专利名称：用于桥梁维修护养的液压桁架式移动挂篮及其施工方法
技术领域：
本发明涉及一种桥梁维修护养设备，具体是指一种用于桥梁维修护养的液压桁架式移动挂篮，尤其是用于地处高跨及连续多跨的山区高速公路桥梁维修护养的液压桁架式移动挂篮，本发明同时还涉及该移动挂篮的施工方法。
背景技术：
混凝土梁底部或侧向裂缝，梁翼缘板横向及纵向裂缝，横隔板竖向及水平裂缝，翼缘板及横隔板处混凝土剥落、钢筋外露与锈蚀，桥梁支座老化、局部脱空及剪切变形等是高速公路桥梁常见的病害。随着国民经济及运输物流业的发展，桥梁在周期性荷载特别是严重超载等因素的影响下，势必会加速此类病害的产生和发展，这直接危及桥梁结构寿命与交通安全。对于桥梁支座病害的处理，传统采用枕木满布式支架法、整体顶升法、鞍形支架法等，但常常会受到桥下净空高度、桥梁跨径、桥下地质及水文状况或者盖梁尺寸及空间大小等因素的影响与限制。对于桥梁裂缝、混凝土剥落、露筋与锈蚀等病害，传统方法通常先搭建脚手架工作平台，进而对病害进行相应处理。但是对于山区高速公路连续多跨、高跨度、大跨度、跨越山谷的桥梁，长期以来，如何快速搭建病害处理工作平台对施工单位一直是一个很大的困扰， 大量的人力、物力及财力首先花费在了工作平台的搭建上。传统脚手架工作平台则存在搭建与拆装不便、周转速度慢、造价较高且安全隐患大等弊端，很大程度上限制了施工工效。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种用于桥梁维修护养的液压桁架式移动挂篮，该移动挂篮搭建快速，移动方便，并在能够在确保施工安全性的基础上实现桥梁病害的高效处理。本发明的这一目的通过如下技术方案来实现的一种用于桥梁维修护养的液压桁架式移动挂篮，包括支撑架、工作篮以及挂架，支撑架横向设置在桥梁下方，工作篮纵向安装在支撑架上，所述挂架包括配重机构和竖向设置的爬梯通道，所述的配重机构承托在桥梁防撞墙上，所述的爬梯通道位于桥梁外侧，爬梯通道的上端与配重机构连接，所述挂架在爬梯通道的下端设置安装平台，顶升油缸的底座铰接在安装平台上，所述支撑架的一端铰接在爬梯通道且高于安装平台的位置上；所述顶升油缸的活塞顶杆前端铰接在所述的支撑架上，所述顶升油缸的活塞顶杆顶升所述支撑架至水平状态后固定该支撑架的另一端，所述工作篮和支撑架构成挂篮的桁架式篮。所述挂架为一对，该对挂架左右对称设置，所述的每一个挂架均包括相同结构的配重机构和爬梯通道，所述支撑架的另一端在被顶升油缸顶升至水平状态后与另一个挂架的爬梯通道固定连接。本发明中，所述顶升油缸为电动液压油缸，液压力可控可调可锁定。本发明中，所述工作篮为滑动工作篮，工作篮具有脚轮，所述的支撑架具有与所述脚轮相配合的滑动钢槽，所述工作篮通过脚轮沿支撑架的滑动钢槽横向左右移动。本发明中，所述的配重机构包括横钢和配重筐，所述的横钢横跨桥梁的防撞墙，横钢的一端与配重筐连接，另一端与爬梯通道的上端连接，所述配重筐为钢架结构的筐体，配重筐位于桥梁的桥面路肩上，配重筐内盛装配重材料。本发明中，所述的配重机构为移动式配重机构，该配重机构还包括滑轮系，该滑轮系包括安装在配重筐下端承托在桥面上的桥面滑轮、安装在配重筐侧面伸出的槽钢上并且抵住防撞墙侧面的定位滑轮、以及安装在横钢中部承托在防撞墙顶面上的支点滑轮，所述滑轮系在外力作用下移动中能够带动挂篮整体沿桥梁纵向前后移动。本发明中，还包括升降可控的电动式扒杆吊吊装机构，该扒杆吊吊装机构包括底盘、撑臂、立柱、拉杆以及电动机、钢丝绳、滑轮，所述底盘锚接在横钢上，所述撑臂安装在立柱的顶端，撑臂斜向设置，所述拉杆也斜向设置，拉杆的一端锚接在立柱上，另一端锚接在横钢上，所述钢丝绳缠绕撑臂滑轮并下垂。本发明的目的之二是提供上述移动挂篮的施工方法。本发明的这一目的通过如下技术方案来实现的一种用于桥梁维修护养的液压桁架式移动挂篮的施工方法，通过承托在桥梁防撞墙上的配重机构，使得爬梯通道稳固位于桥梁外侧；在爬梯通道下端的安装平台上安装顶升油缸，支撑架一端铰接在爬梯通道的下部，位置高于安装平台；再通过顶升油缸顶升支撑架近端，支撑架在被顶升油缸顶升至水平状态后固定支撑架另一端，将工作篮纵向安装在支撑架滑动槽上，工作篮和支撑架构成挂篮的桁架式篮。本发明还在纵向工作篮两端设置有脚轮，脚轮安放在横向支撑架上的滑动槽内， 这样纵向工作篮滑动式安装在横向支撑架上，在作业人员自主操作下，工作篮可沿支撑架横向左右移动，方便维修作业人员能够维修护养桥梁下横向跨度范围内的病害。本发明还在所述配重机构上设置安装使整个挂蓝沿桥梁纵向前后移动的滑轮系。 滑轮系在外力作用下移动中能够带动挂篮整体沿桥梁纵向前后移动，方便维修作业人员能够维修护养桥梁下纵向跨度范围内的病害。与现有技术相比，本发明具有如下显著效果1)不受施工环境影响，适应性强本发明可在作业人员自主操作下，工作篮可沿支撑架横向左右移动；滑轮系在外力作用下移动中能够带动挂篮整体沿桥梁纵向前后移。通过上述整个挂篮纵向的前后移动和桥下桁架工作篮横向的左右移动，实现了桥梁同一跨度范围内的病害维修作业。如果需要移动至下一跨作业，只需要按照安装顺序倒拆至支撑架呈竖直状态即可转移到下一跨度。本发明完全不受桥下地貌、桥梁高度的限制，更不受桥下交通条件限制，与传统搭建脚手架的方法相比，特别是在交通不便的山区高速公路桥梁以及大跨多跨桥梁维修时更能体现其优越性。2)移动拆装方便，施工简便桥梁病害施工中，挂篮与桥面防撞墙、配重与防撞墙间均安装有移动滑轮，移动轻便，在桥梁纵向跨度较大的区段，不需要任何拆装就可以实现水平移动；在连续多跨桥梁中只需要按照安装顺序倒拆至支撑架呈竖直状态即可转移到下一跨度，速度之快与常规脚手架平台是无法比拟的。幻施工工效高，经济效益好与桥下搭设脚手架相比，设备构件简单，并可重复使用，装拆时间短，一次装拆约五天即可，装拆全在桥面进行，施工效率高，经济效益非常可观。4)安全度高组成整套设备的配重机构、扒杆吊吊装机构、爬梯通道、液压支撑架系统及滑动工作篮等部件均经过相关指标的验算，确保满足规范规定的强度、变形或稳定性要求，为整套系统提供了第一道安全保障。在施工前，对各部件进行调试，对不稳定因素进一步排除。施工中，爬梯通道、支撑架和工作篮都布设安全防护网和安全缆绳，扒杆吊为支撑架端部提供竖直向拉力，且支撑架两端与爬梯通道固定牢固。5)基本不影响桥面交通挂篮在桥面只占用路肩，整个施工过程都在桥下进行，除更换支座顶升帽梁需对车辆进行短暂限行外，其他病害处理作业均不影响正常交通。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明做进一步详细说明。图1为本发明液压桁架式移动挂篮安装在桥梁上的俯视图；图2为本发明液压桁架式移动挂篮安装在桥梁上的整体结构截面图；图3为本发明液压桁架式移动挂篮装有顶升油缸一侧的挂架安装在桥梁上的截面图；图4为本发明液压桁架式移动挂篮中顶升油缸、爬梯通道、支撑架以及工作篮的立体结构图，显示各个部件之间的位置关系和连接关系；图5为本发明液压桁架式移动挂篮中支撑架与工作篮的连接关系示意图；图6为本发明液压桁架式移动挂篮安装在桥梁上的仰视图，显示爬梯通道、支撑架以及工作篮的位置关系；图7为本发明液压桁架式移动挂篮中顶升油缸与支撑架的工作状态示意图，显示支撑架在各个状态时的位置；图8为本发明液压桁架式移动挂篮中支撑架的初始状态示意图；图9为图8的俯视图。附图标记说明1、安装平台；2、顶升油缸；3、爬梯通道；4、钢丝绳；5、斜支撑；6、撑臂；7、立柱；8、拉杆；9、配重筐；10、配重；11、支点滑轮；12、定位滑轮；13、桥面滑轮；14、防撞墙；15、桥面；16、支撑架；16a、转轴；16b、滑动钢槽；17、工作篮；17a、脚轮；18、横钢
具体实施例方式一种用于桥梁维修护养的液压桁架式移动挂篮，通过承托在桥梁防撞墙上的配重机构，使得爬梯通道稳固位于桥梁外侧；在爬梯通道的下端设置安装平台安装顶升油缸，安装平台与爬梯相垂直，与支撑架相平行；支撑架一端铰接在爬梯通道的下部，位置高于安装平台；再通过顶升油缸顶升支撑架离顶升油缸较近的这一端，即支撑架的近端，支撑架的另一端在被顶升油缸顶升至水平状态后固定在另一侧的爬梯通道上，将事先已用扒杆吊临时吊起的工作篮滑动式纵向安装在支撑架上，工作篮和支撑架构成挂篮的桁架式可移动篮； 在所述配重机构上设置安装使整个挂蓝沿桥梁纵向前后移动的滑轮系。本发明中的优先实施方式具体的结构如图1至图9所示，包括支撑架16、工作篮 17以及左右对称设置在桥的两侧的一对挂架，支撑架16横向设置在桥梁下方，工作篮17安装在支撑架16上，每一个挂架均包括结构相同的配重机构和竖向设置的爬梯通道3，配重机构以防撞墙为支点承托在桥梁上，爬梯通道3位于桥梁外侧，爬梯通道3的上端与配重机构连接，其中的一个挂架在爬梯通道3的下端设置安装顶升油缸2的安装平台1，安装平台 1与爬梯相垂直，与支撑架相平行；顶升油缸的底座铰接在安装平台上，顶升油缸2的活塞顶杠前端铰接在支撑架16上，顶升油缸2的顶杆顶住支撑架16，支撑架16的一端通过转轴 16a铰接在安装顶升油缸2的爬梯通道3上，且位置高于顶升油缸的安装平台；支撑架16整体在被顶升油缸2顶升至水平位置后，通过支撑架16另一端设置的另一转轴与另一个挂架的爬梯通道固定连接，工作篮17呈纵横交错状安装在支撑架16上，构成挂篮的桁架式“篮” 体。爬梯通道3为槽钢构成的钢结构框架，支撑架16的转轴16a固定安装在爬梯通道 3的两侧之间，与两侧的槽钢固定连接。顶升油缸顶2为电动液压顶升油缸，由电动油泵控制的，液压力可控可锁定。顶升油缸2通过顶升油缸固定平台1安装在爬梯通道3的下端， 顶升油缸固定平台1横向设置，与爬梯通道3相垂直。顶升油缸2在安装支撑架16的过程中使用，当支撑架16安装完毕后即可卸荷。上述设置一对结构相同的挂架的目的是为保证支撑架16在整个维修作业过程中的稳定性，当支撑架16被顶升油缸2顶升至水平状态后，支撑架16另外一侧仍通过转轴 16a与焊接在爬梯通道3上的槽钢固定连接在一起，此时这一对挂架主要为支撑架16的端部提供竖向支撑力，确保施工作业的安全性。当支撑架16梁端完全固定好后，顶升油缸2 就可以退出工作，支撑架16的支座反力完全由梁端的转轴16a来承担。在施工中，也可根据实际情况，只设置一个挂架，支撑架在顶升水平后，其另一端可用其它一些类似的支撑柱来固定。上述工作篮17纵向设置，纵向即沿桥身长度方向，工作篮17与横向设置的支撑架 16相垂直，工作篮17为滑动工作篮，工作篮17具有脚轮17a，支撑架16具有与脚轮17a相配合的滑动钢槽16b，工作篮17在外力作用下通过脚轮17a沿支撑架16的滑动钢槽16b横向左右移动。上述配重筐9由L50X3mm角钢焊接而成的“筐”，里面装满砂袋配重10。爬梯通道3起到一个传力“系”杆作用，将上部的配重机构和下部的“篮体”联系起来，主要有四条长6米的[80X43mm竖向槽钢和L50X3mm横向角钢拉结杆焊接而成，并与上部的横钢18 用d = 16mm的高强螺栓连接，与下部支撑架16通过Φ 50转动轴连接，爬梯通道同时也是作业人员的上下通道。工作篮17是由等边角钢L 50 X 3mm主纵向受力杆和L 40 X 3mm斜向拉结杆组合焊接而成，成为一个桁架式工作篮17。工作篮17事先已由扒杆吊吊起至爬梯的内侧位置，高度为不影响支撑架16的转动，为便于工作篮17在支撑架16上移动，在支撑架16上部的两道纵向贯通方管上焊接[50X32槽钢以作为工作篮17的滑动轨道，工作篮17的相应位置焊接钢片并安装滑轮装置。上述配重机构为移动式配重机构，配重机构包括横钢18、配重筐9和滑轮系，横钢 18横跨桥梁的防撞墙14，横钢18的一端与配重筐9连接，另一端与爬梯通道3的上端连接， 配重筐9为钢架结构的筐体，配重筐9位于桥梁的桥面15上，配重筐9内盛装配重10。滑轮系包括安装在配重筐9下端承托在桥面15上的桥面滑轮13、安装在配重筐9侧面伸出的槽钢上并且抵住防撞墙14侧面的定位滑轮12、以及安装在横钢18中部承托在防撞墙14顶面上的支点滑轮11，滑轮系在外力作用下移动中能够带动挂篮整体沿桥梁纵向前后移动。本实施例挂篮还可安装扒杆吊吊装机构，该扒杆吊吊装机构包括撑臂6、立柱7、 拉杆8以及钢丝绳4，立柱7竖直锚接在横钢18上，撑臂6安装在立柱7的顶端，撑臂6斜向设置，拉杆8也斜向设置，拉杆8的一端锚接在立柱7上，另一端锚接在横钢18上，钢丝绳4缠绕撑臂6并下垂，立柱7还具有斜向设置的用以增强立柱7整体抗倾覆稳定性的斜支撑5。扒杆吊吊装机构属于临时吊装系统，采用可控升降的电动扒杆吊，由正反转的电动机来驱动。主要为在支撑架16安装到位前，临时将工作篮17吊起在爬梯内侧，高度为不影响支撑架16转动之高度。同时为增强施工作业中支撑架16的稳定性，从扒杆吊处引拉钢丝绳4，在支撑架16转动成水平状态时，牵引着支撑架16的端部，给靠近支撑架16端部提供竖直向上的拉力。如图7所示，顶升油缸2与支撑架16的工作状态可分为初始状态、中间状态和最终状态三种情况，在初始状态，支撑架16与爬梯通道3位于同一条竖直线上，顶升油缸2平放在顶升油缸的安装平台1上，垂直于支撑架16，支撑架16端部铰接；在最终状态，支撑架 16处于水平位置，顶升油缸2与水平方向具有夹角，支撑架16与爬梯呈垂直状态。本实施例在施工时，在桥面15的同一侧间隔一定距离设置两套移动式配重机构， 两套移动式配重机构之间的距离是根据裂缝分布情况和桥梁跨度来确定的，一般为10 15m，这个距离也决定了工作篮17的长度；单套配重机构由单个的配重筐9、横钢18、竖向爬梯通道3、顶升油缸2、支撑架16等组成。施工前要确定配重10的合理载重，当未施加液压力时，支撑架16成竖直状态，被扒杆吊吊装机构临时吊起的工作篮17处于爬梯通道3内侧，支撑架16端部左侧位置通过一转轴16a与爬梯通道3上的槽钢横梁连接起来。当施加液压力过程中，支撑架16也逐渐过渡到水平位置，另一端的转轴16a与另一侧的爬梯通道3 固定在一起。当支撑架16固定稳固后，将临时吊起的工作篮17安装在支撑架16上，就可进行桥梁病害维修施工作业。施工中，装有脚轮17a的工作篮17可以沿支撑架16上的滑动钢槽16b横向左右移动，待桥面15纵向跨度范围内病害处理完毕后，移动桥上部分的配重机构，在滑轮系的作用下，整套液压桁架式移动挂篮系统可沿桥面15纵向前后移动，进而完成下一跨度范围的病害处理作业。桥上、桥下和桥侧面三个部分协同作用，实现了工作平台的快速安全搭建，由作业人员在工作篮17中实现桥梁病害的维修施工。本发明的上述实施例并不是对本发明保护范围的限定，本发明的实施方式不限于此，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，对本发明上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均应落在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种用于桥梁维修护养的液压桁架式移动挂篮，包括支撑架、工作篮以及挂架，支撑架横向设置在桥梁下方，工作篮纵向安装在横向支撑架上，其特征在于所述挂架包括配重机构和竖向的爬梯通道，所述的配重机构承托在桥梁防撞墙上，所述的爬梯通道位于桥梁外侧，爬梯通道的上端与配重机构连接，所述挂架在爬梯通道的下端设置有安装平台，顶升油缸的底座铰接在安装平台上，所述支撑架的一端铰接在爬梯通道上且位置高于顶升油缸的安装平台；所述顶升油缸的活塞顶杆前端铰接在所述的支撑架上，所述顶升油缸的活塞顶杆顶升所述支撑架至水平状态后固定支撑架的另一端，所述工作篮和支撑架构成挂篮的桁架式篮。
2.根据权利要求1所述的用于桥梁维修护养的液压桁架式移动挂篮，其特征在于所述挂架为一对，该对挂架左右对称设置，所述的每一个挂架均包括相同结构的配重机构和竖向爬梯通道，所述支撑架另一端在由顶升油缸顶升至水平状态后与另一个挂架的爬梯通道固定连接。
3.根据权利要求1所述的用于桥梁维修护养的液压桁架式移动挂篮，其特征在于所述顶升油缸为电动液压顶升油缸。
4.根据权利要求1所述的用于桥梁维修护养的液压桁架式移动挂篮，其特征在于所述工作篮具有脚轮，所述的支撑架具有与所述脚轮相配合的滑动钢槽，所述工作篮通过脚轮沿支撑架的滑动钢槽横向左右移动。
5.根据权利要求1至4任一项所述的用于桥梁维修护养的液压桁架式移动挂篮，其特征在于所述的配重机构包括横钢和配重筐，所述的横钢横跨桥梁的防撞墙，横钢的一端与配重筐连接，另一端与爬梯通道的上端连接，所述配重筐为钢架结构的筐体，配重筐位于桥梁的桥面上，配重筐内盛装配重。
6.根据权利要求5所述的用于桥梁维修护养的液压桁架式移动挂篮，其特征在于所述的配重机构还包括滑轮系，该滑轮系包括安装在配重筐下端承托在桥面上的桥面滑轮、 安装在配重筐侧面伸出的槽钢上并且抵住防撞墙侧面的定位滑轮、以及安装在横钢中部承托在防撞墙顶面上的支点滑轮。
7.根据权利要求6所述的用于桥梁维修护养的液压桁架式移动挂篮，其特征在于该挂篮还包括可控升降的扒杆吊吊装机构，该扒杆吊吊装机构包括底盘、撑臂、立柱、拉杆以及电动机、钢丝绳和滑轮，所述底盘锚接在横钢上，所述撑臂安装在立柱的顶端，撑臂斜向设置，所述拉杆也斜向设置，拉杆的一端锚接在立柱上，另一端锚接在横钢上，所述钢丝绳缠绕撑臂并下垂。
8.一种用于桥梁维修护养的液压桁架式移动挂篮的施工方法，其特征在于通过承托在桥梁防撞墙上的配重机构，使得爬梯通道稳固位于桥梁外侧；在爬梯通道下端的安装平台上安装顶升油缸，横向的支撑架一端铰接在爬梯通道的下部，位置高于安装平台；再通过顶升油缸顶升支撑架，支撑架由顶升油缸顶升至水平状态后固定该支撑架的另一端，再将工作篮纵向安装在支撑架滑动槽上，工作篮和支撑架构成挂篮的桁架式篮。
9.根据权利要求8所述的施工方法，其特征在于还在纵向工作篮两端设置有脚轮，脚轮安放在横向支撑架上的滑动槽内，纵向工作篮滑动式安装在横向支撑架上，使得工作篮沿横向支撑架横向左右移动。
10.根据权利要求9所述的施工方法，其特征在于还在所述配重机构上设置安装使整个挂蓝沿桥梁纵向前后移动的滑轮系。
全文摘要
本发明公开了一种用于桥梁维修护养的液压桁架式移动挂篮及其施工方法，该挂篮包括支撑架、工作篮以及挂架，支撑架横向设置在桥梁下方，工作篮纵向安装在横向支撑架上，挂架包括配重机构和竖向的爬梯通道，配重机构承托在桥梁防撞墙上，爬梯通道位于桥梁外侧，爬梯通道的上端与配重机构连接，挂架在爬梯通道的下端设置有安装平台，顶升油缸的底座铰接在安装平台上，支撑架的一端铰接在爬梯通道上且位置高于顶升油缸安装平台；顶升油缸的活塞顶杆前端铰接在支撑架上，顶升油缸的活塞顶杆顶升支撑架至水平状态后固定支撑架另一端，工作篮和支撑架构成挂篮的桁架式篮。该挂篮搭建快速，可灵活移动。该发明同时公开该液压桁架式移动挂篮的施工方法。
文档编号E01D22/00GK102296548SQ201110158779
公开日2011年12月28日 申请日期2011年6月14日 优先权日2011年6月14日
发明者乔国华, 周森, 周海波, 李东辉, 罗哲坤, 郭秀文 申请人:乔国华