一種快速分合式一體型架橋機及其架梁方法與流程

本發明涉及鐵路交通架橋機技術領域，特別涉及一種快速分合式一體型架橋機及其架梁方法。

背景技術：

在現有架設預制簡支混凝土箱型梁技術中，尤其在高速鐵路和海灣大橋預制大型箱型混凝土梁的現有架設設備中主要包括：在制梁場中用來取梁和裝車的提梁機，在制梁場與架橋工點之間執行運梁任務的輪胎式運梁車，以及實施架梁作業的架橋機，通稱為“運架提”三大件。

原先三大件實行大規模、長距離的流水作業模式，三大設備獨立作業，有序配合，缺一不可。后來，為節省設備的制造成本以及為適應在山區修建高鐵的需要，研制了一種“運架一體型架橋機”，簡稱運架一體機。其特點是將原先的“運架提”三大件合并成一種多功能的整體設備，可按先后順序完成提梁、運梁和架梁作業，但必須配置一根兩跨式的下導梁，供運架梁機在其上滑移前進。這種機型被通稱為有下導梁的運架一體機。再到后來，為了進一步節省制造成本和簡化架梁工藝，對上述機型進行了改造，去除了原機型的分離式下導梁，而將運架梁機(主機)的主梁向前方延長成為懸臂式上導梁，與既有技術的兩跨式懸臂過孔的900t架橋機相仿。這種機型被稱為無下導梁的運架一體機，或稱其為“流動式架橋機”。后者與前者相比，節省了制造成本，因為將兩跨長 的下導梁變成了只有一跨長的懸臂梁；也提高了工效，因為節省了鋪設下導梁的工序和時間。但是卻增加了混凝土箱型梁的運輸成本，因為后者主機(運架梁機)帶著懸臂梁及2根支腿，使整機長度將近95m，體態笨拙，自重加大，所以在運梁途中消耗燃油量較大，行走十分緩慢，且對道路環境的要求要有比較寬闊的路況條件，因而修筑道路的成本增大。

為了克服既有技術存在的嚴重缺點，有必要發明一種快速一體機，既可以提高工效，又可以運梁簡單，節省成本。

技術實現要素：

本發明的多個方面，提供一種快速分合式一體型架橋機及其架梁方法，用于解決現有運架一體型架橋機運梁困難、設備制造成本較高和施工效率較低等諸多不足。

本發明的一方面，提供一種快速分合式一體型架橋機，所述一體型架橋機包括運架梁機、鼻梁系統和快速接頭，其中，所述運架梁機通過所述快速接頭與所述鼻梁系統連接，其中，

所述快速接頭為成對的鉸合結構，成對地分別設在所述鼻梁系統之主梁后端和所述運架梁機的機臂的前端，通過銷軸將所述快速接頭的鉸合結構連接在一起，以將所述運架梁機與所述鼻梁系統對接成為架梁時的整體狀態。

較佳的，在所述運架梁機單梁式機臂前端斷面安裝了快速接頭，以及在所述運架梁機前輪胎式臺車后側增設了與所述單梁式機臂正交并固接的門式中支腿，同時在所述單梁式機臂前端安裝有導向夾。

較佳的，所述門式中支腿包括與所述單梁式機臂正交并固接的門式支架及千斤頂，所述千斤頂安裝在所述門式支架的左、右柱腳處，使門式中支腿可以上下伸縮。

較佳的，所述鼻梁系統包括單箱形鼻梁、固定式門式輔支腿和移動式主支腿，其中，所述移動式主支腿和固定式門式輔支腿分別前后位于所述單箱形鼻梁下方作為支承。

較佳的，所述固定式門式輔支腿包括與所述單箱形鼻梁正交并固接的門式支架及柱腳的千斤頂。

較佳的，所述快速接頭包括銷軸、焊接固定在所述鼻梁系統箱形鼻梁截面上下蓋板上的探頭式耳板和焊接在所述單梁式機臂的箱梁截面內上下蓋板上的探頭式耳板，焊接固定在所述鼻梁系統箱形鼻梁截面上下蓋板上的探頭式耳板與焊接在所述單梁式機臂的箱梁截面內上下蓋板上的探頭式耳板配對且通過挿入或拔出所述銷軸可快速實現運架梁機與鼻梁系統的閉合和分離。

較佳的，焊接固定在所述鼻梁系統箱形鼻梁截面上下蓋板上的探頭式耳板與焊接在所述單梁式機臂的箱梁截面內上下蓋板上的探頭式耳板相互交錯排列并且探頭部分可相互插入或拉出而成為一個耳板串式的鉸接頭，所述銷軸插入耳板串水平銷孔內。

較佳的，在所述上、下接頭各插一根所述銷軸。

較佳的，在所述快速接頭所在截面兩腹板外側腰部裝有一對導向夾，所述導向夾一頭焊接于所述單梁式機臂腹板外側，另一頭懸臂伸出成喇叭狀，用于所述快速接頭進行對接操作時予以導向。

進一步講，本發明的運架梁機系將現有技術的有下導梁的運架一體型架橋機中的單梁式運架梁機進行創新改造，在其主梁前端附設了一個快速接頭，用以與本發明的鼻梁系統對接，同時在靠前輪胎式臺車后側主梁上安裝一門式支腿，其柱腳帶大噸位電動螺旋式千斤頂，能夠頂起運架梁機，其工作原理與液壓千斤頂不同，且安全性高。本發明的鼻梁系統系由主梁、前端固定式輔支腿及移動式主支腿組成；主梁為單箱梁斷面，其后端截面尺寸與本發明的運架梁機主梁前端截面尺寸相同，并附設了一個與前者成對的快速接頭，使運架梁機與鼻梁系統可以快速對接或分離。鼻梁系統的固定式輔支腿是輕弱型可伸縮支腿，僅用于在橋面上支撐鼻梁系統的主梁，從來都不必支立于橋墩頂，平時可縮起離開橋面一定距離。而鼻梁系統的移動式主支腿需負擔架橋機架梁時的荷載，故配置有支承主載荷的液壓驅動托輥機構，還具有液壓翻折、伸縮和前后移動的功能，這些均與通常兩跨式懸臂過孔的900噸架橋機的移動式前支腿的構造、形式及功能都相當，是業內技術人員的熟悉技術。分離開后的運架梁機和鼻梁系統兩者各是幾何靜定或超靜定結構，可以相對獨立地站立在橋面上。

本發明的另一方面還提供一種一體型架橋機的架梁方法，所述一體型架橋機包括運架梁機、鼻梁系統和快速接頭，其中，所述運架梁機通過所述快速接頭與所述鼻梁系統連接，其中，所述快速接頭為成對的鉸合結構，成對地分別設在所述鼻梁系統之主梁后端和所述運架梁機的機臂的前端，通過銷軸將所述快速接頭的鉸合結構連接在一起，以將所述運架梁機與所述鼻梁系統對接成為架梁時的整體狀態；

所述運架梁機包括后臺車、前臺車、單梁式機臂、起吊混凝土梁系統和門式中支腿，其中，所述后臺車和前臺車位于所述單梁式機臂的兩端，在所述前 臺車后側設有所述門式中支腿，在所述單梁式機臂上且位于所述門式中支腿和所述后臺車之間設有所述起吊混凝土梁系統；

所述鼻梁系統包括單箱形鼻梁、固定式門式輔支腿和移動式主支腿，其中，所述移動式主支腿和固定式門式輔支腿分別前后位于所述單箱形鼻梁下；

所述架梁方法包括：

步驟1：架橋機在制梁場上組裝完畢，將待架的首孔梁吊運到橋頭準備架梁：移動式主支腿在橋臺墩帽上支立好；同時啟動移動式主支腿頂上托輥系統和運架梁機的后臺車驅動系統，推送架橋機縱移過孔；

步驟2：前臺車后輪已經離開橋臺，單箱形鼻梁前端已過前方墩上空，暫停縱移，支立固定式門式中支腿于橋臺胸墻頂，電動螺旋千斤頂起頂，使移動式主支腿離開墩頂面，折起自行到前方墩前側墊石上支立；

步驟3：縮起中支腿螺旋千斤頂，架橋機繼續縱移過孔，直至運送混凝土箱梁到達首孔橋跨上方，對位落梁；

步驟4：落梁到位完畢，運架梁機在移動式主支腿托輥及后臺車的支承下，倒車后退到已架梁橋面上；

步驟5：移動式主支腿支立在墩頂上原位不動，并用制式斜撐與已架梁梁頭的吊梁孔錨固起來以保護安全；將固定式門式輔支腿之電動螺旋千斤頂支立于橋面；接著拔出快速接頭的銷軸，使運架梁機與鼻梁系統分離，運架梁機返回梁場去運梁，鼻梁系統留守在橋上原處；

步驟6：運架梁機運梁返回架梁工點，與留守橋上的鼻梁系統進行對接閉合 操作：運架梁機慢慢靠近鼻梁系統，并使用卷揚機牽引繩拽拉運架梁機和鼻梁系統沿著導向夾貼緊對位，在上方和下方的快速接頭銷孔內挿入銷軸，再插入開口銷閂住所述銷軸，架橋機即被恢復到一個整體，可以開始架梁。

本發明的一體型架橋機運梁簡單容易、設備制造成本較低和施工效率較高。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明，下面將結合一實施例來予以介紹。顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例的一種一體型架橋機閉合時的結構示意圖；

圖2為本發明實施例的一種一體型架橋機分離時的結構示意圖；

圖3為圖1的半c-c、半d-d截面視圖；

圖4為圖1的b-b截面視圖；

圖5為圖1的a-a截面視圖；

圖6為圖1的m放大圖；

圖7為圖6的e-e視圖；

圖8為圖6的f向視圖，即導向夾結構示意圖；

圖9為本發明一實施例的一體型架橋機的快速接頭結構示意圖；

圖10為圖9的g-g視圖；

圖11為本發明一實施例的一體型架橋機的快速接頭透明結構示意圖；

圖12-1～圖12-6為本發明快速一體型架橋機在架梁過程中的狀態圖。

具體實施方式

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

如圖1所示，為本發明一實施例的一種一體型架橋機閉合時的結構示意圖，所述一體型架橋機為一種快速分合式運架一體型架橋機，所述一體型架橋機包括運架梁機1、鼻梁系統2和快速接頭3，其中，所述運架梁機1通過所述快速接頭3與所述鼻梁系統2連接，所述運架梁機1之下吊起混凝土梁4。

所述快速接頭3為成對的鉸合結構，成對地分別設在所述鼻梁系統2之主梁2-1(例如單主梁)后端和所述運架梁機1的機臂1-3(例如單梁式機臂)的前端，插入銷軸3-1可將所述運架梁機1與所述鼻梁系統2對接成為架梁時的整體狀態，如圖1所示的閉合結構；當架完一孔梁后，拔出所述快速接頭3上部和下部各1根銷軸3-1，即成為如圖2所示兩者各自獨立的分離狀態，為本發明一實施例的一種一體型架橋機分離時的結構示意圖。這時，所述運架梁機1能夠以比較短小輕盈的機身單獨返回梁場去運梁，所述鼻梁系統2留在橋上等待。等所述運架梁機1運梁回來就與所述鼻梁系統2通過所述快速接頭3就地快速 對接，恢復原閉合狀態成為一個整體，繼續架設剛運回來之梁，也可以整機攜帶所述混凝土箱形梁自由通過隧道到隧道內或隧道口架梁。

所述運架梁機1包括后臺車1-1、前臺車1-2、單梁式機臂1-3、起吊混凝土梁系統1-4和門式中支腿1-5，其中，后臺車1-1和前臺車1-2均為輪胎式臺車。所述后臺車1-1和前臺車1-2位于所述單梁式機臂1-3的兩端，在所述前臺車1-2后側設有所述門式中支腿1-5，在所述單梁式機臂1-3上且位于所述門式中支腿1-5和所述后臺車1-1之間設有所述起吊混凝土梁系統1-4。

所述運架梁機1的所述門式中支腿1-5的結構如圖3所示，為圖1的半c-c、半d-d截面視圖，結合圖1、2和圖3，所述門式中支腿1-5包括與所述單梁式機臂1-3正交并固接的門式支架1-5-1及千斤頂1-5-2，所述千斤頂1-5-2為定制的大噸位電動螺旋式千斤頂，所述千斤頂1-5-2安裝在所述門式支架1-5-1的左、右柱腳處，使門式中支腿1-5可以上下伸縮，門式中支腿1-5的主要作用是協助架橋機過孔。

所述鼻梁系統2包括單箱形鼻梁2-1、固定式門式輔支腿2-2和移動式主支腿2-3，其中，所述移動式主支腿2-3和固定式門式輔支腿2-2分別前后位于所述單箱形鼻梁2-1下方作為支承。

所述鼻梁系統2的所述固定式門式輔支腿2-2結構如圖4所示，為圖1的b-b截面視圖，結合圖1、2和圖4，所述固定式門式輔支腿2-2包括與所述單箱形鼻梁2-1正交并固接的門式支架2-2a及柱腳的千斤頂2-2b，所述千斤頂2-2b為小型電動螺旋式千斤頂，可以上下伸縮，可以讓所述移動式主支腿2-3在其胯下鉆過去。所述門式輔支腿2-2的作用是作為鼻梁系統2單獨站立時的支承，所 以可以是輕型支腿。

所述鼻梁系統2的所述移動式主支腿2-3的結構如圖5所示，為圖1的a-a截面視圖，所述移動式主支腿2-3是架梁作業全過程的主受力支腿，它可以從所述門式輔支腿2-2、前輪胎式臺車1-2的胯下鉆過去。結合如圖1、2、圖4、圖5所示，所述移動式主支腿2-3的頂部配置有支承主荷載的液壓驅動托輥機構，還具有折疊、伸縮、前后移動和登上橋臺胸墻頂面的功能，這些均與通用的兩跨式懸臂過孔的900噸架橋機的移動式前支腿的構造、形式、配置等相當，已經是業內技術人員所熟悉的技術，再此不予贅述。

如圖6所示，為圖1的m放大圖，即為本發明實施例的一種一體型架橋機的快速接頭結構示意圖，所述快速接頭3的一半分別設置在在所述單梁式機臂1-3前端梁截面(例如箱型梁截面)內靠上蓋板處和下蓋處板，所述快速接頭3之另一半分別設置在所述單箱形鼻梁2-1后端梁截面(例如箱型梁截面)內靠上蓋板處和下蓋板處，且與所述運架梁機1的所述單梁式機臂1-3的所述快速接頭3之半配對。在所述快速接頭3所在截面兩腹板外側腰部裝有一對導向夾5，所述導向夾5是為了在所述快速接頭3進行對接操作時予以導向。

其中，所述導向夾5的結構如圖7和圖8所示，其中，圖7為圖6的e-e視圖，圖8為圖6的f向視圖，即導向夾結構示意圖，裝在所述單梁式機臂1-3內的電動卷揚機5-1通過鋼絲繩和牽引耳板5-2，可以把所述單箱形鼻梁2-1與所述單梁式機臂1-3兩者拉緊，沿著所述導向夾5進行精確對位。所述成對的導向夾5是一對剛性很大的箱形桿件，一頭焊接于所述單梁式機臂1-3腹板外側，另一頭懸臂伸出成喇叭狀。

所述快速接頭3的構造可以如圖9和11所示，圖9為本發明一實施例的一種一體型架橋機的快速接頭結構示意圖，圖11為本發明一實施例的一體型架橋機的快速接頭透明結構示意圖，圖9的g-g示意圖如圖10所示，結合圖9和圖10，所述快速接頭3包括長銷軸3-1、焊接固定在所述單箱形鼻梁2-1上下蓋板上的探頭式耳板3-2和焊接在所述單梁式機臂1-3的箱型梁截面內上下蓋板上的探頭式耳板3-4。其中，焊接固定在所述單箱形鼻梁2-1上下蓋板上的所述探頭式耳板3-2與焊接在所述單梁式機臂1-3上下蓋板上的探頭式耳板3-4配對且通過挿入或拔出所述銷軸3-1可快速實現運架梁機1與鼻梁系統2的閉合和分離。耳板3-2和耳板3-4交錯排列且探頭部分可相互插入或拉出而成為一個耳板串式的鉸接頭，所述長銷軸3-1插入快速接3的水平銷孔內。上、下接頭各插一根所述銷軸3-1。由于該銷軸3-1由梳狀耳板分隔成諸多、密布的受剪面，所以能夠抵抗豎向彎矩產生的沿上下蓋板縱向的巨大水平力，以及由吊重產生的豎向剪力。由于在對接或分離時只需拔出或插入總共2根所述銷軸3-1，所以極其迅速就可完成任務，施工速度快。

本發明的另一方面，還提供所述一體型架橋機的架梁方法，如下所述。

步驟s01：如圖12-1所示，架橋機在制梁場上組裝完畢，將待架的首孔梁吊運到橋頭準備架梁：移動式主支腿2-3在橋臺墩帽上支立好。同時啟動移動式主支腿2-3頂上托輥系統和運架梁機1的后輪胎式臺車1-1驅動系統，推送架橋機縱移過孔。

步驟s02：如圖12-2所示，前臺車1-2后輪已經離開橋臺，單箱形鼻梁2-1前端已過前方墩上空，暫停縱移，支立固定式中支腿1-5于橋臺胸墻頂，電動螺旋千斤頂1-5-2起頂，使移動式主支腿2-3離開墩頂面，折起自行到前方墩前側 墊石上支立。

步驟s03：如圖12-3所示，縮起中支腿螺旋千斤頂1-5-2，架橋機繼續縱移過孔，直至運送混凝土箱梁到達首孔橋跨上方，可以對位落梁。

步驟s04：如圖12-4所示，落梁到位完畢，運架梁機1在移動式主支腿2-3托輥及后輪胎式臺車1-1的支承下，倒車后退到已架梁橋面上。

步驟s05：如圖12-5所示，移動式主支腿2-3支立在墩頂上原位不動，并用制式斜撐與已架梁梁頭的吊梁孔錨固起來以保護安全；將固定式門式輔支腿2-2之電動螺旋千斤頂2-2b支立于橋面。接著拔出快速接頭3的銷軸3-1，使運架梁機1與鼻梁系統2分離，運架梁機1返回梁場去運梁，鼻梁系統2留守在橋上原處。

步驟s06：如圖12-6所示，運架梁機1運梁返回架梁工點，與留守橋上的鼻梁系統2進行對接閉合操作：運架梁機1慢慢靠近鼻梁系統2，并使用卷揚機5-1牽引繩拽拉兩者沿著導向夾5貼緊對位，在上方和下方的快速接頭3銷孔內插入長銷軸3-1，再插入開口銷閂住所述銷軸3-1，架橋機即被恢復到一個整體，可以開始架梁，按步驟s01重新開始新的架梁循環。

綜上所述，本發明多個方面描述的一體型架橋機，既克服了現有技術帶下導梁的運架一體型架橋機制造成本較高、架梁效率較低的缺點，又克服了現有技術不帶下導梁的運架一體機運或所稱流動式架橋機輸混凝土箱形梁消耗燃油量較大、修筑運梁通道成本較高的缺點，能夠順利實現抵近隧道進、出口及隧道內架設箱形混凝土梁的目的，提高了經濟效益和施工效率。此外，本發明實施例的一體型架橋機為用戶提供了一種可靈活選擇和轉換的施工方案：分合式 或閉合式。當運梁距離較遠、道路環境條件較差的情況，應對架橋機選擇分合式工作機制；當運梁距離較近、道路環境較寬坦的情況，可以選擇閉合式工作機制，即運架梁機與鼻梁系統采取只合不分的整體方案。

最后需要說明的是：以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和范圍。