一种隧道用油缸推行式仰拱栈桥的制作方法

本实用新型涉及隧道施工技术领域，特别是一种隧道用油缸推行式仰拱栈桥。

背景技术：

在隧道施工中，为了缩短工期，在隧道前方开挖的同时，隧道底部需要进行混凝土衬砌，但开挖产生的土方或石块需要通过正在衬砌的隧道段运出隧道，因此发展出了隧道栈桥来实现混凝土衬砌段的运输问题，利用栈桥跨过仰拱填充混凝土施工区域，使得隧道开挖施工和混凝土衬砌施工同步进行，提高隧道施工效率。

目前，隧道栈桥有较多的类型，其结构类型也较多，一类是栈桥本身不能行走的固定栈桥，这类栈桥直接安放在混凝土衬砌段上方，待一段混凝土衬砌施工完后，再通过人工和相应设备来移动栈桥到下一施工段，显然施工效率很低；另一类可以行走的栈桥相对来说更为方便，可以在混凝土衬砌的过程中逐步进行栈桥移动，无需外力来进行栈桥行走，能在一定程度上提高施工效率，但栈桥行走效率依然较低，主要体现在以下方面：

1.栈桥和其支撑的底架分开移动，首先移动底架、底架到位后再移动栈桥，然后重复操作，实现整个栈桥的行走，效率较低；

2.栈桥和仰拱分开设置，在栈桥移动时还需要对仰拱模板进行移动，造成施工效率低、且存在安全隐患；

3.现有可行走的栈桥结构复杂，操作繁琐，驱动性能不稳定。

技术实现要素：

本实用新型的发明目的在于：针对现有的隧道栈桥一类为不可行走式，影响工作效率，另一类可行走的栈桥，由于栈桥和底架或下方的仰拱模板分开设置，在栈桥移动的同时还需要进行底架或仰拱模板进行移动，影响施工效率，并且现有的可行走栈桥的结构复杂、驱动性能不稳定的问题，提供一种隧道用油缸推行式仰拱栈桥，该仰拱栈桥在主桥利用行走机构移动的同时，能带动模板系统行走，无需再用其他仪器或设备来进行模板系统的移动操作，提高施工效率。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种隧道用油缸推行式仰拱栈桥，包括前引桥、后引桥和主桥，所述前引桥和后引桥分别铰接于主桥两端，在铰接处设有驱动前引桥和后引桥上下转动的驱动装置，在主桥下方连有仰拱模板的模板系统，该栈桥还包括行走机构，所述行走机构由油缸推进系统驱动行走。

该仰拱栈桥通过将带有仰拱模板的模板系统直接连于主桥下方，在主桥利用行走机构移动的同时，能带动模板系统行走，无需再用其他仪器或设备来进行模板系统的移动操作，提高施工效率；而与主桥铰接连接的前引桥和后引桥便于抬起，便于快速移动整个栈桥；而采用油缸推进系统的行走机构驱动力大、结构简单、性能可靠稳定，适应于隧道施工的环境。

作为本实用新型的优选方案，所述栈桥为下承式结构，其桥面板为并排的多根工型梁组成，在桥面板下方连有纵向筋，所述纵向筋设置在相邻的工型梁之间。具体可采用3根工型梁为一组并排设置形成一个栈桥桥面，双线施工时，用两组工型梁即可；采用下承式的栈桥结构，所有钢结构均参与受力，辅助桥面板抵抗桥面载荷压力，这种结构桥面窄：在单线铁路隧道中有绝优势，解决了大跨度栈桥两边桁架占用施工空间问题，结构承载力大，净跨距可达28米、承载重量达60吨。

作为本实用新型的优选方案，所述行走机构包括设置在主桥下方的活动横梁，所述活动横梁设有带动其竖向升降的横梁支腿，在活动横梁上设有随其升降竖向运动的支撑轮，所述主桥下端与支撑轮配设轨道。活动横梁的横梁支腿立于地面时，能对主桥进行支持，而当横梁支腿升起离开地面时，其上的支撑轮与主桥上的轨道配合，用于使活动横梁沿主桥方向运动；如当支撑轮与主桥下端轨道配对后，油缸推进系统可带动活动横梁在主桥上移动，将横梁支腿移动到下一个支撑位置，也将模板系统带到下一段施工位置，大大提高工作效率。

作为本实用新型的优选方案，所述油缸推进系统包括连于主桥上的推进油缸和换向卡抓机构，所述换向卡抓机构上设有倒挂轮，在主桥上与倒挂轮配合设有移动轨道。利用换向卡抓机构的倒挂轮将推进油缸与主桥配合，使其能沿主桥方向运动，进而通过与活动横梁连接实现活动横梁和模板系统在主桥下方的移动；同时也可通过将换向卡抓机构与主桥位置相对固定，推进油缸在推进时，带动主桥向前移动，实现主桥的行走操作，这样就使得整个仰拱栈桥的结构简单，操作方便，还能分别实现主桥和其下方的模板系统行走，大大提高工作效率、节约施工成本。

作为本实用新型的优选方案所述推进油缸一端连接于换向卡抓机构，另一端与倒挂轮铰接，沿主桥底板纵向设有多个与换向卡抓机构配合的等距卡板，用于固定换向卡抓机构在主桥上的位置。在主桥底板上设置的等距卡板用于固定换向卡抓机构与主桥的相对位置，进而在推进油缸施加推进力时，带动栈桥行走。

作为本实用新型的优选方案，所述横梁支腿包括竖向位置固定的横梁支腿套、以及横梁支腿套内的伸缩段，所述推进油缸与横梁支腿套铰接。

作为本实用新型的优选方案，该栈桥还设有用于支撑主桥的前支撑梁和后行走梁，且前支撑梁和后行走梁上均设有升降机构，所述后行走梁下端还设有位置可调的后行走轮。升降机构用于前支撑梁和后行走梁的升降，配合横梁支腿实现栈桥的行走操作。这里的两个升降机构采用油缸升降；所述后行走梁下端带有后行走轮，所述后行走轮与后行走梁铰接，当后行走梁的升降机构带动其上升时，后行走轮着地。

所述模板系统包括与横梁支腿连接的端头机构、以及与端头机构连接的仰拱模板，所述端头机构设有能带动其升降的端头梁支腿，浇筑时，所述仰拱模板设置于主桥下方。

作为本实用新型的优选方案，所述端头机构的结构与仰拱模板的结构相对应，包括两边侧呈弧形的端头梁、以及设置在两侧端头梁之间的端头平移梁，所述端头平移梁上设有使其左右运动的平移油缸，还设有用于支撑端头平移梁的撑地千斤顶。所述撑地千斤顶为可升降式，在撑地千斤顶的上端设有平移倒挂轮；可通过在端头梁上设铰接孔，在活动横梁的横梁支腿上对应设铰接孔，将模板系统与横梁支腿连接，实现模板系统与主桥的连接，横梁支腿运动时带动模板系统运动，无需使用其他辅助设备来移动模板系统，提高施工效率。

作为本实用新型的优选方案，所述仰拱模板两端还配设有小边墙模板，用于与隧道侧壁配合定位。

作为本实用新型的优选方案，在主桥上还设有平移装置，用于主桥左右平移。可在主桥的前后端均设置平移装置，便于栈桥到位后，横向方向进行水平移动，适应于宽度较宽的隧道施工需求。

该栈桥行走操作中，当下放横梁支腿支于地面时，支撑轮与主桥是分离的，利用换向卡抓换向卡抓机构的倒挂轮与主桥的移动轨道配合，并利用主桥上的等距卡板将换向卡抓机构与主桥相对位置固定，在推进油缸推进时，带动主桥行走；而当主桥达到预定位置后，升起横梁支腿，此时支撑轮与主桥上的对应轨道配合，将换向卡抓机构与等距卡板分离，推进油缸可带动活动横梁沿主桥方向向前移动，进而带动仰拱模板的模板系统向主桥前进方向移动，实现仰拱模板和主桥的同步行走，栈桥走、停、模板系统就位均能自动控制，无需其它机器或辅助设备，操作简便、施工效率高。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、该仰拱栈桥通过将带有仰拱模板的模板系统直接连于主桥下方，在主桥利用行走机构移动的同时，能带动模板系统行走，不用再需要其他仪器或设备来进行模板系统的移动操作，提高施工效率；而与主桥铰接连接的前引桥和后引桥便于抬起，便于快速移动整个栈桥；而采用油缸推进系统的行走机构驱动力大、结构简单、性能可靠稳定，适应于隧道施工的环境；

2、活动横梁的横梁支腿立于地面时，能对主桥进行支持，而当横梁支腿升起离开地面时，其上的支撑轮与主桥上的轨道配合，用于使活动横梁沿主桥方向运动；如当支撑轮与主桥下端轨道配对后，油缸推进系统可带动活动横梁在主桥上移动，将横梁支腿移动到下一个支撑位置，也将模板系统带到下一段施工位置，大大提高工作效率；

3、利用换向卡抓机构的倒挂轮将推进油缸与主桥配合，使其能沿主桥方向运动，进而通过与活动横梁连接实现活动横梁和模板系统在主桥下方的移动；同时也可通过将换向卡抓机构与主桥位置相对固定，推进油缸在推进时，带动主桥向前移动，实现主桥的行走操作，这样就使得整个仰拱栈桥的结构简单，操作方便，还能分别实现主桥和其下方的模板系统行走，大大提高工作效率、节约施工成本；在主桥底板上设置的等距卡板用于固定换向卡抓机构与主桥的相对位置，进而在推进油缸施加推进力时，带动栈桥行走；

4、该栈桥行走操作中，当下放横梁支腿支于地面时，支撑轮与主桥是分离的，利用换向卡抓换向卡抓机构的倒挂轮与主桥的移动轨道配合，并利用主桥上的等距卡板将换向卡抓机构与主桥相对位置固定，在推进油缸推进时，带动主桥行走；而当主桥达到预定位置后，升起横梁支腿，此时支撑轮与主桥上的对应轨道配合，将换向卡抓机构与等距卡板分离，推进油缸可带动活动横梁沿主桥方向向前移动，进而带动仰拱模板的模板系统向主桥前进方向移动，实现仰拱模板和主桥的同步行走，栈桥走、停、模板系统就位均能自动控制，无需其它机器或辅助设备，操作简便、施工效率高。

附图说明

图1是本实用新型隧道用油缸推行式仰拱栈桥的结构示意图。

图2为图1的俯视图。

图3为图1中的A-A向视图。

图4为图1中的B-B向视图。

图5为图1中活动横梁的结构示意图。

图6为图1中C-C向视图。

图7为图1中D-D向视图。

图8为图1中E-E向视图。

图9为实施例中仰拱栈桥工作状态时的示意图。

图10为实施例中仰拱栈桥行走状态时的示意图。

图中标记：1-后引桥，2-主桥，201-主桥下轨道，202-主桥工字钢轨道，203-等距卡板，3-前引桥，4-后行走梁，401-主桥后举升油缸，402-后行走轮，5-后引桥举升油缸，6-已浇筑段，7-模板系统，701-端头平移梁，702-平移油缸，703-撑地千斤顶，704-平移梁倒挂轮，705-端头梁，706-端头梁举升油缸，707-仰拱模板，708-小边墙模板，709-端头梁支腿，8-活动横梁，801-换向卡抓，802-推行油缸，803-倒挂轮，804-换向弹簧，805-支撑轮，9-横梁支腿，901-横梁支腿套，902-横梁支腿举升油缸，903-伸缩段，10-前支撑梁，1001-支撑梁套壳，1002-主桥前举升油缸，1003-连接杆，1004-下支腿，11-前引桥举升油缸，12-平移油缸，13-待浇筑段。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

如图1至图8所示，本实施例的隧道用油缸推行式仰拱栈桥，包括前引桥3、后引桥1和主桥2，所述前引桥3和后引桥1分别铰接于主桥2的两端，在铰接处设有驱动前引桥3和后引桥1上下转动的驱动装置，本实施例的驱动装置为前引桥举升油缸11和后引桥举升油缸5；在主桥2下方连有仰拱模板的模板系统7，该栈桥还包括行走机构，所述行走机构由油缸推进系统驱动行走。

本实施例中，如图3和图4所示，所述栈桥为下承式结构，其桥面板为并排的多根工型梁组成，在桥面板下方连有纵向筋，所述纵向筋设置在相邻的工型梁之间。如图4所示，本实施例采用3根工型梁为一组并排设置形成一个栈桥桥面，面对双线施工时，如图中所述，采用两组工型梁组成主桥桥面。采用下承式的栈桥结构，所有钢结构均参与受力，辅助桥面板抵抗桥面载荷压力，这种结构桥面窄：在单线铁路隧道中有绝优势，解决了大跨度栈桥两边桁架占用施工空间问题，结构承载力大，净跨距可达28米、承载重量达60吨。

进一步地，所述行走机构包括设置在主桥2下方的活动横梁8，所述活动横梁8设有带动其竖向升降的横梁支腿9，在活动横梁8上设有随其升降竖向运动的支撑轮805，所述主桥2下端与支撑轮805配设轨道；本实施例中，如图4所示，设置在主桥2下方的轨道为主桥下轨道202，其设置在主桥下方的纵向筋上。

活动横梁的横梁支腿立于地面时，能对主桥进行支持，而当横梁支腿升起离开地面时，其上的支撑轮与主桥上的轨道配合，用于使活动横梁沿主桥方向运动；如当支撑轮与主桥下端轨道配对后，油缸推进系统可带动活动横梁在主桥上移动，将横梁支腿移动到下一个支撑位置，也将模板系统带到下一段施工位置，大大提高工作效率。

更近一步地，如图5所示，所述油缸推进系统包括连于主桥2上的推进油缸802和换向卡抓机构801，所述换向卡抓机构801上设有倒挂轮803，在主桥2上与倒挂轮803配合设有移动轨道。利用换向卡抓机构的倒挂轮将推进油缸与主桥配合，使其能沿主桥方向运动，进而通过与活动横梁连接实现活动横梁和模板系统在主桥下方的移动；同时也可通过将换向卡抓机构与主桥位置相对固定，推进油缸在推进时，带动主桥向前移动，实现主桥的行走操作，这样就使得整个仰拱栈桥的结构简单，操作方便，还能分别实现主桥和其下方的模板系统行走，大大提高工作效率、节约施工成本。如图4所示，本实施例的移动轨道为设置在主桥2工型梁侧边的主桥工字钢轨道202，倒挂轮803与主桥工字钢轨道202的结构相适应。

进一步地，如图5所示，所述换向卡抓机构801上带有换向弹簧804，便于切换推进油缸802的推进方向。

更近一步地，所述推进油缸802一端连接于换向卡抓机构801上，另一端与倒挂轮803铰接，如图5所示，本实施例设有两个换向卡抓机构801，在两个换向卡抓机构801之间为两个推进油缸802以及两个倒挂轮803；沿主桥2底板纵向设有多个与换向卡抓机构801配合的等距卡板203，用于固定换向卡抓机构801在主桥2上的位置。在主桥底板上设置的等距卡板用于固定换向卡抓机构与主桥的相对位置，进而在推进油缸施加推进力时，带动栈桥行走。

本实施例中，如图4所示，所述横梁支腿9包括竖向位置固定的横梁支腿套901、以及横梁支腿套901内的伸缩段903，所述推进油缸802与横梁支腿套901铰接。

进一步地，如图1所示，该栈桥还设有用于支撑主桥的前支撑梁10和后行走梁4，且前支撑梁10和后行走梁4上均设有升降机构，所述后行走梁4下端还设有位置可调的后行走轮404，具体地，如图6和图3所示，所述前支撑梁10包括竖向位置固定的支撑轮套壳1001，设置在支撑轮套壳1001内的主桥前举升油缸1002，所述主桥前举升油缸1002下端通过连接杆1003与下支腿1004连接，本实施例的连接杆1003能在主桥前举升油缸1002内伸缩，进而实现下支腿1004的竖向升降；而后行走梁4包括上端的主桥后举升油缸401，及连于主桥后举升油缸401下端的支腿，在支腿下端还设有后行走轮402，用于栈桥行走时的支撑和滑动。升降机构用于前支撑梁和后行走梁的升降，配合横梁支腿实现栈桥的行走操作。这里的两个升降机构采用油缸升降；所述后行走梁下端带有后行走轮，所述后行走轮与后行走梁铰接，当后行走梁的升降机构带动其上升时，后行走轮着地。

进一步地，如图7和图8所示，本实施例的模板系统7包括与横梁支腿9连接的端头机构、以及与端头机构连接的仰拱模板707，所述端头机构设有能带动其升降的端头梁支腿709，浇筑时，所述仰拱模板707设置于主桥2下方。

具体地，所述端头机构的结构与仰拱模板707的结构相对应，包括两边侧呈弧形的端头梁705、以及设置在两侧端头梁705之间的端头平移梁701，所述端头平移梁701上设有使其左右运动的平移油缸702，还设有用于支撑端头平移梁701的撑地千斤顶703，本实施例中，在撑地千斤顶703上还设有平移梁倒挂轮704，便于连接后随活动横梁的横梁支腿9运动。进一步地，所述端头梁支腿709设有端头梁举升油缸706实现端头梁705的升降，进而实现整个模板系统的升降，便于行走操作。

所述撑地千斤顶为可升降式，在撑地千斤顶的上端设有平移倒挂轮；可通过在端头梁上设铰接孔，在活动横梁的横梁支腿上对应设铰接孔，将模板系统与横梁支腿连接，实现模板系统与主桥的连接，横梁支腿运动时带动模板系统运动，无需使用其他辅助设备来移动模板系统，提高施工效率。

更进一步地，所述仰拱模板707两端还配设有小边墙模板708，用于与隧道侧壁配合定位。

综上所述，本实施例的仰拱栈桥通过将带有仰拱模板的模板系统直接连于主桥下方，在主桥利用行走机构移动的同时，通过特别设计的活动横梁及模板系统，利用行走机构带动模板系统行走，不用单独再用其他仪器或设备进行模板系统的移动操作，提高施工效率；而与主桥铰接连接的前引桥和后引桥便于抬起，便于快速移动整个栈桥；而采用油缸推进系统的行走机构驱动力大、结构简单、性能可靠稳定，适应于隧道施工的环境。

实施例2

根据实施例1所述的仰拱栈桥，本实施例中，如图2所示，在主桥2上还设有平移装置，为栈桥平移油缸12，用于栈桥的左右平移。可在主桥的前后端均设置平移装置，便于栈桥到位后，横向方向进行水平移动，适应于宽度较宽的隧道施工需求。

如图9和图10所示，在一段隧道底部浇筑完成后需要移动栈桥和仰拱模板时，操作方法如下：

a、利用驱动装置将前引桥和后引桥位置升高，使其脱离与地面的接触；

b、下放横梁支腿支于地面，利用前支撑梁的升降机构使其下端离地，并将后行走梁的后行走轮支撑在地面上；

c、启动推进油缸，使换向卡抓机构与主桥上的等距卡板配合；

d、继续使用推进油缸向前方推进，带动主桥向前方行进；

e、当主桥到达行走位置后，放下前支撑梁，并收起后行走轮，升起活动横梁的横梁支腿，使支撑轮与主桥上的轨道配合；

f、再次启动推进油缸，使用换向卡抓机构改变推进方向，并使换向卡抓机构脱离等距卡板，推进油缸带动活动横梁回到靠近主桥前端的位置。

本实施例的栈桥行走操作中，当下放横梁支腿支于地面时，支撑轮与主桥是分离的，利用换向卡抓换向卡抓机构的倒挂轮与主桥的移动轨道配合，并利用主桥上的等距卡板将换向卡抓机构与主桥相对位置固定，在推进油缸推进时，带动主桥行走；而当主桥达到预定位置后，升起横梁支腿，此时支撑轮与主桥上的对应轨道配合，将换向卡抓机构与等距卡板分离，推进油缸可带动活动横梁沿主桥方向向前移动，进而带动仰拱模板的模板系统向主桥前进方向移动，实现仰拱模板和主桥的同步行走，栈桥走、停、模板系统就位均能自动控制，无需其它机器或辅助设备，操作简便、施工效率高。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。