本實用新型涉及鋼結構橋梁，尤其是涉及一種可使用于鋼結構橋梁制造的輔助設備。

背景技術：

自1779年世界上第一座鑄鐵橋建于特爾福德起，鋼結構橋梁已發(fā)展了200多年。時至今日，技術不斷完善，被廣泛推廣和使用。隨著人們對節(jié)能環(huán)保和鋼鐵資源循環(huán)利用等重要性越來越準確認識，鋼結構在橋梁、房屋等建設上不斷拓展了應用空間。以橋梁為例，日本鋼結構橋梁占到了41％，美國達到了33％，而我國公路橋梁中的鋼結構橋梁還不足1％。由此可見，我國鋼結構橋梁的市場需求和產(chǎn)業(yè)發(fā)展與發(fā)達國家還有很大差距?！笆濉逼陂g，國家加大公路建設投資，占公路建設里程10％左右的橋梁建設也相應具有非常大的工程量，鋼結構橋梁的優(yōu)勢使其發(fā)展空間廣闊。

中國專利201210132323公開一種鋼結構臨時支撐卸載控制方法，具體包括以下步驟：對整體結構進行施工全過程仿真分析，以確定臨時支撐結構上的各個支撐點卸載量，所述整體結構包括主體結構和臨時支撐結構，臨時支撐結構上的各個支撐點位置分別設置千斤頂用以支撐所述主體結構；通過調(diào)節(jié)各個千斤頂?shù)男谐虂韺嵤┬遁d；以仿真分析確定的卸載量為依據(jù)，測量各個千斤頂?shù)男谐套兓?，使各個千斤頂?shù)男谐膛c仿真分析確定的相應支撐點的卸載量相符；如此依序實施下一輪卸載，最終通過分階段分級卸載實現(xiàn)同步卸載。該發(fā)明采用千斤頂?shù)男谐套鳛榭刂谱兞坑糜阡摻Y構臨時支撐卸載施工中，可精確控制卸載量，具有操作方便；實時量測簡便、精度高；安全有保障等優(yōu)點。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有制造鋼結構橋梁工裝胎架存在的成本高、耗時長、污染重等問題，提供可重復使用、可調(diào)節(jié)三維空間位置、可便捷組裝和拆卸的一種可使用于鋼結構橋梁制造的輔助設備。

本實用新型設有導軌、臺車架和牽引機構；

導軌鋪設于地面上并可在地面上移位；臺車架設于導軌上并可在導軌上移動，臺車架用于支撐橋梁體，牽引機構設在地面上并通過牽引繩與臺車架連接，所述臺車架設有至少1個；

所述臺車架設有夾軌器、升降器、鉸鏈機構，臺車架采用端梁龍門式結構，主梁采用橋架式結構，升降器安裝在主梁上，端梁和主梁均為實腹式結構，鉸鏈機構設于升降器頂部，鉸鏈機構的鉸鏈座焊接于橋面上并通過銷軸與主梁上的絲桿配合連接；

牽引機構設有卷揚機、鋼絲繩、滑輪，卷揚機通過鋼絲繩和滑輪與臺車架的夾軌器連接。

本實用新型解決了現(xiàn)有制造鋼結構橋梁工裝胎架胎架成本高、耗時長、污染重等問題，提供了一種可重復使用、可調(diào)節(jié)三維空間位置、可便捷組裝和拆卸的鋼結構橋梁制造輔助設備。導軌鋪設于地面上，根據(jù)需要可便捷移位；臺車架在導軌上移動，用于支撐橋梁體，根據(jù)需要可調(diào)節(jié)支撐點數(shù)量和三維位置，與橋梁連接處可方便拆卸、重復使用；牽引機構通過電力或人力控制，將各臺車架通過導軌糞便牽引到相應位置上。

本實用新型通過導軌、臺車架、升降機結構設計，裝備支撐點位置可沿縱向、橫向豎直方向進行自由調(diào)節(jié)，還可根據(jù)需要自由組裝，滿足不同鋼橋梁組焊時實現(xiàn)底部支撐的需要，具有輔助的特點。各部件采用模塊化結構，使用前通過模塊可實現(xiàn)快速組裝；使用后可迅速拆卸歸放到存儲地方；下次使用時通過牽引機構將臺車架堆上導航，重新布局即可，具有裝拆便捷、可重復且高效使用的優(yōu)點。本實用新型改變傳統(tǒng)焊接式整體胎架的支撐方式，通過組裝方式布局支撐點來搭建底架，既能節(jié)約生產(chǎn)成本，提高安全性，還能縮短工時、減輕勞動強度和減少生產(chǎn)過程產(chǎn)生的污染。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例的結構組成示意圖。

圖2為本實用新型實施例的結構左視示意圖。

圖3為本實用新型實施例的臺車架結構示意圖。

圖4為本實用新型實施例的導軌與牽引機構結構示意圖。

圖5為圖4中部分P的放大示意圖。

具體實施方式

參見圖1～5，本實用新型實施例設有導軌1、臺車架2和牽引機構3；導軌1鋪設于地面上并可在地面上移位；臺車架2設于導軌1上并可在導軌1上移動，臺車架2用于支撐橋梁體4，牽引機構3設在地面上并通過牽引繩與臺車架2連接，所述臺車架2設有至少1個；所述臺車架2設有夾軌器21、升降器22、鉸鏈機構23，臺車架2采用端梁龍門式結構，主梁5采用橋架式結構，升降器22安裝在主梁5上，端梁和主梁5均為實腹式結構，鉸鏈機構23設于升降器22頂部，鉸鏈機構23的鉸鏈座焊接于橋面上并通過銷軸與主梁5上的絲桿配合連接；牽引機構3設有卷揚機31、鋼絲繩32、滑輪33，卷揚機31通過鋼絲繩32和滑輪33與臺車架2的夾軌器21連接。

在圖3中，標記A為車體，6為車輪，7為加強桿。在圖5中，標記8為鋼絲繩固定處。

以下給出本實用新型的具體操作步驟：

根據(jù)承重、強度與焊接工藝要求，對系統(tǒng)結構進行選型與布局設計，假設以長60m，寬24m的城市鋼結構人行天橋組焊時底部支撐為對象，經(jīng)計算初步確定30×16網(wǎng)格布局方式，即長度方向30個支點，寬度方向16個支點?？傮w結構圖如圖1、圖2所示。

臺車架結構，包括鋼架形狀、鋼件截面形狀、可調(diào)升降器結構、支撐點連接部分結構、輪滑部分結構等，臺車架結構如圖3所示。

臺車架以起重機技術設計成端梁式結構，主梁設計成橋架式結構，整體為龍門式結構，可調(diào)升降器安裝于主梁上面，具有結構緊湊、強度高、剛度好、省材料、使用方便、壽命長、多臺(架)組合使用輔助化強等特點。端粱和主梁均設計成實腹式結構，以便安裝夾軌器、可調(diào)升降器等裝置?？烧{(diào)升降器擬采用左右旋絲杠結構對高度方向進行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍一種在0～600mm之間，另一種在0～1000mm之間，以適應橋面各段高低不一的支撐要求。支撐點處設計成鉸鏈結構，鉸鏈座焊接于橋面上，通過銷軸與主梁上的絲杠配合連接，從而使在制橋梁與底部支架固定在一起，便于施工制造，該設計可方便的將支點處的絲杠從橋梁上卸除，從而使整體臺車架完整移除再使用，車輪采用起重機軌道輪結構。

根據(jù)強度理論，計算行車架鋼件尺寸、升降器管件直徑、鉸接處螺栓型號、輪滑機構軸承型號等具體參數(shù)。

通過形狀改變比能理論對鋼架尺寸、管件直徑等參數(shù)進行計算和強度校核，形狀改變比能理論認為，只要構件一點處的形狀改變比能達到其形狀改變比能極限值，該點處的材料就屈服，該理論適用于鋼材類塑性材料強度判斷。

在臺架運輸機構中，通常軸承部分最先達到壽命期限，軸承部分需要進行壽命校核計算。選擇徑向承載類滾動軸承，進行壽命校核。

建立行車架虛擬樣機，優(yōu)化行車架結構和尺寸。

通過拓撲優(yōu)化理論得到最佳的材料分布，避免設計的盲目性，經(jīng)拓撲優(yōu)化后設計方案再經(jīng)形狀和尺寸優(yōu)化以得到最優(yōu)方案。針對連續(xù)體拓撲優(yōu)化目前有變厚度法、均勻化理論和變密度法等諸多理論。本實用新型采用變密度法，其本質(zhì)上是一種{0,1}離散變量的組合優(yōu)化問題。

進行尺寸優(yōu)化時，以幾何尺寸為設計變量，尋找最優(yōu)參數(shù)組合的一種方法。優(yōu)化設計有3要素，即設計變量、目標函數(shù)和約束條件。設計變量是發(fā)生改變從而提高性能的一組參數(shù)；目標函數(shù)要求最優(yōu)的設計性能，是關于設計變量的函數(shù)；約束條件是對設計的限制，是對設計變量和其他性能的要求。

設計導軌和牽引機構時，導軌采用工字型結構，牽引機構由卷揚機、鋼絲繩、滑輪組成，如圖4所示。

上述設計過程還包括應力分析和仿真實驗。在此基礎上可制作一節(jié)實物模型，包括一節(jié)導軌，2～4個臺車架，通過實物實驗來檢驗其裝配精度，并測試臺車架承壓、拉伸和橫向強度，確保安全性和可靠性。

制作成套裝備和完成系統(tǒng)試驗(包括靜態(tài)測試和動態(tài)測試)，然后運用到實際生產(chǎn)中。

本實用新型結合形狀改變比能理論與機械設計工程手冊設計結構。制作成套可重復使用的鋼結構橋梁制造輔助裝備，它能夠達到節(jié)約生產(chǎn)成本、縮短生產(chǎn)周期、減少生產(chǎn)污染的效果。

根據(jù)橋梁架的承重、強度與焊接工藝要求，對本實用新型的系統(tǒng)結構進行選型與布局設計，結構設計上著重如何使系統(tǒng)更具有輔助，可重復使用和便捷操作的特色。

可設計單一臺車架結構，包括臺車粱和主梁結構、可調(diào)升降器結構、支撐點連接部分結構。根據(jù)強度理論，計算臺車梁和主車梁尺寸、升降機尺寸、鉸鏈處尺寸、臺車輪結構尺寸等具體參數(shù)。通過ANSIS等大型分析軟件優(yōu)化臺車架結構和尺寸，提高可靠性和減少實物制作成本。