CN114438894A - 一种大跨度钢桁架分段搭建辅助设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及桥梁施工辅助设备领域，具体涉及一种大跨度钢桁架分段搭建辅助设备及方法，包括基板和两个支柱，基板的顶部固定设有定位板，还包括控制器、提升机构和支撑机构，提升机构包括升降框、减速组件和两个卷扬组件，支撑机构包括胎架、对接组件和两个高度调节组件，胎架通过四个高强螺栓固定设在升降框的外壁上，对接组件和两个高度调节组件分别设在胎架的顶部和底部，减速组件与控制器为电性连接，本发明涉及的一种大跨度钢桁架分段搭建辅助设备及方法，能够对钢桁架的实腹段和拱肋段分别施工，实现分段搭建，有利于节约施工成本。

Description

一种大跨度钢桁架分段搭建辅助设备及方法

技术领域

本发明涉及桥梁施工辅助设备领域，具体涉及一种大跨度钢桁架分段搭建辅助设备及方法。

背景技术

桁架拱桥是指中间用实腹段，两侧用拱形桁架片构成的拱桥。桁架拱片之间用桥面系与横向联结系(横向撑架、剪刀撑)连接成整体。特点是实腹段与两侧拱形桁架片起着拱的受力作用，拱脚有水平推力可减小跨中弯矩；这种桥比一般带拱上建筑的肋拱桥受力合理，可节省材料，减小自重，适用于地基较差的场合。

我国专利：城轨两用双层大跨度钢桁架及拱协作体系桥梁施工方法，包括以下步骤：S100：施工准备，根据施工要求设计龙门吊安拆工程；S101：在龙门吊完成安装后进行负荷试验，根据试验结果判断龙门吊各部件性能是否完善；S102：根据钢梁构件应力设计吊装标准及堆放要求；S103：钢梁构件保护外层涂料涂刷；S104：根据钢梁构件及涂料的性质实施保养措施；本发明中提出的方法具有城轨公用且轨道荷载位于上层、钢桁架+拱协同体系、柔性结构等特点，使得该桥在施工方面具有明显的优势并且相比以往钢桁桥梁的施工能够更加稳定的对钢桁构件进行运输，工程时效性高，且竣工验收严谨，针对焊缝有单独的验收方法。

以上发明存在以下不足：

1.通过使用多个大型吊装设备，进行桥梁各部分构件的吊装，成本较高，增加了施工预算；

2.在组装钢桁架拱形段时，由于拱形段内的各杆件的形状存在差异，在安装时仅通过人工目测调节个杆件的组装位置，存在误差，导致杆件与实腹段无法有效贴合，在后续遇到大风等恶劣天气，各构件之间会出现松动现象，从而降低了桥梁的刚性，不利于延长使用寿命；

3.胎架作为钢桁架拱桥实腹段的构件组装工具，在使用时需要组装，使用后又需要拆除，费时费力，同时由于其体积通常较大，会占据施工现场一定空间，从而造成施工现场交通拥堵，降低了施工效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大跨度钢桁架分段搭建辅助设备及方法。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

提供一种大跨度钢桁架分段搭建辅助设备，包括基板和两个支柱，基板的顶部固定设有定位板，两个支柱呈对称设置在定位板的顶部，每个支柱的底部均与定位板的顶部焊接，

还包括控制器、提升机构和支撑机构，提升机构设在基板的顶部以提升钢桁架部件，提升机构包括升降框、减速组件和两个卷扬组件，升降框通过两个滑块滑动设置在两个支柱之间，减速组件设在基板的顶部，每个卷扬组件均设在升降框和驱动组件之间，支撑机构设在提升机构上以用来放置钢桁架部件，支撑机构包括胎架、对接组件和两个高度调节组件，胎架通过四个高强螺栓固定设在升降框的外壁上，对接组件和两个高度调节组件分别设在胎架的顶部和底部，减速组件与控制器为电性连接。

进一步的，胎架包括底框、两个H型钢和若干个弧形搭接块，底框固定设在升降框的内部，底框的两端外壁上设有可供四个高强螺栓安装的栓孔，两个H型钢呈对称设置在底框的顶部，每个H型钢的外壁和底框的顶部之间均固定设有若干个加强筋，若干个弧形搭接块固定设在底框的顶部。

进一步的，对接组件包括第一封板和第二封板，第一封板和第二封板均通过两个插接柱插设在H型钢的顶部，两个H型钢的顶部呈对称设置有可供四个插接柱***的嵌套，第一封板靠近第二封板的一端呈对称设置有两个梯形插块和两个弧形套块，每个弧形套块上均开设有插孔，第二封板靠近第一封板的一端外壁上设有可供两个梯形插块和两个弧形套块***的梯形插槽和弧形避让槽，每个弧形避让槽的内部均固定设有插杆，每个插杆均与一个插孔插接。

进一步的，每个高度调节组件包括油缸、推杆、滑动架、滑台、两个顶杆和两个限位杆，底框的内侧底部固定设有两个第一块体，每个第一块体上均开设有弧形避让槽，两个弧形避让槽之间插设有第一铰接轴，每个顶杆均铰接设在第一铰接轴的一端，滑动架铰接设置在两个顶杆远离第一铰接轴的一端之间，两个顶杆的中部之间插设有第二铰接轴，每个限位杆均铰接设在第二铰接轴的一端外壁上，两个限位杆远离第二铰接轴的一端插设有第三铰接轴，第三铰接轴的两端套设有两个第二块体，两个第二块体的底部固定设有垫板，滑台固定设在垫板的顶部，滑动架滑动设在滑台的顶部，推杆插设在滑台的顶部，推杆与滑动架固定连接，油缸固定设在推杆远离顶杆的一端，油缸与控制器固定连接。

进一步的，垫板的底部呈对称设置有四个支撑脚，每个支撑脚的顶部均与垫板的底部固定连接。

进一步的，每个支柱的顶部均设有可供滑块***的避让缺口，每个滑块的外壁上均可转动的设置有若干个滑轮，支柱的内壁上呈对称设置有两个限位块，每个限位块均与若干个滑轮的外缘接触，每个避让缺口的内部均插设有封块，两个个封块之间固定设有顶柱，每个支柱的顶部和一个封块的内壁之间均插设有定位销。

进一步的，减速组件包括驱动电机、第一链轮、第二链轮和链条，驱动电机固定设在基板的顶部，第一链轮套设在其输出端上，基板的顶部呈对称设置有四个支撑板，四个支撑板的顶部之间插设有第一转轴，第二链轮套设在第一转轴的外壁上，链条套设在第一链轮和第二链轮之间，且第一链轮小于第二链轮，驱动电机与控制器电连接。

进一步的，每个卷扬组件均包括辊筒、钢索、牵引轮和限位轮，两个支柱的顶部之间插设有第二转轴，牵引轮套设在第二转轴的外壁上，辊筒套设在第一转轴的外壁上，基板的顶部固定设有安装架，限位轮可转动的设置在安装架的顶部一端，钢索套设在辊筒和牵引轮之间，钢索的外壁与限位轮接触，且钢索靠近牵引轮的一端与升降框的顶部固定连接。

进一步的，第一封板和第二封板的顶部均固定设有半圆形锁块，两个半圆形锁块通过两个插接杆插接，两个半圆形锁块之间呈竖直设有第三转轴，第三转轴的外壁上固定设有调节板，第二封板的顶部固定设有伺服电机，其输出端上套设有转盘，调节板靠近伺服电机的一端与转盘之间铰接设置有连杆，调节板远离转盘的底部一端与第一封板的顶部之间固定设有拉簧，第一封板的顶部固定设有弧形导向槽，调节板靠近拉簧的底部一端固定设有导杆，导杆与弧形导向槽插接，第三转轴的顶部固定设有承载板。

进一步的，承载板的顶部等间距设置有若干个搭接板，每个搭接板上分别开设有弧形凹槽和梯形卡槽。

本发明的有益效果：

1.本发明通过设计胎架，即底框，H型钢和若干个弧形搭接块，能够在进行大跨度钢桁架搭建工作时，首先在地面对其实腹段部分的重量较大的各钢件进行拼装，两个H型钢用来搭接实腹段内的长段方形钢件，若干个弧形搭接块则用来放置长段弧形钢件，两个H型钢之间和每两个弧形搭接块之间均设有间隙，方便工人手伸入操作，从而方便实腹段各粱件的快速组装，提升效率，底框起到支撑两个H型钢和若干个弧形搭接块的作用；

2.本发明通过设计承载板和若干个搭接板，在大跨度钢桁架的实腹段部分搭建完毕，可将拱形桁架内的杆件先放到若干个搭接板上，然后再通过提升机构提升至实腹段的上方进行安装，弧形凹槽用来搭接圆形杆件，梯形卡槽则用来放置条形杆件，若干个搭接板可以同时放置多个圆形杆件和条形杆件，进而方便搭接板可以兼具放置拱形桁架内各类杆件的作用，提升实用性；

3.本发明通过设计对接组件，即第一封板和第二封板，在二者与底框顶部的两个H型钢拼接时，当遇到拱形桁架内的宽度和长度均较大的杆件时，将第一封板和第二封边组装在一起，组装时，通过将第一封板上的两个梯形插块自上而下竖直***第二封板内的两个梯形插槽内，***的同时，两个弧形套块自动对接到第二封板上的两个弧形避让槽内，两个插杆***两个插孔内对合体后的第一封板和第二封板进行锁死，两个梯形插块起到限位作用，防止合体后的第一封板和第二封板产生晃动，第一封板和第二封板对接成功后，形成一个完整的支撑平台，相较于两个H型钢，扩大了支撑面积，进而方便对宽度和长度均较大的杆件进行支撑，方便其吊装至实腹段的上方并与实腹段进行组装；

4.综合1、2和3，本发明设计的胎架、对接组件和若干个搭接板，能够对大跨度钢桁架实腹段和拱性段内的不同尺寸和不同形状的构件进行各自拼装，进而提升了本辅助设备的灵活性；

5.本发明通过设计提升机构，即升降框、减速组件和两个卷扬组件，在地面重量较大的实腹段的各钢件拼装好后，再通过四个高强螺栓实现升降框与底框的固定连接，然后通过升降框带动拱形端段内的各重量较小的杆件提升至实腹段的上方，再进行二者的拼装，相较于现有技术，无需使用过多大型吊装设备，即可完成钢桁架的搭建，有利于节约施工成本，同时，在组装实腹段的各钢件时，将胎架置于地面进行，而在拼装拱形段与实腹段的连接件时，只需将底框与升降框组装，即可快速完成拱形段内各杆件的快速提升就位，胎架在搭建过程中始终具有重要作用，不会空置在施工现场，无需需要拆除，省时省力，同时不会占据施工现场的空间，避免造成施工现场交通拥堵，有利于提升施工效率；

6.本发明通过设计高度调节组件，即油缸、推杆、滑动架、滑台、两个顶杆和两个限位杆，当在地面进行钢桁架中间位置的实腹段各钢件的组装工作时，首先通过人工旋转油缸，由于油缸与推杆固定连接，推杆与滑台转动连接，从而带动推杆旋转，又因为推杆与滑台螺纹连接，滑动架与滑台滑动连接，加之，两个顶杆的一端均与滑动架的两端铰接，两个顶杆的另一端与升降框底部的两个第一块体滑动连接，且顶杆的中部和垫板的顶部分别与每个限位杆的两端铰接进而里利用滑动架滑动时对两个顶杆的拉力，配合两个限位杆的作用，使得底框从垫板的顶部伸开，提升底框的整体高度，起到临时支撑作用，方便在地面先进行实腹段钢件的组装，从而方便后续搭建工作顺利展开，同时，由于底框的底部设计有两个高度调节组件，因此，可以通过旋转油缸调节底框的整体倾斜角度，从而调节实腹段各钢件于底框顶部的摆放角度，方便对其各个位置进行钻孔等细微操作，进而方便与其它实腹段构件的快速拼装，提升了实腹段的搭建效率；

7.本发明通过设计半圆形锁块、插接杆、调节板、伺服电机、转盘、连杆、拉簧、弧形导向槽、导杆和承载板，一方面实现对接组件与承载板的快速组装，另一方面，当需要调节若干个搭接板上放置的拱形桁架内的杆件的安装角度时，首先通过控制器启动伺服电机，从而带动求输出端上的转盘旋转，由于调节板靠近转盘的一端和转盘的偏心位置分别与连杆的两端铰接，调节板与第三转轴的外壁固定连接，又因为调节板远离连杆的底部一端与升降框的顶部之间固定设计拉簧，加之，承载板与第三转轴的顶部固定连接，进而带动调节板及其顶部放置的杆件缓速旋转，拉簧起到缓冲作用，防止旋转过载，保证旋转精度，进而提升拱形桁架内的杆件的搭建速率，在调节板旋转时，导杆于弧形导向槽内滑动，起到限位作用，保证调节板的旋转稳定性，进而防止拱形段内的杆件在与实腹段内的钢件组装时出现安装间隙，确保二者内的各构件紧密贴合，进一步保证本钢桁架在后续遇到大风等恶劣天气时，其内部的各构件不会出现松动等问题，不仅降低了安全隐患，同时有利于提升本钢桁架的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面对本发明实施例中的附图作简单地介绍。

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为图1中的A处放大图；

图3为图1中的B处放大图；

图4为本发明升降框、减速组件和两个卷扬组件的立体结构示意图；

图5为本发明胎架和对接组件的立体分解示意图；

图6为图5中的C处放大图；

图7为图5中的D处放大图；

图8为本发明底框的局部剖视图；

图9为图8中的E处放大图；

图10为本发明承载板和第三转轴的立体分解示意图；

图11为图10中的F处放大图；

图12为图10中的G处放大图；

图中：基板1，支柱2，限位块20，封块21，顶柱22，定位销23，提升机构3，升降框30，滑块300，滑轮301，减速组件31，驱动电机310，第一链轮311，第二链轮312，链条313，卷扬组件32，辊筒320，钢索321，牵引轮322，限位轮323，支撑机构4，胎架40，高强螺栓400，底框401，H型钢402，弧形搭接块403，第一块体404，弧形避让槽405，对接组件41，第一封板410，第二封板411，插接柱412，嵌套413，梯形插块414，弧形套块415，插杆416，半圆形锁块417，插接杆418，调节板419，高度调节组件42，油缸420，推杆421，滑动架422，滑台423，顶杆424，限位杆425，第二块体426，垫板427，支撑脚428，伺服电机43，转盘430，连杆431，拉簧432，弧形导向槽433，导杆434，承载板435，搭接板436，弧形凹槽437，梯形卡槽438。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸。

实施例一

本发明提供一种技术方案，参照图1，一种大跨度钢桁架分段搭建辅助设备，包括基板1和两个支柱2，基板1的顶部固定设有定位板，两个支柱2呈对称设置在定位板的顶部，每个支柱2的底部均与定位板的顶部焊接，

还包括控制器、提升机构3和支撑机构4，提升机构3设在基板1的顶部以提升钢桁架部件，提升机构3包括升降框30、减速组件31和两个卷扬组件32，升降框30通过两个滑块300滑动设置在两个支柱2之间，减速组件31设在基板1的顶部，每个卷扬组件32均设在升降框30和驱动组件之间，支撑机构4设在提升机构3上以用来放置钢桁架部件，支撑机构4包括胎架40、对接组件41和两个高度调节组件42，胎架40通过四个高强螺栓400固定设在升降框30的外壁上，对接组件41和两个高度调节组件42分别设在胎架40的顶部和底部，减速组件31与控制器为电性连接。

为了方便进行钢桁架中间位置实腹段内个粱件的搭建，设计了胎架40，参照图5所示，胎架40包括底框401、两个H型钢402和若干个弧形搭接块403，底框401固定设在升降框30的内部，底框401的两端外壁上设有可供四个高强螺栓400安装的栓孔，两个H型钢402呈对称设置在底框401的顶部，每个H型钢402的外壁和底框401的顶部之间均固定设有若干个加强筋，若干个弧形搭接块403固定设在底框401的顶部，当进行大跨度钢桁架的分段搭建工作时，首先在胎架40顶部进行钢桁架中间位置，即实腹段的安装与搭建，两个H型钢402用来搭接实腹段内的长段方形钢件，若干个弧形搭接块403则用来放置长段弧形钢件，两个H型钢402之间和每两个弧形搭接块403之间均设有间隙，方便工人手伸入操作，从而方便实腹段各粱件的快速组装，提升效率，底框401起到支撑两个H型钢402和若干个弧形搭接块403的作用。

为了扩大本设备在吊装时的支撑面积，设计了对接组件41，参照图5所示，对接组件41包括第一封板410和第二封板411，第一封板410和第二封板411均通过两个插接柱412插设在H型钢402的顶部，两个H型钢402的顶部呈对称设置有可供四个插接柱412***的嵌套413，第一封板410靠近第二封板411的一端呈对称设置有两个梯形插块414和两个弧形套块415，每个弧形套块415上均开设有插孔，第二封板411靠近第一封板410的一端外壁上设有可供两个梯形插块414和两个弧形套块415***的梯形插槽和弧形避让槽405，每个弧形避让槽405的内部均固定设有插杆416，每个插杆416均与一个插孔插接，当遇到拱形桁架内的宽度和长度均较大的杆件时，将第一封板410和第二封边组装在一起，组装时，通过将第一封板410上的两个梯形插块414自上而下竖直***第二封板411内的两个梯形插槽内，***的同时，两个弧形套块415自动对接到第二封板411上的两个弧形避让槽405内，两个插杆416***两个插孔内对合体后的第一封板410和第二封板411进行锁死，两个梯形插块414起到限位作用，防止合体后的第一封板410和第二封板411产生晃动，第一封板410和第二封板411对接成功后，形成一个完整的支撑平台，相较于两个H型钢402，扩大了支撑面积，进而方便对宽度和长度均较大的杆件进行支撑，方便其吊装至钢桁架的顶部进行组装。

为了提供对底框401的临时支撑，设计了两个高度调节组件42，参照图9所示，每个高度调节组件42包括油缸420、推杆421、滑动架422、滑台423、两个顶杆424和两个限位杆425，底框401的内侧底部固定设有两个第一块体404，每个第一块体404上均开设有弧形避让槽405，两个弧形避让槽405之间插设有第一铰接轴，每个顶杆424均铰接设在第一铰接轴的一端，滑动架422铰接设置在两个顶杆424远离第一铰接轴的一端之间，两个顶杆424的中部之间插设有第二铰接轴，每个限位杆425均铰接设在第二铰接轴的一端外壁上，两个限位杆425远离第二铰接轴的一端插设有第三铰接轴，第三铰接轴的两端套设有两个第二块体426，两个第二块体426的底部固定设有垫板427，滑台423固定设在垫板427的顶部，滑动架422滑动设在滑台423的顶部，推杆421插设在滑台423的顶部，推杆421与滑动架422固定连接，油缸420固定设在推杆421远离顶杆424的一端，油缸420与控制器固定连接，当在地面进行钢桁架中间位置的实腹段钢件的组装工作时，首先通过人工旋转油缸420，由于油缸420与推杆421固定连接，推杆421与滑台423转动连接，从而带动推杆421旋转，又因为推杆421与滑台423螺纹连接，滑动架422与滑台423滑动连接，加之，两个顶杆424的一端均与滑动架422的两端铰接，两个顶杆424的另一端与升降框30底部的两个第一块体404滑动连接，且顶杆424的中部和垫板427的顶部分别与每个限位杆425的两端铰接进而里利用滑动架422滑动时对两个顶杆424的拉力，配合两个限位杆425的作用，使得底框401从垫板427的顶部伸开，提升底框401的整体高度，起到临时支撑作用，方便在地面先进行实腹段钢件的组装，进而方便后续搭建工作顺利展开，同时，由于底框401的底部设计有两个高度调节组件42，因此，可以通过旋转油缸420调节底框401的整体倾斜角度，从而调节实腹段各钢件于底框401顶部的摆放角度，方便对其各个位置进行钻孔等细微操作，进而方便与其它实腹段构件的组装，提升搭建效率。

为了起到提升垫板427稳固性的作用，参照图9所示，垫板427的底部呈对称设置有四个支撑脚428，每个支撑脚428的顶部均与垫板427的底部固定连接，四个支撑脚428直接与地面接触，起到支撑垫板427的作用，一方面提升垫板427的稳定性，另一方面防止垫板427直接与地面接触，减小磨损，提升其使用寿命。

为了方便顶柱22和两个滑块300的快速安装，参照图3所示，每个支柱2的顶部均设有可供滑块300***的避让缺口，每个滑块300的外壁上均可转动的设置有若干个滑轮301，支柱2的内壁上呈对称设置有两个限位块20，每个限位块20均与若干个滑轮301的外缘接触，每个避让缺口的内部均插设有封块21，两个个封块21之间固定设有顶柱22，每个支柱2的顶部和一个封块21的内壁之间均插设有定位销23，安装滑块300时，首先将滑块300从支柱2顶部的避让缺口***支柱2的内部，然后将定位销23沿支柱2顶部直接***封块21的内部，对封块21进行锁死，实现封块21与支柱2的固定安装，两个限位块20与若干个滑轮301接触，可以配合滑轮301对滑柱进行限位，保证升降块的升降稳定性，顶柱22则可以起到增加两个支柱2的刚性的作用，提升升降稳固性，在滑块300上的零部件出现磨损或损坏时，将定位销23取出，也方便将顶柱22和两个封块21从两个支柱2内取出，方便对磨损或损坏的零部件进行更换，进而有利于提升本设备的维护效率。

为了提供给吊装驱动力，实现钢桁架的快速搭建，设计了减速组件31，参照图2所示，减速组件31包括驱动电机310、第一链轮311、第二链轮312和链条313，驱动电机310固定设在基板1的顶部，第一链轮311套设在其输出端上，基板1的顶部呈对称设置有四个支撑板，四个支撑板的顶部之间插设有第一转轴，第二链轮312套设在第一转轴的外壁上，链条313套设在第一链轮311和第二链轮312之间，且第一链轮311小于第二链轮312，驱动电机310与控制器电连接，当拱形桁架内的杆件放到若干个搭接板436的顶部后，通过控制器启动驱动电机310，从而使其输出端上的第一链轮311旋转，由于第一链轮311和第二链轮312通过链条313套接，又因为第二链轮312与第一转轴套接，第一链轮311小于第二链轮312，因而带动第一转轴缓速旋转。

为了拱形桁架内的杆件的稳定吊装，设计了两个卷扬组件32，参照图4所示，每个卷扬组件32均包括辊筒320、钢索321、牵引轮322和限位轮323，两个支柱2的顶部之间插设有第二转轴，牵引轮322套设在第二转轴的外壁上，辊筒320套设在第一转轴的外壁上，基板1的顶部固定设有安装架，限位轮323可转动的设置在安装架的顶部一端，钢索321套设在辊筒320和牵引轮322之间，钢索321的外壁与限位轮323接触，且钢索321靠近牵引轮322的一端与升降框30的顶部固定连接，当第一转轴缓速旋转时，由于钢索321的一端与辊筒320卷收连接，其另一端与牵引轮322套接，又因为第二转轴与牵引轮322固定连接，升降框30的顶部与钢索321靠近牵引轮322的一端固定连接，进而带动升降框30及其上放置的拱形桁架内的杆件的稳步上升，直至到达所需安装的位置。

实施例二

为了能够任意调节拱形桁架内的杆件的安装角度，参照图10和图11所示，第一封板410和第二封板411的顶部均固定设有半圆形锁块417，两个半圆形锁块417通过两个插接杆418插接，两个半圆形锁块417之间呈竖直设有第三转轴，第三转轴的外壁上固定设有调节板419，第二封板411的顶部固定设有伺服电机43，其输出端上套设有转盘430，调节板419靠近伺服电机43的一端与转盘430之间铰接设置有连杆431，调节板419远离转盘430的底部一端与第一封板410的顶部之间固定设有拉簧432，第一封板410的顶部固定设有弧形导向槽433，调节板419靠近拉簧432的底部一端固定设有导杆434，导杆434与弧形导向槽433插接，第三转轴的顶部固定设有承载板435，两个半圆形锁块417组装在一起，围成一个管箍，对第三转轴起到限位作用，当需要调节若干个搭接板436上放置的拱形桁架内的杆件时，首先通过控制器启动伺服电机43，从而带动求输出端上的转盘430旋转，由于调节板419靠近转盘430的一端和转盘430的偏心位置分别与连杆431的两端铰接，调节板419与第三转轴的外壁固定连接，又因为调节板419远离连杆431的底部一端与升降框30的顶部之间固定设计拉簧432，加之，承载板435与第三转轴的顶部固定连接，进而带动调节板419及其顶部放置的杆件缓速旋转，拉簧432起到缓冲作用，防止旋转过载，保证旋转精度，进而提升拱形桁架内的杆件的搭建速率，在调节板419旋转时，导杆434于弧形导向槽433内滑动，起到限位作用，保证调节板419的旋转稳定性。

为了提升承载板435上放置的拱形桁架的稳固性，参照图12所示，承载板435的顶部等间距设置有若干个搭接板436，每个搭接板436上分别开设有弧形凹槽437和梯形卡槽438，承载板435的顶部用来放置拱形桁架内的杆件，弧形凹槽437用来搭接圆形杆件，梯形卡槽438则用来放置条形杆件，若干个搭接板436可以同时放置多个圆形杆件和条形杆件，进而方便搭接板436可以兼具放置拱形桁架内各类杆件的作用，提升实用性。

一种大跨度钢桁架分段搭建辅助设备及方法，包括以下步骤：

S1：钢桁架的实腹段的搭建：

在胎架40顶部进行钢桁架中间位置，即实腹段的安装与搭建，两个H型钢402用来搭接实腹段内的长段方形钢件，若干个弧形搭接块403则用来放置长段弧形钢件，两个H型钢402之间和每两个弧形搭接块403之间均设有间隙，方便工人手伸入操作，从而方便实腹段各粱件的快速组装，提升效率，底框401起到支撑两个H型钢402和若干个弧形搭接块403的作用。

在地面进行钢桁架中间位置的实腹段钢件的组装工作时，首先通过人工旋转油缸420，由于油缸420与推杆421固定连接，推杆421与滑台423转动连接，从而带动推杆421旋转，又因为推杆421与滑台423螺纹连接，滑动架422与滑台423滑动连接，加之，两个顶杆424的一端均与滑动架422的两端铰接，两个顶杆424的另一端与升降框30底部的两个第一块体404滑动连接，且顶杆424的中部和垫板427的顶部分别与每个限位杆425的两端铰接进而里利用滑动架422滑动时对两个顶杆424的拉力，配合两个限位杆425的作用，使得底框401从垫板427的顶部伸开，提升底框401的整体高度，起到临时支撑作用，方便在地面先进行实腹段钢件的组装，进而方便后续搭建工作顺利展开，同时，由于底框401的底部设计有两个高度调节组件42，因此，可以通过旋转油缸420调节底框401的整体倾斜角度，从而调节实腹段各钢件于底框401顶部的摆放角度，方便对其各个位置进行钻孔等细微操作，进而方便与其它实腹段构件的组装，提升搭建效率，四个支撑脚428直接与地面接触，起到支撑垫板427的作用，一方面提升垫板427的稳定性，另一方面防止垫板427直接与地面接触，减小磨损，提升其使用寿命；

S2：钢桁架的拱形段的搭建：

承载板435的顶部用来放置拱形桁架内的杆件，弧形凹槽437用来搭接圆形杆件，梯形卡槽438则用来放置条形杆件，若干个搭接板436可以同时放置多个圆形杆件和条形杆件，进而方便搭接板436可以兼具放置拱形桁架内各类杆件的作用，提升实用性。

拱形桁架内的杆件放到若干个搭接板436的顶部后，通过控制器启动驱动电机310，从而使其输出端上的第一链轮311旋转，由于第一链轮311和第二链轮312通过链条313套接，又因为第二链轮312与第一转轴套接，第一链轮311小于第二链轮312，因而带动第一转轴缓速旋转，由于钢索321的一端与辊筒320卷收连接，其另一端与牵引轮322套接，又因为第二转轴与牵引轮322固定连接，升降框30的顶部与钢索321靠近牵引轮322的一端固定连接，进而带动升降框30及其上放置的拱形桁架内的杆件的稳步上升，直至到达所需安装的位置。

遇到拱形桁架内的宽度和长度均较大的杆件时，将第一封板410和第二封边组装在一起，组装时，通过将第一封板410上的两个梯形插块414自上而下竖直***第二封板411内的两个梯形插槽内，***的同时，两个弧形套块415自动对接到第二封板411上的两个弧形避让槽405内，两个插杆416***两个插孔内对合体后的第一封板410和第二封板411进行锁死，两个梯形插块414起到限位作用，防止合体后的第一封板410和第二封板411产生晃动，第一封板410和第二封板411对接成功后，形成一个完整的支撑平台，相较于两个H型钢402，扩大了支撑面积，进而方便对宽度和长度均较大的杆件进行支撑，方便其吊装至钢桁架的顶部进行组装；

S3：拱形桁架内的杆件的角度调节：

两个半圆形锁块417组装在一起，围成一个管箍，对第三转轴起到限位作用，当需要调节若干个搭接板436上放置的拱形桁架内的杆件时，首先通过控制器启动伺服电机43，从而带动求输出端上的转盘430旋转，由于调节板419靠近转盘430的一端和转盘430的偏心位置分别与连杆431的两端铰接，调节板419与第三转轴的外壁固定连接，又因为调节板419远离连杆431的底部一端与升降框30的顶部之间固定设计拉簧432，加之，承载板435与第三转轴的顶部固定连接，进而带动调节板419及其顶部放置的杆件缓速旋转，拉簧432起到缓冲作用，防止旋转过载，保证旋转精度，进而提升拱形桁架内的杆件的搭建速率，在调节板419旋转时，导杆434于弧形导向槽433内滑动，起到限位作用，保证调节板419的旋转稳定性；

S4：顶柱和两个支柱的快速拆装：

安装滑块300时，先将滑块300从支柱2顶部的避让缺口***支柱2的内部，然后将定位销23沿支柱2顶部直接***封块21的内部，对封块21进行锁死，实现封块21与支柱2的固定安装，两个限位块20与若干个滑轮301接触，可以配合滑轮301对滑柱进行限位，保证升降块的升降稳定性，顶柱22则可以起到增加两个支柱2的刚性的作用，提升升降稳固性，在滑块300上的零部件出现磨损或损坏时，将定位销23取出，也方便将顶柱22和两个封块21从两个支柱2内取出，方便对磨损或损坏的零部件进行更换，进而有利于提升本设备的维护效率。

本发明的工作原理：先组装钢桁架的实腹段的各钢件，再组装拱形桁架内的杆件，钢桁架内的各钢件重量较大，于地面先进行组装，而形桁架内的杆件较轻，可在实腹段组装好吊装至搭建好的实腹段顶部进行组装，实现分段搭建，提升施工效率，起到辅助效果。

当进行大跨度钢桁架的分段搭建工作时，首先在胎架40顶部进行钢桁架中间位置，即实腹段的安装与搭建，两个H型钢402用来搭接实腹段内的长段方形钢件，若干个弧形搭接块403则用来放置长段弧形钢件，两个H型钢402之间和每两个弧形搭接块403之间均设有间隙，方便工人手伸入操作，从而方便实腹段各粱件的快速组装，提升效率，底框401起到支撑两个H型钢402和若干个弧形搭接块403的作用。

当在地面进行钢桁架中间位置的实腹段钢件的组装工作时，首先通过人工旋转油缸420，由于油缸420与推杆421固定连接，推杆421与滑台423转动连接，从而带动推杆421旋转，又因为推杆421与滑台423螺纹连接，滑动架422与滑台423滑动连接，加之，两个顶杆424的一端均与滑动架422的两端铰接，两个顶杆424的另一端与升降框30底部的两个第一块体404滑动连接，且顶杆424的中部和垫板427的顶部分别与每个限位杆425的两端铰接进而里利用滑动架422滑动时对两个顶杆424的拉力，配合两个限位杆425的作用，使得底框401从垫板427的顶部伸开，提升底框401的整体高度，起到临时支撑作用，方便在地面先进行实腹段钢件的组装，进而方便后续搭建工作顺利展开，同时，由于底框401的底部设计有两个高度调节组件42，因此，可以通过旋转油缸420调节底框401的整体倾斜角度，从而调节实腹段各钢件于底框401顶部的摆放角度，方便对其各个位置进行钻孔等，进而方便与其它实腹段构件的组装，提升搭建效率，四个支撑脚428直接与地面接触，起到支撑垫板427的作用，一方面提升垫板427的稳定性，另一方面防止垫板427直接与地面接触，减小磨损，提升其使用寿命。

承载板435的顶部用来放置拱形桁架内的杆件，弧形凹槽437用来搭接圆形杆件，梯形卡槽438则用来放置条形杆件，若干个搭接板436可以同时放置多个圆形杆件和条形杆件，进而方便搭接板436可以兼具放置拱形桁架内各类杆件的作用，提升实用性。

当拱形桁架内的杆件放到若干个搭接板436的顶部后，通过控制器启动驱动电机310，从而使其输出端上的第一链轮311旋转，由于第一链轮311和第二链轮312通过链条313套接，又因为第二链轮312与第一转轴套接，第一链轮311小于第二链轮312，因而带动第一转轴缓速旋转。

当第一转轴缓速旋转时，由于钢索321的一端与辊筒320卷收连接，其另一端与牵引轮322套接，又因为第二转轴与牵引轮322固定连接，升降框30的顶部与钢索321靠近牵引轮322的一端固定连接，进而带动升降框30及其上放置的拱形桁架内的杆件的稳步上升，直至到达所需安装的位置。

当遇到拱形桁架内的宽度和长度均较大的杆件时，将第一封板410和第二封边组装在一起，组装时，通过将第一封板410上的两个梯形插块414自上而下竖直***第二封板411内的两个梯形插槽内，***的同时，两个弧形套块415自动对接到第二封板411上的两个弧形避让槽405内，两个插杆416***两个插孔内对合体后的第一封板410和第二封板411进行锁死，两个梯形插块414起到限位作用，防止合体后的第一封板410和第二封板411产生晃动，第一封板410和第二封板411对接成功后，形成一个完整的支撑平台，相较于两个H型钢402，扩大了支撑面积，进而方便对宽度和长度均较大的杆件进行支撑，方便其吊装至钢桁架的顶部进行组装。

两个半圆形锁块417组装在一起，围成一个管箍，对第三转轴起到限位作用，当需要调节若干个搭接板436上放置的拱形桁架内的杆件时，首先通过控制器启动伺服电机43，从而带动求输出端上的转盘430旋转，由于调节板419靠近转盘430的一端和转盘430的偏心位置分别与连杆431的两端铰接，调节板419与第三转轴的外壁固定连接，又因为调节板419远离连杆431的底部一端与升降框30的顶部之间固定设计拉簧432，加之，承载板435与第三转轴的顶部固定连接，进而带动调节板419及其顶部放置的杆件缓速旋转，拉簧432起到缓冲作用，防止旋转过载，保证旋转精度，进而提升拱形桁架内的杆件的搭建速率，在调节板419旋转时，导杆434于弧形导向槽433内滑动，起到限位作用，保证调节板419的旋转稳定性。

安装滑块300时，首先将滑块300从支柱2顶部的避让缺口***支柱2的内部，然后将定位销23沿支柱2顶部直接***封块21的内部，对封块21进行锁死，实现封块21与支柱2的固定安装，两个限位块20与若干个滑轮301接触，可以配合滑轮301对滑柱进行限位，保证升降块的升降稳定性，顶柱22则可以起到增加两个支柱2的刚性的作用，提升升降稳固性，在滑块300上的零部件出现磨损或损坏时，将定位销23取出，也方便将顶柱22和两个封块21从两个支柱2内取出，方便对磨损或损坏的零部件进行更换，进而有利于提升本设备的维护效率。

Claims (10)

1.一种大跨度钢桁架分段搭建辅助设备，包括基板（1）和两个支柱（2），基板（1）的顶部固定设有定位板，两个支柱（2）呈对称设置在定位板的顶部，每个支柱（2）的底部均与定位板的顶部焊接，其特征在于：

还包括控制器、提升机构（3）和支撑机构（4），提升机构（3）设在基板（1）的顶部以提升钢桁架部件，提升机构（3）包括升降框（30）、减速组件（31）和两个卷扬组件（32），升降框（30）通过两个滑块（300）滑动设置在两个支柱（2）之间，减速组件（31）设在基板（1）的顶部，每个卷扬组件（32）均设在升降框（30）和驱动组件之间，支撑机构（4）设在提升机构（3）上以用来放置钢桁架部件，支撑机构（4）包括胎架（40）、对接组件（41）和两个高度调节组件（42），胎架（40）通过四个高强螺栓（400）固定设在升降框（30）的外壁上，对接组件（41）和两个高度调节组件（42）分别设在胎架（40）的顶部和底部，减速组件（31）与控制器为电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种大跨度钢桁架分段搭建辅助设备，其特征在于：胎架（40）包括底框（401）、两个H型钢（402）和若干个弧形搭接块（403），底框（401）固定设在升降框（30）的内部，底框（401）的两端外壁上设有可供四个高强螺栓（400）安装的栓孔，两个H型钢（402）呈对称设置在底框（401）的顶部，每个H型钢（402）的外壁和底框（401）的顶部之间均固定设有若干个加强筋，若干个弧形搭接块（403）固定设在底框（401）的顶部。

3.根据权利要求2所述的一种大跨度钢桁架分段搭建辅助设备，其特征在于：对接组件（41）包括第一封板（410）和第二封板（411），第一封板（410）和第二封板（411）均通过两个插接柱（412）插设在H型钢（402）的顶部，两个H型钢（402）的顶部呈对称设置有可供四个插接柱（412）***的嵌套（413），第一封板（410）靠近第二封板（411）的一端呈对称设置有两个梯形插块（414）和两个弧形套块（415），每个弧形套块（415）上均开设有插孔，第二封板（411）靠近第一封板（410）的一端外壁上设有可供两个梯形插块（414）和两个弧形套块（415）***的梯形插槽和弧形避让槽（405），每个弧形避让槽（405）的内部均固定设有插杆（416），每个插杆（416）均与一个插孔插接。

4.根据权利要求3所述的一种大跨度钢桁架分段搭建辅助设备，其特征在于：每个高度调节组件（42）包括油缸（420）、推杆（421）、滑动架（422）、滑台（423）、两个顶杆（424）和两个限位杆（425），底框（401）的内侧底部固定设有两个第一块体（404），每个第一块体（404）上均开设有弧形避让槽（405），两个弧形避让槽（405）之间插设有第一铰接轴，每个顶杆（424）均铰接设在第一铰接轴的一端，滑动架（422）铰接设置在两个顶杆（424）远离第一铰接轴的一端之间，两个顶杆（424）的中部之间插设有第二铰接轴，每个限位杆（425）均铰接设在第二铰接轴的一端外壁上，两个限位杆（425）远离第二铰接轴的一端插设有第三铰接轴，第三铰接轴的两端套设有两个第二块体（426），两个第二块体（426）的底部固定设有垫板（427），滑台（423）固定设在垫板（427）的顶部，滑动架（422）滑动设在滑台（423）的顶部，推杆（421）插设在滑台（423）的顶部，推杆（421）与滑动架（422）固定连接，油缸（420）固定设在推杆（421）远离顶杆（424）的一端，油缸（420）与控制器固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种大跨度钢桁架分段搭建辅助设备，其特征在于：垫板（427）的底部呈对称设置有四个支撑脚（428），每个支撑脚（428）的顶部均与垫板（427）的底部固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种大跨度钢桁架分段搭建辅助设备，其特征在于：每个支柱（2）的顶部均设有可供滑块（300）***的避让缺口，每个滑块（300）的外壁上均可转动的设置有若干个滑轮（301），支柱（2）的内壁上呈对称设置有两个限位块（20），每个限位块（20）均与若干个滑轮（301）的外缘接触，每个避让缺口的内部均插设有封块（21），两个个封块（21）之间固定设有顶柱（22），每个支柱（2）的顶部和一个封块（21）的内壁之间均插设有定位销（23）。

7.根据权利要求6所述的一种大跨度钢桁架分段搭建辅助设备，其特征在于：减速组件（31）包括驱动电机（310）、第一链轮（311）、第二链轮（312）和链条（313），驱动电机（310）固定设在基板（1）的顶部，第一链轮（311）套设在其输出端上，基板（1）的顶部呈对称设置有四个支撑板，四个支撑板的顶部之间插设有第一转轴，第二链轮（312）套设在第一转轴的外壁上，链条（313）套设在第一链轮（311）和第二链轮（312）之间，且第一链轮（311）小于第二链轮（312），驱动电机（310）与控制器电连接。

8.根据权利要求7所述的一种大跨度钢桁架分段搭建辅助设备，其特征在于：每个卷扬组件（32）均包括辊筒（320）、钢索（321）、牵引轮（322）和限位轮（323），两个支柱（2）的顶部之间插设有第二转轴，牵引轮（322）套设在第二转轴的外壁上，辊筒（320）套设在第一转轴的外壁上，基板（1）的顶部固定设有安装架，限位轮（323）可转动的设置在安装架的顶部一端，钢索（321）套设在辊筒（320）和牵引轮（322）之间，钢索（321）的外壁与限位轮（323）接触，且钢索（321）靠近牵引轮（322）的一端与升降框（30）的顶部固定连接。

9.根据权利要求1所述的一种大跨度钢桁架分段搭建辅助设备，其特征在于：第一封板（410）和第二封板（411）的顶部均固定设有半圆形锁块（417），两个半圆形锁块（417）通过两个插接杆（418）插接，两个半圆形锁块（417）之间呈竖直设有第三转轴，第三转轴的外壁上固定设有调节板（419），第二封板（411）的顶部固定设有伺服电机（43），其输出端上套设有转盘（430），调节板（419）靠近伺服电机（43）的一端与转盘（430）之间铰接设置有连杆（431），调节板（419）远离转盘（430）的底部一端与第一封板（410）的顶部之间固定设有拉簧（432），第一封板（410）的顶部固定设有弧形导向槽（433），调节板（419）靠近拉簧（432）的底部一端固定设有导杆（434），导杆（434）与弧形导向槽（433）插接，第三转轴的顶部固定设有承载板（435）。

10.根据权利要求9所述的一种大跨度钢桁架分段搭建辅助设备，其特征在于：承载板（435）的顶部等间距设置有若干个搭接板（436），每个搭接板（436）上分别开设有弧形凹槽（437）和梯形卡槽（438）。

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