可转向的挂篮行走装置及转向方法与流程

本发明涉及一种桥梁悬臂箱梁现浇施工的挂篮行走装置，特别涉及一种用于挂篮悬挂桁架移动时在弧形轨道上的转向装置，属于桥梁施工技术领域。

背景技术：

挂篮是桥梁上部箱梁悬臂浇筑时高空作业的施工平台，其悬挂在悬挂桁架下，悬挂桁架下侧的挂篮行走装置通过数个行走轮支架内主行走轮支撑在轨道上。在一段桥梁悬臂箱梁已浇筑好并过了混凝土养护期后，通过千斤顶推动行走装置载着悬挂桁架、挂篮和悬挂桁架下侧的底模支撑框架沿着直线形的轨道向桥梁悬臂箱梁端头方向移动，以便悬臂浇筑下一段箱梁。由于地形或现有建筑物或其他原因的限制，有的桥梁的一段上部箱梁必须设计成弧形箱梁，这时就需要挂篮行走装置能转向移动。cn103306212u的中国发明专利说明书公开了一种“可多向转动的挂篮行走后悬挂结构及其应用方法”，其转动装置呈工字形结构并包括由轴承、滚珠构成的一水平转动面、一竖直转动面以及一卡槽，竖直转动面设置于卡槽内，水平转动面设置于转动装置的水平面内；水平转动面与附着系统的底板表面过程构成滚动配合连接，附着系统的底板以及托架系统的顶板固定设置于卡槽内并与竖直转动面构成键连接。这种装置只能实现后悬挂结构绕水平转动面的支撑轴轴心线转动，而不能实现挂篮行走装置绕弧形轨道的移动。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种结构简单、便于载着行走装置上部负载沿着弧形轨道转向的可转向的挂篮行走装置及转向方法。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种可转向的挂篮行走装置，包括行走轮支架、两个主行走轮总成、轨道和两组转向轮组合，所述两个主行走轮总成间隔设置在行走轮支架内，主行走轮总成包括主轮和主轮轴，主轮通过一对主轴承支撑在主轮轴的中部，主轮轴两端分别固定在行走轮支架的两侧上部，行走轮支架上侧与桁架底部支撑座固定连接，两组转向轮组合分别设置在对应的主轮下侧，两个主轮下侧支撑在轨道上侧，轨道下侧通过间隔设置的轨道垫板固定在箱梁上；所述转向轮组合包括一对转向轮和转向轮轴向移动机构，所述轨道为h型钢，一对转向轮端面相对地分别水平设置在h型钢中腹板两侧，转向轮外周面抵靠在h型钢上翼缘板的下侧面上，转向轮通过转向轮轴承支撑在支撑轴的内端上，支撑轴的外端螺杆穿过行走轮支架的垂直侧板下部的轴套，与固定在垂直侧板外侧的转向轮轴向移动机构连接。

本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。

进一步的，所述转向轮轴向移动机构为蜗轮减速箱，所述蜗轮减速箱的一侧垂直固定在行走轮支架的垂直侧板外侧。所述蜗轮减速箱包括蜗杆、蜗轮、驱动电机和箱体，箱体内的蜗轮两端通过蜗轮轴套分别支撑在箱体两侧的侧板上，位于蜗轮上侧的蜗杆与蜗轮啮合；驱动电机设置在箱体外侧，且与蜗杆外端连接，蜗轮中心设有螺纹孔，支撑轴的外端螺杆伸进轮减速箱内，与蜗轮中心的螺纹孔连接。

进一步的，所述支撑轴中部还设有防止支撑轴转动机构，所述防止支撑轴转动机构包括支撑轴中部的轴向沉槽和紧定螺钉，所述紧定螺钉垂直拧入转向轮盖板一侧轴向延伸的凸台，紧定螺钉下端端头伸进轴向沉槽中。

进一步的，测距器分别水平固定在行走轮支架的两垂直侧板下侧两端上；所述测距器为激光测距器或超声波测距器。

一种可转向的挂篮行走装置的转向方法，包括以下左转和右转的步骤：

a、左转

1）当行走轮支架沿着轨道移动到直线部分和左弯弧形部分的吻接点时，行走轮支架左前侧的左前测距器测得的左前测距器与左弯弧形部分的轨道的h型钢中腹板的距离小于右前测距器测得的右前测距器与远方阻碍物的距离。

2）左前测距器和右前测距器测得的距离信号分别传输给中央处理器，中央处理器经过比较后发出指令分别驱动行走轮支架的左前侧蜗轮减速箱和右后侧蜗轮减速箱运转，相应蜗轮减速箱的驱动电机通过蜗杆带动蜗轮顺时针旋转，使得与蜗轮中心螺纹连接的左前转向轮支撑轴的外端螺杆带着左前转向轮外移，同时右后转向轮支撑轴的外端螺杆带着右后转向轮外移，外移的距离由中央处理器根据弧形的轨道半径计算确定，四个转向轮形成向左偏移的型式，行走轮支架沿着左转弧形轨道载着悬挂桁架完成左转移动。

b、右转

1）当行走轮支架沿着轨道移动到直线部分和右弯弧形部分的吻接点时，行走轮支架右前侧的右前测距器测得的右前测距器与右弯弧形部分的轨道的h型钢中腹板的距离小于左前测距器测得的左前测距器与前方桥墩的距离。

2）左前测距器和右前测距器测得的距离信号分别传输给中央处理器，中央处理器经过比较后发出指令分别驱动行走轮支架的右前侧蜗轮减速箱和左后侧蜗轮减速箱运转，相应蜗轮减速箱的驱动电机通过蜗杆带动蜗轮顺时针旋转，使得与蜗轮中心螺纹连接的右前转向轮支撑轴的外端螺杆带着右前转向轮外移，同时左后转向轮支撑轴的外端螺杆带着左后转向轮外移，外移的距离由中央处理器根据弧形的轨道半径计算确定，四个转向轮形成向右偏移的型式，行走轮支架沿着右转弧形轨道载着悬挂桁架完成右转移动。

本发明的装置结构简单、方法简便。本发明在行走轮支架的两个主行走轮总成下侧分别设置了转向轮组合，转向轮的支撑轴外端螺杆穿过行走轮支架与固定在其外侧的蜗轮减速箱内的蜗轮中心螺纹连接，通过行走轮支架对应两对角位置蜗轮减速箱内的蜗轮旋转，带动对应的支撑轴移动，使得行走轮支架内两对角位置转向轮沿着轨道的h型钢上翼缘板下侧面外移，并由中央处理器精确计算出支撑轴移动的距离，行走轮支架内的四个转向轮形成向左或向左的倾斜排列。利用蜗杆蜗轮传动的自锁原理，使得支撑轴锁定在所需的移动位置上。从而可使行走轮支架载着悬挂桁架、挂篮和底模支撑框架沿着弧形部分的轨道完成向左或向左的转向，解决了在挂篮行走装置在弧形的轨道上转向的难题。

本发明的优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释，这些实施例，是参照附图仅作为例子给出的。

附图说明

图1是本发明装置的结构示意图；

图2是图1的右视图；

图3是本发明在弧形部分轨道上转向的示意图；

图4是本发明在左弯弧形部分的轨道上左转时的4个转向轮向左倾斜排列的示意图；

图5是本发明在右弯弧形部分的轨道上右转时的4个转向轮向左倾斜排列的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和西津水利枢纽二线船闸工程土建ⅰ标跨一二线交通桥工程的实施例对本发明作进一步说明。

如图3所示，主桥9号桥墩90至8号桥墩80处采用挂篮悬臂浇筑法施工。9号桥墩90至8号桥墩80的跨径50m，悬臂浇注45m，共分12个浇筑单元。自1#浇筑单元到12#浇筑单元箱梁纵向中心线从直线向左弯成弧线，曲率半径从无穷大递减至50m。

如图1～图5所示，本发明包括行走轮支架1、两个主行走轮总成2、轨道3和两组转向轮组合4，两个主行走轮总成2前后间隔设置在行走轮支架1内，其包括主轮21和主轮轴22，主轮21通过一对主轴承23支撑在主轮轴22的中部，主轮轴22两端分别通过轴用挡圈24固定在行走轮支架1的两垂直侧板11的上部。行走轮支架1上侧与悬挂桁架底部支撑座20固定连接，两个主轮21下侧支撑在h型钢制成的轨道3上侧，轨道3下侧通过间隔设置的轨道垫板310固定在箱梁10上。

行走轮支架1上侧两组转向轮组合4分别设置在对应的主轮21下侧，转向轮组合4包括一对转向轮和转向轮轴向移动机构，转向轮通过转向轮轴承42支撑在支撑轴43的内端上。一对转向轮端面相对地分别水平设置在h型钢中腹板31两侧，转向轮外周面抵靠在h型钢上翼缘板32的下侧面上。两个主轮21下压轨道3，一对转向轮上托轨道3，这样的结构能确保本发明能稳定地在弧形的轨道3上转向。支撑轴43的外端螺杆431穿过行走轮支架1的垂直侧板11下部的轴套12，与固定在垂直侧板11外侧的转向轮轴向移动机构连接，转向轮轴向移动机构为蜗轮减速箱，蜗轮减速箱的一侧垂直固定在行走轮支架1的垂直侧板11的外侧。

蜗轮减速箱包括蜗杆51、蜗轮52、驱动电机53和箱体54，箱体54内的蜗轮52两端通过蜗轮轴承55分别支撑在箱体54两侧的侧板541上，位于蜗轮52上侧的蜗杆51与蜗轮52啮合。驱动电机53通过端头法兰固定在箱体54的外侧，驱动电机53与蜗杆51外端连接，蜗轮52中心设有螺纹孔521，支撑轴43的外端螺杆431伸进蜗轮减速箱内，与蜗轮52中心的螺纹孔521连接。蜗轮52采用铜合金制成，其旋转时可以避免其与支撑轴43的外端螺杆431发生咬合；并且利用蜗杆蜗轮传动的自锁原理，使得支撑轴43锁定在所需的移动位置上。支撑轴43向行走轮支架1外侧方向移动时，由于h型钢的上、下翼缘板均为平直翼缘板，便于通过转向轮轴承42拉动转向轮沿着h型钢上翼缘板32的下侧面外移。当行走轮支架1从弧形的轨道移动到直线形的轨道时，中央处理器100指令蜗轮减速箱改变转向。支撑轴43拉动转向轮沿着h型钢上翼缘板32的下侧面内移复位，操作非常方便。

为了防止支撑轴43转动，在支撑轴43中部还设有防止支撑轴转动机构44，其包括支撑轴43中部的轴向沉槽432和紧定螺钉441，紧定螺钉441垂直拧入转向轮盖板45一侧轴向延伸的凸台451，紧定螺钉441下端端头伸进轴向沉槽432中，使得支撑轴43只能轴向移动。

图3～图5中的十字坐标设定如下：图中十字坐标左端为前，右端为后；上侧为右，下侧为左。

如图2所示，4个测距器分别水平固定在行走轮支架1的两垂直侧板11下侧两端上。测距器为激光测距器或超声波测距器，行走轮支架1左转或右转时，相应的两个测距器61可以测出其与前方不同阻碍物的不同距离。中央处理器100对距离信号处理后发出指令，启动相应的蜗轮减速箱运转，使得相应的支撑轴43带动转向轮移动，完成本发明装置的转向。

本发明的转向方法包括以下左转和右转的对应步骤：

a、左转

1）当行走轮支架1沿着轨道3移动到直线部分和左弯弧形部分的吻接点时，行走轮支架1左前侧的左前测距器61测得其与左弯弧形部分的轨道的h型钢中腹板31的距离小于右前测距器62测得的其与远方阻碍物的距离。

2）左前测距器61和右前测距器62测得的距离信号分别传输给中央处理器100，中央处理器经过比较后发出指令分别驱动行走轮支架11的左前侧蜗轮减速箱510和右后侧蜗轮减速箱540运转，相应蜗轮减速箱的驱动电机53通过蜗杆51带动蜗轮52顺时针旋转。如图4中箭头所指的方向，使得与蜗轮52中心螺纹连接的左前转向轮411的支撑轴43的外端螺杆431带着左前转向轮411外移，同时右后转向轮413的支撑轴43的外端螺杆431带着右后转向轮413外移，外移的距离由中央处理器100根据弧形的轨道半径r计算确定，右前转向轮412、左后转向轮414的位置保持不变，四个转向轮形成向左偏移的型式，数个行走轮支架11沿着左弯弧形部分的轨道3载着悬挂桁架完成左转移动。

b、右转

1）当行走轮支架11沿着轨道移动到直线部分和右弯弧形部分的吻接点时，行走轮支架11右前侧的右前测距器62测得其与右弯弧形部分的轨道的h型钢中腹板31的距离h1小于左前测距器61与远方阻碍物h2的距离。

2）左前测距器61和右前测距器62测得的距离信号分别传输给中央处理器100，中央处理器100经过比较后发出指令分别驱动行走轮支架11的右前侧蜗轮减速箱520和左后侧蜗轮减速箱530运转，相应蜗轮减速箱的驱动电机53通过蜗杆51带动蜗轮52顺时针旋转。如图5中箭头所指的方向，使得与蜗轮52中心螺纹连接的右前转向轮412的支撑轴43的外端螺杆431带着右前转向轮412外移，同时左后转向轮414的支撑轴43的外端螺杆431带着左后转向轮414外移，外移的距离由中央处理器100根据弧形的轨道半径计算确定，左前转向轮411、右后转向轮413的位置保持不变，四个转向轮形成向右偏移的型式，数个行走轮支架11沿着右弯弧形部分的轨道3载着悬挂桁架完成右转移动。

在行走轮支架11反方向移动时，可使用左后测距器63和右后测距器64测距。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。