CN114922093A - 用于钢桁梁的步履式顶推系统和顶推方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于钢桁梁的步履式顶推系统和顶推方法，步履式顶推系统包括：移动式转换柱，设置在纵梁上，移动式转换柱用于支撑支撑钢桁梁；顶推设备，设置在纵梁上，顶推设备至少部分位于移动式转换柱内；固定式转换柱，设置在纵梁上，固定式转换柱与移动式转换柱在第一方向上间隔设置。基于本发明的技术方案，顶推设备置于移动式转换柱内，通过移动式转换柱实现顶推设备与支撑钢桁梁的接触连接，结合顶推设备实现对支撑钢桁梁的顶推功能。该种利用移动式转换柱对钢桁梁进行顶推的方式快捷便利，大大地提高了步履式顶推系统的工作效率，从而克服了相关技术中的步履式顶推系统存在的工作效率较低的问题。

Description

用于钢桁梁的步履式顶推系统和顶推方法

技术领域

本发明涉及桥梁基础施工技术领域，特别地涉及一种用于钢桁梁的步履式顶推系统和顶推方法。

背景技术

目前，步履式顶推法施工是实现各类桥型梁体空间位置移动或调整的顶推施工技术。随着钢桁梁桥型应用越来越广泛，对顶推施工安全及工效提出更高的要求。因钢桁梁下弦杆截面较小，下弦杆不承受集中荷载，仅钢桁梁节点域可承受集中荷载，故其顶推时须保证钢桁梁节点域承受集中荷载。然而，相关技术中的步履式顶推系统受其自身结构限制，其工作效率较低。

以上也就是说，相关技术中的步履式顶推系统存在工作效率较低的问题。

发明内容

针对上述现有技术中的问题，本申请提出了一种用于钢桁梁的步履式顶推系统和顶推方法，解决了步履式顶推系统工作效率较低的问题。

本发明的用于钢桁梁的步履式顶推系统，步履式顶推系统位于纵梁上，其包括：移动式转换柱，设置在纵梁上，移动式转换柱用于支撑支撑钢桁梁；顶推设备，设置在纵梁上，顶推设备至少部分位于移动式转换柱内；固定式转换柱，设置在纵梁上，固定式转换柱与移动式转换柱在第一方向上间隔设置。

在一个实施方式中，顶推设备包括：支撑框架，其包括下部框架结构和滑动设置在下部框架结构上的上部框架结构，上部框架结构能够与支撑钢桁梁接触；顶推机构，设于下部框架结构，顶推机构用于沿第二方向升降支撑钢桁梁；横推机构，设于上部框架结构和下部框架结构，横推机构用于沿第一方向平移支撑钢桁梁；滑移机构，位于下部框架结构的底端，滑移机构用于沿第一方向平移支撑框架、顶推机构和横推机构；其中，滑移机构与下部框架结构接触时，顶推机构和下部框架结构悬空。

在一个实施方式中，横推机构包括水平油缸，水平油缸的固定端固定在下部框架结构上，水平油缸的驱动端能够与上部框架结构抵触接触，水平油缸用于驱动上部框架结构在下部框架结构上沿第一方向滑动。

在一个实施方式中，顶推机构包括竖向油缸，竖向油缸的固定端放置在纵梁上，竖向油缸的驱动端与下部框架结构连接，竖向油缸用于驱动下部框架结构在第二方向上升降。

在一个实施方式中，滑移机构包括：滑车，滑车能够在支撑钢桁梁上移动；第一垫板，设置在滑车或下部框架结构上，第一垫板用于支撑下部框架结构。

在一个实施方式中，移动式转换柱包括框架结构和设置在框架结构上的后挡板，其中水平油缸的驱动端部分位于框架结构内，后挡板用于防止驱动端从框架结构内脱出。

在一个实施方式中，顶推设备还包括侧推机构，侧推机构设于上部框架结构和下部框架结构，侧推机构与横推机构呈一定夹角设置，侧推机构用于沿第三方向平移支撑钢桁梁。

在一个实施方式中，侧推机构包括侧推油缸，侧推油缸的固定端固定在下部框架结构上，侧推油缸的驱动端与上部框架结构抵触接触，侧推油缸用于驱动上部框架结构在下部框架结构上沿第三方向滑动。

在一个实施方式中，步履式顶推系统还包括回退机构，其包括：卷扬机，设置在纵梁上，移动式转换柱位于卷扬机和固定式转换柱之间；拉绳，一端与顶推设备连接，其另一端与卷扬机连接；其中，卷扬机能够收卷拉绳以使拉绳将顶推设备推拽至起始位置。

本发明还提供了一种顶推方法，该顶推方法采用上述的步履式顶推系统，包括：

步骤一，顶推机构顶升使得下部框架结构脱离滑移机构，上部框架结构与移动式转换柱接触；

步骤二，顶推机构继续顶升使得移动式转换柱脱离纵梁，支撑钢桁梁被顶起；

步骤三，横推机构推动上部框架结构、移动式转换柱及支撑钢桁梁沿第一方向行走一个行程；

步骤四，顶推机构回缩以使移动式转换柱接触纵梁，上部框架结构脱离移动式转换柱，下部框架结构落于滑移机构；

步骤五，横推机构回缩使得下部框架结构与滑移机构沿第一方向行走一个行程；

步骤六，重复步骤一至步骤五直到将支撑钢桁梁沿第一方向顶推一个支撑钢桁梁节点域中心距离。

上述技术特征可以各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代，只要能够达到本发明的目的。

本发明提供的一种用于钢桁梁的步履式顶推系统和顶推方法，与现有技术相比，至少具备有以下有益效果：

顶推设备置于移动式转换柱内，通过移动式转换柱实现顶推设备与支撑钢桁梁的接触连接，结合顶推设备实现对支撑钢桁梁的顶推功能。该种利用移动式转换柱对钢桁梁进行顶推的方式快捷便利，大大地提高了步履式顶推系统的工作效率，从而克服了相关技术中的步履式顶推系统存在的工作效率较低的问题。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1显示了本发明的用于钢桁梁的步履式顶推系统的结构示意图；

图2显示了图1中步履式顶推系统的侧视图；

图3显示了图1中移动式转换柱、顶推设备和支撑钢桁梁的连接关系示意图；

图4显示了图3中移动式转换柱、顶推设备和支撑钢桁梁的连接关系的另一角度的示意图；

图5显示了图1中顶推设备的结构示意图。

图6显示了图1中回退机构的结构示意图。

图7显示了图1中固定式转换柱的结构示意图。

图8显示了图7中固定式转换柱的侧视图。

图9显示了图1中顶推设备与移动式转换柱的连接示意图。

图10显示了图9中顶推设备与移动式转换柱的连接侧视图(未显示出滑移机构)。

图11显示了图1中顶推设备与回退机构的连接示意图。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。

附图标记：

10、移动式转换柱；11、框架结构；12、后挡板；20、顶推设备；21、支撑框架；211、下部框架结构；212、上部框架结构；22、顶推机构；221、竖向油缸；23、横推机构；231、水平油缸；24、滑移机构；241、滑车；242、第一垫板；25、侧推机构；251、侧推油缸；30、固定式转换柱；31、柱体；32、第二垫板；40、回退机构；41、卷扬机；42、拉绳；43、顶推回退支座；100、纵梁；200、支撑钢桁梁。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

需要说明的是本申请的第一方向是x轴方向(参见图1和图5)，本申请的第二方向是z轴方向，本申请的第三方向为y轴方向(参见图2和图5)。

如图1至图6以及图9至11所示，本发明提供了一种用于钢桁梁的步履式顶推系统，步履式顶推系统位于纵梁100上，其包括移动式转换柱10、顶推设备20和固定式转换柱30。

其中，移动式转换柱10设置在纵梁100上，移动式转换柱10用于支撑支撑钢桁梁200，顶推设备20设置在纵梁100上，顶推设备20位于移动式转换柱10内。固定式转换柱30设置在纵梁100上，固定式转换柱30与移动式转换柱10在第一方向上间隔设置。

上述设置中，顶推设备20置于移动式转换柱10内，通过移动式转换柱10实现顶推设备20与支撑钢桁梁200的接触连接，结合顶推设备20实现对支撑钢桁梁200的顶推功能。该种利用移动式转换柱10对钢桁梁进行顶推的方式快捷便利，大大地提高了步履式顶推系统的工作效率，从而克服了相关技术中的步履式顶推系统存在的工作效率较低的问题。

具体地，如图1至图6、图9至11所示，在一个实施例中，顶推设备20包括支撑框架21、顶推机构22、横推机构23和滑移机构24。

其中，支撑框架21包括下部框架结构211和滑动设置在下部框架结构211上的上部框架结构212，上部框架结构212能够与支撑钢桁梁200接触，顶推机构22设于下部框架结构211，顶推机构22用于沿第二方向升降支撑钢桁梁200。横推机构23设于上部框架结构212和下部框架结构211，横推机构23用于沿第一方向平移支撑钢桁梁200；滑移机构24位于下部框架结构211的底端，滑移机构24用于沿第一方向平移支撑框架21、顶推机构22和横推机构23；滑移机构24与下部框架结构211接触时，顶推机构22和下部框架结构211悬空。

需要说明的是，顶推机构22和下部框架结构211悬空是指顶推机构22和下部框架结构211离开支撑钢桁梁200，不与其接触，下部框架结构211与支撑钢桁梁200之间具有间隙。

具体地，如图1至图6、图9至11所示，在一个实施例中，横推机构23包括水平油缸231，水平油缸231的固定端固定在下部框架结构211上，水平油缸231的驱动端能够与上部框架结构212抵触接触，水平油缸231用于驱动上部框架结构212在下部框架结构211上沿第一方向滑动。

具体地，如图1至图6以及图9至11所示，在一个实施例中，顶推机构22包括竖向油缸221，竖向油缸221的固定端放置在纵梁100上，竖向油缸221的驱动端与下部框架结构211连接，竖向油缸221用于驱动下部框架结构211在第二方向上升降。

具体地，如图1所示，在一个实施例中，滑移机构24包括滑车241和第一垫板242。其中，滑车241能够在支撑钢桁梁200上移动，第一垫板242设置在下部框架结构211上，第一垫板242用于支撑下部框架结构211。

具体地，如图1至图6以及图9至11所示，在一个实施例中，移动式转换柱10包括框架结构11和设置在框架结构11上的后挡板12，其中水平油缸231的驱动端部分位于框架结构11内，后挡板12用于防止驱动端从框架结构11内脱出。

具体地，如图5和图9所示，在一个实施例中，顶推设备20还包括侧推机构25，侧推机构25设于上部框架结构212和下部框架结构211，侧推机构25与横推机构23呈一定夹角设置，侧推机构25用于沿第三方向平移支撑钢桁梁200。

具体地，如图5和图9所示，在一个实施例中，侧推机构25与横推机构23呈90度夹角设置

具体地，如图5和图9所示，在一个实施例中，侧推机构25包括侧推油缸251，侧推油缸251的固定端固定在下部框架结构211上，侧推油缸251的驱动端与上部框架结构212抵触接触，侧推油缸251用于驱动上部框架结构212在下部框架结构211上沿第三方向滑动。

具体地，如图7和图8所示，在一个实施例中，固定式转换柱30包括柱体31和设置在柱体31上的第二垫板32。

具体地，如图1和图6所示，在一个实施例中，步履式顶推系统还包括回退机构40，其包括卷扬机41和拉绳42。

其中，卷扬机41设置在纵梁100上，移动式转换柱10位于卷扬机41和固定式转换柱30之间；拉绳42的一端与顶推设备20连接，其另一端与卷扬机41连接；卷扬机41能够收卷拉绳42以使拉绳42将顶推设备20推拽至起始位置。

需要说明的是，本申请中的起始位置是指：顶推设备20与卷扬机41同一高度范围，水平净距为70cm处。

本发明将顶推设备20置于移动式转换柱10内，通过移动式转换柱10实现顶推设备20与支撑钢桁梁200的接触连接，结合顶推设备20的竖向油缸221、水平油缸231和侧推油缸251的运动，达到顶推设备20跟随支撑钢桁梁节点域自动前移和纠偏的目的。利用回退机构40，将顶推设备20与移动式转换柱10从最大极限位置退回起始位置，实现顶推设备20在工作范围内的往复运动。而且，本发明的顶推系统能够单套或多套同时使用，以满足不同长度、宽度和线形的支撑钢桁梁200的顶推。

本发明还提供了一种顶推方法，该方法采用上述的步履式顶推系统，其包括以下步骤：

步骤一，顶推机构顶升使得下部框架结构脱离滑移机构，上部框架结构与移动式转换柱接触；

步骤二，顶推机构继续顶升使得移动式转换柱脱离纵梁，支撑钢桁梁被顶起；

步骤三，横推机构推动上部框架结构、移动式转换柱及支撑钢桁梁沿第一方向行走一个行程。

步骤四，顶推机构回缩以使移动式转换柱接触纵梁，上部框架结构脱离移动式转换柱，下部框架结构落于滑移机构；

步骤五，横推机构回缩使得下部框架结构与滑移机构沿第一方向行走一个行程；

步骤六，重复步骤一至步骤五直到将支撑钢桁梁沿第一方向顶推一个支撑钢桁梁节点域中心距离。

下面结合图1至图11，阐述本申请的一个完整的实施例：

本发明的纵梁100为两根，该两根纵梁100在第三方向上对称设置(对称面为支撑钢桁梁200的中心截面d-d)。支撑钢桁梁200位于两根纵梁100的上方。步履式顶推系统设置在两根纵梁100和支撑钢桁梁200之间。

具体地，步履式顶推系统包括两个移动式转换柱10、两个顶推设备20、两个固定式转换柱30和两个回退机构40。

其中，两个移动式转换柱10分别设置在两根纵梁100上，两个顶推设备20分别设置在两个移动式转换柱10内，两个固定式转换柱30分别设置在两根纵梁100上，两个回退机构40分别设置在两根纵梁100上。

下面仅对一根纵梁100上设置的单个移动式转换柱10、单个固定式转换柱30、单个顶推设备20和单个回退机构40进行具体说明。

具体地，支撑钢桁梁200落于移动式转换柱10之上，回退机构40置于纵梁100的端部位置。

具体地，移动式转换柱10包括框架结构11及后挡板12。其中框架结构11内表面顶部设有两块后挡板12，顶推设备20的上部结构(上部框架结构212)置于两块后挡板12之间，顶推设备20置于框架结构11的内部。

具体地，顶推设备20包括水平油缸231、上部结构(上部框架结构212)、竖向油缸221、下部结构(下部框架结构211)、第一垫板242、小坦克(滑车241)、顶推回退支座43(设置在下部框架结构211的一侧)及横向油缸(侧推油缸251)。小坦克在顶推系统处于回退起始位置时安装，顶推设备20其底端由小坦克支撑。

具体地，回退机构40置于纵梁100的端部位置。回退机构40包括电动卷扬机(卷扬机41)及钢丝绳(拉绳42)。电动卷扬机固定在纵梁100上，钢丝绳连接顶推回退支座43。

具体地，固定式转换柱30包括柱体31及第二垫板32。

具体地，顶推设备20工作时，顶推设备20的竖向油缸221顶升，下部结构脱离小坦克，上部结构接触框架结构11，竖向油缸221继续顶升，移动式转换柱10的底端脱离纵梁100，此时，支撑钢桁梁200被顶起。若需要纠偏，横向油缸伸出，推动顶推设备20的上部结构、移动式转换柱10及支撑钢桁梁200横向纠偏。纠偏完成后，水平油缸231伸出，推动顶推设备20的上部结构、移动式转换柱10及支撑钢桁梁200向前行走一个行程。竖向油缸221回缩，移动式转换柱10的底端接触纵梁100，顶推设备20的上部结构脱离框架结构11，顶推设备20的下部结构落于小坦克上，水平油缸231回缩，框架结构11上的后挡板12与顶推设备20的上部结构接触，并产生反力，使得顶推设备20的下部结构与小坦克向前行走一个行程。此时，处于下一顶推循环的起始状态。如此循环往复，将支撑钢桁梁200向前顶推一个支撑钢桁梁节点域中心距离，此时顶推设备20及移动式转换柱10处于前进极限位置。

具体地，利用回退机构40与固定式转换柱30可将顶推设备20及移动式转换柱10退回起始位置。顶推设备20的竖向油缸221向上顶升，将支撑钢桁梁200顶起，固定式转换柱30上增加第二垫板32，回缩竖向油缸221，直至支撑钢桁梁200的重量完全由固定式转换柱30支撑，顶推设备20解除受力。将钢丝绳与顶推回退支座43连接，继续回缩顶推设备20的竖向油缸221，直至顶推设备20及移动式转换柱10支撑于小坦克上，并保证顶推设备20的竖向油缸221及移动式转换柱10与纵梁100脱离。回收电动卷扬机，将顶推设备20与移动式转换柱10回退一个支撑钢桁梁节点域中心距离。此时，顶推设备20与移动式转换柱10回退至原点(即起始位置)。

具体地，拆除顶推回退支座43相连的钢丝绳，顶推设备20的竖向油缸221向上顶升，直至支撑钢桁梁200的重量由顶推设备20支撑，固定式转换柱30解除受力，拆除第二垫板32，此时,顶推系统处于下一个支撑钢桁梁节点域中心距离，顶推设备20的水平油缸231处于待伸出状态。如此将上述顶推过程与上述回退过程反复交替循环，直至整段支撑钢桁梁顶推到位。

需要说明的是，上述两根纵梁100中的一根纵梁100上设置的单个移动式转换柱10、单个固定式转换柱30、单个顶推设备20和单个回退机构40与另一根纵梁100上的单个移动式转换柱10、单个固定式转换柱30、单个顶推设备20和单个回退机构40一一对称设置对称面为支撑钢桁梁200的中心截面d-d，且同步动作，即两根纵梁100上的移动式转换柱10、固定式转换柱30、顶推设备20和回退机构40同步动作。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“底”、“顶”、“前”、“后”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。

Claims (10)

1.一种用于钢桁梁的步履式顶推系统，其特征在于，所述步履式顶推系统位于纵梁上，其包括：

移动式转换柱，设置在所述纵梁上，所述移动式转换柱用于支撑支撑钢桁梁；

顶推设备，设置在所述纵梁上，所述顶推设备至少部分位于所述移动式转换柱内；

固定式转换柱，设置在所述纵梁上，所述固定式转换柱与所述移动式转换柱在第一方向上间隔设置。

2.根据权利要求1所述的用于钢桁梁的步履式顶推系统，其特征在于，所述顶推设备包括：

支撑框架，其包括下部框架结构和滑动设置在所述下部框架结构上的上部框架结构，所述上部框架结构能够与所述支撑钢桁梁接触；

顶推机构，设于所述下部框架结构，所述顶推机构用于沿第二方向升降所述支撑钢桁梁；

横推机构，设于所述上部框架结构和所述下部框架结构，所述横推机构用于沿第一方向平移所述支撑钢桁梁；

滑移机构，位于所述下部框架结构的底端，所述滑移机构用于沿第一方向平移所述支撑框架、顶推机构和横推机构；

其中，所述滑移机构与所述下部框架结构接触时，所述顶推机构和所述下部框架结构悬空。

3.根据权利要求2所述的用于钢桁梁的步履式顶推系统，其特征在于，所述横推机构包括水平油缸，所述水平油缸的固定端固定在所述下部框架结构上，所述水平油缸的驱动端能够与所述上部框架结构抵触接触，所述水平油缸用于驱动所述上部框架结构在所述下部框架结构上沿第一方向滑动。

4.根据权利要求2所述的用于钢桁梁的步履式顶推系统，其特征在于，所述顶推机构包括竖向油缸，所述竖向油缸的固定端放置在所述纵梁上，所述竖向油缸的驱动端与所述下部框架结构连接，所述竖向油缸用于驱动所述下部框架结构在第二方向上升降。

5.根据权利要求4所述的用于钢桁梁的步履式顶推系统，其特征在于，所述滑移机构包括：

滑车，所述滑车能够在所述支撑钢桁梁上移动；

第一垫板，设置在所述滑车或所述下部框架结构上，所述第一垫板用于支撑所述下部框架结构。

6.根据权利要求3所述的用于钢桁梁的步履式顶推系统，其特征在于，移动式转换柱包括框架结构和设置在所述框架结构上的后挡板，其中所述水平油缸的驱动端部分位于所述框架结构内，所述后挡板用于防止所述驱动端从所述框架结构内脱出。

7.根据权利要求2所述的用于钢桁梁的步履式顶推系统，其特征在于，所述顶推设备还包括侧推机构，所述侧推机构设于所述上部框架结构和所述下部框架结构，所述侧推机构与所述横推机构呈一定夹角设置，所述侧推机构用于沿第三方向平移所述支撑钢桁梁。

8.根据权利要求7所述的用于钢桁梁的步履式顶推系统，其特征在于，所述侧推机构包括侧推油缸，所述侧推油缸的固定端固定在所述下部框架结构上，所述侧推油缸的驱动端与所述上部框架结构抵触接触，所述侧推油缸用于驱动所述上部框架结构在所述下部框架结构上沿第三方向滑动。

9.根据权利要求1所述的用于钢桁梁的步履式顶推系统，其特征在于，所述步履式顶推系统还包括回退机构，其包括：

卷扬机，设置在所述纵梁上，所述移动式转换柱位于所述卷扬机和所述固定式转换柱之间；

拉绳，一端与所述顶推设备连接，其另一端与所述卷扬机连接；

其中，所述卷扬机能够收卷所述拉绳以使所述拉绳将所述顶推设备推拽至起始位置。

10.一种顶推方法，其特征在于，所述顶推方法采用权利要求2至9中任一项所述的步履式顶推系统，包括：

步骤一，顶推机构顶升使得下部框架结构脱离滑移机构，上部框架结构与移动式转换柱接触；

步骤二，所述顶推机构继续顶升使得所述移动式转换柱脱离纵梁，支撑钢桁梁被顶起；

步骤三，横推机构推动所述上部框架结构、移动式转换柱及支撑钢桁梁沿第一方向行走一个行程；

步骤四，所述顶推机构回缩以使所述移动式转换柱接触所述纵梁，所述上部框架结构脱离所述移动式转换柱，所述下部框架结构落于所述滑移机构；

步骤五，所述横推机构回缩使得所述下部框架结构与所述滑移机构沿第一方向行走一个行程；

步骤六，重复步骤一至步骤五直到将所述支撑钢桁梁沿第一方向顶推一个支撑钢桁梁节点域中心距离。

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