CN113699900A - 一种用于桥梁抢修的梁墩结构及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于桥梁抢修的梁墩结构及其应用，属于桥梁抢修领域。该梁墩结构包括抢修墩组件和抢修梁组件，其中：抢修墩组件包括底座和墩身，底座用于与墩身的底部连接，以将其固定在地面上；墩身采用伸缩套筒结构；抢修梁组件与抢修墩组件的顶部连接，该抢修梁组件采用可伸展结构，工作时抢修梁组件沿顺桥向方向对称展开，然后两端与待抢修桥梁的桥墩支座连接，以此完成桥梁抢修工作。本发明可实现桥梁抢修设备的整体运输，具有强大的机动性能，并实现多点同步作业；同时本发明中抢修墩组件、抢修梁组件均采用模块化的设计思路，有效避免了现有抢修器材零部件种类多、现场拼装繁琐的问题。

Description

一种用于桥梁抢修的梁墩结构及其应用

技术领域

本发明属于桥梁抢修领域，更具体地，涉及一种用于桥梁抢修的梁墩结构及其应用。

背景技术

桥梁损毁后，应尽可能以最小的作业量和最短的时间完成抢修，以尽快恢复通行。目前，桥梁抢修多采用制式梁墩抢修器材，多以现场人力拼组方法为主，辅以小型起重机械，主要存在杆件数量多、拼装复杂、机械化程度低、人力消耗量大且前期准备工作量大、拼组时间长、效率低等问题，难以满足新形势下铁路交通运输保障需求。

现有技术中，针对公路桥梁抢修的快速架设方式主要有以下两种：一种是机械化桥，桥梁本身和架设运输设备形成一个整体，机械化程度高，作业速度快，但由于未配有墩身抢修单元，因此仅适用于克服各类沟渠、小河、弹坑的交通保障或者只有梁部结构损毁情况下的快速抢修，一旦遇到梁墩同时损毁的线路便难以保障；另一种是机械化设备架桥，梁墩通常为一体化结构，利用专用的机械架设设备，作业速度也很快，更适用于线上架设。但由于铁路自身存在线路条件要求高、载重量大等特点，目前用于铁路的、机械化程度较高的一体化装备在国内外尚未装备。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种用于桥梁抢修的梁墩结构及其应用，旨在解决现有的桥梁抢修工作拼组时间长、效率低的问题。

为实现上述目的，按照本发明的一方面，提供了一种用于桥梁抢修的梁墩结构，该梁墩结构包括抢修墩组件和抢修梁组件，其中：

所述抢修墩组件包括底座和墩身，所述底座用于与墩身的底部连接，以将其固定在地面上；所述墩身采用伸缩套筒结构；

所述抢修梁组件与所述抢修墩组件的顶部连接，该抢修梁组件采用可伸展结构，工作时所述抢修梁组件沿顺桥向方向对称展开，然后两端与待抢修桥梁的桥墩支座连接，以此完成桥梁抢修工作。

作为进一步优选的，所述抢修墩组件还包括塔杆和缆绳，所述塔杆设置在墩身的顶部，该塔杆的顶部设有导向滑轮，用于与缆绳配合完成所述抢修梁组件的架设工作，然后收缩进入所述墩身的内部。

作为进一步优选的，所述墩身在顶升到位后进行自动锁定。

作为进一步优选的，所述抢修梁组件包括左跨梁和右跨梁，所述左跨梁和右跨梁沿所述塔杆的中心线对称设置，展开时分别在所述缆绳的驱动下沿顺桥向方向对称布置。

作为进一步优选的，所述左跨梁和右跨梁的顶面布设有轨道。

作为进一步优选的，所述底座单独运输到待抢修桥梁的下方，或者与所述墩身连接共同运输到待抢修桥梁的下方；其中在所述底座与墩身连接的情况下，当设备处于运输状态时，所述底座与墩身的底部通过销轴半挂连接，当所述墩身竖转到位后插入另一个销轴，以完成所述底座与墩身的固定。

作为进一步优选的，所述塔杆的顶部设置有轨道，以在收缩后与所述左跨梁和右跨梁表面的轨道配合形成完整轨道。

作为进一步优选的，所述左跨梁和右跨梁均由两节梁节段组成，并且两节梁节段分别在第一油缸或第二油缸的驱动下沿顺桥向方向展开，通过与所述缆绳相互配合以展开到位。

按照本发明的另一方面，提供了一种用于桥梁抢修的运输组件，所述运输组件用于运送上述梁墩结构，该运输组件包括车体、液压支撑腿以及设置在车体上的纵移滑道、横移滑道、水平转盘和起升油缸，所述液压支撑腿设置在所述车体的两侧；所述纵移滑道、横移滑道和水平转盘从下至上依次连接；所述起升油缸的底部设置在水平转盘上，其顶部与所述墩身连接，用于推动梁墩结构进行竖转。

按照本发明的又一方面，提供了一种梁墩机一体化桥梁抢修架设设备，该架设设备包括上述梁墩结构和运输组件，工作时所述梁墩结构被所述运输组件运送至待抢修桥梁的下方，并通过推动实现该梁墩结构的竖转，然后所述梁墩结构通过顶升和伸展完成桥梁抢修工作。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

1.本发明采用一体化设计理念，可实现桥梁抢修设备的整体运输，具有强大的机动性能，能够将梁墩结构快速运输到待抢修桥梁的位置，并实现多点同步作业，不受破坏数量的限制，可保证多点破坏与单孔破坏以相近效率完成线路抢通；同时本发明中抢修梁组件、抢修墩组件均采用模块化的设计思路，化零为整，有效避免了现有抢修器材零部件种类多、现场拼装繁琐的问题，具有前期准备工作少、施工步骤简单、成桥速度快的优势，为铁路线路损毁后及时恢复创造了条件；

2.尤其是，本发明根据桥梁抢修的具体应用场景，对底座与墩身的连接方式、塔杆及抢修墩的结构进行优化，能够有效提高桥梁抢修的效率和安全性，完成不同高度范围内的桥梁抢通任务，并且可实现灵活变跨，不受原线路跨度的影响，从而能够有效避开残墩位置直接立墩，无需对残墩进行接高等任何处理，进而减少前期工作量。

附图说明

图1是本发明实施例提供的梁墩机一体化桥梁抢修架设设备的整体结构示意图；

图2是本发明实施例提供的用于桥梁抢修的梁墩结构中抢修墩组件的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的用于桥梁抢修的梁墩结构中抢修梁组件的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的用于桥梁抢修的运输组件的结构示意图；

图5a～图5l是本发明实施例提供的梁墩机一体化桥梁抢修架设设备的工作流程示意图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：

1-运输组件，1.1-液压支撑腿，1.2-起升油缸，2-抢修墩组件，3-抢修梁组件，2.1-底座，2.2-墩身，2.3-塔杆，2.4-缆绳，3.1-左跨梁，3.2-右跨梁，3.3-第一油缸，3.4-第二油缸。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1～3所示，本发明提供了一种用于桥梁抢修的梁墩结构，该梁墩结构包括抢修墩组件2和抢修梁组件3，其中：

抢修墩组件2包括底座2.1、墩身2.2、塔杆2.3和缆绳2.4，底座2.1用于与墩身2.2的底部连接，以将其固定在地面上；墩身2.2采用多级伸缩套筒结构，架墩过程中通过伸缩套筒的顶升实现对墩身2.2的高度调节，并在顶升到位后进行自动锁定；塔杆2.3设置在墩身2.2的上方，其顶部设有导向滑轮，通过与缆绳2.4配合完成抢修梁组件3的架设工作，同时塔杆2.3通过齿轮齿条可实现沿墩身2.2的竖直升降，运输过程以及架设过程中塔杆2.3处于伸长状态，待抢修梁组件3架设完成后塔杆2.3下降落到墩身2.2的内腔，塔杆2.3顶面轨道与抢修梁组件3的顶面轨道连接形成完整轨道；

抢修梁组件3与抢修墩组件2的顶部连接，该抢修梁组件3采用可伸展结构，其包括左跨梁3.1和右跨梁3.2，左跨梁3.1和右跨梁3.2沿塔杆2.3的中心线对称设置，展开时分别在缆绳2.4的驱动下沿顺桥向方向对称布置，两端与待抢修桥梁的桥墩支座连接；同时左跨梁3.1和右跨梁3.2的顶面布设有轨道，可在抢修梁组件3展开后可直接与两侧轨道快速连接，进而与待抢修桥梁上的轨道配合形成完整轨道。

进一步，底座2.1可以采用预制的方式直接固定在待抢修桥梁的下方，并在梁墩结构运输到位后与墩身2.2的底部连接，然后再推动梁墩结构进行竖转，并在竖转到位后插入销轴进行固定；同时底座2.1也可以与墩身2.2连接共同运输到待抢修桥梁的下方，当设备处于运输状态时，底座2.1与墩身2.2的底部通过销轴半挂连接，并在墩身2.2竖转到位后插入另一个销轴，以完成底座2.1与墩身2.2的固定。

进一步，墩身2.2通过液压电控系统，可实现快速的升降和收折，并且伸缩套筒顶升到位后通过单缸插销结构实现自动锁定，可自动限位，架拆方便，自动化程度高，极大地减少了人工作业量。墩身2.2的高度为10m～40m，并且以模数为2m的节段进行调节。

进一步，抢修梁组件3的单侧跨度为6m～20m，由既有桥梁跨度决定，可根据实际情况进行选择。左跨梁3.1和右跨梁3.2均由两节梁节段组成，并且两节梁节段分别在第一油缸3.3或第二油缸3.4的驱动下沿顺桥向方向展开，通过与缆绳2.4相互配合以展开到位。

按照本发明的另一方面，如图4所示，提供了一种用于桥梁抢修的运输组件，用于运送上述梁墩结构，该运输组件1包括车体、液压支撑腿1.1以及设置在车体上的纵移滑道、横移滑道、水平转盘和起升油缸1.2，液压支撑腿1.1设置在车体的两侧；纵移滑道、横移滑道和水平转盘从下至上依次连接；起升油缸1.2的底部设置在水平转盘上，其顶部与墩身2.2连接，用于推动梁墩结构进行竖转。

按照本发明的又一方面，提供了一种梁墩机一体化桥梁抢修架设设备，该架设设备包括上述梁墩结构的运输组件，工作时梁墩结构被运输组件1运送至待抢修桥梁的下方，并通过起升油缸1.2推动实现该梁墩结构的竖转，然后墩身2.2顶升到位后进行自动锁定，最后抢修梁组件在缆绳2.4、第一油缸3.3和第二油缸3.4的驱动下沿顺桥向方向展开，以此完成桥梁抢修工作。

实际应用中通常为多孔桥梁连接破坏或者多点破坏，若采用线上抢修的方式需沿线路逐孔恢复，梁跨破坏越多，抢通时间就会越慢，而且易受曲线半径、运输过隧等不利因素的制约。本发明采用线下抢修方式，可根据现场需要多点同步作业，不受到破坏数量的限制，仍可保证与单孔破坏相近的效率完成线路的抢通，而且不受线路条件影响。并且由于线路受到破坏后通常仍有残墩，若原位对其进行接高，工作量巨大，本发明通过设置不同尺寸的梁节段可实现灵活变跨，不受原线路跨度的影响，从而有效避开残墩位置直接立墩，与现有技术中的机械化桥相比，无需对残墩进行接高等任何处理，有效减少了前期工作量，进一步提高抢修效率。

进一步，本发明提供的梁墩机一体化桥梁抢修架设设备还包括智能监控系统，对设备对位、安装、抢架以及运维等全过程的受力变形进行监控、报警和纠偏，有效确保了设备的安全性。

下面根据具体实施例对本发明提供的技术方案作进一步说明。

以抢修一孔32m梁为例，接到抢修命令后，清运损毁桥梁残骸，对既有墩顶进行整平加固处理并安装桥墩预制支座垫块，同时平整损毁梁跨跨中位置处的桥下场地并预制基础承台和墩底底座；如图5a所示，运输组件1将梁墩结构运输到待抢修桥梁的下方，通过纵移滑道、横移滑道和水平转盘实现墩底与底座对位并插入竖转钢销，然后液压支撑腿1.1打开，通过起升油缸1.2的伸长完成梁墩结构的整体竖转，如图5b、5c所示，竖转到位后插入墩底止动钢销并解除墩身与起升油缸1.2的连接；墩身2.2为四级伸缩套筒形式，每级套筒长度约10m，架墩过程通过油缸顶升，墩身2.2高度可在10m到40m范围内以模数为2m的节段进行调节，起升时套筒由内而外逐级顶升，每级套筒在顶升到位后通过单缸插销结构进行自动锁定，如图5d、5e所示；墩身2.2最内侧四级套筒顶面为墩顶，其上方两侧对称设置有桥梁支座，分别与左跨梁3.1和右跨梁3.2通过销轴连接，同时左跨梁3.1和右跨梁3.2各分为两个梁节段，分别为内侧梁节段和外侧梁节段，钢轨直接布设在梁顶面，长度分别为7m和9m，两个梁节段之间通过销轴连接，通过第一油缸3.3和第二油缸3.4的顶升实现一定角度的同步对称转动，当第一油缸3.3和第二油缸3.4的行程达到最大位置后，通过调整缆绳2.4的长度配合完成左跨梁3.1和右跨梁3.2的同步对称展开，如图5f～5h所示；抢修梁组件3展开到位后，与待抢修桥梁的混凝土墩支座连接，塔杆2.3收落，轨道精调后即可实现线路通车，如图5i～5l所示，择机完成复线抢修。利用液压顶升方法架设40m抢修墩，用时约40h，而本发明提供的方法仅需15min，因而使得架设效率大大提升，为线路损毁后及时恢复创造了条件。

本领域的技术人员容易理解，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于桥梁抢修的梁墩结构，其特征在于，该梁墩结构包括抢修墩组件(2)和抢修梁组件(3)，其中：

所述抢修墩组件(2)包括底座(2.1)和墩身(2.2)，所述底座(2.1)用于与墩身(2.2)的底部连接，以将其固定在地面上；所述墩身(2.2)采用伸缩套筒结构；

所述抢修梁组件(3)与所述抢修墩组件(2)的顶部连接，该抢修梁组件(3)采用可伸展结构，工作时所述抢修梁组件(3)沿顺桥向方向对称展开，然后两端与待抢修桥梁的桥墩支座连接，以此完成桥梁抢修工作。

2.如权利要求1所述的用于桥梁抢修的梁墩结构，其特征在于，所述抢修墩组件还包括塔杆(2.3)和缆绳(2.4)，所述塔杆(2.3)设置在墩身(2.2)的顶部，该塔杆(2.3)的顶部设有导向滑轮，用于与缆绳(2.4)配合完成所述抢修梁组件(3)的架设工作，然后收缩进入所述墩身(2.2)的内部。

3.如权利要求1所述的用于桥梁抢修的梁墩结构，其特征在于，所述墩身(2.2)在顶升到位后进行自动锁定。

4.如权利要求1所述的用于桥梁抢修的梁墩结构，其特征在于，所述抢修梁组件(3)包括左跨梁(3.1)和右跨梁(3.2)，所述左跨梁(3.1)和右跨梁(3.2)沿所述塔杆(2.3)的中心线对称设置，展开时分别在所述缆绳(2.4)的驱动下沿顺桥向方向对称布置。

5.如权利要求4所述的用于桥梁抢修的梁墩结构，其特征在于，所述左跨梁(3.1)和右跨梁(3.2)的顶面布设有轨道。

6.如权利要求1所述的用于桥梁抢修的梁墩结构，其特征在于，所述底座(2.1)单独运输到待抢修桥梁的下方，或者与所述墩身(2.2)连接共同运输到待抢修桥梁的下方；其中在所述底座(2.1)与墩身(2.2)连接的情况下，当设备处于运输状态时，所述底座(2.1)与墩身(2.2)的底部通过销轴半挂连接，当所述墩身(2.2)竖转到位后插入另一个销轴，以完成所述底座(2.1)与墩身(2.2)的固定。

7.如权利要求2所述的用于桥梁抢修的梁墩结构，其特征在于，所述塔杆(2.3)的顶部设置有轨道，以在收缩后与所述左跨梁(3.1)和右跨梁(3.2)表面的轨道配合形成完整轨道。

8.如权利要求4所述的用于桥梁抢修的梁墩结构，其特征在于，所述左跨梁(3.1)和右跨梁(3.2)均由两节梁节段组成，并且两节梁节段分别在第一油缸(3.3)或第二油缸(3.4)的驱动下沿顺桥向方向展开，通过与所述缆绳(2.4)相互配合以展开到位。

9.一种用于桥梁抢修的运输组件，其特征在于，所述运输组件用于运送如权利要求1～8任一项所述的梁墩结构，该运输组件(1)包括车体、液压支撑腿(1.1)以及设置在车体上的纵移滑道、横移滑道、水平转盘和起升油缸(1.2)，所述液压支撑腿设置在所述车体的两侧；所述纵移滑道、横移滑道和水平转盘从下至上依次连接；所述起升油缸的底部设置在水平转盘上，其顶部与所述墩身(2.2)连接，用于推动梁墩结构进行竖转。

10.一种梁墩机一体化桥梁抢修架设设备，其特征在于，该架设设备包括如权利要求1～8任一项所述的梁墩结构和如权利要求9所述的运输组件，工作时所述梁墩结构被所述运输组件(1)运送至待抢修桥梁的下方，并通过推动实现该梁墩结构的竖转，然后所述梁墩结构通过顶升和伸展完成桥梁抢修工作。

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