专利名称：轻轨交通pc轨道梁运架设备及施工方法
技术领域：
本发明涉及一种轻轨交通PC轨道梁运架的设备及施工方法，主要应用于城市交通轻轨系统建设中PC轨道梁的运输及架设。
背景技术：
目前，国外跨座式轻轨系统PC轨道梁的运输及架设，普遍采用大吨位平板拖车运输、汽车吊来完成，其最大优点是不需投入更多的科研经费和时间，可以利用已定型的设备；它可以分段施工，无须连续作业。但也存在着以下不足之处1、设备的投资太大，一台大吨位的特殊平板拖车和二台400吨以上的汽车吊的设备需要几千万人民币，如果在不能直接进入的道路地段施工，另外还需增加平板车和吊臂安装支架等的费用；2、施工繁琐、效率低，采用汽车吊施工法，前期准备工作多而繁琐，需要很长的辅助工作时间；另外汽车吊在大伸臂时，要使PC梁精确的吊装也相当费时费力，；3、平板拖车及汽车吊除了要求道路有较大的承载能力外，还需要在施工点有足够的施工空间，平板拖车和汽车吊要占大量的地面，有时甚至是整个道路，而且汽车吊的吊臂伸出施工时，要求高度方向及周围不得有障碍物，故很难在高架桥上、隧道内、山地段施工。
为此，研制开发一套能完成各种地形PC轨道梁施工，如重庆跨座式轻轨PC轨道梁等的运输和架设，而且经济实用、安全、效率高，具有良好环保要求的设备及施工方法尤为必要。
发明内容
本发明的目的是针对上述现状，旨在提供一种能完成各种地形PC轨道梁的运输和架设，经济实用、安全、效率高的跨座式轻轨交通PC轨道梁运架设备及施工方法。
本发明目的的实现方式为，轻轨交通PC轨道梁运架设备，由架桥机、运梁车组成，两部分通过拖梁小车轨道连成一体。车体7为安装平台，由支腿2支撑。柴油发电机组8、液压系统15安装在车体平面的支架上。上下升降的1号柱14、2号柱11的柱根与车体焊为一体。电气系统12的主柜布置在司机室13内，司机室安装在车体左侧前部。两台转向架10分别装在车体的前后端，转向架上的中心芯盘与车体横梁固定芯盘间浮动连接。机臂1安装在1、2号柱上方，拖拉装置9安装在机臂尾部，吊梁小车9、6安装在机臂上，通过链轮、链条驱动机臂前伸后退。0号柱3、0号加长柱4安装在机臂前端。
运梁车的车体54为安装平台，液压系统52安装在车体54两侧，拖梁机构9、10固定在车体中部横梁上。柴油机油泵组51安装在车尾部，操纵室在车体的前端，电气系统布置在操纵室内。前后转向架10通过芯盘与车体横梁连接。
轻轨交通PC轨道梁的施工方法，其具体工作步骤为a、过汽车将PC轨道梁从制梁场地运至架运梁基地，b、由基地龙门吊车将PC轨道梁吊装至运梁车上，c、将PC轨道梁固定在运梁车的拖梁小车上，并将拖梁小车与运梁车固定，d、运梁车骑跨在已架PC轨道梁上，将待架PC轨道梁从运梁基地运到架桥机尾部，e、运梁车与架桥机对接，将PC轨道梁从运梁车拖至架桥机上，f、由架桥机1、2号吊梁小车吊梁前移，到位后，通过两台吊梁小车上的四个吊点调节PC轨道梁的倾角，将其准确地落放在桥墩上，g、由钢楔块调整PC轨道梁的空间位置，然后由锚杆螺栓固定，h、固定好后的PC轨道梁再作为运行轨道，重复下一循环的施工。
车体7为本发明设备的主要结构件，其它所有部件都直接或间接的连接于车体上(见图1)。车体中部设有拖梁小车轨道，架桥机与运梁车通过拖梁小车轨道连成一体，拖拉机构拖动托梁小车将运梁车上的PC轨道梁拖至架桥机上的吊梁位置。柴油发电机组安装在车体的活动支架上，活动支架可左右调节，以满足限界要求，调整完后锁定。柴油发电机组选用重量轻、体积小的风冷发动机，能满足环保要求。
本发明的设备工作时，运梁车的主要任务是将待架PC轨道梁从运梁基地运到架桥机尾部，架桥部分完成架桥的任务。
架桥机在已架设好的PC轨道梁上运行，架桥机上的转向架完成行走功能，行走到位后，支腿支撑好，以保证架桥安全，并把施工载荷传至桥墩上。机臂从架桥部分向前伸出至前方墩台上，由于曲线半径和纵坡的原因，机臂可通过左右摆头，上下点头，合理准确的支撑在前方桥墩上。运梁车与架桥机对接后，PC轨道梁被拖至架桥机的车体内，先由1号吊梁小车吊梁向前移动，然后两台吊梁小车同时吊梁前移；到位后，两台吊梁小车同时下落，将PC轨道梁调整到位。
本发明已在重庆轻轨建设中成功使用，证实具有以下优点1、满足各种地形的运架施工，包括隧道及车站内、山地、高架桥上的施工；2、不影响既有交通，无需拆迁，环保性能好；3、施工方便且费用低，每片梁的运架费用仅为国外其它方法的二十分之一；4、工效率高，基本能达到每片梁3小时的理论效率，比汽车起重机方法效率高一倍多。
图1A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K本发明施工过程示意2本设备架桥机结构示意3A、B、C转向架结构主视图，左视图，俯视4A、B、C1号柱结构主视图、左视图、局部视5A、B2号柱结构主视图、左视6A、B吊梁小车结构主视图、左视70号柱结构示意8A、B拖梁机构结构主视图、俯视9支腿结构示意10架桥机液压系统示意11A、B本发明运梁车结构主视图、右视12A、B托梁小车结构主视图、左视13运梁车液压系统示意图具体实施方式
本发明的设备由架桥机、运梁车组成，两部分通过拖梁小车轨道连成一体。
参照图3，转向架由走行轮组16、导向轮组17、稳定轮组18、芯盘19、旁承油缸20、均衡架21、油马达22、调整螺杆23等组成。均衡架21两侧装有走行轮组16、导向轮组17、稳定轮组18及油马达22。芯盘19由上、下芯盘构成，上均衡架中部的下芯盘与车体的上芯盘联接，芯盘两侧的均衡梁上各装有一套旁承油缸20，每台转向架装有两套减速机、制动器及液压马达。芯盘19允许车体相对转向架自由摆动，但不允许纵向横向移动。
两个走行轮组与下均衡架组成一套独立的行走系，上均衡架将两个行走系连结成转向架。每个走行轮组装有四只φ540mm的实心轮胎，实心胎具有较大的承载力及较小的外行尺寸，不会爆胎且使用寿命长，具有很好的安全性，适应低速重载走行。每台转向架装有两套减速机、制动器及液压马达，在任何情况下均能保证有足够的驱动扭矩、制动扭矩及合理的行走速度。制动系统为液压制动，液压马达驱动时制动器打开，无压力油时，本设备可安全可靠地停放在坡道及任何地段上，制动系统有足够的制安全系数。导向轮组17与稳定轮组18装在下均衡架的两侧，可由车架内的丝杆调整导向轮、稳定轮与PC梁间的正压力，当本发明设备在线路上装拆时，可利用调整螺杆23张开导向轮，稳定轮，提起转向架；满足运架设备可在任何地段装拆。
上均衡架中部装有下芯盘，下芯盘与车体的上芯盘联接，芯盘仅承受牵引及制动力；芯盘两侧的均衡梁上各装有一套旁承油缸，液压旁承为承载结构，同时与芯盘组成平衡体系，保证通过曲线时车体处于横向水平状态。转向架为下承式结构，最大限度地降低了架桥机及运梁车的重心高度。
机臂安装在1、2号柱上方，机臂设计成II型，两侧上下设有耳梁，机臂上耳梁悬挂在1号柱的转动托轮组24上，下耳梁为吊梁小车走行轨道。机臂的尾部用螺栓联接有两台拖动两台吊梁小车在机臂上走行的链传动拖拉机构9，拖拉装置为封闭式链驱动机构，两套机构的链条分别和两台小车相连。2号柱上有横移机构、滑块。机臂与1号柱固定时，两台拖拉机构9拖动两台吊梁小车在机臂下耳梁上走行；当两台小车与2号柱固定时，拖拉装置可拖动吊梁小车在较大坡度的机臂上行走，此时，机臂解除约束，机臂沿1、2号柱伸缩，拖拉机构可拖动机臂前后伸缩。2号柱上的横移机构驱动滑块带着机臂绕1号柱转盘摆动，实现机臂摆头。
参照图4，1号柱安装在车体前端，它由托轮组24、转盘25、固定柱26、升降油缸27、伸缩柱28等组成。托轮组24与转盘25的盘芯轴联结，可与柱体相对摆动。机臂可悬挂在托轮组上前后移动，当机臂左右摆头时，托轮组可绕转盘摆动，架梁作业时伸缩柱28用销轴锁死，确保作业安全。1号柱为刚性很好的门式结构，保证架梁时的支撑稳定；由于与车体用螺栓联接，具有良好的可拆性，因此本发明设备可在PC梁上装拆。
参照图5，2号柱安装在车体上，位于1号柱的后方，它由托轮组29、横梁30、伸缩柱31`、横移机构32、滑块33、固定柱34等组成。1号、2号柱共同支撑机臂，允许机臂在其中自由伸缩，并把上部自重及吊梁的载荷传递给车体。2号柱与1号柱升降机构协同作业，可实现机臂升降。托轮组29安装在滑块上，在横移机构驱动下，相对横梁滑动，从而带动机臂摆动。
参照图7，0号柱安装在机臂最前端，分上、下两部分，上部为由外柱体42、内柱体43组成的伸缩套筒，其中安装有丝杆伸缩机构44，下部为加长柱。在本发明设备自行纵移和架设最后一孔梁作业工况时，拆除0号加长柱4。作业时0号柱支撑在垫石两侧墩台上。0号加长柱4设置的目的，就是当机臂回缩时将机臂临时支撑在车体上，临时支柱结构简单，重量轻，不借助其它设备人工可以装拆。
参照图6A、B，吊梁小车由小车架、定滑轮组、横移机构、滚筒架、电动滚筒、动滑轮组、吊梁扁担组成。小车架35上有装电动滚筒39的滚筒架38、横移机构37，下有定滑轮组36、动滑轮组40、吊梁扁担41。吊梁小车安装在机臂上，机臂的下横梁为两台吊梁小车的走行轨道。小车架上安装有滚动移运器，移运器有很大的承载能力、较小的结构尺寸和摩擦阻力，吊梁小车可轻便地吊梁在机臂下耳梁上行走。小车架35下设滑板，滑板与小车架可相对滑动，滑板的前后各装一套丝杆横移机构，当驱动丝杆横移机构时，滑板、滚筒、动滑轮组、定滑轮组同时横移，满足落梁调整要求。
参照图8，拖梁机构主要由链轮组45、主动链轮组46、减速机驱动机构47等组成。拖梁机构的机架联接在车体中部的横梁上。同机臂上拖拉装置一样，拖梁机构为封闭式链传动，通过设在架桥机最前端的链轮拖动运梁车上的托梁小车，将托梁小车及PC梁一齐拖至架桥部分的前端，设在运梁部分上的拖梁机构也与托梁小车联接，一收一放，安全可靠，防止下坡时托梁小车带梁溜动。
参照图9，支腿由内筒体48、外筒体49、伸缩及斜撑油缸50组成。支腿分左支腿和右支腿(见图8)，分别安装在车体前段的横梁上；由于支腿施工时承受很大载荷，因此横梁和联接都较牢固。支腿安装在车体前端，架梁时支腿支撑在墩台上，将施工荷载直接传递到墩台。支腿设计成横向可调整结构，伸缩及斜撑油缸50承受荷载，油缸外的伸缩套承受弯矩。伸缩及斜撑油缸50油缸上装有液压锁，保证其架梁安全。
参照图10，液压系统分布在架桥部分的各个部位，主泵站安装在车体上，其它执行元件分布在相关的机构中，通过液压管及阀件将其联接成一完整系统。
架桥部分的液压系统由两个独立的子系统组成。其中一个子系统用于架桥机的走行机构，实现整机的走行功能，此子系统是由一个变量泵和四个定量马达组成的闭式系统，系统额定压力25Mpa，通过改变油泵和马达的排量，可调整整机的运行速度，以适应不同的线路状况。另一个子系统用于架桥机的工作机构，完成架桥机立柱升降、支腿伸缩、机臂摆动等动作，该系统为开式系统，额定压力21Mpa。通过控制换向阀，可分别完成上述动作。
运梁部分由柴油发动机油泵组51、液压系统52、托梁小车53、车体54、操纵室55、电气系统、拖梁机构9、转向架10等组成。车体54为安装平台，液压系统52安装在车体54两侧，拖梁机构固定在车体中部横梁上，柴油机油泵组51安装在车尾部，操纵室放在车体的前端，电气系统布置在操纵室内，前后转向架10通过芯盘与车体横梁连接。拖梁小车在车体54内轨道上可前后移动。柴油机泵组安装在车体的后端，并加安全防护罩。发动机直接驱动油泵，省出大功率发电机及电动机、减小运梁车的自重。
运梁部分转向架与架桥部分基本一致，但驱动油驱由重量改为变量马达，以满足重车和空车时的速度更大变化。
运梁部分的车体与架桥机车体结构类似，其高度、截面开头基本一致。拖梁时，过度轨道将运梁部与架桥部分连接成一体，运梁车上的托梁小车支承PC轨道梁被拖入架桥部分。车体上平面辅设花纹钢板，施工人员可安全地在上行走，车体上安装有柴油发动机、液压泵站和操作室。运梁车车体中部为凹槽，PC梁两端的支座与拖梁小车在高度上重叠。最大限度降低了运梁时的重心高度。
拖梁小车安装在车体上，为PC轨道梁支承行走装置，可在运梁车、架桥机车体上的轨道上行走，也可随时移出车体。托梁小车分上中下3层，下层为运行小车56，中部为滑台57，滑台通过丝杆可与下层运行小车56相对左右滑动，调整PC轨道梁与车体之间的相对位置，以保证运梁时的施工荷载满足要求。上部为转台58，拖曲线拖梁时，转台与小车滑台产生相对转动以满足拖曲线拖梁的要求。梁片通过锁紧螺杆59与运行小车固定，确保安全。由于PC梁的重心较高，因此，托梁小车上设有压梁扁担，压梁扁担固定住PC轨道梁，保证运梁的安全。
运梁部分的液压系统见图13，主液压系统用于为走行机构提供动力，它是由一个变量泵和四个变量马达组成的闭式回路，系统额定压力25MPa，改变泵的排量或改变马达的排量，都可调整运梁车的运行速度，调速范围大，完全可以满足重载与轻载时速度的变化要求，并适应不同的线路状况，运梁车上另有一套开式液压回路为旁承油缸提供动力。
权利要求
1.轻轨交通PC轨道梁运架设备，其特征在于由架桥机、运梁车组成，两部分通过拖梁小车轨道连成一体，车体(7)为安装平台，由支腿(2)支撑，柴油发电机组(8)、液压系统(15)安装在车体平面的支架上，上下升降的1号柱(14)、2号柱(11)的柱根与车体焊为一体，电气系统(12)的主柜布置在司机室(13)内，司机室安装在车体左侧前部，两台转向架(10)分别装在车体的前后端，转向架上的中心芯盘与车体横梁固定芯盘间浮动连接，机臂(1)安装在1、2号柱上方，拖拉装置(9)安装在机臂尾部，吊梁小车(5)、(6)安装在机臂上，通过链轮、链条驱动机臂前伸后退，0号柱(3)、0号加长柱(4)安装在机臂前端，运梁车的车体(54)为安装平台，液压系统(52)安装在车体(54)两侧，拖梁机构(9)、(10)固定在车体中部横梁上，柴油机油泵组(51)安装在车尾部，操纵室在车体的前端，电气系统布置在操纵室内，前后转向架(10)通过芯盘与车体横梁连接。
2.根据权利要求1所述的运架设备，其特征在于均衡架(21)两侧装有走行轮组(16)、导向轮组(17)、稳定轮组(18)及油马达(22)，均衡架芯盘(19)通过上芯盘与车体横梁联接，芯盘两侧的均衡梁上各装有一套旁承油缸(20)，每台转向架装有两套减速机、制动器及液压马达。
3.根据权利要求1所述的运架设备，其特征在于机臂安装在1、2号柱上方，机臂设计成II型，两侧上下设有耳梁，机臂上耳梁悬挂在1号柱的转动托轮组装置上，下耳梁为吊梁小车走行轨道，机臂的尾部装有两台拖动两台吊梁小车在机臂上走行的链传动拖拉机构(9)，2号柱上有横移机构、滑块。
4.根据权利要求1所述的运架设备，其特征在1号柱由托轮组(24)、转盘(25)、固定柱(26)、升降油缸(27)、伸缩柱(28)组成
5.根据权利要求1所述的运架设备，其特征在于2号柱由托轮组(29)、横梁(30)、伸缩柱(31)、横移机构(32)、转盘滑块(33)、固定柱(34)组成。
6.根据权利要求1所述的运架设备，其特征在于0号柱分上、下两部分，上部为由外柱体(42)、内柱体(43)组成的伸缩套筒，其中安装有丝杆伸缩机构(44)，下部为加长柱。
7.根据权利要求1所述的运架设备，其特征在于吊梁小车由小车架、定滑轮组、横移机构、滚筒架、电动滚筒、动滑轮组、吊梁扁担组成，小车架(35)上有装电动滚筒(39)的滚筒架(38)、横移机构(37)，下有定滑轮组(36)、动滑轮组(40)、吊梁扁担(41)，机臂的下横梁为两台吊梁小车的走行轨道，小车架上安装有滚动移运器，小车架(35)下设滑板，滑板与小车架相对滑动，滑板的前后各装一套丝杆横移机构。
8.根据权利要求1所述的运架设备，其特征在于支腿由内筒体(48)、外筒体(49)、伸缩及斜撑油缸(50)组成，支腿分左支腿和右支腿，分别安装在车体前段的横梁上。
9.轻轨交通PC轨道梁施工方法，其特征在于其具体工作步骤为a、通过汽车将PC轨道梁从制梁场地运至架运梁基地，b、由基地龙门吊车将PC轨道梁吊装至运梁车上，c、将PC轨道梁固定在运梁车的拖梁小车上，并将拖梁小车与运梁车固定，d、运梁车骑跨在已架PC轨道梁上，将待架PC轨道梁从运梁基地运到架桥机尾部，e、运梁车与架桥机对接，将PC轨道梁从运梁车拖至架桥机上，f、由架桥机1、2号吊梁小车吊梁前移，到位后，通过两台吊梁小车上的四个吊点调节PC轨道梁的倾角，将其准确地落放在桥墩上，g、由钢楔块调整PC轨道梁的空间位置，然后由锚杆螺栓固定，h、固定好后的PC轨道梁再作为运行轨道，重复下一循环的施工。
全文摘要
轻轨交通PC轨道梁运架设备及施工方法，涉及一种轻轨交通PC轨道梁运架的设备及施工方法，主要应用于城市交通轻轨系统建设中PC轨道梁的运输及架设。设备由架桥机、运梁车组成。架桥机由车体、拖拉机构、转向架、2号柱、吊梁小车、0号柱等组成。运梁车由托梁小车、车体、拖梁机构等组成。施工方法是先将PC轨道梁运至运梁基地，将PC轨道梁固定在运梁车的拖梁小车上，运梁车将PC轨道梁运到架桥施工点，运梁车与架桥机对接，PC轨道梁从运梁车拖至架桥机上的吊梁位置，架桥部分实施架桥。本发明能满足各种地形的PC轨道梁运架施工，包括隧道及车站内、山地、高架桥上的施工；不影响既有交通，无需拆迁；环保性能好，施工方便且费用低，施工效率高。
文档编号E01D21/06GK1514066SQ0311906
公开日2004年7月21日 申请日期2003年5月13日 优先权日2003年5月13日
发明者张智莹, 唐智奋 申请人:中铁工程机械研究设计院