專利名稱：模塊化鋼桁梁自動(dòng)頂推系統(tǒng)及其施工工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及橋梁施工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種模塊化鋼桁梁自動(dòng)頂推系統(tǒng)及其施
工工藝。
背景技術(shù)：
鋼桁梁橋可以看作是將實(shí)腹的鋼箱梁橋按照一定規(guī)則空腹化的結(jié)構(gòu)形式，結(jié)構(gòu)整體上為梁的受力方式，即主要承受彎矩和剪力的結(jié)構(gòu)。與實(shí)腹梁相比具有自重結(jié)構(gòu)輕，節(jié)省鋼材、主梁剛度大及更大的跨越能力等優(yōu)點(diǎn)。這使得鋼桁梁橋型得到越來(lái)越廣泛的采用。以往鋼桁梁架設(shè)采用的頂推施工技術(shù)一般是拖拉式施工或多點(diǎn)連續(xù)頂推施工，SP通過(guò)頂升千斤頂拖拉鋼桁梁最終完成鋼桁梁的架設(shè)。目前，鋼桁梁頂推系統(tǒng)在施工時(shí)存在墩頂水平力過(guò)大、鋼桁梁結(jié)構(gòu)受力差、自動(dòng)化程度低、需架設(shè)輔助墩和復(fù)雜的墩旁支架等缺點(diǎn)，對(duì)橋墩和鋼桁梁結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求較高，輔助臨時(shí)結(jié)構(gòu)工程量大。而以往普通步履式頂推和楔進(jìn)式頂推技術(shù)只適用于箱梁架設(shè)施工，用于鋼桁梁施工時(shí)要求頂升受力支點(diǎn)必須在桁架節(jié)點(diǎn)位置，常規(guī)步履式頂推設(shè)備難以滿足施工工藝要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就在于解決上述背景技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理、自動(dòng)化程度高的模塊化鋼桁梁自動(dòng)頂推系統(tǒng)及其施工工藝。本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種模塊化鋼桁梁自動(dòng)頂推系統(tǒng)，包括擱置系統(tǒng)，在擱置系統(tǒng)和鋼桁梁之間設(shè)有支撐系統(tǒng)，其特征在于:所述支撐系統(tǒng)通過(guò)行走機(jī)構(gòu)與鋼桁梁連接，所述的支撐系統(tǒng)包括一對(duì)平行布置的承重梁，所述承重梁通過(guò)設(shè)置在其兩端的連接梁連接成一體，承重梁的之間設(shè)有載荷分配梁，載荷分配梁下端部由自鎖千斤頂支撐，承重梁的上端部支撐鋼桁梁。在上述方案中:所述擱置系統(tǒng)包括對(duì)稱設(shè)置的擱置墩構(gòu)成，擱置墩之間設(shè)有自鎖千斤頂，自鎖千斤頂由臨時(shí)支座支撐，以保證自鎖千斤頂?shù)幕秸?。所述載荷分配梁的縱向兩端設(shè)有墩頂擋塊；所述載荷分配梁的寬度小于承重梁之間的寬度，承重梁和鋼桁梁之間設(shè)有墊梁，所述墊梁放置于承重梁的上端。所述承重梁的外側(cè)連接有縱向的行走軌道，行走軌道的長(zhǎng)度大于鋼桁梁的間節(jié)距。在承重梁的外側(cè)橫向連接有翼板，在翼板上垂直向連接有腹板，所述行走軌道設(shè)置在腹板上端。在翼板下端和承載梁體之間設(shè)有第一筋板，翼板上端、承載梁體和腹板內(nèi)側(cè)之間設(shè)有第二筋板，翼板上端和腹板外側(cè)之間設(shè)有第三筋板，以對(duì)翼板、腹板和承載梁體之間的連接進(jìn)行加強(qiáng)。行走機(jī)構(gòu)包括行走部件，所述行走部件通過(guò)螺桿和分配梁的配合懸吊在鋼桁梁上，行走部件安裝在鋼桁梁下端的C型梁內(nèi)，行走部件包括多個(gè)行走滾輪組和行走支座，行走支座安裝在C型梁上，行走滾輪組安裝在行走支座上，每個(gè)行走滾輪組包括至少一對(duì)對(duì)稱設(shè)置的行走滾輪，行走滾輪設(shè)置在行走軌道下端面，行走滾輪與行走軌道保持距離或接觸。所述螺桿依次穿過(guò)分配梁、鋼桁梁和C型梁，所述螺桿均通過(guò)螺母與分配梁和C型梁緊固連接。在鋼桁梁和C型梁之間設(shè)有可拆卸的墊塊。一種采用上述的模塊化鋼桁梁自動(dòng)頂推系統(tǒng)的施工工藝，其特征在于，包含以下步驟:I)、通過(guò)步履式頂推設(shè)備將支持系統(tǒng)頂升至脫離擱置系統(tǒng)，并將支持系統(tǒng)和鋼桁梁平移一個(gè)行程后下放置擱置系統(tǒng)上；2)、回縮步履式頂推設(shè)備的輸出機(jī)構(gòu)，使荷載重新轉(zhuǎn)移到擱置系統(tǒng)上；3)、重復(fù)步驟I和步驟2，將支持系統(tǒng)和鋼桁梁縱向向前頂推一個(gè)節(jié)間距；4)、初始時(shí)，行走滾輪與行走軌道之間保持距離，通過(guò)自鎖千斤頂將載荷分配梁舉升至鋼桁梁由載荷分配梁支撐；繼續(xù)通過(guò)自鎖千斤頂將載荷分配梁和鋼桁梁同步舉升，至行走滾輪與行走軌道接觸；繼續(xù)通過(guò)自鎖千斤頂將載荷分配梁和鋼桁梁同步舉升，支撐系統(tǒng)和行走機(jī)構(gòu)同步上升并脫離擱置系統(tǒng)；5)、利用輔助動(dòng)力設(shè)備將支撐系統(tǒng)縱向后移一個(gè)節(jié)間距，即平移到初始位置；6)、回縮自鎖千斤頂，將荷載重新轉(zhuǎn)移至支撐系統(tǒng)；7)、重復(fù)循環(huán)進(jìn)行上述施工步驟，使鋼桁梁移至需要位置。本發(fā)明采用支撐系統(tǒng)和載荷分配梁交替承受鋼桁梁的重力，實(shí)現(xiàn)頂推施工中鋼桁梁始終受力支撐。支撐系統(tǒng)將鋼桁梁受力位置重新分配，使鋼桁梁的重力通過(guò)支撐系統(tǒng)傳遞到步履式頂推設(shè)備上。其中，擱置系統(tǒng)中的每個(gè)擱置墩組可作為頂推工作站進(jìn)行獨(dú)立工作，也可以集成系統(tǒng)的單個(gè)模塊同步工作，可實(shí)現(xiàn)大跨距頂推施工。本發(fā)明在不改變?cè)铰氖巾斖圃O(shè)備和鋼桁梁結(jié)構(gòu)的情況下，實(shí)現(xiàn)了鋼桁梁的步履式頂推施工，較常規(guī)的拖拉式頂推施工方式具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、墩頂水平力小、鋼桁梁受力平穩(wěn)合理且自動(dòng)化程度高和無(wú)臨時(shí)墩等優(yōu)點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明在支持系統(tǒng)處的剖面圖；圖2為本發(fā)明在步履式頂推設(shè)備處的剖面圖；圖3為本發(fā)明的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明中支撐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)正視示意圖；圖5是本發(fā)明中支撐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)俯視示意圖；圖6為本發(fā)明中行走機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，便于清楚地了解本發(fā)明，但它們不對(duì)本發(fā)明構(gòu)成限定。
圖中所示的一種模塊化鋼桁梁自動(dòng)頂推系統(tǒng)，它包括設(shè)置在基礎(chǔ)I上的擱置系統(tǒng)2，在擱置系統(tǒng)2和鋼桁梁5之間設(shè)有支撐系統(tǒng)3，支撐系統(tǒng)3通過(guò)行走機(jī)構(gòu)4與鋼桁梁5連接，支撐系統(tǒng)3包括一對(duì)平行布置的承重梁3.1，承重梁3.1通過(guò)設(shè)置在其兩端的連接梁3.8連接成一體，承重梁3.1的之間設(shè)有載荷分配梁7，載荷分配梁7下端部由自鎖千斤頂8支撐，承重梁3.1的上端部支撐鋼桁梁5。在上述方案中:擱置系統(tǒng)2包括對(duì)稱設(shè)置的擱置墩2.1構(gòu)成，擱置墩2.1之間設(shè)有自鎖千斤頂8，自鎖千斤頂8由臨時(shí)支座9支撐，臨時(shí)支座9也放置在基礎(chǔ)I上，可以保證自鎖千斤頂8的
基座平整。載荷分配梁7的縱向兩端設(shè)有墩頂擋塊7.1來(lái)進(jìn)行限位；載荷分配梁7的寬度小于承重梁3.1之間的寬度，在初始時(shí)，載荷分配梁7相對(duì)于基礎(chǔ)I和承重梁3.1相對(duì)于基礎(chǔ)I具有高度差50mm，承重梁3.1和鋼桁梁5之間設(shè)有墊梁10，墊梁10放置于承重梁3.1的上端，墊梁10可以進(jìn)行拆卸，可以選擇不同高度的墊梁10進(jìn)行施工，也可以使支撐系統(tǒng)3或荷載分配梁7的受力均勻。如圖4、圖5所示，承重梁3.1的外側(cè)連接有縱向行走軌道3.2，行走軌道3.2的長(zhǎng)度大于鋼桁梁5的間節(jié)距。此間距可以為鋼桁梁5的最大間節(jié)距，以達(dá)到通用化的功效。行走軌道3.2的連接方式為:在承重梁3.1的外側(cè)橫向連接有翼板3.3，在翼板3.3上垂直向連接有腹板3.4，行走軌道3.2設(shè)置在腹板3.4上端。另外在翼板3.3下端和承載梁體
3.1之間設(shè)有第一筋板3.5，翼板3.3上端、承載梁體3.1和腹板3.4內(nèi)側(cè)之間設(shè)有第二筋板3.6，翼板3.3上端和腹板3.4外側(cè)之間設(shè)有第三筋板3.7，以對(duì)翼板3.3、腹板3.4和承載梁體3.1之間的連接進(jìn)行加強(qiáng)。如圖5所示，行走機(jī)構(gòu)4包括行走部件4.1，行走部件4.1通過(guò)螺桿4.2和分配梁
4.3的配合(螺桿4.2依次穿過(guò)分配梁4.3、鋼桁梁5和C型梁4.4，螺桿4.2均通過(guò)螺母與分配梁4.3和C型梁4.4實(shí)現(xiàn)緊固連接。)懸吊在鋼桁梁5上，行走部件4.1安裝在鋼桁梁5下端的C型梁4.4內(nèi)，行走部件4.1包括多個(gè)行走滾輪組和行走支座4.7，行走支座4.7安裝在C型梁4.4上，行走滾輪組安裝在行走支座4.7上，每個(gè)行走滾輪組包括兩對(duì)對(duì)稱設(shè)置的行走滾輪4.6，行走滾輪4.6設(shè)置在行走軌道3.2下端面，行走滾輪4.6與行走軌道3.2保持距離50mm或接觸，當(dāng)行走滾輪4.6與行走軌道3.2接觸時(shí),行走滾輪4.6與行走軌道
3.2滑動(dòng)連接。另外在鋼桁梁5和C型梁4.4之間設(shè)有可拆卸的墊塊4.5，可通過(guò)選擇不同高度的墊塊4.5對(duì)行走部件4.1進(jìn)行定位。一種采用上述的模塊化鋼桁梁自動(dòng)頂推系統(tǒng)的施工工藝，其特征在于，包含以下步驟:I)、通過(guò)步履式頂推設(shè)備6將支持系統(tǒng)3頂升至脫離擱置系統(tǒng)2，并將支持系統(tǒng)3和鋼桁梁5平移一個(gè)行程后下放置擱置系統(tǒng)2上；2)、回縮步履式頂推設(shè)備6的輸出機(jī)構(gòu)，使荷載重新轉(zhuǎn)移到擱置系統(tǒng)2上；3)、重復(fù)步驟I)和步驟2)，將支持系統(tǒng)3和鋼桁梁5縱向向前頂推一個(gè)節(jié)間距；4)、初始時(shí)，行走滾輪4.6與行走軌道3.2之間保持距離50mm，載荷分配梁7與支撐系統(tǒng)3也具有高度差50_，然后通過(guò)自鎖千斤頂8將載荷分配梁7舉升，逐步消除載荷分配梁7與支撐系統(tǒng)3之間的高度差50mm，至鋼桁梁5下端面的墊梁10與載荷分配梁7接觸，即鋼桁梁5由原來(lái)的支撐系統(tǒng)支撐轉(zhuǎn)化為載荷分配梁7支撐；繼續(xù)通過(guò)自鎖千斤頂8將載荷分配梁7和鋼桁梁5同步舉升，逐步消除行走滾輪4.6與行走軌道3.2之間的距離50mm,至行走滾輪4.6與行走軌道3.2接觸，此時(shí)支撐系統(tǒng)3與上方的墊梁10脫離；繼續(xù)通過(guò)自鎖千斤頂8將載荷分配梁7和鋼桁梁5同步舉升50_，此時(shí)，支撐系統(tǒng)3被行走機(jī)構(gòu)4帶動(dòng)，支撐系統(tǒng)3和行走機(jī)構(gòu)4同步上升并脫離擱置系統(tǒng)2 ；5)、利用輔助動(dòng)力設(shè)備如液壓千斤頂?shù)葎?dòng)力裝置將支撐系統(tǒng)3縱向后移一個(gè)節(jié)間距，即平移到初始位置；6)、回縮自鎖千斤頂8，將荷載重新轉(zhuǎn)移至支撐系統(tǒng)3 ;7)、重復(fù)循環(huán)進(jìn)行上述施工步驟，使鋼桁梁(5)移至需要位置。本發(fā)明采用支撐系統(tǒng)3和載荷分配梁7交替受力，實(shí)現(xiàn)頂推施工中鋼桁梁5始終受力支撐。支撐系統(tǒng)3將鋼桁梁5受力位置重新分配，使鋼桁梁5的重力通過(guò)支撐系統(tǒng)3傳遞到步履式頂推設(shè)備上。其中，擱置系統(tǒng)2中的每個(gè)擱置墩組可作為頂推工作站進(jìn)行獨(dú)立工作，也可以集成系統(tǒng)的單個(gè)模塊同步工作，可實(shí)現(xiàn)大跨距頂推施工。本發(fā)明在不改變?cè)铰氖巾斖圃O(shè)備和鋼桁梁結(jié)構(gòu)的情況下，實(shí)現(xiàn)了鋼桁梁的步履式頂推施工，較常規(guī)的拖拉式頂推施工方式具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、墩頂水平力小、鋼桁梁受力平穩(wěn)合理且自動(dòng)化程度高和無(wú)臨時(shí)墩等優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種模塊化鋼桁梁自動(dòng)頂推系統(tǒng)，包括擱置系統(tǒng)(2)，在擱置系統(tǒng)(2)和鋼桁梁(5)之間設(shè)有支撐系統(tǒng)(3)，其特征在于:所述支撐系統(tǒng)(3)通過(guò)行走機(jī)構(gòu)(4)與鋼桁梁(5)連接，所述的支撐系統(tǒng)(3)包括一對(duì)平行布置的承重梁(3.1)，所述承重梁(3.1)通過(guò)設(shè)置在其兩端的連接梁(3.8)連接成一體，承重梁(3.1)的之間設(shè)有載荷分配梁(7)，載荷分配梁(7)下端部由自鎖千斤頂(8)支撐，承重梁(3.1)的上端部支撐鋼桁梁(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化鋼桁梁自動(dòng)頂推系統(tǒng)，其特征在于:所述擱置系統(tǒng)(2)包括對(duì)稱設(shè)置的擱置墩(2.1)構(gòu)成，擱置墩(2.1)之間設(shè)有自鎖千斤頂(8)，自鎖千斤頂(8)由臨時(shí)支座(9)支撐。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化鋼桁梁自動(dòng)頂推系統(tǒng)，其特征在于:所述載荷分配梁(7)的縱向兩端設(shè)有墩頂擋塊(7.1);所述載荷分配梁(7)的寬度小于承重梁(3.1)之間的寬度，承重梁(3.1)和鋼桁梁(5)之間設(shè)有墊梁(10)，所述墊梁(10)放置于承重梁(3.1)的上端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化鋼桁梁自動(dòng)頂推系統(tǒng)，其特征在于:所述承重梁(3.1)的外側(cè)連接有縱向的行走軌道(3.2)，行走軌道(3.2)的長(zhǎng)度大于鋼桁梁(5)的間節(jié)距。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的模塊化鋼桁梁自動(dòng)頂推系統(tǒng)，其特征在于:在承重梁(3.1)的外側(cè)橫向連接有翼板(3.3)，在翼板(3.3)上垂直向連接有腹板(3.4)，所述行走軌道(3.2)設(shè)置在腹板(3.4)上端。
6.根據(jù)權(quán)利要 求5所述的模塊化鋼桁梁自動(dòng)頂推系統(tǒng)，其特征在于:在翼板(3.3)下端和承載梁體(3.1)之間設(shè)有第一筋板(3.5)，翼板(3.3)上端、承載梁體(3.1)和腹板(3.4)內(nèi)側(cè)之間設(shè)有第二筋板(3.6)，翼板(3.3)上端和腹板(3.4)外側(cè)之間設(shè)有第三筋板(3.7)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的模塊化鋼桁梁自動(dòng)頂推系統(tǒng)，其特征在于:行走機(jī)構(gòu)(4)包括行走部件(4.1)，所述行走部件(4.1)通過(guò)螺桿(4.2)和分配梁(4.3)的配合懸吊在鋼桁梁(5)上，行走部件(4.1)安裝在鋼桁梁(5)下端的C型梁(4.4)內(nèi)，行走部件(4.1)包括多個(gè)行走滾輪組和行走支座(4.7)，行走支座(4.7)安裝在C型梁(4.4)上，行走滾輪組安裝在行走支座(4.7)上，每個(gè)行走滾輪組包括至少一對(duì)對(duì)稱設(shè)置的行走滾輪(4.6)，行走滾輪(4.6)設(shè)置在行走軌道(3.2)下端面，行走滾輪(4.6)與行走軌道(3.2)保持距離或接觸。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的模塊化鋼桁梁自動(dòng)頂推系統(tǒng)，其特征在于:所述螺桿(4.2)依次穿過(guò)分配梁(4.3)、鋼桁梁(5)和C型梁(4.4)，所述螺桿(4.2)均通過(guò)螺母與分配梁(4.3)和C型梁(4.4)緊固連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的模塊化鋼桁梁自動(dòng)頂推系統(tǒng)，其特征在于:在鋼桁梁(5)和C型梁(4.4)之間設(shè)有可拆卸的墊塊(4.5)。
10.一種采用權(quán)利要求1所述的模塊化鋼桁梁自動(dòng)頂推系統(tǒng)的施工工藝，其特征在于，包含以下步驟: 1)、通過(guò)步履式頂推設(shè)備(6)將支持系統(tǒng)(3)頂升至脫離擱置系統(tǒng)(2)，并將支持系統(tǒng)(3)和鋼桁梁(5)平移一個(gè)行程后下放置擱置系統(tǒng)(2)上； 2)、回縮步履式頂推設(shè)備(6)的輸出機(jī)構(gòu)，使荷載重新轉(zhuǎn)移到擱置系統(tǒng)(2)上； 3)、重復(fù)步驟I)和步驟2)，將支持系統(tǒng)(3)和鋼桁梁(5)縱向向前頂推一個(gè)節(jié)間距； 4)、初始時(shí)，行走滾輪(4.6)與行走軌道(3.2)之間保持距離；通過(guò)自鎖千斤頂(8)將載荷分配梁(7)舉升至鋼桁梁(5)由載荷分配梁(7)支撐；繼續(xù)通過(guò)自鎖千斤頂(8)將載荷分配梁(7)和鋼桁梁(5)同步舉升，至行走滾輪(4.6)與行走軌道(3.2)接觸；繼續(xù)通過(guò)自鎖千斤頂(8 )將載荷分配梁(7 )和鋼桁梁(5 )同步舉升，支撐系統(tǒng)(3 )和行走機(jī)構(gòu)(4 )同步上升并脫離擱置系統(tǒng)(2); 5)、利用輔助動(dòng)力設(shè)備將支撐系統(tǒng)(3)縱向后移一個(gè)節(jié)間距，即平移到初始位置； 6)、回縮自鎖千斤頂(8)，將荷載重新轉(zhuǎn)移至支撐系統(tǒng)(3); 7)、重復(fù)循環(huán)進(jìn)行 上述施工步驟，使鋼桁梁(5 )移至需要位置。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種模塊化鋼桁梁自動(dòng)頂推系統(tǒng)及其施工工藝，模塊化鋼桁梁自動(dòng)頂推系統(tǒng)，包括擱置系統(tǒng)，在擱置系統(tǒng)和鋼桁梁之間設(shè)有支撐系統(tǒng)，支撐系統(tǒng)通過(guò)行走機(jī)構(gòu)與鋼桁梁連接，支撐系統(tǒng)包括一對(duì)平行布置的承重梁，承重梁通過(guò)設(shè)置在其兩端的連接梁連接成一體，承重梁的之間設(shè)有載荷分配梁，載荷分配梁下端部由自鎖千斤頂支撐，承重梁的上端部支撐鋼桁梁。本發(fā)明在不改變?cè)铰氖巾斖圃O(shè)備和鋼桁梁結(jié)構(gòu)的情況下，實(shí)現(xiàn)了鋼桁梁的步履式頂推施工，較常規(guī)的拖拉式頂推施工方式具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、墩頂水平力小、鋼桁梁受力平穩(wěn)合理且自動(dòng)化程度高和無(wú)臨時(shí)墩等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)E01D21/06GK103205935SQ20131007566
公開(kāi)日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2013年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月11日
發(fā)明者張鴻, 汪文霞, 郭強(qiáng), 熊彪, 薛志武, 袁金虎 申請(qǐng)人:中交武漢港灣工程設(shè)計(jì)研究院有限公司, 中交第二航務(wù)工程局有限公司