下导梁式架桥机及其架梁方法.pdf

下导梁式架桥机及其架梁方法，涉及在铁路、公路及城市桥梁采用的运架设备及架桥方法。架桥机由提梁机、下导梁、轮胎式运梁台车组成，提梁机包括主体结构、起升机构，纵移天车包括走行轮箱、油缸，运架梁机台车包括轮箱总成。用本架桥机架桥，采用在架梁时架桥机中支腿展翼与后支腿交互作用，定点起吊的型式。本发明利用下导梁作运梁通道，架梁机的中支腿展翼，后支腿、前支腿承载，轮胎式运梁台车将混凝土箱梁运送至架梁机腹腔内；中支腿处于收翼状态，待前、中支腿承载后，后支腿卸载，再将混凝土箱梁提离，将混凝土箱梁直接落放至墩顶上进行安装。本发明能安全快捷地完成桥头、桥尾的架梁，也适宜在公路及城市桥梁上使用。

1、  下导梁式架桥机，其特征在于由提梁机、下导梁、轮胎式运梁台车组成，提梁机由主梁(2)、后支腿(1)、中支腿(3)、前支腿(9)、前起重小车(8)、后起重小车(7)、下导梁纵移天车(6)、运提梁机台车(10)、活动油缸吊点(14)、电气系统(13)、液压系统(12)、安全装置组成，主梁与前支腿(9)、中支腿(3)、后支腿(1)用精制螺栓连接，前起重小车(8)、后起重小车(7)、活动油缸吊点(14)组成起升系统，安装在主梁轨道上，运提梁机台车(10)由独立的前、后两组单线双轨台车组成，
沿主梁(2)运行的纵移天车由走行轮箱(21)、分配梁(22)、主梁(23)、滑移座(24)、横移油缸(27)、主吊点油缸(25)、辅助吊点油缸(26)组成，走行轮箱(21)与分配梁(22)用销轴连接，主梁(23)与分配梁(22)用螺栓连接，主吊点油缸(25)、辅助吊点油缸(26)用销轴固定在主梁上，
下导梁由下导梁结构(4)、纵移托辊(11)组成，
下导梁结构(4)分为(16)、(17)、(18)、(19)、(20)五个节段，节段间均用螺栓联结，下导梁共设置两个纵移托辊(11)，纵移托辊悬挂在下导梁下部。

2、  根据权利要求1所述的下导梁式架桥机，其特征在于中支腿(3)由一根支腿横梁、两根支腿本体、分配梁、展翼油缸组成刚性门架结构，中支腿(3)与前支腿(9)、主梁形成架梁承载结构。

3、  权利要求1所述的下导梁式架桥机架梁方法，其特征在于按以下步骤进行；
1)在桥头处用架桥机自行安装下导梁，步骤如下：
①运梁台车(5)运输提梁机和下导梁(4)至桥头，
②纵移天车(6)安装前支腿(9)下节段，运梁台车(5)将提梁机定位搁置在桥台，
③纵移天车拆除三角支架，运梁台车和提梁机起升机构配合将下导梁(4)搁置在桥头，
④天车提升下导梁后端，与纵移托辊(11)同步顶推下导梁到达前墩，
⑤运梁台车上安装导向滑车，穿绕千斤绳，托辊与下导梁固结，松开运梁台车与下导梁联结，利用运梁台车侧向定位板导向，纵移天车缓慢降落下导梁搁置前墩，
⑥松开托辊与下导梁联结，托辊驱动下导梁缓慢溜放，
⑦提梁机前吊点吊下导梁，纵移天车与前吊点配合落放下导梁就位，
⑧安装运提梁机台车，铺设运提梁机后一台车的轨道，
⑨运提梁机台车分别支承前、中支腿托运提梁机至架梁位置，
⑩后支腿(1)支承、中支腿(3)展开成翼型，运梁台车将梁运到提梁机前方，
操作液压系统(12)使中支腿承载，后支腿卸载，提梁机将梁提起，运梁台车退出，纵移天车稍微提升下导梁，与托辊同步驱动下导梁前移一跨，
下导梁纵移到位，提梁机落梁安装第一孔梁，
2)进行正常孔位的施工，其步骤如下：运提梁机台车分别支承前、中支腿，驮运提梁机前移进入下一个架梁工位，重复前述10、11、12步骤直到运架最后两孔梁。
3)在桥尾处吊起下导梁，其步骤如下：
①后支腿支承、中支腿利用液压油缸(15)展开成翼状，运梁台车运梁至提梁机下方，
②操作液压系统使中支腿承载、后支腿卸载，提梁机将梁提起，运梁台车退出，纵移天车稍微提升下导梁与纵移托辊同步驱动下导梁到达桥台，
③利用纵移天车和活动油缸吊点(14)同步提升下导梁至桥面，纵移下导梁使下导梁搁置桥台，
④松开活动油缸吊点，下导梁纵移到位，最后倒数第二孔箱梁落位安装，纵移天车稍向后纵移下导梁，下导梁尾端搁置在已架梁端，
⑤运梁台车支承提梁机后支腿，运提梁机台车支承提梁机前支腿驮运提梁机过孔，
⑥提梁机纵移就位，利用纵移天车拆除一节支腿，前支腿支承在桥台上，解开下导梁前端联结，利用起重天车降落下导梁至墩顶，
⑦后支腿支承、中支腿展开成翼状，运梁台车运梁至提梁机下方，
⑧操作液压系统使中支腿承载，后支腿卸载，提梁机将梁提起，运梁台车退出，纵移天车和前吊点将下导梁同步提升至桥面与前端联结，
⑨纵移天车与托辊同步驱动下导梁纵移一跨，最后一孔砼箱梁落位安装，
4)架桥机机沿线路转移，其步骤如下：
①运梁台车支承提梁机后支腿、运提梁机台车支承提梁机前支腿驮运提梁机纵移至导梁上方，
②提梁机起重天车提升下导梁，运梁台车运行至下导梁下方，
③运梁台车和提梁机配合调整下导梁位置，
④纵移天车安装三角支架，吊装前支腿下节段至下导梁上，运梁台车升高驮运提梁机和下导梁至下一工地架梁，
5)架桥机掉头作业程序，其步骤如下：
①将架桥机处于待掉头状态，
②后支腿支承和前支腿支承，中支腿脱空，纵移天车将中支腿提升掉头安装，
③后支腿支承和原中支腿支承，前支腿脱空，解开前支腿与主梁的连接，利用纵移天车将前支腿从原中支腿的外侧吊至原中支腿处将前支腿调头安装，
④原前支腿和原中支腿支承，后支腿脱空，并解开后支腿中间联结系，利用纵移天车将后支腿调头安装到原前支腿斜撑位置，
⑤原前支腿和后支腿支承，原中支腿脱空，利用纵移天车将原中支腿往前安装到原前支腿安装位置，
⑥利用纵移天车将原前支腿斜撑安装在原后支腿处，利用纵移天车将起重天车移位安装，
⑦下导梁结构向后纵移至架梁机腹腔内，利用纵移天车将下导梁结构调头安装，
6)进行架桥机变跨作业，程序如下：
①架梁机位于待变跨的前一跨，
②后支腿顶升，中支腿脱空，纵移天车将中支腿提升纵移变跨安装，
③纵移天车将起重小车提升纵移就位安装，
④中支腿承载，后支腿脱空，纵移天车将后支腿提升就位安装。

下导梁式架桥机及其架梁方法
技术领域  本发明涉及在铁路、公路及城市桥梁采用的运架设备及架桥方法。
背景技术  随着我国经济的迅速发展，需要建设的高速铁路日益增多，目前高速铁路箱梁运架设备采用的运架设备机型有运架一体式架桥机、简支桁式架桥机、下导梁式架桥机。其中下导梁式架桥机具有运架分离、定点起吊、结构轻巧、安全可靠的特点，但无法满足首末孔梁及调头的架设，本发明在公路及城市桥梁上亦适用。
发明内容  本发明的目的是针对上述现状，旨在提供一种结构简单合理、受力状态好，控制先进，操作简单易行，功能齐全、安全可靠的的下导梁式架桥机及其架梁方法。
本发明目的的实现方式为，下导梁式架桥机由提梁机、下导梁、轮胎式运梁台车组成，提梁机由主梁2、后支腿1、中支腿3、前支腿9、前起重小车8、后起重小车7、下导梁纵移天车6、运提梁机台车10、活动油缸吊点14、电气系统13、液压系统12、安全装置组成，主梁与前支腿9、中支腿3、后支腿1用精制螺栓连接，前起重小车8、后起重小车7、活动油缸吊点14组成起升系统，安装在主梁轨道上，运提梁机台车10由独立的前、后两组单线双轨台车组成，
可沿主梁2运行的纵移天车由走行轮箱21、分配梁22、主梁23、滑移座24、横移油缸27、主吊点油缸25、辅助吊点油缸26等组成。走行轮箱21与分配梁22用销轴连接，主梁23与分配梁22用螺栓连接，主吊点油缸25、辅助吊点油缸26用销轴固定在主梁上，
下导梁由下导梁结构4、纵移托辊11组成，
下导梁4结构分为16、17、18、19、20五个节段，节段间均用螺栓联结，下导梁共设置两个纵移托辊11，纵移托辊11悬挂在下导梁下部。
下导梁式架桥机架梁方法，按以下步骤进行：
1)在桥头处用架桥机自行安装下导梁，步骤如下：
①运梁台车5运输提梁机和下导梁4至桥头，
②纵移天车6安装前支腿9下节段，运梁台车5将提梁机定位搁置在桥台，
③纵移天车拆除三角支架，运梁台车和提梁机起升机构配合将下导梁4搁置在桥头，
④天车提升下导梁后端，与纵移托辊11同步顶推下导梁到达前墩，
⑤运梁台车上安装导向滑车，穿绕千斤绳，托辊与下导梁固结，松开运梁台车与下导梁联结，利用运梁台车侧向定位板导向，纵移天车缓慢降落下导梁搁置前墩，
⑥松开托辊与下导梁联结，托辊驱动下导梁缓慢溜放，
⑦提梁机前吊点吊下导梁，纵移天车与前吊点配合落放下导梁就位，
⑧安装运提梁机台车，铺设运提梁机后一台车的轨道，
⑨运提梁机台车分别支承前、中支腿托运提梁机至架梁位置，
⑩后支腿1支承、中支腿3展开成翼型，运梁台车将梁运到提梁机前方，
操作液压系统12使中支腿承载，后支腿卸载，提梁机将梁提起，运梁台车退出，纵移天车稍微提升下导梁，与托辊同步驱动下导梁前移一跨，
下导梁纵移到位，提梁机落梁安装第一孔梁，
2)进行正常孔位的施工，其步骤如下：运提梁机台车分别支承前、中支腿，驮运提梁机前移进入下一个架梁工位，重复前述10、11、12步骤直到运架最后两孔梁。
3)在桥尾处吊起下导梁，其步骤如下：
①后支腿支承、中支腿利用液压油缸15展开成翼状，运梁台车运梁至提梁机下方，
②操作液压系统使中支腿承载、后支腿卸载，提梁机将梁提起，运梁台车退出，纵移天车稍微提升下导梁与纵移托辊同步驱动下导梁到达桥台，
③利用纵移天车和活动油缸吊点14同步提升下导梁至桥面，纵移下导梁使下导梁搁置桥台，
④松开活动油缸吊点，下导梁纵移到位，最后倒数第二孔箱梁落位安装，纵移天车稍向后纵移下导梁，下导梁尾端搁置在已架梁端，
⑤运梁台车支承提梁机后支腿，运提梁机台车支承提梁机前支腿驮运提梁机过孔，
⑥提梁机纵移就位，利用纵移天车拆除一节支腿，前支腿支承在桥台上，解开下导梁前端联结，利用起重天车降落下导梁至墩顶，
⑦后支腿支承、中支腿展开成翼状，运梁台车运梁至提梁机下方，
⑧操作液压系统使中支腿承载，后支腿卸载，提梁机将梁提起，运梁台车退出，纵移天车和前吊点将下导梁同步提升至桥面与前端联结，
⑨纵移天车与托辊同步驱动下导梁纵移一跨，最后一孔砼箱梁落位安装，
4)架桥机机沿线路转移，其步骤如下：
①运梁台车支承提梁机后支腿、运提梁机台车支承提梁机前支腿驮运提梁机纵移至导梁上方，
②提梁机起重天车提升下导梁，运梁台车运行至下导梁下方，
③运梁台车和提梁机配合调整下导梁位置，
④纵移天车安装三角支架，吊装前支腿下节段至下导梁上，运梁台车升高驮运提梁机和下导梁至下一工地架梁，
5)架桥机掉头作业程序，其步骤如下：
①将架桥机处于待掉头状态，
②后支腿支承和前支腿支承，中支腿脱空，纵移天车将中支腿提升掉头安装，
③后支腿支承和原中支腿支承，前支腿脱空，解开前支腿与主梁的连接，利用纵移天车将前支腿从原中支腿的外侧吊至原中支腿处将前支腿调头安装，
④原前支腿和原中支腿支承，后支腿脱空，并解开后支腿中间联结系，利用纵移天车将后支腿调头安装到原前支腿斜撑位置，
⑤原前支腿和后支腿支承，原中支腿脱空，利用纵移天车将原中支腿往前安装到原前支腿安装位置，
⑥利用纵移天车将原前支腿斜撑安装在原后支腿处，利用纵移天车将起重天车移位安装，
⑦下导梁结构向后纵移至架梁机腹腔内，利用纵移天车将下导梁结构调头安装，
6)进行架桥机变跨作业，程序如下：
①架梁机位于待变跨的前一跨，
②后支腿顶升，中支腿脱空，纵移天车将中支腿提升纵移变跨安装，
③纵移天车将起重小车提升纵移就位安装，
④中支腿承载，后支腿脱空，纵移天车将后支腿提升就位安装。
本架桥机构思巧妙、结构简单合理、受力状态好、功能齐全、控制先进、操作简单易行、安全可靠，其主要特点为：
1)运梁、架梁功能分离，架梁机定点架梁，结构简单，起重系统无需走行，架梁施工荷载小且均衡，整机自重轻、重心低、稳定性好；
2)通过架梁机支腿的自行换位安装可实现变跨架设和调头架设，通过在墩顶上对下导梁横向微调可实现在曲线段架梁，轮胎式运梁台车驮运整机运输实现转场架设，提高了下导梁架桥机地适应性；
3)下导梁墩顶低位自行纵移过孔，架梁机沿下导梁通道台车驮运过孔，快捷、简便、安全可靠；
4)下导梁桥头首孔自行进入架梁工位，桥尾末孔自行脱离架梁工位，解决了下导梁架桥机架设首末孔梁的难题；
5)起升系统静定起吊混凝土箱梁，受载均衡，确保了混凝土箱梁及架桥机的安全，起升系统的纵横向微调，实现了混凝土箱梁架设的精确定位；
6)运梁台车具备支承均衡、轮压均衡、调平、方向控制、无级调速等功能，满足了混凝土箱梁运输的需要；
7)液控系统采用先进的PLC计算机控制技术，通过触摸屏实时监控和操作，形成自动检测、控制、监管相结合的一体化系统。
本发明能安全快捷地完成桥头、桥尾的架梁，适于32m、24m、20m双线单箱等跨及变跨铁路箱梁的架设，也适宜在公路及城市桥梁上使用。
附图说明
图1为下导梁架桥机结构示意图
图2为后支腿的侧视图
图3为中支腿的侧视图
图4为前支腿的侧视图
图5为纵移天车的侧视图
图6a、b为下导梁结构示意图
图7a、b为纵移天车结构主、侧视图
图8①-为本发明架桥步骤示意图
具体实施方式  架桥机由提梁机、下导梁、轮胎式运梁台车组成，提梁机包括主体结构、起升机构，纵移天车包括走行轮箱、油缸，运架梁机台车包括轮箱总成。用本架桥机架桥，采用在架梁时架桥机中支腿展翼与后支腿交互作用，定点起吊的型式。
下面参照附图详述本发明的结构，
参照图1，下导梁架桥机由提梁机、下导梁、轮胎式运梁台车三大设备组成；
1.提梁机
提梁机由主体结构、起升机构、下导梁纵移天车6、运提梁机台车10、活动油缸吊点14、电气系统13、液压系统12、安全装置等组成。
(1)主体结构包括主梁2、前、中、后支腿。
①主梁2  主梁是由两片箱形纵梁和六根箱形横梁组成的整体简支承载梁，与前支腿9、中支腿3形成架梁承载结构，与后支腿1、前支腿9形成喂梁承载结构，主梁盖板上铺设有供纵移天车6运行的轨道和供前、后起重小车7、8纵向微调的轨道。根据调头架设要求，主梁2设计成对称结构；根据变跨架设要求，主梁2设计时预留32m跨、24m跨、20mm跨支腿安装栓孔，使其适于32m、24m、20m双线单箱等跨及变跨铁路箱梁的架设。
②后支腿1参照图2，后支腿1与主梁刚性连接，它由一根支腿横梁、两根弯曲腿组成弯月型刚性门架。运混凝土箱梁台车可直接从后支腿通过，将梁运到起升机构下面。后支腿1底部设有四个40t顶升油缸，可顶升架梁机满足中支腿开启时的需要。后支腿1设置有临时吊点，可通过纵移天车6吊装至不同位置后与主梁安装在一起，实现架梁机20m、24m、32m跨变跨及调头架设。
③中支腿3参照图3，中支腿3由一根支腿横梁、两根支腿本体、分配梁、展翼油缸组成刚性门架结构，中支腿3与前支腿9、主梁形成架梁承载结构。中支腿3支腿横梁与支腿本体采用双销轴连接结构，拔除一个销轴后，通过展翼油缸15伸缩可推动支腿本体相对支腿横梁转动，从而实现架梁时中支腿刚性支承、喂梁时中支腿展翼开启。支腿横梁与支腿本体连接销轴采用油缸自动拔销，油缸动作通过行程开关进行控制。中支腿3设置有临时吊点，可通过纵移天车6吊装至不同位置后与主梁2安装在一起，实现架梁机20m、24m、32m跨变跨架设和调头架设。
④前支腿9参照图4，前支腿9由横梁、支腿本体、斜撑、底梁形成口字形架梁承载结构。支腿本体上设置有牛腿，在架梁机过孔时，该牛腿支承在运架梁机台车上，驮运走行。为满足桥台处支承的需要，前支腿9设计成拆装式分节结构。前支腿9设置有临时吊点，可通过纵移天车6吊装至不同位置与主梁安装，实现架梁机20m、24m、32m跨变跨架设和调头架设。
(2)起升系统
起升系统分为前、后起重小车8、7，每台起重小车由四台10t慢速电动卷扬机及其底座、起重横梁、定滑轮组、动滑轮组、分配梁、吊具、起重钢丝绳等组成。起重小车固定安装在架梁机主梁上，动滑轮组与吊具通过分配梁铰接变八吊点为四吊点，前起重小车8卷扬机起重钢丝绳通过平衡轮串联解决四吊点的超静定的问题，确保了起落梁体过程中梁体受载均匀和起升机构安全。为降低整机高度，起重小车横梁和定滑轮组均采用鱼腹式结构。起重小车具有起升、纵向、横向三维动作功能，能保证箱梁的准确对位安装，起升动作采用电机通过减速器、卷筒带动滑轮组方式，纵向、横向微调采用油缸顶推滑移方式。起重卷扬机采用变频器无级调速，平稳、可靠，卷扬机的高速轴和卷筒上均设有制动装置，高速轴采用液压推杆制动器作为常规运行制动，卷筒采用液压钳式制动器作为紧急制动，确保吊梁作业安全可靠。
(3)下导梁纵移天车参照图7，纵移天车6为横跨起升系统的具有三维动作的龙门起重装置，可沿主梁全长运行，用于变跨、调头时安装后支腿、中支腿、前支腿、起升系统和纵移下导梁及下导梁横向微调适应曲线梁架设。
纵移天车6由走行轮箱21、分配梁22、主梁23、滑移座24、横移油缸27、主吊点油缸25、辅助吊点油缸26等组成，主吊点油缸用于提升下导梁4，辅助吊点用于提升后支腿1、中支腿3、前支腿9、起升系统等，横移油缸用于顶推滑移座。纵移天车走行机构采用4个被动轮、4个主动轮，电力驱动，通过控制系统实现与下导梁纵移托辊同步驱动下导梁。
(4)运提梁机台车  运提梁机台车10由独立的前、后两组单线双轨台车组成，可沿布置于下导梁正中的轨道运行，通过前台车支承前支腿9、后台车支承中支腿3的方式驮运架梁机纵移过孔。运架梁机台车10由轮箱总成、承载主梁、分配轮箱组成，运架梁机台车10跨距4.2m、行走速度为3m/min，采用电动机→减速器→行走轮传动方式驱动。为降低运架梁机台车高度分配轮箱与轮箱总成采用套箱式结构。
(5)活动油缸吊点  活动油缸吊点14由起重横梁、提升油缸、纵移装置组成，用于协助纵移天车实现下导梁首孔进入桥位和末孔脱离桥位。
(6)电气控制系统  下导梁架桥机在架桥作业过程中，各起升机构及液压系统、电气系统、安全装置等必须严格协调控制，对欲架设的混凝土箱梁的重量、方位及各子系统的状态变化等需要及时准确地进行监测和调节。
(7)液压系统12：液压系统12分为前支腿泵站、后支腿泵站、纵移天车泵站等三个泵站，三个泵站均独立操作。前支腿泵站为前起重小车8二个纵移油缸、二个横移油缸、二个运架梁机台车顶升油缸、二个活动吊点提升油缸、二个活动吊点顶推油缸提供动力油源。后支腿泵站为后起重小车7二个纵移油缸、二个横移油缸、二个中支腿升降幅油缸、二个中支腿拔插销油缸、四个后支腿顶升油缸提供动力油源。前支腿泵站、后支腿泵站均安装在架梁机主梁上。纵移小车泵站为纵移小车二个主吊点油缸、二个辅助吊点油缸、四个横移油缸提供动力油源。纵移小车泵站安装于纵移天车上。
2.下导梁  下导梁包括下导梁4、纵移托辊11、中支腿3、纵移天车6、
参照图6，下导梁4结构由两片箱形纵梁和桁架式加长段，通过中间横梁连接构成一个整体简支受力结构，提供架桥机喂梁和提梁机纵移过孔通道。下导梁4底部设置有纵移托辊11运行轨道和下导梁4运行轨道。根据下导梁4受力工况有限元分析确定，下导梁由两片长35m箱梁和两片长18m桁架组成，全长53m，箱梁高2.4m，宽1.8m，分为5个节段，均为Q345D钢焊接而成，节段间均采用高强度精制螺栓联结。
下导梁4共设置两个纵移托辊11，纵移托辊11悬挂在下导梁4下部，可在导梁4上自驱动行走。纵移托辊11设置有驱动装置，通过控制系统控制和纵移天车6同步驱动纵移下导梁4过孔。
参照图8，图8为各施工步骤状况图，其中①-12是在桥头处用架桥机自行安装下导梁施工步骤状况图，13是进行正常孔位的施工步骤状况图；14-22是在桥尾处吊起下导梁的施工步骤状况图，23-26是架桥机沿线路转移施工步骤状况图，27-33是架桥机掉头作业程序施工步骤状况图，34-37是进行架桥机变跨作业施工步骤状况图。