一种快速分合式一体型架桥机及其架梁方法与流程

本发明涉及铁路交通架桥机技术领域，特别涉及一种快速分合式一体型架桥机及其架梁方法。

背景技术：

在现有架设预制简支混凝土箱型梁技术中，尤其在高速铁路和海湾大桥预制大型箱型混凝土梁的现有架设设备中主要包括：在制梁场中用来取梁和装车的提梁机，在制梁场与架桥工点之间执行运梁任务的轮胎式运梁车，以及实施架梁作业的架桥机，通称为“运架提”三大件。

原先三大件实行大规模、长距离的流水作业模式，三大设备独立作业，有序配合，缺一不可。后来，为节省设备的制造成本以及为适应在山区修建高铁的需要，研制了一种“运架一体型架桥机”，简称运架一体机。其特点是将原先的“运架提”三大件合并成一种多功能的整体设备，可按先后顺序完成提梁、运梁和架梁作业，但必须配置一根两跨式的下导梁，供运架梁机在其上滑移前进。这种机型被通称为有下导梁的运架一体机。再到后来，为了进一步节省制造成本和简化架梁工艺，对上述机型进行了改造，去除了原机型的分离式下导梁，而将运架梁机(主机)的主梁向前方延长成为悬臂式上导梁，与既有技术的两跨式悬臂过孔的900t架桥机相仿。这种机型被称为无下导梁的运架一体机，或称其为“流动式架桥机”。后者与前者相比，节省了制造成本，因为将两跨长 的下导梁变成了只有一跨长的悬臂梁；也提高了工效，因为节省了铺设下导梁的工序和时间。但是却增加了混凝土箱型梁的运输成本，因为后者主机(运架梁机)带着悬臂梁及2根支腿，使整机长度将近95m，体态笨拙，自重加大，所以在运梁途中消耗燃油量较大，行走十分缓慢，且对道路环境的要求要有比较宽阔的路况条件，因而修筑道路的成本增大。

为了克服既有技术存在的严重缺点，有必要发明一种快速一体机，既可以提高工效，又可以运梁简单，节省成本。

技术实现要素：

本发明的多个方面，提供一种快速分合式一体型架桥机及其架梁方法，用于解决现有运架一体型架桥机运梁困难、设备制造成本较高和施工效率较低等诸多不足。

本发明的一方面，提供一种快速分合式一体型架桥机，所述一体型架桥机包括运架梁机、鼻梁系统和快速接头，其中，所述运架梁机通过所述快速接头与所述鼻梁系统连接，其中，

所述快速接头为成对的铰合结构，成对地分别设在所述鼻梁系统之主梁后端和所述运架梁机的机臂的前端，通过销轴将所述快速接头的铰合结构连接在一起，以将所述运架梁机与所述鼻梁系统对接成为架梁时的整体状态。

较佳的，在所述运架梁机单梁式机臂前端断面安装了快速接头，以及在所述运架梁机前轮胎式台车后侧增设了与所述单梁式机臂正交并固接的门式中支腿，同时在所述单梁式机臂前端安装有导向夹。

较佳的，所述门式中支腿包括与所述单梁式机臂正交并固接的门式支架及千斤顶，所述千斤顶安装在所述门式支架的左、右柱脚处，使门式中支腿可以上下伸缩。

较佳的，所述鼻梁系统包括单箱形鼻梁、固定式门式辅支腿和移动式主支腿，其中，所述移动式主支腿和固定式门式辅支腿分别前后位于所述单箱形鼻梁下方作为支承。

较佳的，所述固定式门式辅支腿包括与所述单箱形鼻梁正交并固接的门式支架及柱脚的千斤顶。

较佳的，所述快速接头包括销轴、焊接固定在所述鼻梁系统箱形鼻梁截面上下盖板上的探头式耳板和焊接在所述单梁式机臂的箱梁截面内上下盖板上的探头式耳板，焊接固定在所述鼻梁系统箱形鼻梁截面上下盖板上的探头式耳板与焊接在所述单梁式机臂的箱梁截面内上下盖板上的探头式耳板配对且通过挿入或拔出所述销轴可快速实现运架梁机与鼻梁系统的闭合和分离。

较佳的，焊接固定在所述鼻梁系统箱形鼻梁截面上下盖板上的探头式耳板与焊接在所述单梁式机臂的箱梁截面内上下盖板上的探头式耳板相互交错排列并且探头部分可相互插入或拉出而成为一个耳板串式的铰接头，所述销轴插入耳板串水平销孔内。

较佳的，在所述上、下接头各插一根所述销轴。

较佳的，在所述快速接头所在截面两腹板外侧腰部装有一对导向夹，所述导向夹一头焊接于所述单梁式机臂腹板外侧，另一头悬臂伸出成喇叭状，用于所述快速接头进行对接操作时予以导向。

进一步讲，本发明的运架梁机系将现有技术的有下导梁的运架一体型架桥机中的单梁式运架梁机进行创新改造，在其主梁前端附设了一个快速接头，用以与本发明的鼻梁系统对接，同时在靠前轮胎式台车后侧主梁上安装一门式支腿，其柱脚带大吨位电动螺旋式千斤顶，能够顶起运架梁机，其工作原理与液压千斤顶不同，且安全性高。本发明的鼻梁系统系由主梁、前端固定式辅支腿及移动式主支腿组成；主梁为单箱梁断面，其后端截面尺寸与本发明的运架梁机主梁前端截面尺寸相同，并附设了一个与前者成对的快速接头，使运架梁机与鼻梁系统可以快速对接或分离。鼻梁系统的固定式辅支腿是轻弱型可伸缩支腿，仅用于在桥面上支撑鼻梁系统的主梁，从来都不必支立于桥墩顶，平时可缩起离开桥面一定距离。而鼻梁系统的移动式主支腿需负担架桥机架梁时的荷载，故配置有支承主载荷的液压驱动托辊机构，还具有液压翻折、伸缩和前后移动的功能，这些均与通常两跨式悬臂过孔的900吨架桥机的移动式前支腿的构造、形式及功能都相当，是业内技术人员的熟悉技术。分离开后的运架梁机和鼻梁系统两者各是几何静定或超静定结构，可以相对独立地站立在桥面上。

本发明的另一方面还提供一种一体型架桥机的架梁方法，所述一体型架桥机包括运架梁机、鼻梁系统和快速接头，其中，所述运架梁机通过所述快速接头与所述鼻梁系统连接，其中，所述快速接头为成对的铰合结构，成对地分别设在所述鼻梁系统之主梁后端和所述运架梁机的机臂的前端，通过销轴将所述快速接头的铰合结构连接在一起，以将所述运架梁机与所述鼻梁系统对接成为架梁时的整体状态；

所述运架梁机包括后台车、前台车、单梁式机臂、起吊混凝土梁系统和门式中支腿，其中，所述后台车和前台车位于所述单梁式机臂的两端，在所述前 台车后侧设有所述门式中支腿，在所述单梁式机臂上且位于所述门式中支腿和所述后台车之间设有所述起吊混凝土梁系统；

所述鼻梁系统包括单箱形鼻梁、固定式门式辅支腿和移动式主支腿，其中，所述移动式主支腿和固定式门式辅支腿分别前后位于所述单箱形鼻梁下；

所述架梁方法包括：

步骤1：架桥机在制梁场上组装完毕，将待架的首孔梁吊运到桥头准备架梁：移动式主支腿在桥台墩帽上支立好；同时启动移动式主支腿顶上托辊系统和运架梁机的后台车驱动系统，推送架桥机纵移过孔；

步骤2：前台车后轮已经离开桥台，单箱形鼻梁前端已过前方墩上空，暂停纵移，支立固定式门式中支腿于桥台胸墙顶，电动螺旋千斤顶起顶，使移动式主支腿离开墩顶面，折起自行到前方墩前侧垫石上支立；

步骤3：缩起中支腿螺旋千斤顶，架桥机继续纵移过孔，直至运送混凝土箱梁到达首孔桥跨上方，对位落梁；

步骤4：落梁到位完毕，运架梁机在移动式主支腿托辊及后台车的支承下，倒车后退到已架梁桥面上；

步骤5：移动式主支腿支立在墩顶上原位不动，并用制式斜撑与已架梁梁头的吊梁孔锚固起来以保护安全；将固定式门式辅支腿之电动螺旋千斤顶支立于桥面；接着拔出快速接头的销轴，使运架梁机与鼻梁系统分离，运架梁机返回梁场去运梁，鼻梁系统留守在桥上原处；

步骤6：运架梁机运梁返回架梁工点，与留守桥上的鼻梁系统进行对接闭合 操作：运架梁机慢慢靠近鼻梁系统，并使用卷扬机牵引绳拽拉运架梁机和鼻梁系统沿着导向夹贴紧对位，在上方和下方的快速接头销孔内挿入销轴，再插入开口销闩住所述销轴，架桥机即被恢复到一个整体，可以开始架梁。

本发明的一体型架桥机运梁简单容易、设备制造成本较低和施工效率较高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明，下面将结合一实施例来予以介绍。显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的一种一体型架桥机闭合时的结构示意图；

图2为本发明实施例的一种一体型架桥机分离时的结构示意图；

图3为图1的半c-c、半d-d截面视图；

图4为图1的b-b截面视图；

图5为图1的a-a截面视图；

图6为图1的m放大图；

图7为图6的e-e视图；

图8为图6的f向视图，即导向夹结构示意图；

图9为本发明一实施例的一体型架桥机的快速接头结构示意图；

图10为图9的g-g视图；

图11为本发明一实施例的一体型架桥机的快速接头透明结构示意图；

图12-1～图12-6为本发明快速一体型架桥机在架梁过程中的状态图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。

如图1所示，为本发明一实施例的一种一体型架桥机闭合时的结构示意图，所述一体型架桥机为一种快速分合式运架一体型架桥机，所述一体型架桥机包括运架梁机1、鼻梁系统2和快速接头3，其中，所述运架梁机1通过所述快速接头3与所述鼻梁系统2连接，所述运架梁机1之下吊起混凝土梁4。

所述快速接头3为成对的铰合结构，成对地分别设在所述鼻梁系统2之主梁2-1(例如单主梁)后端和所述运架梁机1的机臂1-3(例如单梁式机臂)的前端，插入销轴3-1可将所述运架梁机1与所述鼻梁系统2对接成为架梁时的整体状态，如图1所示的闭合结构；当架完一孔梁后，拔出所述快速接头3上部和下部各1根销轴3-1，即成为如图2所示两者各自独立的分离状态，为本发明一实施例的一种一体型架桥机分离时的结构示意图。这时，所述运架梁机1能够以比较短小轻盈的机身单独返回梁场去运梁，所述鼻梁系统2留在桥上等待。等所述运架梁机1运梁回来就与所述鼻梁系统2通过所述快速接头3就地快速 对接，恢复原闭合状态成为一个整体，继续架设刚运回来之梁，也可以整机携带所述混凝土箱形梁自由通过隧道到隧道内或隧道口架梁。

所述运架梁机1包括后台车1-1、前台车1-2、单梁式机臂1-3、起吊混凝土梁系统1-4和门式中支腿1-5，其中，后台车1-1和前台车1-2均为轮胎式台车。所述后台车1-1和前台车1-2位于所述单梁式机臂1-3的两端，在所述前台车1-2后侧设有所述门式中支腿1-5，在所述单梁式机臂1-3上且位于所述门式中支腿1-5和所述后台车1-1之间设有所述起吊混凝土梁系统1-4。

所述运架梁机1的所述门式中支腿1-5的结构如图3所示，为图1的半c-c、半d-d截面视图，结合图1、2和图3，所述门式中支腿1-5包括与所述单梁式机臂1-3正交并固接的门式支架1-5-1及千斤顶1-5-2，所述千斤顶1-5-2为定制的大吨位电动螺旋式千斤顶，所述千斤顶1-5-2安装在所述门式支架1-5-1的左、右柱脚处，使门式中支腿1-5可以上下伸缩，门式中支腿1-5的主要作用是协助架桥机过孔。

所述鼻梁系统2包括单箱形鼻梁2-1、固定式门式辅支腿2-2和移动式主支腿2-3，其中，所述移动式主支腿2-3和固定式门式辅支腿2-2分别前后位于所述单箱形鼻梁2-1下方作为支承。

所述鼻梁系统2的所述固定式门式辅支腿2-2结构如图4所示，为图1的b-b截面视图，结合图1、2和图4，所述固定式门式辅支腿2-2包括与所述单箱形鼻梁2-1正交并固接的门式支架2-2a及柱脚的千斤顶2-2b，所述千斤顶2-2b为小型电动螺旋式千斤顶，可以上下伸缩，可以让所述移动式主支腿2-3在其胯下钻过去。所述门式辅支腿2-2的作用是作为鼻梁系统2单独站立时的支承，所 以可以是轻型支腿。

所述鼻梁系统2的所述移动式主支腿2-3的结构如图5所示，为图1的a-a截面视图，所述移动式主支腿2-3是架梁作业全过程的主受力支腿，它可以从所述门式辅支腿2-2、前轮胎式台车1-2的胯下钻过去。结合如图1、2、图4、图5所示，所述移动式主支腿2-3的顶部配置有支承主荷载的液压驱动托辊机构，还具有折叠、伸缩、前后移动和登上桥台胸墙顶面的功能，这些均与通用的两跨式悬臂过孔的900吨架桥机的移动式前支腿的构造、形式、配置等相当，已经是业内技术人员所熟悉的技术，再此不予赘述。

如图6所示，为图1的m放大图，即为本发明实施例的一种一体型架桥机的快速接头结构示意图，所述快速接头3的一半分别设置在在所述单梁式机臂1-3前端梁截面(例如箱型梁截面)内靠上盖板处和下盖处板，所述快速接头3之另一半分别设置在所述单箱形鼻梁2-1后端梁截面(例如箱型梁截面)内靠上盖板处和下盖板处，且与所述运架梁机1的所述单梁式机臂1-3的所述快速接头3之半配对。在所述快速接头3所在截面两腹板外侧腰部装有一对导向夹5，所述导向夹5是为了在所述快速接头3进行对接操作时予以导向。

其中，所述导向夹5的结构如图7和图8所示，其中，图7为图6的e-e视图，图8为图6的f向视图，即导向夹结构示意图，装在所述单梁式机臂1-3内的电动卷扬机5-1通过钢丝绳和牵引耳板5-2，可以把所述单箱形鼻梁2-1与所述单梁式机臂1-3两者拉紧，沿着所述导向夹5进行精确对位。所述成对的导向夹5是一对刚性很大的箱形杆件，一头焊接于所述单梁式机臂1-3腹板外侧，另一头悬臂伸出成喇叭状。

所述快速接头3的构造可以如图9和11所示，图9为本发明一实施例的一种一体型架桥机的快速接头结构示意图，图11为本发明一实施例的一体型架桥机的快速接头透明结构示意图，图9的g-g示意图如图10所示，结合图9和图10，所述快速接头3包括长销轴3-1、焊接固定在所述单箱形鼻梁2-1上下盖板上的探头式耳板3-2和焊接在所述单梁式机臂1-3的箱型梁截面内上下盖板上的探头式耳板3-4。其中，焊接固定在所述单箱形鼻梁2-1上下盖板上的所述探头式耳板3-2与焊接在所述单梁式机臂1-3上下盖板上的探头式耳板3-4配对且通过挿入或拔出所述销轴3-1可快速实现运架梁机1与鼻梁系统2的闭合和分离。耳板3-2和耳板3-4交错排列且探头部分可相互插入或拉出而成为一个耳板串式的铰接头，所述长销轴3-1插入快速接3的水平销孔内。上、下接头各插一根所述销轴3-1。由于该销轴3-1由梳状耳板分隔成诸多、密布的受剪面，所以能够抵抗竖向弯矩产生的沿上下盖板纵向的巨大水平力，以及由吊重产生的竖向剪力。由于在对接或分离时只需拔出或插入总共2根所述销轴3-1，所以极其迅速就可完成任务，施工速度快。

本发明的另一方面，还提供所述一体型架桥机的架梁方法，如下所述。

步骤s01：如图12-1所示，架桥机在制梁场上组装完毕，将待架的首孔梁吊运到桥头准备架梁：移动式主支腿2-3在桥台墩帽上支立好。同时启动移动式主支腿2-3顶上托辊系统和运架梁机1的后轮胎式台车1-1驱动系统，推送架桥机纵移过孔。

步骤s02：如图12-2所示，前台车1-2后轮已经离开桥台，单箱形鼻梁2-1前端已过前方墩上空，暂停纵移，支立固定式中支腿1-5于桥台胸墙顶，电动螺旋千斤顶1-5-2起顶，使移动式主支腿2-3离开墩顶面，折起自行到前方墩前侧 垫石上支立。

步骤s03：如图12-3所示，缩起中支腿螺旋千斤顶1-5-2，架桥机继续纵移过孔，直至运送混凝土箱梁到达首孔桥跨上方，可以对位落梁。

步骤s04：如图12-4所示，落梁到位完毕，运架梁机1在移动式主支腿2-3托辊及后轮胎式台车1-1的支承下，倒车后退到已架梁桥面上。

步骤s05：如图12-5所示，移动式主支腿2-3支立在墩顶上原位不动，并用制式斜撑与已架梁梁头的吊梁孔锚固起来以保护安全；将固定式门式辅支腿2-2之电动螺旋千斤顶2-2b支立于桥面。接着拔出快速接头3的销轴3-1，使运架梁机1与鼻梁系统2分离，运架梁机1返回梁场去运梁，鼻梁系统2留守在桥上原处。

步骤s06：如图12-6所示，运架梁机1运梁返回架梁工点，与留守桥上的鼻梁系统2进行对接闭合操作：运架梁机1慢慢靠近鼻梁系统2，并使用卷扬机5-1牵引绳拽拉两者沿着导向夹5贴紧对位，在上方和下方的快速接头3销孔内插入长销轴3-1，再插入开口销闩住所述销轴3-1，架桥机即被恢复到一个整体，可以开始架梁，按步骤s01重新开始新的架梁循环。

综上所述，本发明多个方面描述的一体型架桥机，既克服了现有技术带下导梁的运架一体型架桥机制造成本较高、架梁效率较低的缺点，又克服了现有技术不带下导梁的运架一体机运或所称流动式架桥机输混凝土箱形梁消耗燃油量较大、修筑运梁通道成本较高的缺点，能够顺利实现抵近隧道进、出口及隧道内架设箱形混凝土梁的目的，提高了经济效益和施工效率。此外，本发明实施例的一体型架桥机为用户提供了一种可灵活选择和转换的施工方案：分合式 或闭合式。当运梁距离较远、道路环境条件较差的情况，应对架桥机选择分合式工作机制；当运梁距离较近、道路环境较宽坦的情况，可以选择闭合式工作机制，即运架梁机与鼻梁系统采取只合不分的整体方案。

最后需要说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。