一种桥梁龙骨牵引对接合缝装置的制作方法

1.本发明涉及桥梁施工装置技术领域，具体为一种桥梁龙骨牵引对接合缝装置。


背景技术：

2.现有技术中桥梁施工时，都是从桥墩上向两侧不断接上箱梁段，最终在两个桥墩中间位置处进行合龙作业，完成桥梁骨架的施工。
3.箱梁段往已有桥梁上安装时，需要进行吊装作业，现有技术都是使用安装在已有桥梁上的桁架结构加起重机进行吊装作业，吊装使用钢索进行。
4.绳索承受拉力进行变形时，随着拉力的提升，其具有不同的变形阶段，对于低碳钢而言，其第一阶段为弹性形变阶段，具有近似线性的变形系数，即变形量与拉力成线性关系，弹性形变的极限为屈服极限，当该材料承受稍大于屈服极限的力时，材料发生持续变形，直至材料断裂。一般而言，吊装重物的钢索都是中低碳钢丝交缠而成的线束，工作在弹性变形范围内。
5.而桥梁使用的绳索，因其在不断的转移位置使用时，其使用会产生疲劳，所以屈服极限会不断下降，如果不能提前预知绳索的屈服极限，则可能导致危险发生，现有技术中，都是使用极大安全系数的绳索进行吊装作业，但仍然无法在吊装过程进行主绳索保护，尤其在桥梁龙骨的对接合缝过程中，主绳索的稳固极为重要。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种桥梁龙骨牵引对接合缝装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
7.为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
8.一种桥梁龙骨牵引对接合缝装置，其特征在于：对接合缝装置包括支撑架、主牵引电机、主导轮、主绳索、副绳索、收线组件，支撑架和主牵引电机固定在桥梁上，主导轮转动安装在支撑架上，主绳索一端固定到主牵引电机上、一端绕过主导轮竖直悬挂，主绳索竖直悬挂的一端用作牵引重物，收线组件安装在桥梁或者支撑架上，副绳索一端连接到收线组件，副绳索另一端连接到主绳索悬挂端端部，收线组件收卷副绳索，在主绳索的弹性变形范围内，副绳索对主绳索端部施加向下拉力。
9.主绳索悬吊重物，主牵引电机进行主绳索的放线与收线，将重物吊装到设计位置上完成吊装作业，将最后一块箱梁段合并到桥梁龙骨上完成合龙作业，吊装到预期位置上后，现场人员将箱梁段与桥梁通过紧固件固定到一起，然后进行混凝土灌浆，至此完成龙骨安装，后续的桥面铺设按部就班即可。主绳索吊装重物需要承载大量的重力，尽管主绳索具有较大的安全系数，但不断地使用产生疲劳后，主绳索屈服极限下降，通过副绳索施加的附加拉力，可以提前预见主绳索屈服极限下降到危险水平，即如果重物重力加上副绳索的附加拉力超过了该主绳索的屈服极限，那么主绳索会在所受力不变的情况下，不断发生屈服变形，直至断裂，这一变形可以被副绳索感知到，从而在主绳索承载超过屈服极限时，撤除
到副绳索在该主绳索上施加的向下拉力，减小该主绳索的负载，其重新回到弹性形变范围内，防止屈服变形继续发生引起危险，在该次吊装作业完毕后，及时更换新的主绳索。
10.进一步的，对接合缝装置还包括高度适应组件，高度适应组件安装在主导轮处并向下延伸，副绳索绕过高度适应组件的下端连接到主绳索上，主绳索升降运动时，高度适应组件的下端进行同步升降。
11.副绳索应当尽量连接到主绳索靠近重物的端部，并且，副绳索对主绳索施加力时，应当沿竖直方向或者与竖直方向的夹角尽量小，而主绳索端部在吊装作业时，是需要升降的，即，主绳索端部会进行升降，所以，副绳索只方便从重物上方放线，所以，副绳索在与主绳索连接前，要想施加向下拉力，就需要经历一个改变副绳索线头方向的导轮，而该导轮就需要随着主绳索端部而升降，高度适应组件需要适应主绳索从主导轮上的过线运动而进行高度调整。
12.进一步的，高度调整组件包括角块架、双头涡轮、齿条杆、换向滑轮，主导轮包括轮体、轴颈、蜗杆，主绳索绕过轮体，轮体两侧伸缩轴颈，轴颈末端设置蜗杆，轮体、轴颈、蜗杆同轴布置并且轴线水平，轴颈转动安装在支撑架上，角块架固定到支撑架上，角块架上分别带有水平和竖直的导向孔，双头涡轮中间位置转动安装到角块架上，双头涡轮轴线水平且与主导轮轴线垂直，齿条杆竖直滑动安装在角块架上，双头涡轮一头与蜗杆啮合传动、一端与齿条杆啮合，齿条杆下端连接换向滑轮，副绳索绕过换向滑轮与主绳索连接。
13.主绳索绕过轮体并进行放线或者收线时，会牵动轮体进行转动，蜗杆-双头涡轮-齿条杆的传动关系最终把轮体的转动转化为齿条杆的升降，并且由于路径上存在涡轮蜗杆，可以完成自锁作用，只能由主绳索的收放线带动齿条杆进行升降。
14.在主绳索发生屈服变形时，副绳索对主绳索端部施加向上拉力。主绳索在正常使用时，其承载性能是足够的，当主绳索屈服极限下降时，一旦发生屈服变形，则副绳索在撤除向下拉力后，还提供一个向上的拉力，可以进一步减轻主绳索的负载，使其更容易回复到弹性形变范围内，副绳索对于主绳索施力的变化需要建立在识别到主绳索上发生屈服变形的前提下。
15.进一步的，高度适应组件还包括活塞壳和活塞杆，对接合缝装置还包括油泵，活塞杆一端带有活塞并滑动安装在活塞壳内，活塞杆下端安装换向滑轮，活塞壳上表面连接齿条杆的下端，
16.在主绳索的弹性变形范围内，油泵往活塞壳上部腔室注入压力油，
17.在主绳索发生屈服变形时，油泵停机。
18.主绳索的弹性变形范围内，即正常工作状态下，活塞壳内带有高压油，活塞杆下端处于最低位置并刚性保持，副绳索在换向滑轮处绕转，副绳索对主绳索施加向下拉力，而在主绳索发生屈服变形时，收线组件处感知到变形发生，其也会给出信号至油泵使其停机，活塞壳内不再具有压力，活塞杆可以向上自由滑动一个活塞壳高度的距离，此时，副绳索绕过换向滑轮后是倾斜向上拉动主绳索的，副绳索带有的拉扯力成为辅助主绳索的附加承载力，主绳索承载更少的受力。
19.进一步的，收线组件包括收线电机、蜗卷弹簧、收线盘，收线电机的电机轴上固定安装有转盘，收线盘通过轴承安装带电机轴上，收线盘和转盘之间设置蜗卷弹簧，蜗卷弹簧上具有预加的弹性力，副绳索裹绕在收线盘外圆柱面上。
20.蜗卷弹簧的弹力不随变形行程变化，即，其具有稳定的弹性力，收线盘受到弹力作用而给到副绳索恒定收卷力，类似卷尺式的收卷力作用，副绳索在主绳索上施加的力大小也就成为定值，这一定值由蜗卷弹簧弹性确定，更换不同弹性的蜗卷弹簧可以在副绳索上施加不等的力，转盘随电机轴转动，是为了配合主绳索的收线与放线，当主绳索收线时，其端部上移，转盘需要相应转动一定角度，从而在保持收线盘和转盘相对角度不变的情况下，副绳索进行一定的放线，如果主牵引电机和收线电机不进行转动，但收线盘和转盘的相对角度发生了变化，即反应了主绳索发生了屈服变形，此时，将油泵停机，改变副绳索在主绳索上的作用力方向，减轻主绳索负载。只要蜗卷弹簧还存在变形，则副绳索上就具备拉扯力。
21.进一步的，收线组件还包括信号触点，信号触点有两个，信号触点分别设置到收线盘和转盘轴向面对面的两个端面上并位于同一径向位置，
22.收线盘和转盘角度位置相同时，信号触点接触并控制油泵开机，收线盘和转盘角度位置不同时，信号触点脱开接触并控制油泵停机。信号触点检测收线盘和转盘两者的相对角度位置是否发生变化，只要相对角度位置发生变化即反应主绳索发生了屈服变形，需要关停油泵。
23.进一步的，副绳索上设置位移放大结构，位移放大结构位于副绳索上靠近收线组件的一端，副绳索、主绳索连接的一端位移与副绳索、收线组件连接的一端位移比小于一。即，主绳索上的较小位移可以在收线盘处放大，从而被收线盘和转盘的相对角度变化较大，更容易被信号触点感知而进行相应动作，主绳索引发收线组件动作的变形量只要一点点即可，应当注意的是，因为位移放大结构的存在，收线电机相对于主牵引电机的收放线比例关系也要相应调整。位移放大结构可以是一组同心轮组或者齿轮箱等传动结构。
24.进一步的，对接合缝装置具有若干折线导轮，折线导轮安装在支撑架上，折线导轮用作主绳索和副绳索在角度变化时的导向。
25.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明通过副绳索来对主绳索施加附加的向下或向上拉力，分别用作增加和减小主绳索承受力，副绳索对主绳索施加向下拉力时，可以让主绳索受力更趋向屈服极限，在主绳索进入屈服变形后，及时获知该绳索承载性能下降并撤销掉附加向下拉力改为向上拉力，从而在该次吊装过程保护该根绳索，使其重新回到屈服极限范围内，在本次使用完毕后，操作人员应当及时更换该主绳索。
附图说明
26.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
27.图1是本发明在桥梁上的安装示意图；
28.图2是本发明副绳索及与其有连接关系的结构示意图；
29.图3是本发明主导轮处的结构示意图；
30.图4是本发明主导轮处的结构爆炸图；
31.图5是本发明收线组件的侧视图；
32.图6是本发明收线组件的轴面结构示意图；
33.图7是本发明换向滑轮处副绳索对于主绳索施力方向变化示意图；
34.图中：1-支撑架、2-主牵引电机、3-主导轮、31-轮体、32-轴颈、33-蜗杆、4-折线导轮、5-主绳索、6-副绳索、7-收线组件、71-收线电机、711-转盘、712-电机轴、72-蜗卷弹簧、73-收线盘、74-信号触点、75-轴承、8-高度适应组件、81-角块架、82-双头涡轮、83-齿条杆、84-活塞壳、85-活塞杆、86-换向滑轮、9-油泵。
具体实施方式
35.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，所描述的实施例仅仅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做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。
36.请参阅图1-7，本发明提供技术方案：
37.一种桥梁龙骨牵引对接合缝装置，其特征在于：对接合缝装置包括支撑架1、主牵引电机2、主导轮3、主绳索5、副绳索6、收线组件7，支撑架1和主牵引电机2固定在桥梁上，主导轮3转动安装在支撑架1上，主绳索5一端固定到主牵引电机2上、一端绕过主导轮3竖直悬挂，主绳索5竖直悬挂的一端用作牵引重物，收线组件7安装在桥梁或者支撑架1上，副绳索6一端连接到收线组件7，副绳索6另一端连接到主绳索5悬挂端端部，收线组件7收卷副绳索6，
38.在主绳索5的弹性变形范围内，副绳索6对主绳索5端部施加向下拉力。
39.如图1所示，主绳索5悬吊重物，主牵引电机2进行主绳索5的放线与收线，将重物吊装到设计位置上完成吊装作业，将最后一块箱梁段合并到桥梁龙骨上完成合龙作业，吊装到预期位置上后，现场人员将箱梁段与桥梁通过紧固件固定到一起，然后进行混凝土灌浆，至此完成龙骨安装，后续的桥面铺设按部就班即可。主绳索5吊装重物需要承载大量的重力，尽管主绳索5具有较大的安全系数，但不断地使用产生疲劳后，主绳索5屈服极限下降，通过副绳索6施加的附加拉力，可以提前预见主绳索5屈服极限下降到危险水平，即如果重物重力加上副绳索6的附加拉力超过了该主绳索5的屈服极限，那么主绳索会在所受力不变的情况下，不断发生屈服变形，直至断裂，这一变形可以被副绳索感知到，从而在主绳索5承载超过屈服极限时，撤除到副绳索6在该主绳索5上施加的向下拉力，减小该主绳索5的负载，其重新回到弹性形变范围内，防止屈服变形继续发生引起危险，在该次吊装作业完毕后，及时更换新的主绳索5。
40.对接合缝装置还包括高度适应组件8，高度适应组件8安装在主导轮3处并向下延伸，副绳索6绕过高度适应组件8的下端连接到主绳索5上，
41.主绳索5升降运动时，高度适应组件8的下端进行同步升降。
42.副绳索6应当尽量连接到主绳索5靠近重物的端部，并且，副绳索6对主绳索5施加力时，应当沿竖直方向或者与竖直方向的夹角尽量小，而主绳索5端部在吊装作业时，是需要升降的，即，主绳索5端部会进行升降，所以，副绳索6只方便从重物上方放线，所以，副绳索6在与主绳索5连接前，要想施加向下拉力，就需要经历一个改变副绳索6线头方向的导轮，而该导轮就需要随着主绳索5端部而升降，成为图1的导向轮布置形式，高度适应组件8需要适应主绳索5从主导轮3上的过线运动而进行高度调整。
43.高度调整组件8包括角块架81、双头涡轮82、齿条杆83、换向滑轮86，主导轮3包括
轮体31、轴颈32、蜗杆33，
44.主绳索5绕过轮体31，
45.轮体31两侧伸缩轴颈32，轴颈32末端设置蜗杆33，轮体31、轴颈32、蜗杆33同轴布置并且轴线水平，轴颈32转动安装在支撑架1上，角块架81固定到支撑架1上，角块架81上分别带有水平和竖直的导向孔，双头涡轮82中间位置转动安装到角块架81上，双头涡轮82轴线水平且与主导轮3轴线垂直，齿条杆83竖直滑动安装在角块架81上，双头涡轮82一头与蜗杆33啮合传动、一端与齿条杆83啮合，齿条杆83下端连接换向滑轮86，
46.副绳索6绕过换向滑轮86与主绳索5连接。
47.如图2～4所示，主绳索5绕过轮体31并进行放线或者收线时，会牵动轮体31进行转动，蜗杆33-双头涡轮82-齿条杆83的传动关系最终把轮体31的转动转化为齿条杆83的升降，并且由于路径上存在涡轮蜗杆，可以完成自锁作用，只能由主绳索5的收放线带动齿条杆83进行升降。
48.在主绳索5发生屈服变形时，副绳索6对主绳索5端部施加向上拉力。如图2、7所示，主绳索5在正常使用时，其承载性能是足够的，当主绳索5屈服极限下降时，一旦发生屈服变形，则副绳索6在撤除向下拉力后，还提供一个向上的拉力，可以进一步减轻主绳索5的负载，使其更容易回复到弹性形变范围内，副绳索6对于主绳索5施力的变化需要建立在识别到主绳索5上发生屈服变形的前提下。
49.高度适应组件8还包括活塞壳84和活塞杆85，对接合缝装置还包括油泵9，
50.活塞杆85一端带有活塞并滑动安装在活塞壳84内，活塞杆85下端安装换向滑轮86，活塞壳84上表面连接齿条杆83的下端，
51.在主绳索5的弹性变形范围内，油泵9往活塞壳84上部腔室注入压力油，
52.在主绳索5发生屈服变形时，油泵9停机。
53.如图2、7所示，主绳索5的弹性变形范围内，即正常工作状态下，活塞壳84内带有高压油，活塞杆85下端处于最低位置并刚性保持，副绳索6在换向滑轮86处绕转，副绳索6对主绳索5施加向下拉力，而在主绳索5发生屈服变形时，收线组件7处感知到变形发生，其也会给出信号至油泵9使其停机，活塞壳84内不再具有压力，活塞杆85可以向上自由滑动一个活塞壳84高度的距离，此时，副绳索6绕过换向滑轮86后是倾斜向上拉动主绳索5的，副绳索6带有的拉扯力成为辅助主绳索5的附加承载力，主绳索5承载更少的受力。
54.收线组件7包括收线电机71、蜗卷弹簧72、收线盘73，收线电机71的电机轴712上固定安装有转盘711，收线盘73通过轴承75安装带电机轴712上，收线盘73和转盘711之间设置蜗卷弹簧72，蜗卷弹簧72上具有预加的弹性力，副绳索6裹绕在收线盘73外圆柱面上。
55.如图5、6所示，蜗卷弹簧72的弹力不随变形行程变化，即，其具有稳定的弹性力，收线盘73受到弹力作用而给到副绳索6恒定收卷力，类似卷尺式的收卷力作用，副绳索6在主绳索5上施加的力大小也就成为定值，这一定值由蜗卷弹簧72弹性确定，更换不同弹性的蜗卷弹簧72可以在副绳索6上施加不等的力，
56.转盘711随电机轴712转动，是为了配合主绳索5的收线与放线，当主绳索5收线时，其端部上移，转盘711需要相应转动一定角度，从而在保持收线盘73和转盘711相对角度不变的情况下，副绳索6进行一定的放线，如果主牵引电机2和收线电机71不进行转动，但收线盘73和转盘711的相对角度发生了变化，即反应了主绳索5发生了屈服变形，此时，将油泵9
停机，改变副绳索6在主绳索5上的作用力方向，减轻主绳索5负载。只要蜗卷弹簧72还存在变形，则副绳索6上就具备拉扯力。
57.收线组件7还包括信号触点74，信号触点74有两个，信号触点74分别设置到收线盘73和转盘711轴向面对面的两个端面上并位于同一径向位置，
58.收线盘73和转盘711角度位置相同时，信号触点74接触并控制油泵9开机，收线盘73和转盘711角度位置不同时，信号触点74脱开接触并控制油泵9停机。如图5、6所示，信号触点74检测收线盘73和转盘711两者的相对角度位置是否发生变化，只要相对角度位置发生变化即反应主绳索5发生了屈服变形，需要关停油泵9。
59.副绳索6上设置位移放大结构，位移放大结构位于副绳索6上靠近收线组件7的一端，副绳索6、主绳索5连接的一端位移与副绳索6、收线组件7连接的一端位移比小于一。即，主绳索5上的较小位移可以在收线盘73处放大，从而被收线盘73和转盘711的相对角度变化较大，更容易被信号触点74感知而进行相应动作，主绳索5引发收线组件7动作的变形量只要一点点即可，应当注意的是，因为位移放大结构的存在，收线电机71相对于主牵引电机2的收放线比例关系也要相应调整。位移放大结构可以是一组同心轮组或者齿轮箱等传动结构。
60.对接合缝装置具有若干折线导轮4，折线导轮4安装在支撑架1上，折线导轮4用作主绳索5和副绳索6在角度变化时的导向。
61.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
62.最后应说明的是：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，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。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。