一种角度可调且横向可调的移动栈桥的制作方法

本发明提供了一种大跨度行走式移动栈桥，尤其涉及一种角度可调且横向可调的移动栈桥，属于隧道施工技术领域。

背景技术：

由于隧道机械化快速施工技术体系尚未完成，许多关键技术难题尚未取得突破，导致施工进度差别很大，事故隐患较多。综合分析隧道施工主要流程(隧道开挖、初期支护、仰拱施工、防水板铺挂、二衬混凝土浇筑及水沟电缆槽施工等)发现，移动栈桥处各施工工序时间较长，部分工序不能同步施工，严重制约了隧道施工进度，已成为影响隧道施工的关键工序。具体而言，移动栈桥主要用于隧道内仰拱施工及车辆的通行。目前在用的隧道施工移动栈桥主要为24m栈桥，在仰拱施工衬砌时，上方用于车辆通行。现有移动栈桥存在仰拱衬砌时，隧道前方仰拱需要开挖时，栈桥不能前移，影响仰拱施工各工序衔接及仰拱施工效率。

针对移动栈桥处关键工序布局的难题，中国发明专利cn201910786343.8公开了一种隧道仰拱分区分工序流水化施工方法，提出了一种大跨度伸缩式移动栈桥，可提供仰拱开挖与支护、仰拱衬砌、仰拱填充施工三个作业区间，各工序可形成流水作业、并行作业，有效加快了仰拱施工进度，并缩短二衬台车跟进时间，提高隧道施工效率。同时，该设备也保证隧道施工安全步距的要求。

上述装置中导梁机构尾端通过滚轮机构安装于主梁内轨道中，拖轮机构固定设置拖轮并驱动机构，可驱动导梁沿着轨道进行伸缩移动，导梁首端下方固定设置辅助支腿进行支撑，因此在使用过程中，导梁只能在水平状态下进行工作，无法根据隧道前方仰拱开挖区域具体情形来调节导梁角度，从而对该区域的开挖效率以及出渣车通行便利性带来了不利影响。

上述装置中伸缩式移动栈桥包括主桥，所述主桥配备有主桥、前引桥、后引桥、走行轮组、前支腿、中支腿、后支腿等，所述主桥上前后间隔安装有前纵移小车和后纵移小车，前纵移小车和后纵移小车作为挂运机构能在各自的动力驱动下沿主桥前后移动，所述主桥前部还安装有次桥总成，所述次桥总成配备有导梁、辅助支腿和导梁引桥。上述移动栈桥在使用中，主桥只能进行纵向上移动和高度上调整，无法进行横向上调节，因此在使用过程中存在诸多不便。

技术实现要素：

本发明针对上述背景技术中的不足，提供了一种角度可调且横向可调的移动栈桥，该移动栈桥中能够根据隧道前方仰拱开挖区域的具体情形来调节导梁角度，也不会影响到导梁的伸缩。同时，该移动栈桥中前支腿和后支腿共同调整，能够调节移动栈桥中主梁横向位置。

实现本发明上述目的所采用的技术方案为：

一种角度可调且横向可调的移动栈桥，至少包括行走轮组、后支腿、主梁、中心水沟模板总成、纵移小车、仰拱模板总成、导梁、中支腿、前支腿、拖轮机构以及电液系统，后支腿和前支腿分别固定安装于主梁尾端和首端下方，中支腿活动安装于主梁下方，主梁滑靴机构安装于主梁与中支腿之间，行走轮组安装于主梁尾端，在主梁滑靴机构配合下，行走轮组驱动主梁纵向移动；辅助支腿安装于导梁首端下方，导梁尾端设置有滚轮机构且通过滚轮机构安装于主梁上的导梁滑道内，后引桥和前引桥分别安装在主梁尾端和前端，导梁引桥安装于导梁前端，中心水沟模板总成、仰拱模板总成位于主梁下方，纵移小车安装于主梁底部且能够带动仰拱模板总成移动，

辅助支腿和前支腿结构均为h型，辅助支腿包括两根伸缩立柱以及固定于两根伸缩立柱之间的辅助支腿横梁，导梁位于辅助支腿横梁上，且导梁通过铰接座与辅助支腿横梁相连接，伸缩立柱上下伸缩使导梁与辅助支腿之间的角度发生变化；主梁最前端设置有拖轮机构，拖轮横梁上设置有一组以上的拖轮，套杆通过拖轮油缸安装固定于主梁上，拖轮安装于拖轮横梁内部且拖轮顶在导梁底面上；

前支腿包括两根前支腿伸缩套杆以及固定于两根前支腿伸缩套杆之间的前支腿横梁，主梁通过横向导向套连接于前支腿横梁上，主梁立柱与横移导向套的上顶面固定连接，主梁、主梁立柱以及前支腿横梁三者之间在横向上共同形成一个环形通道，通道高度为导梁高度的1.5倍以上，导梁从上述通道中穿过且能够在通道中上下移动；所述前支腿横梁的下表面通过耳座安装有一个以上的横移油缸，所述横移油缸的另一端安装于横移导向套下面，通过横移油缸能够调节主梁在前支腿上的横向位置；后支腿包括后支腿横梁和后支腿油缸，后支腿油缸对称固定在后支腿横梁上，后支腿油缸分别与主梁、后支腿横梁上耳座连接，主梁可活动在后支腿横梁上，通过后支腿油缸伸缩实现后支腿横梁与主梁间左右相对滑动。

中支腿为框架式结构，包括水平设置的两根中支腿纵梁和两根中支腿横梁，四者首尾相连成长方形，在长方形四个顶角处垂直设置有中支腿伸缩套杆，主梁底部设置有轮组支撑轨道和滑靴连接轨道，中支腿横梁上设置有与轮组支撑轨道相匹配的支撑轮组，主梁通过支撑轮组支撑在中支腿上，主梁滑靴机构另一端安装在中支腿横梁上，通过主梁滑靴机构驱动中支腿沿主梁移动；中支腿伸缩套杆顶部设置有反挂轮组。

辅助支腿横梁上设置有铰接座，导梁的底面上在靠近辅助支腿横梁的部位也设置有铰接座，两者之间安装有限位油缸，导梁、限位油缸以及辅助支腿三者之间共同形成三角形结构，在导梁与辅助支腿之间的角度发生调整时，限位油缸伸缩使辅助支腿伸缩立柱始终处于垂直状态。

前引桥和后引桥上均设置有翻转机构，所述翻转机构包括翻转油缸和翻转支撑梁，所述的翻转支撑梁连接在前导梁前端下方或主梁后端下方，翻转支撑梁和前引桥或后引桥通过翻转油缸连接，通过翻转油缸实现前引桥或后引桥的不同角度翻转。

导梁为由两根导梁纵梁及两者之间若干的连接梁组成，导梁纵梁下方设置有拖轮支撑轨道；所述导梁纵梁上面铺设有防滑钢筋，构成施工设备通行的行车道。

仰拱模板总成包含仰拱填充端模、仰拱弧模和仰拱端模，仰拱填充端模和仰拱端模分设在仰拱弧模的两端；所述纵移小车上设有横向调整机构，通过横向调整机构进行中心水沟模板总成、仰拱弧模总成的横向调整定位。

本发明提供移动栈桥中导梁角度调节的工作原理如下：首先，由于导梁纵梁要从前支腿上方以及主梁中纵梁下方穿过，将导梁设置成能够上下调节角度结构，这就要求前支腿上方以及主梁中纵梁下方所形成通道内有足够的空间，能够允许导梁上下活动。在本发明中，由于将前支腿结构精简成h型，横移油缸安装于前支腿横梁上，使其相互之间互不影响；与此同时将通道高度设置为导梁中纵梁高度的1.5倍以上，因此能够满足导梁角度调节需求。

在隧道施工过程中，当仰拱开挖区域地面过低，需要调低导梁中纵梁高度使其低头时，首先开启拖轮油缸使其处于受力状态，然后控制顶升油缸收缩伸缩立柱，使其悬空，然后通过拖轮油缸伸长使导梁前端高度降低，再通过顶升油缸伸长使伸缩立柱接触地面，此工程中通过限位油缸可保证辅助支腿伸缩立柱处于垂直状态，由于导梁与辅助支腿之间通过铰接座连接，因此两者之间的夹角可发生变化；待角度调节完毕后，锁死顶升油缸、限位油缸，并使拖轮油缸处于不受力状态，此时导梁支撑牢固，出渣车能够在纵梁上来回运转。当仰拱开挖区域地面过高，需要调高导梁中纵梁高度使其抬头时，同样首先开启拖轮油缸使其处于受力状态，然后控制顶升油缸、限位油缸提升导梁前端高度，待角度调节完毕后，锁死顶升油缸、限位油缸，使拖轮油缸处于不受力状态即可。当需要对导梁移动时，首先按照相同的方法将纵梁调节合适状态，然后锁死限位油缸和拖轮油缸，顶升油缸收缩，由于纵梁受尾端的滚轮机构和拖轮的共同限制，伸缩立柱会向上悬空离地，此时即可通过连接有驱动装置的拖轮带动导梁前后移动。

本发明提供的主梁横向可调的工作原理如下：当需要调节移动栈桥中主梁的横向位置时，启动横移油缸伸缩，带动主梁在横移导向套的作用下沿着前支腿横梁移动，从而调节主梁在前支腿上的横向位置。由于主梁通过前支腿和后支腿进行支撑，后支腿上同样设置有横移功能的后支腿油缸，前后支腿共同配合即可实现将主梁整体的位置进行横向调节。

综上所述，本发明提供的导梁角度可调且主梁横向可调的移动栈桥具有以下优点：能够根据隧道前方仰拱开挖区域的具体情形来调节导梁的角度，使用方便，且能够进一步提高施工效率；在调节角度的同时也不会影响到导梁的伸缩；该前支腿配合移动栈桥中的后支腿进行使用，能够将移动栈桥中主梁的整体横向位置进行调节，使用方便，且能够进一步提高施工效率。

附图说明

图1为移动栈桥结构示意图；

图2为后支腿示意图；

图3为主梁结构示意图；

图4为导梁结构示意图；

图5为滚轮机构结构示意图；

图6为辅助支腿结构示意图

图7为辅助支腿结构侧视图；

图8为中支腿结构示意图；

图9为前支腿结构示意图；

图10为拖轮机构的结构示意图；

图11为移动栈桥中导梁角度调节状态示意图；

图中：1-行走轮组，2-后支腿，3-主梁，4-中心水沟模板总成，5-纵移小车，6-仰拱弧模总成，7-导梁，8-中支腿，9-前支腿，10-拖轮机构，21-后支腿横梁，22-后支腿油缸，23-滑动联接座，31-小车轨道，32-主梁立柱，33-导梁滑道，34-主梁立柱，35-纵梁，71-滚轮机构，72-拖轮支撑轨道，73-导梁纵梁，74-辅助支腿，75-导梁引桥，711-导向轮，712-导向轮支座，713-滚轮座，714-滚轮轴，715-滚轮，716-轴承，717-锁紧螺母，718-端盖，719-防护板，741-下立柱，742-辅助支腿横梁，743-上立柱，744-顶升油缸，745-铰接座，746-限位油缸，81-中支腿伸缩套杆，82-中支腿油缸，83-反挂轮组，84-中支腿横梁，85-滑靴机构，86-支撑轮组，91-前支腿伸缩套杆，92-前支腿油缸，93-横移油缸，94-横移导向套，101-拖轮横梁，102-套杆，103-拖轮油缸，104-拖轮轴，105-驱动机构，106-拖轮。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做详细具体的说明，但是本发明的保护范围并不局限于以下实施例。

本实施例所提供的角度可调且横向可调的移动栈桥的结构如图1所示，至少包括行走轮组1、后支腿2、主梁3、中心水沟模板总成4、纵移小车5、仰拱模板总成6、导梁7、中支腿8、前支腿9、拖轮机构10以及电液系统。

所述后支腿结构如图2所示，包括后支腿横梁21、后支腿油缸22、滑动连接座23，后支腿油缸22对称固定在后支腿横梁21上，主梁3可活动连接在后支腿横梁21上，通过后支腿油缸22伸缩实现后支腿横梁21与主梁3间左右相对滑动。

所述主梁结构如图3所示，包括小车轨道31、主梁立柱32、导梁滑道33、主梁立柱34、纵梁35。后支腿2和前支腿9分别固定安装于主梁3尾端和首端下方，后支腿油缸22另一端与主梁立柱32上的耳座相联。

所述导梁7结构如图4所示，包括滚轮机构71、拖轮支撑轨道72、导梁纵梁73、辅助支腿74、导梁引桥75。导梁为由两根导梁纵梁及两者之间若干的连接梁组成，导梁纵梁下方设置有拖轮支撑轨道；所述导梁纵梁上面铺设有防滑钢筋，构成施工设备通行的行车道。滚轮机构71位于两根导梁纵梁尾端，且滚轮机构71安装于主梁立柱32内侧的导梁滑道33内。所述滚轮机构71如图5所示，包括导向轮711、导向轮支座712、滚轮座713、滚轮轴714、滚轮715、轴承716、锁紧螺母717、端盖718、防护板719。所述辅助支腿74结构如图6、图7所示，包括下立柱741、辅助支腿横梁742、上立柱743、顶升油缸744、铰接座745、限位油缸746。

辅助支腿74安装于导梁纵梁首端下方，结构为h型，辅助支腿74包括两根伸缩立柱以及固定于两根伸缩立柱之间的辅助支腿横梁742，两根导梁纵梁位于辅助支腿横梁742上，且两根导梁纵梁通过铰接座745与辅助支腿横梁742相连接，伸缩立柱上下伸缩使两根导梁纵梁与辅助支腿74之间的角度发生调整。所述伸缩立柱包括下立柱741、上立柱743、顶升油缸744，上下立柱为空心结构且两者套接，顶升油缸744的两端分别与上立柱743和下立柱741连接，辅助支腿横梁742与上立柱743相固定，活动底座安装于下立柱741的底端。所述两根导梁纵梁与辅助支腿横梁742间设置有铰接座745，两者之间同时安装有限位油缸746，导梁纵梁、限位油缸746以及辅助支腿伸缩立柱三者之间共同形成三角形结构。导梁引桥安装于导梁纵梁前端，引桥上设置有翻转机构，通过翻转机构实现前引桥的不同角度翻转。

所述中支腿8结构如图8所示，包括中支腿伸缩套杆81、中支腿油缸82、反挂轮组83、中支腿横梁84、滑靴机构85、支撑轮组86。中支腿8为框架式结构，活动安装于主梁3下方，包括水平设置的两根中支腿纵梁和两根中支腿横梁84，四者首尾相连成长方形，在长方形四个顶角处垂直设置有中支腿伸缩套杆81，主梁3的底部设置有轮组支撑轨道，中支腿横梁84上设置有与轮组支撑轨道相匹配的支撑轮组86，主梁3通过支撑轮组86支撑在中支腿横梁84上，滑靴机构85安装在中支腿横梁84上且其端部连接在滑靴连接轨道上，通过滑靴机构85驱动中支腿8移动；中支腿伸缩套杆81的顶部设置有反挂在主梁上的反挂轮组83。所述中支腿伸缩套杆81包括上立柱、下立柱、和活动底座，上立柱、下立柱为空心结构且两者套接，中支腿油缸82的两端分别与上立柱和下立柱连接，上立柱与中支腿横梁相固定，活动底座安装于下立柱的底端。

所述前支腿9结构如图9所示，前支腿结构为h型，包括两根前支腿伸缩套杆91以及固定于两根前支腿伸缩套杆之间的前支腿横梁，所述前支腿伸缩套杆91包括上立柱、下立柱、活动底座，上立柱、下立柱为空心结构且两者套接，前支腿油缸92的两端分别与上立柱和下立柱连接，前支腿横梁与上立柱相固定，活动底座安装于下立柱的底端。所述前支腿横梁设有两个能够沿前支腿横梁滑动的横移导向套94，主梁立柱与横移导向套的上顶面固定连接，所述前支腿横梁下表面通过铰接座安装有一个以上的横移油缸93，所述横移油缸93另一端安装于横移导向套94上，通过横移油缸93能够调节主梁3在前支腿9上的横向位置。

仰拱模板总成6包含仰拱填充端模、仰拱弧模和仰拱端模，仰拱填充端模和仰拱端模分设在仰拱弧模的两端；所述纵移小车5上设有横向调整机构，通过横向调整机构进行中心水沟模板总成4、仰拱弧模总成6的横向调整定位。

主梁最前端设置有拖轮机构，拖轮机构10结构如图10所示，包括拖轮横梁101、套杆102、拖轮油缸103、拖轮轴104、驱动机构105、拖轮106。套杆102安装固定于拖轮横梁101上，拖轮横梁上设置有一组以上的拖轮，拖轮安装于拖轮横梁内部且拖轮顶在导梁底面上。拖轮106通过拖轮轴104与驱动机构105联接，套杆通过拖轮油缸安装固定于主梁上，拖轮油缸103的两端分别与主梁立柱32和套杆102连接。

本发明提供移动栈桥中导梁角度调节的工作原理如下：首先，由于导梁要从前支腿上方以及主梁中纵梁下方穿过，将导梁设置成能够上下调节角度结构，这就要求前支腿上方以及主梁中纵梁下方所形成通道内有足够的空间，能够允许导梁上下活动。在本发明中，由于将前支腿结构精简成h型，横移油缸安装于前支腿横梁中上，使其相互之间互不影响；与此同时将通道高度设置为导梁中纵梁高度的.倍以上，因此能够满足导梁角度调节需求。

在隧道施工过程中，当仰拱开挖区域地面过低，需要调低导梁中纵梁高度使其低头时，首先开启拖轮油缸使其处于受力状态，然后控制顶升油缸收缩伸缩立柱，使其悬空，然后通过拖轮油缸伸长使导梁前端高度降低，再通过顶升油缸伸长使伸缩立柱接触地面，此工程中通过限位油缸可保证辅助支腿伸缩立柱处于垂直状态，由于纵梁与辅助支腿伸缩立柱之间通过铰接座连接，因此两者之间的夹角可发生变化；待角度调节完毕后，锁死顶升油缸、限位油缸，并使拖轮油缸处于不受力状态，此时导梁支撑牢固，出渣车能够在纵梁上来回运转。当仰拱开挖区域地面过高，需要调高导梁中纵梁高度使其抬头时，同样首先开启拖轮油缸使其处于受力状态，然后控制顶升油缸、限位油缸提升纵梁前端高度，待角度调节完毕后，锁死顶升油缸、限位油缸，使拖轮油缸处于不受力状态即可。当需要对导梁移动时，首先按照相同的方法将调节合适状态，然后锁死限位油缸和拖轮油缸，顶升油缸收缩，由于纵梁受尾端的滚轮机构和拖轮的共同限制，伸缩立柱会向上悬空离地，此时即可通过连接有驱动机构的拖轮带动导梁前后移动。如图11所示。

本发明提供的主梁横向可调移动栈桥的工作原理如下：当需要调节移动栈桥中主梁的横向位置时，启动横移油缸伸缩，带动主梁立柱在横移导向套的作用下沿着前支腿横梁移动，从而调节主梁在前支腿上的横向位置。由于主梁通过前支腿和后支腿进行支撑，后支腿上同样设置有横移功能的后支腿油缸，前后支腿共同配合即可实现将主梁整体的位置进行横向调节。