铰装置运输设备的制作方法

本发明涉及桥梁工程领域，具体而言，涉及一种铰装置运输设备。

背景技术：

葵型拱桥拱上建筑取消了立柱或斜撑，改而采用腹拱横跨主墩直接连接两边主拱，大拱上面叠小拱，使得桥梁立面富有层次感，并因其桥型轻盈、通透，造型像葵花瓣而得名。葵型拱桥既有拱桥传统的厚重美，又因其线型而显现代的灵动美，具有突出的美学效果。由于墩顶腹拱连接两侧主拱，对主拱产生一水平推力作用，使得主拱承受集中力的作用，增加了结构的受力复杂程度，而主腹拱结合部位受力尤为复杂。

主腹拱结合部位在施工荷载作用下，会产生局部附加应力，该区域是混凝土裂纹出现高频区。

发明人在研究中发现，传统的主腹拱桥结构在施工过程中至少存在如下缺点：

传统的主腹拱桥结构施工时在主拱和腹拱的结合段设置铰装置，铰装置在现场制成，制作不方便，且延长了施工时间。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种铰装置运输设备，以改善传统拱桥施工时铰装置在现场进行制作导致工期延长的问题。

本发明的实施例是这样实现的：

基于上述第一目的，本发明提供了一种铰装置运输设备，所述铰装置包括多个铰单元以及多个连接件，每个所述铰单元包括有铰柱以及剪力件，所述铰柱包括两个相对设置的安装槽，每个所述安装槽的槽底设置有所述剪力件，所述剪力件的一端与所述铰柱连接，其另一端朝向所述安装槽的槽口延伸；多根所述铰柱并排间隔设置，相邻所述铰柱通过所述连接件连接，所述连接件上设置有插接孔，所述插接孔位于相邻所述铰柱之间；

所述铰装置运输设备包括有底板、辅助板、支撑件以及限位组件，所述辅助板的一侧铰接于所述底板，所述支撑件支撑在所述辅助板与所述底板之间；所述限位组件安装在所述辅助板上，所述限位组件与所述支撑件位于所述辅助板的两侧，所述限位组件包括多根插接杆，多根所述插接杆用于一一对应插接在多个所述插接孔内。

在本发明较佳的实施例中，所述插接杆的垂直于其轴线方向的截面为圆形，所述插接杆的一端设置有中心槽，所述插接杆的另一端固定在所述辅助板上，所述中心槽的槽口位于所述插接杆的端面上，所述中心槽的两侧设置有滑动槽，所述滑动槽与每个所述中心槽之间均设置有滑动通道；

所述限位组件还包括第一限位滑块、第二限位滑块、第一导轨、第二导轨以及驱动机构，所述驱动机构包括有具有螺纹通孔的套筒、第一锥形齿轮以及第二锥形齿轮；所述第一导轨安装在所述第一限位滑块上，所述第一限位滑块滑动连接在一个所述滑动槽内，所述第一导轨穿过对应的所述滑动通道且螺接在所述套筒内，所述第二导轨安装在所述第二限位滑块上，所述第二限位滑块滑动连接在另一个所述滑动槽内，所述第二导轨穿过对应的所述滑动通道且螺接在所述套筒内，所述套筒位于所述中心槽内且转动连接在所述插接杆上；所述第一锥形齿轮套设在所述套筒外，所述第二锥形齿轮与所述第一锥形齿轮啮合，所述第二锥形齿轮转动连接在所述插接杆上；所述第二锥形齿轮转动带动所述第一锥形齿轮转动，驱使所述套筒转动，令所述第一导轨和所述第二导轨相互远离或者靠近。

在本发明较佳的实施例中，所述第一导轨的朝向所述第二导轨的端部设置有引导槽，所述引导槽的槽壁上设置有弧形凹槽；所述第二导轨上设置有导向杆，所述导向杆的端部设置有球状凸起，所述第一导轨相对于所述第二导轨靠近运动时所述球状凸起能够卡接在所述弧形凹槽内。

在本发明较佳的实施例中，所述第二锥形齿轮上设置有操作杆，所述操作杆的端部伸出所述中心槽的槽口，所述操作杆与所述插接杆通过轴承转动连接。

在本发明较佳的实施例中，所述铰柱设置有灌注口，所述灌注口连通所述安装槽。

在本发明较佳的实施例中，所述铰单元还包括引导件，所述引导件位于所述灌注口内，所述引导件转动连接在所述铰柱上，所述引导件相对于所述铰柱转动过程中，所述引导件能够打开或者关闭所述灌注口。

在本发明较佳的实施例中，所述引导件为板状，所述引导件包括位于所述引导件与所述铰柱的转动轴线两侧的第一板部以及第二板部，所述第一板部上设置有限位件，所述限位件位于所述安装槽内，所述限位件用于限制所述第一板部绕所述转动轴线沿远离所述安装槽的方向转动至所述灌注口外；所述第二板部与所述铰柱之间设置有弹性件，所述弹性件令所述限位件抵紧在所述安装槽的内壁上。

在本发明较佳的实施例中，所述第一板部的一板面设置为第一斜面，所述第一斜面位于所述安装槽外；所述第二板部的一板面设置为第二斜面，所述第二斜面位于所述安装槽内。

在本发明较佳的实施例中，所述限位件包括导向板以及多根限位条，所述导向板的一板面设置为第三斜面，多根所述限位条的一端安装在所述第一板部上，多根所述限位条的另一端安装在所述导向板上，多根所述限位条沿着所述转动轴线的长度方向间隔排布，所述第三斜面朝向所述安装槽的槽壁设置；所述第一板部绕所述转动轴线沿远离所述安装槽的方向转动相对于所述铰柱转动时所述限位条抵紧在所述安装槽的槽壁上。

本发明还提供了一种铰装置运输设备，所述铰装置包括多个铰单元以及多个连接件，每个所述铰单元包括有铰柱以及剪力件，所述铰柱包括两个相对设置的安装槽，每个所述安装槽的槽底设置有所述剪力件，所述剪力件的一端与所述铰柱连接，其另一端朝向所述安装槽的槽口延伸；多根所述铰柱并排间隔设置，相邻所述铰柱通过所述连接件连接，所述连接件上设置有插接孔，所述插接孔位于相邻所述铰柱之间；

所述铰装置运输设备包括有底板、辅助板、支撑件以及限位组件，所述辅助板的一侧铰接于所述底板，所述支撑件的一端铰接在所述辅助板上，所述底板上设置有多个限位卡块，所述支撑件的另一端选择性的通过一个所述限位卡块抵紧在所述底板上；所述限位组件安装在所述辅助板上，所述限位组件与所述支撑件位于所述辅助板的两侧，所述限位组件包括多根插接杆，多根所述插接杆用于一一对应插接在多个所述插接孔内。

本发明实施例的有益效果是：

综上所述，本发明实施例提供了一种拱桥柔性铰接装置，其结构简单合理，便于制造加工，同时，将铰装置在厂房或者设定地点制作完成，然后利用铰装置运输设备进行运输，加快了施工进度，节省了施工的时间，降低了成本。具体如下：

本实施例提供的铰装置运输设备，用于运输铰装置，铰装置包括至少一个铰单元，每个铰单元包括有铰柱以及剪力件，铰柱包括有两个相对设置的安装槽，在安装槽内安装有剪力件，剪力件的一端与安装槽的槽底连接，另一端朝向安装槽的槽口延伸，相邻的铰柱通过连接件连接。在实际施工时，在厂房内或者预定地点将铰装置制作完成，即将铰单元并排设置，相邻铰单元的铰柱通过连接件连接起来构成类似钢筋网架的结构。然后利用运输设备进行运输，将铰装置置于辅助板上，插接孔与插接杆对应插接，运输时不易出现滑移，运输安全可靠。将铰装置运输至施工现场时，铰装置从运输设备吊装下来，然后进行施工作业。在进行主拱圈浇筑时，将铰装置的一侧预埋在主拱圈内，待拱桥体系转换完成后，再进行主拱和腹拱结合段的浇筑，将露在外面的铰装置运输设备包裹在混凝土内。在进行混凝土浇筑时，混凝土与铰柱和剪力件的结合牢固可靠，便于混凝土振捣密实，同时，通过铰装置能够释放施工过程中产生的集中应力，避免腹拱和主拱结合部位混凝土开裂，提高了施工的质量和桥体的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例的铰装置运输设备的结构示意图；

图2为本发明实施例的铰装置运输设备的铰单元的一视角示意图；

图3为本发明实施例的铰装置运输设备的铰单元的另一视角示意图；

图4为本发明实施例的铰装置运输设备的铰柱与引导件、限位件的安装结构的示意图；

图5为本图4中的局部放大示意图；

图6为本发明实施例的铰装置运输设备的铰柱与引导件、限位件的安装结构的应用状态示意图；

图7为本发明实施例的铰装置运输设备的应用状态示意图；

图8为本发明实施例的铰装置运输设备的结构示意图；

图9为本发明实施例的铰装置运输设备的限位组件的结构示意图；

图10为本发明实施例的铰装置运输设备的插接杆的剖视示意图。

图标：1－铰装置；10－铰单元；11－铰柱；111－翼板；112－腹板；113－安装槽；114－灌注口；12－剪力件；20－连接件；21－插接孔；30－加固件；40－封板；50－引导件；51－第一板部；511－第一斜面；52－第二板部；521－第二斜面；60－限位件；61－限位条；62－导向板；621－第三斜面；622－楔形间隙；70－弹性件；80－转轴；100－主拱；200－腹拱后浇段；2－底板；201－限位卡块；3－辅助板；4－支撑件；5－限位组件；501－插接杆；5011－中心槽；5012－滑动槽；5013－滑动通道；502－第一限位滑块；503－第二限位滑块；504－第一导轨；5041－引导槽；5042－弧形凹槽；505－第二导轨；5051－导向杆；5052－球状凸起；506－驱动机构；5061－套筒；5062－第一锥形齿轮；5063－第二锥形齿轮；507－操作杆。

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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

铰装置运输设备实施例

请参阅图8，本实施例提供了一种铰装置运输设备，用于运输铰装置，运输设备包括有底板2、辅助板3、支撑件4以及限位组件5，辅助板3的一侧铰接于底板2，在底板2上设置有多个沿直线间隔布置的限位卡块201，通过选择不同的限位卡块201实现支撑件4端部的限位，能够调整辅助板3和底板2的角度。限位组件5安装在辅助板3上，限位组件5与支撑件4位于辅助板3的两侧。

请参阅图9－图10，限位组件5包括多根插接杆501、第一限位滑块502、第二限位滑块503、第一导轨504、第二导轨505以及驱动机构506。

驱动机构506包括有具有螺纹通孔的套筒5061、第一锥形齿轮5062以及第二锥形齿轮5063；第一导轨504安装在第一限位滑块502上，第一限位滑块502滑动连接在一个滑动槽5012内，第一导轨504穿过对应的滑动通道5013且螺接在套筒5061内，第二导轨505安装在第二限位滑块503上，第二限位滑块503滑动连接在另一个滑动槽5012内，第二导轨505穿过对应的滑动通道5013且螺接在套筒5061内，套筒5061位于中心槽5011内且通过轴承转动连接在插接杆501上；第一锥形齿轮5062套设在套筒5061外，第二锥形齿轮5063与第一锥形齿轮5062啮合，第二锥形齿轮5063转动连接在插接杆501上；第二锥形齿轮5063转动带动第一锥形齿轮5062转动，驱使套筒5061转动，令第一导轨504和第二导轨505相互远离或者靠近。

进一步的，第一导轨504的朝向第二导轨505的端部设置有引导槽5041，引导槽5041的槽壁上设置有弧形凹槽5042；第二导轨505上设置有导向杆5051，导向杆5051的端部设置有球状凸起5052，第一导轨504相对于第二导轨505靠近运动时球状凸起5052能够卡接在弧形凹槽5042内。第二锥形齿轮5063上设置有操作杆507，操作杆507的端部伸出中心槽5011的槽口，操作杆507与插接杆501通过轴承转动连接。

铰装置1包括有至少一个铰单元10、连接件20、加固件30、封板40、引导件50、限位件60、弹性件70以及转轴80。

请参阅图2－图6，铰单元10包括有铰柱11以及剪力件12，铰柱11设置为工字钢，铰柱11包括有两个相对设置的翼板111以及包括位于两个翼板111之间的腹板112，翼板111为矩形板状，腹板112为矩形板状，腹板112的板面垂直于两个翼板111的板面。腹板112和两个翼板111构成了具有两个安装槽113的铰柱11。在一个翼板111上设置有两排灌注口114，两排灌注口114位于腹板112的板面的两侧，位于同一排的多个灌注口114沿着翼板111的长度方向间隔排布。每个灌注口114为矩形开口。在翼板111的远离腹板112的板面上焊接有多根剪力件12，剪力件12垂直于翼板111的板面设置；在腹板112的两个板面(安装槽113的槽底壁)上分别设置有多根剪力件12，每根剪力件12的一端安装在腹板112上，另一端朝向安装槽113的槽口延伸，进一步的，剪力件12垂直于腹板112的板面设置。

连接件20用于连接相邻铰单元10，连接件20可以是钢板、钢筋等钢结构，结构简单，便于制造加工，取材方便，节省制造成本。连接件20上设置有插接孔21。

加固件30为钢筋或者钢板，用于安装在安装槽113内，起到支撑两个翼板111的作用。本实施例中，加固件30为钢筋，加固件30的两端分别焊接在两个翼板111上，加固件30垂直于翼板111的板面设置。加固件30的数量按需设置，在此不进行具体限定。

封板40为钢板，在每根铰柱11的两端分别焊接一个封板40，封板40分别与腹板112和两个翼板111进行焊接固定。在封板40上焊接多根剪力件12，剪力件12垂直于封板40设置，剪力件12位于封板40的远离铰柱11的板面上。

引导件50设计为矩形板状，引导件50设置有转动孔，转动孔的轴线与引导件50的长度方向的中线重合，引导件50具有位于转动孔的轴线两侧的第一板部51和第二板部52，第一板部51的一板面上设置有第一斜面511，所述第二板部52的一板面上设置有第二斜面521，第一斜面511和第二斜面521位于引导件50的板面的两侧。

限位件60包括有导向板62以及多根限位条61，导向板62的一板面设置为第三斜面621，限位条61为矩形条，限位条61的一端用于安装在第一板部51上，限位条61的另一端与导向板62连接。多根限位条61间隔设置，平铺在导向板62上。

弹性件70设置为弹簧；转轴80为圆柱形轴。

请参阅图7，本实施例提供的铰装置1，将多个铰单元10通过连接件20连接，多个铰单元10的多根铰柱11并排间隔设置，即多根铰柱11位于同一平面内且多根铰柱11平行设置。每根铰柱11的腹板112的两个板面上分别焊接间隔排布的多根剪力件12，剪力件12垂直于腹板112设置，在翼板111的外侧板面上分别垂直焊接多根剪力件12。将限位条61焊接在第一板部51上，多根限位条61沿着转动孔的轴线间隔排布，限位条61与第一斜面511位于第一板部51的两侧，导向板62上的第三斜面621朝向第一板部51设置，然后利用引导件50的转动孔将引导件50穿设在转轴80上。将穿设有引导件50的转轴80焊接在翼板111上，转轴80位于灌注口114处，转轴80的两端分别焊接在灌注口114的相对的两个侧壁上，转轴80垂直于腹板112的板面设置，转轴80将灌注口114分隔形成两个通孔。焊接完成后，引导件50位于灌注口114内，限位条61和导向板62位于安装槽113内，导向板62的第三斜面621朝向灌注口114设置，第三斜面621与翼板111的内侧壁形成楔形间隙622。同时，引导件50绕着转轴80相对于铰柱11转动，由于限位条61和导向板62的结构设计，引导件50在相对于铰柱11转动过程中，限位条61和导向板62能够抵紧在翼板111上，进而限制了引导件50的一个方向的转动，设定引导件50封盖在灌注口114(引导件50的板面与灌注口114所在的平面平行)时为初始状态，第一板部51朝向安装槽113内转动为顺时针转动，第二板部52朝向安装槽113内转动为逆时针转动，限位条61和限位板的结构设计能够限制引导件50在逆时针方向上的转动趋势，即引导件50沿着逆时针方向转动至限位件60抵紧在翼板111的内侧壁时，引导件50不能够继续转动。为了进一步限制住引导件50的转动，在第二板部52与未设置灌注口114的翼板111之间设置有弹性件70，弹性件70呈拉伸状态，使得限位件60保持抵紧在翼板111上的状态。

在施工过程中，多个铰单元10通过连接件20连接形成一个整体结构，将铰装置倾斜设置，将铰装置的一侧预埋在主拱100圈内，铰柱11上的灌注口114朝向混凝土浇筑侧，即朝向上方，且同一灌注口114处的第一板部51的位置低于第二板部52的位置，由于弹性件70的作用，引导件50封盖在灌注口114处，在进行混凝土浇筑时，混凝土流动到灌注口114处时，驱使引导件50顺时针转动，打开灌注口114，混凝土便于进入到安装槽113内，便于与安装槽113内的加固件30、剪力件12结合，同时，从底部进入到安装槽113内的混凝土先进入到楔形间隙622内，同样能够实现引导件50的顺时针转动开启灌注口114，混凝土便于从灌注口114进入到安装槽113内。进一步的，在引导件50的两个板面分别设置有第一斜面511和第二斜面521，混凝土在接触到第一斜面511和第二斜面521时，引导件50具有导向作用，能够顺利进入到安装槽113内，浇筑过程中，混凝土与铰装置结合牢固可靠。

本实施例提供的铰装置1，各个部件采用焊接固定，加工制造简单，具有至少如下优点：

适应性好：本发明可根据需要，适应不同宽度、不同矢跨比的葵花形拱桥要求。既适于拱圈宽度大的拱桥，也适于拱圈宽度小的拱桥；既适于矢跨比大的拱桥，也适于矢跨比大的拱桥；

结构简单：本发明结构包括铰柱11、连接件20、加固件30、剪力件12，封板40等结构通过焊接固定；

制作便捷：本发明采用的铰柱11由工字钢制成，剪力件12由钢钉制成，可根据需要型号直接采购；连接件20和加固件30由钢材料制成，经过简单加工即可完成结构物的制造；

经济性好：本发明施工方便，提高施工工效，可有效降低项目成本；

运用前景好：本发明对于葵花形拱桥施工期间意义重大，可保证主腹拱结合段后浇混凝土施工质量，并且可以效释放施工过程中产生的附加应力，避免该区域混凝土局部开裂。

本实施例提供的铰装置1，采用钢材焊接制成，整个铰装置呈具有多个通孔的板状结构，整个铰装置在混凝土浇筑过程中具有一定的形变能力，即呈柔性，在浇筑过程中能够有效释放施工过程中产生的附加应力。

本实施例中，铰装置在厂房制作完成后，将铰装置置于辅助板3上，使位于辅助板3上的插接杆501的设置有第一限位滑块502和第二限位滑块503的端部插入到对应的插接孔内。插入前，先利用操作杆507带动第二锥形齿轮5063转动，在转动过程中，第一锥形齿轮5062转动，由于第一导轨504的螺纹旋向与第二导轨505的螺纹旋向相反，因此，在第一锥形齿轮5062转动带动套筒5061转动时，可以使第一导轨504和第二导轨505相对靠近运动，此时，位于第二导轨505上的导向杆5051插入到引导槽5041内，继续转动第二锥形齿轮5063，位于导向杆5051端部的球状凸起5052卡接在弧形凹槽5042内，与此同时，操作者感受到球状凸起5052卡接在弧形凹槽5042内的振动，停止操作杆507的转动。然后，能够将插接杆501插入到插接孔内。插接完成后，方向转动操作杆507，第一导轨504和第二导轨505相互远离，带动第一限位滑块502和第二限位滑块503相互远离，此时，球状凸起5052从弧形凹槽5042内滑出，当第一限位滑块502和第二限位滑块503滑动到一定距离后，停止转动。此时，第一限位滑块502和第二限位滑块503能够限制插接杆501从插接孔内滑出，保证了运输过程中的安全性。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。