箱型主梁中承式自行液压仰拱栈桥的制作方法

本实用新型涉及一种用于隧道仰拱施工的自动栈桥，具体指一种箱型主梁中承式自行液压仰拱栈桥。

背景技术：

在隧道施工时，开挖的截面底部弧形称之为仰拱；而在隧道仰拱部位的施工过程中，须要在仰拱开挖面上搭设仰拱栈桥，以连通隧道前端的开挖面与隧道后端填充面通道，填充面即仰拱进行混凝土施工时的术语，仰拱栈桥的存在使得隧道开挖向外出渣和材料向洞内运输不受仰拱施的影响，保证了仰拱混凝土施工与隧道开挖连续、同时进行。但是目前施工中所使用的栈桥普遍存在以下不足：

1. 传统的栈桥采用工字钢现场焊接，重量重，而且工字钢没有自行动力系统，移动就位都需要使用挖掘机搬运，此法虽然成本低廉，但跨度很小，跨度太大时就无法使用挖掘机搬运，施工时需要频繁的使用动力设备进行移动，非常不方便。

2. 部分生产厂家在传统栈桥结构上加装动力系统，使栈桥可以自行移动，传统技术的栈桥跨度虽然可以达到12米左右，但其设计结构决定了其无法完成更大跨度的仰拱施工，存在使用的不便利。

3. 部分生产厂家的栈桥采用两侧桁架+中间通道结构减轻主桥重量，进一步增加了主桥跨度；使栈桥的施工长度能够达到16米左右。但由于桁架结构未能进一步满足大跨度的施工要求，存在使用的不便利。

4. 目前施工所采用的大跨度的栈桥，往往仅能适用于某一种特定的施工方法，尤其是要兼顾到仰拱底部的开挖出渣施工，需要增加栈桥踏板，使栈桥总长度至少增加十几米，在清理底渣时踏板及栈桥需要全部回退到打好混凝土的仰拱填充面上，一方面回退非常麻烦，另一方面后续环节施工相隔太远，进料和出渣会产生相互干扰，依然没有很好的解决办法，使得栈桥的应用受到极大的影响。

5. 随着隧道施工的等级越来越高，为保证仰拱施工的整体性，提高承载力，建设单位要求仰拱一次性施工长度要达到24米以上，以目前现有种类的栈桥，无法实现流水作业进行施工。

6. 目前在满足施工长度的要求同时，隧道开挖也有了全断面开挖的要求，对于栈桥前端的摆放和前引桥角度位置有了更高的要求，以目前现有种类的栈桥，无法实现流水作业进行施工。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种全自动液压栈桥设备用于克服现有技术的缺点，具体是指一种箱型主梁中承式自行液压仰拱栈桥。

本实用新型通过以下技术方案实现，包括栈桥主体和分别设置在栈桥前后两端的前引桥、后引桥，

所述栈桥主体由主梁、横梁和桥面踏板构成；所述栈桥主体的主梁由左右两侧对称设置的箱形梁构成；两根主梁用横梁作为骨架连接，在横梁上铺设桥面踏板；

主梁的上、下平面分别设置有上梁轨、和下梁轨，悬挂在主梁外侧的活动支撑机构沿上梁轨移动，相应地，活动支撑机构包括沿上梁轨、下梁轨移动的上滚轮、下滚轮，上滚轮通过液压马达驱动；

所述栈桥的前端还设置有前固定支撑机构；后端还设置有驱动机构，栈桥主体在驱动机构作用下沿活动支撑机构移动。

所述左右两侧的主梁分别由三段组成，三段主梁之间以及与横梁的连接均通过夹板与螺栓的形式装配。

所述前引桥、后引桥上分别设置有与栈桥主体相连的前提升油缸和后提升油缸。

活动支撑机构的支架内设有支架油缸。

所述前固定支撑机构的底部设有长行程的油缸，；前固定支撑机构和栈桥主体间的连接处设有前横移机构，包括前油缸和前横移垫块，前横移垫块设置在栈桥主体的下方，并通过前油缸与栈桥主体连接。

所述栈桥后端设置有后横移机构，包括后油缸和后横移垫块，后横移垫块设置在栈桥主体的下方，并通过后油缸与栈桥主体连接。

所述前引桥的结构还包括在主梁上增加吊钩，前提升油缸的另一端与吊钩固定连接。

所述活动支撑机构还包括在U型横断面上增加的起吊装置。

所述活动支撑机构还包括在U型横断面上增加的牵引装置。

所述前提升油缸、后提升油缸，前油缸、后油缸，支架油缸均为液压传动。

本实用新型的优点在于提供了一种全自动液压栈桥，其结构简单，可靠性高，使用方便，适用范围广泛：1. 栈桥主体采用箱形主梁、横梁、桥面踏板的形式，极大的增加了整体的稳定性。2. 栈桥的跨度很大，既可满足一次性24米仰拱的连续浇筑要求，也可以满足两段12米的仰拱同时进行开挖和浇筑混凝土的要求。3. 栈桥移动时，无需针对移动路径方向进行任何地面处理，使用方便、快捷，不增加额外的工作。4. 栈桥采用全液压操作，提高了工作效率，极大的节约了人工成本。5. 栈桥前固定支撑机构和前横移机构的结合，以及前引桥的角度变化，可满足客户针对仰拱全断面开挖的需求。6. 箱型主梁的中部施工空间大，可方便地进行隧道中心水沟或中心涵管的施工。

附图说明

图1为栈桥主视图。

图2为主梁、横梁、桥面踏板示意图。

图3a为主桥后端横截面示意图。

图3b为图3a右视图。

图4a为活动支撑机构横截面示意图。

图4b为图4a右视图.。

图5为活动支撑机构和主梁、横梁、桥面踏板位置放大示意图。

图6为前固定支撑机构放大图。

图7为前固定支撑机构和主梁、横梁、桥面踏板位置放大示意图。

图8为栈桥施工状态一。

图9为栈桥施工状态二。

图10为栈桥准备行走状态。

图11为栈桥行走过程一。

图12为栈桥行走过程二。

图13为栈桥行走过程三。

图14为栈桥行走完成状态。

图15为全断面式开挖和台阶式开挖前引桥角度变化示意图。

图16为活动支撑机构辅助提升中心涵管示意图。

图17为活动支撑机构辅助牵引作用示意图。

图18后引桥及后提升油缸示意图。

具体实施方式

下面结合附图1至附图18对本实用新型作进一步说明，但本自行式移动栈桥的实施方式并不局限于此，在本领域技术人员公知常识范围内进行的替换应纳入保护范围。

如图1、图2所示，栈桥主体10的主梁4由左右两侧对称设置的箱形梁构成，每侧的主梁4又由三段组成，这三段主梁4之间通过夹板与螺栓装配的形式连接，多段主梁4的设计既能满足承重，又能便于现场装配，还能满足大跨度施工的需求；两根主梁4用横梁5作为骨架连接，主梁4与骨架通过夹板与螺栓装配的形式连接，在横梁5上铺设桥面踏板6做为通行工作面。

如图1所示，栈桥主体10的桥面踏板6的前后分别设置有前引桥1和后引桥8，前、后引桥做为通行工作面和地面的搭接，方便施工车辆上、下栈桥，在前、后引桥上分别设置有与栈桥主体10连接的前提升油缸11和后提升油缸81，用于满足引桥的角度变化，不同高度地面的搭接，以及在栈桥主体10向前运动时前、后引桥的离地，在栈桥前移时不用拆除前、后引桥。

如图1、图4、图5所示，主梁4的上下平面分别设置有上梁轨41、和下梁轨42，悬挂在主梁4外侧的活动支撑机构3沿上梁轨41移动，相应地，活动支撑机构3包括沿上梁轨41、下梁轨42移动的上滚轮31、下滚轮32，上轨轮31通过液压马达34驱动；活动支撑机构3的支架内设有支架油缸33，可满足在不同支撑面上的支撑，该活动支撑可设置加高节。活动支撑机构3为U型设计，悬挂在两根主梁4的外侧，当上梁轨41和上滚轮31接触，驱动上滚轮31可使活动支撑机构3能够达到上梁轨41的任意位置；当活动支撑机构3的支架油缸33伸长接触到支撑面且受力时，下梁轨42和下滚轮32接触，此时栈桥主体10在驱动机构以7作用下，壹活动支撑机构3为支点，驱动栈桥主体10前后移动。

如图1、图6、图7所示，栈桥前端还设置有前固定支撑机构2，前固定支撑机构2内设有长行程的油缸，保证能够支撑到不同开挖面200的底面，前固定支撑机构2可设置加高节；同时前固定支撑机构2和栈桥主体10间的连接处设有前横移机构21，包括前油缸211和前横移垫块212，前横移垫块212设置在栈桥主体10的下方，并通过前油缸211与栈桥主体10连接。具体实施为横向移动的油缸，满足前固定支撑机构2支撑开挖面200的施工后，栈桥主体10能够实现相对前固定支撑机构2的横向移动，从而实现栈桥主体10前端在整个隧道断面内的横向位置移动。

如图1、图3所示，栈桥后端设置有后横移机构71，包括后油缸711和后横移垫块712，后横移垫块712设置在栈桥主体10的下方，并通过后油缸711与栈桥主体10连接。通过后油缸改变后横移垫块和栈桥主体间的相对位置，可实现栈桥后端在整个隧道断面内的横向位置移动。

如图1、图3所示，栈桥后端有驱动机构7，在活动支撑机构3形成支点时，使得栈桥主体10在驱动机构7的作用下，下梁轨42在活动支撑机构3的下滚轮32上滑动，从而可实现栈桥在整个隧道内前后移动。

栈桥工作状态一如图8所示，当隧道采用台阶式开挖施工时，栈桥的前引桥1搭接在隧道前端开挖较高的渣土堆100上，前固定支撑机构2通过加高节支撑在开挖面200上，此时活动支撑机构3处在栈桥的上梁轨41上待用，栈桥后端后引桥8接触地面300，栈桥主体10落在后端横移垫块82上，驱动机构7待用，此时在后横移垫块82和前固定支撑机构2之间实施仰拱施工和填充施工，即开挖和浇筑混凝土，栈桥作为车辆通行桥梁。

栈桥工作状态二如图9所示，隧道采用全断面式开挖施工时，通过改变前引桥1的角度，实现栈桥前引桥1直接搭接在隧道开挖面200上，其他各部件位置同栈桥工作状态一。

如图10所示，当栈桥下仰拱施工和填充施工完成，隧道继续向前开挖，栈桥需向前移动，前引桥1、后引桥8分别需通过前提升油缸11、后提升油缸81离地，活动支撑机构3在栈桥前端支撑到开挖面200，栈桥主体10落在活动支撑机构3的下滚轮32上，使活动支撑机构3作为栈桥主体10的支点，驱动机构7作用在填充面400的混凝土上，栈桥准备向前运动。

如图11所示，在驱动机构7的驱动力下，栈桥主体10沿活动支撑机构3的下滚轮32向前滑动，实现了栈桥在隧道内的前移，当滑动到接近栈桥主体10中间位置时，应重心的移动而需改变支点相对主梁4的位置。

如图12所示，使前固定支撑机构2通过油缸和加高节支撑在开挖面200上，向上收缩活动支撑机构3的支架油缸33，活动支撑机构3落在主梁4的上梁轨41上，液压马达34驱动上滚轮31，使活动支撑机构3移动到主梁4前端，为下一次做为支点作准备。

如图13所示，活动支撑机构3在栈桥前端支撑到开挖断面200，栈桥主体10落在活动支撑机构3的下滚轮32上，四根支架油缸33向下伸出，并自行调节至活动支撑机构3水平，使活动支撑机构3再次作为栈桥主体10的支点，驱动机构7作用在填充面400的混凝土上，驱使栈桥向前移动到下一次的工作位置。

如图14所示，前提升油缸11、后提升油缸81分别工作，放下前引桥1、后引桥8，前、后引桥接触地面，栈桥达到工作位置状态，形成连续的流水作业。

如图15所示，由于施工需求，改变前引桥1的结构形式，在主梁4上增加吊钩22，前提升油缸11的另一端与吊钩22固定连接，可以更大程度的改变前引桥1的角度变化，适用于更大断面的开挖和栈桥前端的渣土开挖。

如图16所示，活动支撑机构3还能够做为提升设备使用，在活动支撑机构3的U型横断面上增加起吊装置35，具体实施时，该起吊装置35可起吊中心涵管。本实施例中，起吊装置35为前端具有挂钩的液压油缸。

如图17所示，活动支撑机构3还能够做为牵引设备，在活动支撑机构3的U型横断面上，增加牵引装置36，利用活动支撑机构3的自行走原理，将其他设备挂在牵引装置36上，牵引其他设备而行。本实施例中牵引装置36为吊耳或耳板。

所述前提升油缸11、后提升油缸81，前油缸211、后油缸711，支架油缸33均为液压传动。

综上所述，本实用新型提供了一种全自动液压栈桥，其结构简单，可靠性高，使用方便，满足二十四米以上大跨度施工，适用范围广泛。