一种桥梁顶推架设设备.pdf

本发明涉及一种桥梁顶推架设设备，该设备包括顶推装置、同步顶推及调整系统、顶升装置、同步顶升及调整系统、限位装置、滑道梁以及垫梁；所述的顶推装置设置在待架设的箱梁与垫梁之间并平行固定在滑道梁上，所述的同步顶推及调整系统设置在顶推装置一侧，所述的顶升装置固定在垫梁上，所述的同步顶升及调整系统设置在顶推装置下方，所述的限位装置设置在滑道梁的两侧，所述的滑道梁设置在箱梁下方，所述的垫梁设置在桥墩上。与现有技术相比，本发明具有设备为便携式，系统简单易安装；利用综合领域学科和逻辑控制技术相结合的应用优化，通过协同配合研制控制程序的合理技术路线，使系统设备得到简化，自动化程度大大提高。

1.  一种桥梁顶推架设设备，其特征在于，该设备包括顶推装置、同步顶推及调整系统、顶升装置、同步顶升及调整系统、限位装置、滑道梁以及垫梁；所述的顶推装置设置在待架设的箱梁与垫梁之间并平行固定在滑道梁上，所述的同步顶推及调整系统设置在顶推装置一侧，所述的顶升装置固定在垫梁上，所述的同步顶升及调整系统设置在顶推装置下方，所述的限位装置设置在滑道梁的两侧，所述的滑道梁设置在箱梁下方，所述的垫梁设置在桥墩上。

2.  根据权利要求1所述的一种桥梁顶推架设设备，其特征在于，所述的顶推装置包括高压泵、顶推油缸、滑块、高压软管及接头，所述的高压泵通过高压软管及接头连接顶推油缸，该顶推油缸水平设置，高压泵驱动顶推油缸推进滑块，驱动箱梁整体同步移动。

3.  根据权利要求1所述的一种桥梁顶推架设设备，其特征在于，所述的同步顶推及调整系统包括高压泵、顶推油缸、高压软管及接头、压力传感器、位移传感器和极限位置感应装置，所述的高压泵通过高压软管及接头连接顶推油缸，所述的极限位置感应装置和位移传感器设置在顶推油缸旁侧，探测顶推油缸的位移和位移速度，所述的行程压力传感器在高压管路上，控制顶推油缸的顶推作用力，与顶推装置共同作用，使作用于箱梁各组的推力均衡并保持同步，实现箱梁的横向移动及精确就位。

4.  根据权利要求1所述的一种桥梁顶推架设设备，其特征在于，所述的顶升装置包括高压泵、螺母锁紧油缸、高压软管及接头，所述的高压泵通过高压软管及接头连接螺母锁紧油缸，该螺母锁紧油缸垂直设置。

5.  根据权利要求1所述的一种桥梁顶推架设设备，其特征在于，所述的同步顶升及调整系统包括超高压电动泵、高压软管及接头、液压控制阀、螺母锁紧油缸、压力传感器、位移传感器和控制箱，所述的超高压电动泵通过高压软管及接头连接螺母锁紧油缸，高压软管上设有液压控制阀，所述的液压控制阀连接控制箱，所述的压力传感器和位移传感器设置在螺母锁紧油缸两侧，并连接控制箱，超高压电动泵驱动螺母锁紧油缸升降，所述的压力传感器、位移传感器探测分别探测箱梁的压力和位移信息，控制箱根据该信息通过液压控制阀控制螺母锁紧油缸的顶升速度和支反力大小，对箱梁进行支撑和纵向调节，使箱梁横向移动过程中进行纵向位置调整并精确就位。

6.  根据权利要求1所述的一种桥梁顶推架设设备，其特征在于，所述的限位装置包括卡块、传感器，所述的传感器探测和采集顶推装置的行进速度和空间三位行进坐标，当箱梁推移架设到设计预定的最终位置时，卡块卡在滑道梁上的卡槽上进行限位固定。

7.  根据权利要求1所述的一种桥梁顶推架设设备，其特征在于，所述的顶推装置设置在各个桥墩上，将集中的顶推作用力分散到各个桥墩上，使整个顶推及架设过程桥墩不承受任何的额外弯矩和荷载，沿箱梁的架设顶推行进移动方向无外力产生。

一种桥梁顶推架设设备
技术领域
本发明涉及一种用于大跨度的桥梁、高铁、高速公路的架设，尤其是涉及一种桥梁顶推架设设备。
背景技术
桥梁等的顶推法施工，是在施工时采用特制的顶推动力装置，推动梁体在专用的支撑设施、滑动装置上移动，最终将梁体，推移到设计预定架设的位置上。顶推法施工与传统施工方法相比较的最大优点是：先将岸上的引桥建造完毕作为顶推平台即可施工，顶推架设过程可不影响江河通航、无需重大型吊装架桥设备。特别适合无法满足大型吊装设备进驻施工或无法适合大型浮吊施工的场合。
需架设的桥梁全桥可划分为40-80个更多或更少的梁段，梁段长度从8米至20米等更短或更长的多种规格；梁横断面全宽30m-50m)，高3-5m。梁段的重量可从179吨至500吨不等。
安装和施工特点：
箱梁的安装采用整体多点顶推的方式，在岸侧设顶推平台，在桥墩和临时桥墩上设置桥梁顶推架设设备，多套系统由一套电气控制系统控制，在计算机的控制下，推力保持均衡、同步。
难点：
临时桥墩采用柔性钢支墩，在箱梁顶推过程中最关键的是：根据支墩的垂直支撑力大小来控制本支墩顶推作用力的大小，确保各个支墩的顶推作用力与本支墩受到的摩擦力相对应，避免支墩出现较大侧向力(水平推力)和较大水平位移的情况，侧向力(水平推力)和水平位移分别小于(50KN和30mm)。同时，还要对顶推油缸的位移(速度)进行控制。
经相关检索，在国内外同类型的桥梁等的顶推法施工技术，已建成的大型桥梁数量极少，在国外仅有2005年完工的法国米劳大桥是属于使用类似的顶推架桥技术施工的，法国米劳大桥是一座建立在大峡谷之间的大桥，无论是在整体设计，系统设置和工作原理方面，法国米劳大桥的总体技术都要复杂和繁覆得多，整套设备和系统及其昂贵，且各部位均需要多人协同作业才能实现过程施工要求。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种简单成本低，能够实现顶推施工的智能化化运行和自动调整系统的桥梁顶推架设设备。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种桥梁顶推架设设备，其特征在于，该设备包括顶推装置、同步顶推及调整系统、顶升装置、同步顶升及调整系统、限位装置、滑道梁以及垫梁；所述的顶推装置设置在待架设的箱梁与垫梁之间并平行固定在滑道梁上，所述的同步顶推及调整系统设置在顶推装置一侧，所述的顶升装置固定在垫梁上，所述的同步顶升及调整系统设置在顶推装置下方，所述的限位装置设置在滑道梁的两侧，所述的滑道梁设置在箱梁下方，所述的垫梁设置在桥墩上。
所述的顶推装置包括高压泵、顶推油缸、滑块、高压软管及接头，所述的高压泵通过高压软管及接头连接顶推油缸，该顶推油缸水平设置，高压泵驱动顶推油缸推进滑块，驱动箱梁整体同步移动。
所述的同步顶推及调整系统包括高压泵、顶推油缸、高压软管及接头、压力传感器、位移传感器和极限位置感应装置，所述的高压泵通过高压软管及接头连接顶推油缸，所述的极限位置感应装置和位移传感器设置在顶推油缸旁侧，探测顶推油缸的位移和速度，所述的压力传感器设置在高压软管上，控制顶推油缸的顶推作用力，与顶推装置共同作用，使作用于箱梁各组的推力均衡并保持同步，实现箱梁的横向移动及精确就位。
所述的顶升装置包括高压泵、螺母锁紧油缸、高压软管及接头，所述的高压泵通过高压软管及接头连接螺母锁紧油缸，该螺母锁紧油缸垂直设置。
所述的同步顶升及调整系统包括超高压电动泵、高压软管及接头、液压控制阀、螺母锁紧油缸、压力传感器、位移传感器和控制箱，所述的超高压电动泵通过高压软管及接头连接螺母锁紧油缸，高压软管上设有液压控制阀，所述的液压控制阀连接控制箱，所述的压力传感器和位移传感器设置在螺母锁紧油缸两侧，并连接控制箱，超高压电动泵驱动螺母锁紧油缸升降，所述的压力传感器、位移传感器探测分别探测箱梁的压力和位移信息，控制箱根据该信息通过液压控制阀控制螺母锁紧油缸的顶升速度和支反力大小，对箱梁进行支撑和纵向调节，使箱梁横向移动过程中进行纵向位置调整并精确就位。
所述的限位装置包括卡块、传感器，所述的传感器探测和采集顶推装置的行进速度和空间三位行进坐标，当箱梁推移架设到设计预定的最终位置时，卡块卡在滑道梁上的卡槽上进行限位固定。
所述的顶推装置设置在各个桥墩上，将集中的顶推作用力分散到各个桥墩上，使整个顶推及架设过程桥墩不承受任何的额外弯矩和荷载，沿箱梁的架设顶推行进移动方向无外力产生。
与现有技术相比，本发明所涉及的顶推架设设备使尽量简化施工流程和减少各个环节，借助于现代控制技术和先进的理念不断研发优化系统和设备，特别是在智能化控制技术上，成功运用了力和位移双闭环的控制方法，将米劳大桥施工设备上繁复的驱动能力和系统方面的冗余技术用现代化的智能技术得以实现，大大减少了硬件设施必须的功能和数量，取而代之以现代智能控制技术，使整套施工设备和技术的价格只有米劳大桥的几十分之一，而且智能化技术的运用，使整过施工过程实现了自动化控制，操作过程大大简化，更加符合中国国情，满足一线施工的需要。
与现有技术相比，本发明具有运用顶推技术和智能化反馈和自动调整系统施工不影响江河通航、不需要大型吊装设备和其他专用架设设备就能建造桥梁、高铁、高架道路等的优点。
附图说明
图1为本发明设备的结构示意图；
图2为本发明设备的剖视图；
图3为本发明设备的俯视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
如图1-3所示，一种桥梁顶推架设设备，该设备包括顶推装置1、同步顶推及调整系统2、顶升装置3、同步顶升及调整系统、限位装置4、滑道梁5以及垫梁6；所述的顶推装置1设置在待架设的箱梁7与垫梁6之间并平行固定在滑道梁5上，所述的同步顶推及调整系统2设置在顶推装置1一侧，所述的顶升装置固定在垫梁6上，所述的同步顶升及调整系统设置在顶推装置1下方，所述的限位装置4设置在滑道梁5的两侧，所述的滑道梁5设置在箱梁7下方，所述的垫梁6设置在桥墩上。
所述的顶推装置包括高压泵、顶推油缸、滑块、高压软管及接头，所述的高压泵通过高压软管及接头连接顶推油缸，该顶推油缸水平设置，高压泵驱动顶推油缸推进滑块，支撑并驱动箱梁整体同步移动。
所述的同步顶推及调整系统包括高压泵、顶推油缸、高压软管及接头、压力传感器、位移传感器和极限位置感应装置，所述的高压泵通过高压软管及接头连接顶推油缸，所述的压力传感器和位移传感器设置在顶推油缸旁侧，探测顶推油缸的位移、顶推作用力和位移速度，所述的极限位置感应装置设置在高压软管上，控制顶推油缸的行程，与顶推装置共同作用，使作用于箱梁各组的推力均衡并保持同步，实现箱梁的横向移动及精确就位。
所述的顶升装置包括高压泵、螺母锁紧油缸、高压软管及接头，所述的高压泵通过高压软管及接头连接螺母锁紧油缸，该螺母锁紧油缸垂直设置。
所述的同步顶升及调整系统包括超高压电动泵、高压软管及接头、液压控制阀、螺母锁紧油缸、压力传感器、位移传感器和控制箱，所述的超高压电动泵通过高压软管及接头连接螺母锁紧油缸，高压软管上设有液压控制阀，所述的液压控制阀连接控制箱，所述的压力传感器和位移传感器设置在螺母锁紧油缸两侧，并连接控制箱，超高压电动泵驱动螺母锁紧油缸升降，所述的压力传感器、位移传感器探测分别探测箱梁的压力和位移信息，控制箱根据该信息通过液压控制阀控制螺母锁紧油缸的顶升速度和支反力大小，对箱梁进行支撑和纵向调节，使箱梁横向移动过程中进行纵向位置调整并精确就位。
所述的限位装置包括卡块、传感器，所述的传感器探测和采集顶推装置的行进速度和空间三位行进坐标，当箱梁推移架设到设计预定的最终位置时，卡块41卡在滑道梁5上的卡槽51上进行限位固定。
所述的顶推装置设置在各个桥墩上，将集中的顶推作用力分散到各个桥墩上，使整个顶推及架设过程桥墩不承受任何的额外弯矩和荷载，沿箱梁的架设顶推行进移动方向无外力产生。
实施例1
某大桥有30个桥墩，桥墩两两间距60m左右，各桥墩上均设有本发明顶推装置，其箱梁为钢箱梁，钢箱梁的安装采用整体顶推方式，在岸侧设顶推平台、顺桥向一个临时墩、一个索塔、河侧顺桥向六个临时墩，
首先工作过程中横向偏移不大于±10mm，这一点需要施工方提供各墩晃动偏移在允许值内的保证，在保证这个大前提下进行如下顶推过程：
1、将8套顶推装置按要求布置到工作的临时墩和索塔上；联接好各个油管，电源线，控制线。
2、启动第一个临时墩上的顶推装置，在第一个临时墩上用顶升装置将导梁同步顶到在该点的标高；由配在同步顶升及调整系统上的压力传感器检测到的压力值转换成支反力值，然后由该值的换算值给顶推油缸设定压力，顶推油缸在要求的压力下提供顶推作用力，并且控制临时墩上两侧顶推油缸同步顶推。这里实时检测同步顶升及调整系统的螺母锁紧油缸的支反力，一方面保证顶推油缸顶推作用力的实时精确性，另一方面通过调节螺母锁紧油缸保证行进过程中钢箱梁的受力均衡，保证钢箱梁单点单侧最大允许支反力不超过7000KN。完成推进一个行程之后，所有顶推油缸缩回至下一个行程的起点，随后可以进行下一个行程的顶推。
3、随着钢箱梁的焊接拼装，重复上述顶推步骤直到将导梁顶推到索塔附近，如果检测到导梁由于自重悬臂而下挠的下挠量过大导致导梁将会没法架到索塔上的顶推装置时，通过前一个临时墩上的顶升装置将梁体顶起使导梁上翘，以适应索塔上的顶推装置，待导梁完全架在索塔上的顶推装置上后，通过调整临时墩以及索塔上的支撑油缸将钢箱梁在该点上的标高调到规定标高。然后重复顶推钢箱梁，此时要保证临时墩和索塔上的顶推油缸在设定压力上保证位移同步。
4、重复上述顶推步骤，直到将钢箱梁全部顶推到位。
由于顶推油缸行程1000mm和顶推步进937.5mm非常接近，并且桥墩与桥墩60m左右的距离很难保证精确，要确保钢箱梁到达每个墩时的卡槽位置满足各支墩油缸行程同步的要求，顶推装置应将顶推油缸设计成可调节安装。