钢桁梁拖拉架及桥用钢桁梁的架设方法与流程

1.本发明涉及桥梁架设技术领域，具体涉及一种钢桁梁拖拉架及桥用钢桁梁的架设方法。


背景技术：

2.随着中国高速铁路的发展,带动了大量的桥梁钢梁建设。随着桥梁的规模也不断提升,大型桥梁结构在复杂环境下的施工难题也愈加受到关注和研究,如钢梁结构中关键节点在施工过程中的受力分析和安全性评估。拖拉施工技术作为大跨度钢桁梁施工中非常重要的一项施工技术，其不仅能够有效的缩短工期,而且在不影响既有线路正常运营的情况,还能够有效的确保工程的质量。利用拖拉法进行施工,有效的避免了纵移过程中导梁上墩和节点滑块过墩问题,使工序的连续性得到较好的保障。不仅施工速度快,而且施工安全可靠。下承式简支钢桁梁是由纵、横梁、腹杆及上下弦杆组成一体而共同受力，其具有较大的刚度、动力性能较好、建筑高度较低、行车时的噪声和振动较小等优点，是高速铁路大跨度桥梁较常用的结构形式之一。
3.钢桁梁桥的节点及杆件较多，节点连接的构造比较复杂，给施工带来较大困难。拖拉施工法具有经济安全、快速、无干扰、占用场地少等优点，在大跨度桥梁建设中应用广泛。所以研究大跨度下承式钢桁梁桥施工技术特别是拖拉施工技术具有重要的工程应用价值。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是：解决在桥梁跨度较大且不能影响既有线路正常运营时的桥梁施工。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：第一方面，本发明提供了一种钢桁梁拖拉架，用于多段钢桁梁拼装的大桥建设施工，包括牵引装置，位于安装桥位的前端；若干个滑移支架，位于安装桥位处且沿大桥架设方向间隔设置；若干个拼装支架，位于安装桥位的后端且沿大桥架设方向间隔设置；其中所述拼装支架用于承载钢桁梁；所述牵引装置适于拉动钢桁梁沿滑移支架移动至安装桥位上。
6.进一步，所述拼装支架包括井字架；拼装平台，设于所述井字架上；拼装滑道，铺设在井字架的顶部，用于承载钢桁梁；其中所述井字架为若干钢管连接成立体框架结构；以及所述拼装平台水平设置在立体框架结构上。
7.进一步，所述滑移支架包括若干个立柱；连接系，由若干个格构柱形支架组成，用于连接各立柱之间；滑移滑道，固定在立柱的顶部；若干个滑座，其上用于承载钢桁梁；以及所述牵引装置适于带动滑座沿滑道滑动，以移动钢桁梁；所述立柱适于沿大桥架设方向排列成两排，以形成间隔设置的两个滑移滑道；所述滑座与滑移滑道对应匹配；以及所述滑座的底部两侧均设有限位块，且所述滑座的宽度大于滑移滑道的宽度，以使两个限位块卡在滑移滑道两侧。
8.进一步，所述滑移支架还包括位于连接系顶部的操作平台、位于操作平台上的四
个限位纠偏装置，所述限位纠偏装置分布于每排立柱的两侧，以用于纠偏滑移滑道上对应匹配的滑座；所述限位纠偏装置包括纠偏机构和与纠偏机构适配的限位机构；所述纠偏机构适于带动滑座与滑移滑道之间产生水平位移；所述限位机构适于限制滑座与滑移滑道之间产生竖直位移；所述纠偏机构包括水平设置的顶升板；楔形块，滑动安装在顶升板的一端上表面；顶升组件，位于顶升板的一端下方；其中所述顶升组件适于带动顶升板的一端向上运动，以将楔形块顶入限位块与滑移滑道侧面的间隙中，使滑座与滑移滑道之间产生水平位移；所述顶升板的一端开设有滑动通孔；所述楔形块的底部设有适于穿过滑动通孔的滑柱；当楔形块顶入限位块与滑移滑道侧面的间隙时，所述滑柱沿滑动通孔水平滑动。
9.进一步，所述限位机构包括支撑座，与顶升板中部通过转轴转动连接；
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形杆或反
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形杆，位于顶升板的另一端；所述顶升板的另一端开设有安装通孔；所述
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形杆或反
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形杆的竖直部适于滑动插入所述安装通孔中并通过锁紧件锁紧；所述
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形杆或反
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形杆的水平部适于延伸至滑座的上方；当楔形块顶入限位块与滑移滑道侧面的间隙时，顶升板的一端向上运动，其另一端以转轴为中心向下运动，带动
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形杆或反
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形杆的水平部抵接滑座顶部，以限制滑座升高。
10.第二方面，本发明提供了一种桥用钢桁梁的架设方法，用于多段钢桁梁拼装的大桥建设施工，包括：安装钢桁梁拖拉架，即在安装桥位的前端预埋牵引装置、在安装桥位处间隔安装若干个滑移支架、在安装桥位的后端安装若干个拼装支架；钢桁梁的第一阶段拼装，即在拼装支架上将导梁前段与若干段钢桁梁前段连接成第一拼装组件，并在导梁的前端设置牵引装置的前锚点；钢桁梁的第一阶段拖拉滑移，即利用牵引装置将第一拼装组件拖拉滑移至滑移支架上，以空出拼装支架；钢桁梁的第二阶段拼装，即在空出的拼装支架上将若干钢桁梁后段弦杆拼装好形成第二拼装组件，将第二拼装组件与第一拼装组件的尾端进行组装，形成完成全桥钢桁梁整体；钢桁梁的第二阶段拖拉滑移，即利用牵引装置循环拖拉全桥钢桁梁整体至安装桥位。
11.进一步，所述在安装桥位的前端预埋牵引装置包括在桥墩的顶部预埋牵引组件、牵引反力座和钢绞线组件；所述在安装桥位处间隔安装若干个滑移支架包括通过钢管和槽钢连接成立体钢支墩，形成立柱；再由若干个格构柱形支架组成连接系，连接在各立柱之间；通过h型钢与钢管焊接形成滑移滑道，并固定安装在立柱顶部；将滑座安装在对应的滑移滑道上；以及在格构柱形支架的顶部安装限位纠偏装置；所述在格构柱形支架的顶部安装限位纠偏装置包括：在格构柱形支架的顶部安装操作平台；在操作平台上安装支撑座，顶升板中部通转轴安装支撑座上；在顶升板的一端滑动安装楔形块，在顶升板的另一端滑动穿过
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形杆或反
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形杆的竖直部，并使
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形杆或反
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形杆的水平部延伸至滑座的上方；通过紧固件锁紧将
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形杆或反
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形杆的竖直部锁紧在顶升板上；在操作平台上安装顶升组件，并使其位于顶升板的一端下方；所述在安装桥位的后端安装若干个拼装支架包括将若干钢管连接成立体框架结构，形成井字架；在井字架顶部设置垫梁，形成拼装平台；在拼装平台上采用h型钢与钢管焊接成拼装滑道；所述安装钢桁梁拖拉架还包括构建安装平台，所述构建安装平台包括将滑移支架和拼装支架通过多个格构柱结构连接成整体，形成滑移胎架，并在滑移支架和拼装支架上设置横桥，形成所述安装平台。
12.进一步，所述钢桁梁的第一阶段拼装包括：采取吊装组拼的方式，即预先拼装钢桁梁前段的下弦并完成节点螺栓栓接检验；通过双吊车将钢桁梁前段的下弦和导梁前段抬吊
至拼装平台上，然后在拼装平台上进行钢桁梁前段的上弦组拼；将钢桁梁前段与导梁前段焊接成一体。
13.进一步，所述钢桁梁的第一阶段拖拉滑移包括：将牵引装置的后锚点设置在钢桁梁前段的下弦底部并预留支座孔位置，将后锚点与钢桁梁前段的下弦栓连接，将钢绞线穿过后锚点，并开启牵引组件和牵引反力座，牵引钢桁梁前段和导梁前段沿拼接滑道前进；根据设计的滑移滑道长度，拖拉一个钢桁梁的节段长度，以空出拼装支架；开启顶升组件，将楔形块顶入限位块与滑移滑道侧面的间隙中，使滑座与滑移滑道之间产生水平位移，并保压滑座不脱离滑移滑道，以调整钢桁梁前段与滑移滑道的相对位置。
14.进一步，所述钢桁梁的第二阶段拼装包括：采取吊装组拼的方式，即预先拼装钢桁梁后段的下弦；通过吊车将后钢桁梁后段的下弦抬吊至在空出的拼装支架上，然后在空出的拼装支架上进行钢桁梁后段的上弦与钢桁梁后段的下弦组拼，形成钢桁梁后段；将钢桁梁后段与钢桁梁前段通过高强度螺栓连接成钢桁梁整体；开启顶升组件，将楔形块顶入限位块与滑移滑道侧面的间隙中，使滑座与滑移滑道之间产生水平位移，并保压滑座不脱离滑移滑道，以调整钢桁梁整体与滑移滑道的相对位置。
15.本发明的有益效果是：本发明设计的一种钢桁梁拖拉架，可用于多段钢桁梁拼装的大桥建设施工，通过拼装支架组装和承载钢桁梁，通过滑移支架提供钢桁梁的滑动支点，利用牵引装置将钢桁梁拖拉至设计位置，采用两阶段组装钢桁梁及拖拉滑移就位的方法，可有效解决钢桁梁拼装场地受限，无法一次组拼成型的问题，也有效解决施工期间不中断航运的问题，同时节约了支架使用数量，经济效益显著。
附图说明
16.下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
17.图1是滑移支架的侧视图；
18.图2是滑座和滑移滑道的装配示意图；
19.图3是限位纠偏装置的剖视图；
20.图4是拼装支架的结构示意图；
21.图5是钢桁梁的第一阶段拼装的示意图；
22.图6是钢桁梁的第二阶段拼装的示意图；
23.图7是钢桁梁的第二阶段拖拉滑移的示意图；
24.图8是本发明图5中a处的放大示意图；
25.图中：
26.钢桁梁1，第一拼装组件11，前锚点12，后锚点13，支座孔14，第二拼装组件15；
27.牵引装置2，牵引反力座21，钢绞线组件22；
28.滑移支架3，立柱31，连接系32，滑移滑道33，滑座34，聚四氟乙烯板341，限位块342，限位纠偏装置35，纠偏机构351，顶升板3511，滑动通孔3512，楔形块3513，顶升组件3514，滑柱3515，限位机构352，支撑座3521，转轴3522，反
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形杆3523，安装通孔3524，锁紧件3525，操作平台36；
29.拼装支架4，拼装滑道41，井字架42，拼装平台43；
30.导梁5；
31.桥墩6。
具体实施方式
32.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，现在结合附图对本发明作详细的说明。此图为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。显然，所描述的实施例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。
33.如图1-图8所示，本实施例的钢桁梁拖拉架用于多段钢桁梁1拼装的大桥建设施工。所述钢桁梁拖拉架包括牵引装置2，位于安装桥位的前端，用所述牵引装置2适于拉动钢桁梁1沿滑移支架3移动至安装桥位上；若干个滑移支架3，位于安装桥位处且沿大桥架设方向间隔设置，用于给钢桁梁1提供滑移支点；若干个拼装支架4，位于安装桥位的后端且沿大桥架设方向间隔设置，所述拼装支架4用于承载钢桁梁1。其中若干个滑移支架3和若干个拼装支架4结构相似，其尺寸可根据具体施工条件进行调整，以及钢桁梁拖拉架中各部件的具体结构和连接关系如下：
34.如图4所示，作为拼装支架4的一种可选实施方式，所述拼装支架4包括井字架42，所述井字架42主要由4根钢管通过角钢、槽钢连接而成，并且总体呈立体框架结构；拼装平台43，设于所述井字架42上，给提供工人施工平台；拼装滑道41，铺设在井字架42的顶部，用于承载钢桁梁1，井字架42与拼装滑道41采取焊接方式，并利用三角钢板加固处理。
35.如图1所示，作为滑移支架3的一种可选实施方式，所述滑移支架3包括若干个立柱31，作为主要的承载支柱，所述立柱31适于沿大桥架设方向排列成两排，以形成间隔设置的两个滑移滑道33；连接系32，由若干个格构柱形支架组成，用于连接各立柱31之间，可以便于施工，增加滑移支架3的整体稳固程度；滑移滑道33，固定在立柱31的顶部；若干个滑座34，其上用于承载钢桁梁1；以及所述牵引装置2适于带动滑座34沿滑道滑动，以移动钢桁梁1。所述滑移支架3还包括位于连接系32顶部的操作平台36、位于操作平台36上的四个限位纠偏装置351。所述滑移支架3单个支架规格为10.6m
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6.6m，立柱31可采用的钢管通过槽钢及的钢管连接组合，形成立体钢支墩。
36.如图2所示，所述滑座34与滑移滑道33对应匹配，滑座34可采用4拼i500工字钢而成，中间设加劲板。滑座34的底部设聚四氟乙烯板341放在滑移滑道33上，可以减小滑座34和滑移滑道33相对滑动产生的摩擦力；以及所述滑座34的底部两侧均设有限位块342，且所述滑座34的宽度大于滑移滑道33的宽度，以使两个限位块342卡在滑移滑道33两侧，以防止滑座34滑出滑移滑道33。
37.作为限位纠偏装置35的一种可选的实施方式，如图3所示，为了使滑座34在滑移滑道33上摆放位置居中，且不能偏向一边或与钢梁拖拉方向有夹角，以防对拖拉产生不利影响，设置了限位纠偏装置35。所述限位纠偏装置35分布于每排立柱31的两侧，限位纠偏装置35通过顶升组件3514侧推滑座34，来实现纠正偏滑移滑道33上对应匹配的滑座34，所述限位纠偏装置35包括纠偏机构351和与纠偏机构351适配的限位机构352，所述纠偏机构351适
于带动滑座34与滑移滑道33之间产生水平位移，所述限位机构352适于限制滑座34与滑移滑道33之间产生竖直位移。
38.具体的，纠偏机构351的具体纠偏过程如下：所述纠偏机构351包括水平设置的顶升板3511，所述顶升板3511的一端开设有滑动通孔3512；楔形块3513，滑动安装在顶升板3511的一端上表面；顶升组件3514，位于顶升板3511的一端下方，所述顶升组件3514适于带动顶升板3511的一端向上运动，以将楔形块3513顶入限位块342与滑移滑道33侧面的间隙中，使滑座34与滑移滑道33之间产生水平位移。所述楔形块3513的底部设有适于穿过顶升板3511上的滑动通孔3512的滑柱3515；当楔形块3513顶入限位块342与滑移滑道33侧面的间隙时，所述滑柱3515沿滑动通孔3512水平滑动，此时楔形块3513将限位块342朝楔形块3513倾斜方向的外侧抵顶，以调整滑座34与滑移滑道33两边的距离，以起到纠正滑座34与滑移滑道33错动的作用。可选的，所述顶升组件例如但不限于液压千斤顶。
39.具体的，限位机构352的具体纠偏过程如下：限位机构352包括支撑座3521，与顶升板3511中部通过转轴3522转动连接；反
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形杆3523，位于顶升板3511的另一端；所述顶升板3511的另一端开设有安装通孔3524；所述反
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形杆3523的竖直部适于滑动插入所述安装通孔3524中并通过锁紧件3525锁紧；所述反
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形杆3523的水平部适于延伸至滑座34的上方；当楔形块3513顶入限位块342与滑移滑道33侧面的间隙时，顶升板3511的一端向上运动，其另一端以转轴3522为中心向下运动，带动反
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形杆3523的水平部抵接滑座34顶部，以限制滑座34升高。
40.基于钢桁梁拖拉架的上述结构，如图5-图8所示，本案还提供一种桥用钢桁梁的架设方法，用于多段钢桁梁1拼装的大桥建设施工，本桥用钢桁梁的架设方法包括如下步骤：步骤s1，安装钢桁梁1拖拉架，即在安装桥位的前端预埋牵引装置2在安装桥位处间隔安装若干个滑移支架3在安装桥位的后端安装若干个拼装支架4；步骤s2，钢桁梁1的第一阶段拼装，即在拼装支架4上将导梁5前段与若干段钢桁梁1前段连接成第一拼装组件11，并在导梁5的前端设置牵引装置2的前锚点12；步骤s3，钢桁梁1的第一阶段拖拉滑移，即利用牵引装置2将第一拼装组件11拖拉滑移至滑移支架3上，以空出拼装支架4；步骤s4，钢桁梁1的第二阶段拼装，即在空出的拼装支架4上将若干钢桁梁1后段弦杆拼装好形成第二拼装组件15，将第二拼装组件15与第一拼装组件11的尾端进行组装，形成完成全桥钢桁梁1整体；步骤s5，钢桁梁1的第二阶段拖拉滑移，即利用牵引装置2循环拖拉全桥钢桁梁1整体至安装桥位。其中
41.步骤s1中安装钢桁梁1拖拉架的具体过程如下：见图8，所述在安装桥位的前端预埋牵引装置2包括在桥墩6的顶部预埋牵引组件(如穿心千斤顶)、牵引反力座21和钢绞线组件22。所述在安装桥位处间隔安装若干个滑移支架3包括通过钢管和槽钢连接成立体钢支墩，形成立柱31；再由若干个格构柱形支架组成连接系32，连接在各立柱31之间；通过h型钢与钢管焊接形成滑移滑道33，并固定安装在立柱31顶部；将滑座34安装在对应的滑移滑道33上；以及在格构柱形支架的顶部安装限位纠偏装置35。所述限位纠偏装置35用于对钢桁梁1水平方向和高程方向姿态微调，所述在格构柱形支架的顶部安装限位纠偏装置35包括：在格构柱形支架的顶部安装操作平台36；在操作平台36上安装支撑座3521，顶升板3511中部通转轴3522安装支撑座3521上；在顶升板3511的一端滑动安装楔形块3513，在顶升板3511的另一端滑动穿过反
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形杆3523的竖直部，并使反
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形杆3523的水平部延伸至滑座34
的上方；通过紧固件锁紧将反
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形杆3523的竖直部锁紧在顶升板3511上；在操作平台36上安装顶升组件3514，并使其位于顶升板3511的一端下方；所述顶升组件3514为液压千斤顶，还需设置液压单向阀，确保顶升组件3514顶升到位后活塞的闭锁，防止回落的发生，同时还须配备溢流阀，使顶升组件3514在超过设定压力的时候能将压力降低，保证顶升组3514件的自身安全。所述在安装桥位的后端安装若干个拼装支架4包括将若干钢管连接成立体框架结构，形成井字架42；在井字架42顶部设置垫梁，形成拼装平台43；在拼装平台43上采用h型钢与钢管焊接成拼装滑道41。
42.此外，所述安装钢桁梁1拖拉架还包括构建安装平台，所述构建安装平台包括将滑移支架3和拼装支架4通过多个格构柱结构连接成整体，形成滑移胎架，并在滑移支架3和拼装支架4上设置横桥，形成所述安装平台，便于工人施工维修以及设置相应装置。
43.见图5，步骤s2中钢桁梁1的第一阶段拼装的具体过程如下：采取吊装组拼的方式，即预先拼装钢桁梁1前段的下弦并完成节点螺栓栓接检验；通过双吊车将钢桁梁1前段的下弦和导梁5前段抬吊至拼装平台43上，然后在拼装平台43上进行钢桁梁1前段的上弦组拼；将钢桁梁1前段与导梁5前段焊接成一体。其主桁弦杆采用焊接箱形截面，主桁的其它斜杆采用焊接“工”字形截面，且弦杆之间为高强度螺栓连接。
44.步骤s3中钢桁梁1的第一阶段拖拉滑移的具体过程如下：将牵引装置2的后锚点13设置在钢桁梁1前段的下弦底部并预留支座孔14位置，将后锚点13与钢桁梁1前段的下弦栓连接，将钢绞线穿过后锚点13，并开启牵引组件和牵引反力座21，牵引钢桁梁1前段和导梁5前段沿拼接滑道前进；根据设计的滑移滑道33长度，拖拉一个钢桁梁1的节段长度，以空出拼装支架4；开启顶升组件3514，将楔形块3513顶入限位块342与滑移滑道33侧面的间隙中，使滑座34与滑移滑道33之间产生水平位移，并保压滑座34不脱离滑移滑道33，以调整钢桁梁1前段与滑移滑道33的相对位置。见图6，步骤s4中钢桁梁1的第二阶段拼装的具体过程如下：采取吊装组拼的方式，即预先拼装钢桁梁1后段的下弦；通过吊车将后钢桁梁1后段的下弦抬吊至在空出的拼装支架4上，然后在空出的拼装支架4上进行钢桁梁1后段的上弦与钢桁梁1后段的下弦组拼，形成钢桁梁1后段；将钢桁梁1后段与钢桁梁1前段通过高强度螺栓连接成钢桁梁1整体；开启顶升组件3514，将楔形块3513顶入限位块342与滑移滑道33侧面的间隙中，使滑座34与滑移滑道33之间产生水平位移，并保压滑座34不脱离滑移滑道33，以调整钢桁梁1整体与滑移滑道33的相对位置。
45.见图7，步骤s5中钢桁梁1的第二阶段拖拉滑移的具体过程与步骤s3中钢桁梁1的第一阶段拖拉滑移的具体过程类似，在此不再赘述。
46.综上所述，本案钢桁梁1拖拉架及桥用钢桁梁1的架设方法通过在桥位前端设置拼装支架4，在拼装场地限制便于钢桁梁1前段的拼装，然后在各滑移支架3上均设有滑移滑道33，用于滑动钢桁梁1前段，使拼装支架4空出以便继续拼装钢桁梁1后段，最后将钢桁梁1前段与钢桁梁1后段连成钢桁梁1整体，并结合滑移滑道33上的限位纠偏装置35调整钢桁梁1前段或钢桁梁1整体的偏移方向。通过上述这种分次拼装和分次拖拉的方式完成整体桥梁的架设施工，钢桁梁1拖拉架的结构简单，便于搭建，且可有效解决当建设场地长度受限时钢桁梁1无法整体拼装的棘手问题，此外在整体施工过程中不会影响到既有通道的正常运行；通过设置间断式拼装和滑移拖动的方式还可以最大程度上减少整体支架投入，同时不阻断航运。
47.在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
48.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
49.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。
50.以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关的工作人员完全可以在不偏离本发明的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。