运梁上桥转轨结构的制作方法

本实用新型涉及桥梁施工技术领域。

背景技术：

随着城市的发展和人民生活水平的提高，我国的机动车保有量逐年迅速递增，这给交通带来了越来越大的压力，在某些交通流量大的场合，现有的单层桥梁的通行能力不能满足人们的通行需要。为了保证顺畅通行，需要在现有桥梁（下层桥梁）的上方架设新的桥梁（即上层桥梁），以便增大通行能力。

桥梁通常具有双向对开车道，桥梁设有两幅，即左幅桥梁和右幅桥梁，一个方向的车道在同一幅桥梁上。

桥梁承重的通行标准是轴载不能超过50吨，而大型桥梁的箱梁节段往往是超长超重的，如果在现有的下层桥梁上使用运载车运输上层箱梁节段，只能运送小型箱梁节段，对于单个箱梁节段大于100吨的箱梁节段，难以保证轴载不超过100吨。当箱梁节段大于200吨时，无法保证轴载不超过100吨。

桥上建桥具有新桥不额外占用地面空间的优点，无须进行拆迁，既增大通行能力，又不需要承担高昂的拆迁成本，因而具有广泛的推广应用前景。

在设计在现有桥梁上运输上层桥梁的箱梁的技术方案时，除了要克服轴载超重等难题，还要克服如何将上层桥梁的箱梁运送到现有桥梁上去的难题。

如图1和图2所示，出于施工便利，梁场23最有利的建设位置是邻近现有桥梁，由于新建桥梁位于现有桥梁的上方，因此本实用新型中称现有桥梁为下层桥梁，与下层桥梁24相平行。在梁场23与下层桥梁24之间需要建设连通梁场23与下层桥梁24的辅道25。在将上层桥梁的箱梁由梁场23运往下层桥梁24上去时，需要经辅道25将箱梁运至下层桥梁24上去。

为克服轴载超重的问题，本申请人组织设计了全新的双幅桥加轨道的运梁方式，即在下层桥梁24的双幅桥面上同时设置轨道机构。同样，在辅道25上也需要设置与下层桥梁24上的轨道机构相对应的辅轨机构。

参见图1和图2，辅道25与下层桥梁24呈垂直相连的结构，箱梁在经辅道25进入下层桥梁24后，按现有的运梁思路，就会遇到如何使运梁小车和箱梁实现90度转弯的技术难题。

箱梁节段超重超长，进行90度转弯，一方面需要的空间巨大，需要足够箱梁节段旋转；另一方面箱梁节段非常重，在不使用龙门吊（下层桥梁24上难以架设龙门吊）的情况下难以实现箱梁节段的90度旋转。

辅轨机构势必与下层桥梁24上的轨道机构90度相交，使沿轨道行驶的各运梁小车在不借助吊具的条件下实现90度转轨在现有技术中也非常困难。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种运梁上桥转轨结构，运梁上桥时无须旋转箱梁，方便各运梁小车在不借助吊具的条件下进行大角度（90度）转轨，通过轨道分散轴载，为现有桥梁运送超重箱梁节段提供基础。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种运梁上桥转轨结构包括现有桥梁，现有桥梁为下层桥梁，下层桥梁上设有轨道机构；下层桥梁一侧设有梁场，梁场的出梁端设有辅道，辅道连接梁场与下层桥梁；

辅道上设有辅轨机构，辅轨机构与轨道机构相交叉；下层桥梁的轨道机构包括平行并排设置的第一至第四轨道机构，辅道上的辅轨机构包括第五和第六轨道机构；第五和第六轨道机构分别与第一至第四轨道机构相交叉并形成8处交叉处；

在下层桥梁上以下层桥梁的长度方向为前后方向，以运梁方向为前向；在辅道上以辅道的长度方向为前后方向，以运梁方向为前向；

各轨道机构的结构均相同，均包括左轨机构和右轨机构；左轨机构和右轨机构的结构相同，均包括沿前后方向铺设的混凝土基础，混凝土基础顶部于左右方向的中部向上固定连接有支撑轨道；支撑轨道用于支撑运梁小车；

在各轨道机构的相交叉处，相交的两条轨道机构的混凝土基础水平相接，支撑轨道相交叉处于交叉点位置的混凝土基础上设有正方形的支撑块，支撑块的边长与相交叉的两条支撑轨道的顶部同宽；相交叉的两条支撑轨道在交叉处设有断口，支撑块的四条边分别正对断口一侧的支撑轨道，支撑块的四条边与其正对的支撑轨道之间分别具有间隙且间隙相同，该间隙小于等于运梁小车的行走轮的直径的四分之一。

各轨道相交叉处的下层桥面上设有旋转支撑机构；

旋转支撑机构包括底板，底板上设有支架，支架一侧的底板上设有正反转变频电机，支架另一侧的底板上铰接有旋转支撑装置，旋转支撑装置为液压缸或电动推杆或气缸；旋转支撑装置的伸出杆铰接有用于临时支撑的承重板；

正反转变频电机的输出轴连接有牵引绳，支架顶部设有定滑轮，牵引绳绕过定滑轮并与旋转支撑装置的上部一侧相连接，旋转支撑装置的上部另一侧连接有复位弹簧，复位弹簧与底板相连接。

支架与旋转支撑装置相邻的一侧设有第一行程开关，底板上设有与旋转支撑装置相对应的第二行程开关；

旋转支撑装置具有卧倒位置和竖直位置；旋转支撑装置处于卧倒位置时按压所述第二行程开关，此时复位弹簧处于舒张状态或被压缩的状态；旋转支撑装置处于卧倒位置时低于运梁小车所运送的箱梁节段；

旋转支撑装置处于竖直位置时按压第一行程开关，此时复位弹簧处于拉伸状态，且承重板正对上方；旋转支撑装置处于竖直位置且其伸出杆处于收缩状态时，承重板低于运梁小车所运送的箱梁节段。

所述运梁小车包括水平设置的车架，车架四角处分别通过轮轴安装有所述行走轮，车架上设有电动机，电动机通过传动机构与各行走轮的轮轴传动连接；车架上设有设有用于支撑被运输的箱梁节段的顶推装置；顶推装置具有能够上下伸缩的顶推杆，顶推杆的顶部铰接有用于支撑被运输的箱梁节段的支撑板。

运梁小车的车架中部向下连接有底部开口的支撑槽，支撑槽的槽壁通过轴承转动连接有转动盘，转动盘与支撑槽的下侧壁滑动配合；转动盘的中部向下连接有转轨支撑装置，转轨支撑装置为液压缸或电动推杆或气缸；转轨支撑装置具有伸出杆，转轨支撑装置的伸出杆向下伸出并连接有支撑盘，运梁小车的重心位于转轨支撑装置的正上方。

各运梁小车上的电动机采用变频减速电机；各运梁小车上均设有第一无线通讯模块；在运梁小车外设有可移动的电控装置，电控装置连接有蓄电池和第二无线通讯模块；旋转支撑装置、转轨支撑装置、正反转变频电机、第一行程开关和第二行程开关均与第三无线通讯模块相连接；

变频减速电机和顶推装置均与第一无线通讯模块相连接，第一无线通讯模块和第三无线通讯模块分别通过第二无线通讯模块与电控装置相连接。

本实用新型具有如下的优点：

本实用新型能够通过第一至第六轨道机构，将超重的箱梁节段的重量通过混凝土基础沿辅道及下层桥梁的长度方向进行分散，极大减小轴载，避免轴载超过100吨将辅道或下层桥梁压坏。

本实用新型中，相交叉的两条支撑轨道在交叉处设有断口，断口以及其内支撑块等结构的设置，如支撑块的四条边与其正对的支撑轨道之间分别具有间隙且间隙相同，该间隙小于等于运梁小车的行走轮的直径的四分之一，既便于运梁小车沿原所在轨道无障碍前进或后退，又便于运梁小车在支撑轨道的交叉处进行（90度）转轨。

通过旋转支撑机构，本实用新型能够方便地在支撑轨道的交叉处临时支撑被运输的箱梁节段，从而在运梁小车转轨时使运梁小车不承重，既方便转轨，又实现了转轨时箱梁节段不转动的技术效果，方便了箱梁节段的运输，降低了转轨所需要的能量。

旋转支撑机构在需要时可以竖起来支撑箱梁节段，在不进行转轨作业时可以使旋转支撑装置，从而降低高度，大幅降低旋转支撑装置钩挂异物、干扰运梁小车或箱梁节段运行的概率。在进行转轨作业时，又可以方便地竖起旋转支撑装置，对箱梁节段进行临时支撑。

转轨支撑装置等相关结构的设置，在将运梁小车向上顶离支撑轨道后，操作人员可以轻松地转动运梁小车，无须手动抬动运梁小车或者挪动运梁小车即可使运梁小车的行走轮与下层桥梁上的相应支撑轨道相对应，更为轻松快捷地完成转轨作业。

第一行程开关和第二行程开关使得电控装置能够精确控制正反转变频电机的启停，从而精确控制旋转支撑装置的旋转位置。

电控装置通过第二无线通讯模块与各被控装置相连接，便于操作人员携带电控装置跟随运梁小车进行移动，在移动中进行控制。

顶推杆的设置，能够灵活调整各运梁小车的顶推装置的总高度，一方面能够调节被输送的箱梁节段与地面的高度、保证输送中的箱梁节段避开桥面设施，另一方面能够保证各运梁小车的顶推装置均与箱梁节段接触良好，使每一个运梁小车的顶推装置均起到良好的支撑作用。由于箱梁节段的底面可能并不绝对水平，因此将箱梁节段吊装至各运梁小车上后，各支撑板会根据其所接触的箱梁节段的底面的情况进行适应性旋转，保证支撑板与箱梁节段接触良好，避免支撑板与箱梁节段底面存在夹角而损坏支撑板或箱梁节段底面。

相比轨道直接铺设于桥面，混凝土基础的设置能够进一步减小桥面受到的压强。电动机通过传动机构与各行走轮传动连接，各行走轮均为主动轮，使运梁小车具有更好的运输能力。电控装置以无线通讯的方式控制各运梁小车的状态，既避免有线连接带来的绳缆繁杂的弊端，又能够控制所有的运梁小车协同运行。

采用本实用新型，在建设好各轨道机构后，即可通过控制各运梁小车往返运行，方便地实现在现有桥梁上运送超长超重的箱梁节段，保证对于现有桥梁来说，运送过程中不会出现轴载突破50吨（即桥梁横桥向上的断面承重不超过50吨）的现象，突破现有技术中现有桥梁无法运送超长超重的箱梁节段的局限（否则轴载超出50吨后现有桥梁会被损坏甚至坍塌），极大提高运梁效率，保障桥上建桥工程的高效进行。

采用本实用新型的转轨上桥方法，运梁上桥的过程中无须转动被运送的箱梁节段即可实现运梁小车的转轨作业，十分方便快捷，节省了转动超重的箱梁节段所需要的能量，不必为转动超长的箱梁节段而专门规划作业空间。

附图说明

图1是桥上建桥的梁场与现有桥梁的平面布置图（俯视方向）；

图2是图1的b-b截面示意图；

图3是运梁上桥转轨结构的结构示意图，即辅道与下层桥梁交汇处的结构示意图；

图4是图3中a处的放大示意图，即轨道机构交叉处的放大示意图；

图5是旋转支撑装置处于卧倒位置时旋转支撑机构的结构示意图；

图6是旋转支撑装置处于竖直位置时旋转支撑机构的结构示意图；

图7是运梁小车在轨道机构上的结构示意图；

图8是本实用新型的电控原理图。

具体实施方式

如图1至图8所示，本实用新型的运梁上桥转轨结构包括现有桥梁，现有桥梁为下层桥梁24，下层桥梁24上设有轨道机构；下层桥梁24一侧设有梁场23，梁场23的出梁端设有辅道25，辅道25连接梁场23与下层桥梁24；辅道25建设于下层桥梁24的较低位置处，优选建设于下层桥梁24与水平路面相接之处，此时辅道25中将不存在图2中所示的倾斜段。

辅道25上设有辅轨机构，辅轨机构与轨道机构相交叉；下层桥梁24的轨道机构包括平行并排设置的第一至第四轨道机构5、6、7、8，辅道25上的辅轨机构包括第五和第六轨道机构26、27；第五和第六轨道机构26、27分别与第一至第四轨道机构5、6、7、8相交叉并形成8处交叉处；

在下层桥梁24上以下层桥梁24的长度方向为前后方向，以运梁方向为前向；在辅道25上以辅道25的长度方向为前后方向，以运梁方向为前向；

各轨道机构（第一至第六轨道机构）的结构均相同，均包括左轨机构和右轨机构；左轨机构和右轨机构的结构相同，均包括沿前后方向铺设的混凝土基础12，混凝土基础12顶部于左右方向的中部向上固定连接有支撑轨道13；支撑轨道13用于支撑运梁小车1；

在各轨道机构的相交叉处，相交的两条轨道机构的混凝土基础12水平相接，支撑轨道13相交叉处于交叉点位置的混凝土基础12上设有正方形的支撑块28，支撑块28的边长与相交叉的两条支撑轨道13的顶部同宽；相交叉的两条支撑轨道13在交叉处设有断口29，支撑块28的四条边分别正对断口29一侧的支撑轨道13，支撑块28的四条边与其正对的支撑轨道13之间分别具有间隙且间隙相同，该间隙小于等于运梁小车1的行走轮的直径的四分之一。

各轨道相交叉处的下层桥面上设有旋转支撑机构30；旋转支撑机构30包括底板31，底板31上设有支架32，支架32一侧的底板31上设有正反转变频电机33，支架32另一侧的底板31上铰接有旋转支撑装置34，旋转支撑装置34为液压缸或电动推杆或气缸；旋转支撑装置34的伸出杆铰接有用于临时支撑的承重板35；采用液压缸时，液压机构包括液压泵站和液压缸，液压缸通过管路与液压泵站中的控制阀组（电磁阀组）相连接，电控装置通过第二无线通讯装置与液压泵站中的液压泵和控制阀组相连接，此为常规技术，不再赘述。

正反转变频电机33的输出轴连接有牵引绳36，支架32顶部设有定滑轮37，牵引绳36绕过定滑轮37并与旋转支撑装置34的上部一侧相连接，旋转支撑装置34的上部另一侧连接有复位弹簧38，复位弹簧38与底板31相连接。

支架32与旋转支撑装置34相邻的一侧设有第一行程开关39，底板31上设有与旋转支撑装置34相对应的第二行程开关40；

旋转支撑装置34具有卧倒位置和竖直位置；旋转支撑装置34处于卧倒位置时按压所述第二行程开关40，此时复位弹簧38处于舒张状态或被压缩的状态；旋转支撑装置34处于卧倒位置时低于运梁小车1所运送的箱梁节段；

旋转支撑装置34处于竖直位置时按压第一行程开关39，此时复位弹簧38处于拉伸状态，且承重板35正对上方；旋转支撑装置34处于竖直位置且其伸出杆处于收缩状态时，承重板35低于运梁小车1所运送的箱梁节段；

第一行程开关39和第二行程开关40均优选采用按压式行程开关，也可以采用带按钮杆的行程开关，均为现有技术，具体结构不再赘述。

所述运梁小车1包括水平设置的车架14，车架14四角处分别通过轮轴15安装有所述行走轮16，车架14上设有电动机17，电动机17通过传动机构与各行走轮16的轮轴15传动连接；电动机17通过传动机构驱动行走轮为常规结构，具体不再详述。

车架14上设有设有用于支撑被运输的箱梁节段的顶推装置21；顶推装置21具有能够上下伸缩的顶推杆10，顶推杆10的顶部铰接有用于支撑被运输的箱梁节段的支撑板11。所述顶推装置21为电动推杆或液压机构，均为常规技术，具体不再详述。

运梁小车1的车架14中部向下连接有底部开口的支撑槽41，支撑槽41的内侧槽壁通过轴承42转动连接有转动盘43，转动盘43与支撑槽41的下侧壁滑动配合，因而支撑槽41的下侧壁能够向上支撑转动盘43；转动盘43的中部向下连接有转轨支撑装置44，转轨支撑装置44为液压缸或电动推杆或气缸；转轨支撑装置44具有伸出杆，转轨支撑装置44的伸出杆向下伸出并连接有用于支撑于轨道机构的交叉处的下层桥面上的支撑盘45，运梁小车1的重心位于转轨支撑装置44的正上方。

转轨支撑装置44等相关结构的设置，在将运梁小车1向上顶离支撑轨道13后，操作人员可以轻松地转动运梁小车1，无须手动抬动运梁小车1或者挪动运梁小车1即可使运梁小车1的行走轮16与下层桥梁24上的相应支撑轨道13相对应，更为轻松快捷地完成转轨作业。

各运梁小车1上的电动机17采用变频减速电机；各运梁小车1上均设有第一无线通讯模块18；在运梁小车外设有可移动的电控装置19，电控装置19连接有蓄电池22和第二无线通讯模块20；旋转支撑装置34、转轨支撑装置44、正反转变频电机33、第一行程开关39和第二行程开关40均与第三无线通讯模块46相连接；所述电控装置19优选采用plc，也可以采用集成电路、笔记本式计算机等形式。

变频减速电机和顶推装置21均与第一无线通讯模块18相连接，第一无线通讯模块18和第三无线通讯模块46分别通过第二无线通讯模块20与电控装置19相连接。

第一至第三无线通讯模块18、20、46可以采用wifi模块、蓝牙模块和zigbee模块等等，优选采用zigbee模块。

本实用新型还公开了使用上述运梁上桥转轨结构的转轨上桥方法，按以下步骤进行：梁场23设置有龙门吊；初始状态下旋转支撑装置34处于卧倒位置；

第一步骤是吊运步骤；

使8台运梁小车1行驶至与梁场23对应的辅轨机构上与梁场23相对应的位置，8台运梁小车1相互之间的相对位置与轨道机构的8处交叉处相互之间的相对位置相同；

使用梁场23的龙门吊将用于建设上层桥梁的箱梁节段吊运至8台运梁小车1上，箱梁节段的长度方向（箱梁节段的长度方向为上层桥梁的宽度方向）与下层桥梁24的运梁方向相垂直；

第二步骤是上桥步骤；通过电控装置19启动各运梁小车1上的变频减速电机，驱动承载箱梁节段的各运梁小车1同步启动并使各运梁小车1运行至轨道机构的8处交叉处，此时各运梁小车1的行走轮16分别支撑于相应的交叉点位置的支撑块28上；

第三步骤是临时支撑步骤；

同步启动各旋转支撑机构30的正反转变频电机33，使正反转变频电机33通过牵引绳36拉动旋转支撑装置34旋转升至竖直位置，此时各旋转支撑装置34按压第一行程开关39，同时各旋转支撑机构30的复位弹簧38均处于拉伸状态；旋转支撑装置34按压第一行程开关39后，电控装置19控制相应的正反转变频电机33停止，并控制相应的旋转支撑装置34的伸出杆向上伸出，使承重板35向上顶压并承托箱梁节段；

第四步骤是运梁小车1换轨步骤；

电控装置19控制运梁小车1的顶推装置21的顶推杆10向下收回，此时箱梁节段由各旋转支撑机构30支撑，运梁小车1处于自由状态；操作人员转动各运梁小车1，使各运梁小车1的行走轮16与下层桥梁24上的相应支撑轨道13相对应；

第五步骤是解除临时支撑步骤；

电控装置19控制运梁小车1的顶推装置21的顶推杆10向上伸出，使支撑板11向上顶压并承托箱梁节段；

然后电控装置19控制各旋转支撑机构30的正反转变频电机33反转，在各复位弹簧38的拉力作用下，各旋转支撑装置34旋转至卧倒位置，在此过程中通过控制正反转变频电机33的转速控制旋转支撑装置34旋转卧倒的速度；

旋转支撑装置34按压第二行程开关40后，电控装置19控制相应的正反转变频电机33停止，完成解除临时支撑步骤；

解除临时支撑后，即可沿下层桥面上的第一至第四轨道将箱梁节段运送至施工位置。

箱梁节段的长度方向与下层桥梁24的运梁方向相垂直，箱梁节段的长度方向就是上层桥梁的宽度方向，便于箱梁节段同时跨在对向行驶的双幅桥面上进行运送，从而便于超重的箱梁节段的重量由对向行驶的双幅桥面共同承担，使下层桥梁24的运载承重能力得以翻倍。

在第一步骤中，将箱梁节段吊装至各运梁小车1上前，工作人员通过电控装置19控制各运梁小车1上的顶推装置21，调节各顶推装置21的顶推杆10的上下伸缩位置，使各运梁小车1的顶推装置21的支撑板11处于同一水平位置；

在待运输的箱梁节段吊装至各运梁小车1上后，工作人员通过电控装置19控制顶推装置21，调节各顶推装置21的顶推杆10的上下伸缩位置，使各运梁小车1的顶推装置21的支撑板11均与箱梁节段相顶压；

在第二步骤中，工作人员通过电控装置19同步控制各运梁小车1的变频减速电机的工作频率，从而将各运梁小车1的运行速度同步调节至预定速度，使各运梁小车1以相同的速度运行。

在第四步骤即运梁小车1换轨步骤中，在操作人员转动各运梁小车1之前，通过电控装置19控制各运梁小车1的转轨支撑装置44，使转轨支撑装置44的伸出杆向下伸出，使支撑盘45支撑于下层桥面上；继续使转轨支撑装置44的伸出杆向下伸出，从而使转轨支撑装置44向上顶压运梁小车1的车架14，直到运梁小车1的各行走轮16向上离开支撑块28；

然后操作人员手动转动各运梁小车1，使各运梁小车1的车架14及支撑槽41绕转动盘43旋转，直到各运梁小车1的行走轮16与第一至第四轨道机构5、6、7、8的上的相应支撑轨道13相对应。

本实用新型通过第一至第六轨道机构，将以往轮子与桥面点接触的重量传递方式变更为轨道（具体是混凝土基础12）与桥面线接触的重量传递方式。桥梁轴载指的是在橫桥向上一幅桥的横断面上桥梁的承重，本实用新型通过轨道承重的方式，在运送同样重量的箱梁节段时，将箱梁节段的重量通过各轨道机构分散到纵桥向（桥梁长度方向）的桥梁各处，极大减小了桥梁轴载（桥梁横断面上承受的重量），使得现有桥梁由以往不能运送超重箱梁节段变为能够运送超重箱梁节段，保证现有桥梁不被压坏、压塌。

以上实施例仅用以说明而非限制本实用新型的技术方案，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。