CN114351585B - 一种连续快速架设的桥梁系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及桥梁工程施工技术领域，其公开了一种连续快速架设的桥梁系统，解决了目前桥梁架设施工周期长的技术问题，系统包括栈桥组件、桥体支撑组件、姿态调整机构、栈桥推进装置和桥体支撑组件移运装置。多个栈桥组件首尾拼接并延伸进行架设，栈桥推进装置推动栈桥组件持续进给；桥体支撑组件移运装置推动桥体支撑组件向栈桥组件的架设方向移动，当桥体支撑组件移动至姿态调整机构位置时，姿态调整机构夹持桥体支撑组件由水平方向翻转至竖直方向，再由竖直方向定位至栈桥组件的两侧，并下放至地面。

Description

一种连续快速架设的桥梁系统

技术领域

本发明涉及桥梁工程施工技术领域，更具体地说，它涉及一种连续快速架设的桥梁系统。

背景技术

桥梁，一般指架设在江河湖海上，使车辆行人等能顺利通行的构筑物。

为适应现代高速发展的交通行业，桥梁亦引申为跨越山涧、不良地质或满足其他交通需要而架设的使通行更加便捷的建筑物，是跨越障碍的主要结构。因而，桥梁指架设在江河湖海上以及指架设在山涧、不良地质上的横架建筑物。

传统的桥梁建设，需要预先勘探设绘、打桩、预制桥体组件、运输、安装等多道工序。其中，传统的桥梁，多为混凝土结构构造，首先经勘探测绘打地基，地基打好之后，浇筑钢筋混凝土结构形成桩体；然后将预制好、或现场浇筑的桥体组件架设在桩体上，并设置其他安全设施，完成混凝土桥梁的架设。

传统桥梁亦有部分桥梁为钢结构桥梁，纯钢结构的桥梁架设方式与混凝土桥梁架设方式步骤差异不大，同样需要在架设桥梁的现场进行勘探设绘、打桩、预制桥体组件、运输、安装等多道工序。

然而，传统桥梁在架设时，经过多道工序，施工周期长，尤其在海洋中施工时，由于环境因素，架设桥梁的施工周期更长。同时，桥梁在特定地点架设之后形成固定桥梁，仅供长期使用，难以重复利用。

发明内容

针对背景技术中提出的桥梁架设施工周期长的技术问题，本发明旨在提供一种连续快速架设的桥梁系统，该系统具备连续推送栈桥组件的功能，以及在连续推送铺设的同时，同步下放桥体支撑组件，从而达到快速架桥的目的。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种连续快速架设的桥梁系统，包括：

栈桥组件，后续栈桥组件均可以与前序栈桥组件首尾连续拼接，栈桥组件的左右侧面沿长度方向设有滑移轨道；

桥体支撑组件，桥体支撑组件包括桩腿和升降系统，桩腿穿设在升降系统上，升降系统与滑移轨道可配合滑移连接；

姿态调整机构，姿态调整机构设置在第一个栈桥组件前端，姿态调整机构用于将桥体支撑组件进行姿态调整和定位，最终实现与栈桥组件侧面上的滑移轨道的可滑移连接；

栈桥推进装置，栈桥推进装置与栈桥组件驱动连接；

桥体支撑组件移运装置，桥体支撑组件移运装置与桥体支撑组件驱动连接；

栈桥推进装置推动栈桥组件向铺设方向伸出；桥体支撑组件沿栈桥组件的架设方向连续排列在栈桥组件上，桥体支撑组件移运装置推动桥体支撑组件向栈桥组件的架设方向移动，当桥体支撑组件移动至姿态调整机构位置，姿态调整机构将桥体支撑组件由水平方向翻转至竖直方向，再由竖直方向定位至栈桥组件的两侧，让桥体支撑组件与栈桥组件两侧的滑移轨道配合滑移连接。

通过上述技术方案，该设计方法可以重复连续延伸架设桥体，且连续架设的桥体是具有桥体支撑组件的桥梁，即具有桩腿进行支撑，稳定性好，同时连续架设的系统效率高，施工周期短。

尤其当该架设方法应用在海洋中时，目前的海上桥梁是浮桥形式较多，浮桥容易受海上风浪影响，稳定性差，该方法设置有带桩腿的桥体支撑组件，使得稳定性大大提高。而且，在海洋中开始架桥时，可以通过在海洋中确立一个施工支持平台，然后就可以高效的建造海上桥梁，施工环境受限小。海上施工可采用自升式海洋平台、固定式海洋平台或灵活利用水域中的岛屿、岛礁或陆地作为施工支持平台。

该桥梁建造方法具有可回收的优势，逆向作业，桥体等组件可快速回收，尤其是对于短期建造临时的桥梁，稳定性好，可重复利用。同时，其桥梁的架设长度的大小可以灵活控制。

本发明进一步设置为：当前序栈桥组件完成铺设后，后续栈桥组件可依次移动至前序栈桥组件组合所形成整体的后端，重复上述操作可实现多个栈桥组件的首尾段连接。

本发明进一步设置为：栈桥组件为桁架式结构，且栈桥组件内部底面具有平板面作为桥面；

姿态调整结构固定在桁架式结构栈桥组件前端，对桥体支撑组件进行夹持后调整姿态和定位。

通过上述技术方案，设置栈桥组件为桁架式结构，该结构主要是在等重量下让栈桥组件具有更高的强度。

本发明进一步设置为：桥体支撑组件在的栈桥组件内部进给。

通过上述技术方案，栈桥组件内部为空间，空间在桥梁架设完成后用于行人和交通工具通行，但是在安装过程中，空间可以用于输送桥体支撑组件的通道，让桥体支撑组件在空间内输送更加方便。

本发明进一步设置为：桥体支撑组件在的栈桥组件外部进给。

通过上述技术方案，桥体支撑组件不仅仅是只有从其内部进行进给的方式，其他位置进给的方式只要能够达到进给的要求和施工要求即可。

本发明进一步设置为：栈桥组件的两端均设有拼接连接机构，任意两组栈桥组件之间通过拼接连接机构可拆卸固定连接。

本发明进一步设置为：拼接连接机构为销轴连接或者榫接连接等可拆卸结构。

通过上述技术方案，拼接连接结构是方便将两组栈桥组件之间快速对接连接，使得栈桥组件在拼接之后形成桥梁的桥体部分。

本发明进一步设置为：桥体支撑组件包括夹持滑移件、升降机构和控制件，夹持滑移件固定在升降机构的外周侧，桩腿穿设在升降机构内，控制件控制桩腿与升降机构之间的相对移动；

桥体支撑组件置于栈桥组件两侧起到支撑作用时，夹持滑移件与滑移轨道配合滑移连接，桩腿在升降机构内竖直向下滑移并与升降机构固定。

通过上述技术方案，设置夹持滑移件、升降机构和控制件分别实现各自的功能，从而使得桥体支撑组件能够分别实现夹持、滑移和控制桩腿的上下移动状态的功能。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

(1)重复连续延伸架设桥体，架设效率高，施工周期短；

(2)在海洋中架设桥梁时，相对于临时浮桥，海上架桥带桩腿稳定；

(3)可以在海洋等水域中开始架桥、施工环境受限小；

(4)重复连续延伸架设的桥体，逆向工作，桥体等组件可快速回收；

(5)可以用于架设长期或短期甚至是临时通行的桥梁。

附图说明

图1为桥体架设系统初始状态示意图；

图2为桥体架设系统在施工区域下放支腿后，姿态调整机构将桥体支撑组件翻转为竖直状态的示意图；

图3为姿态调整机构将桥体支撑组件翻转至栈桥组件两侧的示意图；

图4为桥体支撑组件下放桩腿的示意图；

图5为连续下放三组桥体支撑组件的桩腿的示意图；

图6为栈桥组件首尾拼接的示意图；

图7为桥体支撑组件的桩腿全部下放完成的示意图，桥梁架设结束；

图8为展示桥体支撑组件立体示意图。

附图标记：100、施工支持平台；101、平台主体；102、支腿；200、栈桥组件；201、滑移轨道；202、平板面；300、桥体支撑组件；301、桩腿；302、升降系统；3021、夹持滑移件；3022、升降机构；3023、控制件；400、姿态调整机构；500、栈桥推进装置；600、桥体支撑组件移运装置；700、拼接连接机构。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不仅限于此。

实施例1

一种连续快速架设的桥梁系统，结合图1可知，包括施工支持平台100，施工支持平台100包括平台主体101和支腿102，支腿102对平台主体101进行支撑，使得平台主体101稳定放置，平台主体101是作为建桥的施工场地和原材料等物料的存放地。施工支持平台100在不同的建桥场所，可以用不同的物体代替。比如其他实施例中，如果需要在江河湖海上架桥时，需要将海洋平台作为施工支持平台100；如果需要在山涧之间架设桥梁时，可以直接选用山涧周边的陆地作为施工支持平台100。

桥体架设系统还包括栈桥组件200，栈桥组件200是构成桥体的单元，多组栈桥组件200之间相互拼接，从而能够构成可以供行人或车辆通行的桥面。

栈桥组件200为桁架式结构，即由常用工程材料形成的桁架式封闭框体结构，且栈桥组件200内部底面具有平板面202作为桥面，桥面可以直接供行人或车辆通行。栈桥组件200的两端均设有拼接连接机构700，任意两组栈桥组件200之间通过拼接连接机构700可拆卸固定连接。具体的，拼接连接机构700为常规的连接结构，比如拼接连接机构700为销轴连接结构、榫接连接结构等可拆卸结构，或者选用连接更加稳定方便的其他结构。

同时，预制完成的栈桥组件200的两侧面沿其长度方向设有滑移轨道201，滑移轨道201沿栈桥组件200的高度方向设有两条或多条，使得滑移更加稳定。结合图1和图2可知，桥体架设系统还包括桥体支撑组件300，桥体支撑组件300包括桩腿301和升降系统302，其中，升降系统302包括夹持滑移件3021、升降机构3022和控制件3023，夹持滑移件3021焊接固定在升降机构3022的外周侧，夹持滑移件3021与滑移轨道201可配合滑移连接。桩腿301穿设在升降机构3022内，控制件3023设置在升降机构3022上，用于控制桩腿301与升降机构3022之间的相对滑移。升降机构3022可以采用常规的结构，比如使用液压机构或者使用机械锁定结构配合电气控制的系统结构等，控制件3023为常规CPU控制板块。结合图1可知，桥体支撑组件300包括左、右两组的桥体支撑组件300，左、右两组的桥体支撑组件300并排在栈桥组件200内部输送。当然，左、右两组的桥体支撑组件300并排在栈桥组件200内部输送只是一种输送方式，也可以单组进行输送桥体支撑组件300，然后再进行安装。

一般情况下，栈桥组件200及桥体支撑组件300在工厂预制完成，然后将栈桥组件200及桥体支撑组件300搬运并放置在施工支持平台100的平台主体101上。具体的，施工支持平台100上可以预放若干栈桥组件200及桥体支撑组件300，或者后期再向施工支持平台100上补充栈桥组件200及桥体支撑组件300。

桥体架设系统还包括姿态调整机构400，姿态调整机构400设置在栈桥组件200沿连续拼接的方向的首端。从而姿态调整机构400一直处于架设桥梁的最前端，姿态调整机构400用于在架设桥梁时对桥体支撑组件300进行翻转，将桥体支撑组件300翻转至栈桥组件200的两侧位置。姿态调整机构400主要实现两个主要的翻转动作，因此姿态调整机构400即为实现该两个翻转动作功能的结构的集合。其中，第一翻转动作是将沿栈桥组件200长度方向进给的桥体支撑组件300翻转为竖直方向，第二翻转动作是将位于栈桥组件200前端的竖直方向桥体支撑组件300转移至栈桥组件200的两侧位置，实现该动作的机构采用常规机构结构即可，比如采用类似机械手臂式的机构以实现翻转和转移的功能。当然，姿态调整机构400也可以是其他形式，只要能完成将桥体支撑组件300翻转并悬挂于栈桥组件200的外侧并与导轨滑移连接即可。

桥体架设系统还包括栈桥推进装置500和桥体支撑组件移运装置600。其中，栈桥推进装置500与栈桥组件200驱动连接，桥体支撑组件移运装置600与桥体支撑组件300驱动连接。栈桥推进装置500推动栈桥组件200沿架桥铺设的方向连续进给，栈桥推进装置500安装在施工支持平台100上，栈桥推进装置500可以为气缸等常规结构，或者是从栈桥组件200的底部位置推动的常规驱动结构等，实现推动功能即可。桥体支撑组件移运装置600也安装在施工支持平台100上，桥体支撑组件移运装置600也可以为气缸等常规结构，实现推动功能即可。

依据以上桥体架设系统，结合图1、图3和图4可知，其实际的架设动作及其工作原理为：

将多个栈桥组件200和桥体支撑组件300布置在施工支持平台100的平台主体101上，可根据需要持续向施工支持平台100上补充栈桥组件200和桥体支撑组件300，其中的一个栈桥组件200的首端安装姿态调整机构400。在该栈桥组件200的尾端依次连接多个栈桥组件200，使得多个栈桥组件200首尾拼接。带有姿态调整机构400的栈桥组件200端部延伸出施工支持平台100外部开始架设。

架设桥梁时，栈桥推进装置500推动栈桥组件200持续进给；同时桥体支撑组件300穿过栈桥组件200的中心空间位置进行进给，进给状态是：桥体支撑组件300沿栈桥组件200的架设方向连续排列在栈桥组件200的内部，此时，桥体支撑组件移运装置600推动桥体支撑组件300向栈桥组件200的架设方向移动。

当桥体支撑组件300移动至姿态调整机构400位置，姿态调整机构400夹持桥体支撑组件300由水平方向翻转至竖直方向，再由竖直方向翻转至栈桥组件200的两侧，让桥体支撑组件300与栈桥组件200两侧的滑移轨道201配合滑移连接。当桥体支撑组件300处于栈桥组件200两侧的位置后，桩腿301在升降机构内竖直向下滑移并与升降机构固定，使得桩腿301起到对桥梁的支撑作用。

其中，栈桥组件200底部开设有便于姿态调整结构400翻转的底部开口，方便对桥体支撑组件300的翻转。

实施例2

本实施例与实施例1结构大体相同，其区别在于，桥体支撑组件300在的栈桥组件200外部进给。一般是在栈桥组件200的顶面进给。

依据以上桥体架设系统，其实际的架设动作及其工作原理为：将多个栈桥组件200和桥体支撑组件300运输至施工支持平台100的平台主体101上，其中的一个栈桥组件200的首端安装姿态调整机构400，由于栈桥组件200为桁架式结构，姿态调整结构400可固定在栈桥组件200内部。在该栈桥组件200的尾端依次连接多个栈桥组件200，使得多个栈桥组件200首尾拼接。带有姿态调整机构400的栈桥组件200端部延伸出施工支持平台100外部开始架设。

架设桥梁时，栈桥推进装置500推动栈桥组件200持续进给；同时桥体支撑组件300处于栈桥组件200的顶部位置进行进给，进给状态是：桥体支撑组件300沿栈桥组件200的架设方向连续排列在栈桥组件200的顶部，此时，桥体支撑组件移运装置600推动桥体支撑组件300向栈桥组件200的架设方向移动。

当桥体支撑组件300移动至姿态调整机构400位置时，姿态调整机构400将桥体支撑组件300由水平方向翻转至竖直方向，再由竖直方向翻转至栈桥组件200的两侧，让桥体支撑组件300与栈桥组件200两侧的滑移轨道201配合滑移连接。当桥体支撑组件300处于栈桥组件200两侧的位置后，桩腿301在升降机构内竖直向下滑移并与升降机构固定，使得桩腿301起到对桥梁的支撑作用。

其中，栈桥组件200顶部开设有便于姿态调整结构400翻转的顶部开口，方便对桥体支撑组件300的翻转。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种连续快速架设的桥梁系统，其特征在于，包括：

栈桥组件(200)，每两个栈桥组件(200)的首尾可连续拼接，栈桥组件(200)的左右侧面沿长度方向设有滑移轨道(201)；

桥体支撑组件(300)，桥体支撑组件(300)包括桩腿(301)和升降系统(302)，桩腿(301)穿设在升降系统(302)上，升降系统(302)与滑移轨道(201)可配合滑移连接；

姿态调整机构(400)，姿态调整机构(400)设置在第一个栈桥组件(200)前端，姿态调整机构(400)用于将桥体支撑组件(300)进行姿态调整和定位，最终实现与栈桥组件(200)侧面上的滑移轨道(201)的可滑移连接；

栈桥推进装置(500)，栈桥推进装置(500)与栈桥组件(200)驱动连接，栈桥推进装置(500)推动栈桥组件(200)延伸；

桥体支撑组件移运装置(600)，桥体支撑组件移运装置(600)与桥体支撑组件(300)驱动连接；

桥体支撑组件(300)沿栈桥组件(200)的架设方向连续排列在栈桥组件(200)上，桥体支撑组件移运装置(600)推动桥体支撑组件(300)向栈桥组件(200)的架设方向移动，当桥体支撑组件(300)移动至姿态调整机构(400)位置，通过姿态调整机构(400)调整桥体支撑组件(300)至栈桥组件(200)的两侧，桥体支撑组件(300)达到预设位置后，下放桩腿(301)对已伸展出的栈桥组件(200)形成支撑；

当前序栈桥组件(200)完成铺设后，后续栈桥组件(200)可依次移动至前序栈桥组件(200)组合所形成整体的后端，重复操作可实现多个栈桥组件(200)的首尾段连接。

2.根据权利要求1所述的一种连续快速架设的桥梁系统，其特征在于：当桥体支撑组件(300)移动至姿态调整机构(400)位置，姿态调整机构(400)将桥体支撑组件(300)由水平方向调整至竖直方向，再定位至栈桥组件(200)的两侧，让桥体支撑组件(300)与栈桥组件(200)两侧的滑移轨道(201)配合滑移连接，使桥体支撑组件(300)达到预设位置。

3.根据权利要求1所述的一种连续快速架设的桥梁系统，其特征在于：栈桥组件(200)为桁架式结构，且栈桥组件(200)设有平板面(202)作为桥面；

姿态调整机构(400)固定在桁架式结构栈桥组件(200)前端，对桥体支撑组件(300)进行夹持、翻转和定位。

4.根据权利要求2所述的一种连续快速架设的桥梁系统，其特征在于：桥体支撑组件(300)在的栈桥组件(200)内部进给。

5.根据权利要求2所述的一种连续快速架设的桥梁系统，其特征在于：桥体支撑组件(300)在的栈桥组件(200)外部进给。

6.根据权利要求1所述的一种连续快速架设的桥梁系统，其特征在于：除第一个栈桥组件(200)之外的栈桥组件(200)的首尾两端均设有拼接连接机构(700)，第一个栈桥组件(200)的尾端设有拼接连接机构(700)，任意两组栈桥组件(200)之间通过拼接连接机构(700)可拆卸固定连接。

7.根据权利要求6所述的一种连续快速架设的桥梁系统，其特征在于：拼接连接机构(700)为销轴连接或者榫接连接可拆卸结构。

8.根据权利要求1所述的一种连续快速架设的桥梁系统，其特征在于：桥体支撑组件(300)的升降系统(302)包括夹持滑移件(3021)、升降机构(3022)和控制件(3023)，夹持滑移件(3021)固定在升降机构(3022)的外周侧，桩腿(301)穿设在升降机构(3022)内，控制件(3023)控制桩腿(301)与升降机构(3022)之间的相对滑移；

桥体支撑组件(300)置于栈桥组件(200)两侧起到支撑作用时，夹持滑移件(3021)与滑移轨道(201)配合滑移连接，桩腿(301)在升降机构(3022)内竖直向下滑移并与升降机构(3022)固定。

9.根据权利要求1所述的一种连续快速架设的桥梁系统，其特征在于：在系统使用时，可采用自升式海洋平台、固定式海洋平台或灵活利用水域中的岛屿、岛礁或陆地作为施工支持平台。

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