CN110805452A - 一种大跨度伸缩式移动栈桥 - Google Patents

Abstract

本发明的名称为一种大跨度伸缩式移动栈桥。属于隧道施工技术领域。它主要是解决隧道施工安全步距、仰拱施工相关工序布局等相关技术难题。它的主要特征是：包括主桥总成、次桥总成、模板总成和液压***；其中，所述模板总成为仰拱施工模板总成；所述主桥总成与次桥总成之间设有可使次桥总成相对主桥总成能伸缩移动的伸缩机构。本发明具有结构紧凑、行走方便、制造成本低等优点，主要用于保证各种车辆的正常通行，减少仰拱施工工序冲突，有效加快了隧道施工进度。

Description

一种大跨度伸缩式移动栈桥

技术领域

本发明属于隧道施工技术领域，涉及隧道机械化施工体系中的隧道施工机械化配套设备，具体是一种大跨度伸缩式移动栈桥。

背景技术

隧道施工由于机械化快速施工技术体系尚未完成，许多关键技术难题尚未取得突破，导致施工进度差别很大，事故隐患较多。综合分析隧道施工主要流程（隧道开挖、初期支护、仰拱施工、防水板铺挂、二衬混凝土浇筑及水沟电缆槽施工等）发现，移动栈桥处各施工工序时间较长，部分工序不能同步施工，严重制约了隧道施工进度，已成为影响隧道施工的关键工序。 针对移动栈桥处关键工序布局的难题，提出了一种大跨度伸缩式移动栈桥，可提供仰拱开挖、支护，仰拱衬砌，仰拱填充施工三个作业区间，各工序可形成流水作业、并行作业，有效加快了仰拱施工进度，并缩短二衬台车跟进时间，提高隧道施工效率。同时，该设备也保证隧道施工安全步距的要求。

发明内容

本发明的目的就是针对上述不足之处提供一种大跨度伸缩式移动栈桥，能解决影响仰拱区域施工进度、隧道施工安全步距等技术难题，实现区间工序流水作业、并行作业，有效提高隧道施工效率。

本发明的技术解决方案是：一种大跨度伸缩式移动栈桥，其特征在于：包括主桥总成、次桥总成、模板总成和液压***；其中，所述模板总成为仰拱施工模板总成；所述主桥总成与次桥总成之间设有可使次桥总成相对主桥总成能伸缩移动的伸缩机构。

本发明的技术解决方案中所述的主桥总成一端设有后引桥、走行机构和后支腿，与次桥总成相邻的另一端设有辅助支腿、中引桥和中支腿；所述次桥总成与主桥总成相背的一端设有前支腿和前引桥。

本发明的技术解决方案中所述的伸缩机构包括设置在主桥总成上的滑道和设置在次桥总成上的导轮机构，导轮机构与滑道配合。

本发明的技术解决方案中所述的主桥总成包括主梁和纵移小车；所述后引桥位于主梁末端后方，走行机构、后支腿位于主梁末端下方，辅助支腿位于主梁前端下方，中引桥位于主梁前端前方，中支腿位于主梁下方；所述伸缩机构包括设置在主梁内侧的滑道和设置在次桥总成上的导轮机构，导轮机构与滑道配合；所述中支腿上设有驱动次桥总成移动的滑靴机构；所述纵移小车设置在后支腿与中支腿之间的主梁上的轨道上。

本发明的技术解决方案中所述的次桥总成包括导梁；所述伸缩机构包括设置在主梁内侧的滑道和设置在导梁后端后方的导轮机构，导轮机构与滑道配合；所述前支腿位于导梁前部下方，前引桥位于前端前方；所述导梁支撑在中支腿滑轮上。

本发明的技术解决方案中所述的模板总成包含中心水沟模板、仰拱填充端模、仰拱弧模和仰拱端模，仰拱填充端模和仰拱端模分设在仰拱弧模的两端；所述主桥总成包括纵移小车，纵移小车上设有横向调整机构，通过横向调整机构进行中心水沟模板、仰拱填充端模、仰拱弧模和仰拱端模的横向调整定位。模板总成是用于仰拱衬砌、仰拱填充，仰拱弧模、仰拱端模用于仰拱衬砌，中心水沟模板、仰拱填充端模用于仰拱填充。

本发明的技术解决方案中所述的主梁两侧上方设置有与防水板及钢筋安装台车配合的轨道。

本发明的技术解决方案中所述的液压***采用独立单元设计，由辅助支腿液压***、前支腿液压***、中支腿液压***和后支腿液压***组成，每套液压***都包括液压泵站和与对应油缸连接的液压管路。

本发明的技术解决方案中所述的走行机构由支座、油缸、轮胎支架及轮胎组成，油缸分别联接在支座和轮胎支架上；所述后支腿包括后支腿横梁和两个后支腿油缸，两个后支腿油缸对称固定在后支腿横梁上，两个后支腿油缸的伸缩杆分别与卡板连接，卡板与主梁连接；所述辅助支腿包括第一伸缩套杆机构、辅助支腿油缸、辅助支腿横梁、辅助支腿纵梁、支撑轮组及第一滑靴机构，辅助支腿横梁、辅助支腿纵梁与第一伸缩套杆机构形成井字型结构；所述主梁支撑在支撑轮组上方，通过第一滑靴机构驱动主桥总成沿支撑轮组中滑轮前后移动；所述第一伸缩套杆机构包括挂轮、导向轮、伸缩杆和伸缩套；所述中支腿包括第二伸缩套杆机构、中支腿横梁、中支腿油缸、支撑横梁、拖轮组和第二滑靴机构，支撑横梁与主梁固定连接，拖轮组和第二滑靴机构固定在支撑横梁两侧，次桥总成通过第二滑靴机构驱动导梁沿拖轮组滑轮纵向移动；中支腿横梁与支撑横梁之间通过中支腿油缸连接；所述支腿油缸伸缩使伸缩套、伸缩杆相对滑动。

本发明的技术解决方案中所述的前支腿包括第三伸缩套杆机构、前支腿横梁和斜支撑；所述第三伸缩套杆机构、斜支撑分别固定在导梁的前端下方。

本发明的技术解决方案中所述的仰拱弧模包括纵梁、连接梁和模板；所述纵梁上成对设有翻转油缸，纵梁两侧的模板分别与纵梁铰接，且分别与对应的翻转油缸铰接。

本发明的主要功能有：一是大跨度伸缩式移动栈桥有效施工距离长，可分为三个作业区间，即仰拱填充施工区、仰拱施工区及仰拱开挖初支区，实现工序流水作业，可有效提高仰拱施工效率；二是可有效缩短安全步距，栈桥主桥总成上主梁两侧上方设置有轨道，防水板台车及钢筋台车因仰拱填充强度不足，且无法移动栈桥时，可骑跨到栈桥上进行施工作业。

本发明在满足各种车辆正常通行的前提下，使得栈桥施工区的空间相对得以拓展，可以平面展开施工作业面，减少仰拱施工中各工序的干扰，有效加快施工进度。本发明具有结构紧凑、行走方便、制造成本低等优点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明栈桥主桥总成示意图。

图3为本发明栈桥次桥总成示意图。

图4为本发明栈桥仰拱施工模板总成示意图。

图5为本发明栈桥走行机构示意图。

图6为本发明栈桥后支腿结构示意图。

图7为本发明辅助支腿结构主视图。

图8为本发明辅助支腿结构侧视图。

图9为本发明中支腿结构示意图。

图10为本发明前支腿结构主视图。

图11为本发明前支腿结构侧视图。

图12为本发明仰拱模板示意图。

图中序号说明：1. 主桥总成；11. 后引桥；12. 走行机构；13. 后支腿；14. 主梁；15. 辅助支腿；16. 中引桥；17. 中支腿；2. 次桥总成；21. 导轮机构；22. 导梁；23. 前支腿；24. 前引桥；3. 模板总成；31. 中心水沟模板；32. 仰拱填充端模；33. 仰拱弧模；34.仰拱端模；4. 液压***；5. 电气***。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步说明。

如图1所示，本发明一种大跨度伸缩式移动栈桥包括主桥总成1、次桥总成2、模板总成3、液压***4和电气***5组成。其中，主桥总成1是各种车辆通行的主要承载结构。次桥总成2主要是运输车辆承载结构。模板总成3主要是用于仰拱衬砌、仰拱填充。液压***4采用独立单元设计，由辅助支腿液压***、前支腿液压***、中支腿液压***、后支腿液压***组成，是实现整机及部件运动的主要执行***，采用相对独立的模块化设计，各执行***均包括液压泵站和液压管路，液压管路与对应的油缸连接，具有减少沿程损失和功率损耗，方便维修和搬运的特点。电气***5是实现整机及部件运动的控制***，可实现整机前后移动、横向调整、各支腿伸缩调整、引桥翻转、纵移小车移动等基本操作功能外，还配备了压力监控、故障报警、栈桥自动定位、环向钢筋定位等辅助功能。电气***5采用PLC控制，除基本操作功能外还可实现压力监控、动作状态信息记录、故障报警提示、自动定位等功能。

如图2所示，主桥总成1包括后引桥11、走行机构12、后支腿13、主梁14、纵移小车、辅助支腿15、中引桥16和中支腿17，主梁14分别与后引桥11、走行机构12、后支腿13、纵移小车、辅助支腿15、中引桥16、主桥纵移机构、中支腿17相连接。其中，后引桥11位于主梁14末端后方，走行机构12、后支腿13位于主梁14末端下方，辅助支腿15位于主梁14下方，中引桥16位于主梁14前端前方，中支腿17位于主梁前端14下方。中支腿17上设有驱动次桥总成2移动的滑靴机构。纵移小车设置在后支腿12与中支腿17之间的主梁14上的轨道上，纵移小车可在后支腿12与中支腿17中间的主梁14轨道上行走，用于提挂模板总成3中各模板纵向移动，主桥纵移机构用于调整移动栈桥位置。主梁14两侧上方设置有与防水板及钢筋安装台车配合的轨道。

如图3所示，次桥总成2由导轮机构21、导梁22、前支腿23和前引桥24等组成。导轮机构21位于导梁22后端即与主桥总成1的相邻端后方，前支腿23位于导梁22前端下方，前引桥24位于导梁22前端前方。主梁14的内侧设有滑道，导轮机构21与滑道配合，滑道与导轮机构21构成可使次桥总成2相对主桥总成1能伸缩移动的伸缩机构。导梁22支撑在中支腿16的滑轮上，通过导轮机构21在主梁14内侧滑道中纵向移动。

如图4所示，模板总成3为仰拱施工模板总成，包含中心水沟模板31、仰拱填充端模32、仰拱弧模33、仰拱端模34等组成。仰拱填充端模32和仰拱端模34分设在仰拱弧模33的两端。中心水沟模板31、仰拱填充端模32用于仰拱填充，仰拱弧模33、仰拱端模34用于仰拱衬砌，均可通过纵移小车实现纵向移动。主桥总成1的纵移小车上设有横向调整机构，通过横向调整机构进行中心水沟模板31、仰拱填充端模32、仰拱弧模33和仰拱端模34的横向调整定位。

如图5所示，走行机构12由支座121、油缸122、轮胎支架123及轮胎12组成，油缸122分别与支座121和轮胎支架123联接。支座121与主梁14后端栓接，根据需要通过油缸122伸缩可调整轮胎124高度。

如图6所示，后支腿13包括后支腿横梁和两个后支腿油缸，两个后支腿油缸对称固定在后支腿横梁上，两个后支腿油缸的伸缩杆分别与卡板连接，卡板与主梁14连接。通过后支腿油缸伸缩实现后支腿13的后支腿横梁与主梁14间左右相对滑动，从而可调整栈桥左右位置。

如图7、图8所示，辅助支腿15由第一伸缩套杆机构151、辅助支腿油缸152、辅助支腿纵梁153、辅助支腿横梁154、支撑轮组155及第一滑靴机构156等组成，辅助支腿纵梁153、辅助支腿横梁154与第一伸缩套杆机构155形成井字型结构，是移动栈桥主要承载支腿、动力驱动支腿。主梁14支撑在支撑轮组155上方，通过第一滑靴机构156驱动主桥总成1沿支撑轮组155中滑轮前后移动。第一伸缩套杆机构151包括挂轮、导向轮、伸缩杆和伸缩套。辅助支腿15由第一滑靴机构156驱动，通过第一伸缩套杆机构151中挂轮、导向轮沿主梁14移动。通过第一伸缩套杆机构151中辅助支腿油缸152伸缩推动伸缩套、伸缩杆相对滑动，调整移动栈桥高度位置。

如图9所示，中支腿17由第二伸缩套杆机构171、中支腿油缸172、中支腿横梁173、支撑横梁174、拖轮组175和第二滑靴机构176等组成，中支腿17中支撑横梁174在主梁14下方通过螺栓连接，拖轮组175和第二滑靴机构176固定在支撑横梁两侧，次桥总成2通过第二滑靴机构176驱动导梁22沿拖轮组175滑轮纵向移动。中支腿横梁173与支撑横梁174通过中支腿油缸172伸缩保持相对滑动，用来调整移动栈桥横向位置，第二伸缩套杆机构176通过中支腿油缸172伸缩使伸缩套、伸缩杆相对滑动，同样调整移动栈桥高度位置。

如图10、11所示，前支腿23由第三伸缩套杆机构231、前支腿横梁和斜支撑等组成。第三伸缩套杆机构231、斜支撑分别通过螺栓固定在导梁22的前端下方，用于支撑次桥总成2，是主要承载支腿。前支腿23中第三伸缩套杆机构231通过前支腿油缸232伸缩使伸缩套、伸缩杆相对滑动，用来调整导梁22位置状态。

如图12所示，仰拱弧模33由纵梁331、模板332、翻转油缸333等组成。纵梁331上成对设有翻转油缸333，纵梁331两侧的模板332分别与纵梁331铰接，且分别与对应的翻转油缸333铰接。翻转油缸333伸出时纵梁331两侧模板332处于支模状态，翻转油缸333缩回时纵梁331两侧模板332可以翻转脱模，处于翻模状态，仰拱模板33通过纵移小车提挂实现纵向移动。

本发明大跨度伸缩式移动栈桥操作流程包括以下步骤：

挖机通过栈桥到开挖区域后，次桥总成中前引桥翻转90°，完成一段后，收缩前支腿，由中支腿滑靴机构驱动次桥总成前移，通过滑靴机构循环运动完成前端仰拱开挖；

适当收起后引桥、中引桥，使走行机构中轮胎着地承载，后支腿悬空，收起中支腿，由辅助支腿滑靴机构驱动主桥总成前移，然后使中支腿着地承载，收起辅助支腿，并通过辅助支腿中滑靴机构自身前移，依次交替，使移动栈桥停放在工况要求位置；

收起走行机构，辅助支腿停靠在中支腿附近，同时使后支腿、辅助支腿、中支腿着地承载，放下前、中、后引桥可保证车辆正常通行，收起前引桥可按步骤1继续完成前端仰拱开挖；

仰拱钢筋绑扎完成后，前后纵移小车分别提挂仰拱弧模两端前移，使仰拱弧模及仰拱端模停靠在仰拱衬砌区域，并通过前后纵移小车的横移机构精确定位。然后再通过后纵移小车提挂中心水沟模板前移，使中心水沟模板及仰拱填充端模停靠在仰拱填充区域，再通过后纵移小车的横移机构精确定位；

仰拱开挖、仰拱衬砌、仰拱填充完成后，重复步骤2、3、4则继续完成下一个作业循环。

本发明在满足各种车辆正常通行的前提下，使得栈桥施工区的空间相对得以拓展，可以平面展开施工作业面，减少仰拱施工中各工序的干扰，有效加快施工进度。具有设计合理、结构紧凑、结构简单、使用安全可靠等优点。

上述参照实施例对本发明进行了详细描述，是说明性的而不是限制性的，在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，均在本发明的保护范围之。

Claims (11)

1.一种大跨度伸缩式移动栈桥，其特征在于：包括主桥总成（1）、次桥总成（2）、模板总成（3）和液压***（4）；其中，所述模板总成（3）为仰拱施工模板总成；所述主桥总成（1）与次桥总成（2）之间设有可使次桥总成（2）相对主桥总成（1）能伸缩移动的伸缩机构。

2.根据权利要求1所述的一种大跨度伸缩式移动栈桥，其特征在于：所述的主桥总成（1）一端设有后引桥（11）、走行机构（12）和后支腿（13），与次桥总成（2）相邻的另一端设有辅助支腿（15）、中引桥（16）和中支腿（17）；所述次桥总成（2）与主桥总成（1）相背的一端设有前支腿（23）和前引桥（24）。

3.根据权利要求1或2所述的一种大跨度伸缩式移动栈桥，其特征在于：所述的伸缩机构包括设置在主桥总成（1）上的滑道和设置在次桥总成（2）上的导轮机构（21），导轮机构（21）与滑道配合。

4.根据权利要求2所述的一种大跨度伸缩式移动栈桥，其特征在于：所述的主桥总成（1）包括主梁（14）和纵移小车；所述后引桥（11）位于主梁（14）末端后方，走行机构（12）、后支腿（13）位于主梁（14）末端下方，辅助支腿（15）位于主梁（14）前端下方，中引桥（16）位于主梁（14）前端前方，中支腿（17）位于主梁（14）下方；所述伸缩机构包括设置在主梁（14）内侧的滑道和设置在次桥总成（2）上的导轮机构（21），导轮机构（21）与滑道配合；所述中支腿（17）上设有驱动次桥总成（2）移动的滑靴机构；所述纵移小车设置在后支腿（12）与中支腿（17）之间的主梁（14）上的轨道上。

5.根据权利要求2所述的一种大跨度伸缩式移动栈桥，其特征在于：所述的次桥总成（2）包括导梁（22）；所述伸缩机构包括设置在主梁（14）内侧的滑道和设置在导梁（22）后端后方的导轮机构（21），导轮机构（21）与滑道配合；所述前支腿（23）位于导梁（22）前部下方，前引桥（24）位于前端前方；所述导梁（22）支撑在中支腿（16）滑轮上。

6.根据权利要求1或2所述的一种大跨度伸缩式移动栈桥，其特征在于：所述的模板总成（3）包含中心水沟模板（31）、仰拱填充端模（32）、仰拱弧模（33）和仰拱端模（34），仰拱填充端模（32）和仰拱端模（34）分设在仰拱弧模（33）的两端；所述主桥总成（1）包括纵移小车，纵移小车上设有横向调整机构，通过横向调整机构进行中心水沟模板（31）、仰拱填充端模（32）、仰拱弧模（33）和仰拱端模（34）的横向调整定位。

7.根据权利要求4所述的一种大跨度伸缩式移动栈桥，其特征在于：所述的主梁（14）两侧上方设置有与防水板及钢筋安装台车配合的轨道。

8.根据权利要求1或2所述的一种大跨度伸缩式移动栈桥，其特征在于：所述的液压***（4）采用独立单元设计，由辅助支腿液压***、前支腿液压***、中支腿液压***和后支腿液压***组成，每套液压***都包括液压泵站和与对应油缸连接的液压管路。

9.根据权利要求4所述的一种大跨度伸缩式移动栈桥，其特征在于：所述的走行机构（12）由支座（121）、油缸（122）、轮胎支架（123）及轮胎（124）组成，油缸（122）分别与支座（123）和轮胎支架（124）联接；所述后支腿（13）包括后支腿横梁和两个后支腿油缸，两个后支腿油缸对称固定在后支腿横梁上，两个后支腿油缸的伸缩杆分别与卡板连接，卡板与主梁（14）连接；所述辅助支腿（15）包括第一伸缩套杆机构（151）、辅助支腿油缸（152）、辅助支腿纵梁（153）、辅助支腿横梁（154）、支撑轮组（155）及第一滑靴机构（156），辅助支腿横梁（154）、辅助支腿纵梁（153）与第一伸缩套杆机构（151）形成井字型结构；所述主梁（14）支撑在支撑轮组（155）上方，通过第一滑靴机构（151）驱动主桥总成（1）沿支撑轮组（155）中滑轮前后移动；所述第一伸缩套杆机构（151）包括挂轮、导向轮、伸缩杆和伸缩套，；所述中支腿（17）包括第二伸缩套杆机构（171）、中支腿油缸（172）、中支腿横梁（173）、支撑横梁（174）、拖轮组（175）和第二滑靴机构（176），支撑横梁（174）与主梁（14）固定连接，拖轮组（175）和第二滑靴机构（176）固定在支撑横梁（174）两侧，次桥总成（2）通过第二滑靴机构（176）驱动导梁（22）沿拖轮组（175）滑轮纵向移动；中支腿横梁（173）与支撑横梁（174）之间通过中支腿油缸（172）连接；所述支腿油缸伸缩使伸缩套、伸缩杆相对滑动。

10.根据权利要求5所述的一种大跨度伸缩式移动栈桥，其特征在于：所述的前支腿（23）包括第三伸缩套杆机构（231）、前支腿油缸（232）、前支腿横梁和斜支撑；所述第三伸缩套杆机构（23）、斜支撑分别固定在导梁（22）的前端下方。

11.根据权利要求6所述的一种大跨度伸缩式移动栈桥，其特征在于：所述的仰拱弧模（33）包括纵梁（331）、模板（332）、翻转油缸（333）；所述纵梁（331）上成对设有翻转油缸（333），纵梁（331）两侧的模板（332）分别与纵梁（331）铰接，且分别与对应的翻转油缸（333）铰接。

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