专利名称：铁路架桥机的支腿系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种桥梁施工设备，特别涉及一种能够架设高速铁路单线桥梁并 能够整机通过单线隧道的机器猫式铁路架桥机的仿生支腿系统。
背景技术：
高速铁路单线线路上常有桥隧相连或桥隧相隔的情况，所以，当架桥机架完当前 一座桥而要去架设下一座桥梁时，中间往往需要通过一座或一座以上隧道。但是，架桥机的 机身断面几乎无一例外总是超过隧道的断面尺寸，一直以来要使架桥机通过隧道，不外乎 采用如下三种方法其一是对架桥机全部解体，散运通过隧道后到下一个架桥工地重新组 装起来；其二是对架桥机部分解体运输，通过隧道后到下一个架桥工地再把被拆卸的部分 组装回到主体部分；其三是完全不解体，“整机”过隧道。但这个“整机”其实是变相的整机， 其需要附加许多机构并需要若干其他大型起重机械设备予以许多协助，才能够实现。过隧 道后复原时同样需要原先的起重机械来帮忙。可见，迄今为止，国内外对架桥机过隧道的问 题一直没能得到很好的解决。
发明内容本实用新型的目的就是为了解决铁路架桥机能够以真正整机的形式顺利通过隧 道和快速复原而无需任何外部起重机械设备的协助问题而提供一种铁路架桥机的支腿系 统。本实用新型的目的可通过下述机构和技术措施来实现。本实用新型的仿生支腿系统包括与架桥机主梁系统相结合的后支腿，前支腿，辅 支腿，前、后液压支架；a、所述后支腿是一个可以上下伸缩和转身90°使左右收身变窄的可调式矩形刚 架结构件；所述后支腿包括对称设置的左右立柱、下横梁和上横梁，其中立柱是由三节套 柱组成，且内外套柱节段之间由长销轴连接；下横梁为中间断开式结构，两段间通过水平设 置的耳板和销轴连接，该下横梁支承在架桥机纵移台车之上并相铰接；上横梁与架桥机左 右侧箱形主梁正交固接，且在毗邻两主梁外侧处将上横梁断开而代之以一对竖向转枢连接 构件与左右立柱相结合，该竖向转枢连接构件的转轴是由双头螺柱构成；在后支腿的左右 立柱上端设有用来提升或下放套柱节段电动拉链葫芦，以及用于驱动后支腿相对于架桥机 主梁作90°转身动作的推拉油缸；b、所述前支腿为一个可以弯腿和翘起来的门架结构；它包括由两根上立柱和一个 桁架门楣组成的上门架，和两根与上门架之间采用法兰连接的下立柱；在桁架门楣两端部 对称安装有左、右两个用来将下立柱向上折起来的电动拉链葫芦；所述前支腿上端通过耳 板销式铰接头与架桥机主梁下盖板连接耳板相结合；在两根上立柱各设置有一用来将构成 前支腿的整个门架折起、并使之贴靠架桥机主梁的下盖板的电动拉链葫芦；C、所述辅支腿包括上横梁支撑在上横梁下方的左右两根三节套柱式立柱位于立
3柱下方的行走机构；组成三节套柱式立柱的各套柱节段之间采用长销轴连接，销轴孔沿立 柱轴向连续均勻排列；立柱与上横梁之间通过法兰接头相结合，其上下法兰接头上设有耳 板_销轴式挂板机构；在上横梁与行走机构之间还设置有两根用来顶高或降低立柱高度的 伸缩油缸；在上横梁两端各设置有一用于将辅支腿拉起而成水平状态的电动拉链葫芦；d、所述前、后液压支架均是由四节套柱式长立柱和四节套柱式短立柱组成，且柱 节内外套柱之间用销轴连接，柱顶与架桥机主梁底板之间用铰座连接；所述长立柱和短立 柱之间通过横杆以及连接销轴相连接，在长立柱和短立柱的下端设置有用于安装顶升油缸 的下垫梁，安装在下垫梁上的顶升油缸的上端通过可拆卸的两节套柱式接长伸缩中间柱与 架桥机主梁底板相结合；在架桥机主梁的相应位置处安装有分别作为长立柱和短立柱折起 或放下之用的电动拉链葫芦。本实用新型中所述后支腿中的双头螺柱是在左右及上、下耳板处各设一组，每组 若干根，圆环形排列，而处于圆环中心的上层和下层螺柱为同轴设置，作为竖向转枢连接构 件的转轴之用。本实用新型中所述前、后液压支架中的两节套柱式接长伸缩中间柱的下端架放在 顶升油缸的上端，其上端支承在架桥机主梁底板上，并通过连接杆件和铰轴与架桥机主梁 底板相结合。所述前、后液压支架中的长立柱和短立柱之间通过以斜置方式和水平方式设置的 若干横杆以及连接销轴相连接。与现有的技术相比，本实用新型的有益效果如下1、本实用新型采用仿生学原理，使架桥机的后支腿，前支腿，辅支腿，前、后液压支 架在通过隧道能够像山猫窜过洞孔那样，一缩腿、一收身、一猫腰就窜过去了，而无需任何 外力的协助。也就是说使该架桥机无需借用任何外部起重机械设备的协助，完全能够以独 立自助的方式完成降低整机高度、缩窄整机断面，使整机能够完整地在运梁车的驮运下通 畅无阻地顺利通过隧道；到了下一个架桥工地，该架桥机又能够以独立自助的方式逆向复 原，迅速回到实际架梁状态。特别是，在这个全过程架桥机上全部动力系统、液压系统、电气 系统和机械系统均可照常运转而不中断，这就给架桥机以独立自助方式过隧道和快速逆向 复原操作提供了保障；2)自采用了本实用新型的架桥机不仅可大量节省辅助的机具和大型设备，减少了 过隧道前的准备工作、过隧道后架桥机的复原工作的劳动强度、人工、时间和资金，对加快 架梁施工进度，对提高架桥机的利用周转率均有特别意义。
图1为本实用新型的总图，图中示出了本实用新型的组成及其在该架桥机中的分 布，图中所示后支腿(1)、前支腿(2)、辅支腿(3)、前、后液压支架(4)即构成了本实用新 型_仿生支腿系统，图中I为运粮车、II为主梁系统、III为下导梁系统。图1-1是后支腿结构图。图1-2是前支腿结构图。图1-3是辅支腿结构图。图 1-4是辅支腿中立柱(3b)与上横梁(3a)之间通过法兰接头(3e)相结合的结构图。图1_5 是图1-4的A-A剖视图。图2、图2-1分别是本实用新型机的器猫式铁路架桥机过隧道的纵断面和横断面状态图。图3、图3-1、图3-2和图4、图4_1分别是本实用新型机的器猫式铁路架桥机过隧 道实施步骤图。其中图3表示架桥机正在架一座桥的末孔梁；图3-1表示架桥机已将混凝 土梁落下就位，准备过隧道的第一步运梁车退出架桥机尾部，前、后液压支架(4)翻下来 并支立好，起顶吃力，使后支腿(1)、前支腿(2)、辅支腿(3)全部悬空不吃力；图3-2表示后 支腿⑴已经缩起并向前旋转90度，即其断面已压低和缩窄，前支腿⑵和辅支腿(3)已经 折起成水平状态，运梁车驶进架桥机的腹内就位；图4表示前、后液压支架(4)已逐步下降， 直到架桥机主梁搁置到运梁车的垫梁上，再利用主梁前悬臂梁上原有的两台小型天车将下 导梁吊起并绑好固定；图4-1表示前、后液压支架(4)继续适当下降，即做猫腰动作，直至把 架桥机的重量确实已完全转移到运梁车上，接着支架(4)适当缩起离开地面，使运梁车可 以驮着架桥机整机顺利过隧道。图5是后支腿的主视图。图5-1是图5的A向视图。图5_2是后支腿处于收缩状 态示意图，图5-3示图5-2的B向视图。图6是后支腿中下横梁处于中间断开状态、并作90°旋转后的结构图。图6-1是 图6的A向视图。图6-2是图6的B向视图。图7是后支腿、后液压支架均处于缩腿状态时的结构示图。图7-1是图7的B向 视图。图8是前、后液压支架处于全伸状态结构图。图8-1是图8的侧视图。图8-2是 液压支架处于全缩状态时的结构图。图8-3是液压支架处于折起状态时的结构图。
具体实施方式
本实用新型以下将结合实施例(附图)作进一步描述。如图1所示，本实用新型机器猫式铁路架桥机的仿生支腿系统包括与架桥机主 梁系统相结合的后支腿1 (参见图1-1)，前支腿2 (参见图1-2)，辅支腿3 (参见图1-3、图 1-4)，前、后液压支架4 (参见图8)。如图5、图5-1、图5-2、图5-3、图6、图6-1、图6-2、图7、图7-1所示，所述后支腿
1是一个可以上下伸缩和左右收身变窄(转身90度)的可调式矩形刚架结构，包括对称设 置的左右立柱5、下横梁6和上横梁7，其中三节套柱式立柱5 (左右各一)，内外套柱节段 之间由长销轴5a连接；下横梁6为中间断开而由一对水平耳板销式连接构件，该耳板销式 连接构件由三个竖向销轴9连接，下横梁6系支承在架桥机纵移台车10之上并相铰接；上 横梁7与架桥机左右侧箱形主梁正交固接，而在毗邻两主梁外侧处将上横梁7断开而代之 以一对竖向转枢连接构件，该竖向转枢连接构件的转轴是由双头螺柱8构成，由图5、图6对 照可见，双头螺柱8是在左右及上、下耳板处各设一组，每组五根，圆环形排列，而处于圆环 中心的上层和下层螺柱必须同轴，即当周围四对(上下为一对)螺柱被拔掉后，剩下中心那 一对(上、下成对)就变成转轴了，它是专为后支腿1转身90°之用，但当架梁工况时，全部 双头螺柱必须装满。由图6、图6-1、图6-2所示可见，后支腿1之左右立柱5上端设有电动 拉链葫芦11用来提升或下放套柱节段，12为推拉油缸，负责后支腿1转身90°的动作。如图1-2所示，所述前支腿2为一个可以弯腿和翘起来的门架结构；它包括由两根 上立柱和一个桁架门楣组成的上门架2a，和两根与上门架之间采用法兰连接的下立柱2b ；在桁架门楣两端部对称安装有左、右两个用来将下立柱2b向上折起来(即弯腿动作)的电 动拉链葫芦2c ；所述前支腿2上端通过耳板销式铰接头2d与架桥机主梁下盖板连接耳板 相结合；在两根上立柱各设置有一用来将构成前支腿2的整个门架折起、并使之贴靠架桥 机主梁的下盖板的电动拉链葫芦2e ；(即翘腿动作)；(在实施弯腿动作之前，须将上下立 柱之间的法兰螺栓卸掉，使设在上下法兰接头上的耳板-销轴式挂板起作用。如图1-3所示，所述辅支腿3包括上横梁3a支撑在上横梁下方的左右两根三节套 柱式立柱3b位于立柱下方的行走机构3d ；组成三节套柱式立柱3b的各套柱节段之间采用 长销轴连接，销轴孔沿立柱轴向连续均勻排列，孔间距为200mm，这是为了方便适应各种实 际高度要求的需要；立柱3b与上横梁3a之间通过法兰接头3e相结合，其上下法兰接头上 设有耳板3g-销轴式挂板机构；在上横梁3a与行走机构3d之间还设置有两根用来顶高或 降低立柱3b高度的伸缩油缸3c ；在上横梁3a两端各设置有一用于将辅支腿拉起而成水平 状态的电动拉链葫芦3f ；辅支腿的行走机构3d可沿着下导梁顶面轨道行走，还可以通过反 挂轮机构将下导梁吊挂承托起来；当需要将辅支腿3整个结构通过电动拉链葫芦3f拉起而 成水平状态时，就需卸去法兰螺栓而使挂板起作用，此时辅支腿3之两根立柱3b即可绕挂 板的销轴旋转，如图1-4、图1-5中3e构造图所示。如图8、图8-1、图8-2、图8-3所示，所述前、后液压支架4均是由四节套柱式长立 柱13和四节套柱式短立柱14组成，且柱节内外套柱之间用销轴连接，柱顶与架桥机主梁 底板之间用铰座连接；所述长立柱13和短立柱14之间通过横杆15以及连接销轴相连接 (是为了便于拆装)，在长立柱13和短立柱14的下端设置有用于安装顶升油缸17的下垫 梁16 (并兼长立柱13与短立柱14之间下端的横联梁)，安装在下垫梁16上的顶升油缸17 的上端通过可拆卸的两节套柱式接长伸缩中间柱18与架桥机主梁底板相结合；在架桥机 主梁的相应位置处(架桥机主梁后端)安装有分别作为长立柱13和短立柱14折起或放下 之用的电动拉链葫芦19、20 ；所述短立柱的构造与长立柱13相同，所不同之处在于短立柱 的最上节套柱的长度小于长立柱最上节套柱的长度，这是为了翘起成水平状态时，各立柱 互不相碰，如图1总图前、后端所示；所述的两节套柱式接长伸缩中间柱18的下端架放在顶 升油缸17的上端，其上端支承在架桥机主梁底板上，并通过连接杆件和铰轴与架桥机主梁 底板相结合；所述的长立柱13和短立柱14之间通过以斜置方式和水平方式设置的若干横 杆15以及连接销轴相连接。图8-2、图8-3为液压支架4的折起状态，由全伸状态过渡到全缩状态，是通过立柱 13、14、18及油缸17的有序组合和套柱节段长度的级数式设计，一节一节、一步一步(步长 可取为400mm)地下降，最终可达到所指定的最低高度，注意各套柱销孔系沿柱轴方向连续 均勻排列，间距为200mm。本实用新型通过后支腿1 (参见图1-1)，前支腿2 (参见图1-2)，辅支腿3 (参见图 1-3、图1-4、图1-5)，前、后液压支架4 (参见图8)的设置为架桥机配备了仿生支腿，并以它 们之间的有序和科学的自助动作配合，使该架桥机驮运在运梁车之上之后，其总高度和总 宽度均在隧道通过限界之内，故可真正以整机形式顺利通过隧道。到达下一个架梁工地后， 又可以完全独立自助的方式快速复原。本实用新型的工作原理如下如图5、图5-1所示，后液压支架4已经处于全伸状态并已支立好；矩形后支腿1套柱连接长销轴5a及下横梁之竖向连接销轴9可以拔除，并利用电动拉链葫芦11将下横梁 6提起，然后在套柱5上端重新插入长销轴5a以便锁住。由图6、图6-1可见，后支腿1之上横梁7左右两端双头螺柱8，周围者被已卸去， 只剩中心者作为转轴，并开动推拉油缸12已将左右套柱5各朝架桥机的前进方向分别推转 了 90度，达到将后支腿1的横断面收身缩窄的目的。注意图中所示运梁车已经驶入到架桥 机腹内停靠。由图7所示可知，通过前、后液压支架4交替逐节下降动作已将架桥机主梁全部搁 置在运梁车上，后支腿1之走行台车10已悬起离开桥面，液压支架4也已自助缩起离开桥 面，图中所示为架桥机完全被运梁车驮住的状态。以下对架桥机由架梁状态过渡到过隧道状态的具体实施方式
进行说明。图3所示为架桥机按正常的程序架某座桥最后一孔梁的情况，注意这时前、后液 压支架4系处于翘起状态，后支腿1支立在已架梁前端，前支腿2支立在桥台胸墙上，辅支 腿3已收起少许，下导梁已纵移到桥头线路上。图3-1所示为末孔梁已落下，运梁车退出架桥机尾部，腾出作业空间，前、后液压 支架4已翻下来，安装好联结系15及底部油缸垫梁16，将前、后液压支架4按所指定的一层 套柱的连接销轴拔出，使该层内外套柱可相对自由滑动，油缸起顶200mm后再插入销轴，即 可使后支腿1及前支腿2悬空离开地面不吃力。图3-2所示为架桥机在前、后液压支架4支承下，先对后支腿1实施缩起及向前方 旋转90度的操作，再利用电动拉链葫芦2e将前支腿2折起来成水平状态，接着利用电动拉 链葫芦3f将辅支腿3折起来成水平状态，然后将运梁车驶入架桥机腹内在指定的点位停罪。图4所示为前、后液压支架4交替地按分层分步的程序逐渐平稳下降，步长一般可 取400mm，即在对应层套柱中拔出连接销轴至插入连接销轴之间隔亦即油缸的缩进行程为 400mm。图中所示为初步下降到位。架桥机主梁已搁置到运梁车的垫梁上。接着利用架桥 机主梁前悬臂梁上原有的两台小型天车(原为架梁工况时运送下导梁之用者)将下导梁吊 起离开地面，并捆绑好固定之。图4-1所示为前、后液压支架4继续适当下降，直至把架桥机的重量确实已完全转 移到运梁车上，然后支架4油缸17在空载下再适当缩起，使支架4离开地面，运梁车就可以 驮着架桥机顺利通过隧道了 ！在此还需补充说明，如图8-2所示前、后液压支架4要下降到最低位置(即全缩状 态)时，其中还需要增加一道工序，即把油缸17的接长套柱18上端的法兰螺栓卸掉，再将 套柱18移到旁边与套柱13挂连起来，如此才能够达到全缩的最低高度。而要将支架4翘 起成水平状态时(见图8-3)，还需要将联结系15及油缸下垫梁16拆除，此时油缸17将成 自主独立状态，可另行存置。最后，当架桥机被驮运至下一座桥的桥头准备架首孔梁时，则可很容易地按以上 所述程序的逆向程序操作，把架桥机恢复到如图1所示总图状态，不再赘述。
权利要求一种铁路架桥机支腿系统，其特征在于所述支腿系统包括与架桥机主梁系统相结合的后支腿(1)，前支腿(2)，辅支腿(3)，前、后液压支架(4)；a、所述后支腿(1)是一个可以上下伸缩和转身90°使左右收身变窄的可调式矩形刚架结构件；所述后支腿(1)包括对称设置的左右立柱(5)、下横梁(6)和上横梁(7)，其中立柱(5)是由三节套柱组成，且内外套柱节段之间由长销轴(5a)连接；下横梁(6)为中间断开式结构，两段间通过水平设置的耳板和销轴(9)连接，该下横梁(6)支承在架桥机纵移台车(10)之上并相铰接；上横梁(7)与架桥机左右侧箱形主梁正交固接，且在毗邻两主梁外侧处将上横梁(7)断开而代之以一对竖向转枢连接构件与左右立柱(5)相结合，该竖向转枢连接构件的转轴是由双头螺柱(8)构成；在后支腿(1)的左右立柱(5)上端设有用来提升或下放套柱节段电动拉链葫芦(11)，以及用于驱动后支腿(1)相对于架桥机主梁作90°转身动作的推拉油缸(12)；b、所述前支腿(2)为一个可以弯腿和翘起来的门架结构；它包括由两根上立柱和一个桁架门楣组成的上门架(2a)，和两根与上门架之间采用法兰连接的下立柱(2b)；在桁架门楣两端部对称安装有左、右两个用来将下立柱(2b)向上折起来的电动拉链葫芦(2c)；所述前支腿(2)上端通过耳板销式铰接头(2d)与架桥机主梁下盖板连接耳板相结合；在两根上立柱各设置有一用来将构成前支腿(2)的整个门架折起、并使之贴靠架桥机主梁的下盖板的电动拉链葫芦(2e)；c、所述辅支腿(3)包括上横梁(3a)支撑在上横梁下方的左右两根三节套柱式立柱(3b)位于立柱下方的行走机构(3d)；组成三节套柱式立柱(3b)的各套柱节段之间采用长销轴连接，销轴孔沿立柱轴向连续均匀排列；立柱(3b)与上横梁(3a)之间通过法兰接头(3e)相结合，其上下法兰接头上设有耳板-销轴式挂板机构；在上横梁(3a)与行走机构(3d)之间还设置有两根用来顶高或降低立柱(3b)高度的伸缩油缸(3c)；在上横梁(3a)两端各设置有一用于将辅支腿拉起而成水平状态的电动拉链葫芦(3f)；d、所述前、后液压支架(4)均是由四节套柱式长立柱(13)和四节套柱式短立柱(14)组成，且柱节内外套柱之间用销轴连接，柱顶与架桥机主 梁底板之间用铰座连接；所述长立柱(13)和短立柱(14)之间通过横杆(15)以及连接销轴相连接，在长立柱(13)和短立柱(14)的下端设置有用于安装顶升油缸(17)的下垫梁(16)，安装在下垫梁(16)上的顶升油缸(17)的上端通过可拆卸的两节套柱式接长伸缩中间柱(18)与架桥机主梁底板相结合；在架桥机主梁的相应位置处安装有分别作为长立柱(13)和短立柱(14)折起或放下之用的电动拉链葫芦(19、20)。
2.根据权利要求1所述的仿生支腿系统，其特征在于所述后支腿(1)中的双头螺柱 (8)是在左右及上、下耳板处各设一组，每组若干根，圆环形排列，而处于圆环中心的上层和 下层螺柱为同轴设置，作为竖向转枢连接构件的转轴之用。
3.根据权利要求1所述的仿生支腿系统，其特征在于所述前、后液压支架(4)中的两 节套柱式接长伸缩中间柱(18)的下端架放在顶升油缸(17)的上端，其上端支承在架桥机 主梁底板上，并通过连接杆件和铰轴与架桥机主梁底板相结合。
4.根据权利要求1所述的仿生支腿系统，其特征在于所述前、后液压支架(4)中的长 立柱(13)和短立柱(14)之间通过以斜置方式和水平方式设置的若干横杆(15)以及连接 销轴相连接。
专利摘要一种铁路架桥机支腿系统，其特征在于所述支腿系统包括与架桥机主梁系统相结合的后支腿(1)，前支腿(2)，辅支腿(3)，前、后液压支架(4)；所述后支腿(1)是一个可以上下伸缩和转身90度使左右收身变窄的可调式矩形刚架结构件；所述前支腿(2)为一个可以弯腿和翘起来的门架结构；所述辅支腿(3)包括上横梁(3a)支撑在上横梁下方的左右两根三节套柱式立柱(3b)位于立柱下方的行走机构(3d)；所述前、后液压支架(4)均是由四节套柱式长立柱(13)、四节套柱式短立柱(14)、下垫梁(16)组成，在下垫梁(16)上安装有顶升油缸(17)的上端通过可拆卸的两节套柱式接长伸缩中间柱(18)与架桥机主梁底板相结合。
文档编号E01D21/00GK201635011SQ20092027672
公开日2010年11月17日 申请日期2009年12月10日 优先权日2009年12月10日
发明者代宇, 张志华, 景海州, 李淮, 苏春霞, 贾力锋, 陈变玲, 陈浩, 黄耀怡 申请人:郑州新大方重工科技有限公司