CN116043715A - 一种用于复杂工况的预制节段梁施工的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于复杂工况的预制节段梁施工的施工方法，该施工方法基于节段拼装架桥机，节段拼装架桥机包括主框架、前辅助支腿、后辅助支腿、两个中支腿、第一主天车、第二主天车以及两个辅助天车，第一主天车、第二主天车以及两个辅助天车可沿着主框架上移动，施工方法包括为将待架的预应力混凝土箱形梁集中在专门的制梁场上分段预制，然后运到桥梁工地并从后跨喂入架桥机腹内在一幅中墩进行T构悬拼作业，然后进行首跨半跨悬拼作业，待一联末跨半跨悬拼作业完成后再进行整联的预应力张拉，本发明采用通过天车横移与吊挂横移相互配合来适应半径更小的曲线梁的架设，并且采用支腿横移以及旋转的方式适应小曲线段桥梁架设施工。

Description

一种用于复杂工况的预制节段梁施工的施工方法

技术领域

本发明涉及预制节段梁施工技术领域，特别涉及一种用于复杂工况的预制节段梁施工的施工方法。

背景技术

近年来随着全国各大城市道路交通迅速发展以及城市快速建设，城市内高架桥工程施工环境工况变得更加复杂：线路平面曲线小、线路纵向坡度大、桥梁分布密集而绵长，且城市环境本来就是地窄人多，交通繁忙，桥梁施工干扰大，因此对桥梁施工也提出了更多要求，预制节段梁拼装技术也应用开来。

而在大坡道上施工，需谨防架桥机或者主天车发生溜坡事件，但目前架桥机的行走机构都是轮轨体系，这种滚动摩擦机制很容易引发溜坡现象，同时目前架桥机难以满足小半径的曲线梁的架设。

综上所述，为了适应未来城市轨道及公路交通快速发展需要，很有必要研制一种能够满足城市轨道交通工程大跨度小曲线大坡道桥梁架设施工需要的新型架桥机及其成套技术来满足新兴梁型技术需求。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题，提供一种用于复杂工况的预制节段梁施工的施工方法。

为达到上述目的所采取的技术方案是：

一种用于复杂工况的预制节段梁施工的施工方法，其特征在于，该施工方法基于节段拼装架桥机，节段拼装架桥机包括主框架、前辅助支腿、后辅助支腿、两个中支腿、第一主天车、第二主天车以及两个辅助天车，第一主天车、第二主天车以及两个辅助天车设于主框架上，并可沿着主框架上移动；

前辅助支腿以及后辅助支腿分别设于主框架的前后两端；

两个所述中支腿均包括支撑组件和第一升降组件，第一升降组件设于支撑组件下方，所述中支腿通过支撑组件滑动设于主框架下方，所述支撑组件主要由两个移位台车、横移机构、纵移机构与支腿横梁组成，所述移位台车分为上部与下部，移位台车下部设于支腿横梁上，移位台车上部与主框架之间相连，并且移位台车上部可沿移位台车下部中心轴旋转，所述横移机构带动移位台车在支腿横梁上横向移动，所述纵移机构对主框架进行顶推；

所述前辅助支腿包括第二升降组件、旋转组件和第一固定组件，所述第二升降组件设于主框架的前端，且旋转组件以及固定组件依次设于第二升降组件的下方，所述第一固定组件通过旋转组件可在第二升降组件上旋转一定的角度；

后辅助支腿包括第三升降组件和第二固定组件，所述第三升降组件设于主框架的后端，且第二固定组件设于第三升降组件的下方；

施工方法包括以下步骤：

（一）架桥机一联首跨到位，两个中支腿在墩顶块上支撑，前辅助支腿以及后辅助支腿脱空，架桥机准备架梁；

（二）第一主天车以及第二主天车依次提第一片节段梁至施工前方的中支腿两侧，初对位即调整标高及节段块空中姿态，随后调整湿接缝尺寸，在进行精对位，并依次完成临时预应力张拉、与T构间湿接缝模板安装、浇注湿接缝，待湿接缝达到设计强度后，进行体内永久预应力钢束张拉；

（三）重复步骤（二）第一主天车以及第二主天车依次对称架设施工前方中支腿所在桥墩的T构，直至中跨T构最后一对节段梁拼装完毕；

（四）每联首个T构架设完成后，进行首边跨节段梁悬挂施工；

（五）第一主天车以及第二主天车分别行驶至两个中支腿上方附近，驱动中支腿横移机构将架桥机主框架调整至过孔前合适位置；

（六）第一主天车、第二主天车以及辅助天车运行至架桥机尾部，利用中支腿纵移机构顶推主框架向前移动，直至前辅助支腿到达前方墩顶块上方；

（七）同时支撑前辅助支腿以及后辅助支腿，脱空后方中支腿，第一主天车吊后方中支腿至前辅助支腿后方墩顶，支撑中支腿，并安装中支腿墩顶锚固装置；

（八）脱空前辅助支腿和后辅助支腿，第一主天车、第二主天车以及辅助天车运行至架桥机前端,利用中支腿纵移机构推动主框架前移，直至主框架前移到达架梁位置，架桥机准备再次过孔；

（九）重复步骤（二）至（三），完成桥梁中间桥墩的“T”构架设；

（十）第一主天车以及第二主天车分别开至前后中支腿上方附近，驱动中支腿横移机构将架桥机主框架调整至过孔前合适位置，准备进行一联末跨过孔；

（十一）第一主天车、第二主天车以及辅助天车运行至架桥机尾部，中支腿纵移机构顶推主框架前移，直至前辅助支腿到达前方墩旁支撑架上方，在墩旁支架上支撑；

（十二）利用第一主天车将边跨墩顶的一块节段梁安放到位；

（十三）重复步骤（十二）将墩顶另外一块节段梁安装到位，并将两块墩顶块进行临时锚固，保障其能够满足中支腿的支撑需要；

（十四）支撑后辅助支腿，脱空后方中支腿；

（十五）第一主天车吊后方中支腿至前辅助支腿后方墩顶，第一主天车、第二主天车以及辅助天车运行至架桥机前端，脱空前辅助支腿和后辅助支腿，架桥机准备再次过孔；

（十六）利用中支腿纵移机构顶推主框架，前移到达架梁位置，施工一联末跨，浇筑中间湿接缝，整跨永久应力钢束张拉，致此一联施工完成。

进一步的，所述步骤（一）、步骤（二）以及步骤（三）中，架桥机在进行T构悬拼时，前后两个辅助天车分别吊着张拉平台在待安装的节段梁两侧，作为人员的操作平台，当线路为曲线时，在第一主天车以及第二主天车提升节段梁之前，事先将整机横移至合适位置，避免在第一主天车以及第二主天车提升节段梁的情况下进行整机横移；

当需要整机横移时，第一主天车以及第二主天车分别至于前后两个中支腿上方。

进一步的，所述步骤（四）中，首边跨节段梁悬挂施工按照以下步骤进行：

（1）节段梁悬挂顺序为自边向跨中方向逐段悬挂；

（2）运梁到位并安装吊杆，控制第一主天车提梁，同时利用吊杆及吊挂将节段梁块悬挂在主框架上，重复上述步骤直至首跨节段梁全部悬挂拼装完毕；

（3）利用第一主天车依次将节段梁进行三维空间调整并进行初对位，进而涂环氧树脂，随后进行精确对位并进行临时预应力张拉，随后安装湿接缝模板并浇注湿接缝，进而进行整跨永久应力钢束张拉；

（4）整跨张拉完成后，吊挂卸载，拆除吊挂。

进一步的，所述步骤（五）以及步骤（十）中，当架桥机进行曲线过孔时，中支腿内横移机构需驱动移位台车携主框架横向变幅一定的距离并控制移位台车旋转一定的角度，其具体的步骤包括：

（1）中支腿横移机构驱动整机横移变幅一定的距离使一条中支腿处的主框架横移到目标位置；

（2）以主框架到达目标位置的一处中支腿的移位台车中心线为转轴，驱动另一条中支腿的横移机构继续携主框架横移至目标位置；

（3）在横移机构驱动整机横移过程中，支腿横梁与主框架间的角度会发生变化，单个中支腿的两个移位台车在支腿横梁上的间距会发生变化，故在中支腿的横移机构驱动整机横移一定距离后需松开两个移位台车中间的连杆，调节连杆的长度后，在对移位台车进行连接，连杆连接后继续横向移动，重复几次直至达到目标横移量。

进一步的，所述步骤（六）以及步骤（十一）中，当架桥机在曲线段过孔，前辅助支腿在前方墩顶或者墩旁支架上就位时，需要按照以下步骤：

（1）前辅助支腿在到达墩顶中心时，解除前辅助支腿下端上、下横梁之间的螺栓连接；

（2）驱使下层横梁旋转，最终使前辅助支腿2下层横梁基本与桥墩或者墩旁支架为平行的状态，重新连接两层横梁之间的螺栓；

（3）继续前行到位并在锚固纵梁上或者墩旁支架上支撑；

（4）将前辅助支腿下层横梁与锚固纵梁或者墩旁之间进行有效锚固，防止其滑动。

进一步的，所述步骤（七）以及步骤（十五）中，第一主天车吊装后方中支腿过孔需按照以下步骤：

（1）前辅助天车走行至主框架1前端；

（2）将第一主天车的吊具与后方中支腿连接，第一主天车提后方中支腿脱空；

（3）第一主天车提后方中支腿前行至后跨跨中位置，第一主天车带动中支腿顺时针旋转90度,然后继续前行；

（4）第一主天车提后方中支腿至前跨跨中位置降落并逆时针旋转90度；

（5）第一主天车提后方中支腿继续前行至前辅助支腿后方墩顶位置。

进一步的，所述第一主天车吊装后方中支腿过孔步骤过程中：

（1）在第一主天车倒运中支腿的过程中，主天车的吊具回转机构有两次90 º的旋转动作，两次旋转的方向相反；

（2）当第一主天车吊中支腿脱空不能保证中支腿平衡时，将中支腿的两个移位台车分别调整位置作为秤砣，使其平衡后将移位台车位置固定，然后继续吊运中支腿前行。

进一步的，所述步骤（十二）中，第一主天车将边跨墩顶的一块节段梁安放到位需按照以下步骤：

（1）前辅助天车开至主框架前端，第一主天车前行约20m；

（2）同时利用第二主天车将后辅助支腿向前倒运至中支腿后方，并用螺纹钢筋临时吊挂至主框架下弦上；

（3）利用第二主天车将节段梁倒运至两中支腿跨内并放置在桥面上；

（4）第二主天车返回主框架尾部继续取梁，第一主天车的吊具与跨内节段梁重新连接；

（5）利用第一主天车将节段梁倒运至前跨桥墩附近；

（6）第一主天车使节段梁旋转90度；

（7）第一主天车将墩顶前半块节段梁安放到位；

（8）将节段梁与桥墩进行临时支撑固定。

进一步的，所述步骤（十四）中，支撑后辅助支腿，脱空后方中支腿的方式按照以下步骤：

（1）第二主天车运行至主框架尾部，利用第二主天车将后辅助支腿向后倒运至合适位置并用螺栓栓接与主框架下弦杆上，支撑后辅助支腿；

（2）连接第一主天车吊具和后中支腿的吊运装置，第一主天车提后中支腿脱空。

进一步的，所述第一主天车和第二主天车均包括两个第一走行机构、起升卷扬机构以及吊梁组件，两个所述第一走行机构采用齿销传动的方式，第一主天车以及第二主天车通过第一走行机构沿主框架上方移动；

所述起升卷扬机构通过钢丝绳与吊梁组件连接，所述吊梁组件上设有三维调整装置，三维调整装置用于调整吊梁组件的角度，所述吊梁组件上还设有用于吊装前辅助支腿、后辅助支腿以及中支腿的构件。

本发明所具有的有益效果为：

1.本发明采用先将待架的预应力混凝土箱形梁集中在专门的制梁场上分段预制，然后运到桥梁工地并从后跨喂入架桥机腹内在一幅中墩进行T构悬拼作业，然后进行首跨半跨悬拼作业，待一联末跨半跨悬拼作业完成后再进行整联的预应力张拉的施工方法，同时配合天车横移与吊挂横移相互配合来适应半径更小的曲线梁的架设，并且采用支腿横移以及旋转的方式适应小曲线段桥梁架设施工，实现在小曲线段的过孔施工，同时增加了过孔的安全性，并且保证了在各种复杂工况下的施工安全，提高了施工效率，避免了干扰交通以及防止了污染环境。

2.本发明施工方法可以双幅桥同时施工，并且放弃了原有横移采用的油缸顶推的形式，采用了链轮驱动的形式，使得整个施工过程速度快、安全性好，满足双幅横向交替架设，完成设备横移。

3.本发明中在主天车吊运中支腿时，通过主天车上的吊具，带动中支腿两次反向的九十度旋转动作，保证了后续施工中中支腿的正常供电。

附图说明

图1为本发明的整体T构架设示意图；

图2为本发明的整体半跨满载架设示意图；

图3为本发明中主框架的俯视图；

图4为本发明中主框架的主视图；

图5为本发明图4中A-A处的剖视图；

图6为本发明图4中B-B处的剖视图；

图7为本发明中前辅助支腿结构的主视图；

图8为本发明中前辅助支腿结构的侧视图；

图9为本发明中支腿的结构示意图；

图10为本发明中支腿结构中升降组件的结构示意图；

图11为本发明中后辅助支腿结构的主视图；

图12为本发明中后辅助支腿结构的侧视图；

图13为本发明中第一主天车结构的主视图；

图14为本发明中第一主天车结构的侧视图；

图15为本发明中第二主天车结构的主视图；

图16为本发明中第二主天车结构的侧视图；

图17为本发明中辅助天车结构的主视图；

图18为本发明中辅助天车结构的侧视图；

图19为本发明中吊挂组件中单个吊挂单元的结构示意图；

图20为本发明图19中A向示意图；

图21为本发明图19中B向示意图；

图22为本发明图19中C-C处剖视图；

图23为本发明中湿接缝施工平台的结构示意图；；

图24为本发明中架桥机施工方法的施工流程示意图一；

图25为本发明中架桥机施工方法的施工流程示意图二；

图26为本发明中架桥机施工方法的施工流程示意图三；

图27为本发明中架桥机施工方法的施工流程示意图四；

图28为本发明中架桥机施工方法的施工流程示意图五；

图29为本发明中架桥机施工方法的施工流程示意图六；

图30为本发明中架桥机施工方法的施工流程示意图七；

图31为本发明中架桥机施工方法的施工流程示意图八；

图32为本发明中架桥机施工方法的施工流程示意图九；

图33为本发明中架桥机施工方法的施工流程示意图十；

图34为本发明中架桥机施工方法的施工流程示意图十一；

图35为本发明中架桥机施工方法的施工流程示意图十二；

图36为本发明中架桥机施工方法的施工流程示意图十三；

图37为本发明中架桥机施工方法的施工流程示意图十四；

图38为本发明中架桥机施工方法的施工流程示意图十五；

图39为本发明中架桥机施工方法的施工流程示意图十六；

图40为本发明中架桥机施工方法的施工流程示意图十七；

图41为本发明中架桥机施工方法的施工流程示意图十八；

图42为本发明中架桥机施工方法的施工流程示意图十九；

图43为本发明中架桥机施工方法的施工流程示意图二十；

图44为本发明中架桥机施工方法的施工流程示意图二十一；

图45为本发明中架桥机施工方法的施工流程示意图二十二；

图46为本发明中架桥机施工方法的施工流程示意图二十三；

图47为本发明中架桥机施工方法的施工流程示意图二十四；

图48为本发明中架桥机施工方法的施工流程示意图二十五。

其中，1-主框架，1a-主梁，1b-联系梁，1c-轨道方钢，1d-驱动轨道，1e-吊挂轨道，1f-车档，2-前辅助支腿，2a-铰座组件，2b-第一上横梁，2c-立柱外套，2d-第一中间横梁，2e-第一内套柱，2f-第一顶升油缸，2g-第一下横梁，2h-扁担梁，2i-电动转轴，2j-锚固纵梁，2k-螺纹钢筋，3-中支腿，3a-移位台车，3b-纵移机构，3c-横移机构，3d-连杆，3e-支腿横梁，3f-支撑横梁，3g-第三内套柱，3h-外套增高节，3i-第三顶升油缸，3j-油缸增高节，3k-油缸横梁，3l-可调支撑，3m-底部横梁，3n-剪刀撑，3o-锚固装置，4-后辅助支腿，4a-第二内套柱，4b-第二上横梁，4c-第二中间横梁，4d-第二下横梁，4e-垫块，4f-连接横梁，4g-斜撑杆，4h-第二顶升油缸，5-第一主天车，5a-天车门架，5b-横梁组件，5c-第一走行机构，5d为起升卷扬机构，5e为吊梁组件，6-第二主天车，6a-天车门架，6b-横梁组件，6c-第一走行机构，6d-起升卷扬机构，6e-吊梁组件，6f-第一电动葫芦，7-辅助天车，7a-第二走行机构，7b-辅助天车门架，7c-5t电动葫芦，7d-10t电动葫芦，7e-配重块，8-张拉平台，9-吊挂组件，9a-长吊杆，9b-横移梁，9c-均衡梁，9d-钩挂，9e-长横梁，9f-短吊杆，10-湿接缝施工平台，10a-下框架，10b-上框架，10c-撑杆，10d-拉杆，10e-可调撑杆，10f-梁面水平撑杆，10g-螺纹钢筋，10h-活动爬梯。

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，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；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1-23所示，本实施例公开了一种用于复杂工况的预制节段梁施工的施工方法，基于一种新型的节段拼装架桥机，架桥机包括主框架1、前辅助支腿2、两组中支腿3、后辅助支腿4、第一主天车5、第二主天车6、辅助天车7、张拉平台8、吊挂组件9以及湿接缝施工平台10。

如图1-6所示主框架1由两根桁架式主梁1a和联系梁1b组成，主梁1a采用正三角形双层桁架结构形式，联系梁1b采用倒三角桁架的结构形式，主框架1横向及纵向均为对称结构，在两条主梁1a上弦顶部中间位置通长设置有轨道方钢1c，在两条主梁上弦顶部上通长设置有供减速机齿轮驱动的驱动轨道1d，在两条主梁下弦中部设置有吊挂轨道1e，在两条主梁的上弦端头位置设置有车档1f，本主框架采用双层三角桁架结构，为全对称结构，方便本架桥机实现反向施工。

如图1-8所示，前辅助支腿2为固定支腿，上端铰接在主梁1a前端，下端支撑于桥墩或者墩旁临时支架上，它不仅是架桥机过孔时的临时支撑，用来完成两组中支腿3倒换和安装，同时也是架桥机进行墩顶块、0#块架设时的重载支撑，前辅助支腿2包括铰座组件2a、第一上横梁2b、立柱外套2c、第一中间横梁2d、第一内套柱2e、第一顶升油缸2f、第一下横梁2g、扁担梁2h、电动转轴2i以及锚固纵梁2 j，其中铰座组件2a、第一上横梁2b、第一中间横梁2d、第一内套柱2e、第一顶升油缸2f以及第一下横梁2g形成第二升降组件，电动转轴2i形成旋转组件，扁担梁2h以及锚固纵梁2j形成第一固定组件。

如图1-8所示，铰座组件2a上部通过螺栓连接于主梁1a的下弦底部，铰座组件2a的下部直接焊接在第一上横梁2b上，第一上横梁2b的下部与立柱外套2c焊接为一个整体框架，在立柱外套2c焊接区域的第一上横梁2b均开有方孔，第一中间横梁2d通过销轴连接在第一内套柱2e上，第一顶升油缸2f连接在第一上横梁2b和第一中间横梁2d之间，第一内套柱2e下方栓接于第一下横梁2g上，在第一下横梁2g和扁担梁2h之间设置有电动转轴2i，扁担梁2h可沿着电动转轴2i在第一下横梁2g转动，扁担梁2h支撑在锚固纵梁2 j上，锚固纵梁2j与墩顶的预埋螺纹钢筋2k连接。

如图1-10所示，中支腿3共设有两套并且结构完全相同，为活动支腿，中支腿3上端滑动支撑于主梁1a下弦上，下端通过可调支撑3l支撑在墩顶块、0#块上，中支腿3是架桥机架梁时的重载支撑，同时与前辅助支腿2、后辅助支腿4配合共同完成设备过孔，每套中支腿3包括两个移位台车3a、纵移机构3b、横移机构3c、连杆3d、支腿横梁3e、支撑横梁3f、两个第三内套柱3g、外套增高节3h、第三顶升油缸3i、油缸增高节3j、油缸横梁3k、可调支撑3l、底部横梁3m、剪刀撑3n和锚固装置3o，其中两个移位台车3a以及支腿横梁3e形成支撑组件，支撑横梁3f、两个第三内套柱3g、第三顶升油缸3i、油缸横梁3k以及可调支撑3l形成第一升降组件内的单个升降单元。

如图1-10移位台车3a共设有两个，纵移机构3b设于移位台车3a上，移位台车3a通过纵移机构3b分别支撑在单条主梁1a的下弦底部，本实施例中，纵移机构为现有技术，可顶推主框架1上的主梁1a向前移动，单个移位台车3a分为上部与下部，移位台车3a下部设于支腿横梁3e上，移位台车3a上部通过纵移机构3b支撑在单条主梁1a的下弦底部，并且移位台车上部可沿移位台车下部中心轴旋转，在移位台车3a和主梁1a下弦之间设有锚固，在架桥机架梁工况，需将此锚固机构安装到位，两个移位台车3a中间设置有连杆3d；

横移机构3c设于支腿横梁3e的一端，横移机构3c采用链轮驱动的形式，打破常规架桥机整机横移采用油缸顶推的形式，能够满足双幅横向交替架设，并且完成设备横移，使得设备整体施工速度高，整体施工过程安全性好，横移机构3c上设有链条，并设有与链条相啮合的主动轮，支腿横梁3e的另一端配合设有与链条啮合的从动轮，横移机构3c驱动主动轮进行转动从而带动链条进行移动，同时移位台车3a设于链条上，即横移机构3c带动链条移动的时候，同时带动移位台车3a在支腿横梁3e上进行左右横移；

支撑横梁3f栓接与于支腿横梁3e的下方，单个中支腿3共设有四个支撑横梁3f，单个支撑横梁3f与两个第三内套柱3g通过销轴连接，在支撑横梁3f和第三内套柱3g之间设置有外套增高节3h，外套增高节3h与支撑横梁3e通过法兰螺栓连接，外套增高节3h与内套柱3g通过销轴连接，第三顶升油缸3i顶部栓接于支撑横梁3e底部，底部栓接与油缸横梁3k顶部，在第三顶升油缸3i和油缸横梁3k之间设置有油缸增高节3j，油缸横梁3k以外套柱的形式通过销轴与两个第三内套柱3g连接，底部横梁3m单个支腿共四件，单件底部横梁3m与两件第三内套柱3g通过法兰螺栓连接，在单个底部横梁3m的底部栓接有可调支撑3l，剪刀撑3n销接与外套增高节3h上，目的为增加支腿高位状态时的横向稳定性，锚固装置3o栓接在支腿横梁3e上，可在支腿横梁3e上不同位置固定，锚固装置3o底部与墩顶块相连；

本发明中中支腿3采用支腿横移以及旋转的方式适应小曲线段桥梁架设施工，实现设备在小曲线段的过孔，同时增加了设备过孔的安全性。

如图11-12所示，本发明中后辅助支腿主要包括第二内套柱4a、第二上横梁4b、第二中间横梁4c、第二下横梁4d、垫块4e、连接横梁4f、斜撑杆4g和第二顶升油缸4h，其中第二内套柱4a、第二上横梁4b、第二中间横梁4c、连接横梁4f以及第二顶升油缸4h形成第三升降组件，第二下横梁4d以及垫块4e形成第二固定组件。

如图1-12所示，连接横梁4f由四根工字型截面的横梁焊接为一个整体框架，通过螺栓连接与主梁1a下弦，并将第二内套柱4a和斜撑杆4g形成一个整体，第二上横梁4b上部铰接与连接横梁4f上，并且两侧与第二内套柱4a通过销轴连接，中间与第二顶升油缸4h栓接，第二中间横梁4b两侧与第二内套柱4a通过销轴连接，中间与第二顶升油缸4h销接，第二下横梁4d上部与第二内套柱4a通过法兰螺栓连接，下部与垫块4e通过螺栓连接，垫块4e直接支撑与砼梁面上。

如图1-14所示，本发明中第一主天车5包括天车门架5a、横梁组件5b、第一走行机构5c、起升卷扬机构5d和吊梁组件5e，起升卷扬机构5d固定在横梁组件5b上，横梁组件5b滑动设于在天车门架5a的横梁上，横梁组件5b和天车门架5a之可以相对滑动，起升卷扬机构5d通过钢丝绳与吊梁组件5e连接，天车吊梁组件5e设置有三维调整装置，本实施例中，三维调整装置为现有技术，可对吊梁组件5e进行多角度的调节，使得吊具平面度调整角度大，更有利于适应更大的纵横坡架梁，天车吊梁组件5e上同时设置了用于吊装前辅助支腿2、中支腿3和后辅助支腿4的构件，第一走行机构5c由四个轮箱组成，通过销轴铰接与天车门架5a上，第一走行机构5c由四个轮箱组成且采用齿销传动，制动采用电机制动，使得驱动制动更加可靠，有效地解决了溜坡问题，且齿销传动对制作要求精度不高，更有利于在工况复杂的架桥机上使用，第一走行机构5c设于主框架1内主梁1a上弦的驱动轨道1d内。

如图15-16所示，本发明中第二主天车6与第一主天车5相比结构基本相同，不同之处在于第二主天车6的天车门架6a上设置有悬臂梁且悬臂梁的两端设有两个5t的第一电动葫芦6f，用来吊装湿接缝施工平台。

如图1-18所示，本发明中辅助天车7共设有两套，分别布置在第一主天车5、第二主天车6的前、后端，辅助天车7包括第二走行机构7a、辅助天车门架7b、5t电动葫芦7c、10t电动葫芦7d和配重块7e，走行机构7a由两组走行轮箱组成，分别作用于主框架1的两条主梁1a上弦的驱动轨道1d上，走行机构7a驱动采用销齿传动，制动采用电机制动，辅助天车门架7b由一条箱型主梁和四根支腿立柱组成，支腿立柱的上下端分别于门架主梁和走行轮箱连接，在顺桥向上形成了一个三角形的稳固结构，在天车门架7b上设置有供10t葫芦7d和两个5t葫芦7c运行的轨道，在天车门架7b上设置有配重块7e，用来保证10t葫芦7d吊装时辅助天车7自身的稳定性。

如图1-22所示，本发明中吊挂机构9由多个吊挂单元组成，每个吊挂单元包括长吊杆9a、横移梁9b、均衡梁9c、钩挂9d、长横梁9e和短吊杆9f，长吊杆9a有四根，上部与主梁1a下弦的吊挂轨道1e连接，可沿吊挂轨道1e槽纵向活动，每两根长吊杆9a的下部分别与横移梁9b、均衡梁9c连接，横移梁9b两侧直接钩挂与下横梁9e两侧的耳梁上，均衡梁9c则通过销轴与钩挂9d铰接，钩挂9d机构直接钩挂在下横梁9e的耳梁上，从而形成了四点起吊三点平衡的稳定形式。

如图23所示，本发明中湿接缝施工平台10包括下框架10a、上框架10b、撑杆10c、拉杆10d、可调撑杆10e、梁面水平撑杆10f、螺纹钢筋10g和活动爬梯10h，下框架10a由型钢和板材焊接为矩形桁架结构，共设有两件，中间通过法兰螺栓连接，单个下框架10a和单个上框架10b通过销轴铰接，在上框架10b以及下框架10a之间设置有多根撑杆10c，从而使上框架以及下框架形式一个稳固的结构，上框架10b的上端通过销轴与拉杆10d连接，拉杆10d、水平撑杆和可调撑杆10e通过销轴连接为稳定的“P”型结构，两组“P”型结构直接挂在混凝土梁面上，在两组“P”型结构的上部和底部之间通过螺栓钢筋10f连接，活动爬梯直接钩挂在下框架10a和上框架10b上用来方便人员的上下。

本发明中架桥机在使用时，前辅助支腿2中通过调节第一顶升油缸2f，通过第一中间横梁2d带动第一内套柱2e移动，进而使得前辅助支腿2具有大量的竖向调节量，中支腿3中通过第三顶升油缸3i、油缸增高节3j以及外套增高节3h相互配合，通过第三顶升油缸3i带动油缸横梁3k从而带动第三内套柱3g移动，并且根据具体的施工情况，可以针对性的对油缸增高节3j以及外套增高节3h的数量进行调节，进一步的增加中支腿的竖向调节量，后辅助支腿4中通过调节第二顶升油缸4h带动第二下横梁4c从而带动第二内套柱4a移动，进而使得后辅助支腿4具有大量的竖向调节量，进而使得本设备可以适应较大的纵坡线路的使用；

中支腿3中控制横移机构3c上的链条进行移动，从而带动移位台车3a沿着链条在支腿横梁3e上移动，从而实现中支腿的横向移动，进而使得本设备可以适应较大的横坡线路的使用；

通过控制第一下横梁2g沿着电动转轴2i在扁担梁2h转动，实现前辅助支腿的小角度转动，通过控制移位台车3a进行一定角度的转动，进而实现中支腿的小角度转动，从而更有利于设备适应小曲线施工。

如图24-48所示，本实施例中一种用于复杂工况的预制节段梁施工的施工方法，以架桥机施工三跨为一联的桥梁为例，具体包括以下步骤；

（一）架桥机一联首跨到位，两个中支腿3在墩顶块上支撑，前辅助支腿2以及后辅助支腿4脱空，架桥机准备架梁；

（二）第一主天车5以及第二主天车6依次提第一片节段梁至施工前方的中支腿3两侧，初对位即调整标高及节段块空中姿态，随后调整湿接缝尺寸，在进行精对位，并依次完成临时预应力张拉、与T构间湿接缝模板安装、浇注湿接缝，待湿接缝达到设计强度后，进行体内永久预应力钢束张拉；

（三）重复步骤（二）第一主天车5以及第二主天车6依次对称架设施工前方中支腿3所在桥墩的T构，直至中跨T构最后一对节段梁拼装完毕；

（四）每联首个T构架设完成后，进行首边跨节段梁悬挂施工，具体的施工步骤为：（1）节段梁悬挂顺序为自边向跨中方向逐段悬挂,（2）运梁到位并安装吊杆，控制第一主天车5提梁，同时利用吊杆及吊挂将节段梁块悬挂在主框架1上，重复上述步骤直至首跨节段梁全部悬挂拼装完毕,（3）利用第一主天车5依次将节段梁进行三维空间调整并进行初对位，进而涂环氧树脂，随后进行精确对位并进行临时预应力张拉，随后安装湿接缝模板并浇注湿接缝，进而进行整跨永久应力钢束张拉,（4）整跨张拉完成后，吊挂卸载，拆除吊挂；

（五）第一主天车5以及第二主天车6分别行驶至两个中支腿3上方附近，驱动中支腿3横移机构3c将架桥机主框架调整至过孔前合适位置, 其具体的步骤包括：（1）中支腿横移机构3a驱动整机横移变幅一定的距离使一条中支腿处的主框架1横移到目标位置,（2）以主框架1到达目标位置的一处中支腿的移位台车3f中心线为转轴，驱动另一条中支腿的横移机构3a继续携主框架1横移至目标位置,（3）在横移机构3a驱动整机横移过程中，支腿横梁3e与主框架1间的角度会发生变化，单个中支腿3的两个移位台车3f在支腿横梁3e上的间距会发生变化，故在中支腿3的横移机构3a驱动整机横移一定距离后需松开两个移位台车3a中间的连杆3d，调节连杆3g的长度后，在对移位台车3a进行连接，连杆3d连接后继续横向移动，重复几次直至达到目标横移量；

（六）第一主天车5、第二主天车6以及辅助天车7运行至架桥机尾部，利用中支腿3纵移机构3b顶推主框架向前移动，直至前辅助支腿2到达前方墩顶块上方，当架桥机在曲线段过孔，前辅助支腿2在前方墩顶或者墩旁支架上就位时，需要按照以下步骤：（1）前辅助支腿2在到达墩顶中心时，解除前辅助支腿2下端上、下横梁之间的螺栓连接，（2）驱使下层横梁旋转，最终使前辅助支腿2下层横梁基本与桥墩或者墩旁支架为平行的状态，重新连接两层横梁之间的螺栓，（3）继续前行到位并在锚固纵梁2j上或者墩旁支架上支撑，（4）将前辅助支腿2下层横梁与锚固纵梁2j或者墩旁之间进行有效锚固，防止其滑动；

（七）同时支撑前辅助支腿2以及后辅助支腿4，脱空后方中支腿3，第一主天车5吊后方中支腿3至前辅助支腿2后方墩顶，支撑后方中支腿3，并安装后方中支腿3墩顶锚固装置，第一主天车5吊装后方中支腿3过孔需按照以下步骤：（1）前辅助天车2走行至主框架1前端，（2）将第一主天车5的吊具与后方中支腿3连接，第一主天车5提后方中支腿3脱空，（3）第一主天车5提后方中支腿3前行至后跨跨中位置，第一主天车5带动中支腿3顺时针旋转90°,然后继续前行，（4）第一主天车5提后方中支腿3至前跨跨中位置降落并逆时针旋转90°，（5）第一主天车5提后方中支腿3继续前行至前辅助支腿后方墩顶位置；

（八）脱空前辅助支腿2和后辅助支腿4，第一主天车5、第二主天车6以及辅助天车7运行至架桥机前端,利用中支腿3纵移机构3b推动主框架前移，直至主框架1前移到达架梁位置，架桥机准备再次过孔；

（九）重复步骤（二）至（三），完成桥梁中间桥墩的“T”构架设；

（十）第一主天车5以及第二主天车6分别开至前后中支腿3上方附近，驱动中支腿3横移机构3c将架桥机主框架1调整至过孔前合适位置，准备进行一联末跨过孔，具体实施步骤与步骤（五）相同；

（十一）第一主天车5、第二主天车6以及辅助天车7运行至架桥机尾部，中支腿3纵移机构3b顶推主框架前移，直至前辅助支腿2到达前方墩旁支撑架上方，在墩旁支架上支撑，具体实施步骤与步骤（六）中相同；

（十二）利用第一主天车5将边跨墩顶的一块节段梁安放到位，第一主天车5将边跨墩顶的一块节段梁安放到位需按照以下步骤；（1）前辅助天车2开至主框架1前端，第一主天车5前行约20m，（2）同时利用第二主天车6将后辅助支腿4向前倒运至中支腿3后方，并用螺纹钢筋临时吊挂至主框架1下弦上，（3）利用第二主天车6将节段梁倒运至两中支腿3跨内并放置在桥面上，（4）第二主天车6返回主框架1尾部继续取梁，第一主天车5的吊具与跨内节段梁重新连接，（5）利用第一主天车5将节段梁倒运至前跨桥墩附近，（6）第一主天车5使节段梁旋转90度，（7）第一主天车5将墩顶前半块节段梁安放到位，（8）将节段梁与桥墩进行临时支撑固定；

（十三）重复步骤（十二）将墩顶另外一块节段梁安装到位，并将两块墩顶块进行临时锚固，保障其能够满足中支腿3的支撑需要；

（十四）支撑后辅助支腿4，脱空后方中支腿3，具体按照以下步骤：（1）第二主天车6运行至主框架尾部，利用第二主天车6将后辅助支腿4向后倒运至合适位置并用螺栓栓接与主框架下弦杆上，支撑后辅助支腿4，（2）连接第一主天车5吊具和后中支腿3的吊运装置，第一主天车5提后中支腿3脱空；

（十五）第一主天车5吊后方中支腿3至前辅助支腿2后方墩顶，其吊装后方中支腿过孔的具体步骤与步骤（七）内过孔步骤相同，控制第一主天车5、第二主天车6以及辅助天车7运行至架桥机前端，脱空前辅助支腿2和后辅助支腿4，架桥机准备再次过孔；

（十六）利用中支腿3纵移机构3b顶推主框架，前移到达架梁位置，施工一联末跨，浇筑中间湿接缝，整跨永久应力钢束张拉，致此一联施工完成。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。

如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，如没有另外声明，上述词语并没有特殊的含义。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种用于复杂工况的预制节段梁施工的施工方法，其特征在于，该施工方法基于节段拼装架桥机，节段拼装架桥机包括主框架、前辅助支腿、后辅助支腿、两个中支腿、第一主天车、第二主天车以及两个辅助天车，第一主天车、第二主天车以及两个辅助天车设于主框架上，并可沿着主框架上移动；

前辅助支腿以及后辅助支腿分别设于主框架的前后两端；

两个所述中支腿均包括支撑组件和第一升降组件，第一升降组件设于支撑组件下方，所述中支腿通过支撑组件滑动设于主框架下方，所述支撑组件主要由两个移位台车、横移机构、纵移机构与支腿横梁组成，所述移位台车分为上部与下部，移位台车下部设于支腿横梁上，移位台车上部与主框架之间相连，并且移位台车上部可沿移位台车下部中心轴旋转，所述横移机构带动移位台车在支腿横梁上横向移动，所述纵移机构对主框架进行顶推；

所述前辅助支腿包括第二升降组件、旋转组件和第一固定组件，所述第二升降组件设于主框架的前端，且旋转组件以及固定组件依次设于第二升降组件的下方，所述第一固定组件通过旋转组件可在第二升降组件上旋转一定的角度；

后辅助支腿包括第三升降组件和第二固定组件，所述第三升降组件设于主框架的后端，且第二固定组件设于第三升降组件的下方；

施工方法包括以下步骤：

（一）架桥机一联首跨到位，两个中支腿在墩顶块上支撑，前辅助支腿以及后辅助支腿脱空，架桥机准备架梁；

（二）第一主天车以及第二主天车依次提第一片节段梁至施工前方的中支腿两侧，初对位即调整标高及节段块空中姿态，随后调整湿接缝尺寸，在进行精对位，并依次完成临时预应力张拉、与T构间湿接缝模板安装、浇注湿接缝，待湿接缝达到设计强度后，进行体内永久预应力钢束张拉；

（三）重复步骤（二）第一主天车以及第二主天车依次对称架设施工前方中支腿所在桥墩的T构，直至中跨T构最后一对节段梁拼装完毕；

（四）每联首个T构架设完成后，进行首边跨节段梁悬挂施工；

（五）第一主天车以及第二主天车分别行驶至两个中支腿上方附近，驱动中支腿横移机构将架桥机主框架调整至过孔前合适位置；

（六）第一主天车、第二主天车以及辅助天车运行至架桥机尾部，利用中支腿纵移机构顶推主框架向前移动，直至前辅助支腿到达前方墩顶块上方；

（七）同时支撑前辅助支腿以及后辅助支腿，脱空后方中支腿，第一主天车吊后方中支腿至前辅助支腿后方墩顶，支撑中支腿，并安装中支腿墩顶锚固装置；

（八）脱空前辅助支腿和后辅助支腿，第一主天车、第二主天车以及辅助天车运行至架桥机前端,利用中支腿纵移机构推动主框架前移，直至主框架前移到达架梁位置，架桥机准备再次过孔；

（九）重复步骤（二）至（三），完成桥梁中间桥墩的“T”构架设；

（十）第一主天车以及第二主天车分别开至前后中支腿上方附近，驱动中支腿横移机构将架桥机主框架调整至过孔前合适位置，准备进行一联末跨过孔；

（十一）第一主天车、第二主天车以及辅助天车运行至架桥机尾部，中支腿纵移机构顶推主框架前移，直至前辅助支腿到达前方墩旁支撑架上方，在墩旁支架上支撑；

（十二）利用第一主天车将边跨墩顶的一块节段梁安放到位；

（十三）重复步骤（十二）将墩顶另外一块节段梁安装到位，并将两块墩顶块进行临时锚固，保障其能够满足中支腿的支撑需要；

（十四）支撑后辅助支腿，脱空后方中支腿；

（十五）第一主天车吊后方中支腿至前辅助支腿后方墩顶，第一主天车、第二主天车以及辅助天车运行至架桥机前端，脱空前辅助支腿和后辅助支腿，架桥机准备再次过孔；

（十六）利用中支腿纵移机构顶推主框架，前移到达架梁位置，施工一联末跨，浇筑中间湿接缝，整跨永久应力钢束张拉，致此一联施工完成。

2.根据权利要求1所述的一种用于复杂工况的预制节段梁施工的施工方法，其特征在于，所述步骤（一）、步骤（二）以及步骤（三）中，架桥机在进行T构悬拼时，前后两个辅助天车分别吊着张拉平台在待安装的节段梁两侧，作为人员的操作平台，当线路为曲线时，在第一主天车以及第二主天车提升节段梁之前，事先将整机横移至合适位置，避免在第一主天车以及第二主天车提升节段梁的情况下进行整机横移；

当需要整机横移时，第一主天车以及第二主天车分别至于前后两个中支腿上方。

3.根据权利要求1所述的一种用于复杂工况的预制节段梁施工的施工方法，其特征在于，所述步骤（四）中，首边跨节段梁悬挂施工按照以下步骤进行：

（1）节段梁悬挂顺序为自边向跨中方向逐段悬挂；

（2）运梁到位并安装吊杆，控制第一主天车提梁，同时利用吊杆及吊挂将节段梁块悬挂在主框架上，重复上述步骤直至首跨节段梁全部悬挂拼装完毕；

（3）利用第一主天车依次将节段梁进行三维空间调整并进行初对位，进而涂环氧树脂，随后进行精确对位并进行临时预应力张拉，随后安装湿接缝模板并浇注湿接缝，进而进行整跨永久应力钢束张拉；

（4）整跨张拉完成后，吊挂卸载，拆除吊挂。

4.根据权利要求1所述的一种用于复杂工况的预制节段梁施工的施工方法，其特征在于，所述步骤（五）以及步骤（十）中，当架桥机进行曲线过孔时，中支腿内横移机构需驱动移位台车携主框架横向变幅一定的距离并控制移位台车旋转一定的角度，其具体的步骤包括：

（1）中支腿横移机构驱动整机横移变幅一定的距离使一条中支腿处的主框架横移到目标位置；

（2）以主框架到达目标位置的一处中支腿的移位台车中心线为转轴，驱动另一条中支腿的横移机构继续携主框架横移至目标位置；

（3）在横移机构驱动整机横移过程中，支腿横梁与主框架间的角度会发生变化，单个中支腿的两个移位台车在支腿横梁上的间距会发生变化，故在中支腿的横移机构驱动整机横移一定距离后需松开两个移位台车中间的连杆，调节连杆的长度后，在对移位台车进行连接，连杆连接后继续横向移动，重复几次直至达到目标横移量。

5.根据权利要求1所述的一种用于复杂工况的预制节段梁施工的施工方法，其特征在于，所述步骤（六）以及步骤（十一）中，当架桥机在曲线段过孔，前辅助支腿在前方墩顶或者墩旁支架上就位时，需要按照以下步骤：

（1）前辅助支腿在到达墩顶中心时，解除前辅助支腿下端上、下横梁之间的螺栓连接；

（2）驱使下层横梁旋转，最终使前辅助支腿2下层横梁基本与桥墩或者墩旁支架为平行的状态，重新连接两层横梁之间的螺栓；

（3）继续前行到位并在锚固纵梁上或者墩旁支架上支撑；

（4）将前辅助支腿下层横梁与锚固纵梁或者墩旁之间进行有效锚固，防止其滑动。

6.根据权利要求1所述的一种用于复杂工况的预制节段梁施工的施工方法，其特征在于，所述步骤（七）以及步骤（十五）中，第一主天车吊装后方中支腿过孔需按照以下步骤：

（1）前辅助天车走行至主框架1前端；

（2）将第一主天车的吊具与后方中支腿连接，第一主天车提后方中支腿脱空；

（3）第一主天车提后方中支腿前行至后跨跨中位置，第一主天车带动中支腿顺时针旋转90度,然后继续前行；

（4）第一主天车提后方中支腿至前跨跨中位置降落并逆时针旋转90度；

（5）第一主天车提后方中支腿继续前行至前辅助支腿后方墩顶位置。

7.根据权利要求6所述的一种用于复杂工况的预制节段梁施工的施工方法，其特征在于，所述第一主天车吊装后方中支腿过孔步骤过程中：

（1）在第一主天车倒运中支腿的过程中，主天车的吊具回转机构有两次90 º的旋转动作，两次旋转的方向相反；

（2）当第一主天车吊中支腿脱空不能保证中支腿平衡时，将中支腿的两个移位台车分别调整位置作为秤砣，使其平衡后将移位台车位置固定，然后继续吊运中支腿前行。

8.根据权利要求1所述的一种用于复杂工况的预制节段梁施工的施工方法，其特征在于，所述步骤（十二）中，第一主天车将边跨墩顶的一块节段梁安放到位需按照以下步骤：

（1）前辅助天车开至主框架前端，第一主天车前行约20m；

（2）同时利用第二主天车将后辅助支腿向前倒运至中支腿后方，并用螺纹钢筋临时吊挂至主框架下弦上；

（3）利用第二主天车将节段梁倒运至两中支腿跨内并放置在桥面上；

（4）第二主天车返回主框架尾部继续取梁，第一主天车的吊具与跨内节段梁重新连接；

（5）利用第一主天车将节段梁倒运至前跨桥墩附近；

（6）第一主天车使节段梁旋转90度；

（7）第一主天车将墩顶前半块节段梁安放到位；

（8）将节段梁与桥墩进行临时支撑固定。

9.根据权利要求1所述的一种用于复杂工况的预制节段梁施工的施工方法，其特征在于，所述步骤（十四）中，支撑后辅助支腿，脱空后方中支腿的方式按照以下步骤：

（1）第二主天车运行至主框架尾部，利用第二主天车将后辅助支腿向后倒运至合适位置并用螺栓栓接与主框架下弦杆上，支撑后辅助支腿；

（2）连接第一主天车吊具和后中支腿的吊运装置，第一主天车提后中支腿脱空。

10.根据权利要求1所述的一种用于复杂工况的预制节段梁施工的施工方法，其特征在于，所述第一主天车和第二主天车均包括两个第一走行机构、起升卷扬机构以及吊梁组件，两个所述第一走行机构采用齿销传动的方式，第一主天车以及第二主天车通过第一走行机构沿主框架上方移动；所述起升卷扬机构通过钢丝绳与吊梁组件连接，所述吊梁组件上设有三维调整装置，三维调整装置用于调整吊梁组件的角度，所述吊梁组件上还设有用于吊装前辅助支腿、后辅助支腿以及中支腿的构件。

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