一種單主梁低位平衡懸臂拼裝架橋機的制作方法

本發明屬于預制節段平衡懸臂拼裝架橋技術領域。具體涉及一種安全、輕型、簡單、實用的新型單主梁低位平衡懸臂拼裝架橋機。

背景技術：

節段預制拼裝技術以其良好的經濟和社會效益在在國內外城市橋梁施工中得到普遍應用。平衡懸臂拼裝作為預制節段拼裝技術的一種較多的用于長跨徑的橋梁施工中。平衡懸臂拼裝在施工上來講一般有汽車吊架梁、橋面吊機架梁、架橋機架梁。其中架橋機架梁以其施工效率高、作業安全、施工區域要求小、施工成本較少等特點被施工單位廣泛采用，是最常見的平衡懸臂拼裝施工方法。

某項目使用架橋機進行預制節段平衡懸臂拼裝施工，要求架橋機對蓋梁墩柱的支反力不得超過2500kN，架橋機需要通過限高5.7m的門式結構。墩柱蓋梁兩側第一對節段和墩柱蓋梁使用濕接縫連接。目前國內的平衡懸臂架橋機均采用雙主梁結構，其自重較大，不能滿足施工支反力要求；且為了滿足雙主梁架橋機施工需要，其支腿高度較大，不能滿足限高需求。

技術實現要素：

本發明為針對以上項目要求，設計了一種單主梁輕型低位平衡懸臂拼裝架橋機。該架橋機采用單主梁結構及優化設計，結構重量較輕。支腿結構設計的較低，提節段用的起重天車采用跨座式設計，進一步降低了架橋機總體高度，確保架橋機通過限高的門式結構。

本發明的技術解決方案是：一種單主梁低位平衡懸臂拼裝架橋機，包括主梁、前起重天車、后起重天車、前主支腿、中主支腿、后主支腿、節段吊梁和張拉平臺，其特征在于：所述的主梁為單矩形框架結構，是架橋機最主要的支撐部分，主梁上部設置有天車軌道，主梁下弦設置有不銹鋼軌道，用于主支腿推動主梁過孔；所述的前起重天車、后起重天車結構相同，均包括兩個獨立的卷揚機系統和天車橫跨梁，天車橫跨梁跨座于主梁的天車軌道上，該兩個獨立的卷揚機系統的上部固定在天車橫跨梁的兩端。

本發明的技術解決方案中所述的前起重天車、后起重天車均設置兩個獨立卷揚機系統，兩個卷揚機系統中的一個獨立的卷揚機系統的卷揚機為雙繞繩結構。

本發明的技術解決方案中所述的前起重天車、后起重天車的卷揚機系統的卷揚機設有用于節段橫向方向調整的橫移機構；前起重天車、后起重天車通過鏈輪鏈條機構驅動以實現在主梁上的前后移動。使用雙天車系統有效的提高了架橋機預制節段梁施工的效率。

本發明的技術解決方案中所述的主梁由結構相同的模塊拼接組成，每一個模塊由矩形體框架及固定在矩形體框架各架桿中部上的主梁節段上桁架、主梁節段下桁架組成；主梁內部設置工作平臺，用于工人安全操作架橋機；主梁側面設置有用于顯示架橋機主梁移動距離的標牌，便于觀察架橋機過孔距離。

本發明的技術解決方案中所述的前主支腿、中主支腿和后主支腿的結構相同，其主要作用是支撐架橋機主梁并推動架橋機過孔；前主支腿、中主支腿和后主支腿均由包含過孔油缸和夾緊油缸的過孔支架、均衡梁、伸縮立柱、四個伸縮油缸、旋轉梁、橫移架、橫移滑軌組成；主梁通過不銹鋼軌道支撐在均衡梁的滑板上，滑板為特尼龍材質的滑板，確保滑板與不銹鋼軌道摩擦較小；伸縮立柱連接在均衡梁與旋轉梁之間，用于調節主支腿的高度，確保主支腿滿足架橋機過孔或架設縱坡的支腿高度需求；四個伸縮油缸對稱固定在均衡梁，采用四點受力三點平衡的原理，用于頂起或者下降主梁的高度以及其他需要進行高度調整的情況；旋轉梁設置在橫移架的旋轉臺上，該旋轉梁的設置可以使主支腿上下兩部分發生相對旋轉從而使架橋機可以架設曲線梁；橫移架通過滑移梁裝于橫移滑軌上，滑移梁上設置有滑移油缸，使整個主支腿可以橫移進而確保架橋機可以跨線架設復線。

本發明的技術解決方案中所述的張拉平臺與預制節段使用手拉葫蘆連接；張拉平臺的端部位置設有可與預制節段固定的定位銷。張拉平臺是用于在節段吊裝之后進行節段張拉的工作平臺，在地面進行安裝，隨著節段一起被吊裝到高空。手拉葫蘆和定位銷可防止張拉平臺從預制節段上掉下，從而確保安全。

根據施工流程，在第一對節段和蓋梁之間設置有濕接縫，節段吊架是專門用于提吊第一對節段以便于濕接縫施工。其上設置有節段梁調整裝置，可以在橫向、縱向和高度方向調整節段梁，使節段梁達到設計位置。

本發明具有結構簡單、操作容易和施工流程簡便的特點。本發明主要用于永久結構設計要求架橋機對永久結構的作用力較小，且必須通過限高的情況。

附圖說明

圖1是本發明的結構總圖示意圖。

圖2是本發明結構斷面示意圖。

圖3是本發明主梁節段示意圖。

圖4是本發明主梁節段側視圖。

圖5是本發明中主支腿的結構示意圖。

圖6是本發明架梁示意圖一。

圖7是本發明架梁示意圖二。

圖8是本發明過孔示意圖一。

圖9是本發明過孔示意圖二。

圖10是本發明過孔示意圖三。

圖11是本發明過孔示意圖四。

圖中：1-主梁、2-前起重天車、3-后起重天車、4-前主支腿、5-中主支腿、6-后主支腿、7-節段吊梁、8-張拉平臺、9-主梁節段上桁架、10-主梁節段下桁架、11-工作平臺、12-標牌、13-過孔支架、14-均衡梁、15-伸縮油缸、16-伸縮立柱、17-旋轉梁、18-橫移架、19-橫移滑軌。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步的詳述。

圖1顯示本發明的部件組成：主梁1、前起重天車2、后起重天車3、前主支腿4、中主支腿5、后主支腿6、節段吊架7和張拉平臺8。

如圖2所示，前起重天車2、后起重天車3結構相同，均包括兩個獨立的卷揚機系統和天車橫跨梁，采用四點起吊三點平衡的設計原理。天車橫跨梁跨座于主梁1的天車軌道上，該兩個獨立的卷揚機系統的上部固定在天車橫跨梁的兩端。前起重天車2、后起重天車3采用跨座式結構，卷揚機布置采用下沉式結構，進一步降低了架橋機的高度，架橋機總體高度滿足了通過門式結構限高的要求。前起重天車2、后起重天車3兩個獨立卷揚機系統中的一個獨立的卷揚機系統的卷揚機為雙繞繩結構。前起重天車2、后起重天車3的卷揚機系統的卷揚機設有用于節段橫向方向調整的橫移機構；前起重天車2、后起重天車3通過鏈輪鏈條的驅動與主梁1上移動，使用雙天車系統使其在主梁1上移動，有效的提供了架橋機預制節段梁施工的效率。

圖3、圖4顯示了架橋機主梁1的典型結構。主梁1為單矩形框架結構，是架橋機最主要的支撐部分，主梁1上部設置有天車軌道，主梁1下弦設置有不銹鋼軌道，用于主支腿推動主梁過孔。主梁1總長100m，由九個結構相同的模塊拼接組成，每一個模塊由矩形體框架及固定在矩形體框架各架桿中部上的主梁節段上桁架9、主梁節段下桁架10組成，疊加在一起形成完整模塊。上下框架，弦桿，垂直和水平桿，斜撐桿和對角支撐桿都焊接在一起。頂部和底部框架拼接在一起，在節點位置用垂直桿,斜撐桿和對角支撐桿撐相接。每一個連接疊加部分用四個螺栓和兩個 ?45mm銷軸固定。主梁的相鄰模塊的弦桿對應拼接。連接部位用四個?52特殊螺栓和一個?40銷軸固定。主梁1內部設置工作平臺11，用于工人安全操作架橋機。主梁1側面設置有用于顯示架橋機主梁移動距離的標牌12，便于觀察架橋機過孔距離。

結合圖5進一步說明主支腿的結構特點。前主支腿4、中主支腿5和后主支腿6的結構相同，其主要作用是支撐架橋機主梁并推動架橋機過孔。中主支腿5由過孔支架13、均衡梁14、伸縮立柱16、四個伸縮油缸15、旋轉梁17、橫移架18、橫移滑軌19組成。過孔支架13包含有過孔油缸和夾緊油缸，過孔支架13的工作原理如下：通過夾緊油缸夾緊主梁下弦桿的下翼緣，過孔油缸伸出即可推動主梁前行；待過孔油缸行程到位最大位置之后，夾緊油缸松開，過孔油缸回收到行程最小的位置，夾緊油缸再次夾緊，如此循環往復即可實現主梁的連續前行。主梁1通過不銹鋼軌道支撐在均衡梁14的滑板上，滑板為特尼龍材質的滑板，確保滑板與不銹鋼軌道摩擦較小。均衡梁14用于均衡主支腿的受力，滑板可以減小主梁和主支腿之間的摩擦系數。四個伸縮油缸15對稱固定在均衡梁14，采用四點受力三點平衡的原理，用于頂起或者下降主梁1的高度以及其他需要進行高度調整的情況。伸縮立柱16連接在均衡梁14與旋轉梁17之間，伸縮立柱16上的有墊塊用于伸縮油缸調整到位后固定主支腿的高度，確保主支腿滿足架橋機過孔或架設縱坡的支腿高度需求。旋轉梁17設置在橫移架18的旋轉臺上，通過油缸可以推動旋轉梁17在橫移架18之間發生現對轉動，從而實現旋轉以架設曲線梁。橫移架18通過滑移梁裝于橫移滑軌19上，滑移梁上設置有滑移油缸，使整個主支腿可以橫移進而確保架橋機可以跨線架設復線。

張拉平臺8與預制節段通過手拉葫蘆連接；張拉平臺8的端部位置設有可與預制節段固定的定位銷。張拉平臺8是用于在節段吊裝之后進行節段張拉的工作平臺，在預制節段還在地面是安裝，隨著節段一起被吊裝到高空。手拉葫蘆和定位銷可防止張拉平臺8從預制節段上掉下。

圖6至圖7是架橋機的架梁示意圖，說明如下。

圖6顯示架橋機就位后，前起重天車2、后起重天車3配合節段吊梁完成第一對節段吊裝之后，施工第一對節段和蓋梁之間的濕接縫并進行使用張拉平臺8進行張拉。待第一對節段完成之后，前起重天車2、后起重天車3分別向P+1墩柱和P-1墩柱移動一個節段寬度的距離，并吊裝第二對節段。

圖7顯示是架橋機依次使用前起重天車2、后起重天車3施工第三對到第六對節段。

架橋機施工完畢前一跨的節段梁之后，開始過孔到下一跨架設，其具體施工步驟如圖8至圖11所示，說明如下。

根據圖8顯示，首先前起重天車2、后起重天車3運行到架橋機前方P+1墩柱上方配重。

如圖9所示，在中主支腿5過孔油缸的推動下，主梁1向前移動直到主梁的中心到達墩柱P+1和墩柱P的中心，具體主梁移動的距離可通過主梁1上標牌12來確定。

如圖10所示，在圖9所示步驟完成之后，前起重天車2、后起重天車3向后移動到墩柱P上方配重。之后通過操作中主支腿的伸縮油缸15和伸縮立柱16降低中主支腿的高度，從而使架橋機主梁1后端下降，前端翹起。

如圖11所示，預先將墩柱P-1上的主支腿使用吊車和運輸車倒運到墩柱P+2上。繼續驅動中主支腿5上的過孔支架13使架橋機主梁1繼續前行直到架橋機主梁1到達指定位置。調整架橋機主中支腿5的高度使架橋機主梁1水平。前起重天車2、后起重天車3運行到P+1墩柱，至此架橋機過孔過程完成開始架設新一跨預制節段。

以上只是對本發明進行了示例性的說明，本發明的具體實現方式并不局限于此。任何采用本發明的構思和技術方案進行的非實質性修改，均在本發明的保護范圍之內。