申请/专利权人：青岛理工大学;中铁上海工程局集团有限公司;中铁上海工程局集团第三工程有限公司

申请日：2021-11-02

公开（公告）日：2024-04-26

公开（公告）号：CN114934450B

主分类号：E01D21/10

分类号：E01D21/10

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.26#授权;2022.09.09#实质审查的生效;2022.08.23#公开

摘要：本发明涉及用于钢箱梁悬臂施工的轻量化自平衡拼装装置及工艺，其包括轻量化装置、自平衡组件及配套的液压系统；液压系统，用于给轻量化装置及自平衡组件提供液压动力；自平衡组件，行走设置在已铺设梁上，用于将悬臂段受力传递到已铺设梁上或悬臂段的后部；轻量化装置，设置在自平衡组件端前端，用于吊装待拼装段升降；本发明设计合理、结构紧凑且使用方便。

主权项：1.一种用于钢箱梁悬臂施工的轻量化自平衡拼装工艺，其特征在于：借助于用于钢箱梁悬臂施工的轻量化自平衡拼装装置，装置包括轻量化装置、自平衡组件及配套的液压系统（2）；液压系统（2），用于给轻量化装置及自平衡组件提供液压动力；自平衡组件，行走设置在已铺设梁（16）上，用于将悬臂段（13）受力传递到已铺设梁（16）上或悬臂段（13）的后部；轻量化装置，设置在自平衡组件端前端，用于吊装待拼装段（14）升降；轻量化装置包括采用钢结构拼接的直角三角形结构的三角钢架（3）；在三角钢架（3）的上直角边的前端的斜角部上方设置有吊装千斤顶（1），在吊装千斤顶（1）下端连接有吊装卡具（15），用于起吊待拼装段（14）；在三角钢架（3）的上直角边的后端的直角部设置有吊装驱动部（12），吊装驱动部（12）驱动吊装千斤顶（1）工作；三角钢架（3）的后直角边的下端的斜角部铰接在轻量化装置的支撑机架（4）的前方支撑腿（41）处；三角钢架（3）内设加强筋；三角钢架（3）的直角部连接有预紧拉索I（5），以牵拉三角钢架（3）绕前方支撑腿（41）俯仰摆动；液压系统（2）包括泵站、油箱、液压管路及阀组；自平衡组件包括支撑机架（4）；在支撑机架（4）下端分布升降式行走轮组（17），用于在已铺设梁（16）上行走到悬臂段（13）上；支撑机架（4）包括前后铰接或固定连接的前铰接底板（18）及后铰接底板（19）；在前铰接底板（18）前端设置有预紧拉索I（5）的根部，在预紧拉索I（5）下部设置有张拉千斤顶I（6）；预紧拉索I（5）用于牵拉轻量化装置的三角钢架（3）的直角部；在后铰接底板（19）前部及后端分别设置有中间锚固支点组件（7）及后方锚固支点（9），在中间锚固支点组件（7）上铰接有钢扒杆（8）的根部；在钢扒杆（8）的顶部设置有滚轮，在后方锚固支点（9）引出拉索II（10），拉索II（10）绕过钢扒杆（8）的顶部的滚轮后与前方支撑腿（41）铰接；在拉索II（10）上设置有张拉千斤顶II（11）；在后铰接底板（19）和或前铰接底板（18）的下表面安装有用于与已铺设梁（16）接触的下充气支撑垫（20）；在下充气支撑垫（20）下表面设置有抓地接触胶垫（21），用于在下充气支撑垫（20）被充气后，抓地接触胶垫（21）与地面压力接触；在后铰接底板（19）后部设置有后抱合装置（22），用于抱合在已铺设梁（16）上或悬臂段（13）的后部，其包括设置在后铰接底板（19）上且带有齿轮的抱合液压马达轴（23），在抱合液压马达轴（23）两侧对称设置有结构相同的第一横向侧臂装置（24）与第二横向侧臂装置（25）；第一横向侧臂装置（24）与第二横向侧臂装置（25）的啮合横向齿条（26）分别啮合与抱合液压马达轴（23）的上下两侧且同速同步反向运动；在后铰接底板（19）上设置有横向导向套（27），啮合横向齿条（26）横向端连接有横向调节杆（28）或直杆，啮合横向齿条（26）沿着横向导向套（27）横向移动；在横向调节杆（28）或直杆头部设置有铰接杆，铰接杆在带长槽摆动座（29）的长槽中；在带长槽摆动座（29）下端竖直设置有侧向从动伸长臂（32），在侧向从动伸长臂（32）下端横向设置有固定侧夹持手（33），横向调节杆（28）、侧向从动伸长臂（32）及固定侧夹持手（33）组成勾头结构；在后铰接底板（19）侧部设置有作为摆动支点的侧向支撑座（30），在侧向支撑座（30）中部通过轴承座纵向旋转有侧向中心转动轴（31），在侧向中心转动轴（31）上键连接有中心旋转齿轮（34），在侧向从动伸长臂（32）中部设置有与侧向中心转动轴（31）键连接的连接通孔；侧向中心转动轴（31）绕侧向支撑座（30）摆动，使得固定侧夹持手（33）端部摆动进出于已铺设梁（16）或悬臂段（13）的侧部并夹持；在固定侧夹持手（33）悬臂端纵向设置有第四从动轴（39），在侧向从动伸长臂（32）下端部同轴设置有第一中间齿轮（36）及第二中间介轮（37）；在第四从动轴（39）上同轴设置有第三输出齿轮（38）及第五偏心轮（40）；第五偏心轮（40）用于与桥梁的下表面压力接触；作为两个并列传动方案：方案一，在中心旋转齿轮（34）与第一中间齿轮（36）之间设置有联动传送带（35）且第二中间介轮（37）与第三输出齿轮（38）啮合；方案二，在中心旋转齿轮（34）与第三输出齿轮（38）之间设置有联动传送带（35）；在钢箱梁悬臂施工时，配套执行以下步骤；S1，通过轻量化装置吊装待拼装段（14）上升到待拼装工位；S2，在S1执行的同时，自平衡组件，行走设置在已铺设梁（16）上，将悬臂段（13）受力传递到已铺设梁（16）上或悬臂段（13）的后部；在步骤S1中，吊装驱动部（12）驱动吊装千斤顶（1）工作，通过吊装卡具（15）起吊待拼装段（14）；通过预紧拉索I（5），牵拉三角钢架（3）绕前方支撑腿（41）俯仰摆动角度；在步骤S2中，执行以下步骤；S2.1，首先，支撑机架（4）行走到已铺设梁（16）上；然后，升降式行走轮组（17）上缩回，并对下充气支撑垫（20）充气，使得抓地接触胶垫（21）与已铺设梁（16）的上表面地面压力接触；S2.2，首先，抱合液压马达轴（23）旋转，使得第一横向侧臂装置（24）与第二横向侧臂装置（25）的啮合横向齿条（26）分别啮合与抱合液压马达轴（23）的上下两侧且同速同步反向运动；然后，使得横向调节杆（28）或直杆推动带长槽摆动座（29）对向移动，使得固定侧夹持手（33）绕侧向中心转动轴（31）摆动向梁下表面压力接触，同时，侧向中心转动轴（31）被带动中心旋转齿轮（34）同步旋转；S2.3，首先，侧向中心转动轴（31）通过联动传送带（35）输出动力；然后，联动传送带（35）直接或通过第一中间齿轮（36）及第二中间介轮（37）带动第三输出齿轮（38）传动；第三输出齿轮（38）带动第五偏心轮（40）旋转，通过第五偏心轮（40）的高点与已铺设梁（16）下表面压力接触。

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