钢箱梁快速架设装置及其施工方法与流程

本申请涉及桥梁施工的领域，尤其是涉及一种钢箱梁快速架设装置及其施工方法。

背景技术：

钢筋混凝土结构的箱梁分为预制箱梁和现浇箱梁。预制桥梁一般在预制构件厂预制好，然后运输至桥梁处通过设备进行现场安装；而现浇箱梁多用于大型连续桥梁。常见的箱梁通过材料可分为预应力钢筋砼箱梁和钢箱梁两种。其中，预应力钢筋砼箱梁为现场施工，除了有纵向预应力外，有些还设置横向预应力；钢箱梁一般是在工厂中加工好后再运至现场安装，有全钢结构，也有部份加钢筋砼铺装层。其中钢箱梁，又叫钢板箱形梁，是大跨径桥梁常用的结构形式。一般用在跨度较大的桥梁上。外型像一个箱子故叫做钢箱梁。步履顶推法是桥梁施工中架设箱梁的一种方法，其具有安全性高、顶推平稳、轴线调整方便、且能保障底部线路通行的特点。

相关技术中，公告号为cn108457188b的中国专利，公开了一种步履式多点同步顶推施工工法，其具体施工工法如下：步骤一：施工准备，步骤二：顶推平台及临时墩施工，步骤三：步履式顶推设备安装及调试，步骤四：导梁及背撑拼装，步骤五：钢梁拼装，步骤六：钢梁顶推。通过步履式多点同步顶推施工方法采用多个步履式顶推设备，减小了对临时墩竖向支撑力及顶推设备水平千斤顶的要求，实现顶推支点处结构自平衡，对临时墩及顶推平台理论上不产生水平力，降低了临时墩及顶推平台的结构刚度，减小了型材投入，在项推过程中，利用步履式项推设备可竖向调整的特点，通过将顶推钢梁进行绕点刚体转动来使得前端翘起并高于即将越过的临时墩，解决了传统项推工法过墩辅助措施多的问题。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在有上述施工方法中，钢箱梁的移动效率较低而导致施工周期延长的缺陷。

技术实现要素：

为了提高钢箱梁的架设效率，本申请提供一种钢箱梁快速架设装置及其施工方法。

第一方面，本申请提供一种钢箱梁快速架设装置，采用如下的技术方案：

一种钢箱梁快速架设装置，包括多个顶推支架和拖拉支架，所述顶推支架上安装有顶推驱动件，所述顶推驱动件底部设置有滑轨，所述滑轨一端设置有驱动顶推驱动件沿滑轨移动的推移驱动件；所述拖拉支架上安装有反力梁，所述反力梁上设置有穿过所述反力梁的反力绳缆、位于反力梁远离顶推驱动件一侧的拖拉驱动件和固定梁，所述反力绳缆安装在固定梁中，所述拖拉驱动件用于抵压固定梁以拉紧反力绳缆，所述反力绳缆远离拖拉驱动件的一端设置有用于安装在钢箱梁上的安装支座。

通过采用上述技术方案，顶推驱动件将钢箱梁顶起后，推移驱动件推动顶推驱动件在滑轨内滑移，由于钢箱梁在重力作用下压在顶推驱动件上，因而推移驱动件能够带动钢箱梁在滑轨内滑移，从而实现钢箱梁的移动；而拖拉支架上安装的拖拉驱动件通过反力梁提供反力而拖拉反力绳缆，由于绳缆固定在安装支座上且安装支座固定在钢箱梁上，因而拖拉驱动件能够通过反力绳缆拖动钢箱梁朝向反力支架移动，在推动和拉力的作用下，钢箱梁受到的驱动力更大，因而移动的效率更高，从而提高了钢箱梁架设的效率。

优选的，所述安装支座朝向反力梁的一端设置有偏移检测装置，所述偏移检测装置用于检测安装支座在钢箱梁移动过程中的偏移量，所述反力梁背向安装支座的一侧表面设置有偏移显示装置，所述偏移显示装置电连接有控制装置，所述偏移检测装置电连接于控制装置以向控制装置传输钢箱梁在移动过程中的偏移量。

通过采用上述技术方案，偏移检测装置的设置能够在钢箱梁移动的过程中对钢箱梁的偏移量进行检测，而偏移显示装置用于将偏移检测装置检测所得偏移量传输给控制装置，以通过控制装置控制偏移显示装置进行显示，从而便于操作人员进行调整。

优选的，所述偏移检测装置包括安装在安装支座上的激光发射装置、安装在反力梁上的激光检测装置以及安装在反力梁上的距离计算装置，所述距离计算装置电连接于控制装置。

通过采用上述技术方案，激光发射装置能够发出激光，而激光检测装置的设置能够检测到激光，每一激光检测装置对应于一个位置，距离计算装置基于激光发射装置发出的激光所移动的路径计算得出激光发生装置偏移的位置，从而能够清楚地得出钢箱梁在竖直或水平方向上的偏移量。

优选的，所述顶推驱动件底部安装有滑移块，所述滑移块底部设置有驱动块，所述滑轨设置有供滑移块和驱动块滑移的滑槽，所述滑移块一侧设置有驱动顶推驱动件沿垂直于滑轨方向移动的纠偏驱动件，所述纠偏驱动件电连接于控制装置。

通过采用上述技术方案，纠偏驱动件电连接于控制装置以受控于控制装置，控制装置控制纠偏驱动件伸长，从而驱动顶推驱动件在垂直于滑轨方向移动，从而能够自动对钢箱梁水平方向上的偏移进行纠正。

优选的，所述反力梁上设置有用于安装激光检测装置的安装板，所述反力梁靠近安装板的一侧设置有调节电缸，所述调节电缸电连接于控制装置以接收来自于激光检测装置检测所得数据。

通过采用上述技术方案，调节电缸能够调节安装板的位置，由于安装支座在钢箱梁被顶起时会发生竖直方向上的位移，因而通过调节电缸的调节，从而使得激光发射装置发出的激光能够调整至安装板的中心位置，从而便于节约后期偏移检测装置检测水平方向上的位移所需的数量。

优选的，所述反力绳缆沿安装支座宽度方向的中轴线对称设置有两个，每一反力绳缆均设置有一拖拉驱动件。

通过采用上述技术方案，两根反力绳缆不仅能够分担对安装支座的拉力，还能够使得安装支座两侧上的拉力能够保持平衡，在降低安装支座移动过程中因重心偏移而下城的同时，还能够减轻钢箱梁在水平面内的偏移。

优选的，所述固定梁的两端设置有多个锚固孔，所述锚固孔内设置有多个锚固块，所述锚固块位于反力绳缆的外侧壁，所述锚固块一端设置有插设进锚固孔中的导向斜面。

通过采用上述技术方案，拖拉驱动件推动固定梁，固定梁朝向远离拖拉驱动件的方向移动，而由于锚固块插设在锚固孔中且锚固块表面设置有导向斜面，因而锚固块在固定梁的锚固孔抵接下抱紧反力绳缆，从而便于将反力绳缆快速固定在固定梁中。

优选的，所述顶推驱动件顶部设置有承接板，所述承接板背离顶推驱动件的表面设置有保护橡胶垫，所述保护橡胶垫的表面设置有防滑凹槽。

通过采用上述技术方案，承接板的设置增大了顶推驱动件与钢箱梁的接触面积，而保护橡胶垫的设置则在承接板的表面形成了一层保护层，从而对钢箱梁进行保护，防滑凹槽的设置增大了保护橡胶垫表面的摩擦，从而提高了顶推驱动件在顶升钢箱梁时钢箱梁的稳定性。

第二方面，本申请提供一种应用于钢箱梁快速架设装置的施工方法，采用如下的技术方案：

一种钢箱梁快速架设装置的施工方法，包括：

搭建顶推支架和拖拉支架并在顶推支架上安装滑轨、在拖拉支架上安装反力梁；

吊装钢箱梁，并在钢箱梁靠近拖拉支架的一端安装安装支座；

将反力绳缆锚固在安装支座上，然后将反力绳缆穿设安装在反力梁上；

控制顶推驱动件将钢箱梁顶起，然后同时启动推移驱动件和拖拉驱动件，不断重复上述步骤直至将箱梁移动至预定位置；以及

拆除安装支座、滑轨和反力梁，拆除顶推支架和拖拉支架，完成架设。

通过采用上述技术方案，顶推驱动件将钢箱梁顶起后，推移驱动件推动顶推驱动件在滑轨内滑移，由于钢箱梁在重力作用下压在顶推驱动件上，因而推移驱动件能够带动钢箱梁在滑轨内滑移，从而实现钢箱梁的移动；而拖拉支架上安装的拖拉驱动件通过反力梁提供反力而拖拉反力绳缆，由于绳缆固定在安装支座上且安装支座固定在钢箱梁上，因而拖拉驱动件能够通过反力绳缆拖动钢箱梁朝向反力支架移动，在推动和拉力的作用下，钢箱梁受到的驱动力更大，因而移动的效率更高，从而提高了钢箱梁架设的效率。

优选的，所述控制顶推驱动件将钢箱梁顶起，然后同时启动推移驱动件和拖拉驱动件，将箱梁移动至预定位置包括：

启动顶推驱动件将钢箱梁顶起；

偏移检测装置检测出钢箱梁在竖直方向上的移动量，控制装置控制安装板移动对应移动量，使得激光发射装置发出的激光位于承接板高度方向上的中心线处；

启动推移驱动件和拖拉驱动件，在钢箱梁前进的过程中通过激光检测装置检测钢箱梁水平方向上的偏移量；

控制装置控制纠偏驱动件对钢箱梁进行纠偏；以及，

不断重复上述步骤直至将钢箱梁移动至预定位置。

通过采用上述技术方案，通过偏移检测装置对钢箱梁在移动过程中的偏移量进行检测，控制装置控制纠偏驱动件进行纠偏，从而保证了钢箱梁对接过程中的稳定性和准确性。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过采用顶推驱动件、滑轨、推移驱动件、承接板、保护橡胶垫、防滑凹槽、反力梁、反力绳缆、拖拉驱动件、固定梁、锚固孔、锚固块、导向斜面以及安装支座相配合的技术，从而提高了钢箱梁移动的效率进而缩短了施工周期；

2.通过采用偏移检测装置、偏移显示装置、激光发射装置、激光检测装置和距离计算装置相配合的技术，从而便于检测钢箱梁在移动过程中的偏移量并进行显示；

3.通过采用滑移孔、驱动块、滑槽、纠偏驱动件、控制装置、安装板和调节电缸相配合的技术，从而便于对偏移量进行自动纠正。

附图说明

图1是本申请实施例公开一种钢箱梁快速架设装置的主体结构示意图；

图2是本申请实施例中用于展现顶推支架处结构的爆炸示意图；

图3是本申请实施例中用于展现滑轨处结构的爆炸示意图；

图4是本申请实施例中用于展现安装支座与拖拉支架处结构的示意图；

图5是本申请实施例中用于展现拖拉支架处结构的示意图；

图6是本申请实施例中用于展现固定梁处结构的爆炸示意图。

附图标记说明：1、顶推支架；10、支撑柱；11、滑轨；111、滑槽；1111、滑孔；1112、推移驱动件；112、滑移块；1121、驱动块；1122、纠偏驱动件；1123、推板；1124、承板；12、顶推驱动件；121、承接板；122、保护橡胶垫；1221、防滑凹槽；13、安装支座；131、固定杆；1311、固定块；2、拖拉支架；20、支撑梁；21、反力绳缆；22、反力梁；220、固定孔；221、调节电缸；222、安装板；223、偏移显示装置；224、拖拉驱动件；23、固定梁；231、锚固孔；232、锚固块；2321、导向斜面；3、偏移检测装置；31、激光发射装置；32、激光检测装置；33、距离计算装置；4、控制装置。

具体实施方式

以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种钢箱梁快速架设装置。参照图1，钢箱梁快速架设装置包括多个顶推支架1和拖拉支架2，顶推支架1和拖拉支架2通过灌注桩固定在地面上。地面上浇筑有承台，承台上安装有用于支撑钢箱梁的支撑柱10。顶推支架1和拖拉支架2分别位于钢箱梁待架设位置的两端，且均为临时施工用架，施工完成后拆除。顶推支架1和拖拉支架2由浇筑在地面中的地基和支撑柱10构成，支撑柱10之间通过螺栓安装有支撑杆以提高强度。

参照图1和图2，顶推支架1上通过螺栓安装有滑轨11，滑轨11开设有滑槽111，滑槽111底壁开设有滑孔1111，滑孔1111沿长度方向安装有推移驱动件1112，推移驱动件1112可以为油缸，油缸的活塞杆插设在滑孔1111中并沿滑孔1111长度方向伸缩。滑槽111中沿长度方向滑移连接有滑移块112，滑移块112底壁焊接固定有驱动块1121，驱动块1121焊接固定在推移驱动件1112的活塞杆上以使得驱动块1121沿滑孔1111长度方向滑移连接在滑孔1111中。

参照图2和图3，滑移块112顶部的一侧侧壁安装有纠偏驱动件1122，纠偏驱动件1122可以为油缸。纠偏驱动件1122沿垂直于滑轨11方向伸缩，纠偏驱动件1122的活塞杆上安装有推板1123，推板1123的底部一体成型有承板1124，承板1124的顶壁上安装有顶推驱动件12。承板1124的底壁与滑槽111底壁相贴合，纠偏驱动件1122驱动推板1123和承板1124一同移动，从而带动顶推驱动件12沿滑轨11宽度方向移动。

参照图2和图3，顶推驱动件12的活塞杆顶部焊接固定有承接板121，顶推驱动件12沿滑轨11长度方向设置有两个，两个顶推驱动件12连接于同一承接板121。承接板121背离顶推驱动件12的表面粘接固定有保护橡胶垫122，保护橡胶垫122的形状大小与承接板121一致，保护橡胶垫122的表面开设有防滑凹槽1221，防滑槽111沿保护橡胶垫122宽度方向延伸并沿长度方向均匀设置有多个。

参照图1，钢箱梁靠近拖拉支架2的一端通过螺栓安装有安装支座13，安装支座13包括两侧的支杆以及位于支杆之间的连杆。安装支座13远离钢箱梁的一端焊接固定有反力绳缆21，反力绳缆21沿安装支座13宽度方向的中轴线对称设置有两根，反力绳缆21远离安装支座13的一端固定在拖拉支架2上以通过拖拉支架2借助反力绳缆21给安装支座13施加移动的作用力。

参照图4，安装支座13朝向拖拉支架2的一端安装有偏移检测装置3，偏移检测装置3包括安装在安装支座13上的激光发射装置31、安装在拖拉支架2上的激光检测装置32以及安装在拖拉支架2上的距离计算装置33。安装支座13朝向拖拉支架2的一端通过螺栓安装有固定杆131，固定杆131中间位置通过螺栓安装有固定块1311，激光发射装置31通过螺栓安装在固定块1311上。激光发射装置31可以为激光发射器，通过发射激光至激光检测装置32进行检测，并通过距离计算装置33能够计算出安装支座13的偏移量。

参照图5，拖拉支架2两侧均焊接固定有支撑梁20，支撑梁20的顶部通过螺栓安装有反力梁22。反力梁22朝向安装支座13的一侧通过螺栓安装有调节电缸221，调节电缸221的滑块上通过螺栓安装有用于安装激光检测装置32的安装板222，激光检测装置32在安装板222的表面沿安装板222高度和长度方向的中轴线紧密排布，从而形成一个十字形。

参照图5和图6，距离计算装置33可以为工业计算机，距离计算装置33电连接有控制装置4，控制装置4可以为plc控制器，距离计算装置33向控制装置4传输偏移检测装置3检测所得偏移距离。

参照图3和图6，反力梁22背向安装支座13的一侧表面通过螺栓安装有偏移显示装置223，偏移显示装置223电连接于控制装置4。偏移检测装置3电连接于控制装置4以向控制装置4传输钢箱梁在移动过程中的偏移量，控制装置4控制偏移显示装置223进行显示。调节电缸221电连接于控制装置4以接收来自于激光检测装置32检测所得数据并控制安装板222移动安装支座13同等高度，纠偏驱动件1122电连接于控制装置4以受控于控制装置4以调整钢箱梁水平方向上的偏移量。

参照图5和图6，反力梁22的两端开设有供反力绳缆21穿设的固定孔220，反力梁22背向安装支座13的一侧表面安装有拖拉驱动件224，拖拉驱动件224可以为穿心千斤顶，每一反力绳缆21均设置有一拖拉驱动件224。

参照6，拖拉驱动件224的活塞杆上安装有固定梁23，固定梁23两端开设有多个锚固孔231，锚固孔231可以为两个，锚固孔231供反力绳缆21穿设。锚固孔231内插设有多个锚固块232，锚固块232为端面为扇形，多个锚固块232拼合形成一个圆形。锚固块232位于反力绳缆21的外侧壁，锚固块232一端经切削形成有插设进锚固孔231中的导向斜面2321。反力绳缆21安装在固定梁23中，拖拉驱动件224抵压固定梁23以拉紧反力绳缆21，从而拉动安装支座13。

本申请实施例还公开一种钢箱梁快速架设装置的施工方法。钢箱梁快速架设装置的施工方法包括：

s100、搭建顶推支架1和拖拉支架2并在顶推支架1上安装滑轨11、在拖拉支架2上安装反力梁22；

在地面上钻出灌注桩孔，并浇筑地基，在地基上安装顶推支架1和拖拉支架2，然后在顶推支架1上通过螺栓安装滑轨11，并在拖拉支架2上焊接支撑梁20，并用螺栓固定反力梁22。

s200、吊装钢箱梁，并在钢箱梁靠近拖拉支架2的一端安装安装支座13；

通过汽车吊吊装钢箱梁，然后在顶推支架1上进行焊接，然后在钢箱梁的端壁通过螺栓将安装支座13安装在钢箱梁的表面上。

s300、将反力绳缆21锚固在安装支座13上，然后将反力绳缆21穿设安装在反力梁22上；

反力绳缆21穿过固定梁23，然后将锚固块232塞设在锚固孔231中，收紧反力绳缆21后驱动拖拉驱动件224，使得固定梁23被抵紧，从而将反力绳缆21拉紧。

s400、控制顶推驱动件12将钢箱梁顶起，然后同时启动推移驱动件1112和拖拉驱动件224，不断重复上述步骤直至将箱梁移动至预定位置；

具体包括：s410、启动顶推驱动件12将钢箱梁顶起；

多个顶推支架1上固定的推移驱动件1112同时工作，共同作用下将钢箱梁顶起。

s420、偏移检测装置3检测出钢箱梁在竖直方向上的移动量，控制装置4控制安装板222移动对应移动量，使得激光发射装置31发出的激光位于承接板121高度方向上的中心线处；

此时激光发射装置31发出的激光在承接板121上形成移动路径，激光检测装置32检测出激光在承接板121上的路径，并通过距离计算装置33计算得出钢箱梁在竖直方向上移动了移动路径的距离并将移动路径的距离传输给控制装置4。控制装置4控制调节电缸221平移移动路径的距离以使得激光发射装置31发出的激光位于中心位置的激光检测装置32处。

s430、启动推移驱动件1112和拖拉驱动件224，在钢箱梁前进的过程中通过激光检测装置32检测钢箱梁水平方向上的偏移量；

同时启动推移驱动件1112和拖拉驱动件224，将钢箱梁朝向拖拉支架2方向拖动，在此过程中激光检测装置32检测激光发射装置31在水平面内的位置变化，从而得出安装支座13的偏移量。

s440、控制装置4控制纠偏驱动件1122对钢箱梁进行纠偏；

控制装置4驱动所有的纠偏驱动件1122移动安装支座13的偏移量，从而对钢箱梁的水平位置进行纠偏。

s450、不断重复上述步骤直至将钢箱梁移动至预定位置。

s500、拆除安装支座13、滑轨11和反力梁22，拆除顶推支架1和拖拉支架2，完成架设。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。