专利名称：走行式箱梁架桥机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种铁路建设工程中架设大型箱型梁的专用施工设备，主要应用于高速铁路、客运专线中900吨级箱梁架设，可以架设32米、24米、20米双线等跨箱梁及其中任意跨度组合的变跨箱梁。
背景技术：
近来，我国掀起铁路建设的新高潮，特别是高速铁路、客运专线的建设。预计在今后的二十年内国家将投资2万亿人民币用于铁路建设，从而对运架、铺设设备有着巨大的需求；对起重的吨位、自动化程度、维护保养、安全可靠性、整机性能也提出了更高的要求。在我国，现有的各种型式、各种吨位的铁路架桥机，可分为T梁和箱梁架桥机两大类。最大起吊能力为600吨。从结构型式上可分为迈步式、下导梁式、运架一体式及拼装式架桥机。
研制开发一套应用于高速铁路、客运专线中900吨级箱梁架设，可以架设32米、24米、20米双线等跨箱梁及其中任意跨度组合的变跨箱梁，而且自动化程度高、整机性能好、施工安全可靠、现场维护保养方便、环保性能好、经济实用、效率高的设备尤为必要。
发明内容
本发明的目的就是针对上述现状，提供一种走行式箱梁架桥机(简称架桥机)。该架桥机是一种应用于高速铁路、客运专线中架设900吨级箱梁，而且自动化程度高、整机性能好、施工安全可靠、现场维护保养方便、环保性能好、经济实用、效率高的专用设备。
本发明的目的是这样实现的如图1，本发明由一号柱1、一号柱液压系统2、机臂3、二号柱4、二号柱液压系统5、起重小车6、起重小车液压系统7、三号柱8、三号柱液压系统9组成；其位置和连接关系是在机臂3下面的前端、中部、尾部分别设置有支撑机臂3的一号柱1、二号柱4、三号柱8；一号柱1、二号柱4和三号柱8分别与一号柱液压系统2、二号柱液压系统5和三号柱液压系统9连接；在支撑机臂3的上方设置有起重小车6，起重小车6和起重小车液压系统7连接；二号柱4、三号柱8与机臂3固定连接，一号柱1与机臂3为固定铰连接。
二号柱4的走行轮组与三号柱8的走行轮组组成行走体系，实现整机走行。
本发明的工作原理为提梁机装梁，轮胎式运梁车运梁至本发明尾部喂梁；本发明起重拖拉取梁，跨一孔架梁，轮胎式行走过孔，可以架设32m、24m、20m双线等跨箱梁及变跨梁。本发明二号柱4、三号柱8相对机臂3固定，通过变换一号柱1的支承位置，可以适应高速铁路桥梁不等跨箱梁的架设。起重小车6取梁时位于二号柱4附近，采取起重拖拉方式取梁。本发明通过一体化设计，采用液压驱动轮胎式行走纵移，起重小车6起重拖拉取梁，跨一孔架梁的作业方式；辅助作业少，工人劳动强度低，理论架梁速度为3小时/孔；本发明取梁后，运梁车即可退出，架梁、运梁作业同步进行，提高施工效率。本发明既适合长大桥施工，也适合中小桥施工，过跨作业简便，可以方便地架设变跨梁桥，工地转移由运梁车驮运。不需借助起重设备即可进行装车、卸车，迅速进行工地转移；本发明可以架设20m、24m、32m的等跨梁及变跨梁，并可方便架设一座桥的首孔和末孔梁。
本发明首次采用轮胎式液压驱动走行过孔系统，不需要铺设纵移轨道，辅助作业少，工人低劳动强度；过孔作业简捷、安全可靠。
本发明的起重小车6首次采用凹式结构。
本发明已投入生产，即将用于客运专线的建设，具有以下主要特点1、整机性能好；2、施工安全、方便、可靠，效率高，维护保养方便；3、机动灵活，适用范围广。
图1—本发明结构示意图；图2—一号柱结构示意图；图3—一号柱在架非末孔箱梁时的支撑状态示意图；图4—一号柱在架末孔箱梁时的支撑状态示意图；图5A—二号柱结构主视图；图5B—二号柱结构左视图；图6A—三号柱结构主视图；图6B—三号柱结构左视图；图7A—三号柱窄式支撑示意图；图7B—三号柱宽式支撑示意图；图8A—三号柱走行轮胎转向示意图；图8B—三号柱悬挂均衡装置示意图；图9—机臂结构示意图；图10A—起重小车结构主视图；图10B—起重小车结构左视图。
其中1—一号柱；101—悬挂走行装置； 102—基本柱； 103—折叠机构；104—折叠柱； 105—伸缩柱；2——号柱液压系统；3——机臂；301—第一横梁； 302—主梁； 3021—起重小车走行轨道；3022—起重小车导向轨道； 3023—一号柱走行耳梁 303—第二横梁；4—二号柱；401—门架； 402—门架下横梁； 403—走行轮组；404—液压升降支腿；5—二号柱液压系统；6—起重小车；601—走行台车； 602—走行机构； 603—大车架；
604—提升机构；605—横移台车； 606—均衡装置；6011—台车架； 6012—走行重物移运器； 6041—起升卷扬机；6042—排绳器； 6043—定滑轮组； 6044—动滑轮组；607—横移装置；7—起重小车液压系统；8—三号柱；801—升降柱； 802—折叠机构； 803—走行机构；804—液压悬挂均衡装置；8041—伸缩臂； 8042—支撑臂； 8043—连杆；805—转向机构；9—三号柱液压系统。
具体实施例方式
下面结合附图详细说明。
1、一号柱1如图2、图3、图4，一号柱1由从上到下依次排列和连接的悬挂走行轮组101、基本柱102、折叠机构103、折叠柱104和伸缩柱105组成；所述的走行轮组101是悬挂在机臂3下方的左右各两个驱动轮的组合；所述的基本柱102是一种门字形框架；所述的折叠机构103是一种连接基本柱102和折叠柱104的伸缩装置；所述的折叠柱104是一种支撑柱；所述的伸缩柱105是一种可在基本柱102内和折叠柱104内伸缩的支撑柱。
一号柱1的工作原理是一号柱1是本发明的前支腿，其柱体设计成可折叠式，支撑在前方墩台前半部支承垫石上，与机臂3有三个固定位置可以满足三种不同跨度箱梁的架设；架梁作业时，一号柱1与机臂3纵向固定成铰接结构，成为柔性支腿。
基本柱102是一号柱1的上半部分，是基本支撑构架，设有伸缩柱105，用于一座桥上末孔梁的架设。悬挂走行轮组101在基本柱102的上部，可以沿机臂3下耳梁前后走行，满足变跨架梁时一号柱1移位支撑和本发明整机行走时重心调整的需要。折叠柱104是一号柱1支撑构架的下部分，其下设有伸缩柱105；正常架梁作业时，折叠柱104与基本柱102之间通过销轴和螺栓固接，折叠柱104下部的伸缩柱105伸出，支撑在墩台垫石上；通过折叠机构103可以将折叠柱104收折，使基本柱102上的伸缩柱105支立在桥台上，完成末梁片的架设。
2、二号柱4如图5A、图5B，二号柱4由门架401、门架下横梁402、走行轮组403、液压升降支腿404组成；门架401和门架下横梁402组成“0”形门架结构；门架下横梁402下面设置有走行轮组403和液压升降支腿404；所述的门架401是一种马蹄形框架；所述的门架下横梁402是一种直线中空箱梁；所述的走行轮组403是一种支撑门架下横梁402的走行轮组，该轮组分左右两排，每排分前后两组，每组设置有6-8个驱动轮；所述的液压升降支腿404是一种由液压控制的可伸缩的支撑柱。
二号柱4的工作原理是二号柱4位于机臂3中部，与机臂3固结，是本发明的刚性支腿。门架401是二号柱的支撑构架，其上部采用马鞍形横联连接，不仅提高机臂间的横向连接刚度和整机的横向整体性，而且保证起重小车6的顺利通行；门架下横梁402设有两个液压升降支腿404，用以实现本发明行走时的支撑转换和架梁作业时稳定支撑要求。
走行轮组403设有液压悬挂均衡装置，确保各轮胎组平衡承载；并可使各轮组能适应高速铁路线路横向人字坡的情况，避免局部超载；该液压悬挂均衡装置，其结构和工作原理同三号柱8的液压悬挂均衡装置804。
3、三号柱8如图6A、图6B、图7A、图7B、图8A、图8B，三号柱8由升降柱801、折叠机构802、走行机构803、液压悬挂均衡装置804和转向机构805组成。从上到下，升降柱801、折叠机构802、走行机构803依次排列和连接；在走行机构803内设置有液压悬挂均衡装置804和转向机构805；所述的升降柱801是“0”字形的框架；
所述的折叠机构802是一种连接升降柱801和走行机构803的伸缩装置；所述的走行机构803是一种支撑801的走行机构，该机构分左右两排，每排分前后两组，每组设有四个驱动轮；所述的液压悬挂均衡装置804，如图8B，是由伸缩臂8041、支撑臂8042和连杆8043组成的一种三角形均衡装置；所述的转向机构805是一种由连杆和油缸组成的联动机构。
三号柱8的工作原理是三号柱8是本发明的纵移驱动支柱。升降柱801、折叠机构802使三号柱8有两种支撑工位——窄式支撑(见图7A)和宽式支撑(见图7B)；喂梁作业时，三号柱8提升支腿并外摆走行机构803形成宽式支撑；本发明纵移作业时，三号柱8向内摆动走行机构803并支撑在箱梁腹板上方，形成窄式支撑，三号柱8的走行机构803驱动本发明向前纵移。液压悬挂均衡装置804是为走行机构803通过不同路况设计的，该装置能对走行机构803作竖向补偿，并使各驱动轮受载均衡；同时走行轮轴可以横向适量摆动，以适应线路横坡情况。转向机构805是根据走行机构803结构布置形式，采用偏转走行机构803的转向方式(见图8A)，对应不同转向半径有各自不同的转向角度；而每组间的四个走行轮组通过连杆相连，由一个转向油缸推动实现转向，有相同的转向角度。
4、起重小车6如图10A、图10B，起重小车6由走行台车601、走行机构602、大车架603、提升机构604、横移台车605、均衡装置606、横移装置607组成；其位置和连接关系是大车架603的四角由四个走行台车601支撑，大车架603左右两边各固定一个走行机构602；大车架603上放置有横移台车605，并由横移装置607连接；提升机构604、均衡装置606固定在横移台车605上。
所述的走行台车601是由台车架6011(框架)和重物移运器6012(外购件)组成。
所述的走行机构602(外购件)由依次连接的液压马达、行星齿轮减速机、驱动箱和链条组成。
所述的大车架603是一种由两根主梁和两根端梁组成的凹式平面框架结构。
所述的提升机构604由起升卷扬机6041、排绳器6042、定滑轮组6043和动滑轮组6044组成。
所述的横移台车605由长方形箱梁框架和其下面的重物移运器(外购件)组成。
所述的均衡装置606由滑轮和长方体框架组成；滑轮置于框架内。
所述的台车架607是一种连接大车架603和横移台车605的伸缩油缸。
起重小车6的工作原理是根据所架设箱梁的跨度，一号柱1与机臂3间有三个固定铰连接位置；本发明配有两台起重小车6，每台起重小车6装有两套独立的提升机构604，其中一台小车的两套提升机构604通过均衡装置606使左右吊点受力均衡，从而将起重作业时的四吊点转换成三吊点，使箱梁均衡受载，平稳起落；起重小车6具有三维运动和微动功能，能保证箱梁的准确对位安装。大车架603由两根主梁和两根端梁组成凹式平面框架结构，降低了整机高度；两端梁的两端以铰接形式与走行台车601相连，4台走行台车601支撑大车架603。走行机构602驱动起重小车6纵移，横移装置607驱动横移台车605横移，提升机构604提升梁片。
5、机臂3如图9，机臂3是由两个主梁302、第一横梁301、第二横梁303连接成的长方形框架。
所述的第一横梁301是一种长方形箱梁。
所述的主梁302是一种变截面箱梁结构，其上设置有走行轨道3021，其内侧设有导向轨道3022，其下面设有耳梁(悬臂梁)3023。
所述的第二横梁303是一种长方形桁架。
机臂3的工作原理是机臂3是本发明的承载主梁。为变截面双箱梁结构，全长72m，两主梁中心距9m，分成七个节段，节段之间采用摩擦型高强螺栓形式连接。机臂前部下盖板设有变跨节点，提供一号柱不同的安装位置，满足32m、24m、20m箱梁架设作业施工的需要。本发明纵移时，一号柱1可沿机臂下耳梁前后走行，架梁时通过节点定位装置与机臂固定铰接。
6、一号柱液压系统2、二号柱液压系统5、三号柱液压系统9、起重小车液压系统7均选用标准外购件，是整机的动力源，即分别为一号柱1、二号柱4、三号柱8、起重小车6的动力源。
权利要求
1.一种走行式箱梁架桥机，包括一号柱液压系统(2)、二号柱液压系统(5)、三号柱液压系统(9)、起重小车液压系统(7)；其特征在于在机臂(3)下面的前端、中部、尾部分别设置有支撑机臂(3)的一号柱(1)、二号柱(4)、三号柱(8)；一号柱(1)、二号柱(4)和三号柱(8)分别与一号柱液压系统(2)、二号柱液压系统(5)和三号柱液压系统(9)连接；在支撑机臂(3)的上方设置有起重小车(6)，起重小车(6)和起重小车液压系统(7)连接；二号柱(4)、三号柱(8)与机臂(3)固定连接，一号柱(1)与机臂(3)为固定铰连接。
2.按权利要求1所述的一种走行式箱梁架桥机，其特征在于一号柱(1)由从上到下依次排列和连接的悬挂走行轮组(101)、基本柱(102)、折叠机构(103)、折叠柱(104)和伸缩柱(105)组成。
3.按权利要求1所述的一种走行式箱梁架桥机，其特征在于二号柱(4)由门架(401)、门架下横梁(402)、走行轮组(403)、液压升降支腿(404)组成；门架(401)和门架下横梁(402)组成“O”形门架结构；门架下横梁(402)下面设置有走行轮组(403)和液压升降支腿(404)。
4.按权利要求1所述的一种走行式箱梁架桥机，其特征在于三号柱(8)由升降柱(801)、折叠机构(802)、走行机构(803)、液压悬挂均衡装置(804)和转向机构(805)组成；从上到下，升降柱(801)、折叠机构(802)、走行机构(803)依次排列和连接；在走行机构(803)内设置有液压悬挂均衡装置(804)和转向机构(805)。
5.按权利要求4所述的一种三号柱(8)，其特征在于液压悬挂均衡装置(804)由伸缩臂(8041)、支撑臂(8042)和连杆(8043)组成的三角形均衡装置。
6.按权利要求1所述的一种走行式箱梁架桥机，其特征在于起重小车(6)由走行台车(601)、走行机构(602)、大车架(603)、提升机构(604)、横移台车(605)、均衡装置(606)、横移装置(607)组成；其位置和连接关系是大车架(603)的四角由四个走行台车(601)支撑，大车架(603)左右两边各固定一个走行机构(602)；大车架(603)上放置有横移台车(605)，并由横移装置(607)连接；提升机构(604)、均衡装置(606)固定在横移台车(605)上。
7.按权利要求1所述的一种走行式箱梁架桥机，其特征在于机臂(3)是由两个主梁(302)、第一横梁(301)、第二横梁(303)连接成的长方形框架。
8.按权利要求7所述的一种机臂(3)，其特征在于主梁(302)是一种变截面箱梁结构，其上设置有走行轨道(3021)，其内侧设有导向轨道(3022)，其下面设有耳梁(3023)。
全文摘要
本发明公开了一种走行式箱梁架桥机，涉及一种铁路建设工程中架设大型箱型梁的专用施工设备。本发明的结构是在机臂3下面的前端、中部、尾部分别设置有支撑机臂3的一号柱1、二号柱4、三号柱8；一号柱1、二号柱4和三号柱8分别与一号柱液压系统2、二号柱液压系统5和三号柱液压系统9连接；在支撑机臂3的上方设置有起重小车6，起重小车6和起重小车液压系统7连接。本发明整机性能好；施工安全、方便、可靠，效率高，维护保养方便；机动灵活，适用范围广；主要应用于高速铁路、客运专线中900吨级箱梁架设，可以架设32米、24米、20米双线等跨箱梁及其中任意跨度组合的变跨箱梁。
文档编号E01D21/06GK1737267SQ20051001942
公开日2006年2月22日 申请日期2005年9月9日 优先权日2005年9月9日
发明者张智莹, 唐智奋, 尹卫, 杨祖新, 蒋谟春, 李晓钢, 容毅, 胡建伟, 党春太, 林承朝 申请人:中铁工程机械研究设计院