CN111074791B - 一种铁路桥梁运换架一体机及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铁路桥梁运换架一体机及施工方法，本发明一体机包括机车、多轴平板车A和多轴平板车B、车载式换架梁机、过渡桥以及支撑待换架梁体的驮梁小车；多轴平板车A和B依次挂接在机车上，车载式换架梁机设置在多轴平板车B顶部,驮梁小车设置在多轴平板车A和B上；使用本发明一体机的施工方法；本发明构造简单、作业便捷，既可实现在铁路线的远距离运输，又可实现在铁路线上的旧梁移除和新梁架设作业，无需其他任何辅助机具，大大提高了工作效率。

Description

一种铁路桥梁运换架一体机及施工方法

技术领域

本发明涉及一种铁路桥梁运换架一体机及施工方法，属于铁路桥梁梁体更换技术领域。铁路桥梁梁体因为结构损伤、提速等原因需要将旧梁移开并在原桥位架设新梁时，本发明可在既有铁路线上运行，可安全高效的实现线上旧梁移除和新梁架设，适用于各种环境条件下的铁路桥梁换架梁作业。

背景技术

铁路桥梁运营过程中，往往出现结构损伤现象，为保证铁路线路运营安全，需要对损伤梁体进行更换，此外，为满足铁路重载运输需求，同样需要将承载能力低的梁体更换为承载能力高的新梁。既有铁路桥梁换架技术分为两种：跨线龙门吊换架和线下高架台车换架，无论采用跨线龙门吊换架还是线下高架台车换架，均需要在桥梁两侧进行轨道铺设，以满足跨线龙门吊或高架台车走行作业需求。进行轨道铺设就需要在桥梁两侧一定范围内进行征地，征地困难且费用较高。另外，当桥梁穿越河流或桥址位于高山峡谷地带时，铺设走行轨道的技术难度大、作业安全风险较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种不受铁路桥梁周边环境影响，可在既有铁路线上运行并实现桥梁换架的铁路桥梁运换架一体机及施工方法，提高铁路桥梁换架装备的工程环境适用性，将外界环境对换架梁施工的影响程度降至最低。

本发明采用如下技术方案：

本发明一体机包括机车、多轴平板车、车载式换架梁机、过渡桥以及支撑待换架梁体的驮梁小车；所述多轴平板车包括结构相同的多轴平板车A和多轴平板车B，多轴平板车A和多轴平板车B依次挂接在机车上，所述车载式换架梁机设置在多轴平板车B顶部并可沿其纵向走行；驮梁小车设置在多轴平板车A和多轴平板车B上其可沿多轴平板车纵向移动；所述过渡桥铰连在多轴平板车A和多轴平板车B之间或翻转置于多轴平板车A或多轴平板车B顶部。

本发明一体机的车载式换架梁机包括主梁、可沿主梁走行的起重小车、安装在主梁前部和后部且可降高缩宽的门型支腿以及设置在门型支腿底部的走行轮；所述主梁包括梁体、设置在梁体底部的走行轨道、设置在梁体两端的安装孔以及设置在安装孔内的横移轨道；所述起重小车支撑在走行轨道上；门型支腿包括可伸缩横梁、固定安装在可伸缩横梁两端的可伸缩支腿以及固定安装在可伸缩支腿底部的牛腿，牛腿可固定于多轴平板车顶板上；可伸缩横梁分别穿过梁体两端的安装孔，在梁体与可伸缩横梁的外套端部之间安装横移油缸，在横移油缸的作用下可实现门型支腿与主梁的横向移动；车载式换架梁机有2种作业状态：运输状态和架梁状态，可伸缩横梁和可伸缩支腿分别处于收缩和降高状态时为车载式换架梁机的运输状态，可伸缩横梁和可伸缩支腿分别伸长至正常状态为架梁状态。

本发明一体机所述多轴平板车包括均衡车架、安装在均衡车架底部的转向架、设置在均衡车架一端的撞钩以及设置在均衡车架另一端的铰轴；所述转向架为三轴、四轴或五轴；均衡车架上部荷载可均匀分布至各转向架。

本发明一体机所述走行轮安装在牛腿底部；所述起重小车为2-4台。

本发明一体机的可伸缩横梁和可伸缩支腿为若干分段相套接的套筒结构，在可伸缩横梁内安装伸缩油缸，在可伸缩支腿内安装顶升油缸。

本发明一体机在每个轴平板车A和多轴平板车B上均设置位于待换新梁或已拆卸的旧梁底部两端的2台驮梁小车。

本发明一体机所述驮梁小车包括平板车体、安装在平板车体底部的车轮以及安装在平板车体外侧的挡板。

本发明施工方法采用如下步骤：

步骤一、在待换架桥位附近设定作业站，预制新梁并预留场地存放旧梁；

步骤二、将待架新梁装至多轴平板车A的驮梁小车上，将车载式换架梁机装至多轴平板车B上，多轴平板车A、多轴平板车B与机车依次通过撞钩挂接，车载式换架梁机呈运输状态；

步骤三、在换架梁作业天窗点，机车驱动将轴平板车A和多轴平板车B运至待换架桥位，将过渡桥翻转至水平状态，过渡桥两端分别与多轴平板车A和多轴平板车B对应的端部通过铰轴铰连，车载式换架梁机一端通过过渡桥顶面行至多轴平板车A右端，当车载式换架梁机左端门型支腿行至多轴平板车A右端预定位置时，停止走行并将门型支腿固定在多轴平板车A右端；

步骤四、拆除过渡桥与多轴平板车B的连接，并将其翻转至多轴平板车A顶部，将多轴平板车A和多轴平板车B分离；多轴平板车B制动，机车驱动多轴平板车A后退，后退过程中，车载式换架梁机位于多轴平板车B上的门型支腿在多轴平板车B顶部滚动后移，至车载式换架梁机位于换架作业位置，机车停止；

步骤五、将车载式换架梁机在多轴平板车B顶部固定并将其恢复至架梁状态，两台起重小车将旧梁吊起沿梁体底部的走行轨道纵向向前运行，待位于前部的起重小车行至主梁端部时，前起重小车下落，将旧梁前端落至多轴平板车B的位于前部的驮梁小车上，然后位于后部的起重小车和前部的驮梁小车同步前移，待后起重小车行至主梁端部，将旧梁放置多轴平板车B的位于后部的驮梁小车上；

步骤六、两台起重小车后移至多轴平板车A上方，多轴平板车A上的两台驮梁小车向前运行，前部的驮梁小车运行至前部的起重小车下方时，前部的起重小车下落将新梁前端起吊，前部的起重小车和位于后部的驮梁小车同步前移，待后部的驮梁小车运行至后部的起重小车下方时，后部的起重小车下落将新新梁后端起吊，两台起重小车同步将新梁纵移至需架梁的作业处；

步骤七、两台起重小车同步下落，将新梁架设至换架梁作业处完成新梁架设；

步骤八、将车载式换架梁机恢复至运输状态，利用机车驱动将多轴平板车A和多轴平板车B挂连，将旧梁和车载式换架梁机一起运输至换架站，至此，完成一孔桥梁换架作业；等待另一作业天窗点，再进行下一孔换架作业。

本发明积极效果如下：本发明由多轴平板车A、多轴平板车B和一台车载式换架梁机组成，通过机车驱动，便于控制，降低运输故障率；由于换架梁机放置在多轴平板车上，多轴平板车速度为：重载40km/h，轻载60km/h（设备调动）,大大高于一般的工程车辆和工程设备，缩短运输时间，提高换架梁效率；由于多轴平板车A和多轴平板车B的分载作用，车载式换架梁机在不改变跨度的情况下,可换架32m以下任何跨度（标准跨度和非标准跨度）的梁；车载式换架梁机支腿采用直腿式门形结构，便于高低升降和宽窄伸缩，车载式换架梁机和新、旧梁在多轴平板车A和多轴平板车B上的纵向移动均采用牵引方式，由于换架梁机和新、旧梁产不同时纵移，设置2台起重小车即可，同时可备用安装2台起重小车，当有起重小车发生故障，可用其它2台备用起重小车完成作业，大大提高可靠度；过渡桥在到达换架位置时连接在多轴平板车A和多轴平板车B之间，方便车载式换架梁机的门形支腿在其上跨越。

本发明克服了铁路桥梁现有换架技术的不足，解决了铁路桥梁跨越河流峡谷时无法进行换架梁作业的技术难题，其构造简单、作业便捷，既可实现在铁路线的远距离运输，又可实现在铁路线上的旧梁移除和新梁架设作业，本发明在既有铁线上走行时满足铁路运输限界要求，效率高、作业安全，避免了既有桥梁换架方法需要在桥侧进行征地的问题，极大地降低了工程成本。本发明使新梁运输、旧梁移除、新梁架设均由一体机完成，无需其他任何辅助机具，大大提高了工作效率。

附图说明

附图1为本发明结构示意图；

附图2为本发明车载式换架梁机结构示意图；

附图3为本发明主梁结构示意图；

附图4为本发明门形支腿结构示意图；

附图5为本发明多轴平板车A或多轴平板车B结构示意图；

附图6为附图3的A部放大图；

附图7为本发明驮梁小车结构示意图；

附图8为本发明运输状态结构示意图；

附图9为本发明旧梁提升平移状态结构示意图；

附图10为本发明新梁平移架设结构示意图。

具体实施方式

在本发明的描述中，所述的“后”为附图1机车5向左行进的方向，纵向为顺桥向，横向为桥宽向，需要理解的是，上述位置仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如附图1所示，本发明一体机包括机车5、多轴平板车、车载式换架梁机1、过渡桥3以及支撑待换架梁体的驮梁小车4；所述多轴平板车包括结构相同的多轴平板车A21和多轴平板车B22，多轴平板车A21和多轴平板车B22依次挂接在机车5上，所述车载式换架梁机1设置在多轴平板车B22顶部并可沿其纵向走行；驮梁小车4设置在多轴平板车A21和多轴平板车B22上其可沿多轴平板车2纵向移动；所述过渡桥3铰连在多轴平板车A21和多轴平板车B22之间或翻转置于多轴平板车A21或多轴平板车B22顶部。

如附图2、3、4、6所示，本发明一体机的车载式换架梁机1包括主梁101、可沿主梁101走行的起重小车102、安装在主梁101前部和后部且可降高缩宽的门型支腿103以及设置在门型支腿103底部的走行轮104；所述主梁101包括梁体1011、设置在梁体1011底部的走行轨道1012、设置在梁体1011两端的安装孔1013以及设置在安装孔1013内的横移轨道1014；所述起重小车102支撑在走行轨道1012上；门型支腿103包括可伸缩横梁1031、固定安装在可伸缩横梁1031两端的可伸缩支腿1034以及固定安装在可伸缩支腿1034底部的牛腿1036，牛腿1036可固定于多轴平板车顶板上；可伸缩横梁1031分别穿过梁体1011两端的安装孔1013，在梁体1011与可伸缩横梁1031的外套端部之间安装横移油缸1032，在横移油缸1032的作用下可实现门型支腿103与主梁101的横向移动。可伸缩横梁1031和可伸缩支腿1034为若干分段相套接的套筒结构，在可伸缩横梁1031内安装伸缩油缸1033，在可伸缩支腿1034内安装顶升油缸1035。所述走行轮104安装在牛腿1036底部；所述起重小车102为2-4台，由于换架梁机和新、旧梁产不同时纵移，设置2台起重小车即可，同时可备用安装2台起重小车102，当有起重小车102发生故障，可用其它2台备用起重小车102完成作业，大大提高可靠度。

本发明一体机的车载式换架梁机1有2种作业状态：运输状态和架梁状态，可伸缩横梁1031和可伸缩支腿1034分别处于收缩和降高状态时为车载式换架梁机1的运输状态，可伸缩横梁1031和可伸缩支腿1034分别伸长至正常状态为架梁状态。

如附图1、5、7所示，本发明一体机的多轴平板车2包括均衡车架201、安装在均衡车架201底部的转向架202、设置在均衡车架201一端的撞钩203以及设置在均衡车架201另一端的铰轴204；所述转向架202为三轴、四轴或五轴；均衡车架201上部荷载可均匀分布至各转向架202。在每个轴平板车A21和多轴平板车B22上均设置位于待换新梁或已拆卸的旧梁底部两端的2台驮梁小车4；所述驮梁小车4包括平板车体41、安装在平板车体41底部的车轮42以及安装在平板车体41外侧的挡板43。

如附图8-10所示，本发利用铁路桥梁运换架一体机的施工方法，采用如下步骤：

步骤一、在待换架桥位附近设定作业站，预制新梁并预留场地存放旧梁；

步骤二、将待架新梁装至多轴平板车A21的驮梁小车4上，将车载式换架梁机1装至多轴平板车B22上，多轴平板车A21、多轴平板车B22与机车5依次通过撞钩203挂接，车载式换架梁机1呈运输状态；

步骤三、在换架梁作业天窗点，机车5驱动将轴平板车A21和多轴平板车B22运至待换架桥位，将过渡桥3翻转至水平状态，过渡桥3两端分别与多轴平板车A21和多轴平板车B22对应的端部通过铰轴铰连，车载式换架梁机1一端通过过渡桥3顶面行至多轴平板车A21右端，当车载式换架梁机1左端门型支腿103行至多轴平板车A21右端预定位置时，停止走行并将门型支腿103固定在多轴平板车A21右端；

步骤四、拆除过渡桥3与多轴平板车B22的连接，并将其翻转至多轴平板车A21顶部，将多轴平板车A21和多轴平板车B22分离；多轴平板车B22制动，机车5驱动多轴平板车A21后退，后退过程中，车载式换架梁机1位于多轴平板车B22上的门型支腿103在多轴平板车B22顶部滚动后移，至车载式换架梁机1位于换架作业位置，机车5停止；

步骤五、将车载式换架梁机1在多轴平板车B22顶部固定并将其恢复至架梁状态，两台起重小车102将旧梁吊起沿梁体1011底部的走行轨道1012纵向向前运行，待位于前部的起重小车102行至主梁端部时，前起重小车102下落，将旧梁前端落至多轴平板车B22的位于前部的驮梁小车4上，然后位于后部的起重小车102和前部的驮梁小车4同步前移，待后起重小车102行至主梁端部，将旧梁放置多轴平板车B22的位于后部的驮梁小车4上；

步骤六、两台起重小车102后移至多轴平板车A21上方，多轴平板车A21上的两台驮梁小车4向前运行，前部的驮梁小车4运行至前部的起重小车102下方时，前部的起重小车102下落将新梁前端起吊，前部的起重小车102和位于后部的驮梁小车4同步前移，待后部的驮梁小车4运行至后部的起重小车102下方时，后部的起重小车102下落将新新梁后端起吊，两台起重小车102同步将新梁纵移至需架梁的作业处；

步骤七、两台起重小车102同步下落，将新梁架设至换架梁作业处完成新梁架设；

步骤八、将车载式换架梁机1恢复至运输状态，利用机车5驱动将多轴平板车A21和多轴平板车B22挂连，将旧梁和车载式换架梁机1一起运输至换架站，至此，完成一孔桥梁换架作业；等待另一作业天窗点，再进行下一孔换架作业。

本发明由多轴平板车A21、多轴平板车B22和一台车载式换架梁机1组成，通过机车5驱动，便于控制，降低运输故障率；由于车载式换架梁机1放置在多轴平板车上，多轴平板车速度为：重载40km/h，轻载60km/h,设备调动速度大大高于一般的工程车辆和工程设备，缩短运输时间，提高换架梁效率；由于多轴平板车A21和多轴平板车B22的分载作用，车载式换架梁机1在不改变跨度的情况下,可换架32m以下任何跨度标准跨度和非标准跨度的梁；车载式换架梁机1支腿采用直腿式门形结构，便于高低升降和宽窄伸缩，车载式换架梁机1和新、旧梁在多轴平板车A21和多轴平板车B22上的纵向移动均采用牵引方式，由于换架梁机和新、旧梁产不同时纵移，设置2台起重小车即可，同时可备用安装2台起重小车102，当有起重小车102发生故障，可用其它2台备用起重小车完成作业，大大提高可靠度；过渡桥在到达换架位置时连接在多轴平板车A和多轴平板车B之间，方便车载式换架梁机的门形支腿在其上跨越。

本发明克服了铁路桥梁现有换架技术的不足，解决了铁路桥梁跨越河流峡谷时无法进行换架梁作业的技术难题，其构造简单、作业便捷，既可实现在铁路线的远距离运输，又可实现在铁路线上的旧梁移除和新梁架设作业，本发明在既有铁线上走行时满足铁路运输限界要求，效率高、作业安全，避免了既有桥梁换架方法需要在桥侧进行征地的问题，极大地降低了工程成本。本发明使新梁运输、旧梁移除、新梁架设均由一体机完成，无需其他任何辅助机具，大大提高了工作效率。

本发明铁路桥梁运换架一体机及施工方法不受铁路桥梁周边环境影响，可在既有铁路线上运行并实现桥梁换架，提高铁路桥梁换架装备的工程环境适用性，将外界环境对换架梁施工的影响程度降至最低。

最后说明的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种铁路桥梁运换架一体机，其特征在于：其包括机车（5）、多轴平板车、车载式换架梁机（1）、过渡桥（3）以及支撑待换架梁体的驮梁小车（4）；

所述多轴平板车包括结构相同的多轴平板车A（21）和多轴平板车B（22），多轴平板车A（21）和多轴平板车B（22）依次挂接在机车（5）上，所述车载式换架梁机（1）设置在多轴平板车B（22）顶部并可沿其纵向走行；

驮梁小车（4）设置在多轴平板车A（21）和多轴平板车B（22）上其可沿多轴平板车（2）纵向移动；

所述过渡桥（3）铰连在多轴平板车A（21）和多轴平板车B（22）之间或翻转置于多轴平板车A（21）或多轴平板车B（22）顶部；

车载式换架梁机（1）包括主梁（101）、可沿主梁（101）走行的起重小车（102）、安装在主梁（101）前部和后部且可降高缩宽的门型支腿（103）以及设置在门型支腿（103）底部的走行轮（104）；

所述主梁（101）包括梁体（1011）、设置在梁体（1011）底部的走行轨道（1012）、设置在梁体（1011）两端的安装孔（1013）以及设置在安装孔（1013）内的横移轨道（1014）；所述起重小车（102）支撑在走行轨道（1012）上；

门型支腿（103）包括可伸缩横梁（1031）、固定安装在可伸缩横梁（1031）两端的可伸缩支腿（1034）以及固定安装在可伸缩支腿（1034）底部的牛腿（1036），牛腿（1036）可固定于多轴平板车顶板上；

可伸缩横梁（1031）分别穿过梁体（1011）两端的安装孔（1013），在梁体（1011）与可伸缩横梁（1031）的外套端部之间安装横移油缸（1032），在横移油缸（1032）的作用下可实现门型支腿（103）与主梁（101）的横向移动；

车载式换架梁机（1）有2种作业状态：运输状态和架梁状态，可伸缩横梁（1031）和可伸缩支腿（1034）分别处于收缩和降高状态时为车载式换架梁机（1）的运输状态，可伸缩横梁（1031）和可伸缩支腿（1034）分别伸长至正常状态为架梁状态；

所述走行轮（104）安装在牛腿（1036）底部；

所述起重小车（102）为2-4台；

可伸缩横梁（1031）和可伸缩支腿（1034）为若干分段相套接的套筒结构，在可伸缩横梁（1031）内安装伸缩油缸（1033），在可伸缩支腿（1034）内安装顶升油缸（1035）。

2.根据权利要求1所述的一种铁路桥梁运换架一体机，其特征在于：所述多轴平板车（2）包括均衡车架（201）、安装在均衡车架（201）底部的转向架（202）、设置在均衡车架（201）一端的撞钩（203）以及设置在均衡车架（201）另一端的铰轴（204）；

所述转向架（202）为三轴、四轴或五轴；

均衡车架（201）上部荷载可均匀分布至各转向架（202）。

3.根据权利要求1所述的一种铁路桥梁运换架一体机，其特征在于：在每个多轴平板车A（21）和多轴平板车B（22）上均设置位于待换新梁或已拆卸的旧梁底部两端的2台驮梁小车（4）。

4.根据权利要求1所述的一种铁路桥梁运换架一体机，其特征在于：所述驮梁小车（4）包括平板车体（41）、安装在平板车体（41）底部的车轮（42）以及安装在平板车体（41）外侧的挡板（43）。

5.一种根据权利要求1-4任一项所述的铁路桥梁运换架一体机的施工方法，其特征在于：采用如下步骤：

步骤一、在待换架桥位附近设定作业站，预制新梁并预留场地存放旧梁；

步骤二、将待架新梁装至多轴平板车A（21）的驮梁小车（4）上，将车载式换架梁机（1）装至多轴平板车B（22）上，多轴平板车A（21）、多轴平板车B（22）与机车（5）依次通过撞钩（203）挂接，车载式换架梁机（1）呈运输状态；

步骤三、在换架梁作业天窗点，机车（5）驱动将多轴平板车A（21）和多轴平板车B（22）运至待换架桥位，将过渡桥（3）翻转至水平状态，过渡桥（3）两端分别与多轴平板车A（21）和多轴平板车B（22）对应的端部通过铰轴铰连，车载式换架梁机（1）一端通过过渡桥（3）顶面行至多轴平板车A（21）右端，当车载式换架梁机（1）左端门型支腿（103）行至多轴平板车A（21）右端预定位置时，停止走行并将门型支腿（103）固定在多轴平板车A（21）右端；

步骤四、拆除过渡桥（3）与多轴平板车B（22）的连接，并将其翻转至多轴平板车A（21）顶部，将多轴平板车A（21）和多轴平板车B（22）分离；多轴平板车B（22）制动，机车（5）驱动多轴平板车A（21）后退，后退过程中，车载式换架梁机（1）位于多轴平板车B（22）上的门型支腿（103）在多轴平板车B（22）顶部滚动后移，至车载式换架梁机（1）位于换架作业位置，机车（5）停止；

步骤五、将车载式换架梁机（1）在多轴平板车B（22）顶部固定并将其恢复至架梁状态，两台起重小车（102）将旧梁吊起沿梁体（1011）底部的走行轨道（1012）纵向向前运行，待位于前部的起重小车（102）行至主梁端部时，前起重小车（102）下落，将旧梁前端落至多轴平板车B（22）的位于前部的驮梁小车（4）上，然后位于后部的起重小车（102）和前部的驮梁小车（4）同步前移，待后起重小车（102）行至主梁端部，将旧梁放置多轴平板车B（22）的位于后部的驮梁小车（4）上；

步骤六、两台起重小车（102）后移至多轴平板车A（21）上方，多轴平板车A（21）上的两台驮梁小车（4）向前运行，前部的驮梁小车（4）运行至前部的起重小车（102）下方时，前部的起重小车（102）下落将新梁前端起吊，前部的起重小车（102）和位于后部的驮梁小车（4）同步前移，待后部的驮梁小车（4）运行至后部的起重小车（102）下方时，后部的起重小车（102）下落将新新梁后端起吊，两台起重小车（102）同步将新梁纵移至需架梁的作业处；

步骤七、两台起重小车（102）同步下落，将新梁架设至换架梁作业处完成新梁架设；

步骤八、将车载式换架梁机（1）恢复至运输状态，利用机车（5）驱动将多轴平板车A（21）和多轴平板车B（22）挂连，将旧梁和车载式换架梁机（1）一起运输至换架站，至此，完成一孔桥梁换架作业；等待另一作业天窗点，再进行下一孔换架作业。