CN114481844A - 一种节拼架桥机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种节拼架桥机，前主支腿安装于前端马鞍梁处的主梁上，前主支腿包括由上至下依次连接的上斜梁、中直梁、下曲梁、安装座和油缸座，中直梁的高度与已架箱梁的高度一致，下曲梁呈“L”字型并朝向前主支腿的中心线；主起重天车安装于主框架的上部靠内侧部位上，前落梁装置和后落梁装置均安装于主梁的上部靠外侧，主起重天车的顶部四角处安装有天车顶升油缸，天车顶升油缸顶升前落梁装置或后落梁装置纵向移动；吊挂总成包括吊具和吊挂，吊具上安装有纵向调坡油缸和横向调坡油缸。该节拼架桥机适用于单、双线铁路简支箱梁的施工并能适应曲线施工和多幅梁的横移架设施工，能满足尾部喂梁、地下喂梁和桥前喂梁。

Description

一种节拼架桥机

技术领域

本发明涉及大跨度桥梁施工技术领域，具体涉及一种节拼架桥机。

背景技术

目前国内外铁路快速发展，预制简支箱型梁架设是地铁、城际铁路或高速铁路建设施工中的重要部分，架桥机是预制简支箱型梁架设的重要设备，施工工法主要为：节段预制，整跨悬挂和高位悬挂制梁并落梁。对于线路全长较长的特大桥或大桥，其线路施工中施工情况较复杂，比如会涉及到单线梁、多线梁以及车站前后的道岔连续梁和多幅梁，所涉及到的多种梁中又包括多种特殊跨度的跨度梁，因此能够提供一种适用于多种施工情况下的架桥机是本领域技术人员所期望的。

发明内容

本发明提供了一种节拼架桥机，该节拼架桥机适用于单、双线铁路简支箱梁的施工并能适应曲线施工和多幅梁的横移架设施工，该节拼架桥机能够满足桥面尾部喂梁、桥底地下喂梁和桥前地下喂梁三种喂梁方式，适用范围广。

实现本发明上述目的所采用的技术方案为：

一种节拼架桥机，包括主框架、前辅助支腿、前主支腿、后主支腿、后辅助支腿、主起重天车、副起重天车、前落梁装置、后落梁装置、吊挂总成、电气系统和液压系统，其中主框架包括依次连接的前导梁、主梁和后导梁，前主支腿固定安装于主梁前端的下方，后主支腿活动安装于主梁的下方，前辅助支腿活动安装于前导梁或主梁的下方，后辅助支腿活动安装于后导梁或主梁的下方，主起重天车和副起重天车安装于主框架上的天车行走轨道上并沿天车行走轨道纵向移动，前落梁装置和后落梁装置安装于主框架上的落梁滑道上，吊挂总成与主起重天车连接，将节段块起吊并吊挂于主梁下，主框架的下部设置有用于前辅助支腿、后主支腿和后辅助支腿支承过跨行走的支腿滑道，所述主梁的前端和后端均连接有马鞍梁，前主支腿安装于马鞍梁处的主梁下方，前主支腿包括由上至下依次连接的上斜梁、中直梁、下曲梁、安装座和油缸座，其中上斜梁、中直梁、下曲梁、安装座和油缸座均设置有两个并沿前主支腿的中心线对称设置，上斜梁的顶部与主梁的底部连接，上斜梁、中直梁和下曲梁首尾相连，中直梁的高度与已架箱梁的高度一致，所述下曲梁呈“L”字型并朝向前主支腿的中心线，安装座连接于下曲梁靠近末端的下部，油缸座内安装有前主支腿支承油缸；

所述天车行走轨道设置于主框架的上部靠内侧部位上，落梁滑道设置于主梁的上部靠外侧且靠近前主支腿和后主支腿，前落梁装置和后落梁装置均为门架结构并通过落梁滑动副与落梁滑道连接，主起重天车的顶部四角处安装有天车顶升油缸，天车顶升油缸顶升前落梁装置或后落梁装置并带动前落梁装置或后落梁装置纵向移动；所述吊挂总成包括吊具和吊挂，吊挂通过吊具连接于主起重天车的下方，所述吊具上安装有纵向调坡油缸和横向调坡油缸，其中横向调坡油缸斜向铰接于吊具的一侧和吊挂的上表面，纵向调坡油缸斜向铰接于吊具的前表面和吊挂的前表面。

所述后主支腿包括后主支腿滑动副、后主支腿回转梁、立柱、下横梁、后主支腿变幅横移机构和后主支腿支承油缸，其中后主支腿滑动副支承于支腿滑道上并使后主支腿在后主支腿滑动副上前后滑移，后主支腿回转梁与后主支腿滑动副在竖直面内铰接，后主支腿回转梁与立柱在水平面内铰接，使得后主支腿回转梁在水平面内平转，所述立柱的底部通过后主支腿变幅横移机构与下横梁活动连接并沿下横梁横向移动，后主支腿支承油缸安装于下横梁的下方且后主支腿支承油缸的位置可调，所述下横梁与已架箱梁之间连接有用于过跨工况时固定就位的后主支腿锚固机构；所述后辅助支腿的结构与后主支腿的结构一致。

所述后主支腿回转梁上连接设置有后主支腿纵移机构，所述主梁的底部设置有纵移顶推轨道，后主支腿纵移机构安装于纵移顶推轨道上，使后主支腿纵向移动；所述纵移顶推轨道内设置有锁止机构。

多幅梁架设施工时，所述节拼架桥机通过后主支腿和后辅助支腿支承，后主支腿和后辅助支腿的下横梁的两端均安装连接横移梁，下横梁和横移梁的长度与多幅梁的宽度相匹配，横移梁底部安装有变幅支承油缸，后主支腿的立柱以上的结构通过后主支腿变幅横移机构在下横梁和横移梁上横向移动，后辅助支腿也在其对应的下横梁和横移梁上横向移动，实现整个节拼架桥机在多幅梁上变幅。

所述前辅助支腿整体呈倒“T”字型，包括依次连接的前辅助支腿滑动副、前辅助支腿回转梁、上横梁、上立柱、垫墩、下立柱、底梁和前辅助支腿锚固机构，其中前辅助支腿滑动副与支腿滑道连接使前辅助支腿在前辅助支腿滑动副上前后滑移，前辅助支腿回转梁与前辅助支腿滑动副在竖直面内铰接，前辅助支腿回转梁与上横梁在水平面内铰接，所述底梁下连接有用于抱紧桥墩垫石并支承于桥墩上的顶紧机构或用于支承于已架箱梁上的桥面支承横梁，所述下立柱的高度与已架箱梁和垫石的高度之和一致，桥面支承横梁的高度与顶紧机构的高度一致；所述顶紧机构包括连接座、可调支撑、斜撑和抱箍，其中连接座设置有四个并连接于底梁的底部四角，可调支撑设置有四个，可调支撑垂直于连接座并连接于连接座之间，斜撑设置有四个，斜撑呈“×”字型并与同一个平面上的底梁和连接座连接，抱箍连接于底梁上并将垫石箍紧。

所述下曲梁靠近末端的上部均通过销轴和开口销水平转动连接有连系梁，节拼架桥机在施工工况时，两个连系梁的末端相靠近连接；节拼架桥机在过跨工况时，两个连系梁的末端相远离，各自朝向所连接的下曲梁的外侧并搁置于对应的下曲梁上；所述下曲梁的末端为倾斜平面且朝内侧倾斜，所述中直梁与上斜梁的外侧连接边上连接设置有销轴和开口销，马鞍梁、上斜梁、中直梁、下曲梁、安装座和油缸座之间以及两个连系梁之间均通过高强垫圈、高强螺栓和高强螺母固定连接，两个油缸座的距离与单线梁或双线梁上桥墩顶部的垫石的支承距离相匹配。

所述吊挂包括上锚杆、滑动吊座、吊梁和下锚杆，其中上锚杆的一端通过滑动吊座与吊梁连接并随滑动吊座沿吊梁横向滑动，上锚杆的另一端连接于主梁上，使吊挂整体吊在主梁下，下锚杆将节段块吊在吊梁下，两侧下锚杆的距离可调并与不同节段块的吊孔距相匹配。

所述吊挂包括长吊挂、短吊挂以及用于起吊端部节段块和起吊整垮砼梁的端吊挂，所述主梁的外侧设置有外伸架，主梁的内侧靠下设置有内侧吊挂固定孔道，主梁的外侧靠上设置有外侧吊挂固定孔道，外伸架的外侧设置有外伸吊挂孔道，端吊挂悬挂于内侧吊挂固定孔道上，并悬挂于前落梁装置或后落梁装置上，长吊挂悬挂于外伸吊挂孔道上或者悬挂于外伸吊挂孔道和内侧吊挂固定孔道上，短吊挂悬挂于外侧吊挂固定孔道或者内侧吊挂固定孔道上。

所述主起重天车和副起重天车均包括天车车架、起重小车、卷扬起升机构和天车横移油缸，起重小车安装于天车车架上并通过天车横移油缸沿天车车架横向移动；主起重天车配套设置有回转吊耳，副起重天车配套设置有吊钩。

所述前落梁装置和后落梁装置的结构一致，均为门架结构，前落梁装置和后落梁装置均设置有落梁滑动副、落梁纵向调整油缸和落梁横向调整油缸，前落梁装置和后落梁装置上的吊杆均由两根以上的高强度螺杆组成，所述前落梁装置和后落梁装置同步吊装整跨砼梁时采用四点起吊三点平衡设置吊点。

与现有技术相比，本发明提供的节拼架桥机具有以下优点：(1)本发明提供的节拼架桥机能满足单、双线简支梁的全跨高位悬挂、拼装和落梁施工控制。

(2)本发明提供的节拼架桥机能满足桥面尾部喂梁、桥底地下喂梁和桥前地下喂梁。

(3)本发明提供的节拼架桥机的前主支腿和前辅助支腿均能够变换长腿模式和短腿模式，能够满足节拼架桥机的后退施工，为多幅梁的横移架设施工提供施工基础。

(4)本发明提供的节拼架桥机的后主支腿和后辅助支腿通过横移梁、下横梁和横移变幅机能够实现节拼架桥机的整机横移变幅，能够满足多幅梁的横移架设施工。

(5)本发明提供的节拼架桥机能够适应曲线施工。

(6)本发明提供的吊挂总成可调节纵横向坡度，高位制梁时能够对节段块精调。

(7)本发明中前落梁装置和后落梁装置为门架结构并安装于主梁的上部靠外侧，主起重天车安装于主框架的上部靠内侧，主起重天车能够在前落梁装置和后落梁装置的下方移动，且主起重天车上安装有天车顶升油缸，能够驮运前落梁装置和后落梁装置纵向移动。

附图说明

图1为本发明提供的节拼架桥机的左视图；

图2为本发明中主梁的结构视图；

其中(a)为后视图，(b)为左视图，(c)为前视图，(d)为俯视图；

图3为本发明中前主支腿的结构视图；

其中(a)为前视图，(b)为左视图；

图4为本发明中前主支腿在桥墩上的支承示意图；

其中(a)为前主支腿支承在单线梁时，(b)为前主支腿支承在双线梁时；

图5为本发明中前主支腿支承在已架箱梁上时的示意图；

其中(a)为前视图，(b)为左视图；

图6为本发明中后主支腿的结构视图；

其中(a)为前视图，(b)为左视图；

图7为本发明中后辅助支腿的结构示意图；

其中(a)为前视图，(b)为左视图；

图8为本发明中后主支腿在横移变幅工况时的结构示意图；

其中(a)为前视图，(b)为左视图；

图9为本发明中前辅助支腿在桥墩上支承时的结构示意图；

其中(a)为前视图，(b)为左视图；

图10为本发明中前辅助支腿在已架箱梁上支承时的结构示意图；

其中(a)为前视图，(b)为左视图；

图11为本发明中主起重天车的结构示意图；

其中(a)为前视图，(b)为左视图；

图12为本发明中主起重天车驮运后落梁装置的结构示意图；

其中(a)为前视图，(b)为左视图；

图13为本发明中后落梁装置的结构示意图；

其中(a)为前视图，(b)为左视图；

图14为本发明中吊具与吊挂的连接示意图；

其中(a)为前视图，(b)为左视图；

图15为本发明中端吊挂的连接示意图；

其中(a)为端吊挂起吊单线梁，(b)为端吊挂起吊双线梁；

图16为本发明中长吊挂的连接示意图；

其中(a)为长吊挂起吊双线梁，(b)为长吊挂起吊单线梁；

图17为本发明中短吊挂起吊双线梁时的连接示意图；

其中(a)为短吊挂悬挂于内侧吊挂固定孔道上，(b)为短吊挂悬挂于外侧吊挂固定孔道上；

图18为本发明中节拼架桥机正常施工时的施工示意图一；

图19为本发明中节拼架桥机正常施工时的施工示意图二；

图20为本发明中节拼架桥机正常施工时的施工示意图三；

图21为本发明中节拼架桥机正常施工时的施工示意图四；

图22为本发明中节拼架桥机正常施工时的施工示意图五；

图23为本发明中节拼架桥机正常施工时的施工示意图六；

图24为本发明中节拼架桥机正常施工时的施工示意图七；

图25为本发明中节拼架桥机正常施工时的施工示意图八；

图26为本发明中节拼架桥机在首跨梁施工时的施工示意图一；

图27为本发明中节拼架桥机在首跨梁施工时的施工示意图二；

图28为本发明中节拼架桥机在首跨梁施工时的施工示意图三；

图29为本发明中节拼架桥机在首跨梁施工时的施工示意图四；

图30为本发明中节拼架桥机在首跨梁施工时的施工示意图五；

图31为本发明中节拼架桥机在首跨梁施工时的施工示意图六；

图32为本发明中节拼架桥机在首跨梁施工时的施工示意图七；

图33为本发明中节拼架桥机在首跨梁施工时的施工示意图八；

图34为本发明中节拼架桥机在已架箱梁上后退施工时的施工示意图一；

图35为本发明中节拼架桥机在已架箱梁上后退施工时的施工示意图二；

图36为本发明中节拼架桥机在已架箱梁上后退施工时的施工示意图三；

图37为本发明中节拼架桥机在已架箱梁上后退施工时的施工示意图四；

图38为本发明中节拼架桥机在已架箱梁上后退施工时的施工示意图五；

图39为本发明中节拼架桥机在已架箱梁上后退施工时的施工示意图六；

图40为本发明中节拼架桥机在已架箱梁上后退施工时的施工示意图七；

图中：1-主梁，101-钢箱梁，102-外伸架，103-马鞍梁，2-前导梁，3-后导梁；

4-前主支腿，401-上斜梁，402-中直梁，403-下曲梁、404-安装座，405-油缸座，406-前主支腿支承油缸，407-连系梁，408-销轴；

5-后主支腿，501-后主支腿滑动副，502-后主支腿回转梁，503-立柱，504-下横梁，5041-安装孔，505-后主支腿纵移机构，506-后主支腿变幅横移机构、507-后主支腿支承油缸，508-托架，509-后主支腿锚固机构，6-后辅助支腿；

7-前辅助支腿，701-前辅助支腿滑动副，702-前辅助支腿回转梁，703-上横梁，704-上立柱，705-垫墩，706-下立柱，707-底梁，708-前辅助支腿锚固机构，709-连接座，710-可调支撑，711-斜撑，712-抱箍，713-开口销，714-桥面支承横梁；

8-主起重天车，801-回转吊耳，802-天车顶升油缸，9-副起重天车；

10-前落梁装置，11-后落梁装置，1101-落梁滑动副，1102-落梁纵向调整油缸，1103-落梁横向调整油缸；

12-吊具，13-吊挂，131-上锚杆，132-滑动吊座，133-吊梁，134-下锚杆，135-滑杆，1301-端吊挂，1302-长吊挂，1303-短吊挂，14-横向调坡油缸，15-纵向调坡油缸，1501-铰接架；

16-已架箱梁，17-桥墩，1701-垫石，18-节段块，19-找平垫墩，20-临时支墩，21-横移梁，22-变幅支承油缸。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做详细具体的说明。

本发明提供的节拼架桥机的结构如图1所示，包括主框架、前辅助支腿7、前主支腿4、后主支腿5、后辅助支腿6、主起重天车8、副起重天车9、前落梁装置10、后落梁装置11、吊挂总成、电气系统和液压系统，其中主框架包括依次连接的前导梁2、主梁1和后导梁3，主框架的下部设置有用于前辅助支腿、后主支腿和后辅助支腿支承过跨行走的支腿滑道。吊挂总成与主起重天车连接，将节段块18起吊并吊挂于主梁下，吊挂总成包括吊具12和吊挂13，其中吊挂包括端吊挂1301、长吊挂1302和短吊挂1303，本实施例提供的节拼架桥机可以通过桥上尾部喂梁、桥下喂梁和桥下前跨喂梁三种喂梁方式实现整垮砼梁的节段块18的高位拼装、张拉和落梁。节拼架桥机在施工工况站位时，前辅助支腿和前主支腿支承于桥墩17上或者已架箱梁16上，后主支腿和后辅助支腿均支承于已架箱梁上，节拼架桥机以前主支腿为基准点站位。

本实施例中主梁的结构如图2所示，主梁1包括两根平行设置的钢箱梁101以及连接于两根钢箱梁外侧的外伸架102，两根钢箱梁的前端和后端的上方均连接有马鞍梁103，主梁的内侧靠下设置有内侧吊挂固定孔道，主梁的外侧靠上设置有外侧吊挂固定孔道，外伸架的外侧设置有外伸吊挂孔道。

前导梁2和后导梁3均包括两根桁架且均通过节点板螺栓与主梁的钢箱梁连接，前导梁的前端和后导梁的后端均竖向连接有平面桁架。前导梁为架桥机前方起导向及支撑的作用，前辅助支腿支承其结构能防止架桥机前倾覆，同时前导梁还为前辅助支腿吊运过跨提供支承。后导梁为架桥机后方起导向及支撑的作用，后辅助支腿支承其结构能防止架桥机后倾覆，同时后导梁还为架桥机从尾部取梁提供支承。

前主支腿4固定安装于主梁前端马鞍梁处的主梁下方，马鞍梁的设置能够平衡载荷作用的偏心弯矩。本实施例中前主支腿的结构如图3所示，包括由上至下依次连接的上斜梁401、中直梁402、下曲梁403、安装座404和油缸座405，其中上斜梁、中直梁、下曲梁、安装座和油缸座均设置有两个并沿前主支腿的中心线对称设置，上斜梁的顶部与主梁的底部连接，上斜梁、中直梁和下曲梁首尾相连，下曲梁呈“L”字型并朝向前主支腿的中心线，所述下曲梁的末端为倾斜平面且朝内侧倾斜，增大了下曲梁底部的安装座的尺寸。所述安装座连接于下曲梁靠近末端的下部，本实施例中马鞍梁、上斜梁、中直梁、下曲梁、安装座和油缸座均通过高强垫圈、高强螺栓和高强螺母固定连接。油缸座内安装有前主支腿支承油缸406，所述前主支腿支承油缸上的阀口朝外设置，便于前主支腿支承油缸的调节。前主支腿采用曲腿的结构，一方面，前主支腿的内侧空间较大，节段块可以沿宽度方向从前主支腿的前方穿过，经过前主支腿后，再将节段块调整成沿桥梁架设方向放置，从而实现节拼架桥机的前部喂梁，同时也为张拉和落梁提供了更大的空间；另一方面，过跨工况时，节拼架桥机整机纵移，前辅助支腿可以在前主支腿内侧并腿重合，便于转换支承体系，使前主支腿在施工工况和过跨工况时均能安全支承在桥墩上或者已架箱梁上，此时需将连系梁拆除，见图9。下曲梁靠近末端的上部均水平连接有连系梁407，连系梁与下曲梁通过销轴和开口销连接，当节拼架桥机在施工工况时，两个连系梁的末端相靠近并通过高强垫圈、高强螺栓和高强螺母连接，从而将前主支腿下部两侧连接成整体结构，提高了前主支腿受力安全性。过跨工况时，此时前辅助支腿需要穿过前主支腿而且此时前主支腿的受力减小，可以不再需要连接两个连系梁以提高前主支腿的稳定性，所以过跨工况时，需要拆解两个连系梁，翻转两个连系梁的末端相远离，各自朝向所连接的下曲梁的外侧并搁置于对应的下曲梁上，从而留出空间供前辅助支腿穿过。

前主支腿为固定支腿结构，支承稳固，无需与桥墩额外预埋锚固。在施工工况时，前主支腿为节拼架桥机前端主要承载点，在过跨工况时，前主支腿与其他支腿配合完成支承体系转换。两个油缸座的距离与单线梁或双线梁上桥墩顶部的垫石1701的支承距离相匹配，在现场施工安装时，两个前主支腿支承油缸之间的距离根据实际情况可调整，具体为调整油缸座与安装座的位置，从而调整两个前主支腿支承油缸之间的距离，使前主支腿适用于单线梁和双线梁的施工，油缸座与安装座通过高强螺栓等连接，调整方便。前主支腿支承在单线梁和双线梁的示意图如图4所示，此时前主支腿均支承于桥墩上。为了保证张拉空间，需要尽可能拉大两个油缸座之间的距离，当两个前主支腿支承油缸支承于双线梁的垫石边缘时，能够满足张拉所需的空间，但是当两个前主支腿支承油缸支承于单线梁的垫石边缘时，张拉空间较小，因此本实施例中在单线梁的垫石边缘铺垫一块与垫石等高的找平垫墩19，使两个前主支腿支承油缸支承于垫石和找平垫墩上，从而保证张拉的空间。当前主支腿在已架箱梁16上支承时，由于中直梁的高度与已架箱梁的高度一致，可直接通过节拼架桥机的副起重天车辅助拆除中直梁，这样无需调整前主支腿其它组件的高度即可将前主支腿直接支承到已施工梁面。本实施例中中直梁与上斜梁的外侧连接边上连接设置有销轴408和开口销，中直梁拆卸掉后可通过销轴和开口销悬挂于上斜梁的一侧，便于中直梁的拆卸和安装，同时还能避开下曲梁的安装位置，前主支腿支承于已架箱梁上的示意图如图5所示。

后主支腿活动安装于主梁的下方，在施工工况时，后主支腿活动安装于后端的马鞍梁处的主梁底部，此时后主支腿为节拼架桥机后端的主支点，架桥机上部结构自重和整垮砼梁自重等荷载通过后主支腿传递给已架箱梁，再传递给下方桥墩。在过跨工况时，后主支腿纵移到架桥机的中部进行支承。

本实施例中后主支腿的结构如图6所示，包括后主支腿滑动副501、后主支腿回转梁502、立柱503、下横梁504、后主支腿变幅横移机构506和后主支腿支承油缸507，其中后主支腿滑动副支承于支腿滑道上并使后主支腿在后主支腿滑动副上前后滑移后主支腿回转梁与后主支腿滑动副在竖直面内铰接，具体地，后主支腿回转梁的上部固定连接有托架508，后主支腿滑动副与托架通过均衡轴、卡板、螺栓和弹性垫片进行铰接。后主支腿回转梁上连接设置有后主支腿纵移机构505，所述主梁的底部设置有纵移顶推轨道，后主支腿纵移机构安装于纵移顶推轨道上，从而实现后主支腿的纵向移动，所述纵移顶推轨道内设置有锁止机构，纵移完毕后，将锁止机构卡入纵移顶推轨道内，并插入钢销锁死。后主支腿纵移机构能够在架桥机就位时对后主支腿位置进行微调，但是当在过跨工况时，后主支腿纵移距离较长，后主支腿的过跨则由主起重天车吊装过跨并就位安装。后主支腿回转梁与立柱在水平面内通过回转销和螺母铰接，使得后主支腿回转梁在水平面内平转，此时螺母不能扭转过紧，应保留2～4mm间隙。所述立柱的底部通过后主支腿变幅横移机构与下横梁活动连接并沿下横梁横向移动。为实现尾部喂梁，后主支腿的下横梁为下沉式，尽可能降低下横梁的高度，留出喂梁空间；后主支腿支承油缸安装于下横梁的下方并用于整个后主支腿的支承固定，同时可调整整机的标高。后主支腿上的后主支腿滑动机构与后导梁或主梁纵向移动，后主支腿回转梁能够在水平面内平转，同时立柱能够沿下横梁横向移动，通过各部位的运动副，可以实现架桥机整体在曲线上过跨，本实施例中设计考虑最大坡度为2％。后主支腿支承油缸安装于下横梁的下方且后主支腿支承油缸的位置可调，具体地，下横梁的底部设置有安装孔5041，安装孔的位置与双线梁或单线梁的腹板的正上方位置相对应，后主支腿支承油缸安装于安装孔内，从而支承于双线梁或单线梁的腹板的正上方，适用于单线梁或双线梁的支承，利于端部节段块的受力。在过跨工况时，后主支腿过跨支承工作需要与已架箱梁的端部节段块的吊装孔锚固，因此下横梁与已架箱梁的端部节段块之间连接有用于固定就位的后主支腿锚固机构509。

后辅助支腿6活动安装于后导梁或主梁的下方，后辅助支腿主要作为过跨工况时架桥机后端的支点，起支承及防止后倾的作用，本实施例中，除后主支腿纵移机构和后主支腿锚固机构外，后辅助支腿结构与后主支腿结构相同，如图7所示，此处不再详细描述。

具体地，本实施例中提供的节拼架桥机能够用于多幅梁的变幅架设施工，此时，节拼架桥机通过前主支腿和后主支腿支承与已架箱梁上，后主支腿和后辅助支腿的下横梁的两端均安装连接横移梁21，下横梁和横移梁的长度与多幅梁的宽度相匹配，横移梁底部安装有变幅支承油缸22，如图8所示，后主支腿的立柱以上的结构通过后主支腿变幅横移机构在下横梁和横移梁上横向移动，后辅助支腿也在其对应的下横梁和横移梁上横向移动，实现整个节拼架桥机在多幅梁上变幅。

前辅助支腿7活动安装于前导梁或主梁的下方，前辅助支腿为架桥机过跨时的前支撑点，起支承及防止前倾的作用，所述前辅助支腿的结构如图9所示，整体呈倒“T”字型，包括依次连接的前辅助支腿滑动副701、前辅助支腿回转梁702、上横梁703、上立柱704、垫墩705、下立柱706、底梁707和前辅助支腿锚固机构708，其中前辅助支腿滑动副与支腿滑道连接并使前辅助支腿在前辅助支腿滑动副上前后滑移，本实施例中前辅助支腿滑动副为滚动摩擦，采用多排滚结构。前辅助支腿过孔时，需要由副起重天车吊运过孔到下一桥墩安装。前辅助支腿回转梁与前辅助支腿滑动副在竖直面内通过均衡轴、卡板、螺栓和弹性垫片进行铰接，前辅助支腿回转梁与上横梁在水平面内通过回转轴、开口销和螺母进行铰接，使得前辅助支腿回转梁在水平面内平转，此时螺母不能扭转过紧，应保留2～4mm间隙。确保能在上横梁上水平面内旋转一定的夹角(±5°)，以适应曲线施工。上横梁、上立柱、垫墩、下立柱和底梁之间通过螺栓、螺母和垫圈进行固定连接，对于不同高度梁，可以用垫墩对支腿高度进行调整。当前辅助支腿支承于桥墩上时，所述底梁下连接有顶紧机构，顶紧机构包括连接座709、可调支撑710、斜撑711和抱箍712，其中连接座设置有四个并连接于底梁的底部四角，可调支撑设置有四个，可调支撑垂直于连接座并连接于连接座之间，斜撑设置有四个，斜撑呈“×”字型并通过连接销轴和开口销713与同一个平面上的底梁和连接座连接，抱箍连接于底梁的开口销上并将垫石箍紧，顶紧机构从纵横向抱紧垫石，确保前辅助支腿的倾覆稳定性。过跨工况时，前辅助支腿作为架桥机前端的主要支承，此时前辅助支腿锚固机构连接于底梁和桥墩之间，用于固定就位。当前辅助支腿在已架箱梁上支承时，所述底梁下连接有桥面支承横梁714，桥面支承横梁垂直连接于底梁的端部下方，桥面支承横梁的高度与顶紧机构的高度一致，下立柱的高度与已架箱梁和垫石的高度之和一致，可直接通过副起重天车辅助拆除下立柱，这样无需调整前辅助支腿其它组件的高度即可将前辅助支腿直接支承到已施工梁面，此时无需通过前辅助支腿锚固机构进行锚固，前辅助支腿支承于已架箱梁上的示意图如图10所示。

主框架上设置有天车行走轨道，主起重天车8和副起重天车9安装于主框架上的天车行走轨道上并沿天车行走轨道纵向移动，本实施例中，副起重小车走行轨道跟主起重天车共轨，主起重天车和副起重天车的工作范围遍布整个主框架，主起重天车的结构如图11所示，主起重天车和副起重天车均包括天车车架、起重小车、卷扬起升机构和天车横移油缸，起重小车安装于天车车架上并通过天车横移油缸沿天车车架横向移动；本实施例中，主起重天车的起重小车能够沿天车车架横向移动±250mm。主起重天车配套设置有回转吊耳801，能使节段块实现±180°回转。主起重天车的顶部四角处安装有天车顶升油缸802，所述主起重天车的卷扬起升机构为双卷扬，通过内藏式减速机一字式布置，使主起重天车的顶部结构紧凑，为天车顶升油缸的安装预留空间，同时下部的回转吊耳起降过程中更容易保持左右平衡。本实施例中，副起重天车的起升重量比主起重天车的起重量小，只需配置普通的吊钩并采用单卷扬机构，副天车的横移范围为±800mm，满足架桥机在曲线上施工时吊装前辅助支腿就位横移功能。

本实施例中天车行走轨道设置于主框架的上部靠内侧部位上，另外，主梁的上部靠外侧且靠近前主支腿和后主支腿处均设置有落梁滑道，所以主起重天车或副起重天车均能够在前落梁装置和后落梁装置的下方穿行。由于前落梁装置和后落梁装置重载时的只需要微调，纵向移动范围较小，所以前落梁装置10和后落梁装置11均通过落梁滑动副与落梁滑道连接。在过跨工况时需要将后落梁装置纵移到前落梁装置的后方作为稳定压重，后落梁装置需要进行大范围的纵向位移。本实施例中通过主起重天车驮运后落梁装置纵移，具体为主起重天车纵移到后落梁装置的下方，天车顶升油缸顶升顶起后落梁装置并驮运后落梁装置到前落梁装置的后方，天车顶升油缸再下落，使后落梁装置支承在主梁上的落梁滑道。前落梁装置的纵移也通过主起重天车驮运完成，主起重天车驮运后落梁装置的结构示意图如图12所示。

本实施例中，前落梁装置和后落梁装置的结构一致，均为门架结构，图13为后落梁装置的结构示意图，前落梁装置和后落梁装置均设置有落梁滑动副1101、落梁纵向调整油缸1102和落梁横向调整油缸1103，其中落梁滑动副通过落梁纵移油缸与落梁滑道连接并沿落梁滑道纵移，使前落梁装置和后落梁装置在同步吊装整跨砼梁时，实现纵向和横向位置的微调；前落梁装置和后落梁装置上的吊杆1104均由8根φ90的高强度螺杆组成，在整体张拉成梁并落梁时能将整跨砼梁吊起，所述前落梁装置和后落梁装置同步吊装整跨砼梁时采用四点起吊三点平衡设置吊点。

本实施例中吊挂13通过吊具12连接于主起重天车的下方，如图14所示，具体地，吊具通过销轴连接于回转吊耳和吊挂之间，吊具的主要作用是调整下方节段的纵、横向坡度，所述吊具上安装有纵向调坡油缸15和横向调坡油缸14，其中横向调坡油缸通过铰接座斜向铰接于吊具的一侧和吊挂的上表面，纵向调坡油缸通过连接于吊挂前表面的铰接架1501斜向铰接于吊具的前表面和吊挂的前表面，本实施例中调坡角度按照纵向±3％，横向±2％设计。具体地，为了节省主起重天车的取梁高度，吊具设计高度非常小，与回转吊耳、吊挂等结构件连接全部采用十字铰接，纵横坡油缸与固定耳座连接也全部采用十字铰接。

本实施例中吊挂包括上锚杆131、滑动吊座132、吊梁133和下锚杆134，其中上锚杆的一端通过滑动吊座与吊梁连接并随滑动吊座沿吊梁横向滑动，上锚杆的另一端连接于主梁上，使吊挂整体吊在主梁下，下锚杆将节段块吊在吊梁下，两侧下锚杆的距离可调并与不同节段块的吊孔距相匹配，吊挂悬吊单线梁或双线梁时，两侧下锚杆的距离能够根据单线梁或双线梁的吊孔距进行调整，从而能适用于单线梁或双线梁的起吊。

端吊挂用于起吊端部节段块，同时也用于整垮砼梁的起吊和落梁，端吊挂的下锚杆安装于端部节段块的吊孔上，在通过吊具与主起重天车连接，主起重天车将端部节段块起吊到对应位置后，通过上锚杆悬挂于内侧吊挂固定孔道上，并将端吊挂的吊梁两端悬吊于前落梁装置或后落梁装置上，解除主起重天车与端吊挂的连接，即完成端部节段块的起吊，本实施例中后端的端吊挂的连接如图15所示，端吊挂两侧下锚杆的距离根据单线梁或双线梁的吊孔距进行调整。长吊挂用于起吊垮中的节段块，通过调整长吊挂的滑动吊座的位置，可以将长吊挂的上锚杆悬挂于外伸吊挂孔道上，也可以同时悬挂于外伸吊挂孔道和内侧吊挂固定孔道上，如图16所示，长吊挂是为了将两侧的上锚杆距离拉大，满足尾部喂梁或前部喂梁时节段梁旋转空间的需要。其它节段块则由短吊挂吊装，通过调整短吊挂的滑动吊座的位置，可以将短吊挂的上锚杆悬挂于外侧吊挂固定孔道上，也可以悬挂于内侧吊挂固定孔道上，如图17所示。具体地，长吊挂和短吊挂通过连接于吊梁下部的滑杆135调节两侧下锚杆的距离。

电气系统用于控制各组件的配电以及主起重天车、副起重天车、落梁总成等，本实施例中，主起重天车、副起重天车、落梁总成采用西门子S7-200smart系统PLC进行控制，状态及故障监控系统采用触摸屏装置，触摸屏与PLC连接采用以太网接口，各种开关信号均经过PLC进行处理，控制保护联锁可靠，当故障发生时，相关部位会自动进行保护，故障声光报警器响鸣，触摸屏显示故障内容。为了保证本机安全，在本机的各个关键部位均设置了紧急停止按钮。紧急停止按钮能可靠和分断整机电源，进行紧急停止，整机更加智能化、安全化。

本发明提供的节拼架桥机在正常施工时的施工步骤为：(1)节拼架桥机整体就位，其中前主支腿支承于桥墩和主梁的前端，后主支腿支承于已架箱梁和主梁的后端，后辅助支腿支承于已架箱梁和后导梁的前端；

(2)主起重天车喂梁，将各节段块悬挂于主梁上并初调节段块的位置，如图18所示；

(3)以后端部节段块的位置为基准，主起重天车辅助精调节段块的位置和标高，在精调的过程中，节与节之间连接面涂胶，再施加临时预应力，整垮梁精调完成后，用上锚杆将端吊挂吊装于主梁上，整孔穿钢绞线，将整孔梁悬挂体系转换，使整孔梁由两侧的端吊挂悬挂在主梁上，如图19所示；

(4)前、后落梁装置工作，起吊端吊挂，将整孔梁吊起，拆除所有节段块悬挂的上锚杆，前、后落梁装置将整孔梁下放并精确定位，安装支座，支座灌浆，完成整孔梁的架设施工，如图20所示；

(5)主起重天车工作，将所有吊挂和临时预应力设施拆除并吊放到地面，如图21所示；

(6)架桥机后主支腿卸载下降，主起重天车将后主支腿吊装移到刚架箱梁的前端进行支承，架桥机前主支腿卸载下降并腾空，架桥机后主支腿和后辅助支腿整体下降使架桥机支承于前辅助支腿、后主支腿和后辅助支腿上，主起重天车走行到后落梁装置的下方并将后落梁装置顶起驮运到前落梁装置的后方，主起重天车上的天车顶升油缸下落使后落梁装置支承于主梁上，将主起重天车和副起重天车停放到前导梁前端，如图22所示；

(7)后主支腿工作将架桥机向前纵移到后辅助支腿支承于后导梁的后端，卸载后辅助支腿并将后辅助支腿腾空并反挂在后导梁上，整机继续向前纵移，直至到位，如图23和24所示；

(8)前主支腿顶起并支撑主框架，后主支腿和前主支腿继续顶升，使前辅助支腿脱离架桥机，主起重天车纵移到后端将后辅助支腿吊装到后导梁的前端就位安装，副起重天车起吊前辅助支腿纵移过孔到下个桥墩并就位支撑，后落梁装置调整回原位，准备架设下一跨节段梁，如图25所示。

本发明提供的节拼架桥机在首跨梁施工时的施工步骤为：(1)在施工首跨的后墩部位搭设临时支墩20，将后主支腿站位安装到临时支墩上，节拼架桥机整体就位，架桥机整体支承于前辅助支腿、前主支腿和后主支腿上，按照正常的施工工序安装节段块、施工成梁、落梁、安装支座，完成整孔梁的架设施工并将所有吊挂和临时预应力设施拆除并吊放到地面，如图26和27所示；

(2)主起重天车将后落梁装置顶起并驮运至前落梁装置的后方，主起重天车和副起重天车停放到前导梁前端，如图28所示；

(3)主起重天车从地面整体起吊后辅助支腿，将后辅助支腿从主梁内侧空档下放，旋转90度，支承并安装于后主支腿的前方，主起重天车吊装后主支腿，跨越后辅助支腿，倒运到主梁前端站位并支承，如图29和30所示；

(4)前主支腿回收腾空，整机纵移，将前导梁的前端对齐前辅助支腿，整机下降，使前导梁支承于前辅助支腿上，架桥机整机向前纵移到后辅助支腿位于后导梁的后端，将后辅助支腿悬挂到后导梁上，随整机继续过跨，直至过孔完成，如图31所示；

(5)主起重天车吊装后辅助支腿向前就位并下落到已架箱梁，安装站位，主起重天车使用同样的方法将后落梁装置送回原位并下落支承到主梁上，如图32所示；

(6)架桥机后主支腿顶升升高，前主支腿顶升升高，副起重天车吊装前辅助支腿倒运到下一个桥墩上，至此完成整机过跨，整机调整姿态，准备进行下一跨梁施工，如图33所示。

本发明提供的节拼架桥机在已架箱梁上后退施工时的施工步骤为：(1)节拼架桥机施工完一片箱梁，拆除吊挂等，准备后退，如图34所示；

(2)前主支腿支承主框架的前端，副天车起吊前辅助支腿，并将前辅助支腿组装成短腿模式，副天车起吊前辅助支腿后退到前主支腿的后方，支承主框架，前主支腿卸载收起，副天车起吊前主支腿，将前主支腿组装成短腿模式，如图35和36所示；

(3)将后辅助支腿后退到后端收起，反挂到后导梁的后端，主起重天车驮运后落梁装置到主梁的前端，如图37所示；

(4)后主支腿纵移机构工作，将主框架向后纵移，直至主框架带动后辅助支腿后退到位，后辅助支腿支承油缸伸出，将主框架后端顶起，架桥机继续后退，直至后退到后辅助支腿位于后导梁的前端，后退就位，如图38和39所示；

(5)前主支腿支承，将后主支腿倒运到后方桥墩前端就位并支承，将前辅助支腿吊运至与前主支腿并腿，就位支承，将前主支腿收起，如图40所示；

(6)架桥机按照步骤(1)～(5)，继续后退施工，直至到达横移变幅机构的位置，实现横移变幅动作。

Claims (10)

1.一种节拼架桥机，包括主框架、前辅助支腿、前主支腿、后主支腿、后辅助支腿、主起重天车、副起重天车、前落梁装置、后落梁装置、吊挂总成、电气系统和液压系统，其中主框架包括依次连接的前导梁、主梁和后导梁，前主支腿固定安装于主梁前端的下方，后主支腿活动安装于主梁的下方，前辅助支腿活动安装于前导梁或主梁的下方，后辅助支腿活动安装于后导梁或主梁的下方，主起重天车和副起重天车安装于主框架上的天车行走轨道上并沿天车行走轨道纵向移动，前落梁装置和后落梁装置安装于主框架上的落梁滑道上，吊挂总成与主起重天车连接，将节段块起吊并吊挂于主梁下，主框架的下部设置有用于前辅助支腿、后主支腿和后辅助支腿支承过跨行走的支腿滑道，其特征在于：

所述主梁的前端和后端均连接有马鞍梁，前主支腿安装于马鞍梁处的主梁下方，前主支腿包括由上至下依次连接的上斜梁、中直梁、下曲梁、安装座和油缸座，其中上斜梁、中直梁、下曲梁、安装座和油缸座均设置有两个并沿前主支腿的中心线对称设置，上斜梁的顶部与主梁的底部连接，上斜梁、中直梁和下曲梁首尾相连，中直梁的高度与已架箱梁的高度一致，所述下曲梁呈“L”字型并朝向前主支腿的中心线，安装座连接于下曲梁靠近末端的下部，油缸座内安装有前主支腿支承油缸；

所述天车行走轨道设置于主框架的上部靠内侧部位上，落梁滑道设置于主梁的上部靠外侧且靠近前主支腿和后主支腿，前落梁装置和后落梁装置均为门架结构并通过落梁滑动副与落梁滑道连接，主起重天车的顶部四角处安装有天车顶升油缸，天车顶升油缸顶升前落梁装置或后落梁装置并带动前落梁装置或后落梁装置纵向移动；所述吊挂总成包括吊具和吊挂，吊挂通过吊具连接于主起重天车的下方，所述吊具上安装有纵向调坡油缸和横向调坡油缸，其中横向调坡油缸斜向铰接于吊具的一侧和吊挂的上表面，纵向调坡油缸斜向铰接于吊具的前表面和吊挂的前表面。

2.根据权利要求1所述的节拼架桥机，其特征在于：所述后主支腿包括后主支腿滑动副、后主支腿回转梁、立柱、下横梁、后主支腿变幅横移机构和后主支腿支承油缸，其中后主支腿滑动副支承于支腿滑道上并使后主支腿在后主支腿滑动副上前后滑移，后主支腿回转梁与后主支腿滑动副在竖直面内铰接，后主支腿回转梁与立柱在水平面内铰接，使得后主支腿回转梁在水平面内平转，所述立柱的底部通过后主支腿变幅横移机构与下横梁活动连接并沿下横梁横向移动，后主支腿支承油缸安装于下横梁的下方且后主支腿支承油缸的位置可调，所述下横梁与已架箱梁之间连接有用于过跨工况时固定就位的后主支腿锚固机构；所述后辅助支腿的结构与后主支腿的结构一致。

3.根据权利要求2所述的节拼架桥机，其特征在于：所述后主支腿回转梁上连接设置有后主支腿纵移机构，所述主梁的底部设置有纵移顶推轨道，后主支腿纵移机构安装于纵移顶推轨道上，使后主支腿纵向移动；所述纵移顶推轨道内设置有锁止机构。

4.根据权利要求3所述的节拼架桥机，其特征在于：多幅梁架设施工时，所述节拼架桥机通过后主支腿和后辅助支腿支承，后主支腿和后辅助支腿的下横梁的两端均安装连接横移梁，下横梁和横移梁的长度与多幅梁的宽度相匹配，横移梁底部安装有变幅支承油缸，后主支腿的立柱以上的结构通过后主支腿变幅横移机构在下横梁和横移梁上横向移动，后辅助支腿也在其对应的下横梁和横移梁上横向移动，实现整个节拼架桥机在多幅梁上变幅。

5.根据权利要求1所述的节拼架桥机，其特征在于：所述前辅助支腿整体呈倒“T”字型，包括依次连接的前辅助支腿滑动副、前辅助支腿回转梁、上横梁、上立柱、垫墩、下立柱、底梁和前辅助支腿锚固机构，其中前辅助支腿滑动副与支腿滑道连接使前辅助支腿在前辅助支腿滑动副上前后滑移，前辅助支腿回转梁与前辅助支腿滑动副在竖直面内铰接，前辅助支腿回转梁与上横梁在水平面内铰接，所述底梁下连接有用于抱紧桥墩垫石并支承于桥墩上的顶紧机构或用于支承于已架箱梁上的桥面支承横梁，所述下立柱的高度与已架箱梁和垫石的高度之和一致，桥面支承横梁的高度与顶紧机构的高度一致；所述顶紧机构包括连接座、可调支撑、斜撑和抱箍，其中连接座设置有四个并连接于底梁的底部四角，可调支撑设置有四个，可调支撑垂直于连接座并连接于连接座之间，斜撑设置有四个，斜撑呈“×”字型并与同一个平面上的底梁和连接座连接，抱箍连接于底梁上并将垫石箍紧。

6.根据权利要求1所述的节拼架桥机，其特征在于：所述下曲梁靠近末端的上部均通过销轴和开口销水平转动连接有连系梁，节拼架桥机在施工工况时，两个连系梁的末端相靠近连接；节拼架桥机在过跨工况时，两个连系梁的末端相远离，各自朝向所连接的下曲梁的外侧并搁置于对应的下曲梁上；所述下曲梁的末端为倾斜平面且朝内侧倾斜，所述中直梁与上斜梁的外侧连接边上连接设置有销轴和开口销，马鞍梁、上斜梁、中直梁、下曲梁、安装座和油缸座之间以及两个连系梁之间均通过高强垫圈、高强螺栓和高强螺母固定连接，两个油缸座的距离与单线梁或双线梁上桥墩顶部的垫石的支承距离相匹配。

7.根据权利要求1所述的节拼架桥机，其特征在于：所述吊挂包括上锚杆、滑动吊座、吊梁和下锚杆，其中上锚杆的一端通过滑动吊座与吊梁连接并随滑动吊座沿吊梁横向滑动，上锚杆的另一端连接于主梁上，使吊挂整体吊在主梁下，下锚杆将节段块吊在吊梁下，两侧下锚杆的距离可调并与不同节段块的吊孔距相匹配。

8.根据权利要求1所述的节拼架桥机，其特征在于：所述吊挂包括长吊挂、短吊挂以及用于起吊端部节段块和起吊整垮砼梁的端吊挂，所述主梁的外侧设置有外伸架，主梁的内侧靠下设置有内侧吊挂固定孔道，主梁的外侧靠上设置有外侧吊挂固定孔道，外伸架的外侧设置有外伸吊挂孔道，端吊挂悬挂于内侧吊挂固定孔道上，并悬挂于前落梁装置或后落梁装置上，长吊挂悬挂于外伸吊挂孔道上或者悬挂于外伸吊挂孔道和内侧吊挂固定孔道上，短吊挂悬挂于外侧吊挂固定孔道或者内侧吊挂固定孔道上。

9.根据权利要求1所述的节拼架桥机，其特征在于：所述主起重天车和副起重天车均包括天车车架、起重小车、卷扬起升机构和天车横移油缸，起重小车安装于天车车架上并通过天车横移油缸沿天车车架横向移动；主起重天车配套设置有回转吊耳，副起重天车配套设置有吊钩。

10.根据权利要求1所述的节拼架桥机，其特征在于：所述前落梁装置和后落梁装置的结构一致，均为门架结构，前落梁装置和后落梁装置均设置有落梁滑动副、落梁纵向调整油缸和落梁横向调整油缸，前落梁装置和后落梁装置上的吊杆均由两根以上的高强度螺杆组成，所述前落梁装置和后落梁装置同步吊装整跨砼梁时采用四点起吊三点平衡设置吊点。

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