WO2022151773A1 - 一种桥梁装配式快速施工平台及其控制方法 - Google Patents
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
- E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
- E01D21/00—Methods or apparatus specially adapted for erecting or assembling bridges
Definitions
- the invention relates to the technical field of hoisting construction, in particular to a bridge-assembled rapid construction platform and a control method thereof, which are suitable for the installation and butt joint of a bridge-pillar-integrated substructure pipe pile.
- bridges are related to the smooth operation of society and economy. How to build bridges economically, safely and quickly has been an important topic that scholars and engineers have been studying for a long time.
- cast-in-place components in bridge structures have been gradually replaced by prefabricated components.
- the components are uniformly manufactured by local factories according to standard templates, and then transported by vehicles to the construction site for installation.
- the construction speed of the bridge has been significantly improved.
- the foundation part of the bridge needs to be manufactured and transported in sections due to length and weight, and assembled on the construction site.
- a crane is required to hoist the pipe piles for installation and lowering.
- the present invention proposes a bridge-assembled rapid construction platform and a construction method.
- a bridge-assembled rapid construction platform includes a fixed frame, an upper layer pipe pile position control structure, a lower layer pipe pile position control structure and a console;
- the fixed frame includes a bottom rail platform, a supporting column, a top operating platform, and a number of supporting feet; the four corners of the top surface of the bottom rail platform are vertically installed with supporting columns, and a first through hole is opened in the middle.
- the diameter of the through hole is larger than the diameter of the prefabricated pipe pile, the top surface of the bottom track platform is provided with an annular track, the annular track surrounds the circumference of the first through hole, and its ring center is located in the first through hole
- the top operating platform is installed on the top of the support column, and a second through hole is opened in the middle, the center axis of the second through hole coincides with the center axis of the first through hole, and the second through hole is The diameter of the hole is larger than the diameter of the prefabricated pipe pile; several support feet are arranged at the four corners of the bottom rail platform, which are installed on the support column or the bottom rail platform, and the bottoms of all the support feet are located on the same plane, and the planes are parallel on the bottom rail
- the upper-layer pipe pile position control structure is located directly above the lower-layer pipe pile position control structure, and the upper-layer pipe pile position control structure includes a two-part structure symmetrically arranged with the center axis of the second through hole, and each part structure includes a brake A device, a vertical control arm and a horizontal control arm, the braking device comprises a casing and a vertical pushing oil cylinder and a horizontal pushing oil cylinder arranged inside the casing, the pushing direction of the vertical pushing oil cylinder is parallel to the second through hole
- the center axis of the second through hole is set, the pushing direction of the horizontal push cylinder is set perpendicular to the center axis of the second through hole, the outer casing is located outside the second through hole, and its side facing the center axis of the second through hole has a vertical A straight chute and a horizontal chute, the vertical chute is arranged parallel to the central axis of the second through hole, and the vertical control arm is slidably arranged thereon, and one end of the vertical control arm is connected
- a control arm one end of the horizontal control arm is connected with a horizontal push cylinder, which slides horizontally along the length of the horizontal chute under the action of the horizontal push cylinder, and both the horizontal control arm and the vertical control arm are It is a telescopic hydraulic rod, the telescopic directions of the two are parallel, and both are perpendicular to the horizontal chute and the vertical chute, and the telescopic ends of both the horizontal control arm and the vertical control arm have clamping plates, so the clamping plate is arranged facing the central axis of the second through hole;
- the lower pipe pile position control structure includes an annular frame, an annular driving device and four lower control arms.
- the bottom of the annular frame is provided with a pulley, and the annular frame is slidably connected to the bottom rail platform by sliding the pulley on the annular track.
- the outer side of the annular frame is provided with an arc-shaped tooth structure, and through the toothed structure, the driving gear of the annular driving device is engaged and connected, and the annular frame is driven by the annular driving device.
- the annular driving device includes the driving gear, the driving shaft and the driving motor, the driving gear is arranged horizontally, and is installed on one end of the driving shaft, and the other end of the driving shaft is connected to the driving
- the output shaft of the motor, the drive motor is installed on the fixed frame; the inner side of the annular frame is evenly distributed with four lower control arms, the lower control arms are telescopic hydraulic rods, and the telescopic direction is the diameter of the first through hole
- the telescopic end of the lower control arm is also provided with a clamping plate; the lower control arm, the drive motor, the horizontal control arm, the vertical control arm and the braking device are all connected to the controller of the console.
- both the bottom rail platform and the top operating platform are made of rectangular steel plates.
- the support feet are installed at the lower part of the support column.
- the supporting feet are telescopic hydraulic rods.
- the annular track includes a coaxial inner annular plate and an outer annular plate, the inner annular plate is located outside the outer annular plate, and the two are arranged at intervals, and the annular frame is movably arranged in the inner annular ring. plate and outer annular plate, the inner annular plate is provided with an inner opening for the lower control arm to extend to the inner side of the inner annular plate and for the lower control arm to rotate with the annular frame, and the outer annular plate is provided with an inner opening. The outer opening of the toothed structure on the ring frame is engaged with the driving gear.
- the outer casing is in an inverted T-shaped structure, the T-shaped vertical side of the outer casing is provided with a vertical chute and a vertical push cylinder is provided, and the T-shaped horizontal side of the outer casing is provided with a horizontal chute and a horizontal pusher. cylinder.
- the two ends of the T-shaped transverse side of the casing are respectively fixed on the support columns on both sides thereof, and the top of the T-shaped transverse side of the outer casing is connected to the top operating platform through a steel pipe truss.
- an end face of the clamping plate facing away from the casing is an arc surface, and the center line of the arc surface is located on one side of the center axis of the second through hole.
- the present invention also proposes a control method of the bridge-assembled rapid-construction platform, comprising the following steps:
- a pipe pile is hoisted by a crane, so that the bottom of the pipe pile passes through the second through hole of the top operating platform, and after reaching the bottom of the upper pipe pile position control structure, the upper pipe pile position control structure is activated to make the vertical pipe pile position control structure.
- the straight control arm and the horizontal control arm clamp the pipe pile, and then withdraw from the crane;
- step (4) Repeat step (4) until the butt joint structure at the bottom of the pipe pile contacts the butt joint structure of the pile body below;
- the adjustment of the horizontal position of the pipe pile includes the adjustment of the first horizontal direction of the vertical horizontal chute and the adjustment of the second horizontal direction of the parallel horizontal chute, wherein the adjustment of the first horizontal direction
- the adjustment in the second horizontal direction is carried out through the extension and retraction of the vertical control arm and the horizontal control arm, and the adjustment in the second horizontal direction is carried out through the horizontal sliding of the horizontal control arm driven by the push of the horizontal push cylinder of the braking device of the upper pipe pile position control structure.
- the vertical control arm needs to be released before the jacking cylinder can operate.
- the present invention has the following beneficial effects:
- the present invention proposes a bridge-assembled rapid construction platform, which improves the stress condition of the pipe piles by clamping multiple control arms, and alternates between the upper layer pipe pile position control structure and the lower layer pipe pile position control structure.
- the way of conveying down the clamped pipe pile ensures the safety of the construction process.
- the present invention realizes the front and rear displacement of the pipe pile in the horizontal direction through the telescopic action of the vertical control arm and the horizontal control arm of the upper layer pipe pile position control structure, and the horizontal push cylinder of the structure braking device is controlled by the upper layer pipe pile position.
- the pushing action realizes the left and right movement of the pipe pile in the horizontal direction, that is, the upper-layer pipe pile position control structure of the present invention can realize the adjustment of the front, rear, left and right directions in the horizontal direction of the pipe pile, so as to realize the precise control of the pipe pile position.
- the gear structure of the secondary pipe pile position control structure and the setting of the ring motion drive device can realize the free rotation of the pipe pile during the installation process to a certain extent, so as to realize the adjustment of the position of the butt joint structure when the pipe pile is connected, which is convenient for the connection of the two pipe piles. .
- the present invention can be applied to pipe pile installation projects of various diameters, and the device is easy to install and move; at the same time, its structure is simple, its volume is small, its operation is convenient, the cost is low, and it has high promotion value.
- FIG. 1 is a schematic structural diagram of a bridge-assembled rapid construction platform of the present invention.
- Fig. 2 is a structural schematic diagram of the sub-structure of the upper layer pipe pile position control structure.
- FIG. 3 is a schematic structural diagram of the lower layer pipe pile position control structure.
- Fig. 4 is an installation flow chart of the pipe pile installation in a control method for a bridge-assembled rapid construction platform of the present invention, and A in the figure refers to a hoisting point.
- a bridge-assembled rapid construction platform includes a fixed frame, an upper layer pipe pile 10 position control structure 6 , and a lower layer pipe pile 10 position control structure 7 and console.
- the fixed frame includes a bottom rail platform 1, a supporting column 3, a top operating platform 2, and a number of supporting feet 4; the bottom rail platform 1 is vertically installed with a supporting column 3 at the four corners of the top surface, and a first channel is opened in the middle.
- the diameter of the first through hole is larger than the diameter of the prefabricated pipe pile 10
- the top surface of the bottom rail platform 1 is provided with an annular track, the annular track surrounds the circumference of the first through hole, and its ring
- the center is located on the central axis of the first through hole;
- the top operation platform 2 is installed on the top of the support column 3, which is used to bear the weight of the hoisting staff and equipment of the pipe pile 10 during hoisting construction.
- the top operating platform 2 and the bottom rail platform 1 are both made of rectangular steel plates, the middle of the top operating platform 2 is provided with a second through hole, and the center axis of the second through hole is the same as the first through hole.
- the central axes coincide, and the diameter of the second through hole is larger than the diameter of the prefabricated pipe pile 10;
- a plurality of support feet 4 are arranged at the four corners of the bottom rail platform 1, which are installed on the support column 3 or the bottom rail platform 1, It is preferably installed at the lower part of the supporting column 3, the supporting feet 4 are telescopic hydraulic rods, so as to raise or lower the fixed frame as a whole when needed, and the bottoms of all supporting feet 4 are located on the same plane, which is parallel to the
- the bottom rail platform 1 is located directly below the bottom rail platform 1; the upper layer pipe pile 10 position control structure 6 and the lower layer pipe pile 10 position control structure 7 are arranged between the bottom rail platform 1 and the top operation platform 2.
- the upper layer pipe pile 10 position control structure 6 is located directly above the lower layer pipe pile 10 position control structure 7, and the upper layer pipe pile 10 position control structure 6 includes a two-part structure symmetrically arranged with the central axis of the second through hole.
- a substructure includes a braking device 61 , a vertical control arm 63 and a horizontal control arm 62 .
- the braking device 61 includes a casing and a vertical push cylinder and a horizontal push cylinder disposed inside the casing.
- the casing is in an inverted T-shaped structure, and the vertical sides of the T-shaped casing have vertical openings.
- a straight chute 611 and a vertical pushing oil cylinder are provided, a horizontal chute 612 is provided on the T-shaped transverse side of the casing and a horizontal pushing oil cylinder is provided, and the two ends of the T-shaped transverse edge of the outer casing are respectively fixed to the supports on both sides thereof.
- the top of the T-shaped transverse side of the casing is connected to the top operating platform 2 through the steel pipe truss 8, so as to improve the stability of the casing on the fixed frame.
- the pushing direction of the vertical pushing oil cylinder is arranged parallel to the central axis of the second through hole, the pushing direction of the horizontal pushing oil cylinder is arranged perpendicular to the central axis of the second through hole, and the outer casing is located outside the second through hole, Its side facing the central axis of the second through hole has a vertical sliding slot 611 and a horizontal sliding slot 612, the vertical sliding slot 611 is arranged parallel to the central axis of the second through hole, and the vertical sliding slot 611 is slidably arranged on it.
- the straight control arm 63 one end of the vertical control arm 63 is connected with the vertical push cylinder, which slides vertically along the length direction of the vertical chute 611 under the action of the vertical push cylinder, so as to When the vertical control arm 63 of the two-part structure clamps the pipe pile 10, it drives the pipe pile 10 to move in the vertical direction.
- the control arm 62 one end of the horizontal control arm 62 is connected with the horizontal push cylinder, which slides horizontally along the length direction of the horizontal chute 612 under the action of the horizontal push cylinder, so as to control the level of the two-point structure. When the arm 62 clamps the pipe pile 10, it drives the pipe pile 10 to move in the horizontal direction.
- the horizontal control arm 62 and the vertical control arm 63 are both telescopic hydraulic rods, and their telescopic directions are parallel and perpendicular to the
- the horizontal chute 612 and the vertical chute 611 can clamp or loosen the pipe pile 10 in a telescopic manner, and can control the front and rear movement of the pipe pile 10 in the horizontal direction when clamping the pipe pile 10 .
- the telescopic ends of both the horizontal control arm 62 and the vertical control arm 63 are provided with clamping plates 9 , and the clamping plates 9 are disposed facing the central axis of the second through hole to better clamp the pipe pile 10 .
- the end face of the clamping plate 9 facing away from the casing is an arc surface, and the center line of the arc surface is located on one side of the center axis of the second through hole, so as to ensure that the pipe pile 10 is clamped when the pipe pile 10 is clamped. No sliding; through the setting of the position control structure 6 of the upper layer pipe pile 10, the position adjustment of the pipe pile 10 in the horizontal direction, front, back, left and right can be realized, and the pipe pile 10 can be moved up and down in the vertical direction.
- the vertical control arm 63 and the horizontal control arm 62 can be extended (shortened) by loading (unloading) internal hydraulic pressure, thereby realizing clamping (releasing) the pipe pile 10 and adjusting the position of the pipe pile 10, and the braking device 61 is responsible for manipulating the control arm. Move within a range of a certain chute to achieve the positioning of the pipe pile 10 .
- the position control structure 7 of the lower pipe pile 10 includes an annular frame 71 , an annular driving device 72 and four lower control arms 73 .
- the bottom of the annular frame 71 is provided with a pulley 712 , and the annular frame 71 is slidably installed on the annular frame through the pulley 712 .
- the bottom rail platform 1 is slidably connected to the bottom rail platform 1 by means of the rail 5;
- the outer surface of the annular frame 71 is provided with an arc-shaped toothed structure 711, and the toothed structure 711 engages and connects the driving gear 721 of the annular driving device 72, so
- the annular frame 71 rotates around the central axis of the first through hole under the driving of the annular driving device 72.
- the annular driving device 72 includes the driving gear 721, the driving shaft 722 and the driving motor 723.
- the driving gear 721 Horizontally arranged, it is installed on one end of the drive shaft 722, the other end of the drive shaft 722 is connected to the output shaft of the drive motor 723, and the drive motor 723 is installed on the fixed frame;
- the inner side of the annular frame 71 is Cloth four lower control arms 73, the lower control arm 73 is a telescopic hydraulic rod, the telescopic direction is the radial direction of the first through hole, and the telescopic end of the lower control arm 73 is also provided with a clamping plate 9;
- the pipe pile 10 is clamped by the four lower control arms 73 , and the annular frame 71 and the lower control arm on it are driven by the driving motor 723 to drive the driving gear 721 to rotate.
- the arm 73 rotates, thereby causing the pipe pile 10 to rotate.
- the lower control arm 73, the driving motor 723, the horizontal control arm 62, the vertical control arm 63 and the braking device 61 are all connected to the controller of the console.
- the annular track includes a coaxial inner annular plate 51 and an outer annular plate 52, the inner annular plate 51 is located outside the outer annular plate 52, and the two are spaced apart, so
- the annular frame 71 is movably arranged on the inner annular plate 51 and the outer annular plate 52, and the inner annular plate 51 is provided with a lower control arm 73 extending to the inner side of the inner annular plate 51 and for the lower control arm 73 to follow.
- the inner opening of the ring frame 71 rotates, and the outer ring plate 52 is provided with an outer opening for the driving gear 721 to engage and connect with the toothed structure 711 on the ring frame 71 .
- the present invention also proposes a control method of the bridge-assembled rapid-construction platform, comprising the following steps:
- a pipe pile 10 is hoisted by a crane, so that the bottom of the pipe pile 10 passes through the second through hole of the top operation platform 2 and reaches the bottom of the position control structure 6 of the upper layer pipe pile 10, and then the upper layer pipe pile 10 is activated. Position the control structure 6 so that the vertical control arm 63 and the horizontal control arm 62 clamp the pipe pile 10, and then withdraw from the crane.
- the adjustment of the horizontal position of the pipe pile 10 includes the adjustment of the first horizontal direction of the vertical horizontal chute 612 and the adjustment of the second horizontal direction of the parallel horizontal chute 612 , wherein the adjustment of the first horizontal direction is performed by the vertical control arm 63 and the horizontal control arm 62 are telescopically adjusted, and the adjustment in the second horizontal direction is adjusted by the horizontal sliding of the horizontal control arm 62 driven by the push of the horizontal push cylinder of the upper layer pipe pile 10 position control structure 6 braking device 61, wherein, The vertical control arm 63 needs to be released before the horizontal jacking cylinder runs.
- Step (4) is repeated until the docking structure 101 at the bottom of the pipe pile 10 contacts the docking structure 101 of the pile body below.
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Abstract
一种桥梁装配式快速施工平台，其中，施工平台包括固定框架、上层管桩位置控制结构（6）、下层管桩位置控制结构（7）和控制台；固定框架包括底部轨道平台（1）、支撑立柱（3）、顶部操作平台（2）、若干支撑脚（4）；底部轨道平台（1）和顶部操作平台（2）之间设置上层管桩位置控制结构（6）和下层管桩位置控制结构（7）；上层管桩位置控制结构（6）包括以第二通孔的中心轴线对称设置的两分结构，每一分结构包括制动装置（61）、竖直控制臂（63）和水平控制臂（62）；下层管桩位置控制结构（7）包括环形框架（71）、环动驱动装置和四下控制臂（73）。基于该施工平台，还提供了相应的控制方法，以进行安全施工，从而解决传统吊装方式局部应力过大、吊装占用设备多、时间长及接桩过程难以控制接头精准对接的问题。
Description
本发明涉及吊装施工技术领域，特别涉及一种桥梁装配式快速施工平台及其控制方法，以适用于桥梁桩柱一体化下部结构管桩的安装与对接。
桥梁作为重要的基础设施，关系着社会和经济的顺利运转。如何经济、安全、快速地建设桥梁，是长久以来广大学者和工程师们不断研究的重要课题。近年来，随着装配式建造技术在桥梁领域的推广，桥梁结构中的现浇构件逐渐被预制构件所取代。构件由各地工厂按标准模板统一制造，之后再由车辆运送至施工现场进行安装，桥梁的建设速度得到了显著提升。在此过程中，桥梁基础部分由于长度和重量原因需要分段制作运输，并在施工现场进行拼装。在拼装过程中需要吊机将管桩吊起进行安装和下放，由于预制管桩的重量很大，往往会超过100t，因此需要很大的吊机。然而，很多时候施工现场环境十分复杂，施工场地不满足如此大的吊车摆放，且吊车越大费用也成倍的增加。同时，这种方式对管桩的空间位置无法精确的调整，无法满足装配式施工的需求。
为了解决上述问题，使管桩安装与对接工作更加标准化、模式化，减少施工过程的不稳定因素，本发明提出一种桥梁装配式快速施工平台及施工方法。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种桥梁装配式快速施工平台及其控制方法，以解决传统吊装方式局部应力过大、吊装占用设备多、时间长及接桩过程难以控制接头精准对接的问题。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种桥梁装配式快速施工平台，包括固定框架、上层管桩位置控制结构、下层管桩位置控制结构和控制台；
所述固定框架包括底部轨道平台、支撑立柱、顶部操作平台、若干支撑脚；所述底部轨道平台的顶面四角均竖直安装有支撑立柱，其中部开设 有第一通孔，所述第一通孔的孔径大于预制管桩的直径，所述底部轨道平台的顶面设置有环状轨道，所述环状轨道环绕在第一通孔的周向，其环心位于所述第一通孔的中心轴线上；所述顶部操作平台安装在支撑立柱的顶部，其中部开设有第二通孔，所述第二通孔的中心轴线与第一通孔的中心轴线重合，所述第二通孔的孔径大于预制管桩的直径；若干支撑脚设置在所述底部轨道平台的四角，其安装在所述支撑立柱或者底部轨道平台上，所有支撑脚的底部位于同一平面上，所述平面平行于所述底部轨道平台，且位于所述底部轨道平台的正下方；所述底部轨道平台和顶部操作平台之间设置上层管桩位置控制结构和下层管桩位置控制结构；
所述上层管桩位置控制结构位于下层管桩位置控制结构的正上方，所述上层管桩位置控制结构包括以第二通孔的中心轴线对称设置的两分结构，每一分结构包括制动装置、竖直控制臂和水平控制臂，所述制动装置包括外壳和设置在外壳内部的竖直顶推油缸和水平顶推油缸，所述竖直顶推油缸的推动方向平行第二通孔的中心轴线设置，所述水平顶推油缸的推动方向垂直第二通孔的中心轴线设置，所述外壳位于第二通孔的外侧，其正对所述第二通孔中心轴线的侧面具有竖直滑槽和水平滑槽，所述竖直滑槽平行第二通孔的中心轴线设置，其上滑动设置有所述竖直控制臂，所述竖直控制臂的一端与竖直顶推油缸连接，其在所述竖直顶推油缸的作用下沿着竖直滑槽的长度方向竖直滑动，所述水平滑槽平行第二通孔的中心轴线设置，其上滑动设置有所述水平控制臂，所述水平控制臂的一端与水平顶推油缸连接，其在所述水平顶推油缸的作用下沿着水平滑槽的长度方向水平滑动，所述水平控制臂和竖直控制臂均为伸缩式液压杆，两者的伸缩方向平行，且均垂直于所述水平滑槽和竖直滑槽，所述水平控制臂和竖直控制臂两者的伸缩端均具有夹持板，所述夹持板正对第二通孔的中心轴线设置；
所述下层管桩位置控制结构包括环形框架、环动驱动装置和四下控制臂，所述环形框架的底部设置滑轮，所述环形框架通过滑轮滑动安装在环形轨道上的方式滑动连接底部轨道平台；所述环形框架的外侧面设置有弧状的齿形结构，并通过所述齿形结构啮合连接环动驱动装置的驱动齿轮，所述环形框架在环动驱动装置的驱动下绕着第一通孔的中心轴线转动，所 述环动驱动装置包括该驱动齿轮、驱动轴和驱动电机，所述驱动齿轮水平设置，其安装在所述驱动轴的一端上，所述驱动轴的另一端连接驱动电机的输出轴，所述驱动电机安装在固定框架上；所述环形框架的内侧均布四下控制臂，所述下控制臂为伸缩式液压杆，伸缩方向为所述第一通孔的径向方向，所述下控制臂的伸缩端亦设置有夹持板；所述下控制臂、驱动电机、水平控制臂、竖直控制臂和制动装置均连接控制台的控制器。
进一步地，所述底部轨道平台和顶部操作平台均由矩形钢板制成。
进一步地，所述支撑脚安装在支撑立柱的下部。
进一步地，所述支撑脚为伸缩式液压杆。
进一步地，所述环状轨道包括同轴的内圆环板和外圆环板，所述内圆环板位于外圆环板外侧，两者间隔设置，所述环形框架活动设置在内圆环板和外圆环板上，所述内圆环板上开设有供下控制臂伸向内圆环板内侧且供下控制臂随环形框架转动的内侧开口，所述外圆环板上开设有供驱动齿轮啮合连接环形框架上齿形结构的外侧开口。
进一步地，所述外壳呈倒T形结构，所述外壳的T形竖边开设竖直滑槽和设置竖直顶推油缸，所述外壳的T形横边开设水平滑槽和设置水平顶推油缸。
进一步地，所述外壳T形横边的两端分别固定在其两侧的支撑立柱上，所述外壳T形横边的顶部通过钢管桁架连接顶部操作平台。
进一步地，所述夹持板背向外壳的一端端面为弧面，所述弧面的中心线位于所述第二通孔中心轴线一侧。
基于上述的桥梁装配式快速施工平台，本发明还提出了一种桥梁装配式快速施工平台的控制方法，包括如下步骤：
(1)由吊机吊起一管桩，使管桩的底部穿过顶部操作平台的第二通孔，并到达上层管桩位置控制结构的下方后，启动上层管桩位置控制结构，使得竖直控制臂和水平控制臂夹紧管桩，而后撤离吊机；
(2)通过上层管桩位置控制结构调整管桩的水平位置，使得管桩底部的对接结构正对其下方桩体的对接结构，然后松开水平控制臂，操作竖直控制臂将管桩向下输送，直至管桩底部穿过底部轨道平台的第一通孔；
(3)启动下层管桩位置控制结构，操作下控制臂夹紧管桩，之后操作 上层管桩位置控制结构松开管桩，启动环动驱动装置的驱动电机，使管桩旋转，直至管桩底部的对接结构的对接部和下方桩体的对接结构的对接部正对；
(4)操纵上层管桩位置控制结构的竖直控制臂上升至最高点，并使竖直控制臂夹紧管桩后下层管桩位置控制结构的下控制臂松开管桩，竖直控制臂再次将管桩向下输送，到达竖直控制臂下降的最低点或者达到管桩底部的对接结构接触下方桩体的对接结构后，下层管桩位置控制结构的下控制臂再次夹紧管桩；
(5)重复步骤(4)，直到管桩底部的对接结构接触下方桩体的对接结构；
(6)重复步骤(1)～(5)，直到所有管桩安装工作完成。
进一步地，在步骤(2)中，管桩的水平位置的调节包括垂直水平滑槽的第一水平方向的调节和平行水平滑槽的第二水平方向的调节，其中，第一水平方向的调节通过竖直控制臂和水平控制臂的伸缩进行调节，第二水平方向的调节通过上层管桩位置控制结构制动装置的水平顶推油缸的推动带动水平控制臂的水平滑动进行调节，其中，水平顶推油缸运行前需要松开竖直控制臂。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明提出了一种桥梁装配式快速施工平台，其通过多个控制臂夹紧的方式改善了管桩的受力情况，并通过上层管桩位置控制结构和下层管桩位置控制结构交替夹紧管桩向下输送的方式保障了施工过程的安全。
2、本发明通过上层管桩位置控制结构的竖直控制臂和水平控制臂的伸缩作用实现管桩水平方向上的前后位移，通过上层管桩位置控制结构制动装置的水平顶推油缸的水平推动作用实现管桩水平方向上的左右移动，即，本发明的上层管桩位置控制结构能够实现管桩水平方向上的前后左右方向的调节，从而实现对管桩位置的精确控制，而通过下次管桩位置控制结构齿轮结构和环动驱动装置的设置，可在一定程度上实现管桩在安装过程中的自由旋转，从而实现管桩对接时对接结构位置的调节，便于两管桩的连接。
3、本发明能够适用于多种直径的管桩安装工程，且装置方便安装以及移动；同时，其结构简单，体积较小，操作便利，费用低，具有很高的 推广价值。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一种桥梁装配式快速施工平台的结构示意图。
图2是上层管桩位置控制结构分结构的结构示意图。
图3是下层管桩位置控制结构的结构示意图。
图4是本发明一种桥梁装配式快速施工平台的控制方法中管桩安装时的安装流程图，图中A指吊装点。
主要元件符号说明
图中：底部轨道平台1、顶部操作平台2、支撑立柱3、支撑脚4、环状轨道5、内圆环板51、外圆环板52、上层管桩位置控制结构6、制动装置61、竖直滑槽611、水平滑槽612、水平控制臂62、竖直控制臂63、下层管桩位置控制结构7、环形框架71、齿形结构711、滑轮712、环动驱动装置72、驱动齿轮721、驱动轴722、驱动电机723、下控制臂73、钢管桁架8、夹持板9、管桩10、对接结构101。
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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
请参阅图1至图4，在本发明的一种较佳实施方式中，一种桥梁装配式快速施工平台，包括固定框架、上层管桩10位置控制结构6、下层管桩10位置控制结构7和控制台。
所述固定框架包括底部轨道平台1、支撑立柱3、顶部操作平台2、 若干支撑脚4；所述底部轨道平台1的顶面四角均竖直安装有支撑立柱3，其中部开设有第一通孔，所述第一通孔的孔径大于预制管桩10的直径，所述底部轨道平台1的顶面设置有环状轨道，所述环状轨道环绕在第一通孔的周向，其环心位于所述第一通孔的中心轴线上；所述顶部操作平台2安装在支撑立柱3的顶部，其用于在吊装施工时承接管桩10吊装工作人员以及设备的重量，在本实施方式中，所述顶部操作平台2和底部轨道平台1均由矩形钢板制成，所述顶部操作平台2的中部开设有第二通孔，所述第二通孔的中心轴线与第一通孔的中心轴线重合，所述第二通孔的孔径大于预制管桩10的直径；若干支撑脚4设置在所述底部轨道平台1的四角，其安装在所述支撑立柱3或者底部轨道平台1上，优选安装在支撑立柱3的下部，所述支撑脚4为伸缩式液压杆，以在需要时将固定框架整体升起或者下降，所有支撑脚4的底部位于同一平面上，该平面平行于所述底部轨道平台1，且位于所述底部轨道平台1的正下方；所述底部轨道平台1和顶部操作平台2之间设置上层管桩10位置控制结构6和下层管桩10位置控制结构7。
所述上层管桩10位置控制结构6位于下层管桩10位置控制结构7的正上方，所述上层管桩10位置控制结构6包括以第二通孔的中心轴线对称设置的两分结构，每一分结构包括制动装置61、竖直控制臂63和水平控制臂62。所述制动装置61包括外壳和设置在外壳内部的竖直顶推油缸和水平顶推油缸，在本实施方式中，所述外壳呈倒T形结构，所述外壳的T形竖边开设竖直滑槽611和设置竖直顶推油缸，所述外壳的T形横边开设水平滑槽612和设置水平顶推油缸，所述外壳T形横边的两端分别固定在其两侧的支撑立柱3上，所述外壳T形横边的顶部通过钢管桁架8连接顶部操作平台2，以提高外壳在固定框架上的稳定性。所述竖直顶推油缸的推动方向平行第二通孔的中心轴线设置，所述水平顶推油缸的推动方向垂直第二通孔的中心轴线设置，所述外壳位于第二通孔的外侧，其正对所述第二通孔中心轴线的侧面具有竖直滑槽611和水平滑槽612，所述竖直滑槽611平行第二通孔的中心轴线设置，其上滑动设置有所述竖直控制臂63，所述竖直控制臂63的一端与竖直顶推油缸连接，其在所述竖直顶推油缸的作用下沿着竖直滑槽611的长度方向竖直滑动，以 在两分结构的竖直控制臂63夹持管桩10时带动管桩10竖直方向上的移动，所述水平滑槽612平行第二通孔的中心轴线设置，其上滑动设置有所述水平控制臂62，所述水平控制臂62的一端与水平顶推油缸连接，其在所述水平顶推油缸的作用下沿着水平滑槽612的长度方向水平滑动，以在两分结构的水平控制臂62夹持管桩10时带动管桩10水平方向上的移动，所述水平控制臂62和竖直控制臂63均为伸缩式液压杆，两者的伸缩方向平行，且均垂直于所述水平滑槽612和竖直滑槽611，以通过伸缩方式夹持或者松开管桩10，且在夹持管桩10时能够控制管桩10水平方向上的前后移动。所述水平控制臂62和竖直控制臂63两者的伸缩端均具有夹持板9，所述夹持板9正对第二通孔的中心轴线设置，以更好的夹持管桩10，进一步地，所述夹持板9背向外壳的一端端面为弧面，该弧面的中心线位于所述第二通孔中心轴线一侧，以保证在夹紧管桩10时管桩10不会滑动；通过上述上层管桩10位置控制结构6的设置，可实现管桩10水平方向上的前后左右的位置调节，且能够带动管桩10竖直方向上的升降，具体的，所述竖直控制臂63和水平控制臂62是可以通过加载(卸载)内部液压伸长(缩短)，进而实现夹紧(放松)管桩10以及调整管桩10位置，制动装置61负责操纵控制臂在一定滑槽范围内移动，以实现对管桩10的定位。
所述下层管桩10位置控制结构7包括环形框架71、环动驱动装置72和四下控制臂73，所述环形框架71的底部设置滑轮712，所述环形框架71通过滑轮712滑动安装在环形轨道5上的方式滑动连接底部轨道平台1；所述环形框架71的外侧面设置有弧状的齿形结构711，并通过所述齿形结构711啮合连接环动驱动装置72的驱动齿轮721，所述环形框架71在环动驱动装置72的驱动下绕着第一通孔的中心轴线转动，所述环动驱动装置72包括该驱动齿轮721、驱动轴722和驱动电机723，所述驱动齿轮721水平设置，其安装在所述驱动轴722的一端上，所述驱动轴722的另一端连接驱动电机723的输出轴，所述驱动电机723安装在固定框架上；所述环形框架71的内侧均布四下控制臂73，所述下控制臂73为伸缩式液压杆，伸缩方向为所述第一通孔的径向方向，所述下控制臂73的伸缩端亦设置有夹持板9；通过上述的设置，可实现管桩10的旋转，具体是通过四个下控制臂73来夹紧管桩10，通过驱动电机723驱动驱动齿 轮721转动的方式带动环形框架71及其上的下控制臂73旋转，从而使得管桩10旋转。所述下控制臂73、驱动电机723、水平控制臂62、竖直控制臂63和制动装置61均连接控制台的控制器。
进一步地，在本发明中，所述环状轨道包括同轴的内圆环板51和外圆环板52，所述内圆环板51位于外圆环板52外侧，两者间隔设置，所述环形框架71活动设置在内圆环板51和外圆环板52上，所述内圆环板51上开设有供下控制臂73伸向内圆环板51内侧且供下控制臂73随环形框架71转动的内侧开口，所述外圆环板52上开设有供驱动齿轮721啮合连接环形框架71上齿形结构711的外侧开口。
基于上述的桥梁装配式快速施工平台，本发明还提出了一种桥梁装配式快速施工平台的控制方法，包括如下步骤：
(1)由吊机吊起一管桩10，使管桩10的底部穿过顶部操作平台2的第二通孔，并到达上层管桩10位置控制结构6的下方后，启动上层管桩10位置控制结构6，使得竖直控制臂63和水平控制臂62夹紧管桩10，而后撤离吊机。
(2)通过上层管桩10位置控制结构6调整管桩10的水平位置，使得管桩10底部的对接结构101正对其下方桩体的对接结构101，然后松开水平控制臂62，操作竖直控制臂63将管桩10向下输送，直至管桩10底部穿过底部轨道平台1的第一通孔。其中，管桩10的水平位置的调节包括垂直水平滑槽612的第一水平方向的调节和平行水平滑槽612的第二水平方向的调节，其中，第一水平方向的调节通过竖直控制臂63和水平控制臂62的伸缩进行调节，第二水平方向的调节通过上层管桩10位置控制结构6制动装置61的水平顶推油缸的推动带动水平控制臂62的水平滑动进行调节，其中，水平顶推油缸运行前需要松开竖直控制臂63。
(3)启动下层管桩10位置控制结构7，操作下控制臂73夹紧管桩10，之后操作上层管桩10位置控制结构6松开管桩10，启动环动驱动装置72的驱动电机723，使管桩10旋转，直至管桩10底部的对接结构101的对接部和下方桩体的对接结构101的对接部正对。
(4)操纵上层管桩10位置控制结构6的竖直控制臂63上升至最高点，并使竖直控制臂63夹紧管桩10后下层管桩10位置控制结构7的下控制 臂73松开管桩10，竖直控制臂63再次将管桩10向下输送，到达竖直控制臂63下降的最低点或者达到管桩10底部的对接结构101接触下方桩体的对接结构101后，下层管桩10位置控制结构7的下控制臂73再次夹紧管桩10。
(5)重复步骤(4)，直到管桩10底部的对接结构101接触下方桩体的对接结构101。
(6)重复步骤(1)～(5)，直到所有管桩10安装工作完成。
需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
- 一种桥梁装配式快速施工平台，其特征在于：包括固定框架、上层管桩位置控制结构、下层管桩位置控制结构和控制台；所述固定框架包括底部轨道平台、支撑立柱、顶部操作平台、若干支撑脚；所述底部轨道平台的顶面四角均竖直安装有支撑立柱，其中部开设有第一通孔，所述第一通孔的孔径大于预制管桩的直径，所述底部轨道平台的顶面设置有环状轨道，所述环状轨道环绕在第一通孔的周向，其环心位于所述第一通孔的中心轴线上；所述顶部操作平台安装在支撑立柱的顶部，其中部开设有第二通孔，所述第二通孔的中心轴线与第一通孔的中心轴线重合，所述第二通孔的孔径大于预制管桩的直径；若干支撑脚设置在所述底部轨道平台的四角，其安装在所述支撑立柱或者底部轨道平台上，所有支撑脚的底部位于同一平面上，所述平面平行于所述底部轨道平台，且位于所述底部轨道平台的正下方；所述底部轨道平台和顶部操作平台之间设置上层管桩位置控制结构和下层管桩位置控制结构；所述上层管桩位置控制结构位于下层管桩位置控制结构的正上方，所述上层管桩位置控制结构包括以第二通孔的中心轴线对称设置的两分结构，每一分结构包括制动装置、竖直控制臂和水平控制臂，所述制动装置包括外壳和设置在外壳内部的竖直顶推油缸和水平顶推油缸，所述竖直顶推油缸的推动方向平行第二通孔的中心轴线设置，所述水平顶推油缸的推动方向垂直第二通孔的中心轴线设置，所述外壳位于第二通孔的外侧，其正对所述第二通孔中心轴线的侧面具有竖直滑槽和水平滑槽，所述竖直滑槽平行第二通孔的中心轴线设置，其上滑动设置有所述竖直控制臂，所述竖直控制臂的一端与竖直顶推油缸连接，其在所述竖直顶推油缸的作用下沿着竖直滑槽的长度方向竖直滑动，所述水平滑槽平行第二通孔的中心轴线设置，其上滑动设置有所述水平控制臂，所述水平控制臂的一端与水平顶推油缸连接，其在所述水平顶推油缸的作用下沿着水平滑槽的长度方向水平滑动，所述水平控制臂和竖直控制臂均为伸缩式液压杆，两者的伸缩方向平行，且均垂直于所述水平滑槽和竖直滑槽，所述水平控制臂和竖直控制臂两者的伸缩端均具有夹持板，所述夹持板正对第二通孔的中心轴线设置；所述下层管桩位置控制结构包括环形框架、环动驱动装置和四下控制臂，所述环形框架的底部设置滑轮，所述环形框架通过滑轮滑动安装在环形轨道上的方式滑动连接底部轨道平台；所述环形框架的外侧面设置有弧状的齿形结构，并通过所述齿形结构啮合连接环动驱动装置的驱动齿轮，所述环形框架在环动驱动装置的驱动下绕着第一通孔的中心轴线转动，所述环动驱动装置包括该驱动齿轮、驱动轴和驱动电机，所述驱动齿轮水平设置，其安装在所述驱动轴的一端上，所述驱动轴的另一端连接驱动电机的输出轴，所述驱动电机安装在固定框架上；所述环形框架的内侧均布四下控制臂，所述下控制臂为伸缩式液压杆，伸缩方向为所述第一通孔的径向方向，所述下控制臂的伸缩端亦设置有夹持板；所述下控制臂、驱动电机、水平控制臂、竖直控制臂和制动装置均连接控制台的控制器。
- 如权利要求1所述的一种桥梁装配式快速施工平台，其特征在于：所述底部轨道平台和顶部操作平台均由矩形钢板制成。
- 如权利要求1所述的一种桥梁装配式快速施工平台，其特征在于：所述支撑脚安装在支撑立柱的下部。
- 如权利要求1所述的一种桥梁装配式快速施工平台，其特征在于：所述支撑脚为伸缩式液压杆。
- 如权利要求1所述的一种桥梁装配式快速施工平台，其特征在于：所述环状轨道包括同轴的内圆环板和外圆环板，所述内圆环板位于外圆环板外侧，两者间隔设置，所述环形框架活动设置在内圆环板和外圆环板上，所述内圆环板上开设有供下控制臂伸向内圆环板内侧且供下控制臂随环形框架转动的内侧开口，所述外圆环板上开设有供驱动齿轮啮合连接环形框架上齿形结构的外侧开口。
- 如权利要求1所述的一种桥梁装配式快速施工平台，其特征在于：所述外壳呈倒T形结构，所述外壳的T形竖边开设竖直滑槽和设置竖直顶推油缸，所述外壳的T形横边开设水平滑槽和设置水平顶推油缸。
- 如权利要求6所述的一种桥梁装配式快速施工平台，其特征在于：所述外壳T形横边的两端分别固定在其两侧的支撑立柱上，所述外壳T形横边的顶部通过钢管桁架连接顶部操作平台。
- 如权利要求1所述的一种桥梁装配式快速施工平台，其特征在于： 所述夹持板背向外壳的一端端面为弧面，所述弧面的中心线位于所述第二通孔中心轴线一侧。
- 一种如权利要求1-8任一项所述的桥梁装配式快速施工平台的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)由吊机吊起一管桩，使管桩的底部穿过顶部操作平台的第二通孔，并到达上层管桩位置控制结构的下方后，启动上层管桩位置控制结构，使得竖直控制臂和水平控制臂夹紧管桩，而后撤离吊机；(2)通过上层管桩位置控制结构调整管桩的水平位置，使得管桩底部的对接结构正对其下方桩体的对接结构，然后松开水平控制臂，操作竖直控制臂将管桩向下输送，直至管桩底部穿过底部轨道平台的第一通孔；(3)启动下层管桩位置控制结构，操作下控制臂夹紧管桩，之后操作上层管桩位置控制结构松开管桩，启动环动驱动装置的驱动电机，使管桩旋转，直至管桩底部的对接结构的对接部和下方桩体的对接结构的对接部正对；(4)操纵上层管桩位置控制结构的竖直控制臂上升至最高点，并使竖直控制臂夹紧管桩后下层管桩位置控制结构的下控制臂松开管桩，竖直控制臂再次将管桩向下输送，到达竖直控制臂下降的最低点或者达到管桩底部的对接结构接触下方桩体的对接结构后，下层管桩位置控制结构的下控制臂再次夹紧管桩；(5)重复步骤(4)，直到管桩底部的对接结构接触下方桩体的对接结构；(6)重复步骤(1)～(5)，直到所有管桩安装工作完成。
- 如权利要求9所述的一种桥梁装配式快速施工平台的控制方法，其特征在于，在步骤(2)中，管桩的水平位置的调节包括垂直水平滑槽的第一水平方向的调节和平行水平滑槽的第二水平方向的调节，其中，第一水平方向的调节通过竖直控制臂和水平控制臂的伸缩进行调节，第二水平方向的调节通过上层管桩位置控制结构制动装置的水平顶推油缸的推动带动水平控制臂的水平滑动进行调节，其中，水平顶推油缸运行前需要松开竖直控制臂。
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