CN117702636A - 一种超重大跨度桥梁连续快速顶推系统 - Google Patents

一种超重大跨度桥梁连续快速顶推系统 Download PDF

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CN117702636A CN202311428966.0A CN202311428966A CN117702636A CN 117702636 A CN117702636 A CN 117702636A CN 202311428966 A CN202311428966 A CN 202311428966A CN 117702636 A CN117702636 A CN 117702636A
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周春
何巍
梁旭
王福华
胡磊
付国梓
甘红胜
张经凯
党伟伟
肖程
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    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01DCONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
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Abstract

本发明公开了一种超重大跨度桥梁连续快速顶推系统,包括桥梁支撑结构、梁体、顶推驱动装置、滑动支撑装置、导向纠偏装置以及监测控制单元。桥梁支撑结构包括永久桥墩及临时钢支撑墩。所述顶推驱动装置对称设于梁体两侧,包括齿轮及齿条,通过齿轮与齿条啮合,从而连续推动梁体行进。所述滑动支撑装置包括滑板,其与梁体底部的复合钢板组成摩擦副。导向纠偏装置对称设于梁体两侧,在梁体横向偏移时将其推到安全值范围内。监测控制单元控制顶推驱动装置将梁体平稳移动至设计桥位;永久桥墩顶部设有的顶升油缸将梁体顶起,完成梁体受力体系转换的落梁作业。本发明的快速顶推系统,可实现大跨度、大吨位桥梁梁体连续快速安全一次跨线施工就位的目的。

Description

一种超重大跨度桥梁连续快速顶推系统
技术领域
本发明属于桥梁施工技术领域,更具体地,涉及一种超重大跨度桥梁连续快速顶推系统。
背景技术
目前公路、铁路桥梁的架设多采用顶推法实现。所述顶推法指的是梁体在桥头逐段浇筑或拼装,用顶升油缸纵向顶推,使梁体通过各墩顶的临时支座面就位的施工方法。当桥梁跨越深谷、不可间断的运输线、难以拆迁的建筑物以及对施工噪音有严格限制的地区时,采用顶推施工方法从空中完成跨越作业,无疑是一种比较理想的方法。
现有的跨线桥梁转体施工方法虽然可以满足快速跨线施工,但对施工场地要求较高,无法满足横向空间较小的施工场地。
目前在涉及跨铁路线的桥梁架设施工时,要求在铁路给定的施工天窗期内施工,一般天窗口约120分钟,施工时间段。同时随着铁路的不断发展,铁路线路越来越密,跨铁路线的桥梁施工跨线距离也越来越大,大于45米(约3股铁路线)的跨线施工也越来越多。其中,现有的顶推方法包括:(1)拖拉式顶推,其采用连续顶升油缸拖拉滑块,通过拖拉→滑块转换→循环拖拉→落梁等步骤,将桥梁顶推至设计桥位,但此种方法在顶推过程中各个临时墩的顶推力难于观测控制,如顶推过程中出现较大支反力,几乎无法调整,且起动、停止时因惯性力有冲击力,这对主体结构受力较为不利,其顶推速度只有12m/h;(2)步履式顶推,其采用顶升油缸与顶推油缸交替工作,施力平稳、均匀,通过顶升→纵向平推→下降→回缩等步骤,将桥梁顶推至设计桥位,但此种方法在顶推过程中顶推速度慢;设备复杂,成本较高,机械化程度高,控制操作复杂,设备维修成本高,故障耗时久;其顶推速度只有5m/h;(3)夹轨式顶推,其采用夹轨器实现顶推油缸的往复顶推运动,通过顶→推→回缩→推→落等步骤,将桥梁顶推至设计桥位,此种方法在顶推过程中相对步履式顶推速度快,能进行梁体一次顶升,防止梁体起拱,但设备复杂,液压控制系统复杂,包括顶升、顶推、加持等各类油缸,由于对梁体进行步进式顶推,顶推速度有限,综合速度只有15m/h。
由此可见,按常规顶推方法无法实现大跨度、大吨位桥梁梁体快速安全就位的目的。因此现阶段亟需一种超重大跨度桥梁连续快速顶推系统,能够快速精准平稳的将梁体顶推至设计桥位。
发明内容
针对现有技术的顶推装置顶推速度慢、作业工序复杂,无法满足超重大跨度桥梁顶推且易对梁体产生损坏,本发明提供一种超重大跨度桥梁连续快速顶推系统以解决此类问题。
为实现上述目的,本发明提供一种超重大跨度桥梁连续快速顶推系统,包括桥梁支撑结构,包括永久桥墩、临时钢支撑墩及临时支架;设于桥梁支撑结构顶部的梁体,包括箱梁,以及分别与箱梁前后端固定连接的前导梁和后导梁;对称设于梁体两侧的顶推驱动装置,包括驱动组件、齿轮和齿条;所述驱动组件输出动力驱动齿轮与齿条啮合,从而带动梁体位移;设于桥梁支撑结构与梁体之间的滑动支撑装置,包括固定设于梁体的复合钢板,与复合钢板组成摩擦副的滑板;所述滑板固定设于临时钢支撑墩顶部;对梁体横向偏移进行纠偏的导向纠偏装置,包括纠偏支架、纠偏轮及推力油缸;以及监测控制单元,其对梁体的位移、速度、加速度、横向偏移值及关键节点应力值进行监测,并将监测数值与设定阈值进行比较,根据比较结果,控制顶推驱动装置及导向纠偏装置进行调整对梁体的顶推动作和纠偏,使梁体平稳顶推至设计桥位,并通过永久桥墩顶部上设有的顶升油缸将梁体顶升以调整梁底纵坡,拆除相关辅助装置,控制顶升油缸将箱梁整体落梁至永久支座上,并固结永久支座,完成顶推工作。
进一步地,所述驱动组件包括支撑架、电机、减速机及反辊轮;所述支撑架包括固定架,与固定架内侧通过铰链实现铰接的浮动架;所述电机固定设于浮动架上,其通过减速机放大扭矩驱动齿轮与齿条啮合;所述反辊轮转动设于浮动架底部,其与齿条外侧接触。
进一步地,所述滑动支撑装置还包括上支撑板、橡胶垫及下支撑板;所述下支撑板固定设于临时钢支撑架顶部,其顶部开有通槽,通槽槽底嵌设有橡胶垫;所述支撑板为T型结构,其底部与通槽的槽宽相适配并嵌入通槽内,其顶部开有凹槽,所述凹槽内固定设有滑板。
进一步地,位于顶推施工桥位处的多个所述临时钢支撑墩顶部通过设有纵梁连为一体;所述临时支架高程与临时钢支撑墩相同,高于永久桥墩顶面。
优选地,所述齿条设有两组,对称设于梁体顶部两侧,其通过齿条支撑架与梁体顶部固定连接;所述驱动组件固定设于临时钢支撑墩上,位于梁体侧边上方,通过驱动齿轮与齿条啮合,从而带动梁体行进,将箱梁顶推至设计桥位处的永久桥墩上。
优选地,所述顶推驱动装置包括对称固定设于后导梁两侧的驱动组件,所述驱动组件输出动力驱动齿轮与齿条啮合,所述齿条沿纵向对称布设于梁体两侧,通过齿条支撑架固定设于临时钢支撑墩及临时支架顶部。
优选地,所述顶推驱动装置包括对称固定设于前导梁两侧的驱动组件,以及沿纵向对称布设于梁体两侧的齿条,所述驱动组件驱动齿轮与齿条啮合,所述齿条通过螺栓连接固定设与在齿条支撑架上,所述齿条支撑架设于临时钢支撑墩顶部纵梁上。
优选地,所述顶推驱动装置包括四组驱动组件,分别两两对称设于前导梁、后导梁两侧。
进一步地,所述纠偏支架固定设于临时钢支撑墩顶部,位于梁体两侧;所述纠偏轮转动设于纠偏支架内侧,并与梁体两侧间隙设置为梁体允许横向偏离最大值,在梁体滑动时对其进行限位导向,防止梁体横向偏移超过极限值;所述推力油缸固定设于纠偏支架上,其与监测控制单元通信连接,在检测到梁体横向偏移超出阈值后,监测控制单元控制推力油缸驱动活塞杆伸出,将梁体横向顶推到安全值范围内。
进一步地,所述复合钢板设有多组,其沿纵向固定设于梁体和前导梁底部,其包括基础钢板和不锈钢板,所述不锈钢板与基础钢板面整面贴合,通过爆炸焊接或压制工艺形成。
总体而言,通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比,能够取得下列有益效果:
1.本发明的快速顶推系统,可以实现在一个铁路时间窗口两个小时内完成桥梁的跨线,在顶推过程梁体无需顶升,对梁体有较好的保护,避免梁体在多次顶升过程中出体变形或产生内部缺陷。
2.本发明的快速顶推系统,采用齿轮齿条传动结合滑动支座式支撑结构的快速顶推实施工艺,其顶推速度可大于30m/h,整体顶推工艺简单,可实现一次性落梁,无需顶升,连续快速顶推,顶推过程实时监测,动态纠偏。
3.本发明的快速顶推系统,采用齿轮齿条结构传动,传动精度高、效率高,运动平稳,可实现桥梁在顶推任意位置实现自锁及梁体的正反向顶推。
4.本发明的快速顶推系统,齿条布置在临时钢支撑墩及临时支架上,顶推过程中顶推水平力分散在临时钢支撑墩及临时支架上,对临时钢支撑墩的产生的水平力推力较小,保证了整体系统的结构稳定,使梁体的顶推作业安全可靠。
5.本发明的快速顶推系统,所述电机采用变频电机驱动,通过PLC进行控制,使顶推速度可在设计范围内任意调节,也可通过调节左右驱动装置的频率来实现梁体主动纠偏。
6.本发明的快速顶推系统,通过监控控制单元对梁体的位移、速度、加速度、内应力等传感器所采集的各种信息的归纳、分析、整理,实现桥梁顶推过程中的动态监测与智能控制的一体化,并实现自动纠偏、自动就位及过载报警保护。
7.本发明的快速顶推系统,过采用滑动支撑装置,使梁体2滑动时摩擦系数小于等于0.03,使顶推驱动装置3输出的顶推力小,对梁体2结构安全起到保护作用。
附图说明
图1为本发明实施例中一种超重大跨度桥梁连续快速顶推系统的结构示意图;
图2为本发明实施例中一种超重大跨度桥梁连续快速顶推系统的主视图;
图3为本发明实施例中一种超重大跨度桥梁连续快速顶推系统的俯视图;
图4为本发明实施例中一种超重大跨度桥梁连续快速顶推系统的左视图;
图5为本发明实施例中一种超重大跨度桥梁连续快速顶推系统的分解示意图;
图6为本发明第二实施例中顶推驱动装置布设结构图;
图7为本发明第二实施例中快速顶推系统的左视图;
图8为本发明实施例中顶推驱动装置的结构示意图;
图9为本发明实施例中顶推驱动装置的主视图;
图10为本发明实施例中顶推驱动装置的俯视图;
图11为本发明实施例中导向纠偏装置的结构示意图;
图12为本发明实施例中滑动支撑装置的结构示意图;
图13为本发明实施例中快速顶推装备的作业初始状态示意图;
图14为本发明实施例中预备进行顶推的作业状态示意图;
图15为本发明实施例中箱梁完成跨线顶推的作业状态示意图;
图16为本发明实施例中箱梁完成顶推就位的作业状态示意图;
图17为本发明实施例中箱梁有临时钢支撑墩过渡到永久桥墩进行支撑的作业状态示意图;
图18为本发明实施例中拆除相关辅助装置后的作业状态示意图。
在所有附图中,同样的附图标记表示相同的技术特征,具体为:
1-桥梁支撑结构,包括:11-永久桥墩、12-临时钢支撑墩、13-临时支架;
2-梁体,包括:21-箱梁、22-前导梁、23-后导梁;
3-顶推驱动装置,包括:31-电机、32-减速机、33-齿轮、34-齿条、35-反辊轮、36-固定架、37-浮动架、38-齿条支撑架、39-铰链、
4-滑动支撑装置,包括:41-复合钢板、42-滑板、43-上支撑板、44-橡胶垫、45-下支撑板;
5-导向纠偏装置,包括:51-纠偏支架、52-纠偏轮、53-推力油缸;
6-顶升油缸。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1-16所示,本发明提供一种超重大跨度桥梁连续快速顶推系统,包括桥梁支撑结构1、梁体2、顶推驱动装置3、滑动支撑装置4、导向纠偏装置5以及监测控制单元。所述桥梁支撑结构1包括永久桥墩11及临时钢支撑墩12,所述临时钢支撑墩12顶部在顶推过程中对梁体2进行支撑。所述梁体2包括箱梁21,以及分别与箱梁21前后端固定连接的前导梁22和后导梁23。所述顶推驱动装置3包括齿轮33及齿条34,两者分别设于桥梁支撑结构1和梁体2上,通过齿轮33与齿条34啮合,从而推动梁体2位移。所述滑动支撑装置4位于顶推施工桥位,设于桥梁支撑结构1顶部,包括滑板42,其与桥梁支撑结构1底部的复合钢板41组成摩擦副,减小顶推滑动产生的摩擦力。所述导向纠偏装置5对称设于梁体2两侧,其在梁体2横向偏移时将其推到安全值范围内。所述监测控制单元通过实时监测梁体2的位移、速度、加速度及应力相关数值,控制顶推驱动装置3驱动行进速度在控制范围内,控制导向纠偏装置5对梁体2进行纠偏,监测梁体的受力情况,将梁体2平稳移动至设计桥位;永久桥墩11顶部设有的顶升油缸6将箱梁21顶起,完成箱梁21的受力体系转换的落梁作业。本发明的快速顶推系统,采用齿轮齿条传动结合滑动支座式支撑结构的快速顶推实施工艺,工艺简单、一次落梁,顶推过程避免梁体顶升,连续快速顶推,顶推过程实时监测,动态纠偏,可实现大跨度、大吨位桥梁梁体快速安全就位的目的。
如图1-3所示,在本发明第一实施例中,所述桥梁支撑结构1包括永久桥墩11、临时钢支撑墩12及临时支架13。其中,永久桥墩11进行顶推作业前完成施工,其为桥梁提供永久性支撑;进一步地,在既有线的两侧的永久桥墩11顶部还设有顶升油缸6,其在箱梁21顶推到达设定位置后升起,对箱梁21顶部进行顶托,将箱梁21从顶推作业体系切换为调整梁底永久作业体系,使箱梁21落梁至永久桥墩11上。
所述临时钢支撑墩12设于永久桥墩11前后端,位于顶推施工桥位处的临时钢支撑墩12顶部两端通过设有纵梁将多个的临时钢支撑墩12连接为一个整体,共同承受顶推作业中产生的顶推力,其受力均匀,结构稳定,避免受力点单独受力。进一步地,位于顶推施工桥位处还设有多组临时支架13,其高程与临时钢支撑墩12相同,与临时钢支撑墩12共同承受顶推作业中产生的顶推力。
所述梁体2包括箱梁21,以及分别与箱梁21前后端固定连接的前导梁22和后导梁23。所述箱梁21长度大于既有线跨度,完成顶推落梁后,使既有线两侧桥梁连通。所述前导梁22为钢桁架结构,其结构强度高且重量轻,在箱梁21顶推跨线后,底部与设计桥位处的临时钢支撑墩12顶部接触,用于支撑箱梁21荷载,防止箱梁21倾翻。所述后导梁23为桁架结构。
如图2-4及8-10所示,所述顶推驱动装置3包括对称固定设于后导梁23两侧的驱动组件,所述驱动组件输出动力驱动齿轮33与齿条34啮合,所述齿条34沿纵向对称布设于梁体2两侧,通过齿条支撑架38固定设于临时钢支撑墩12及临时支架13顶部,其中,所述齿条34通过螺栓连接固定设与在齿条支撑架38上,齿条支撑架38设于临时钢支撑墩12顶部纵梁上,通过齿条支撑架梁38调整齿条34的线性度和平行度,以保证齿条34按设计要求布置。所述驱动组件包括支撑架、电机31、减速机32及反辊轮35;其中,所述支撑架包括固定架36,与固定架36内侧通过铰链39实现铰接的浮动架37;所述固定架36通过设于后导梁23两侧的安装架实现与后导梁23固定连接。所述反辊轮35转动设于浮动架37底部,其与齿条34外侧接触;通过与齿轮33配合使用,将齿条34夹在反辊轮35和齿轮33之间,可以保证齿轮33始终与齿条34啮合;在梁体2移动过程中,齿轮33始终与齿条34啮合始终与齿条34配合,通过浮动支架37左右浮动,能自适应齿条34与齿轮33的啮合。所述电机31固定设于浮动架37上,其通过减速机32放大扭矩驱动齿轮33与齿条34啮合,从而带动梁体2行进;其中电机31采用一机一备原则进行设置,为双电机设置,与减速机32配合使用,在顶推驱动装置工作过程中,可以防止电机故障导致系统瘫痪,确保系统的稳定性。
如图12所示,为实现大吨位梁体的顶推行进,通过在梁体1与桥梁支撑结构1之间设有滑动支撑装置4以减小摩擦力。所述滑动支撑装置4包括复合钢板41、滑板42、上支撑板43、橡胶垫44及下支撑板45。所述复合钢板41设有多组,其沿纵向固定设于梁体1底部,其包括基础钢板和不锈钢板,所述不锈钢板与基础钢板面整面贴合,可通过爆炸焊接或压制等工艺形成,以此保证不锈钢板与基础钢板完全紧密贴合,防止在滑动过程中不锈钢板因摩擦力过大而出现脱落现象,避免了因传统方式中不锈钢板与基础钢板采用周围焊接方式连接,导致中间部分未紧密连接,从而出现受到外力时发生卷曲或脱落现象。所述下支撑板45固定设于临时钢支撑架12顶部,其顶部开有通槽,通槽槽底嵌设有橡胶垫44;所述支撑板43为T型结构,其底部与通槽的槽宽相适配并嵌入通槽内,其顶部开有凹槽,所述凹槽内固定设有滑板42;所述滑板42与复合钢板41形成摩擦副,摩擦系数小,从而减小顶推力。本发明实施例中,通过上支撑板43和及下支撑板45配合,可将顶推力传递到临时钢支撑架12上,同时所述梁体2的重量可依次通过复合钢板41、滑板42、上支撑板43、橡胶垫44、下支撑板45传递到临时钢支撑架12上,其中,所述橡胶垫44可起到竖向承载的自动调节功能,可以保证各个支撑结构受力均匀,防止梁体2的局部点受力情况。
如图11所示,所述导向纠偏装置5包括纠偏支架51、纠偏轮52及推力油缸53。所述纠偏支架51固定设于临时钢支撑墩12顶部,位于梁体2两侧。所述纠偏轮52转动设于纠偏支架51内侧,并与梁体2两侧间隙设置为梁体允许横向偏离最大值,,在梁体2滑动时对其进行限位导向,防止梁体2横向偏移超过极限值。所述推力油缸53固定设于纠偏支架51上,其与监测控制单元通信连接,在检测到梁体2横向偏移超出阈值后,监测控制单元控制推力油缸53驱动活塞杆伸出,将梁体2横向顶推到安全值范围内。优选地,所述推力油缸53活塞杆顶部设有缓冲层,可采用橡胶等缓冲材料制成,通过设有缓冲层,避免与梁体2刚性接触。
所述监测控制单元包括监控模块、控制模块及中央处理模块,所述监控模块包括多个设于梁体2及桥梁支撑结构1上的位移传感器、加速度传感器及应力传感器,可用于监测梁体2的位移、速度、加速度、横向偏移值及梁体应力变化,并经检测数值传至中央处理模块,与设定阈值进行比较,并将比较结果反馈给控制系统来控制梁体2的顶推动作和纠偏。
如图6-7所示,在本发明第二实施例中,所述顶推驱动装置3包括驱动组件、齿轮33和齿条34。所述驱动组件输出动力驱动齿轮33与齿条34啮合,从而带动梁体2行进。所述齿条34设有两组,对称设于梁体2梁体顶部两侧,其通过齿条支撑架38与梁体2顶部固定连接。所述驱动组件固定设于临时钢支撑墩12上,位于梁体2侧边上方,包括支撑架、电机31、减速机32。所述支撑架包括固定设于临时钢支撑墩12顶部的固定架36,与固定架36内侧通过铰链39实现铰接的浮动架37;所述电机31固定设于浮动架37上,其通过减速机32放大扭矩驱动齿轮33与齿条34啮合,从而带动梁体2行进,将箱梁21顶推至设计桥位处的永久桥墩11上。通过2采用齿轮齿条结构传动,传动精度高、效率高,运动平稳,可实现桥梁在顶推任意位置实现自锁,可实现正反向顶推,且梁体2还可利用齿轮齿条传动结构进行导向,避免了横向偏移。
在本发明第三实施例中,所述顶推驱动装置3包括对称固定设于前导梁22两侧的驱动组件,以及沿纵向对称布设于梁体2两侧的齿条34,所述驱动组件驱动齿轮33与齿条34啮合,所述齿条34通过螺栓连接固定设与在齿条支撑架38上,所述齿条支撑架38设于临时钢支撑墩12顶部纵梁上。通过将驱动组件对称设于前导梁22两侧,对梁体2产生拉力,驱动组件拖拉梁体2移动,导向性能好,防止梁体2在移动时产生横向偏移.
在本发明第四实施例中,所述顶推驱动装置3包括四组驱动组件,分别两两对称设于前导梁22、后导梁23两侧;通过四组驱动组件驱动梁体行进,其提供的驱动力大,对梁体2结构受力好,导向性能好,横向水平力小。
如图13-18所示,本发明的顶推系统进行顶推作业时,预先施工完成桥梁支撑结构1,并在顶推施工桥位出的临时钢支撑墩12及临时支架13顶部两端沿纵向架设有纵梁,将临时钢支撑墩12及临时支架13连为一体;在临时钢支撑墩12及临时支架13顶部铺设滑动支撑装置4,并分别完成梁体2、顶推驱动装置3及导向纠偏装置5的组装工作;根据设定参数值,监测控制单元控制驱动组件带动齿轮33与齿条34啮合,从而推动梁体2向设计桥位出行进,同时通过监控模块实时监测梁体2的位移、速度、加速度、横向偏移值及关键节点应力值进行监测,对梁体2的顶推动作和纠偏;将梁体2顶推至设计桥位后,永久桥墩11上设有的顶升油缸6将箱梁21顶起与临时钢支撑墩12脱离,并通过顶升油缸6升起高度调整箱梁21梁底纵坡,拆除临时钢支撑墩12、临时支架13及顶推驱动装置3、滑动支撑装置4及导向纠偏装置5等辅助装置,控制顶升油缸6将箱梁21整体落梁至永久支座11上,并固结永久支座11,完成顶推工作。
本发明的快速顶推系统,可以实现在一个铁路时间窗口两个小时内完成桥梁的跨线,在顶推过程梁体2无需顶升,对梁体2有较好的保护,避免梁体2在多次顶升过程中出现梁体变形或产生内部缺陷。
本发明的快速顶推系统,采用齿轮齿条传动结合滑动支座式支撑结构的快速顶推实施工艺,其顶推速度可大于30m/h,整体顶推工艺简单,可实现一次性落梁,无需顶升,连续快速顶推,顶推过程实时监测,动态纠偏。
本发明的快速顶推系统,采用齿轮齿条结构传动,传动精度高、效率高,运动平稳,可实现桥梁在顶推任意位置实现自锁及梁体的正反向顶推。
本发明的快速顶推系统,齿条布置在临时钢支撑墩12及临时支架13上,顶推过程中顶推水平力分散在临时钢支撑墩12及临时支架13上,对临时钢支撑墩12的产生的水平力推力较小,保证了整体系统的结构稳定,使梁体1的顶推作业安全可靠。
本发明的快速顶推系统,所述电机31采用变频电机驱动,通过PLC进行控制,使顶推速度可在设计范围内任意调节,也可通过调节左右驱动装置的频率来实现梁体主动纠偏。
本发明的快速顶推系统,通过监控控制单元对梁体1的位移、速度、加速度、内应力等传感器所采集的各种信息的归纳、分析、整理,实现桥梁顶推过程中的动态监测与智能控制的一体化,并实现自动纠偏、自动就位及过载报警保护。
本发明的快速顶推系统,通过采用滑动支撑装置4,使梁体2滑动时摩擦系数小于等于0.03,使顶推驱动装置3输出的顶推力小,对梁体2结构安全起到保护作用。
本领域的技术人员容易理解,以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种超重大跨度桥梁连续快速顶推系统,其特征在于,包括:
桥梁支撑结构(1),包括永久桥墩(11)、临时钢支撑墩(12)及临时支架(13);
设于桥梁支撑结构(1)顶部的梁体(2),包括箱梁(21),以及分别与箱梁(21)前后端固定连接的前导梁(22)和后导梁(23);
对称设于梁体(2)两侧的顶推驱动装置(3),包括驱动组件、齿轮(33)和齿条(34);所述驱动组件输出动力驱动齿轮(33)与齿条(34)啮合,从而带动梁体(2)位移;
设于桥梁支撑结构(1)与梁体(2)之间的滑动支撑装置(4),包括固定设于梁体(2)底部的复合钢板(41),与复合钢板(41)组成摩擦副的滑板(42);所述滑板(42)固定设于临时钢支撑墩(12)顶部;
对梁体(2)横向偏移进行纠偏的导向纠偏装置(5),包括纠偏支架(51)、纠偏轮(52)及推力油缸(53);
以及监测控制单元,其对梁体(2)的位移、速度、加速度、横向偏移值及关键节点应力值进行监测,并将监测数值与设定阈值进行比较,根据比较结果,控制顶推驱动装置(3)及导向纠偏装置(5)进行调整对梁体(2)的顶推动作和纠偏,使梁体平稳顶推至设计桥位,并通过永久桥墩(11)顶部上设有的顶升油缸(6)将梁体(2)顶升以调整梁底纵坡,拆除相关辅助装置,控制顶升油缸(6)将箱梁(21)整体落梁至永久支座(11)上,并固结永久支座(11),完成顶推工作。
2.根据权利要求1所述的一种超重大跨度桥梁连续快速顶推系统,其特征在于,所述驱动组件包括支撑架、电机(31)、减速机(32)及反辊轮(35);所述支撑架包括固定架(36),与固定架(36)内侧通过铰链(39)实现铰接的浮动架(37);所述电机(31)固定设于浮动架(37)上,其通过减速机(32)放大扭矩驱动齿轮(33)与齿条(34)啮合;所述反辊轮(35)转动设于浮动架(37)底部,其与齿条(34)外侧接触。
3.根据权利要求1所述的一种超重大跨度桥梁连续快速顶推系统,其特征在于,所述滑动支撑装置(4)还包括上支撑板(43)、橡胶垫(44)及下支撑板(45);所述下支撑板(45)固定设于临时钢支撑架(12)顶部,其顶部开有通槽,通槽槽底嵌设有橡胶垫(44);所述支撑板(43)为T型结构,其底部与通槽的槽宽相适配并嵌入通槽内,其顶部开有凹槽,所述凹槽内固定设有滑板(42)。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种超重大跨度桥梁连续快速顶推系统,其特征在于,位于顶推施工桥位处的多个所述临时钢支撑墩(12)顶部通过设有纵梁连为一体;所述临时支架(13)高程与临时钢支撑墩(12)相同,高于永久桥墩(11)顶面。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的一种超重大跨度桥梁连续快速顶推系统,其特征在于,所述齿条(34)设有两组,对称设于梁体(2)顶部两侧,其通过齿条支撑架(38)与梁体(2)顶部固定连接;所述驱动组件固定设于临时钢支撑墩(12)上,位于梁体(2)侧边上方,通过驱动齿轮(33)与齿条(34)啮合,从而带动梁体(2)行进,将箱梁(21)顶推至设计桥位处的永久桥墩(11)上。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的一种超重大跨度桥梁连续快速顶推系统,其特征在于,所述顶推驱动装置(3)包括对称固定设于后导梁(23)两侧的驱动组件,所述驱动组件输出动力驱动齿轮(33)与齿条(34)啮合,所述齿条(34)沿纵向对称布设于梁体(2)两侧,通过齿条支撑架(38)固定设于临时钢支撑墩(12)及临时支架(13)顶部。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的一种超重大跨度桥梁连续快速顶推系统,其特征在于,所述顶推驱动装置(3)包括对称固定设于前导梁(22)两侧的驱动组件,以及沿纵向对称布设于梁体(2)两侧的齿条(34),所述驱动组件驱动齿轮(33)与齿条(34)啮合,所述齿条(34)通过螺栓连接固定设与在齿条支撑架(38)上,所述齿条支撑架(38)设于临时钢支撑墩(12)顶部纵梁上。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的一种超重大跨度桥梁连续快速顶推系统,其特征在于,所述顶推驱动装置(3)包括四组驱动组件,分别两两对称设于前导梁(22)、后导梁(23)两侧。
9.根据权利要求1-3中任一项所述的一种超重大跨度桥梁连续快速顶推系统,其特征在于,所述纠偏支架(51)固定设于临时钢支撑墩(12)顶部,位于梁体(2)两侧;所述纠偏轮(52)转动设于纠偏支架(51)内侧,并与梁体(2)两侧间隙设置为梁体允许横向偏离最大值,在梁体(2)滑动时对其进行限位导向,防止梁体(2)横向偏移超过极限值;所述推力油缸(53)固定设于纠偏支架(51)上,其与监测控制单元通信连接,在检测到梁体(2)横向偏移超出阈值后,监测控制单元控制推力油缸(53)驱动活塞杆伸出,将梁体横向顶推到安全值范围内。
10.根据权利要求1-3中任一项所述的一种超重大跨度桥梁连续快速顶推系统,其特征在于,所述复合钢板(41)设有多组,其沿纵向固定设于梁体(1)底部,其包括基础钢板和不锈钢板,所述不锈钢板与基础钢板面整面贴合,通过爆炸焊接或压制工艺形成。
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