專利名稱：大跨度雙線箱梁串架法施工造橋機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及橋梁工程節(jié)段梁安裝及整孔成型用造橋機(jī)的施工方法，屬于橋梁機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前用造橋機(jī)施工橋梁箱梁，一般是一次施工一線箱梁，之后造橋機(jī)橫移至另外一線箱梁的位置繼續(xù)施工。采用該方法施工的造橋機(jī)盡管自重較輕，但施工工期長，操作方面增加了造橋機(jī)橫移就位等工序，相對(duì)繁瑣。高速鐵路64m跨度箱梁節(jié)段雙線同時(shí)架設(shè)的造橋機(jī)在國內(nèi)還是首次采用。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)狀，結(jié)合主體構(gòu)造特性，旨在提供一種構(gòu)造簡捷、快速成型、受力明確、操作簡單、安全可靠的的造橋機(jī)及其施工的方法。
本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)方式為大跨度雙線箱梁串架法施工造橋機(jī)。造橋機(jī)主要由主桁梁1、導(dǎo)梁2、下扁擔(dān)梁3、支承及縱橫移底座4、縱移系統(tǒng)5、提梁吊機(jī)6、及輔助結(jié)構(gòu)7組成，主桁1和導(dǎo)梁2采用低合金拆裝式梁，桿件間由螺栓和栓釘連接，主桁由7.5m桁高變化至導(dǎo)梁2.5m桁高，主桁有2組，每組由3片桁組成，前后導(dǎo)梁端部配有壓重，主桁頂配置走行軌道，提梁吊機(jī)可在施工跨域內(nèi)進(jìn)行節(jié)段梁的吊裝作業(yè)。
下扁擔(dān)梁3由低合金拆裝式桿件組拼成2m×2.5m的桁架，吊掛在主桁的特制橫桿上。下扁擔(dān)梁與主桁桿件的連接采用銷接的方式。下扁擔(dān)梁頂設(shè)有墊座供節(jié)段箱梁的定位安放。墊座外側(cè)可放置油頂調(diào)整節(jié)段梁底標(biāo)高。
支承及滑移底座4采用整體箱板式鋼結(jié)構(gòu)，架梁和造橋機(jī)縱橫移均由此完成，根據(jù)拆裝式桁梁的受力特點(diǎn)，架梁和造橋機(jī)縱橫移支點(diǎn)均布置在桁架節(jié)點(diǎn)上。
縱橫移系統(tǒng)5包括縱移和橫移兩種裝置，縱移系統(tǒng)由連續(xù)千斤頂、鋼絞線及其錨具、拉梁等結(jié)構(gòu)組成，拉梁栓接在主桁內(nèi)的特制桿件上，過孔時(shí)可拆除移至下一拉點(diǎn)處。造橋機(jī)的縱移為雙桁梁間歇式整體滑移。橫移系統(tǒng)由反力座及千斤頂構(gòu)成，反力座布置在支承及滑移座頂面的外側(cè)，由主桁支承處兩點(diǎn)共同作用實(shí)現(xiàn)橫向移位的調(diào)整。
提梁吊機(jī)6由主要由主梁、支腿、大車橫梁等組成，其主要用于提升安裝節(jié)段箱梁，安拆下扁擔(dān)梁結(jié)構(gòu)及其它小構(gòu)件。
輔助結(jié)構(gòu)7包括桁架頂及下扁擔(dān)梁處欄桿、防臺(tái)風(fēng)壓梁裝置，從而確保模架的施工安全。
大跨度雙線箱梁串架法施工造橋機(jī)構(gòu)造特征實(shí)現(xiàn)施工應(yīng)按以下步驟進(jìn)行 (1)在施工首跨內(nèi)組拼節(jié)段桁梁，由墩旁提升站安裝節(jié)段主梁及導(dǎo)梁，調(diào)整整機(jī)空間位置，安裝橫向聯(lián)結(jié)系及桁架頂提梁吊機(jī)， (2)節(jié)段箱梁由梁場(chǎng)轉(zhuǎn)運(yùn)至橋面的主桁梁腹腔內(nèi)，提梁吊機(jī)安裝砼節(jié)段就位，安裝順序?yàn)榭缰新?lián)結(jié)系下方節(jié)段梁→前方端部節(jié)段始→至后方節(jié)段梁止，以方便跨中橫向聯(lián)結(jié)系的安拆， (3)精確調(diào)整節(jié)段箱梁線形，澆筑接頭施工， (4)分級(jí)張拉梁內(nèi)預(yù)應(yīng)力鋼束。為了消除張拉時(shí)梁體上拱各支點(diǎn)對(duì)梁體的反作用力，可采取卸除支點(diǎn)部分厚度，降低支點(diǎn)作用力的大小， (5)卸除壓重荷載，拆除下扁擔(dān)梁結(jié)構(gòu)，安裝縱橫移系統(tǒng)，通過對(duì)滑板的吐填過程實(shí)現(xiàn)拖拉造橋機(jī)進(jìn)入下一孔位。期間可通過橫移裝置調(diào)整造橋機(jī)在砼梁外的相對(duì)位置，以防與橋梁碰撞， (6)將后方墩頂支承及縱橫移滑座及墊座移至前方墩頂， (7)提梁吊機(jī)安裝下扁擔(dān)梁復(fù)位， (8)調(diào)整造橋機(jī)位置處于節(jié)段安裝階段。
相對(duì)于單線梁造橋機(jī)而言，雙線箱梁同時(shí)施工的造橋機(jī)投入更小，施工更加快捷，工序簡化，方便組織，具有很高的推廣應(yīng)用價(jià)值。
本造橋機(jī)可借鑒應(yīng)用于其它橋梁上部結(jié)構(gòu)節(jié)段箱梁的施工。
圖1a、圖1b造橋機(jī)總體布置示意圖的主視圖、俯視圖 圖2a、圖2b、圖2c造橋機(jī)橫斷面示意圖 圖3a、圖3b、圖3c單組主桁標(biāo)準(zhǔn)斷面圖 圖4a、圖4b下扁擔(dān)梁結(jié)構(gòu)示意圖主視圖、俯視圖 圖5a、圖5b、圖5c縱橫移底座結(jié)構(gòu)圖的主視圖、側(cè)視圖、俯視圖 圖6縱橫移底座墩頂預(yù)埋件布置圖 圖7造橋機(jī)縱移準(zhǔn)備狀態(tài)圖 圖8支承及滑移點(diǎn)大樣圖 圖9～圖14造橋機(jī)施工步驟圖 圖中1-主桁梁；2-導(dǎo)梁；3-下扁擔(dān)梁；4-支承及縱橫移底座； 5-縱移系統(tǒng)；5-1-液壓連續(xù)千斤頂；5-2-鋼絞線及其錨具； 5-3-拉梁；5-4-MGB滑板；6-提梁吊機(jī)；7-輔助結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式 大跨度雙線箱梁串架法施工造橋機(jī)主要由主桁梁1、導(dǎo)梁2、下扁擔(dān)梁3、支承及縱橫移底座4、縱移系統(tǒng)5、提梁吊機(jī)6、及輔助結(jié)構(gòu)7組成。
1、主桁梁和導(dǎo)梁結(jié)構(gòu)主梁1和導(dǎo)梁2是整體性結(jié)構(gòu)，均采用低合金拆裝式梁就地組拼，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況有節(jié)段整體拼裝和節(jié)段拼裝。拆裝式桁梁的顯著特點(diǎn)是零件種類少、桿件較輕、精確度高、互換性強(qiáng)。橫橋向布置2組主桁結(jié)構(gòu)，每組主桁由三片桁組拼，見圖3a，圖3b，圖3c，片間距1.1m，兩組桁間中心距12.8m，跨度64m，每片桁間每4m設(shè)一道橫聯(lián)，平聯(lián)在弦桿處設(shè)置，有常規(guī)單桿交叉式和雙桿菱形式兩種。
跨內(nèi)主桁i梁高均為7.5m，支承外主桁由7.5m桁高變化至前后導(dǎo)梁2.5m桁高，一套造橋機(jī)包括2根主梁和4根前后導(dǎo)梁，造橋機(jī)全長148m，桿件間拼裝采用精制螺栓和栓釘連接。桿件材料的屈服點(diǎn)不小于400MPa，強(qiáng)度極限不小于540MPa。對(duì)于部分應(yīng)力水平較低桿件，可采用材質(zhì)為Q345的桿件。
主桁梁主要桿件截面特性參見圖15。
橫向聯(lián)結(jié)系橫聯(lián)采用型鋼組焊式桁架結(jié)構(gòu)，整體造橋機(jī)設(shè)5道橫聯(lián)，即前導(dǎo)梁端部、7.5m桁高前端及后端各設(shè)一道、跨中設(shè)二道，其中除7.5m桁高前端橫聯(lián)立面為4m×7.5m截面，跨中橫聯(lián)采用4m×2.5m截面，其它采用2m×2.5m截面形式。安裝節(jié)段梁前拆除跨中兩個(gè)橫聯(lián)，待安裝此處節(jié)段梁后將橫聯(lián)及時(shí)恢復(fù)。
2、下扁擔(dān)梁3由低合金拆裝式梁組拼成橫截面為2×2.5m的桁架，參見圖4a，圖4b。下扁擔(dān)梁為預(yù)制節(jié)段箱梁的支承平臺(tái)，每個(gè)節(jié)段箱梁下布置一組扁擔(dān)梁，全橋13個(gè)節(jié)段，除墩頂節(jié)段外，全橋布置12組扁擔(dān)梁。扁擔(dān)梁頂面設(shè)有50t油頂，用于節(jié)段箱梁的標(biāo)高調(diào)整和分級(jí)張拉混凝土箱梁預(yù)應(yīng)力束時(shí)卸載使用，造橋機(jī)縱移時(shí)分批拆除下扁擔(dān)梁，待過墩后及時(shí)安裝到位。
扁擔(dān)梁的安裝和拆除均由桁架頂?shù)奶崃旱鯔C(jī)完成。
3、支承及滑移底座4支承及滑移底座具有受載時(shí)支承梁體及本身結(jié)構(gòu)重量和造橋機(jī)縱移時(shí)做滑槽雙重功能。支承及縱橫移滑座采用平板鋼箱結(jié)構(gòu)，由四道鋼箱及三道次橫梁組成，鋼箱間開設(shè)拖拉孔，見圖5a，圖5b，圖5c，兩側(cè)設(shè)圓弧以利主桁桿件上墩位，底座頂面采用整面不銹鋼板做磨擦副，方便模架在任意位置上平轉(zhuǎn)和橫移。支承及滑移底座安裝在墩頂中心位置，見圖6。其下布置墊座，滑座與墊座、墊座與墩頂預(yù)埋件均采用栓接。
4、縱橫移系統(tǒng)5包括縱移系統(tǒng)和橫移系統(tǒng)，造橋機(jī)縱移前狀態(tài)見圖7所示。施力點(diǎn)設(shè)在前方墩頂?shù)闹С屑翱v橫移底座的鋼箱梁后端。
(1)縱移系統(tǒng)縱移系統(tǒng)包括液壓連續(xù)千斤頂、鋼絞線及其錨具、拉梁及MGB滑板。
液壓連續(xù)千斤頂(5-1)采用ZLD100型液壓千斤頂。
鋼絞線及其錨具(5-2)采用7-φ15.24(1860MPa)鋼絞線，后端通過擠壓錨固定在拉梁結(jié)構(gòu)上，前端穿過支承及縱橫移底座和液壓連續(xù)千斤頂。
拉梁(5-3)拉梁與主桁特制吊掛梁連接，到前方墩頂?shù)鬃安鸪⒁浦燎胺借旒軆?nèi)，拉梁端部加墊半園形錨板。
MGB滑板(5-4)為高強(qiáng)度摩擦副材料，為減少造橋機(jī)施工工序，在造橋機(jī)就位時(shí)即放置到位，造橋機(jī)的縱移是MGB板不斷吐出及塞入的循環(huán)過程。
(2)橫移系統(tǒng)橫移系統(tǒng)的目的是實(shí)現(xiàn)造橋機(jī)橫向偏轉(zhuǎn)，在曲線段跨造橋機(jī)縱移時(shí)需縱移和偏轉(zhuǎn)交互運(yùn)用方可拖拉造橋機(jī)前行到達(dá)設(shè)計(jì)位置。橫移系統(tǒng)包括液壓千斤頂、橫移反力座結(jié)構(gòu)。
液壓千斤頂橫移頂設(shè)計(jì)頂力50t，設(shè)計(jì)行程200mm。
反力座為鋼板結(jié)構(gòu)，安裝在支承及縱橫移底座的外側(cè)端，當(dāng)造橋機(jī)偏轉(zhuǎn)時(shí)安裝到位便于造橋面在底座頂面滑行。
5、160t提梁吊機(jī)6160t提梁吊機(jī)由門架總成、大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)、小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)、主、副起升機(jī)構(gòu)、電器控制系統(tǒng)等部件組成。其提梁吊機(jī)用于提升節(jié)段箱梁，拆裝下扁擔(dān)梁，吊裝小構(gòu)件。
(1)構(gòu)造 本機(jī)的結(jié)構(gòu)形式為單梁箱形結(jié)構(gòu)，金屬結(jié)構(gòu)主要由主梁、支腿、大車橫梁等組成。
①主梁本機(jī)跨度為12.8米，兩側(cè)各懸臂6米，節(jié)段間采用高強(qiáng)度螺栓聯(lián)接而成。
②支腿支腿為變截面箱形結(jié)構(gòu)，它與主梁和大車橫梁采用法蘭螺栓連接。
③大車橫梁總成為了使主梁在水平面內(nèi)形成一個(gè)剛性結(jié)構(gòu)，設(shè)置了大車橫梁，把支腿聯(lián)接在一起。此外還有梯子平臺(tái)等金屬結(jié)構(gòu)，以便于檢修及安裝。
(2)起升機(jī)構(gòu) 起升機(jī)構(gòu)是由兩臺(tái)同型號(hào)JM-10卷揚(yáng)機(jī)通過平衡滑輪由一根鋼絲繩串聯(lián)構(gòu)成。起重行車與主梁設(shè)置反扣輪，防止單臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)工作時(shí)造成傾翻。
(3)小車走行機(jī)構(gòu) 小車走行機(jī)構(gòu)由兩臺(tái)主動(dòng)行走臺(tái)車總成、車架主體結(jié)構(gòu)等部分組成，減速機(jī)與小齒輪直聯(lián)，驅(qū)動(dòng)大齒輪及鋼輪實(shí)現(xiàn)走行，為了防止起重行車在兩端極限位置產(chǎn)生碰撞，在臺(tái)車架端部分別安裝有行程開關(guān)和緩沖器。
(4)大車走行結(jié)構(gòu) 整機(jī)大車走行機(jī)構(gòu)由四組運(yùn)行機(jī)構(gòu)組成，每車大車行走機(jī)構(gòu)由輪組總成、從動(dòng)輪組總成組成，運(yùn)行線路采用單軌運(yùn)行，單輪承受最大偏載輪壓小于30t。配套電機(jī)和減速器采肜直聯(lián)，起動(dòng)時(shí)沖擊小。
6、輔助系統(tǒng)7包括桁架頂及下扁擔(dān)梁處欄桿、防臺(tái)風(fēng)壓梁裝置。
(1)防護(hù)欄桿及爬梯為方便施工人員在主桁區(qū)域施工的安全，在主桁操作區(qū)均設(shè)置人性化的防護(hù)欄桿，欄桿為可拆裝式，主桁處與弦桿采用鉤頭螺栓連接，下扁擔(dān)梁欄桿與扁擔(dān)梁銷接。
(2)防臺(tái)風(fēng)壓梁該造橋機(jī)施工區(qū)域?yàn)閺?qiáng)臺(tái)風(fēng)干擾帶，其中瞬時(shí)風(fēng)速可達(dá)到70m/s，針對(duì)這一特殊狀況，在支承處主桁頂面設(shè)置了防臺(tái)風(fēng)壓梁，此壓梁為焊接件，與墩頂支承及縱橫移底座用長拉桿連接在一起，主梁節(jié)段施工時(shí)即可安裝到位。
圖9-圖14為溫福鐵路白馬河大橋64跨雙線混凝土箱梁節(jié)段同時(shí)安裝施工用造橋機(jī)的施工步驟圖。
權(quán)利要求
1、大跨度雙線箱梁串架法施工造橋機(jī)，其特征是并行的同跨左右幅箱梁可以同時(shí)施工，造橋機(jī)主要由承重桁梁1、導(dǎo)梁2、下扁擔(dān)梁3、支承及滑移底座4、縱橫移系統(tǒng)5、提梁吊機(jī)6及輔助結(jié)構(gòu)7組成，
承重主桁梁1和導(dǎo)梁2采用低合金拆裝式桁梁，橫橋向分為兩組桁，桿件間采用精制螺栓和栓釘連接，下扁擔(dān)梁3為節(jié)段箱梁的直接承重體，它由主桁特制橫桿垂掛在桁架的下方，提梁吊機(jī)由橋后接梁走行并將節(jié)段箱梁安裝在下扁擔(dān)梁上的指定位置，各節(jié)段梁下由墊座及墊塊完成節(jié)段梁的標(biāo)高調(diào)整，
支承及滑移底座4采用整體箱板式鋼結(jié)構(gòu)，架梁和造橋機(jī)縱橫移均由此完成，根據(jù)拆裝式桁梁的受力特點(diǎn)，架梁和造橋機(jī)縱橫移支點(diǎn)均布置在桁架節(jié)點(diǎn)上，
縱橫移系統(tǒng)5包括縱移和橫移兩種裝置，縱移系統(tǒng)由連續(xù)千斤頂、鋼絞線及其錨具、拉梁等結(jié)構(gòu)組成，拉梁栓接在主桁內(nèi)的特制桿件上，過孔時(shí)可拆除移至下一拉點(diǎn)處，造橋機(jī)的縱移為雙桁梁間歇式整體滑移，橫移系統(tǒng)由反力座及千斤頂構(gòu)成，反力座布置在支承及滑移座頂面的外側(cè)，由主桁支承處兩點(diǎn)共同作用實(shí)現(xiàn)橫向移位的調(diào)整。
提梁吊機(jī)6由主要由主梁、支腿、大車橫梁等組成，其主要用于提升安裝節(jié)段箱梁，安拆下扁擔(dān)梁結(jié)構(gòu)及其它小構(gòu)件，
輔助結(jié)構(gòu)7包括桁架頂及下扁擔(dān)梁處欄桿、防臺(tái)風(fēng)壓梁裝置，從而確保模架的施工安全。
2、權(quán)利要求1所述的大跨度雙線箱梁串架法施工造橋機(jī)的架梁方法，應(yīng)按以下步驟進(jìn)行
①在施工首跨內(nèi)組拼節(jié)段桁梁，由墩旁提升站安裝節(jié)段主梁及導(dǎo)梁，調(diào)整整機(jī)空間位置，安裝橫向聯(lián)結(jié)系及桁架頂提梁吊機(jī)，
②節(jié)段箱梁由梁場(chǎng)轉(zhuǎn)運(yùn)至橋面的主桁梁腹腔內(nèi)，提梁吊機(jī)安裝砼節(jié)段就位，安裝順序?yàn)榭缰新?lián)結(jié)系下方節(jié)段梁→前方端部節(jié)段始→至后方節(jié)段梁止，以方便跨中橫向聯(lián)結(jié)系的安拆，
③精確調(diào)整節(jié)段箱梁線形，澆筑接頭，
④分級(jí)張拉梁內(nèi)預(yù)應(yīng)力鋼束，卸除支點(diǎn)部分厚度，減小支點(diǎn)作用對(duì)已成型箱梁的影響，
⑤卸除壓重荷載，拆除下扁擔(dān)梁結(jié)構(gòu)，安裝縱橫移系統(tǒng)，通過對(duì)滑板的吐填過程實(shí)現(xiàn)拖拉造橋機(jī)進(jìn)入下一孔位，期間可通過橫移裝置調(diào)整造橋機(jī)在砼梁外的相對(duì)位置，以防與橋梁碰撞，
⑥將后方墩頂支承及縱橫移滑座及墊座移至前方墩頂，
⑦提梁吊機(jī)安裝下扁擔(dān)梁復(fù)位，
⑧調(diào)整造橋機(jī)位置處于下一孔節(jié)段安裝階段。
全文摘要
大跨度雙線箱梁串架法施工造橋機(jī)，造橋機(jī)的承重桁梁為低合金拆裝式梁，其結(jié)構(gòu)形式為菱形桁式結(jié)構(gòu)，布置在雙線箱梁的外側(cè)，支承節(jié)段梁體的結(jié)構(gòu)為下扁擔(dān)梁。造橋機(jī)主要由承重桁梁、導(dǎo)梁、下扁擔(dān)梁、支承及縱橫移底座、縱移系統(tǒng)、提梁吊機(jī)及輔助結(jié)構(gòu)組成。節(jié)段梁間濕接縫完成后可分級(jí)張拉梁內(nèi)預(yù)應(yīng)力束，期間需對(duì)造橋機(jī)進(jìn)行部分卸載，此后下扁擔(dān)梁方可退出工作狀態(tài)，造橋機(jī)縱移過孔后扁擔(dān)梁復(fù)位。此設(shè)計(jì)發(fā)明最大優(yōu)點(diǎn)是能快速組拼造橋機(jī)成型，成本低，使施工更加合理、快捷、適用。
文檔編號(hào)E01D21/00GK101250854SQ20071016860
公開日2008年8月27日 申請(qǐng)日期2007年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月5日
發(fā)明者李軍堂, 涂滿明, 張瑞霞, 周外男, 濤 馬, 勇 唐, 維 張 申請(qǐng)人:中鐵大橋局股份有限公司