多功能裝配式液壓驅動移動棧橋的製作方法

2023-04-23 02:55:36

專利名稱：多功能裝配式液壓驅動移動棧橋的製作方法
技術領域：
多功能裝配式液壓驅動移動棧橋，涉及一種用於公路、鐵路、引水、洩洪和防空等各種隧道或隧洞鑽爆法開挖施工的液壓驅動移動棧橋。
背景技術：
隧道或隧洞鑽爆法開挖與混凝土底拱襯砌在施工時往往要發生相互幹擾或衝突，必然會影響整個工程周期和質量。目前國內外普遍使用的各種簡易施工棧橋，只能起到一種由初期支護面到內襯底拱過渡跳板的作用，根本無法解決隧道或隧洞鑽爆法開挖與混凝土底拱襯砌並行施工的問題，反而會造成極大的安全隱患，即隧道或隧洞施工設備(如挖掘機、裝載機、混凝土泵車、鋼筋運輸車及出渣載重汽車等)通過的安全性難以保障，且棧橋移動困難，不能滿足出渣運輸與混凝土襯砌同時施工的需要，因而施工效率低、成本高。

發明內容
本發明所要解決的問題是提供一種多功能裝配式隧道施工移動棧橋，這種棧橋適用於公路、鐵路、引水、洩洪和防空等各種隧道或隧洞鑽爆法開挖施工，同時滿足隧道或隧洞開挖與底部仰拱混凝土澆築並行施工的要求。其技術方案如下
它包括主橋和位於主橋兩端的引橋，以及液壓系統和電氣系統，主橋包括橫梁和聯接在橫梁兩側的桁架，桁架上下端分別是主橋上弦杆和主橋下弦杆。其關鍵技術是在主橋的前端安裝轉向輪，後端安裝驅動輪和後支撐裝置，轉向輪和驅動輪上設升降機構。在位於轉向輪和後支撐裝置之間的主橋下弦杆上安裝移動軌道，移動軌道上安裝混凝土刮平裝置、底拱模板固定裝置、前支撐裝置和前支撐縱移託滾，在棧橋左右兩側的主橋下弦杆上安裝牽引機構。
與現有技術相比本發明具有如下有益效果
1、 適應性強採用模塊化結構，滿足各種隧道或隧洞開挖施工要求；
2、 安全性好可根據隧道或隧洞施工具體要求，方便、靈活地在施工現場由結構模塊單元組裝成所需跨度的施工棧橋，並通過改變桁架高度或加強弦杆等措施，保證不同跨度條件下棧橋的強度和剛度，滿足不同跨度結構強度、剛度和疲勞壽命條件，它可根據工程需要改變其結構，保證不同跨度條件下的各種施工機械(如挖掘機、裝載機、混凝土泵車、鋼筋運輸車及出渣載重汽車
等)安全通行；
3、 拆裝方便結構模塊單元採用銷和螺栓連接，製造、運輸、安裝、拆卸方便；
4、 施工效率高能有效利用狹小空間，實現隧道或隧洞開挖與襯砌同時施工，完全可以滿足各種隧道或隧洞高效施工的需要，並採用步履或牽引方式可隨開挖掌子面而不斷前行跟進，且可通過側向平移和前後端升降調整其位置或姿態。
5、 可靠性高實現液壓執行元件自鎖、同步，防止過載。


圖l，為本發明結構示意圖；圖2，為本發明工作狀態示意圖；圖3，為本發明前行步履狀態示意圖；圖4，為本發明俯視圖5，為本發明後支撐裝置結構示意圖(圖2 A-A視圖)；圖6-圖8，為本發明側移步履狀態示意圖；圖9，為本發明驅動輪結構示意圖10，為本發明混凝土刮平裝置結構示意圖(圖2 B-B視圖)；圖ll，為本發明底拱模板固定裝置結構示意圖(圖2 C-C視圖)；圖12，為本發明前支撐裝置結構示意圖(圖2 D-D視圖)；圖13，為本發明混凝土刮平裝置的移動導向調節機構結構示意圖；圖14，為本發明驅動輪升降機構結構示意圖；圖15，為本發明轉向輪升降機構結構示意圖；圖16，為本發明液壓系統工作原理圖；圖17，為本發明電氣系統工作原理圖。
具體實施例方式
參見圖l一圖4，本發明包括主橋1和位於主橋1兩端的引橋2，以及液壓系統和電氣系統，主橋1包括橫梁59和聯接在橫梁兩側的桁架，桁架上下端分別是主橋上弦杆5和主橋下弦杆57。其關鍵技術是在主橋1的前端安裝轉向輪ll，後端安裝驅動輪6和後支撐裝置7，轉向輪和驅動輪上設升降機構。在位於轉向輪11和後支撐裝置7之間的主橋下弦杆57上安裝移動軌道58，移動軌道58上安裝混凝土刮平裝置8、底拱模板固定裝置9、前支撐裝置12和前支撐縱移託滾IO，在棧橋左右兩側的主橋下弦杆57上安裝牽引機構15。在棧橋機體上安裝液壓站16和電控櫃17。
如圖1所示，在主橋上弦杆5兩端通過鉸支座分別安裝引橋升降搖臂3，在主橋上弦杆上安裝搖臂油缸4連接引橋升降搖臂3。
如圖4所示，在橫梁59上通過卡塊和螺栓聯接若干橋面板15構成橋面，在橋面板的中間部位開有混凝土澆築工作窗14，便於澆築混凝土，工作窗可根據需要開閉。
如圖5所示，後支撐裝置7設後支撐底部支架21,在橫梁59的底部聯接後支撐軌道梁18,後支撐軌道梁18的底部和側壁上設有軌道，在後支撐底部支架21上安裝後支撐橫移託滾19和後支撐橫移掛輪20，後支撐橫移託滾19的滾輪位於後支撐軌道梁18下部的軌道內託住後支撐軌道梁18，後支撐橫移掛輪20與後支撐軌道梁18側壁的軌道配合，在後支撐軌道粱18上通過缸體鉸24鉸接驅動油缸23，在後支撐底部支架21上安裝後支撐推桿鉸22連接驅動油缸23的推桿。
如圖12所示，前支撐裝置12包括支撐桁架33和前支撐底部支架21.1，支撐桁架33包括支撐上弦杆和支撐下弦杆，在支撐下弦杆上安裝前支撐軌道梁34，前支撐軌道梁34的底部和側壁上設有軌道，在前支撐底部支架21.1上安裝前支撐橫移託滾35和前支撐橫移掛輪20.1 ，前支撐橫移託滾35的滾輪位於前支撐軌道梁34下部的軌道內託住前支撐軌道梁34，前支撐橫移掛輪20.1與前支撐軌道梁34側壁的軌道配合，在前支撐軌道梁34上鉸接驅動油缸23.1 ，在前支撐底部支架21.1上安裝前支撐推桿鉸22.1連接驅動油缸23.1的推桿，支撐上弦杆與前支撐縱移託滾10配合。
如圖9、圖14所示，驅動輪升降機構是在主橋下弦杆57上固定驅動輪升降機構支座47，在驅動輪升降機構支座47上安裝驅動輪升降油缸41和驅動輪升降導向筒42，驅動輪升降導向筒42內設驅動輪升降導向杆43,在主橋下弦杆上安裝驅動輪車軸支撐架28，在驅動輪車軸支撐架28上連接驅動輪升降導向杆支架45，驅動輪升降導向杆43固定在驅動輪升降導向杆支架45上，驅動輪升降油缸41的推桿通過連接鉸46與驅動輪車軸支撐架28聯接，驅動輪車軸支撐架28與驅動輪車軸27聯接，驅動輪車軸支撐架28兩端設驅動液壓馬達25與驅動輪車軸27聯接，驅動輪車軸兩端安裝後行走輪26。
如圖15所示，轉向輪升降機構是在主橋下弦杆上安裝轉向輪升降機構支座55，在轉向輪升降機構支座55上安裝轉向輪升降機構導向筒49和轉向輪升降油缸56，轉向輪升降機構導向筒49內設轉向輪升降機構導向杆48，在轉向輪升降機構支座55上安裝轉向輪車軸支撐架51，轉向輪車軸支撐架51上設轉向輪升降機構導向杆支架50聯接轉向輪升降機構導向杆48和轉向輪升降油缸56的推桿，轉向輪升降機構導向杆支架50與轉向輪車軸支撐架51形成轉動副，可使棧橋在行駛過程中實現轉向，轉向輪車軸支撐架51通過支撐卡環54與轉向輪車軸聯接，轉向輪車軸兩端安裝前行走輪52。
如圖10、圖13所示，混凝土刮平裝置8包括刮平滾筒30及其兩端的移動導向調節機構29，移動導向調節機構29是在移動軌道58上安裝調節機架37，調節機架37上端安裝刮平掛輪40，下端安裝刮平滾筒30，調節機架37兩側設刮平託滾39，刮平託滾39由託滾螺旋調節機構36調節，調節機架37上設有刮平滾筒螺旋調節機構38。混凝土刮平裝置8可由棧橋左右兩側的牽引機構15拖動並沿棧橋桁架底部的移動軌道58前後移動。
如圖11所示，底拱模板固定裝置9可與模板32鉸接，並將模板32固定於棧橋桁架底部，它也可由棧橋左右兩側的牽引機構15拖動並沿棧橋桁架底部的移動軌道58前後移動。底拱模板固定調節裝置31的結構與混凝土刮平裝置的移動導向調節機構29相同。即在移動軌道上安裝調節機架，調節機架上端安裝模板掛輪，下端鉸接模板滾筒，調節機架兩側設模板託滾，模板託滾由託滾螺旋調節機構調節，調節機架上設有模板滾筒螺旋調節機構。
如圖4所示，牽引機構15是在主橋一端兩側的下弦杆上分別安裝支座，支座上安裝牽引液壓馬達25.1，牽引液壓馬達由同步軸63連接，在主橋的另一端設有定滑輪62，牽引液壓馬達25.1連接巻筒60，巻筒60上巻繞鋼絲繩61，鋼絲繩的另一端巻繞在定滑輪62上，鋼絲繩61上拴接混凝土刮平裝置8和底拱模板固定裝置9。當牽引液壓馬達25.1正反轉時，混凝土刮平裝置8、底拱模板固定裝置9將被牽引前後移動。
本發明工作過程如下
裝配時，可根據隧道或隧洞施工具體要求，通過卡塊和螺栓聯接的方式，方便、靈活地在施工現場由結構模塊單元組裝成所需跨度的施工棧橋，並通過改變桁架高度或加強弦杆等措施，保證不同跨度條件下棧橋的強度和剛度。
如圖2，棧橋工作時，先收起前後油缸，主橋下降，支撐裝置著地，引橋放下，接著固定底拱模板固定裝置，之後，橋上過車出渣，橋下鋪設鋼筋，橋面開窗灌凝，橋底振搗刮平。實現隧道或隧洞開挖與底部仰拱混凝土澆築並行施工。
如圖3，棧橋前移時，先脫模收模，提升引橋，再伸長驅動輪升降油缸，驅動輪著地，後支撐裝置離地；接著，後行走輪同步驅動，牽引機構同步工作，桟橋前部落在前支撐縱移託滾上前移；當前支撐裝置相對棧橋後移一定距離後，驅動輪驅動，牽引機構停止工作，轉向輪升降油缸伸長，轉向輪著地，前支撐裝置離地，牽引機構同步反轉，將前支撐裝置拖回棧橋前端。如此反覆，可實現棧橋步履式前移。
如圖6—圖8，棧橋側移時，首先收起模板和引橋，提升轉向輪升降油缸和驅動輪升降油缸，使前後支撐裝置著地，解除前後支撐橫移託滾和掛輪的移動鎖定裝置，伸長或縮回支撐軌道梁與底部支架間的驅動油缸，使棧橋與底部支架發生相對位移；再伸長轉向輪升降油缸和驅動輪升降油缸，使前後行走輪著地，前後支撐裝置離地；接著，油缸動作相反，即縮回或伸長支撐軌道梁與底部支架間的驅動油缸，使棧橋與底部支架發生反向相對位移。如此反覆，可實現棧橋步履式側移。
本發明液壓系統的工作原理如圖16所示本液壓系統主要由油箱64、過濾器65、油泵66、閥門(包括溢流閥67、單向閥70、背壓閥71)、開關68、油壓表69、和油管等組成，通過閥門分別連接多路換向閥72和組合多路換向閥73，多路換向閥72分別連接驅動液壓馬達25和牽引液壓馬達25.1，組合多路換向閥73分別通過雙向液壓鎖74連接驅動輪升降油缸41和轉向輪升降油缸56。通過操縱多路換向閥72可分別實現驅動液壓馬達25和牽引液壓馬達25.1的控制；而驅動輪升降油缸41和轉向輪升降油缸56則由組合多路換向閥73分別控制。
本發明電氣系統的工作原理如圖17所示本電氣控制系統包括由組合開關、熔斷器FU、交流接觸器KM主觸點和熱繼電器FR熱元件構成的主迴路；由停止按鈕SB1、起動按鈕SB2、接觸器KM的吸合線圈及其常開輔助觸點、熱繼電器FR常閉觸點構成的控制迴路；由接觸器KM常開輔助觸點、信號燈HD2(運行指示燈)、信號燈HD1 (停機指示燈)構成的信號指示迴路；由開關K、起動按鈕SB和四個信號燈HD組成的警示燈迴路。電動機起動和運行時，合上組合開關，引入三相電源，但由於起動按鈕為常開式，交流接觸器吸引線圈不通電而未吸合，其主觸點呈斷開狀態，電動機不轉動。當按下起動按鈕SB2，交流接觸器KM通電，其三個主觸點閉合，電動機三相繞組接通電源，電動機開始工作。當鬆開SB2時，它在彈簧的作用下恢復到斷開位置。但是由於與起動按鈕並聯的接觸器輔助常開觸點與主觸點同時閉合，因此接觸器線圈的電路仍然接通，而使接觸器主觸點保持在閉合的位置。這個輔助觸點稱為自鎖觸點。如將停止按鈕SB1按下，則將線圈的電路切斷，接觸器主觸點恢復到斷開的位置，電動機停止轉動。電路中，指示燈HD2用來指示熱繼電器FR是否正常工作；指示燈HD1用來指示交流接觸器是否正常工作。當電流過大時，迴路中的熔斷器FU熔絲立即熔斷，電動機立即停車，能起到短路保護的作用；當工作過程中出現過載現象時，熱繼電器FR的熱元件發熱，將常閉觸點斷開，使接觸器線圈斷電，主觸點斷開，電動機立即停車，能起到過載保護作用。當電源暫時斷電或電壓嚴重下降時，接觸器主觸點和輔助觸點都斷開，整個電路斷電，電動機停止轉動，當電壓恢復正常時如不重按起動按鈕SB2，則電動機也不會自行起動，起到零壓保護作用。控制電路中串連停止按鈕SB1，在正常情況下，SB1呈通路狀態(常閉)，當電動機需要停止運行時，按下停止按鈕SB1，交流接觸器KM吸引線圈斷電釋放，其三個主觸點將電源切斷，電動機停止運行。
10
權利要求
1、一種多功能裝配式液壓驅動移動棧橋，包括主橋(1)和位於主橋(1)兩端的引橋(2)，以及液壓系統和電氣系統，主橋(1)包括橫梁(59)和聯接在橫梁兩側的桁架，桁架上下端分別是主橋上弦杆(5)和主橋下弦杆(57)，其特徵是在主橋(1)的前端安裝轉向輪(11)，後端安裝驅動輪(6)和後支撐裝置(7)，轉向輪和驅動輪上設升降機構，在位於轉向輪(11)和後支撐裝置(7)之間的主橋下弦杆(57)上安裝移動軌道(58)，移動軌道(58)上安裝混凝土刮平裝置(8)、底拱模板固定裝置(9)和前支撐裝置(12)，在棧橋左右兩側的主橋下弦杆(57)上安裝牽引機構(15)。
2、 根據權利要求1所述的多功能裝配式液壓驅動移動棧橋，其特徵是在 主橋上弦杆(5)兩端分別安裝引橋升降搖臂(3)，在主橋上弦杆上安裝搖臂 油缸(4)連接引橋升降搖臂(3)。
3、 根據權利要求1所述的多功能裝配式液壓驅動移動棧橋，其特徵是在 橫梁(59)上聯接橋面板(15)構成橋面，在橋面板的中間部位開有混凝土澆 築工作窗(14)。
4、 根據權利要求1所述的多功能裝配式液壓驅動移動桟橋，其特徵是後 支撐裝置(7)設後支撐底部支架(21)，在橫梁(59)的底部聯接後支撐軌道 梁(18)，後支撐軌道梁(18)的底部和側壁上設有軌道，在後支撐底部支架(21)上安裝後支撐橫移託滾(19)和後支撐橫移掛輪(20)，後支撐橫移託 滾(19)託住後支撐軌道梁(18)，後支撐橫移掛輪(20)與後支撐軌道梁(18) 側壁的軌道配合，在後支撐軌道梁(18)上鉸接驅動油缸(23)，在後支撐底 部支架(21)上安裝後支撐推桿鉸(22)連接驅動油缸(23)的推桿。
5、 根據權利要求1所述的多功能裝配式液壓驅動移動棧橋，其特徵是前 支撐裝置(12)包括支撐桁架(33)和前支撐底部支架(21.1)，支撐桁架(33) 包括支撐上弦杆和支撐下弦杆，在支撐下弦杆上安裝前支撐軌道梁(34)，前 支撐軌道梁(34)的底部和側壁上設有軌道，在前支撐底部支架(21.1)上安 裝前支撐橫移託滾(35)和前支撐橫移掛輪(20.1)，前支撐橫移託滾(35)託 住前支撐軌道梁(34)，前支撐橫移掛輪(20.1)與前支撐軌道梁(34)側壁的 軌道配合，在前支撐軌道梁(34)上鉸接驅動油缸(23.1)，在前支撐底部支架(21.1)上安裝前支撐推桿鉸(22.1)連接驅動油缸(23.1)的推桿，在支撐上弦杆上安裝前支撐縱移託滾(10)。
6、 根據權利要求1所述的多功能裝配式液壓驅動移動桟橋，其特徵是驅 動輪升降機構是在主橋下弦杆(57)上固定驅動輪升降機構支座(47)，在驅 動輪升降機構支座(47)上安裝驅動輪升降油缸(41)和驅動輪升降導向筒(42)， 驅動輪升降導向筒(42)內設驅動輪升降導向杆(43)，在主橋下弦杆上安裝 驅動輪車軸支撐架(28)，在驅動輪車軸支撐架(28)上連接驅動輪升降導向 杆支架(45)，驅動輪升降導向杆(43)固定在驅動輪升降導向杆支架(45) 上，驅動輪升降油缸(41)的推桿與驅動輪車軸支撐架(28)聯接，驅動輪車 軸支撐架(28)與驅動輪車軸(27)聯接，驅動輪車軸支撐架(28)兩端設驅 動液壓馬達(25)與驅動輪車軸(27)聯接，驅動輪車軸兩端安裝後行走輪(26)。
7、 根據權利要求1所述的多功能裝配式液壓驅動移動棧橋，其特徵是轉 向輪升降機構是在主橋下弦杆上安裝轉向輪升降機構支座(55)，在轉向輪升 降機構支座(55)上安裝轉向輪升降機構導向筒(49)和轉向輪升降油缸(56), 轉向輪升降機構導向筒(49)內設轉向輪升降機構導向杆(48)，在轉向輪升 降機構支座(55)上安裝轉向輪車軸支撐架(51)，轉向輪車軸支撐架(51) 上設轉向輪升降機構導向杆支架(50)聯接轉向輪升降機構導向杆(48)和轉 向輪升降油缸(56)的推桿，轉向輪升降機構導向杆支架(50)與轉向輪車軸 支撐架(51)形成轉動副，轉向輪車軸支撐架(51)通過支撐卡環(54)與轉 向輪車軸聯接，轉向輪車軸兩端安裝前行走輪(52)。
8、 根據權利要求1所述的多功能裝配式液壓驅動移動棧橋，其特徵是混 凝土刮平裝置(8)包括刮平滾筒(30)及其兩端的移動導向調節機構(29)， 移動導向調節機構(29)是在移動軌道(58)上安裝調節機架(37)，調節機 架(37)上端安裝刮平掛輪(40)，下端安裝刮平滾筒(30)，調節機架(37) 兩側設刮平託滾(39)，刮平託滾(39)由託滾螺旋調節機構(36)調節，調 節機架(37)上設有刮平滾筒螺旋調節機構(38)。
9、 根據權利要求1所述的多功能裝配式液壓驅動移動棧橋，其特徵是牽 引機構(15)是在主橋一端兩側的下弦杆上分別安裝支座，支座上安裝牽引液 壓馬達(25.1)，牽引液壓馬達由同步軸(63)連接，在主橋的另一端設有定滑 輪(62)，牽引液壓馬達(25.1)連接巻筒(60)，巻筒(60)上巻繞鋼絲繩(61)， 鋼絲繩的另一端巻繞在定滑輪(62)上，鋼絲繩(61)上拴結混凝土刮平裝置(8)和底拱模板固定裝置(9)。
10、根據權利要求1所述的多功能裝配式液壓驅動移動棧橋，其特徵是液 壓系統包括油箱(64)、油泵(66)和閥門，通過閥門分別連接多路換向閥(72) 和組合多路換向閥(73)，多路換向閥(72)分別連接驅動液壓馬達(25)和 牽引液壓馬達(25.1)，組合多路換向閥(73)分別通過雙向液壓鎖(74)連接 驅動輪升降油缸(41)和轉向輪升降油缸(56);電氣系統包括由組合開關、 熔斷器FU、交流接觸器KM主觸點和熱繼電器FR熱元件構成的主迴路，由 停止按鈕SB1、起動按鈕SB2、接觸器KM的吸合線圈及其常開輔助觸點、熱 繼電器FR常閉觸點構成的控制迴路，由接觸器KM常開輔助觸點、信號燈 HD2、 HD1構成的信號指示迴路；由開關K、起動按鈕SB和信號燈HD組成 的警示燈迴路。
全文摘要
多功能裝配式液壓驅動移動棧橋，涉及一種用於各種隧道或隧洞鑽爆法開挖施工的液壓驅動移動棧橋。它包括主橋和位於主橋兩端的引橋，主橋包括橫梁和聯接在橫梁兩側的桁架，桁架上下端分別是主橋上弦杆和主橋下弦杆。其關鍵技術是在主橋的前端安裝轉向輪，後端安裝驅動輪和後支撐裝置，轉向輪和驅動輪上設升降機構。在位於轉向輪和後支撐裝置之間的主橋下弦杆上安裝移動軌道，移動軌道上安裝混凝土刮平裝置、底拱模板固定裝置、前支撐裝置和前支撐縱移託滾，在棧橋左右兩側的主橋下弦杆上安裝牽引機構。本發明適用於公路、鐵路、引水、洩洪和防空等各種隧道或隧洞鑽爆法開挖施工，同時滿足隧道或隧洞開挖與底部仰拱混凝土澆築並行施工的要求。
文檔編號E21D9/12GK101598025SQ20091005968
公開日2009年12月9日 申請日期2009年6月22日 優先權日2009年6月22日
發明者彭衛平, 忠 楊, 愚 楊, 茂 林 申請人:中國水利水電第七工程局有限公司;武漢大學