挂篮带自锁轮轨式行走装置及挂篮采用此装置的行走方法与流程

本发明涉及桥梁工程技术领域，具体涉及一种挂篮带自锁轮轨式行走装置及挂篮采用此装置的行走方法。

背景技术：

挂篮是桥梁悬臂施工的重要临时设备，适用于多种桥梁类型，如梁式桥、刚架桥、拱桥、斜拉桥等。挂篮在悬臂浇筑施工中主要有两种模式，即混凝土悬臂浇筑静态工作模式和行走移动模式。因挂蓝悬臂施工为分段施工，某一节段施工完成后，轨道需要向下一待施工节段延伸铺设或翻转前移，然后使挂篮沿着轨道行走至已浇筑梁段前端，开始下一节段的悬浇施工。

传统挂篮行走体系统多采用由轨道、枕梁及“反压轮”构成的行走装置。该行走装置需要大量的枕梁来铺垫由工字钢构成的轨道，钢材需要量大，使成本增高。反压轮由设在轨道工字钢腹板两侧对称的两部分构成，反压轮上轮缘面与工字钢上翼面的下表面构成工作副。因反压轮连接在主梁桁架的水平架上，水平架悬臂端的吊装重力对水平架形成的偏转力通过反压轮作用在轨道上，导致轨道受到了一个向上的力，这个力对通过螺栓固定在枕梁上的轨道的安全性及稳定性均构成威胁。加之主梁桁架行走时仅通过反压轮与轨道接触锚固，其牢固性与稳定性差，尤其是行走时不同步易导致反压轮脱轨，造成挂篮发生倾覆，故使用传统的反压轮行走装置施工安全风险大。此外传统挂篮行走体系中，主梁桁架采用滑架的滑面与轨道的滑面接触，在主梁桁架无偏转力作用时，其滑动面摩擦阻力就很大，当主梁桁架在偏转力作用下发生水平位移时，其滑面由面接触转化为线接触，使滑动摩擦力陡增，如主梁桁架若需移位行走，必须通过人工纠正，存在费时费工。

因此，使用现有的挂篮行走装置，主要存在以下缺陷：1、结构过于复杂，自重大；2、耗费材料较多，浪费成本；3、挂篮移动缓慢，形走过程中必须通过大量的人力予以纠偏等配合工作，一般4m长节段需耗时5-6小时，直接影响到桥梁上构的施工进度；4、现有装置均无法解决挂篮在行走过程中的后退问题。

综上所述，急需一种结构精简、操作方便且具有很好止退功能的行走装置以解决现有技术中存在的问题。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种结构精简、操作方便且具有很好止退功能的挂篮带自锁轮轨式行走装置，具体技术方案如下：

一种挂篮带自锁轮轨式行走装置，包括与挂篮的挂钩数量相同且一一对应设置的行走部件，所述行走部件包括行走结构、轨道结构以及防御结构；

所述行走结构包括设置在挂钩上的动力源以及与挂篮的挂钩连接且带动挂钩进行运动的滚船；

所述轨道结构包括设置在箱拱顶上的一组轨道单体或串联设置的至少两组轨道单体，所述轨道单体包括具有u形槽的固定轨道以及设置在所述u形槽内且用于所述滚船行走的锯齿板，所述u形槽的长度方向与挂篮前进方向相同；

所述防御结构用于防止所述滚船发生后退，所述防御结构的上端与挂钩连接，其下端与所述锯齿板相接触。

以上技术方案中优选的，所述动力源为电机，其设置在所述挂钩的内部。

以上技术方案中优选的，所述滚船包括壳体、滚轮组以及轴承，所述壳体为上端开口且具有空腔的六面体结构，相对设置的两个侧板上对称设有轴承安装孔，其底板上设有与滚轮组规格相匹配的开口；所述滚轮组包括一个滚轮或者至少两个并列设置的滚轮，所述滚轮贯穿所述开口设置，且所述滚轮上的齿部与所述锯齿板上的纹路能相互卡合；所述滚轮通过轴承设置在所述壳体的空腔内，所述轴承的两端分别设置在两个侧板的轴承安装孔内；所述滚轮与所述动力源连接。

以上技术方案中优选的，所述固定轨道包括轨道底板和两块轨道侧板，两块所述轨道侧板并列设置在所述轨道底板的上表面上，且两块所述轨道侧板相对设置的两板面和位于两块所述轨道侧板之间的轨道底板形成用于容纳所述锯齿板的u形槽；

两块所述轨道侧板的端部与所述轨道底板之间均设有连接耳板，所述连接耳板位于所述u形槽的外侧；相邻两组所述轨道单体之间通过相邻的两组连接耳板和螺栓的组合进行可拆卸式连接；

两块所述轨道侧板和所述轨道底板之间还设有至少一块加强筋板。

为了达到更好的技术效果，还包括防脱轨部件，所述防脱轨部件用于防止所述滚船脱离所述锯齿板，其可拆卸式设置在所述轨道单体上。

以上技术方案中优选的，两块所述轨道侧板上对称设有多个螺栓安装孔；所述防脱轨部件为限位螺栓，所述限位螺栓的两端分别设置在两块所述轨道侧板上的螺栓安装孔内。

以上技术方案中优选的，所述防御结构包括一组防御单件或至少两组并列设置的防御单件，所述防御单件包括撑板、连接单件以及卡合单件，所述撑板的上端通过所述连接单件活动设置在所述挂钩上，其下端设有能与所述锯齿板相卡合的卡合单件。

以上技术方案中优选的，所述锯齿板的上表面上设有多个凹槽和多个凸台，所述凹槽和所述凸台两者相间设置；

所述卡合单件包括并列设置的v形部位和梯形部位，当所述v形部位与所述凹槽卡合时所述梯形部位与所述凸台相卡合。

以上技术方案中优选的，所述连接单件包括贯穿所述撑板的上端设置的销轴以及并列设置的两组耳板，所述销轴的两端分别设置在两组所述耳板上，且所述撑板位于两组所述耳板之间；

所述撑板和所述卡合单件之间设有三角板、梯形板以及矩形板中的至少一种。

应用本发明的技术方案，具有以下有益效果：

(1)本发明的挂篮带自锁轮轨式行走装置包括与挂篮的挂钩数量相同且一一对应设置的行走部件，所述行走部件包括行走结构、轨道结构以及防御结构，行走结构包括动力源和滚船；轨道结构包括至少一组轨道单体，轨道单体包括具有u形槽的固定轨道以及锯齿板；防御结构用于防止整个滚船发生后退，其上端与挂钩连接，其下端与所述锯齿板相接触。整体结构精简，成本低；通过几大部分实现模块化设计，便于安装、检修、更换等操作；通过行走结构、轨道结构和防御结构的组合设计，既可以实现挂篮的行走和对其进行一定程度的调整，又能抵抗挂篮在自动行走过程中下滑力，起到防止挂篮在行走或调整过程中发生后退的作用，操作方便，且稳定性好；行走装置，包括与挂篮的挂钩数量相同且一一对应设置的行走部件，能够实现挂蓝多个挂钩的同步行走或单独行走，满足不同需求；轨道结构包括一组轨道单体或串联设置的至少两组轨道单体，可采用一节，也可以采用多节组装设计，满足不同的需求。

(2)本发明中动力源为电机，其设置在所述挂钩的内部。部件容易获得，且能满足提高动力的需求；动力源设置在挂钩内部，结构美观，不会对其他部件造成影响。

(3)本发明中滚船包括壳体、滚轮组以及轴承，结构精简；滚船内设置有带齿的滚轮，通过动力源带动可达到自动、持续、稳定行走；滚船和壳体的具体结构设计，再结合锯齿板的独特设计(有别于一般轨道，它的面内加工成凹凸不平的形状)，使得锯齿板能与滚船内的带齿的滚轮完全咬合，行走稳定性好且行走效率高。

(4)本发明中防御结构可采用质量不对称原理(三角板、梯形板和矩形板均设置在卡合单件一端，使得卡合单件一端的重量明显重于设有连接单件一端)，导致整个防御结构中心靠近锯齿板，从而保证了防御结构的有效性和安全性。其加劲面板不但起到了配重的作用，而且还起到了增大防御结构面外刚度的作用，从而进一步提高防御结构的安全性。

(5)本发明中在轨道结构的前端设置防脱轨部件，防止工作人员疏忽及误操作而导致挂钩脱轨问题。

(6)本发明中两块所述轨道侧板的端部与所述轨道底板之间均设有连接耳板，所述连接耳板位于所述u形槽的外侧；相邻两组所述轨道单体之间通过相邻的两组连接耳板和螺栓的组合进行可拆卸式连接，方便相邻轨道单件组装和拆卸；两块所述轨道侧板和所述轨道底板之间还设有至少一块加强筋板，提高整个轨道单件的结构强度。

本发明还公开一种挂篮采用上述装置的行走方法，包括挂篮的前进方法和挂篮的后退方法；

挂篮的前进方法包括以下步骤：

步骤1.1、动力源开启工作；

步骤1.2、动力源带动滚船向挂篮前进方向运动一定距离；滚船滚动过程中，防御结构一直被拖着移动；当滚船停止行走时，防御结构与锯齿板卡合，防止滚船发生后退；

步骤1.3、当挂篮未行走至目标位置时，返回步骤1.2；当挂篮行走至目标位置时，挂篮前进完成；

挂篮的后退方法包括以下步骤：

步骤2.1、动力源开启工作；

步骤2.2、松开与锯齿板卡合的防御结构，滑船带动挂钩朝向挂篮后退方向运动一定距离；将防御结构与锯齿板卡合，防止滚船发生后退；其中，滑船运动过程中，防御结构和锯齿板一直处于松开状态；

步骤2.3、当挂篮未行走至目标位置时，返回步骤2.2；当挂篮行走至目标位置时，挂篮后退完成；

挂篮前进之前，需安装好上述的挂篮带自锁轮轨式行走装置。

应用本发明的行走方法，行走稳定，且能实现自锁，起到很好地防止挂篮后退的作用，实用性强。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明挂篮带自锁轮轨式行走装置的整体结构示意图；

图2是图1的爆炸结构示意图；

图3是图1中的防御结构(包括两组防御单件)、滚轮组(包括两组滚轮)和锯齿板的连接关系图；

图4是图1中滚船拆除两个相邻面板后的结构示意图；

其中，1、行走结构，1.1、动力源，1.2、滚船，1.21、壳体，1.22、滚轮组，1.23、轴承；

2、轨道结构，2.1、轨道单体，2.11、固定轨道，2.12、锯齿板；

3、防御结构，3.1、防御单件，3.11、撑板，3.12、连接单件，3.13、卡合单件，3.14、三角板，3.15、梯形板，3.16、矩形板；

4、防脱轨部件，5、挂钩，6、地脚螺栓；

a、u形槽，a1、轨道底板，a2、轨道侧板，a2.1、螺栓安装孔，a3、连接耳板，a4、加强筋板，b1、轴承安装孔，b2、开口，b3、隔板，c1、凹槽，c2、凸台，d1、v形部位，d2、梯形部位，e1、销轴，e2、耳板。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例1：

参见图1-图4，一种挂篮带自锁轮轨式行走装置，与挂篮的挂钩数量相同且一一对应设置的行走部件，可实现挂篮多个挂钩的同步行走或单独行走，满足不同的需求。所述行走部件包括包括行走结构1、轨道结构2、防御结构3以及防脱轨部件4，具体结构如下：

所述行走结构1包括焊接设置在挂钩5上的动力源1.1以及与挂篮的挂钩进行焊接且带动滚船进行行走的滚船1.2。此处动力源1.1采用电机，其设置在所述挂钩5的内部。所述滚船1.2包括壳体1.21、滚轮组1.22以及轴承1.23，所述壳体1.21为上端开口且具有腔体的六面体结构(六面体各面之间采用焊接方式连接)，其内部设有一块隔板b3将其内腔分为并列设置的两个腔体；相对设置的两个侧板上对称设有轴承安装孔b1；所述滚轮组1.22包括两个并列设置的滚轮；所述滚轮组1.22通过轴承1.23设置在所述壳体1.21的空腔内(两个滚轮分别设置在经隔板b3分隔出的两个腔体内，轴承也贯穿隔板进行设置)，所述轴承1.23的两端分别设置在两个侧板的轴承安装孔b1处，且所述滚轮与所述动力源1.1连接(此处，轴承和动力源可以通过皮带等其他附属部件进行连接)。

所述轨道结构2包括通过地脚螺栓组件(包括并列设置的两组地脚螺栓组，一组所述地脚螺栓组包括并列设置的多个地脚螺栓6)固定设置在箱拱顶上的一组轨道单体2.1(根据实际情况，还可以包括串联设置的至少两组轨道单体2.1)，所述轨道单体2.1包括具有u形槽a的固定轨道2.11以及设置在所述u形槽a内且用于所述滚船1.2行走的锯齿板2.12，所述u形槽a的长度方向与挂篮前进方向相同，具体是：所述固定轨道2.11包括轨道底板a1和两块轨道侧板a2，两块所述轨道侧板a2并列设置在所述轨道底板a1的上表面上，且两块所述轨道侧板a2相对设置的两板面和位于两块所述轨道侧板a2之间的轨道底板a1形成用于容纳所述锯齿板2.12的u形槽a。两块所述轨道侧板a2上对称设有多个螺栓安装孔a2.1。两块所述轨道侧板a2的端部与所述轨道底板a1之间均设有连接耳板a3，所述连接耳板a3位于所述u形槽a的外侧；相邻两组所述轨道单体2.1之间通过相邻的两组连接耳板a3和螺栓的组合进行可拆卸式连接。两块所述轨道侧板a2和所述轨道底板a1之间还设有至少一块加强筋板a4(此处分别设有三块等间距设置的加强筋板a4)。所述锯齿板2.12的上表面上设有多个凹槽c1和多个凸台c2，所述凹槽c1和所述凸台c2两者相间设置。

所述防御结构3用于防止滚船1.2发生后退，其上端与挂钩5连接，其下端与所述锯齿板2.12相接触，即防御结构3设置在行走结构1的后侧。具体是：所述防御结构3包括两组并列设置的防御单件3.1(防御单件的数量还可以根据实际情况采用其他组数)，所述防御单件3.1包括撑板3.11、连接单件3.12以及卡合单件3.13，详见图3，所述撑板3.11的一端通过所述连接单件3.12活动设置在所述挂钩5上，其另一端设有与所述锯齿板2.12能够相卡合的卡合单件3.13。所述卡合单件3.13包括并列设置的v形部位d1和梯形部位d2，当所述v形部位d1与所述凹槽c1卡合时所述梯形部位d2与所述凸台c2相卡合。

所述连接单件3.12包括贯穿所述撑板3.11的端部设置的销轴e1以及并列设置的两组耳板e2(耳板e2焊接在挂钩的后面上)，所述销轴e1的两端分别设置在两组所述耳板e2上，且所述销轴e1位于两组所述耳板e2之间；所述撑板3.11和所卡合单件3.13之间设有三角板3.14、梯形板3.15以及矩形板3.16；相邻两组所述防御单件3.1之间为相互独立设置(还可以采用连接设置或者可拆卸式连接设置)。

所述防脱轨部件4用于防止所述滚船1.2脱离所述锯齿板2.12，其可拆卸式设置在所述轨道单体2.1上，且其位于所述u形槽a内，具体是：所述防脱轨部件4采用限位螺栓，所述限位螺栓的两端分别设置在所述螺栓安装孔a2.1。

应用本实施例的技术方案，详情：

挂篮的前进方法包括：步骤1.1、动力源开启工作；步骤1.2、动力源带动滚船向挂篮前进方向运动一定距离；滚船滚动过程中，防御结构一直被拖着移动；当滚船停止行走时，防御结构与锯齿板卡合，防止滚船发生后退；步骤1.3、当挂篮未行走至目标位置时，返回步骤1.2；当挂篮行走至目标位置时，挂篮前进完成。即：

1、将拼装好的轨道单体2.1(其上已经焊接好了加强筋板a4)与事先预埋在箱拱顶的地脚螺栓6固结以抵抗挂篮行走产生的下滑力；当轨道单体有多组时，相邻两组轨道单体2.1之间再通过连接耳板a3和m20普通螺栓的组合进行连接，完成整个轨道结构2固定在箱拱顶面；

2、将锯齿板1.3焊接在轨道结构2的u形槽a内；

3、将组装好的滚船1.2焊接在挂钩5的底面，并与置于挂钩5内的动力源1.1连接，形成自动行走动力；

4、将防御结构3(撑板3.11、连接单件3.12、卡合单件3.13、三角板3.14、梯形板3.15和矩形板.3.16均已经装配好)的下端与锯齿板2.12的凹槽c1吻合接触，然后将耳板e2焊接在挂钩5后面适当位置，确保挂钩5在行走过程中能自如的拖拽防御结构3同步行走；

5、启动动力源1.1，带动滚船1.2中的滚轮组1.22沿着锯齿板2.12往前行走，同时挂钩5拖拽着防御结构3与挂篮一并行走；当动力源1.1由于非正常原因突然停止时，为防止整个挂篮结构在斜面上立即后退问题，此时，因防御结构3一直沿着锯齿板2.12行走，时刻与锯齿板2.12保持着接触，一旦出现挂钩5后退，防御结构3立即与锯齿板2.12中的凹槽c1抵紧而阻止整个行走装置的后退；

6、挂篮随着挂钩5的行走而不断持续向前至指定位置后，为防人员疏忽及误操作而导致挂钩脱轨问题，在轨道结构2的前端增设防脱轨部件4，此处，直接通过限位螺栓的两端插入螺栓安装孔a2.1，阻止滚船1.2继续前进。

挂篮的后退方法包括以下步骤：

步骤2.1、动力源开启工作；

步骤2.2、松开与锯齿板卡合的防御结构，滑船带动挂钩朝向挂篮后退方向运动一定距离；将防御结构与锯齿板卡合，防止滚船发生后退；其中，滑船运动过程中，防御结构和锯齿板一直处于松开状态；

步骤2.3、当挂篮未行走至目标位置时，返回步骤2.2；当挂篮行走至目标位置时，挂篮后退完成。

应用本发明的技术方案，效果是：(1)结构简单，牢固可靠；(2)拆卸方便，装配简单；(3)行走平稳、持续且快速，速度达4-6m/0.5h；(4)自带防御，结构安全性高；(5)劳动强度低，自动化程度及施工效率高。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。