一种实现高度控制的大吨位箱梁架设施工系统及其架设方法与流程

本发明涉及桥梁工程技术领域，特别涉及一种实现高度控制的大吨位箱梁架设施工系统及其架设方法。

背景技术：

一般大吨位的箱梁（如900吨箱梁）通过梁场预制，运梁车运梁，900吨架桥机架梁，但由于架桥机需要满足箱梁喂梁、落梁等净空要求，架桥机架设箱梁时有最低高度限制，如：一些铁路墩箱梁处在高压线下，采用传统900吨箱梁架桥机架梁方式，无法满足高压线下安全距离要求。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种实现高度控制的大吨位箱梁架设施工系统及其架设方法，通过承轨梁、自行式驮梁门架和转运千斤顶完成箱梁的架设，避免通过架桥机直接进行架设，进而消除架桥机架设箱梁时有最低高度限制，保证箱梁架设时的安全。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种实现高度控制的大吨位箱梁架设施工系统，包括架桥机、用于箱梁移动时顶升箱梁的转运千斤顶、用于驮运箱梁的自行式驮梁门架、用于支撑自行式驮梁门架运行的承轨梁和用于牵引承轨梁沿桥墩架设方向运行的卷扬机；

所述自行式驮梁门架至少有两个且沿桥墩架设方向设置，所述自行式驮梁门架包括走行机构和用于承载箱梁的主承载梁，所述走行机构的支腿为可伸缩结构，所述主承载梁上设有用于承托箱梁的三维落梁滑移装置；

所述承轨梁有两个，两个所述承轨梁可移动的设置在桥墩的两侧；两个所述承轨梁上分别设置有供走行机构行走的轨道。

进一步地，所述的承轨梁为提梁机主梁，两个承轨梁可拆卸的固定连接，所述的走行机构包括下横梁、走行小车和支腿，所述下横梁与所述走行小车固定连接，所述支腿的下端与所述下横梁固定连接，支腿的上端与主承载梁固定连接，所述走行小车为提梁机的起重小车的走行台车。

进一步地，桥墩两侧沿其架设方向均匀设有多个承轨梁基础，所述承轨梁基础上设有方便承轨梁移动的滑座板；每两个桥墩中心处设有用于保证承轨梁稳定移动的辅助支座。

进一步地，桥墩两侧分别设有一组卷扬机锚固基础，每组卷扬机锚固基础由两个卷扬机锚固座组成，两个所述卷扬机锚固座分别位于承轨梁基础架设方向的两端，所述卷扬机锚固座上设有锚固钢板；所述锚固钢板与所述卷扬机锚固座之间设有锚固钢筋。

进一步地，所述走行机构的支腿为立柱结构，所述支腿外部设有伸缩套，所述伸缩套与所述支腿之间通过钢销连接，所述支腿与主承载梁通过螺栓连接，所述伸缩套与所述走行机构固定连接。

进一步地，所述主承载梁上设有两用于固定箱梁的固定钢板。

一种基于实现高度控制的大吨位箱梁架设施工系统的架设方法，其特征在于：包括如下步骤：

s10：铺设基础设施：

s11：浇筑承轨梁基础和卷扬机锚固基础，在桥墩两侧浇筑承轨梁基础及卷扬机锚固基础，为安装承轨梁和卷扬机做准备；

s12：架设承轨梁，两个承轨梁分别设置在桥墩两侧的承轨梁基础上且对两个承轨梁进行加固；

s13：架设卷扬机，卷扬机安装在卷扬机基础上，并将卷扬机的钢绳与承轨梁相连接；

s14：安装自行式驮梁门架，先将走行机构与承轨梁的轨道拼装牢固，之后依次拼接支腿和主承载梁；

s20：架设箱梁：

s21：架桥机喂梁，通过架桥机将箱梁吊升至自行式驮梁门架上；

s21：架桥机后退，让出前移箱梁空间；

s23：箱梁平移，自行式驮梁门架沿承轨梁上的轨道缓慢移动；

s24：箱梁高度控制，箱梁平移一跨后，自行式驮梁门架驻停；在墩顶上安装转运千斤顶，采用转运千斤顶将箱梁顶起；

s25：提升自行式驮梁门架，箱梁被箱梁顶起脱离自行式驮梁门架后，移动自行式驮梁门架至箱梁的泄水孔处，通过丝绳过泄水孔吊住自行式驮梁门架，之后转运千斤顶继续顶升箱梁，将自行式驮梁门架吊起脱离轨道；

s26：承轨梁平移，自行式驮梁门架吊起脱离轨道后，解除两个承轨梁的加固结构，并分别利用卷扬机牵引承轨梁缓缓向前移动，移动到位即停并重新加固两个承轨梁；

s27：自行式驮梁门架及箱梁复位，承轨梁平移到位后，利用吊车将自行式驮梁门架重新安装与轨道上并调节自行式驮梁门架的高度；自行式驮梁门架就位后利用转运千斤顶将箱梁缓缓下落至自行式驮梁门架上；

s28：箱梁就位、自行式驮梁门架回退，重复步骤s22-s26至箱梁就位，箱梁平移就位时，安装支座锚栓，在垫石顶面安装灌浆模板，在墩顶安装转运千斤顶，完成后利用转运千斤顶先将箱梁顶升，箱梁顶升脱离自行式驮梁门架后，自行式驮梁门架沿轨道反向运行回退；自行式驮梁门架回退后利用转运千斤顶缓缓落梁，落梁至指定标高位置后，灌注支座砂浆；

s29：重复步骤s21-s28至全部箱梁就位。

进一步地，所述步骤s23中，自行式驮梁门架沿承轨梁上的轨道的移动速度小于等于3m/min。

进一步地，在所述步骤s11中还包括如下步骤：

s111：架设辅助支座，辅助支座纵桥向位置在桥墩中心处，横向位置与承轨台基础平齐。

进一步地，承轨梁基础、卷扬机锚固基础及辅助支座的基础顶面高度相同

本发明的有益效果是：

1）本发明的箱梁架设系统通过承轨梁、自行式驮梁门架和转运千斤顶完成箱梁的架设，避免了通过架桥机直接进行架设，进而消除了架桥机架设箱梁时有最低高度限制，保证了箱梁架设时的安全。

2）箱梁的高度控制通过千斤顶实现，其高度控制过程简单，纵向位移范围可控，能有效避免箱梁高度控制时的最低高度限制。

附图说明

图1为本发明实施例中实现高度控制的大吨位箱梁架设施工系统的整体结构示意图；

图2为本发明实施例中自行式驮梁门架承载箱梁在承轨梁上运行的示意图；

图3为图2的侧视图；

图4为图3中局部a的放大示意图；

图5为本发明实施例中自行式驮梁门架的结构示意图；

图6为本发明实施例中走行机构的可伸缩结构的具体结构示意图；

图7为本发明实施例中辅助支座的设置位置示意图；

图8为本发明实施例中辅助支座的具体结构示意图；

图9为本发明实施例中箱梁固定在自行式驮梁门架上的结构示意图；

图10为本发明实施例中卷扬机及卷扬机锚固基础的结构示意图；

图11为本发明实施例中架桥机喂梁的示意图；

图12为本发明实施例中箱梁高度控制的示意图一；

图13为本发明实施例中箱梁高度控制的示意图二；

图14为本发明实施例中承轨梁平移的示意图；

图15为本发明实施例中自行式驮梁门架及箱梁复位的示意图；

图16为本发明实施例中箱梁就位、自行式驮梁门架回退的示意图一；

图17为本发明实施例中箱梁就位、自行式驮梁门架回退的示意图二；

图18为本发明实施例中箱梁就位、自行式驮梁门架回退的示意图三；

图中，1、箱梁；2、架桥机；3、转运千斤顶；4、自行式驮梁门架；5、承轨梁；6、卷扬机；7、走行机构；8、主承载梁；9、下横梁；10、走行小车；11、支腿；12、承轨梁基础；13、辅助支座；14、卷扬机锚固基础；15、锚固钢板；16、锚固钢筋；17、伸缩套；18、钢销；19、固定钢板；20、轨道。

具体实施方式

下面将结合实施例，对本发明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，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的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。

参阅图1-18，本发明提供一种技术方案：

实施例：

如图1-图8所示，一种实现高度控制的大吨位箱梁架设施工系统，包括架桥机2、用于箱梁1纵向移动时顶升箱梁1的转运千斤顶3、用于驮运箱梁1的自行式驮梁门架4、用于支撑自行式驮梁门架4运行的承轨梁5和用于牵引承轨梁5沿桥墩架设方向运行的卷扬机6；其中图1中标号为g的部分为铁路墩箱梁处高压线的位置。

如图3、图5和图6所示，所述自行式驮梁门架4有两个且沿桥墩架设方向设置，所述自行式驮梁门架4包括走行机构7和用于承载箱梁1的主承载梁8，所述主承载梁8与走行机构的组合形成门式结构，所述走行机构7的支腿11为可伸缩结构，所述主承载梁8上设有用于承托箱梁1的三维落梁滑移装置。（其中，三维落梁滑移装置为本领域公知技术手段，此处不再赘述，其包含多个落梁千斤顶）

如图3所示，所述承轨梁5有两个，两个所述承轨梁5可移动的设置在桥墩的两侧；两个所述承轨梁5上分别设置有供走行机构7行走的轨道20。

进一步地，如图5和图6所示，所述的承轨梁5为450t提梁机主梁，两个承轨梁5可拆卸的固定连接，所述的走行机构7包括下横梁9、走行小车10和支腿11，所述下横梁9与所述走行小车10固定连接，所述支腿11的下端与所述下横梁9固定连接，支腿11的上端与主承载梁8固定连接，所述走行小车10为450t提梁机的起重小车的走行台车。

进一步地，如图3和图7所示，桥墩两侧沿其架设方向均匀浇筑有多个承轨梁基础12，所述承轨梁基础12上设有方便承轨梁5移动的滑座板。所述滑座板为雪橇形结构。

如图7和图8所示，每两个桥墩中心处设有用于保证承轨梁5稳定移动的辅助支座13。所述辅助支座13上设有钢座板。设置的钢座板用于保证承轨梁5移动时的稳定性。

进一步地，如图10和12所示，桥墩两侧分别设有一组卷扬机锚固基础14，每组卷扬机锚固基础14由两个卷扬机6锚固座组成，两个所述卷扬机6锚固座分别位于承轨梁基础12架设方向的两端，所述卷扬机6锚固座上设有锚固钢板15。卷扬机6锚固座采用混凝土浇筑而成，其上预埋锚固钢板15（锚固钢板15背面焊接锚固钢筋16，锚固钢筋16伸入基础面以下不小于30cm）。

如图10所示，所述锚固钢板15与所述卷扬机6锚固座之间设有锚固钢筋16。设置锚固钢筋16可以提高锚固钢板15与卷扬机6锚固座的稳定性。

进一步地，如图6所示，所述走行机构7的支腿11为立柱结构，所述支腿11外部设有伸缩套17，所述伸缩套17与所述支腿11之间通过钢销18连接，所述支腿11与主承载梁8通过螺栓连接，所述伸缩套17与所述走行机构7固定连接。

进一步地，如图9所示，所述主承载梁8上设有两用于固定箱梁1的固定钢板19。箱梁1落雨主承载梁8上时，固定钢板19位于箱梁1两侧，且固定钢板19高度达到箱梁1通风口位置。此时用直径90mm-120mm的圆钢穿过箱梁1通风口伸进箱室内与钢板用螺栓固定牢固，进而完成箱梁1与主承载梁8的固定，如此可保证箱梁1在移动过程不滑动，保证运行过程的稳定性。

工作原理：

开始箱梁转运时首先进行基础设施的铺设，具体包括：

1、承轨梁基础和卷扬机锚固基础浇筑，其中，承轨梁基础浇筑：其顶面标高统一为a，保证基础顶面平整，采用c40混凝土浇筑。浇筑基础后在每个基础上固定两块雪橇型滑座板方便移动承轨梁，滑座板的间隙用木板填充，靠近墩身的两侧滑座板在每个墩的前后位置用联系角钢连接，起到良好固定作用。卷扬机锚固基础浇筑：采用混凝土浇筑，卷扬机锚固基础预埋卷扬机锚固钢板（锚固钢板背面焊接锚固钢筋，锚固钢筋伸入基础面以下不小于30cm）。

2、辅助支座架设，辅助支座纵桥向位置在桥墩中心处，横向位置与承轨台基础平齐，长度2.7m，宽度与承轨台基础保持一致，基础顶面标高统一为a，采用50cm厚的砖渣换填夯实，换填层顶面比承轨台基础低30cm。做好基础后，辅助支座基础上横向布满枕木，纵向铺设木板，最后上方安装钢座板来保证承轨梁移动时的稳定。

3、承轨梁架设，两承轨梁设置在位于前端（此处指架桥机喂梁的一端）的承轨梁基础上，一个承轨梁由2-3个承轨梁基础进行支撑，为防止承轨梁局部变形，则对两个承轨梁进行加固。

4、卷扬机架设，卷扬机安装在锚固钢板上，为保证承轨梁尽可能滑动贴近1921#墩，在贴近1921#墩位置安装转向滑轮，实现卷扬机侧边牵引。

5、自行式驮梁门架安装，自行式驮梁门架为现场拼接，具体为：先将走行机构与承轨梁的轨道拼装牢固，之后将支腿与下横梁用高强度螺栓进行连接，支腿安装稳固后，用吊车将主承载梁吊装至支腿上，并通过高强度螺栓对二者连接。

基础设施铺设完成后开始箱梁的架设，具体为：

1、通过架桥机喂梁，如图11所示，采用架桥机将箱梁缓缓提吊落至桥墩垫石上，根据现场实际情况，1916#墩正上方是高压线，1914#-1915#墩之间是市政道路，则选在1913#-1914#间架桥机喂梁。（架桥机后退：）箱梁落至垫石后，拆除架桥机提梁主钩，利用辅助支腿与下导梁天车把下导梁提升至悬空，拆除下导梁后支腿，下导梁后退于架桥机正下方位置，后退架桥机至后一孔已架好的箱梁上并支撑固定牢固（该步骤为架桥机的具体操作，架桥机为本领域公知技术，故技术名称不作解释）。

2、箱梁高度控制，如图12所示，架桥机后退到位后，将下导梁提升至主承载梁可纵移的高度，之后通过三维落梁滑移装置的落梁千斤顶将箱梁缓缓顶起，并用临时支墩调整箱梁高度至主承载梁可跨越前方桥墩高度，降落落梁千斤顶使箱梁落于主承载梁上。进行主承重横梁变形观测，并对主要钢结构连接构件进行检查检验，确认结构连接牢靠，整体稳定性良好后，开始驮梁纵移作业。

驮梁纵移作业由走行小车驱动，前后门架之间通过电气信号线进行联动，使两个门架在走形过程中保持同步，走行速度控制在不超过3m/min缓慢移动。

如图13所示，当自行式驮梁门架移动一跨后，缓缓调整自行式驮梁门架位置，确保箱梁梁段支点位置基本位于前后墩墩顶垫石位置，驻停稳定。之后在墩顶上提前安装转运千斤顶，采用转运千斤顶将箱梁缓缓顶起（每个墩顶配备2套（液压）转运千斤顶），自行式驮梁门架脱空后，将自行式驮梁门架缓缓移动至最近的泄水孔处，利用钢丝绳过孔吊自行式驮梁门架，继续利用转运千斤顶顶升箱梁，使走行小车脱离轨道（自行式驮梁门架整体上升）。

3、承轨梁平移，如图14所示，确认走行小车脱离轨道且悬吊平稳后，解除两个承轨梁的固定连接结构，利用卷扬机牵引承轨梁缓缓向前移动，移动至二者的尾部位于门架所在孔的上一孔且靠近前方的自行式驮梁门架时停止移动，重新锚固两个承轨梁并使二者固定连接。

4、自行式驮梁门架及箱梁复位，如图15所示，承轨梁就位后，利用25t吊车插拔门架支腿伸缩套立柱调整门架高度，缓缓将自行式驮梁门架垂直落于轨道上，确认准确就位后，将自行式驮梁门架移动至两侧靠近箱梁支点位置，利用转运千斤顶将箱梁缓缓下落，落梁于自行式驮梁门架上，检查自行式驮梁门架垂直度及结构稳定性良好时，继续进行箱梁平移作业，作业要求同“箱梁高度控制”作业工艺。

5、箱梁就位、自行式驮梁门架回退，如图16-图18所示，自行式驮梁门架托运箱梁至指定位置后（先1920-1921#跨），量测检查箱梁纵向支座轴线位置是否与垫石上提前标定的支座位置重合，若不重合，缓缓托运箱梁，确保箱梁支座轴线与垫石上提前标定的支座位置基本重合后（误差不超过5mm），安装支座锚栓，提前在垫石顶面安装灌浆模板，转运千斤顶先将箱梁顶升，待门架主承载梁与箱梁脱离后，拔出门架立柱的伸缩套，将立柱降至最低处，满足门架主承载梁的吊卸空间。再拆除门架立柱与门架主承载梁间的高强螺栓，用50t吊车绑定钢丝绳将门架主承载梁向场地吊离。转运千斤顶缓缓落梁，此时转运千斤顶增加纵横移装置，四个顶可同时前后纵移，前后两个顶可同时左右横移，保证箱梁对位。在落梁就位过程中，只允许采用缓慢进行，落梁至指定标高位置后，灌注支座砂浆。

6、重复上述步骤，箱梁架设完成后，利用后方卷扬机牵引，将承轨梁和门架返回，开展下孔箱梁架设作业，下孔箱梁架设作业过程同前述步骤1-5。

箱梁的纵向位移通过转运千斤顶实现，其高度控制过程简单，纵向位移范围可控，进而避免了架桥机的最低高度限制。

本发明的箱梁架设系统通过承轨梁、自行式驮梁门架和转运千斤顶完成箱梁的架设，避免了通过架桥机直接进行架设，进而消除了架桥机架设箱梁时有最低高度限制，保证了箱梁架设时的安全。

一种基于实现高度控制的大吨位箱梁架设施工系统的架设方法，其特征在于：包括如下步骤：

s10：铺设基础设施：

s11：浇筑承轨梁基础和卷扬机锚固基础，在桥墩两侧浇筑承轨梁基础及卷扬机锚固基础，为安装承轨梁和卷扬机做准备；

s111：架设辅助支座，辅助支座纵桥向位置在桥墩中心处，横向位置与承轨台基础平齐；

s12：架设承轨梁，两个承轨梁分别设置在桥墩两侧的承轨梁基础上且对两个承轨梁进行加固；

s13：架设卷扬机，卷扬机安装在卷扬机基础上，并将卷扬机的钢绳与承轨梁相连接；

s14：安装自行式驮梁门架，先将走行机构与承轨梁的轨道拼装牢固，之后依次拼接支腿和主承载梁；

s20：架设箱梁：

s21：架桥机喂梁，通过架桥机将箱梁吊升至自行式驮梁门架上；

s22：架桥机后退，让出前移箱梁空间；

s23：箱梁平移，自行式驮梁门架沿承轨梁上的轨道缓慢移动；自行式驮梁门架沿承轨梁上的轨道的移动速度小于等于3m/min；

s24：箱梁高度控制，箱梁平移一跨后，自行式驮梁门架驻停；在墩顶上安装转运千斤顶，采用转运千斤顶将箱梁顶起；

s25：提升自行式驮梁门架，箱梁被箱梁顶起脱离自行式驮梁门架后，移动自行式驮梁门架至箱梁的泄水孔处，通过丝绳过泄水孔吊住自行式驮梁门架，之后转运千斤顶继续顶升箱梁，将自行式驮梁门架吊起脱离轨道；

s26：承轨梁平移，自行式驮梁门架吊起脱离轨道后，解除两个承轨梁的加固结构，并分别利用卷扬机牵引承轨梁缓缓向前移动，移动到位即停并重新加固两个承轨梁；

s27：自行式驮梁门架及箱梁复位，承轨梁平移到位后，利用吊车将自行式驮梁门架重新安装与轨道上并调节自行式驮梁门架的高度；自行式驮梁门架就位后利用转运千斤顶将箱梁缓缓下落至自行式驮梁门架上；

s28：箱梁就位、自行式驮梁门架回退，重复步骤s22-s26至箱梁就位，箱梁平移就位（箱梁纵向支座轴线位置与垫石上提前标定的支座位置重合）时，安装支座锚栓，在垫石顶面安装灌浆模板，在墩顶安装转运千斤顶，完成后利用转运千斤顶先将箱梁顶升，箱梁顶升脱离自行式驮梁门架后，自行式驮梁门架沿轨道反向运行回退；自行式驮梁门架回退后利用转运千斤顶缓缓落梁，落梁至指定标高位置后，灌注支座砂浆；

s29：重复步骤s21-s28至全部箱梁就位。

进一步地，承轨梁基础、卷扬机锚固基础及辅助支座的基础顶面高度相同。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。