一种吊装与行走结合的缆载吊机的制作方法

本发明涉及桥梁施工机械技术领域，具体涉及一种吊装与行走结合的缆载吊机。

背景技术：

大跨悬索桥的主梁一般采用工厂或岸边加工成节段，然后进行节段拼装。通常是利用水运(船运)的方式，将梁节段运至待吊位置，然后利用缆载吊机垂直或者小角度荡移进行施工。目前的缆载吊机只能在悬索桥主缆上定位吊装，而不能提升梁段并带梁段行走，即只能进行高度提升，不能进行水平面移动。

当峡谷悬索桥没有水运条件，或者桥跨的岸边附近水比较浅，无法进行水运时，目前是利用缆索吊机或者栈桥，进行梁节段的水平和垂直移动，这些都需要额外的放置在桥塔或地面上的缆索吊机或栈桥，没有利用待架桥梁自身的主缆系统，成本高。且传统的缆载吊机将牵引行走和提升用的卷扬机都放在桥塔或地面上，即都是将卷扬机放在吊机外，卷扬机的钢丝绳与缆载吊机连接时靠定滑轮转向，需用长钢丝绳进行牵引和提升，钢丝绳长度长，在其穿过的地方与其他东西干涉面大。中国发明专利cn105002831a公开了一种轮轨式负载行走缆载吊机，该专利中只是将提升用的卷扬机放置在桁架内，而牵引用的卷扬机的必须放置在桥塔或地面上。若放在桁架内则容易形成钢丝绳、卷扬机在狭小空间内的干涉，难以实现牵引。目前桥梁施工的行业内要求每天至少完成1片梁的架设，而因目前缆载吊机行走速度的限制，无法做到有效的负载行走，实际应用中尚未突破。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的是提供一种吊装与行走结合的缆载吊机，能实现桥梁节段的快速提升和负载梁节段沿主缆快速行走，本发明可使牵引和提升用的动力设备都能放置于主梁平台上，放置方便且结构受力合理；且本发明钢丝绳可进行短距离牵引，使所需的钢丝绳长度大大减小，并可实现少干涉、快速行走。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种吊装与行走结合的缆载吊机，所述缆载吊机用于悬索桥上，所述缆载吊机包括主梁平台、行走机构和吊具，所述行走机构设于所述主梁平台的下方并与所述主梁平台的底部连接，所述主梁平台上设有控制系统和动力设备，所述控制系统与所述动力设备连接，所述动力设备包括牵引设备和提升设备，所述吊具位于所述主梁平台下方且与所述提升设备通过第一钢丝绳连接；

所述行走机构包括行走机构主体、行走轮、水平牵引装置、下滑牵引装置和防脱轨装置，所述行走机构主体与所述主梁平台连接，所述行走轮设于所述行走机构主体上，所述行走轮以悬索桥自身的主缆为行走导轨；所述水平牵引装置和所述下滑牵引装置分别设于所述行走机构主体的两端，所述水平牵引装置和所述下滑牵引装置均与所述行走导轨连接，所述水平牵引装置和下滑牵引装置还与所述牵引设备连接；所述防脱轨装置与所述行走机构主体连接并套于所述主缆外；所述主缆上还设有垫块，所述垫块覆盖于所述主缆的永久索夹上。

进一步地，所述提升设备为两个或四个，所述牵引设备为两个，所述提升设备和牵引设备均间隔设于所述主梁平台上；每个所述提升设备对应设有一个第一转向轮，所述第一转向轮设于主梁平台上，每个所述提升设备上的第一钢丝绳均通过对应第一转向轮与所述吊具连接。

进一步地，所述主梁平台和所述行走机构之间采用单铰销轴铰接或采用螺钉固结连接。

进一步地，所述水平牵引装置和下滑牵引装置均由第二钢丝绳和锚固块组成，所述第二钢丝绳由所述牵引设备提供，所述行走机构主体内还设有第二转向轮，所述第二钢丝绳通过所述第二转向轮转向，穿过所述行走机构主体与所述锚固块连接，所述锚固块装设于所述主缆上。

进一步地，所述行走机构为两个，两个所述行走机构分别安装于所述主梁平台两端的底部；所述行走轮为四个，四个所述行走轮间隔地设于所述行走机构主体上；所述行走机构上还设有液压马达，所述液压马达与所述行走轮和控制系统连接。

进一步地，所述防脱轨装置为弧形挡板，且所述弧形挡板的弧长在所述主缆半圆周长的1/2至5/6之间，所述弧形挡板为3-6个。

进一步地，所述行走机构上还设有钳式主缆夹持装置，所述钳式主缆夹持装置安装于所述行走机构主体上，用于移位夹持所述主缆，所述钳式主缆夹持装置还与所述控制系统连接。

进一步地，所述钳式主缆夹持装置包括蜗轮螺杆升降机和两个夹紧臂，所述两个夹紧臂通过销轴铰接在行走机构主体的铰座上，所述两个夹紧臂对称设置，所述夹紧臂位于行走机构下方一端设有抱箍侧夹，两个所述抱箍侧夹相向设置，所述抱箍侧夹上还设有抱夹限位环，所述抱夹限位环套于所述夹紧臂外；所述蜗轮螺杆升降机的端部均与所述夹紧臂连接；所述抱箍侧夹之间形成对主缆的夹紧。通过控制蜗轮螺杆升降机中的螺母作轴向运动，进而控制抱箍侧夹夹紧主缆。即所述钳式主缆夹持装置通过所述蜗轮螺杆升降机提供夹紧主缆的动力，可方便地打开和夹持，便于行走机构移位时快速夹持定位。

进一步地，所述钳式主缆夹持装置包括液压油缸和两个夹紧臂，所述两个夹紧臂通过销轴铰接在行走机构主体的铰座上，所述两个夹紧臂对称设置，所述夹紧臂位于行走机构下方一端设有抱箍侧夹，两个所述抱箍侧夹相向设置，所述抱箍侧夹上还设有抱夹限位环，所述抱夹限位环套于所述夹紧臂外；所述液压油缸的端部均与所述夹紧臂连接；所述抱箍侧夹之间形成对主缆的夹紧。所述钳式主缆夹持装置通过所述液压油缸提供夹紧主缆的动力，可方便地打开和夹持，便于行走机构移位时快速夹持定位。

进一步地，所述主梁平台的下方还装设有桁架，所述桁架由设于两端的箱型负重梁和设于中间的多段桁梁拼接组成。

进一步地，所述主梁平台的材料为铝合金材料，可降低吊机自重，减少与主缆接触应力。

铝合金是一种高硬度的化合物，不溶于酸碱耐腐蚀，具有机械强度高，硬度大，高频介电损耗小，高温绝缘电阻高和耐化学腐蚀性等优良综合技术性能等优势。

本发明是利用现有的悬索桥主缆进行支撑，缆载吊机在主缆上可对梁节段进行高度移动和沿桥的横向进行移动，实现梁的水平和高度方向的移位，完成架设。带着梁节段，跨越主缆上的索夹障碍，快速、安全实现带载行走是本发明的关键。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果为：

(1)本发明通过设置主梁平台，使牵引设备和提升设备均能放置于主梁平台上，而不再需要将牵引设备放置在桥塔或地面上，减小了钢丝绳的长度及钢丝绳与其他东西的干涉，降低了成本；且由于牵引设备和提升设备(卷扬机或液压线型绞车)尺寸比较大，其收卷的钢丝绳需要一定的前置自由长度，放置于主梁平台上面容易满足空间要求，具有放置方便且结构受力合理的优点。本发明的钢丝绳可从主梁平台经转向轮转向，下穿行走机构主体，进行短距离牵引，使所需的钢丝绳长度大大减小，并可实现少干涉、快速行走。

(2)本发明设置的防脱轨装置可以有效保证行走机构沿着主缆快速、有效地行走，避免了行走机构的倾斜或脱轨，提高了安全性。且在行走轮需跨越处(即永久索夹处)设置垫块，使行走轮可直接沿垫块行走，无需跨越，进一步提高了行走机构的行走速度。

(3)本发明的钳式主缆夹持装置进行钳式夹持定位时，利用液压油缸或蜗轮螺杆升降机进行夹持装置的加紧和松开，夹松动作快，适合常换夹持点的夹持。

附图说明

图1为本发明实施例1一种吊装与行走结合的缆载吊机的结构示意图；

图2为本发明实施例2一种吊装与行走结合的缆载吊机的结构示意图；

图3为本发明一种吊装与行走结合的缆载吊机中行走机构的结构示意图；

图4为本发明实施例1一种吊装与行走结合的缆载吊机中钳式主缆夹持装置的结构示意图；

图5为本发明实施例2一种吊装与行走结合的缆载吊机中钳式主缆夹持装置的结构示意图；

图6为本发明一种吊装与行走结合的缆载吊机中行走机构在斜坡带梁行走的示意图；

图7为本发明一种吊装与行走结合的缆载吊机中行走机构在水平位置带梁行走的示意图。

图中，1-1-提升设备，1-2-牵引设备，2-主梁平台，3-行走机构，3-1-行走机构主体，3-2-防脱轨装置，3-3-锚固块，3-4-行走轮，4-主缆，5-吊具，6-桥梁主梁节段，7-桁架，8-1-第一钢丝绳，8-2-第二钢丝绳，9-钳式主缆夹持装置，9-1-蜗轮螺杆升降机，9-2-夹紧臂，9-3-抱箍侧夹，9-4-抱夹限位环，9-5-销轴，9-6-液压油缸，10-1-第一转向轮，10-2-第二转向轮，11-永久索夹,12-垫块,13-液压马达。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例1

一种用于悬索桥上的吊装与行走结合的缆载吊机，如图1和图3所示，包括主梁平台2、行走机构3和用于吊装桥梁主梁节段6的吊具5，所述行走机构3设于所述主梁平台2的下方并与所述主梁平台2的底部采用单销轴铰接，所述主梁平台2上设有控制系统和动力设备，所述控制系统与所述动力设备连接，所述动力设备包括提升设备1-1和牵引设备1-2，所述吊具5位于所述主梁平台2下方且与所述提升设备1-1通过第一钢丝绳8-1连接。

所述行走机构3包括行走机构主体3-1、行走轮3-4、水平牵引装置、下滑牵引装置和防脱轨装置3-2，所述行走机构主体3-1与所述主梁平台2连接，所述行走轮设于所述行走机构主体3-1上，所述行走轮3-4以悬索桥自身的主缆4为行走导轨；所述水平牵引装置和所述下滑牵引装置分别设于所述行走机构主体3-1的两端，所述水平牵引装置和所述下滑牵引装置均与所述行走导轨连接，所述水平牵引装置和下滑牵引装置还与所述牵引设备1-2连接。所述防脱轨装置3-2与所述行走机构主体3-1连接并套于所述主缆4外；所述主缆4上还设有垫块12，所述垫块12覆盖于所述主缆4的永久索夹11上，通过设置垫块12，使行走轮可直接沿垫块行走，无需跨越，进一步提高了行走机构的行走速度。本实施例所用提升设备1-1和牵引设备1-2均为卷扬机。

进一步地，本实施例所述提升设备1-1为四个，所述牵引设备1-2为两个，所述提升设备1-1和牵引设备1-2均间隔设于所述主梁平台上。每个提升设备1-1对应设有一个第一转向轮10-1，所述四个提升设备1-1两两组合，分为两组，两组提升设备1-1分别设于主梁平台2上的两侧，每组中每个提升设备1-1的第一钢丝绳8-1均通过设于主梁平台2上的第一转向轮10-1与吊具5连接，形成单侧双调点形式(如图1)。两个所述牵引设备1-2的第二钢丝绳8-2分别与所述水平牵引装置和下滑牵引装置连接。

进一步地，本实施例所述水平牵引装置和下滑牵引装置均由第二钢丝绳8-2和紧靠永久索夹11的锚固块3-3组成，锚固块3-3紧靠永久索夹11，由永久索夹11提供牵引反力，锚固块3-3用于固定牵引用的第二钢丝绳8-2。所述第二钢丝绳8-2由所述牵引设备1-2提供，所述行走机构主体3-1内还设有第二转向轮10-2，所述第二钢丝绳8-2通过所述第二转向轮10-2转向，穿过所述行走机构主体3-1与所述锚固块3-3连接，所述锚固块3-3与所述行走导轨连接。本实施例第二钢丝绳8-2从主梁平台2经第二转向轮10-2转向，穿过行走机构主体3-1，进行短距离牵引，使所需的第二钢丝绳8-2长度大大减小，并可实现少干涉、快速行走。

进一步地，本实施例所述行走机构3为两个，所述两个行走机构3分别安装于所述主梁平台2两端的底部；所述行走轮3-4为四个，所述四个行走轮间隔地设于所述行走机构主体3-1上，当然其他实施例中，行走轮3-4还可以是六个或八个等。所述行走机构上还设有液压马达13，所述液压马达13与所述行走轮3-4和控制系统连接，通过液压马达13牵引行走轮3-4的行走。由于主缆4上装有永久索夹11，永久索夹11是两半组成的固定夹紧主缆4的结构，即用螺栓施加夹紧力，该永久索夹11与现有技术相同，作为永久结构的定点固定。本实施例中采用液压马达13牵引行走轮3-4沿着垫块行走，无需跨越永久索夹11，操作和控制简单，实现快速行走，行走速度可达120m/h。

所述防脱轨装置为弧形挡板，本实施例所述弧形挡板的弧长在所述主缆半圆周长的2/3，当然其他实施例中弧形挡板的弧长也可以选择在所述主缆半圆周长的其他长度，只需保证在1/2至5/6之间即可，以便于弧形挡板能大部分抱住主缆外侧，起到固定行走机构，防止行走机构脱轨。本实施例的弧形挡板为3个，当然其他实施例中也可为5个或6个等，视具体情况而定。

进一步地，本实施例所述行走机构3上还设有钳式主缆夹持装置9，如图4所示，所述钳式主缆夹持装置9在所述行走机构主体3-1在主缆上移动位置时用于夹持所述主缆4。所述钳式主缆夹持装置9包括蜗轮螺杆升降机9-1和两个夹紧臂9-2，所述两个夹紧臂9-2通过销轴铰接在行走机构主体3-1的铰座上，所述两个夹紧臂9-2对称设置，所述夹紧臂9-2位于行走机构3下方一端设有抱箍侧夹9-3，两个所述抱箍侧夹9-3相向设置，所述抱箍侧夹9-3上还设有抱夹限位环9-4，所述抱夹限位环9-4套于所述夹紧臂9-2外；所述蜗轮螺杆升降机9-1的端部均与所述夹紧臂9-2连接；所述抱箍侧夹9-3之间形成对主缆4的夹紧。本发明实施例中通过第二控制蜗轮螺杆升降机9-1中的螺母作轴向运动，控制抱箍侧夹9-3夹紧主缆4。

本实施例的钳式主缆夹持装置9进行钳式夹持定位，是通过利用蜗轮螺杆升降机9-1进行钳式主缆夹持装置9的夹紧和松开，夹松动作快，适合常换夹持点的夹持。当行走机构3为行走状态时，钳式主缆夹持装置9为松开状态；当行走机构3行走至一定位置需要临时定位时，通过蜗轮螺杆升降机9-1控制整个钳式主缆夹持装置9夹紧，以实现定位。

进一步地，本实施例所述主梁平台2的下方还装设有桁架7，所述桁架7由设于两端的箱型负重梁和设于中间的多段桁梁拼接组成。桁架7可由多段拼接而成，便于运输，降低运输成本。

进一步地，所述主梁平台2的材料为包括铝合金的材料。采用该材料制成的主梁平台2的抗压强度高、耐酸碱腐蚀，更便于放置提升设备1-1和牵引设备1-2。

实施例2

一种用于悬索桥上的吊装与行走结合的缆载吊机，如图2和图3所示，包括主梁平台2、行走机构3和用于吊装桥梁主梁节段6的吊具5，所述行走机构3设于所述主梁平台2的下方并与所述主梁平台2的底部采用螺钉固结连接，所述主梁平台2上设有控制系统和动力设备，所述控制系统与所述动力设备连接，所述动力设备包括提升设备1-1和牵引设备1-2，所述吊具5位于所述主梁平台2下方且与所述提升设备1-1通过第一钢丝绳8-1连接。

所述行走机构3包括行走机构主体3-1、行走轮、水平牵引装置、下滑牵引装置和防脱轨装置3-2，所述行走机构主体3-1与所述主梁平台2连接，所述行走轮设于所述行走机构主体3-1上，所述行走轮3-4以悬索桥自身的主缆4为行走导轨；所述水平牵引装置和所述下滑牵引装置分别设于所述行走机构主体3-1的两端，所述水平牵引装置和所述下滑牵引装置均与所述行走导轨连接，所述水平牵引装置和下滑牵引装置还与所述牵引设备1-2连接。所述防脱轨装置3-2与所述行走机构主体3-1连接并套于所述主缆4外；所述主缆4上还设有垫块12，所述垫块12覆盖于所述主缆4的永久索夹11上，通过设置垫块12，使行走轮可直接沿垫块行走，无需跨越，进一步提高了行走机构的行走速度。本实施例所用提升设备1-1和牵引设备1-2均为液压线型绞车。

进一步地，本实施例所述提升设备1-1为两个，所述牵引设备1-2为两个，所述提升设备1-1和牵引设备1-2均间隔设于所述主梁平台上。每个提升设备1-1对应设有一个第一转向轮10-1，所述两个提升设备1-1分别设于主梁平台2上的两侧，每个提升设备1-1的第一钢丝绳8-1均通过设于主梁平台2上的第一转向轮10-1与吊具5连接，形成单侧单调点形式(如图2)。两个所述牵引设备1-2的第二钢丝绳8-2分别与所述水平牵引装置和下滑牵引装置连接。

进一步地，本实施例所述水平牵引装置和下滑牵引装置均由第二钢丝绳8和紧靠永久索夹11的锚固块3-3组成，锚固块3-3用于固定牵引用的第二钢丝绳8-2，所述第二钢丝绳8-2由所述牵引设备1-2提供。所述行走机构主体3-1内还设有第二转向轮10-2，所述第二钢丝绳8-2通过所述第二转向轮10-2转向，穿过所述行走机构主体3-1与所述锚固块3-3连接，所述锚固块3-3装设于所述行走导轨上，锚固块3-3直接夹持抱紧行走导轨。本实施例第二钢丝绳8-2从主梁平台经第二转向轮10-2转向，穿过行走机构主体3-1，进行短距离牵引，使所需的第二钢丝绳8-2长度大大减小，并可实现少干涉、快速行走。

进一步地，本实施例所述行走机构3为两个，所述两个行走机构3分别安装于所述主梁平台2两端的底部；所述行走轮3-4为四个，所述四个行走轮3-4间隔地设于所述行走机构主体3-1上。当然其他实施例中，行走轮3-4还可以是六个或八个等。所述行走机构3上还设有液压马达13，所述液压马达13与所述行走轮3-4和控制系统连接，通过液压马达13牵引行走轮3-4的行走。由于主缆4上装有永久索夹11，永久索夹11是两半组成的固定夹紧主缆4的结构，即用螺栓施加夹紧力，该永久索夹11与现有技术相同，作为永久结构的定点固定。本实施例中采用液压马达13牵引行走轮3-4沿着垫块行走，无需跨越永久索夹11，操作和控制简单，实现快速行走，行走速度可达120m/h。

本实施例所述防脱轨装置为弧形挡板，本实施例所述弧形挡板的弧长在所述主缆半圆周长的2/3，当然其他实施例中弧形挡板的弧长也可以选择在所述主缆半圆周长的其他长度，只需保证在1/2至5/6之间即可，以便于弧形挡板能大部分抱住主缆外侧，起到固定行走机构，防止行走机构脱轨。本实施例的弧形挡板为3个，当然其他实施例中也可为5个或6个等，视具体情况而定。

进一步地，本实施例所述行走机构上还设有钳式主缆夹持装置9，如图5所述，所述钳式主缆夹持装置9在所述行走机构主体3-1在主缆上移动位置时用于夹持所述主缆4。所述钳式主缆夹持装置9包括液压油缸9-6和两个夹紧臂9-2，所述两个夹紧臂9-2通过销轴铰接在行走机构主体3-1的铰座上，所述两个夹紧臂9-2对称设置，所述夹紧臂9-2位于行走机构3下方一端设有抱箍侧夹9-3，两个所述抱箍侧夹9-3相向设置，所述抱箍侧夹9-3上还设有抱夹限位环9-4，所述抱夹限位环9-4套于所述夹紧臂9-2外；所述液压油缸9-6的端部均与所述夹紧臂9-2连接；所述抱箍侧夹9-3之间形成对主缆4的夹紧。本发明实施例中通过控制液压油缸9-6，进而控制抱箍侧夹9-3夹紧主缆4。

本实施例的钳式主缆夹持装置9进行钳式夹持定位，是通过利用液压油缸9-6进行钳式主缆夹持装置9的夹紧和松开，夹松动作快，适合常换夹持点的夹持。当行走机构为行走状态时，钳式主缆夹持装置9为松开状态；当行走机构行走至一定位置需要临时定位时，通过液压油缸9-6控制整个钳式主缆夹持装置9夹紧，以实现定位。

进一步地，所述主梁平台2的下方还装设有桁架7，所述桁架7由设于两端的箱型负重梁和设于中间的多段桁梁拼接组成。桁架7可由多段拼接而成，便于运输，降低运输成本。

进一步地，所述主梁平台2的材料为包括铝合金的材料。采用该材料制成的主梁平台2的抗压强度高、耐酸碱腐蚀，更便于放置提升设备1-1和牵引设备1-2。

实施例3

本实施例缆载吊机除牵引设备为卷扬机，提升设备为液压线型绞车外，其他与实施例1相同。

本发明缆载吊机的牵引和提升均有控制系统通过卷扬机控制。本发明缆载吊机的行走方式为：当在斜坡上带梁行走时，依赖缆载吊机自身的下滑力提供动力，如图6所示；当在水平位置带梁行走时，依赖行走机构另外一侧的水平牵引装置牵引行走，如图7所示。

上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。