一种单主梁低位平衡悬臂拼装架桥机

摘要

本发明的名称为一种单主梁低位平衡悬臂拼装架桥机。属于预制节段平衡悬臂拼装架桥技术领域。它主要是解决现有架桥机存在自重较大和高度过高的问题。它的主要特征是：包括主梁、前起重天车、后起重天车、前主支腿、中主支腿、后主支腿、节段吊梁和张拉平台，主梁为单矩形框架结构，主梁上部设置有天车轨道，主梁下弦设置有不锈钢轨道；所述的前起重天车、后起重天车结构相同，均包括两个独立的卷扬机系统和天车横跨梁，天车横跨梁跨座于主梁的天车轨道上，该两个独立的卷扬机系统的上部固定在天车横跨梁的两端。本发明具有结构简单、操作容易和施工流程简便的特点，主要用于永久结构设计要求架桥机对永久结构的作用力较小，且必须通过限高的情况。

说明书

技术领域

本发明属于预制节段平衡悬臂拼装架桥技术领域。具体涉及一种安全、轻型、简单、实用的新型单主梁低位平衡悬臂拼装架桥机。

背景技术

节段预制拼装技术以其良好的经济和社会效益在在国内外城市桥梁施工中得到普遍应用。平衡悬臂拼装作为预制节段拼装技术的一种较多的用于长跨径的桥梁施工中。平衡悬臂拼装在施工上来讲一般有汽车吊架梁、桥面吊机架梁、架桥机架梁。其中架桥机架梁以其施工效率高、作业安全、施工区域要求小、施工成本较少等特点被施工单位广泛采用，是最常见的平衡悬臂拼装施工方法。

某项目使用架桥机进行预制节段平衡悬臂拼装施工，要求架桥机对盖梁墩柱的支反力不得超过2500kN，架桥机需要通过限高5.7m的门式结构。墩柱盖梁两侧第一对节段和墩柱盖梁使用湿接缝连接。目前国内的平衡悬臂架桥机均采用双主梁结构，其自重较大，不能满足施工支反力要求；且为了满足双主梁架桥机施工需要，其支腿高度较大，不能满足限高需求。

发明内容

本发明为针对以上项目要求，设计了一种单主梁轻型低位平衡悬臂拼装架桥机。该架桥机采用单主梁结构及优化设计，结构重量较轻。支腿结构设计的较低，提节段用的起重天车采用跨座式设计，进一步降低了架桥机总体高度，确保架桥机通过限高的门式结构。

本发明的技术解决方案是：一种单主梁低位平衡悬臂拼装架桥机，包括主梁、前起重天车、后起重天车、前主支腿、中主支腿、后主支腿、节段吊梁和张拉平台，其特征在于：所述的主梁为单矩形框架结构，是架桥机最主要的支撑部分，主梁上部设置有天车轨道，主梁下弦设置有不锈钢轨道，用于主支腿推动主梁过孔；所述的前起重天车、后起重天车结构相同，均包括两个独立的卷扬机系统和天车横跨梁，天车横跨梁跨座于主梁的天车轨道上，该两个独立的卷扬机系统的上部固定在天车横跨梁的两端。

本发明的技术解决方案中所述的前起重天车、后起重天车均设置两个独立卷扬机系统，两个卷扬机系统中的一个独立的卷扬机系统的卷扬机为双绕绳结构。

本发明的技术解决方案中所述的前起重天车、后起重天车的卷扬机系统的卷扬机设有用于节段横向方向调整的横移机构；前起重天车、后起重天车通过链轮链条机构驱动以实现在主梁上的前后移动。使用双天车系统有效的提高了架桥机预制节段梁施工的效率。

本发明的技术解决方案中所述的主梁由结构相同的模块拼接组成，每一个模块由矩形体框架及固定在矩形体框架各架杆中部上的主梁节段上桁架、主梁节段下桁架组成；主梁内部设置工作平台，用于工人安全操作架桥机；主梁侧面设置有用于显示架桥机主梁移动距离的标牌，便于观察架桥机过孔距离。

本发明的技术解决方案中所述的前主支腿、中主支腿和后主支腿的结构相同，其主要作用是支撑架桥机主梁并推动架桥机过孔；前主支腿、中主支腿和后主支腿均由包含过孔油缸和夹紧油缸的过孔支架、均衡梁、伸缩立柱、四个伸缩油缸、旋转梁、横移架、横移滑轨组成；主梁通过不锈钢轨道支撑在均衡梁的滑板上，滑板为特尼龙材质的滑板，确保滑板与不锈钢轨道摩擦较小；伸缩立柱连接在均衡梁与旋转梁之间，用于调节主支腿的高度，确保主支腿满足架桥机过孔或架设纵坡的支腿高度需求；四个伸缩油缸对称固定在均衡梁，采用四点受力三点平衡的原理，用于顶起或者下降主梁的高度以及其他需要进行高度调整的情况；旋转梁设置在横移架的旋转台上，该旋转梁的设置可以使主支腿上下两部分发生相对旋转从而使架桥机可以架设曲线梁；横移架通过滑移梁装于横移滑轨上，滑移梁上设置有滑移油缸，使整个主支腿可以横移进而确保架桥机可以跨线架设复线。

本发明的技术解决方案中所述的张拉平台与预制节段使用手拉葫芦连接；张拉平台的端部位置设有可与预制节段固定的定位销。张拉平台是用于在节段吊装之后进行节段张拉的工作平台，在地面进行安装，随着节段一起被吊装到高空。手拉葫芦和定位销可防止张拉平台从预制节段上掉下，从而确保安全。

根据施工流程，在第一对节段和盖梁之间设置有湿接缝，节段吊架是专门用于提吊第一对节段以便于湿接缝施工。其上设置有节段梁调整装置，可以在横向、纵向和高度方向调整节段梁，使节段梁达到设计位置。

本发明具有结构简单、操作容易和施工流程简便的特点。本发明主要用于永久结构设计要求架桥机对永久结构的作用力较小，且必须通过限高的情况。

附图说明

图1是本发明的结构总图示意图。

图2是本发明结构断面示意图。

图3是本发明主梁节段示意图。

图4是本发明主梁节段侧视图。

图5是本发明中主支腿的结构示意图。

图6是本发明架梁示意图一。

图7是本发明架梁示意图二。

图8是本发明过孔示意图一。

图9是本发明过孔示意图二。

图10是本发明过孔示意图三。

图11是本发明过孔示意图四。

图中：1-主梁、2-前起重天车、3-后起重天车、4-前主支腿、5-中主支腿、6-后主支腿、7-节段吊梁、8-张拉平台、9-主梁节段上桁架、10-主梁节段下桁架、11-工作平台、12-标牌、13-过孔支架、14-均衡梁、15-伸缩油缸、16-伸缩立柱、17-旋转梁、18-横移架、19-横移滑轨。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详述。

图1显示本发明的部件组成：主梁1、前起重天车2、后起重天车3、前主支腿4、中主支腿5、后主支腿6、节段吊架7和张拉平台8。

如图2所示，前起重天车2、后起重天车3结构相同，均包括两个独立的卷扬机系统和天车横跨梁，采用四点起吊三点平衡的设计原理。天车横跨梁跨座于主梁1的天车轨道上，该两个独立的卷扬机系统的上部固定在天车横跨梁的两端。前起重天车2、后起重天车3采用跨座式结构，卷扬机布置采用下沉式结构，进一步降低了架桥机的高度，架桥机总体高度满足了通过门式结构限高的要求。前起重天车2、后起重天车3两个独立卷扬机系统中的一个独立的卷扬机系统的卷扬机为双绕绳结构。前起重天车2、后起重天车3的卷扬机系统的卷扬机设有用于节段横向方向调整的横移机构；前起重天车2、后起重天车3通过链轮链条的驱动与主梁1上移动，使用双天车系统使其在主梁1上移动，有效的提供了架桥机预制节段梁施工的效率。

图3、图4显示了架桥机主梁1的典型结构。主梁1为单矩形框架结构，是架桥机最主要的支撑部分，主梁1上部设置有天车轨道，主梁1下弦设置有不锈钢轨道，用于主支腿推动主梁过孔。主梁1总长100m，由九个结构相同的模块拼接组成，每一个模块由矩形体框架及固定在矩形体框架各架杆中部上的主梁节段上桁架9、主梁节段下桁架10组成，叠加在一起形成完整模块。上下框架，弦杆，垂直和水平杆，斜撑杆和对角支撑杆都焊接在一起。顶部和底部框架拼接在一起，在节点位置用垂直杆,斜撑杆和对角支撑杆撑相接。每一个连接叠加部分用四个螺栓和两个 Ø45mm销轴固定。主梁的相邻模块的弦杆对应拼接。连接部位用四个Ø52特殊螺栓和一个Ø40销轴固定。主梁1内部设置工作平台11，用于工人安全操作架桥机。主梁1侧面设置有用于显示架桥机主梁移动距离的标牌12，便于观察架桥机过孔距离。

结合图5进一步说明主支腿的结构特点。前主支腿4、中主支腿5和后主支腿6的结构相同，其主要作用是支撑架桥机主梁并推动架桥机过孔。中主支腿5由过孔支架13、均衡梁14、伸缩立柱16、四个伸缩油缸15、旋转梁17、横移架18、横移滑轨19组成。过孔支架13包含有过孔油缸和夹紧油缸，过孔支架13的工作原理如下：通过夹紧油缸夹紧主梁下弦杆的下翼缘，过孔油缸伸出即可推动主梁前行；待过孔油缸行程到位最大位置之后，夹紧油缸松开，过孔油缸回收到行程最小的位置，夹紧油缸再次夹紧，如此循环往复即可实现主梁的连续前行。主梁1通过不锈钢轨道支撑在均衡梁14的滑板上，滑板为特尼龙材质的滑板，确保滑板与不锈钢轨道摩擦较小。均衡梁14用于均衡主支腿的受力，滑板可以减小主梁和主支腿之间的摩擦系数。四个伸缩油缸15对称固定在均衡梁14，采用四点受力三点平衡的原理，用于顶起或者下降主梁1的高度以及其他需要进行高度调整的情况。伸缩立柱16连接在均衡梁14与旋转梁17之间，伸缩立柱16上的有垫块用于伸缩油缸调整到位后固定主支腿的高度，确保主支腿满足架桥机过孔或架设纵坡的支腿高度需求。旋转梁17设置在横移架18的旋转台上，通过油缸可以推动旋转梁17在横移架18之间发生现对转动，从而实现旋转以架设曲线梁。横移架18通过滑移梁装于横移滑轨19上，滑移梁上设置有滑移油缸，使整个主支腿可以横移进而确保架桥机可以跨线架设复线。

张拉平台8与预制节段通过手拉葫芦连接；张拉平台8的端部位置设有可与预制节段固定的定位销。张拉平台8是用于在节段吊装之后进行节段张拉的工作平台，在预制节段还在地面是安装，随着节段一起被吊装到高空。手拉葫芦和定位销可防止张拉平台8从预制节段上掉下。

图6至图7是架桥机的架梁示意图，说明如下。

图6显示架桥机就位后，前起重天车2、后起重天车3配合节段吊梁完成第一对节段吊装之后，施工第一对节段和盖梁之间的湿接缝并进行使用张拉平台8进行张拉。待第一对节段完成之后，前起重天车2、后起重天车3分别向P+1墩柱和P-1墩柱移动一个节段宽度的距离，并吊装第二对节段。

图7显示是架桥机依次使用前起重天车2、后起重天车3施工第三对到第六对节段。

架桥机施工完毕前一跨的节段梁之后，开始过孔到下一跨架设，其具体施工步骤如图8至图11所示，说明如下。

根据图8显示，首先前起重天车2、后起重天车3运行到架桥机前方P+1墩柱上方配重。

如图9所示，在中主支腿5过孔油缸的推动下，主梁1向前移动直到主梁的中心到达墩柱P+1和墩柱P的中心，具体主梁移动的距离可通过主梁1上标牌12来确定。

如图10所示，在图9所示步骤完成之后，前起重天车2、后起重天车3向后移动到墩柱P上方配重。之后通过操作中主支腿的伸缩油缸15和伸缩立柱16降低中主支腿的高度，从而使架桥机主梁1后端下降，前端翘起。

如图11所示，预先将墩柱P-1上的主支腿使用吊车和运输车倒运到墩柱P+2上。继续驱动中主支腿5上的过孔支架13使架桥机主梁1继续前行直到架桥机主梁1到达指定位置。调整架桥机主中支腿5的高度使架桥机主梁1水平。前起重天车2、后起重天车3运行到P+1墩柱，至此架桥机过孔过程完成开始架设新一跨预制节段。

以上只是对本发明进行了示例性的说明，本发明的具体实现方式并不局限于此。任何采用本发明的构思和技术方案进行的非实质性修改，均在本发明的保护范围之内。