一种大跨桥梁上部结构整体架设施工用架桥机的制作方法

1.本实用新型涉及桥梁施工技术领域。更具体地说，本实用新型涉及一种大跨桥梁上部结构整体架设施工用架桥机。


背景技术：

2.近年来，国家基础建设与生态文明建设同步推进，桥梁较路基需用地较少，因此被广泛应用，对于桥梁的下部结构占地面积要求进一步减小，促使桥梁向大跨径方向发展。在大跨径桥梁类别中，梁式桥为较经济的结构型式。梁式桥上部结构型式可选预应力混凝土结构及钢混组合梁结构，针对预应力混凝土梁设计时存在最大跨度上限，因此可优选钢混组合梁结构为梁式桥上部结构。梁式桥施工工艺为支架现浇与架桥机架设法，若采用支架法需进行地基处理，且支架工程量较大，无法达到节约资源的要求，架桥机法为装配式工艺，符合节能环保绿色施工要求。
3.对于大跨径桥梁，采用钢混组合梁型式，整体吊装重量较大，对架桥机性能要求较高。架桥机为满足此性能，导致功能成本较高，因此横截面采用分阶段吊装方式，可解决此问题，并达到最佳的功能价值。常规的架桥机仅可满足单跨架设的要求，不利于推进工程建设速度，实现桥梁快速建造。


技术实现要素：

4.本实用新型的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
5.为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种大跨桥梁上部结构整体架设施工用架桥机，包括纵桥向设置的主桁架、所述主桁架上端面滑动连接的起重装置以及沿纵桥向固定设置在所述主桁架前端的前支架，还包括与所述主桁架滑动连接的支腿系统；
6.所述前支架由多个支架节段拼接构成；
7.所述支腿系统包括多个支腿，任意所述支腿为可伸缩结构且设置有驱动装置，所述驱动装置驱动所述支腿沿桥梁架设方向在所述主桁架上滑动；交替固定若干个所述支腿以支撑所述主桁架，固定的所述支腿上的驱动装置驱动所述主桁架沿桥梁架设行进多跨。
8.优选的是，任意所述支腿还包括：
9.支腿u梁，其横桥向设置在所述主桁架下方；
10.一对竖腿，固定设置在所述支腿u梁两端，每个所述竖腿的顶端上下间隔设置有两个滑轮组；所述主桁架两侧底部设置有下横杆，所述下横杆顶面和底面分别设置与所述滑轮组相配合的滑轨；所述驱动装置与任意所述滑轮组连接，驱动所述滑轮组与所述滑轨相对滑动；
11.一对小支腿，任意所述小支腿横桥向设置在所述支腿u梁下方且与所述支腿u梁铰接；任意所述小支腿底部内嵌有多个第一油缸，所述第一油缸的伸缩端伸出所述小支腿底面且铰接有球铰支座。
12.优选的是，任意所述竖腿包括上竖腿和下竖腿，所述上竖腿和所述下竖腿通过旋转销轴转动连接，所述下竖腿上设置有转动电机，所述转动电机驱动所述旋转销轴转动，带动所述下竖腿绕所述上竖腿转动。
13.优选的是，所述支腿系统包括四个所述支腿，四个所述支腿沿桥梁架设方向从前至后依次为第一中支腿、第二中支腿、第一后支腿和第二后支腿；其中所述第二中支腿的任意所述小支腿与所述支腿u梁之间还设置有第二油缸，其固定端与所述支腿u梁固定连接，其伸缩端与所述小支腿固定连接。
14.优选的是，所述起重装置包括：
15.两个桁吊横梁，任意所述桁吊横梁横桥向设置在所述主桁架上方，且与所述主桁架上端面滑动连接；
16.任意所述桁吊横梁上方滑动设置有起重台车，所述起重台车在驱动电机的作用下可沿所述桁吊横梁轴线方向移动。
17.优选的是，还包括多个提拉装置，任意所述提拉装置包括：
18.提拉横梁，其横桥向固定设置在所述主桁架下方；
19.多个千斤顶，任意所述千斤顶竖向固定设置在所述提拉横梁上方；任意所述千斤顶的伸缩端固定连接有提拉钢绞线，所述提拉钢绞线的另一端与已架设的钢梁固定连接；
20.所述千斤顶向上提拉所述提拉钢绞线，对已架设的钢梁进行预拉。
21.本实用新型至少包括以下有益效果：
22.1、本实用新型提供的大跨桥梁上部结构整体架设施工用架桥机中，支腿系统包括多个支腿，主桁架行进过跨时无需所有支腿进行支撑，通过交替固定部分支腿来支撑主桁架，同时支撑主桁架的支腿上的驱动装置驱动主桁架沿桥梁架设方向行进多跨，再通过起重装置吊装钢梁，即可以实现一次架设多跨钢梁，既提高了桥梁架设功效，也保证了架桥机的稳定性。
23.2、本实用新型提供的大跨桥梁上部结构整体架设施工用架桥机中，支腿系统中的各支腿上设置有旋转销轴和转动电机，在主桁架行进过程中，可通过旋转销轴和转动电机收起或下落来实现交替支撑主桁架。
24.3、本实用新型提供的大跨桥梁上部结构整体架设施工用架桥机中，支腿系统中的各支腿上设置有第一油缸，可通过第一油缸调整支腿底部与桥墩墩顶或桥面之间的距离，实现支腿的抬起或下落来交替主桁架。
25.4、本实用新型提供的大跨桥梁上部结构整体架设施工用架桥机中设置有提拉装置，可在后期浇注混凝土面板时，对相应的钢梁提供向上的提拉力，使其能够承受混凝土面板的载荷，可减小架桥机的架设性能要求，减少设计用钢量。
26.本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
27.图1为本实用新型一实施例中所述架桥机的侧面结构示意图；
28.图2为本实用新型上述实施例中所述支腿的结构示意图；
29.图3为本实用新型上述实施例中所述第二中支腿的结构示意图；
30.图4为本实用新型上述实施例中所述竖腿的结构示意图；
31.图5为本实用新型上述实施例中所述起重装置的结构示意图；
32.图6为本实用新型上述实施例中所述提拉装置的结构示意图；
33.图7为本实用新型上述实施例中所述主桁架行进一跨的结构示意图；
34.图8为本实用新型上述实施例中所述主桁架行进两跨的结构示意图；
35.图9～图10为本实用新型上述实施例中钢梁吊装时所述架桥机的结构示意图。
具体实施方式
36.下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
37.需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本实用新型的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，并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实用新型的限制。
38.如图1～图6所示，本实用新型提供一种大跨桥梁上部结构整体架设施工用架桥机，包括纵桥向设置的主桁架1、所述主桁架1上端面滑动连接的起重装置4以及沿纵桥向固定设置在所述主桁架1前端的前支架2，还包括与所述主桁架1滑动连接的支腿系统3。
39.所述前支架2由多个支架节段拼接构成；
40.所述支腿系统3包括多个支腿，任意所述支腿为可伸缩结构且设置有驱动装置302，所述驱动装置302驱动所述支腿沿桥梁架设方向在所述主桁架1上滑动；交替固定若干个所述支腿以支撑所述主桁架1，固定的所述支腿上的驱动装置302驱动所述主桁架1沿桥梁架设方向行进多跨。
41.在这种技术方案中，通过各所述支腿上的所述驱动装置302调整所述支腿系统3中的部分所述支腿在所述主桁架1上的位置，并将其固定在已安装好的桥墩墩顶或桥面上，使固定的这部分所述支腿能够保证所述主桁架1的稳定性。启动固定的这部分所述支腿上的所述驱动装置302驱动所述主桁架1沿桥梁架设方向前移，直到所述前支架2前移一跨到达下一个桥墩墩顶，将所述前支架2固定在该桥墩墩顶上以支撑所述主桁架1。其中，所述前支架2由多根支架节段拼接构成，可以适应不同架设区域高程的变化。任意所述支架节段的两端均设置有连接板，所述连接板上开设有螺孔，相邻两个支架节段通过螺栓穿过螺孔固定连接在一起。然后根据所述主桁架1的受力情况，调整部分所述支腿在所述主桁架1上的位置以及重新确定需要固定的所述支腿。解除所述前支架2的固定连接，前移所述主桁架1直到所述前支架2达到再下一个桥墩墩顶，完成两跨行进。再次固定所述前支架2，并调整需要固定的所述支腿，保证钢梁吊装过程中的稳定性。然后启动所述起重装置4依次吊装两跨上的钢梁，所述起重装置4需要在所述主桁架1第一次过跨前移动至所述主桁架1尾部，吊装钢梁时由运梁车运输待安装钢梁至所述起重装置4下方进行喂梁。
42.在另一种实施例中，任意所述支腿还包括：
43.支腿u梁304，其横桥向设置在所述主桁架1下方；
44.一对竖腿303，固定设置在所述支腿u梁304两端，每个所述竖腿303的顶端上下间隔设置有两个滑轮组301；所述主桁架1两侧底部设置有下横杆，所述下横杆顶面和底面分别设置与所述滑轮组301相配合的滑轨；所述驱动装置302与任意所述滑轮组301连接，驱动所述滑轮组301与所述滑轨相对滑动；
45.一对小支腿305，任意所述小支腿305横桥向设置在所述支腿u梁304下方且与所述支腿u梁304铰接；任意所述小支腿305底部内嵌有多个第一油缸306，所述第一油缸306的伸缩端伸出所述小支腿305底面且铰接有球铰支座307。
46.在这种技术方案中，所述下横杆设置在上下间隔设置的两个所述滑轮组301之间，当所述支腿固定在桥墩墩顶或桥面上时，所述支腿用于支撑所述主桁架1，此时位于下方的所述滚轮组301与所述下横杆底面的滑轨相接触，启动所述支腿上的所述驱动装置302驱动位于下方的所述滚轮组301滚动，以带动所述主桁架沿纵桥向移动。当所述支腿不作为支撑构件时，所述支腿相当于悬挂于所述主桁架1上，此时位于上方的所述滑轮组301与所述下横杆顶面的滑轨相接触，启动所述支腿上的所述驱动装置302驱动位于上方的所述滚轮组301滚动，以带动支腿沿纵桥向在所述主桁架1上移动。
47.如图2所示，任意所述小支腿305底面上内嵌有多个所述第一油缸306，多个所述第一油缸306对称设置在所述小支腿305底面两侧，所述第一油缸306用于调整所述支腿的长度。当所述支腿用于支撑所述主桁架1时，所述第一油缸306顶升使所述支腿下落至可以与桥墩墩顶或桥面固定连接；当所述支腿不作为支撑构件时，解除所述支腿的固定连接，所述第一油缸306回缩使所述支腿抬起。设置多个所述第一油缸306，使得可以根据桥梁架设地区高程的变化对所述支腿的长度做适应性调整。每个所述第一油缸306伸缩端铰接有球铰支座307，所述球铰支座307能够适应支撑位置的小范围倾斜，使所述支腿的支撑更加稳定。
48.在另一种实施例中，任意所述竖腿303包括上竖腿3031和下竖腿3034，所述上竖腿3031和所述下竖腿3034通过旋转销轴3032转动连接，所述下竖腿3034上设置有转动电机3033，所述转动电机3033驱动所述旋转销轴3032转动，带动所述下竖腿3024绕所述上竖腿3031转动。
49.在这种技术方案中，如图4所示，当所述支腿无需用于支撑所述主桁架1时，可以通过所述转动电机3033和所述旋转销轴3032，使得所述下竖腿3024绕所述上竖腿3031向所述主桁架1方向转动，并带动所述支腿u梁304和一对所述小支腿305一同转动，将所述支腿抬起；同样的，当所述支腿用作支撑所述主桁架1时，也可以通过所述转动电机3033和所述旋转销轴3032，使得所述下竖腿3024绕所述上竖腿3031向桥面方向转动，并带动所述支腿u梁304和一对所述小支腿305一同转动，下落所述支腿。
50.在另一种实施例中，所述支腿系统3包括四个所述支腿，四个所述支腿沿桥梁架设方向从前至后依次为第一中支腿31、第二中支腿32、第一后支腿33和第二后支腿34；其中所述第二中支腿32的任意所述小支腿305与所述支腿u梁304之间还设置有第二油缸308，其固定端与所述支腿u梁304固定连接，其伸缩端与所述小支腿305固定连接。
51.在这种技术方案中，如图3所示，考虑到在所述架桥机在行进过跨以及吊装钢梁的过程中，所述第二中支腿32需要在桥墩墩顶和桥面两个高度工况上切换，因此所述第二中支腿32上增加所述第二油缸308，以扩大所述第二中支腿32的长度调整范围。当所述第二中支腿32下落于桥面时，可通过所述第一油缸306微调其长度；当所述第二中支腿32下落于桥
墩墩顶时，通过所述第二油缸308顶升进一步伸长所述第二中支腿32，并通过所述第一油缸306微调其与桥墩墩顶之间的距离。
52.在另一种实施例中，所述起重装置4包括：
53.两个桁吊横梁41，任意所述桁吊横梁41横桥向设置在所述主桁架1上方，且与所述主桁架1上端面滑动连接；
54.任意所述桁吊横梁41上方滑动设置有起重台车43，所述起重台车43在驱动电机42的作用下可沿所述桁吊横梁41轴线方向移动。
55.在这种技术方案中，如图5所示，所述起重装置4用于吊装待安装的钢梁，两个所述桁吊横梁41上的所述起重台车43分别吊起所述钢梁的两端，两个所述桁吊横梁41带动所述钢梁沿纵桥向移动。所述驱动电机42驱动所述起重台车42沿所述桁吊横梁41的轴线方向移动，即通过所述起重台车43调整所述钢梁在横桥向上的位置。所述桁吊横梁41和所述起重台车43相配合将所述钢梁移动至设计位置上方。
56.在另一种实施例中，还包括多个提拉装置5，任意所述提拉装置5包括：
57.提拉横梁51，其横桥向固定设置在所述主桁架1下方；
58.多个千斤顶53，任意所述千斤顶53竖向固定设置在所述提拉横梁51上方；任意所述千斤顶的伸缩端固定连接有提拉钢绞线52，所述提拉钢绞线52的另一端与已架设的钢梁固定连接；
59.所述千斤顶53向上提拉所述提拉钢绞线52，对已架设的钢梁进行预拉。
60.在这种技术方案中，在浇注混凝土面板时，如图6所示，可以在需要提供提拉力的位置搭建所述提拉装置5，所述提拉钢绞线52的一端与相应的钢梁固定连接，所述千斤顶53向上提拉所述提拉钢绞线52的另一端，从而对相应的钢梁提供向上的提拉力，使其能够承受混凝土面板的载荷，以减小对架桥机的架设性能要求，避免为了提高架桥机的性能而增加用钢量。
61.所述架桥机具体的过孔及钢梁吊装过程如下：
62.如图1所示，首先解除所述前支架2与所述n4桥墩墩顶的固定连接，解除所述第二后支腿34与所述n2段钢梁6的固定连接，将所述第二后支腿34抬起。将所述第二中支腿32与所述第一后支腿33分别与n3段钢梁7和n2段钢梁6固定连接，以支撑所述主桁架1。将所述起重装置4移动至所述主桁架1尾部，为后续喂梁做准备。通过所述第二中支腿32与所述第一后支腿33上的驱动装置带动所述主桁架1向前行进，直至所述前支架2位于所述n5桥墩墩顶上。将所述前支架2与所述n5桥墩墩顶固定连接，此时所述主桁架1行进一跨。需要说明的是，所述前支架2设置在所述主桁架最前端，且为多个所述支架节段拼接形成的刚性柱状结构，抬起所述前支架2即为解除其与桥墩墩顶的固定连接。
63.如图7所示，首先解除所述第二中支腿32与n3段钢梁7的固定连接，启动所述第一中支腿与所述第二中支腿32上的驱动装置，使其二者共同前移至所述n5桥墩墩顶上方，下落所述第二后支腿使其与所述n5桥墩墩顶固定连接。下落所述第二后支腿34，并将其与所述n2段钢梁6固定连接。抬起所述第一后支腿33，启动所述第一后支腿33上的驱动装置，前移所述第一后支腿33至n3段钢梁7的前端，并与所述n3段钢梁7固定连接。
64.如图8所示，首先解除所述前支架2与所述n5桥墩墩顶的固定连接，并解除所述第二后支腿34与所述n2段钢梁6的固定连接。通过所述第二中支腿32与所述第一后支腿33上
的驱动装置带动所述主桁架1向前行进，直至所述前支架2位于所述n6桥墩墩顶上。将所述前支架2与所述n6桥墩墩顶固定连接，下落所述第二后支腿34使其与n3段钢梁7固定连接，此时所述主桁架1再向前行进一跨，完成第二孔过孔。
65.如图9所示，首先由运梁车将所述n5段钢梁8运输至所述起重装置4下方进行喂梁，吊装n5段钢梁8，通过所述桁吊横梁41和所述起重台车43相配合将所述n5段钢梁8调整至设计位置上方，然后下落所述n5段钢梁8至n5桥墩和n6桥墩的墩顶；下落所述第一中支腿31使其与所述n5段钢梁8固定连接。抬起所述第二中支腿32，使其不妨碍所述n4段钢梁9的吊装；将所述起重装置4返回至所述主桁架1尾部，同时由运梁车将所述n4段钢梁9运输至所述起重装置4下方进行喂梁，起吊所述n4段钢梁9。同样的，通过所述桁吊横梁41和所述起重台车43相配合将所述n4段钢梁9调整至设计位置上方，然后下落所述n4段钢梁9至n4桥墩和n5桥墩的墩顶，如图10所示，完成两孔上钢梁的架设。
66.在实际施工过程中，可根据具体情况灵活选择使用所述旋转销轴或使用所述第一油缸来抬起或下落各所述支腿。
67.尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。