預制節段逐跨拼裝造橋機的制作方法
【專利摘要】本發明公開一種預制節段逐跨拼裝造橋機，該造橋機包括承重梁、支腿、回轉天車、懸吊裝置和縱移過孔裝置，采用上述結構的造橋機可施工雙線簡支梁逐孔懸拼跨度64米及連續梁T構對稱懸拼跨度80米、雙線簡支梁逐孔滿掛懸拼梁塊總重2600噸的橋梁，該造橋機能夠適應線路縱坡3％，是國內既有鐵路造橋機之最。
【專利說明】
預制節段逐跨拼裝造橋機
技術領域
[0001]本發明涉及一種橋梁施工設備。更具體地，涉及一種預制節段逐跨拼裝造橋機。
【背景技術】
[0002]利用節段拼裝造橋機施工技術在國內興起較晚，于上世紀90年代中期才開始，其施工作業原理是通過將一孔混凝土梁分成若干個節段，先在預制梁場預制節段，然后用接縫現澆(俗稱濕接縫)或涂膠(俗稱干接縫)將節段連接在一起，在墩頂原位張拉，借助預應力作用于混凝土節段上的壓力，使各節段形成整體結構。隨著鐵路橋梁向大跨度、雙線同體施工發展，目前的節段拼裝造橋機已不能滿足實際需要。

【發明內容】

[0003]本發明要解決的技術問題是提供一種能夠架設大跨度、雙線梁的節段拼裝造橋機。
[0004]為解決上述技術問題，本發明采用下述技術方案:
[0005]—種預制節段逐跨拼裝造橋機，包括:
[0006]承重梁，所述承重梁包括承受混凝土梁重量的主梁、設置在所述主梁前端的輔助移動支架過孔的前導梁和設置在主梁后端用于喂梁的尾梁，所述承重梁為左右兩個對稱設置的截面為三角形的桁架結構，在桁架結構的兩端設置平聯結構；
[0007]支腿，所述支腿包括分別設置在所述承重梁前、中、后端的前支腿、中支腿和后支腿；
[0008]回轉天車，所述回轉天車位于所述承重梁頂部的軌道上，并能沿所述軌道行走，所述回轉天車采用四支腿雙主梁結構，一側為柔性支腿，另一側為剛性支腿，所述柔性支腿與回轉天車主梁之間采用柱型鉸連接，所述剛性支腿與回轉天車主梁之間采用剛性連接，所述回轉天車上還設有用于對預制節段進行調平的液壓油缸；
[0009]懸吊裝置，所述懸吊裝置包括縱梁、扁擔梁、精乳螺紋鋼和千斤頂，所述縱梁通過螺栓固定連接在所述承重梁主梁的下平聯橫梁上，所述千斤頂固定設置在所述縱梁上，所述精乳螺紋鋼的一端與所述千斤頂連接，另一端與扁擔梁連接；
[0010]縱移過孔裝置，所述縱移過孔裝置主要由頂推基座、液壓油缸和滑移小車三部分組成，所述頂推基座與所述中支腿豎向連接并與支腿形成整體，所述滑移小車通過懸掛的方式與所述主梁進行銷孔連接，所述液壓油缸的一端與頂推基座連接另一端與滑移小車連接，在頂進過程中通過對所述滑移小車銷孔的拆除與安裝換位來實現邁步前進。
[0011]優選地，所述承重梁的單側桁架結構由2片主桁片組成三角形的桁架，每片主桁架均分為上下兩層，2片主桁架通過斜撐和橫撐形成整體。
[0012]優選地，所述承重梁的節段之間采用對拉式雙頭螺栓連接。
[0013]優選地，所述回轉天車上用于對預制節段進行調平的液壓油缸包括兩根橫傾油缸和兩根縱傾油缸。
[0014]優選地，所述前支腿為豎向可伸縮的門型框架結構，所述前支腿的支撐牛腿采用懸掛式箱型梁結構。
[0015]優選地，所述中支腿包括設置在所述承重梁中部的高中支腿和靠近所述承重梁后部的低中支腿，所述高中支腿設有可適應同一線路中不同墩高的調節活節。
[0016]優選地，所述后支腿為可橫移的結構。
[0017]本發明的有益效果如下:
[0018](l)64m簡支雙線PC箱梁滿掛2600t梁塊膠拼技術指標，居當前世界公路、鐵路同類橋梁建造技術之首，超越歷史上居亞太地區之首的我國蘇通長江大橋采用TP75m/1200t節段拼裝式架橋機懸拼半掛1200t梁塊的最高指標，以及超越當前的文萊PMB大橋60m PC箱梁半掛1500t和我國虎門二橋50m單幅簡支PC箱梁滿掛2000t的最高指標。
[0019](2)雙線簡支PC箱梁逐孔膠拼64m跨度指標，亦居當前全世界公路、鐵路同類橋梁建造技術之首，超越當前號稱世界最大簡支逐孔懸拼跨度的我國虎門二橋跨度50m指標。
[0020](3)膠拼雙線鐵路PC連續梁單跨80m跨度指標，亦居當前全世界公路、鐵路同類橋梁建造技術之首，超越迄今仍為世界最大懸拼跨度75m的我國蘇通長江大橋的技術指標。
[0021](4)簡支梁64m及連續梁(48+80+48)m的膠接懸拼架梁工藝與技術，包括梁場布置、節段預制、存放、運輸、懸拼、線型控制、張拉與體系轉換等的專題研究和試驗驗證直到投入使用，這在我國鐵路工程領域亦不失為創新之舉。
[0022](5)與以上技術相配套的新型造橋機，更具有下述創新點:
[0023]I)雙線簡支梁逐孔懸拼跨度64m及連續梁T構對稱懸拼跨度80m均居當前世界第
O
[0024]2)雙線簡支梁逐孔滿掛懸拼梁塊總重2600t居當前世界第一。
[0025]3)架橋機總體結構設計模塊化:制造模塊化、運輸模塊化、拼組及退場拆卸模塊化，因此能夠收到施工快速化的極高工效，并且運輸通過隧道十分方便，長途公路運輸不超限。
[0026]4)機、電、液高度一體化，能夠做到吊梁天車起升、走行無級調速，整機縱移、橫移無級調速，各個動作機構平穩可靠，安全保護措施齊全。
[0027]5)能夠適應線路縱坡30%。，是國內既有鐵路架橋機之最，曲線架橋過孔采用了液壓自動擺臂過孔架梁技術，能夠適應平面曲線R多2500m線路架梁(擺臂1.70m)。縱移過孔采用液壓頂推和液壓鉗抓放先進技術。
[0028]6)架橋機結構采用了新型分層分節的三角形桁架結構，節段之間連接采用對拉式雙頭螺柱連接型式，保證了接頭的剛度，徹底消除了接頭非常有害的空隙撓度；同時，架橋機結構采用高強度低合金結構鋼Q460C制造，減輕結構自重約33%。通過以上革新措施，使架橋機主桁架在大懸臂86m的狀態下，保證前支腿撓度小于lm，因而將能夠成功登上前方墩頂。
【附圖說明】
[0029]下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】作進一步詳細的說明。
[°03°]圖1示出本發明的結構示意圖。
[0031]圖2示出本發明E-E截面的結構示意圖。
[0032]圖3示出本發明C-C截面的結構示意圖。
[0033]圖4示出本發明B-B截面的結構示意圖。
[0034]圖5示出本發明A-A截面的結構示意圖。
[0035]圖6示出本發明D-D截面的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0036]為了更清楚地說明本發明，下面結合優選實施例和附圖對本發明做進一步的說明。附圖中相似的部件以相同的附圖標記進行表示。本領域技術人員應當理解，下面所具體描述的內容是說明性的而非限制性的，不應以此限制本發明的保護范圍。
[0037]如圖1所示，一種預制節段逐跨拼裝造橋機包括承重梁1、前支腿21、高中支腿22、低中支腿23、后支腿24、回轉天車3、懸吊裝置4和縱移過孔裝置5。承重梁I采用左右雙三角桁架結構，包括用于承受混凝土梁重量的主梁、輔助過孔的前導梁和喂梁到造橋機上的尾梁，承重梁I由28節主桁框架組成，桁高6.95m、寬I lm，兩組主桁中心距8.lm(距離能滿足預制節段從中間穿過)，尾部2m及前端封口處設置平聯，保證縱移過孔支腿及其他附屬結構倒運暢通。單組桁由2片主桁片組成三角架，分為上下兩層，上層高3.5m、下層高3.45m，桁底間距2.5m，兩片主桁通過斜撐及橫撐形成整體。而每片主桁片由單片主桁通過腹桿、再分豎桿以及斜桿聯接形成格構式構件。主桁架支撐處可左右調節2m，以適應不同線路間墩中心距的差異。
[0038]本發明架橋機結構采用了新型分層分節的三角形桁架結構，節段之間連接采用對拉式雙頭螺柱連接型式，保證了接頭的剛度，徹底消除了接頭非常有害的空隙撓度；同時，架橋機結構采用高強度低合金結構鋼Q460C制造，減輕結構自重約33%。通過以上革新措施，使架橋機主桁架在大懸臂86m的狀態下，保證前支腿撓度小于lm，因而將能夠成功登上前方墩頂。
[0039]支腿的作用有2個方面:其一是在預制節段拼裝過程中，造橋機通過支腿將重量傳遞到橋墩或后方已成混凝土梁;其二是在造橋機縱移過孔過程中，通過支腿位置的變化，來弓I導造橋機前移。支腿按位置分為前支腿21、高中支腿22、低中支腿23和后支腿24。
[0040]如圖2所示，前支腿21是承重梁I前端支撐點，其支撐在待架孔前橋墩上，是造橋機前移過孔時倒運中支腿的輔助支撐，架梁狀態時不受力。前支腿21是為一豎向可伸縮的門型框架結構，由上鉸座、上橫梁、立柱、聯結系、千斤頂及液壓系統組成。高度為7.5m，可調節范圍達3.6m，適應了 64m簡支架梁、48m+80m+48m連續梁架設的各種工況。前支腿21支承牛腿突破傳統的框架結構形式，采用懸掛式箱型梁結構，克服了每個橋墩重復大面積錨固安裝的施工工藝，能大大提高施工功效。
[0041]如圖3所示，高中支腿22由滑動支撐、主梁、支腿、斜拉撐及頂升系統組成。采用雙箱型結構，增大橫向抗彎、抗扭能力并提高縱向抗傾覆能力。造橋機利用滑道及縱移過孔裝置5滑行過孔，無需通過滾輪箱系統操作；上主梁設有旋轉軸及弧形滑槽，可滿足曲線橋架設造橋機橫移旋轉要求;為滿足架設連續梁及簡支梁多種墩高的要求，高中支腿設有能夠自由升降的油缸;支腿倒運利用頂升系統，自動化程度高，安全性能強，減少過孔時間，加快施工速度。高中支腿22上的下支腿設有活節，可適應同一線路中不同墩高的箱梁架設。
[0042]如圖4所示，低中支腿23由滑動支撐、主梁、可調支座、橫移系統及頂升油缸組成。低中支腿23設置轉動裝置及橫移裝置，能夠滿足最小曲率半徑2500m的連續梁及簡支梁的架設需求;可調支座調節支腿高度，方便倒運;此處縱移裝置輔助高中支腿處的縱移過孔裝置5過孔;低中支腿設置伸縮裝置，通過構造的優化，提高倒腿操作的安全性。
[0043]如圖5所示，后支腿24為豎向可伸縮結構，每側采用兩個液壓油缸進行高度調整，后支腿24采用大橫梁及墊梁將造橋機荷載傳遞至箱梁腹板處，后支腿24結構設計充分考慮曲線半徑為2500m曲線梁架設，后支腿24可橫移、偏載約1.3m。
[0044]如圖1和圖5所示，回轉天車3主體結構采用四支腿雙主梁結構，一邊采用剛性支腿，一邊采用柔性支腿，剛性支腿與主梁剛性連接，柔性支腿與主梁之間采用柱形鉸連接。如果兩邊都是剛性支腿，受彎變形后，回轉天車支腿下部會向外撇;如果一剛一柔，支腿不承受彎矩，避免行走小車車輪出現啃軌現象。回轉天車3上的吊具設置了獨立的整套液壓電控系統，設置了兩根橫傾油缸和兩根縱傾油缸，可以通過控制器，對梁段進行調平。節段橫移由兩套25t液壓缸提供動力，橫向調整范圍為±600mm。多功能回轉天車3作業范圍大，覆蓋前導梁主梁、后尾梁所有空間，實現支腿倒運、梁段下放調節、扁擔梁拆除等作業;調梁系統采用全液壓，可實現梁段縱傾、橫傾動作;縱移過孔采用液壓推進，保證兩側同步推進。
[0045]如圖6所示，回轉天車3運送節段到移動支架指定位置后，懸吊裝置4支撐節段，是節段的支承平臺。懸吊裝置4主要由縱梁41、扁擔梁42、精扎螺紋鋼43、千斤頂44組成。其中縱梁41通過螺栓安裝在承重梁I主梁部分的下平聯橫梁上，節段通過四根精乳螺紋鋼43(Φ36mm)懸掛在扁擔梁42上，而扁擔梁42又通過四根精乳螺紋鋼53(Φ 36mm)懸掛在縱梁41上。頂推縱梁滿鋪于承重梁，采用雙槽鋼截面，長度與承重梁I節間對應。每個預制節段配備2個扁擔梁42，采用箱型截面，上、下翼板布置長橢圓孔，以便精乳螺紋鋼43從中穿過。每個節段配備8根精乳螺紋鋼(Φ36πιπι)，其中四根通過墊塊、螺母將節段懸吊在扁擔梁42上，而另四根下端通過墊塊、螺母固定于扁擔梁42上，而上端穿過縱梁41，安裝在縱梁41上的穿心千斤頂44上，用于節段梁的標高調整和張拉以及卸載使用。節段通過精乳螺紋鋼43懸掛到縱梁41后，安裝在縱梁41上的穿心千斤頂配合雙座標千斤頂進行三維精確調位，能使節段沿做縱向、橫向和豎向運動，是節段精確調位的主要設備。
[0046]如圖3和圖4所示，本造橋機采用液壓邁步式過孔，通過縱移過孔裝置5進行橋機整體移位過孔。縱移過孔裝置5采用液壓油缸進行，主要由頂推基座、液壓油缸(動力系統)、滑移小車三部系統組成。其中頂推基座與高中支腿22和低中支腿23進行豎向連接，形成整體，進而通過支腿體系進行錨固；液壓油缸采用10t自由伸縮10cm的參數設計，其一端與頂推基座連接另一端與滑移小車連接，可滿足頂進力與頂進速度的設計要求;滑移小車通過懸掛的方式與主梁進行銷孔連接，頂進過程中通過銷孔的拆除與安裝換位來實現邁步前行。
[0047]與傳統的卷揚機鋼絲繩(鋼絞線)牽引過孔不同，頂推滑移啟動和制動時，不會因為有柔性鋼絲繩的延伸而使得橋機抖動或顫動，并且頂推滑移過程的推進力及推進速度完全可測和可控;頂進過孔時采用一套液壓供油系統可同時控制頂進速度，結構整體協調同步移位，當某單個液壓系統有意外超載或同步超差時，可以及時做出調整，從而使滑移過程更加安全、可靠;液壓系統通過支腿錨固系統與橋機桿件之間采取剛性連接，增強結構穩定性;縱坡過孔可有效控制造橋機下滑，保證過孔安全。
[0048]顯然，本發明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而并非是對本發明的實施方式的限定，對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動，這里無法對所有的實施方式予以窮舉，凡是屬于本發明的技術方案所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發明的保護范圍之列。
【主權項】
1.預制節段逐跨拼裝造橋機，其特征在于，包括: 承重梁，所述承重梁包括承受混凝土梁重量的主梁、設置在所述主梁前端的輔助移動支架過孔的前導梁和設置在主梁后端用于喂梁的尾梁，所述承重梁為左右兩個對稱設置的截面為三角形的桁架結構，在桁架結構的兩端設置平聯結構； 支腿，所述支腿包括分別設置在所述承重梁前、中、后端的前支腿、中支腿和后支腿； 回轉天車，所述回轉天車位于所述承重梁頂部的軌道上，并能沿所述軌道行走，所述回轉天車采用四支腿雙主梁結構，一側為柔性支腿，另一側為剛性支腿，所述柔性支腿與回轉天車主梁之間采用柱型鉸連接，所述剛性支腿與回轉天車主梁之間采用剛性連接，所述回轉天車上還設有用于對預制節段進行調平的液壓油缸； 懸吊裝置，所述懸吊裝置包括縱梁、扁擔梁、精乳螺紋鋼和千斤頂，所述縱梁通過螺栓固定連接在所述承重梁主梁的下平聯橫梁上，所述千斤頂固定設置在所述縱梁上，所述精乳螺紋鋼的一端與所述千斤頂連接，另一端與扁擔梁連接； 縱移過孔裝置，所述縱移過孔裝置主要由頂推基座、液壓油缸和滑移小車三部分組成，所述頂推基座與所述中支腿豎向連接并與支腿形成整體，所述滑移小車通過懸掛的方式與所述主梁進行銷孔連接，所述液壓油缸的一端與頂推基座連接另一端與滑移小車連接，在頂進過程中通過對所述滑移小車銷孔的拆除與安裝換位來實現邁步前進。2.根據權利要求1所述的預制節段逐跨拼裝造橋機，其特征在于:所述承重梁的單側桁架結構由2片主桁片組成三角形的桁架，每片主桁架均分為上下兩層，2片主桁架通過斜撐和橫撐形成整體。3.根據權利要求2所述的預制節段逐跨拼裝造橋機，其特征在于:所述承重梁的節段之間采用對拉式雙頭螺栓連接。4.根據權利要求1所述的預制節段逐跨拼裝造橋機，其特征在于:所述回轉天車上用于對預制節段進行調平的液壓油缸包括兩根橫傾油缸和兩根縱傾油缸。5.根據權利要求1所述的預制節段逐跨拼裝造橋機，其特征在于:所述前支腿為豎向可伸縮的門型框架結構，所述前支腿的支撐牛腿采用懸掛式箱型梁結構。6.根據權利要求1所述的預制節段逐跨拼裝造橋機，其特征在于:所述中支腿包括設置在所述承重梁中部的高中支腿和靠近所述承重梁后部的低中支腿，所述高中支腿設有可適應同一線路中不同墩高的調節活節。7.根據權利要求1所述的預制節段逐跨拼裝造橋機，其特征在于:所述后支腿為可橫移的結構。
【文檔編號】E01D21/06GK105970833SQ201610515921
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年7月1日
【發明人】周光忠, 黃耀怡, 尚慶保, 許宏升, 朱海燕, 李大康, 孫世豪, 朱雄, 蘇燕東, 李磊, 張寧輝, 朱宇馳, 繼旭, 萬鵬
【申請人】北京中鐵建北方路橋工程有限公司