CN113818359B - 一种大型构件步履式顶推施工方法及应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大型构件步履式顶推施工方法，涉及大型构件顶推技术领域，解决效率低、安全性差的技术问题，方法是通过至少一个步履式顶推单元的滑移机构将大型构件顶起，通过驱动机构将滑移机构沿滑道连续移动，然后使滑移机构下降，让大型构件临时支撑于支墩机构上，待滑移机构下降脱离大型构件，反向移动滑移机构，重复顶升、移动、下降的过程，直至完成顶推施工要求的移动距离。本发明还公开了一种上述方法的应用。本发明通过驱动机构将滑移机构同步连续移动，单次最大有效行程可大于2米，行程远大于传统步履式设备的千斤顶行程，效率高，大大减少了顶升千斤顶的顶升次数，可以提高设备的使用寿命及设备供油系统的使用安全性。

Description

一种大型构件步履式顶推施工方法及应用

技术领域

本发明涉及大型构件顶推技术领域，更具体地说，它涉及一种大型构件步 履式顶推施工方法及应用。

背景技术

目前，常用的大型构件，如桥梁顶推的设备有两种，一种是步履式设备， 采用一套刚性顶推装置，该装置包含纵移和顶升、横移三个机构，横移结构为 纠偏，纵移结构为主梁顶推，主梁顶推的行程为一个千斤顶的行程，存在如下 问题：步履式设备存在步距短，起落频繁，效率低的问题；另一种是拖拉式设 备，采用一套柔性顶推装置，该装置含横移、顶升机构，需要在主梁安装牛腿 结构、锚板，在滑道上安装反力结构，用钢绞线将两部分结构连接，千斤顶通 过夹持钢绞线将主梁拖移，拖移过程中钢绞线随主梁纵移，主梁拖拉行程为滑 道的长度，存在如下问题：易出现蛙跳现象，不平稳，蛙跳现象容易造成设备 或大型构件损坏，影响施工安全。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术的生产效率低及易产生蛙跳现象 等施工不安全因素的问题，本发明的目的一是提供一种效率高及安全性能良好 的大型构件步履式顶推施工方法。

本发明的目的二是提供一种效率高及安全性能良好的大型构件步履式顶推 施工方法的应用。

为了实现上述目的一，本发明提供一种大型构件步履式顶推施工方法，是 通过至少一个步履式顶推单元的滑移机构将大型构件顶起，通过驱动机构将滑 移机构沿滑道连续移动，然后使滑移机构下降，让大型构件临时支撑于支墩机 构上，待滑移机构下降脱离大型构件，再反向移动滑移机构，重复顶升、移动、 下放的过程，直至完成顶推施工要求的移动距离。

作为进一步地改进，通过驱动机构将滑移机构沿滑道连续移动，，行程仅受 限于施工平台平面滑道纵向尺寸1米以上距离。

进一步地，是通过驱动机构将滑移机构沿整个滑道长度连续移动。

进一步地，还包括在移动过程中监测所述大型构件的横向位移过程，如大 型构件的横向位移超过设定值，停止或移动中，通过纠偏机构完成纠偏。

进一步地，是通过顶推单元内的单个或多个纵向间隔设置或横向间隔设置 或相连接的滑移机构将大型构件顶起，然后与滑移机构同步移动。

为了实现上述目的二，本发明提供一种大型构件步履式顶推施工方法在桥 梁施工工程中的应用。

有益效果

本发明与现有技术相比，具有的优点为：

本发明通过驱动机构驱动滑移机构同步连续移动，单次最大有效行程可大 于2米，行程仅受限于施工平台平面尺寸，纵移行程远大于传统步履式设备的 纵移千斤顶行程，效率高，大大减少了顶升千斤顶的顶升次数，可以提高设备 的使用寿命及设备供油系统的使用安全性，降低频繁起落次数和安全风险。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2为本发明的主视结构示意图；

图3为本发明的俯视结构示意图；

图4为本发明的局部放大图；

图5为图4中C-C线的剖视图；

图6为本发明中只有一个滑移机构的主视结构示意图

图7为本发明中滑箱的主视结构示意图；

图8为图7中A-A线的剖视图；

图9为本发明中滑箱的俯视结构示意图；

图10为本发明中滑箱的立体结构示意图；

图11为本发明中顶升千斤顶的结构示意图；

图12为本发明中滑箱安装两个顶升千斤顶的结构示意图；

图13为本发明中使用一个驱动机构的结构示意图；

图14为本发明中使用一个驱动机构的滑箱的结构示意图；

图15为本发明中滑移机构没有顶升千斤顶的主视结构示意图；

图16为本发明中滑移机构没有顶升千斤顶且有两个驱动机构的主视结构示 意图；

图17为本发明中滑移机构没有顶升千斤顶且有一个驱动机构的主视结构示 意图；

图18为本发明中滑块结构示意图；

图19为两个滑移机构横向间隔布置的结构示意图；

图20为两个滑移机构相连接的结构示意图；

图21为驱动机构为齿轮齿条机构的结构示意图；

图22为驱动机构为螺杆螺母机构的结构示意图；

图23为本发明中卡接板的结构示意图；

图24为本发明中组合系统的方框图。

其中：1-滑道、2-反力座、3-第一连接件、4-滑移机构、5-顶升千斤顶、 6-驱动机构、7-复位机构、8-第二连接件、9-滑箱、10-牛腿、11-纠偏千斤顶、 12-顶压板、14-支墩机构、15-加强板、16-第一不锈钢板、17-第一四氟板、19- 第二四氟板、20-连接座、22-支撑墩、23-千斤顶座、24-支墩千斤顶、25-大型 构件、26-第三四氟板、27-卡接板、28-滑块、29-液压马达、30-齿轮齿条机构、 31螺杆螺母机构。

具体实施方式

下面结合附图中的具体实施例对本发明做进一步的说明。

参阅图1-24，一种大型构件步履式顶推施工方法，通过单个或多个纵向间 隔设置或横向间隔设置或相连接的滑移机构4同步顶起大型构件；通过驱动机 构6驱动滑移机构4同步沿滑道1连续移动，行程仅受限于施工平台平面滑道 纵向尺寸，优选的，滑移机构4同步沿滑道1连续移动1米以上的距离，滑道1 的长度是根据大型构件的梁型、墩身大小、滑道梁长度及施工需求等综合设定， 如某工程项目主桥桁架梁构件，节间长度26米，施工要求顶推一次能达到26 米，因此滑道梁长度被设置为32米，而滑道1的长度则不低于26米。优选的， 可通过驱动机构6驱动滑移机构4同步在滑道1上一次连续移动26米。

具体步骤如下：

S1.安装滑道1，在滑道1的两端分别安装用于支撑大型构件的支墩机构14；

S2.在滑道1安装滑移机构4，多个滑移机构4之间通过第二连接件8连接；

S3.在滑道1与滑移机构4之间安装驱动机构6；

S4.滑移机构4同步顶起大型构件，驱动机构6驱动滑移机构4同步连续移 动；

S5.监测大型构件的横向位移，横向位移与沿滑道1的移动方向垂直，如横 向位移超过设定值，则驱动机构6可在停止或运动中，分别控制滑移机构4对 大型构件进行纠偏，驱动机构6继续驱动滑移机构4同步连续移动，直到完成 一个顶推行程；

S6.滑移机构4下降将大型构件临时落至支墩机构14，待滑移机构下降脱离 大型构件，滑移机构4和驱动机构6复位到初始位置；

S7.重复步骤S4～S6，直至完成顶推施工要求的移动距离。

步骤S1中，在滑道1的两侧分别安装反力座2，两侧的反力座6之间设有 预紧的钢绞线束，驱动机构6为安装在滑移机构4的液压连续顶推千斤顶，钢 绞线束穿过液压连续顶推千斤顶。为了提高受力稳定性，在滑道1的两个侧边 各设有预紧的钢绞线束。钢绞线束的预紧力为设计力值。通过增加钢绞线的整 体刚度、减小受力后的伸长量，最终减小钢绞线受力后的弹性势能，来减小或 消除蛙跳，同时钢绞线的柔性降低了反力座2、液压连续顶推千斤顶、滑移机构 4的对中要求，安装更加简便。

步骤S2中，在滑道1的一侧安装拖动滑移机构4复位到初始位置的复位机 构7。当液压连续顶推千斤顶推动滑移机构4移动一个行程后，复位机构7拖动 滑移机构4复位到初始位置，如图2、3所示滑移机构4的位置，滑移机构4移 动一个行程为滑道1的长度。在本实施例中，复位机构7为电动绞盘，电动绞 盘的绳索连接滑移机构4，使用复位机构7可以提高滑移机构4复位的速度，从 而提高工作效率。在其他实施例中，复位机构7也可以是卷扬机或电葫芦或电 动推杆。

滑移机构4包括滑箱9，滑箱9设有用于顶起大型构件的顶升千斤顶5、用 于推动顶升千斤顶5进行纠偏的纠偏千斤顶11，滑箱9设有用于安装液压连续 顶推千斤顶的牛腿10。

一种大型构件步履式顶推施工方法的应用，所述大型构件步履式顶推施工 方法应用于桥梁施工工程中。

通过两个前后间隔布置的滑移机构同步顶起大型构件，支撑力均匀分配， 稳定性好，安全性好，通过驱动机构将滑移机构沿滑道连续移动，单次最大有 效行程可大于2米，行程仅受限于施工平台平面尺寸，行程大于传统步履式设 备的千斤顶行程，效率高，大大减少了顶升千斤顶的顶升次数，可以提高设备 的使用寿命及设备供油系统的使用安全性，降低频繁起落次数和安全风险。

一种实现上述大型构件步履式顶推施工方法的装置，包括滑道1，滑道1设 有至少一个用于带动大型构件25向前移动的滑移机构4，滑道1的两端分别设 有支墩机构14；还包括驱动滑移机构4沿滑道1连续移动的驱动机构6。

优选的，滑移机构4沿滑道1连续移动1米以上距离，单次最大有效行程 可大于2米，行程仅受限于施工平台平面尺寸。滑道1的长度是根据大型构件 的梁型、墩身大小、滑道梁长度及施工需求等综合设定，如某工程项目主桥桁 架梁构件，节间长度26米，施工要求顶推一次能达到26米，因此滑道梁长度 被设置为32米，而滑道1的长度则不低于26米。优选的，可通过驱动机构6 驱动滑移机构4同步在滑道1上一次连续移动26米。

可以根据实际需要设置滑移机构4的数量，如当大型构件25的长度较短时， 可以设置一个滑移机构4即可稳定工作，如图6所示；当大型构件25较长时， 如桥体构件，重量大，可以设置两个滑移机构4以提高工作的稳定性，如图2 所示；对于特大的大型构件25时，可以设置3个甚至更多的滑移机构4。

当滑移机构4的数量大于1时，相邻两个滑移机构4通过第二连接件8连 接。使各个滑移机构4之间同步运动。只需在其中的一个滑移机构4设置驱动 机构6即可推动滑移机构4同步前进。当然，大型构件25的重量太大时，也可 以在两个或多个滑移机构4设置驱动机构6同时工作，以提高工作的稳定性。 第二连接件8为连接杆或连接板。

如图4所示为两个滑移机构4为纵向间隔布置在滑道1上，这种方式适用 于长度大的大型构件25，如图19所示为两个滑移机构4为横向间隔布置在滑道 1上，这种方式适用于宽度大的大型构件25，如图20所示为两个滑移机构4相 连布置在滑道1上，这种方式适用于高度大且质量大的大型构件25。

当同一滑移机构4上的驱动机构6的数量为两个时，两个驱动机构6布置 在滑移机构4的两边，如图3、图16所示；当同一滑移机构4上的驱动机构6 的数量为一个时，驱动机构6布置在滑移机构4的中间，如图13、图17所示。

在一个实施例中，驱动机构6包括分别设于滑道1两端的反力座2，两端反 力座2之间设有经过预紧的第一连接件3，至少一个滑移机构4设有套接在第一 连接件3外围的液压连续顶推千斤顶。第一连接件3为钢绞线或钢绞线束，钢 绞线束穿过液压连续顶推千斤顶，通过液压连续顶推千斤顶与钢绞线束的相互 作用驱动滑移机构4向前移动。第一连接件3预拉至设计力值，设计力值大于 第一连接件3负载时的静摩擦力。通过预紧最终达到减小或消除蛙跳的不利工 况，同时钢绞线的柔性降低了反力座2、液压连续顶推千斤顶、滑移机构4的对 中精度要求，安装更加简便。

当然第一连接件3也可以是高强度纤维线束或铁链或金属杆。

如图5、7-11所示，滑移机构4包括滑箱9，滑箱9设有顶升千斤顶5、连 接液压连续顶推千斤顶的牛腿10，钢绞线束穿过牛腿10、液压连续顶推千斤顶。 滑箱9的顶部的两侧焊接有加强板15，可以提高滑箱9四壁的连接强度，牛腿 10位于加强板15顶部。

可以根据实际需要设置滑箱9中安装顶升千斤顶5的数量，如图5所示为 滑箱9中安装一个顶升千斤顶5，如图12所示为滑箱9中安装两个顶升千斤顶 5。如图7为滑箱9的两边分别设置了牛腿10，对应安装两个连接液压连续顶推 千斤顶。如图14为滑箱9的中部设置了牛腿10，对应安装一个连接液压连续顶 推千斤顶，牛腿10的两边分别安装一个顶升千斤顶5，以提高工作的稳定性。

滑箱9与顶升千斤顶5之间设有第一滑动结构，第一滑动结构包括位于顶 升千斤顶5的底部设有第一四氟板17、位于滑箱9内腔底部的第一不锈钢板16， 第一四氟板17与第一不锈钢板16形成横向低摩擦副的滑动结构，减少纠偏力， 便于选择体积小、重量轻的纠偏千斤顶11，利于优化滑箱9的结构，同时，在 纠偏过程中，可避免钢绞线受到横向剪力的影响而导致断裂，造成安全事故因 此提高工作的安全性、稳定性和设备的使用寿命。

顶升千斤顶5的两旁分别设有纠偏千斤顶11。在一个实施例中，滑箱9的 两侧分别设有水平对置的纠偏千斤顶11，如图10所示，两个纠偏千斤顶11的 轴心线在同一直线上并基本垂直于滑道1方向，顶升千斤顶5位于两个纠偏千 斤顶11之间。两个纠偏千斤顶11的推杆外端均设有与顶升千斤顶5相抵的顶 压板12，顶压板12与顶升千斤顶5的接触面为弧形面，可以保证顶压板12的 推力在顶升千斤顶5的中心，从而保证纠偏的稳定性。在另一个实施例中，滑 箱9的两侧分别设有平行的纠偏千斤顶11，如图23所示，两个纠偏千斤顶11 之间设有将顶升千斤顶5卡紧的卡接板27，两个纠偏千斤顶11的运动方向相同。

滑箱9的底部与滑道1之间设有第二滑动结构，第二滑动结构包括位于滑 箱9底部的第二四氟板19、位于滑道1的第二不锈钢板，如图7所示，第二四 氟板19与第二不锈钢板形成纵向低摩擦副，降低纵向滑移的力值，减少钢绞线 数量，同时便于选择体积小、重量轻的驱动机构6，可以提高工作的稳定性，提 高设备的使用寿命。

滑箱9的侧壁设有连接第二连接件8的连接座20，为了使受力均匀，滑箱 9的侧壁两侧分别设有连接座20。当然也可以仅在滑箱9的侧壁中部设有连接 座20。

在一个实施例中，如图15-18所示，滑移机构4包括滑块28，滑块28设有 支撑墩22、连接液压连续顶推千斤顶的千斤顶座23，当然，滑块28可以安装 一个连接液压连续顶推千斤顶，也可以安装两个连接液压连续顶推千斤顶。滑 块28与滑道1之间设有第三滑动结构。第二滑动结构包括位于滑块28底部的 第三四氟板26、位于滑道1的第三不锈钢板，第三四氟板26与第二不锈钢板形 成纵向低摩擦副。支墩机构14包括至少一个支墩千斤顶24，当大型构件25的 重量相对较小时，支墩机构14包括一个支墩千斤顶24即可，支墩千斤顶24通过垫板抬升大型构件25，当大型构件25的较大时，支墩机构14包括两个支墩 千斤顶24，如图17所示。

滑道1的一侧设有拖动滑移机构4复位的复位机构7，当驱动机构6驱动滑 移机构4移动一个行程后，复位机构7拖动滑移机构4复位到初始位置，如图2、 3所示滑移机构4的位置，滑移机构4移动一个行程为滑道1的长度。在本实施 例中，复位机构7为电动绞盘或液压绞盘，电动绞盘或液压绞盘的绳索连接滑 移机构4，使用复位机构7可以提高滑移机构4复位的速度，从而提高工作效率。

在其他实施例中，复位机构7也可以是卷扬机或电葫芦或螺杆螺母机构、 电动推杆。

滑道1的两侧分别设有导向板，滑移机构4位于两侧导向板之间并沿着导 向板移动，可以保证移动过程的运动精度。

在其他实施例中，驱动机构6可以为液压马达29驱动的齿轮齿条30机构 或螺杆螺母机构31。如图21所示，当驱动机构6为齿轮齿条机构时，齿轮安装 在滑移机构4，齿条安装在滑道1一侧；如图22所示，当驱动机构6为螺杆螺 母机构时，螺杆安装在滑道1一侧，螺母安装在滑移机构4。由于齿轮齿条或螺 杆螺母结构的刚度远大于钢绞线等软构件，受力伸长量小，可避免蛙跳现象。

如图24所示，一种大型构件移动装置的组合系统，组合系统包括N个如上 述的大型构件移动装置，N为大于1的整数，组合系统通过控制中心同步操作。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出对于本领域的技术人员来说， 在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都不会影响 本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (7)

1.一种大型构件步履式顶推施工方法，其特征在于，是通过至少一个步履式顶推单元的滑移机构将大型构件顶起，通过驱动机构将滑移机构沿滑道连续移动，然后使滑移机构下降，让大型构件临时支撑于支墩机构上，待滑移机构下降脱离大型构件，再反向移动滑移机构，重复顶升、移动、下放的过程，直至完成顶推施工要求的移动距离；

具体步骤如下：

S1.安装滑道，在滑道的两端分别安装用于支撑大型构件的支墩机构；

在滑道安装滑移机构，多个滑移机构之间通过第二连接件连接；

在滑道与滑移机构之间安装驱动机构；

S2.滑移机构同步顶起大型构件，驱动机构驱动滑移机构同步连续移动；

S3.监测大型构件的横向位移，横向位移与沿滑道的移动方向垂直，如横向位移超过设定值，则驱动机构可在停止或运动中，分别控制滑移机构对大型构件进行纠偏，驱动机构继续驱动滑移机构同步连续移动，直到完成一个顶推行程；

S4.滑移机构下降将大型构件临时落至支墩机构，待滑移机构下降脱离大型构件，滑移机构和驱动机构复位到初始位置；

S5.重复步骤S2～S4，直至完成顶推施工要求的移动距离；

步骤S1中，在滑道的两侧分别安装反力座，两侧的反力座之间设有预紧的钢绞线束，驱动机构为安装在滑移机构的液压连续顶推千斤顶，钢绞线束穿过液压连续顶推千斤顶；

在滑道的两个侧边各设有预紧的钢绞线束。

2.根据权利要求1所述的一种大型构件步履式顶推施工方法，其特征在于，通过驱动机构将滑移机构沿滑道连续移动，行程仅受限于施工平台平面滑道纵向尺寸1米以上距离。

3.根据权利要求1所述的一种大型构件步履式顶推施工方法，其特征在于，是通过驱动机构将滑移机构沿整个滑道长度连续移动。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种大型构件步履式顶推施工方法，其特征在于，还包括在移动过程中监测所述大型构件的横向位移过程，如大型构件的横向位移超过设定值，停止或移动中，通过纠偏机构完成纠偏。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种大型构件步履式顶推施工方法，其特征在于，是通过顶推单元内的单个或多个纵向间隔设置或横向间隔设置或相连接的滑移机构将大型构件顶起，然后与滑移机构同步移动。

6.根据权利要求4所述的一种大型构件步履式顶推施工方法，其特征在于，是通过顶推单元内的两个纵向间隔设置或横向间隔设置或相连接的滑移机构将大型构件顶起，然后与滑移机构同步移动。

7.权利要求1-6任一所述的一种大型构件步履式顶推施工方法在桥梁施工工程中的应用。

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