用于预制节段梁逐跨施工架桥机的重载支撑支腿结构的制作方法

本实用新型涉及高速铁路施工技术领域，具体涉及一种用于预制节段梁逐跨施工架桥机的重载支撑支腿结构。

背景技术：

随着我国科学技术和基础建设的快速发展，尤其在高速铁路施工建设中，各种类型的架桥机得到了广泛的应用，提高了铁路的施工速度和质量。但由于铁路沿线分布的公路、自然水源保护区、军事设施等敏感区域较多，施工条件复杂，对架桥机适应线路的能力提出了更高的要求。

现阶段架桥机在高速铁路施工中虽然已广泛应用，但存在的缺点也是不可回避的：

现有的架桥机在整跨节段梁张拉完成后，需利用液压千斤顶逐个卸载吊杆载荷，安全性能降低；现有架桥机支腿在墩顶位置支撑，局部张拉孔与支腿干涉，需支腿过孔至下一跨时再进行张拉，影响施工效率。

由此对高速铁路预制节段梁施工专用装备的需求越来越迫切。

技术实现要素：

本实用新型为了解决现有技术中的不足之处，提供一种用于预制节段梁逐跨施工架桥机的重载支撑支腿结构，该重载支撑支腿采用液压顶推机构，完全依靠设备自身即可完成过孔，施工效率高，方便快捷，且该重载支撑支腿配置大吨位卸载油缸，便于整机卸载，大幅提高工效，以满足高速铁路预制节段梁的施工需求。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：用于预制节段梁逐跨施工架桥机的重载支撑支腿结构，包括在主框架1下方中部沿纵向间隔布置两条支腿，分别称之为二号支腿3和三号支腿4，所述二号支腿3包括移位台车3a、横梁3b、立柱3c和支撑油缸3d，移位台车3a与主框架1滑动配合，主框架1下轨道直接置于移位台车3a的滑座上，且移位台车3a与主框架1之间设有推动移位台车3a纵向移动的液压顶推机构，移位台车3a安装在横梁3b上并与其形成横向移动配合，横梁3b下方横向设有两个相对称的立柱3c，立柱3c上方与横梁3b螺栓连接，立柱3c下方螺栓连接支撑油缸3d；

所述三号支腿4包括移位台车4a、横梁4b和支撑油缸4c，移位台车4a与主框架1滑动配合，主框架1下轨道直接置于移位台车4a的滑座上，且移位台车4a与主框架1之间设有推动移位台车4a纵向移动的液压顶推机构，移位台车4a安装在横梁4b上并与其形成横向移动配合，横梁下方利用螺栓连接支撑油缸4c。

所述二号支腿3的侧部设有与已架设桥面或墩顶预埋螺纹钢筋进行锚固的锚固撑杆3e。

所述二号支腿3的立柱3c为L型结构，每个立柱3c下方的支撑油缸3d均设为两个，对应的两个支撑油缸3d安装在立柱3c下方的箱形梁内，与配设的承重抱箍构成二号支腿3的顶升装置。

所述三号支腿4的侧部设有与已架设桥面或墩顶预埋螺纹钢筋进行锚固的锚固撑杆4d。

所述三号支腿4下方的支撑油缸4c设为四个，四个支撑油缸4c安装在横梁4b的箱形梁内，与配设的承重抱箍构成三号支腿4的顶升装置。

所述二号支腿3和三号支腿4与主框架1之间分别配设锚固销轴。

本实用新型的有益效果：

1、本申请中重载支撑支腿配置大吨位卸载油缸，便于整机卸载，拆除吊挂螺纹钢筋，大幅提高工效。

2、本实用新型的二号支腿两侧的立柱采用L型设计，本设计以提高施工效率为原则，保证端部预应力张拉不受支腿站位影响。

3、本实用新型在架设小曲线半径的线路时，二号支腿和三号支腿站位在桥梁中心线上，节段梁横向调整的范围减小。

4、本实用新型的重载支撑支腿采用液压顶推机构，无需借助任何辅助设备，完全依靠设备自身即可完成过孔，施工效率高，方便快捷。

附图说明

附图1是本实用新型的整体结构主视图；

附图2是本实用新型中主框架的主视图；

附图3是本实用新型中主框架的俯视图；

附图4是本实用新型中一号支腿的主视图；

附图5是本实用新型中一号支腿的侧视图；

附图6是本实用新型中二号支腿的主视图；

附图7是本实用新型中二号支腿的侧视图；

附图8是本实用新型中三号支腿的主视图；

附图9是本实用新型中三号支腿的侧视图；

附图10是本实用新型中四号支腿的主视图；

附图11是本实用新型中四号支腿的侧视图；

附图12是本实用新型中四号支腿的下横梁处于打开状态的主视图；

附图13是图12的侧视图；

附图14是本实用新型中主天车的主视图；

附图15是本实用新型中主天车的侧视图；

附图16是本实用新型中辅助天车的主视图；

附图17是本实用新型中辅助天车的侧视图；

附图18是本实用新型中短吊挂的侧视图；

附图19是本实用新型中长吊挂的侧视图；

附图20是图18中A向视图；

附图21是图18中B向视图；

附图22是图18中C—C剖面示意图；

附图23是本实用新型中湿接缝模板的合模状态示意图；

附图24是本实用新型中湿接缝模板的开模状态示意图；

附图25是本实用新型的架桥机架梁工序的示意图之一；

附图26是本实用新型的架桥机架梁工序的示意图之二；

附图27是本实用新型的架桥机架梁工序的示意图之三；

附图28是本实用新型的架桥机过孔工序的示意图之一；

附图29是本实用新型的架桥机过孔工序的示意图之二；

附图30是本实用新型的架桥机过孔工序的示意图之三；

附图31是本实用新型的架桥机过孔工序的示意图之四；

附图32是本实用新型的架桥机过孔工序的示意图之五；

附图33是本实用新型的架桥机过孔工序的示意图之六；

附图34是本实用新型的横移工序的俯视示意图之一；

附图35是本实用新型的横移工序的俯视示意图之二

附图36是本实用新型的横移工序的俯视示意图之三；

附图37是本实用新型的横移工序的俯视示意图之四。

具体实施方式

附图中的箭头方向表示用于预制节段梁逐跨施工的架桥机施工方法的架设方向。

如图1所示，用于预制节段梁逐跨施工的架桥机，包括主框架1、支腿系统、吊挂系统、湿接缝模板系统和天车系统，支腿系统包括在主框架下方沿纵向由前至后依次布置的一号支腿2、二号支腿3、三号支腿4和四号支腿5，其中一号支腿2和四号支腿5分别位于主框架1的两端作为辅助支撑支腿，二号支腿3和三号支腿4为重载支撑支腿，吊挂系统连接于主框架1的底部，湿接缝模板系统连接于主框架1的外侧，天车系统设于主框架1顶部的纵移轨道上。此外根据架桥机的性能和特点，附属结构、液压系统、电气系统、安全监控系统分别布置在各部件上，附属结构、液压系统、电气系统、安全监控系统采用现有技术。

如图4和图5所示，一号支腿2包括上横梁2a、曲臂梁2b、外套柱2c、顶升油缸2d、内套柱2e、联系框架2f、可调支撑2g和增高节2h，上横梁2a与主框架螺栓连接，且上横梁2a的下方横向设有两个相对称的曲臂梁2b，曲臂梁2b上部通过横向销轴与上横梁2a铰接，曲臂梁2b下部与外套柱2c螺栓连接，内套柱2e滑动套设于外套柱2c中并利用定位销轴定位固定，内套柱2e与外套柱2c之间连接顶升油缸2d，通过顶升油缸2d可以实现一号支腿2的高度的调节，以适应不同梁高、纵向坡度的施工需求；内套柱2e下部与增高节2h螺栓连接，对应的两个增高节2h之间利用联系框架2f连接，增高节2h的底部设有调节支撑2g。末跨时拆除增高节2h连接螺栓，一号支腿2在桥面支撑。

如图6和图7所示，二号支腿3包括移位台车3a、横梁3b、立柱3c和支撑油缸3d，移位台车3a与主框架1滑动配合，主框架1下轨道直接置于移位台车3a的滑座上，且移位台车3a与主框架1之间设有推动移位台车3a纵向移动的液压顶推机构，移位台车3a安装在横梁3b上并与其形成横向移动配合，横梁3b下方横向设有两个相对称的立柱3c，立柱3c上方与横梁3b螺栓连接，立柱3c下方螺栓连接支撑油缸3d；二号支腿3的侧部设有与已架设桥面或墩顶预埋螺纹钢筋进行锚固的锚固撑杆3e。

在保证安全、承载能力及墩顶站位需求的前提下，二号支腿3的立柱3c为L型结构，本设计以提高施工效率为原则，保证端部预应力张拉不受支腿站位影响。每个立柱3c下方的支撑油缸3d均设为两个，对应的两个支撑油缸3d安装在立柱3c下方的箱形梁内，与配设的承重抱箍构成二号支腿3的顶升装置，实现整机高度方向的调整。

二号支腿3为架桥机主承载支腿，架梁状态下在墩顶支撑，过孔状态下作为整机过孔的动力来源与三号支腿4配合推动架桥机过孔，二号支腿3和三号支腿4采用液压顶推机构，无需借助任何辅助设备，完全依靠设备自身即可完成过孔，施工效率高，方便快捷。在重载架梁过程中，二号支腿3配置的大吨位支撑油缸3d，便于整机卸载，拆除吊挂螺纹钢筋，大幅提高工效；在过孔过程中，二号支腿3利用锚固撑杆3e分别与已架设桥面、墩顶预埋螺纹钢筋进行锚固。

如图8和图9所示，三号支腿4包括移位台车4a、横梁4b和支撑油缸4c，移位台车4a与主框架1滑动配合，主框架1下轨道直接置于移位台车4a的滑座上，且移位台车4a与主框架1之间设有推动移位台车4a纵向移动的液压顶推机构，移位台车4a安装在横梁4b上并与其形成横向移动配合，横梁下方利用螺栓连接支撑油缸4c；三号支腿4的侧部设有与已架设桥面或墩顶预埋螺纹钢筋进行锚固的锚固撑杆4d。

所述三号支腿4下方的支撑油缸4c设为四个，四个支撑油缸4c安装在横梁4b的箱形梁内，与配设的承重抱箍构成三号支腿4的顶升装置，实现整机高度方向的调整。三号支腿4为架桥机主承载支腿，架梁状态下在墩顶支撑，过孔状态下作为整机过孔的动力来源与二号支腿3配合推动架桥机过孔。在重载架梁过程中，三号支腿4配置的大吨位支撑油缸4c，便于整机卸载，拆除吊挂螺纹钢筋，大幅提高工效；在过孔过程中，三号支腿利用锚固撑杆4d与已架设桥面螺纹钢筋进行锚固。

如图10至图13所示，四号支腿5包括外套柱5a、顶升油缸5b、内套柱5c、下横梁5d和走行机构5f，主框架1下方的横向两侧均螺栓连接有外套柱5a，内套柱5c滑动套设于外套柱5a中并利用定位销轴定位固定，内套柱5c与外套柱5a之间连接顶升油缸5b，通过顶升油缸5b可以实现四号支腿5的高度升降，以适应不同纵向坡度的施工需求。；两内套柱5c之间通过下横梁5d连接。

下横梁5d以其中心为界分为两个子横梁，两个子横梁之间通过螺栓可拆卸式固定连接，每个子横梁与内套柱5c之间均设齿条传动机构，齿条传动机构包括设在内套柱5c下部的导座5e、设置在导座5e上的主动齿轮5g以及在子横梁上沿横向布置的齿条5h，子横梁与对应的导座5e横向滑动配合，主动齿轮5g与对应的齿条5h相啮合；每个子横梁的底部均连接走行机构5f。

架桥机过孔时，走行机构5f在桥面铺设的轨道上运行；下横梁5d与内套柱5c之间连接齿条传动机构，架桥机架梁时，下横梁5d中间螺栓拆除，通过齿条传动机构下横梁5d横向打开，运梁车从架桥机尾部喂梁。

如图1所示，天车系统包括在在主框架1外侧纵移轨道上运行的主天车6和在主框架1内侧纵移轨道上运行的辅助天车7，主天车6和辅助天车7之间互不影响。

如图14和图15所示，主天车6包括起升系统6a、横移机构6b、天车门架6c、走行系统6d和天车吊具6e，起升系统6a固定在横移机构6b上，横移机构6b放置在天车门架6c顶部横梁上，横移机构6b与天车门架6c之间可相对滑动，天车门架6c连接走行系统6d，起升系统6a通过钢丝绳与天车吊具6e连接，天车吊具6e设置有三维调整装置；天车吊具6e自动化程度高，可实现360°旋转，并通过三维调整装置，实现节段梁空中姿态调整，使节段梁精确对位。天车吊具6e与三维调整装置采用现有技术。

如图16和图17所示，辅助天车7包括起升系统7a、天车门架7b和走行系统7c，起升系统7a安装在天车门架7b上，天车门架7b连接走行系统7c。

如图18至图22所示，吊挂系统8由多个吊挂单元组成，每个吊挂单元均包括通过吊杆8d布置在主框架1下方的主横梁8a，吊杆8d选用螺纹钢筋，其中，吊杆较长的一组吊挂单元称之为长吊挂，吊杆较短的一组吊挂单元称之为短吊挂，长吊挂的吊杆8d的上部穿过主框架1外侧的牛腿并通过配设的紧固螺母与所述牛腿卡接，短吊挂的吊杆8d的上部穿过主框架1并通过配设的紧固螺母与主框架1卡接；

每个吊挂单元的吊杆8d设有四根，其中两根吊杆间隔布置在主横梁8a的左侧并通过固定座8c与主横梁8a连接，固定座8c包括与主横梁8a固定连接的固定座下座以及与对应两根吊杆连接的固定座上座，固定座上座与固定座下座刚接；另外两根吊杆间隔布置在主横梁8a的右侧并通过铰座8b与主横梁8a连接，所述铰座8b包括与主横梁8a固定连接的铰座下座以及与对应两根吊杆连接的铰座上座，铰座上座与铰座下座通过销轴铰接，满足架设曲线线路的要求。

在施工过程中，吊挂系统8与主天车6的吊具连接，完成节段梁的吊装及梁块纵横坡的调整作业，通过主天车6实现吊具与主框架1悬挂吊杆载荷的转换，吊杆采用精轧螺纹钢筋连接，吊挂整体为四点受力，三点平衡。架桥机在适应桥后喂梁时，通过对长吊挂和短吊挂的特殊布置，保证节段梁桥后喂梁无需错层摆放，安全、高效。

本实施例中，所述吊挂系统8由两套长吊挂和九套短吊挂布置组成，其中一套短吊挂位于中心位置，该短吊挂的纵向外侧分别对称布置两套长吊挂，两套长吊挂的纵向外侧分别对称布置剩余八套短吊挂。

如图23和图24所示，湿接缝模板系统9包括液压油缸9a、吊挂外肋9b、侧模系统9c和底模系统9d，主框架1上沿纵向排列设置有至少一组吊挂外肋单元，每组吊挂外肋单元均包括两个分别设置在主框架1左右两侧的吊挂外肋9b，吊挂外肋9b与主框架1外侧铰接，并且吊挂外肋9b与主框架1之间连接旋转油缸9a形成可旋转体系，侧模系统9c和底模系统9d通过调节撑杆与吊挂外肋9b连接；

湿接缝模板系统处于合模状态时，同一组吊挂外肋单元的两个吊挂外肋9b带动与其连接的侧模系统9c和底模系统9d对接；湿接缝模板系统处于开模状态时，同一组吊挂外肋单元的两个吊挂外肋9b带动与其连接的侧模系统9c和底模系统9d分离。

浇筑湿接缝时通过液压系统合模，外模通过螺纹钢筋与内模对拉，防止浇筑湿接缝时漏浆，预应力钢筋束张拉完成后，湿接缝达到一定强度级别，拆除内外模对拉的螺纹钢筋，通过液压油缸9a使吊挂外肋9b旋转打开，架桥机过孔时，湿接缝模板9可避开桥墩，操作简单方便，安全可靠。

如图2和图3所示，主框架1包括箱形主梁1a和固定连接在箱形主梁1a两端的桁架导梁1b，且主框架1横向为对称结构，中间利用联系梁机构连接；主框架1顶面设置两条纵移轨道用于主天车6和辅助天车7走行；

所述联系梁机构包括与二号支腿3和三号支腿4对应设置的两个联系梁11c、设在主框架1中间位置的两个联系梁21d以及设在主框架1后端的联系梁31e，联系梁11c为箱型结构，与箱形主梁1a螺栓连接，联系梁21d为箱型结构，与箱形主梁1a销轴连接并形成横向旋转配合，联系梁31e为桁架结构，与桁架导梁1b销轴连接

该主框架1整体形成刚性结构，受力明确，稳定性好。

本实用新型的具体工作原理如下：

架梁状态：二号支腿3和三号支腿4支撑主框架1，运梁车运节段梁至架桥机尾部，主天车6提梁，依次将节段梁布置在主框架1上，利用主天车6调整各节段梁三维姿态，完成精确对位→调整湿接缝尺寸→安装湿接缝模板→浇注湿接缝混凝土→等强度→预应力钢筋束张拉→打开湿接缝模板；整孔张拉完成后，二号支腿3和三号支腿4油缸收缩，整机卸载，拆除吊挂，架桥机过孔前利用辅助天车7将吊挂提至运梁车，转运到梁场。架桥机完成一跨梁架设准备过孔。

过孔状态：主天车6及辅助天车7运行至三号支腿4上方，利用二号支腿3和三号支腿4的液压系统推动主框架1向前纵移18.4米，一号支腿2到达前方墩顶垫石支撑位置，调整一号支腿2支撑油缸，在前方墩顶支撑；三号支腿4和二号支腿3分别过孔至前方桥面及墩顶支撑；脱空一号支腿2，二号支腿3、三号支腿4和四号支腿5支撑，启动二号支腿3和三号支腿4的液压系统推动主框架1纵移31.6米，达到架梁位置。

如图25至图37所示，本实用新型提供了用于预制节段梁逐跨施工的架桥机的施工方法，按以下步骤进行施工：

1按架桥机架梁工序进行架梁作业；

2按架桥机过孔工序进行过孔作业；

3根据桥梁长度，步骤1至步骤2进行循环作业，直至一个施工段完工；

如图25至图27所示，所述架桥机架梁工序依次按以下步骤进行：

步骤一：

1、架桥机过孔到位，打开主框架联系梁21d，准备架梁；

2、运梁车运节段梁至架桥机尾部，主天车6提梁，依次将第一号节段梁至第八号节段梁布置在主框架上1下方的短吊挂上；

3、关闭主框架联系梁21d；

步骤二：

1、主天车6提第九号节段梁至第十号节段梁布置在主框架1下方的长吊挂上；

2、主天车6提第十一号节段梁，旋转后悬挂在主框架1下方的短吊挂上；

3、主天车6提升第九号节段梁至第十号节段梁对应的长吊挂使节段梁至拼装位置；

步骤三：

1、利用主天车6依次调整各节段梁三维姿态，完成精确对位→调整湿接缝尺寸→安装湿接缝模板→浇注湿接缝混凝土→等强度→预应力钢筋束张拉→打开湿接缝模板；

2、整孔张拉完成后，二号支腿3、三号支腿4的顶升油缸收缩，整机卸载，拆除吊挂系统8，架桥机过孔前利用辅助天车7将吊挂提至运梁车，转运到梁场；

如图28至图33所示，所述架桥机过孔工序依次按以下步骤进行：

步骤一：

1、架桥机准备过孔；

2、吊挂系统的所有吊杆8d向上提升约3.5米；

3、利用撑杆将二号支腿3与1号节段梁梁面预埋螺纹钢筋进行锚固；

步骤二：

1、过孔时二号支腿3和三号支腿4支撑，一号支腿2和四号支腿5处于脱空状态，主天车6及辅助天车7运行至三号支腿4上方，利用二号支腿3和三号支腿4的液压顶推机构推动主框架1向前纵移18.4米，一号支腿2到达前方墩顶支撑位置；

2、调整一号支腿2油缸，使一号支腿2在前方墩顶支撑；

步骤三：

1、主天车6和辅助天车7运行至二号支腿3上方，一号支腿2、二号支腿3和四号支腿5支撑，三号支腿4油缸收缩，使三号支腿4处于脱空状态；

2、启动三号支腿4的液压顶推机构，三号支腿4自行过孔至前方已架设桥面位置距墩中心2米，支撑三号支腿4，并与梁面进行锚固；

步骤四：

1、解除二号支腿3与梁面锚固，一号支腿2、三号支腿4和四号支腿5支撑，二号支腿3油缸收缩，使二号支腿3处于脱空状态；

2、启动二号支腿3的液压顶推机构，二号支腿3自行过孔至前方墩顶距墩中心900mm，二号支腿3在前方垫石上支撑，并利用锚固撑杆3e将二号支腿3与墩顶预埋螺纹钢筋进行锚固；

步骤五：

1、主天车6和辅助天车7运行至前方桁架导梁位置，四号支腿5铺设轨道，二号支腿3、三号支腿4和四号支腿5支撑，一号支腿2脱空，启动二号支腿3和三号支腿4的液压顶推机构推动主框架1纵移预设距离12米暂停；

2、收缩四号支腿5油缸，脱空四号支腿5，二号支腿3和三号支腿4支撑；

步骤六：

1、启动二号支腿3和三号支腿4的液压顶推机构推动主框架1纵移19.6米，直至达到架梁位置；

2、架桥机过孔到位，连接二号支腿3、三号支腿4与主框架1的锚固销轴，解除二号支腿3与墩顶锚固，调整吊挂系统的吊杆，四号支腿5的下横梁5d横向打开；

3、准备架梁。

其中，所述架桥机过孔工序的步骤二中一号支腿2到达前方墩顶支撑位置时，一号支腿2偏离桥墩中心线距离1190mm，此时启动横移工序，如图34至图37所示，横移工序按以下步骤进行：

步骤a：启动二号支腿3中的移位台车3a向偏离曲线的内侧推进400mm，主框架1以三号支腿4为定点旋转；此时一号支腿偏离桥墩中心线400mm；

步骤b：启动三号支腿4中的移位台车4a向偏离曲线的外侧推进400mm，主框架1以二号支腿3为定点旋转；此时一号支腿中心与桥墩中心线相切；

横移工序进行完后，接所述架桥机过孔工序的步骤二中调整一号支腿2油缸，使一号支腿2在前方墩顶支撑。

以上实施例仅用以说明而非限制本实用新型的技术方案，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。