架桥机掉头装置及其使用方法与流程

1.本公开涉及桥梁施工技术领域，尤其涉及一种架桥机掉头装置及其使用方法。


背景技术：

2.铁路交通基础设施建设中，桥梁施工往往是整个建设项目的关键控制工程。尤其是我国的高铁桥梁，其在整个建设线路中所占的比例很大，目前建成和在建的高速铁路桥梁总长平均占线路长度的50％以上，有时一个施工标段中，桥梁比例甚至达到80％以上。大型架桥机已经成为桥梁架设的关键装备，但是由于工程施工单位的施工计划安排、工期的限制、施工作业场地的限制、施工过程中的交叉作业以及征地拆迁障碍等因素的影响，往往需要架桥机适时掉头，进行双向架梁作业的工况。然而对于架桥机这种上千吨重的超大型装备来说，其在桥上进行掉头较困难，会受到许多因素的影响。
3.既有的路桥施工掉头作业方式分为如下四种：架桥机部分解体掉头方式、预制梁场自行掉头方式、轮胎式运梁车托运架桥机梁场掉头方式以及架桥机整体掉头方式。架桥机部分解体掉头方式具有很强的现场适应能力，无需占用较大的场地，但对架桥机拆解再组装耗时时间长，工作量大，复原难度大，成本高；预制梁场自行掉头方式过程简单，但需提前准备好较大的掉头场地，增加了项目梁场征地与场地处理成本，且仅适用具有轮胎式大车走行机构的架桥机。轮胎式运梁车托运架桥机梁场掉头方式对架桥机的形式限制较小，但所需梁场的占用面积较大，而且需要对梁场地面进行大面积硬化处理，成本较高；架桥机整体掉头方式依据自身的可拆卸或固定的掉头机械结构将架桥机整体旋转，用时短工作量少，但机械结构难度大，适应掉头路段现场环境工况载荷的结构载荷校验难度大。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题，本公开提供了一种架桥机掉头装置。
5.第一方面，本公开提供了一种架桥机掉头装置，包括：底座、中梁总成、上梁总成和转动机构；
6.所述底座与两个相邻的已架箱梁的相邻端固定连接；
7.所述中梁总成与所述底座通过所述转动机构转动连接，所述中梁总成设置在所述底座的上方；
8.所述上梁总成安装在所述中梁总成的上方，所述上梁总成用于固定架桥机。
9.可选的，所述上梁总成包括第一顶横梁和上梁架，所述上梁架与所述中梁总成转动连接，所述第一顶横梁的数量为两个，两个所述第一顶横梁对称安装在所述上梁架顶部的两侧，所述第一顶横梁与所述上梁架可拆卸连接，所述第一顶横梁用于支撑架桥机。
10.可选的，所述中梁总成包括第二顶横梁和中梁架，所述中梁架与所述上梁架转动连接，连接所述中梁架与所述上梁架的转轴与架桥机的长度方向垂直，所述第二顶横梁的数量为两个，两个所述第二顶横梁对称安装在所述中梁架的两侧，所述第二顶横梁与所述中梁架可拆卸连接，所述第二顶横梁用于支撑架桥机。
11.可选的，所述转动机构包括电机、第一齿轮、第二齿轮、第一转座和第二转座，所述第一转座设置在所述中梁架上，所述第二转座设置在所述底座上，所述第一转座和所述第二转座转动连接，所述第二齿轮与所述第二转座同轴设置，所述第一齿轮安装在所述电机的输出轴上，所述第二齿轮和所述第一齿轮啮合设置，所述第二齿轮和所述电机的其中一者设置在所述中梁架上，另一者设置在所述底座上。
12.可选的，所述上梁架上设有两组限位组件，两组所述限位组件对称设置在架桥机沿其长度方向上的两侧。
13.可选的，所述第一顶横梁上设有两组固定组件，两组所述固定组件对称设置在所述架桥机沿其长度方向上的两侧，所述固定组件用于固定架桥机的主梁。
14.第二方面，本公开提供了一种如上所述的架桥机掉头装置的使用方法，所述方法包括：
15.s1、选择两个相邻的已架箱梁的相邻端作为设定位置，处理设定位置的平整度；
16.s2、将掉头装置固定在设定位置处，并且将架桥机放置在掉头装置的第一顶横梁上；
17.s3、调整架桥机的位置，将架桥机其长度方向上的轴线与上梁总成的轴线对齐；
18.s4、继续调整架桥机的位置，将架桥机的重心调整到两个第二顶横梁的中间位置处；
19.s5、通过固定组件将架桥机的主梁固定在第一顶横梁上；
20.s6、调整限位组件，使限位组件顶紧架桥机的主梁；
21.s7、通过观察第二顶横梁上的压力传感器的数值判断掉头装置是否偏载：若偏载，则通过调整架桥机的前支腿相对主梁的位置以及架桥机的前/后起重车相对主梁的位置的方式调至不偏载状态；
22.s8、完成调平工作，拧紧第二顶横梁上的锁母顶丝；
23.s9、启动转动机构，转动机构带动中梁总成绕底座缓慢转动设定角度后停止工作，观察和检查此过程中各部件、各系统是否工作正常；
24.s10、确定无异常，重新启动转动机构，直至架桥机旋转度，完成整体掉头后停止；
25.s11、解除限位组件和固定组件；
26.s12、将架桥机和掉头装置转移至桥下，完成本次架桥机的整体掉头工作。
27.可选的，所述s2具体为使用龙门式提梁机依次将掉头装置和架桥机从梁场中吊运到设定位置和掉头装置上；
28.所述s3和所述s4中均使用龙门式提梁机调整架桥机的位置；
29.所述s12具体为使用龙门式提梁机依次将架桥机和掉头装置从掉头装置上和设定位置吊运到梁场中。
30.可选的，所述s2具体为通过架桥机上的走行轮组将架桥机移动到其重心位置与掉头装置的中轴线重合；
31.降低走行轮组的轮组悬挂，使架桥机的主梁落在上梁总成上，并且将架桥机的主梁与上梁总成固定连接；
32.再提升走行轮组的轮组悬挂，通过走行轮组将架桥机和掉头装置一起从梁场移动到设定位置；
33.接着降低走行轮组的轮组悬挂，使掉头装置落在设定位置处，并且将掉头装置与设定位置固定；
34.所述s3和所述s4中均使用走行轮组调整架桥机的位置；
35.所述s12具体为使用走行轮组将架桥机和掉头装置一起从设定位置移动到梁场中，并在梁场中完成分解工作。
36.可选的，所述s2具体为将第一顶横梁、第二顶横梁和限位组件拆下，并将第一顶横梁放置在上梁架两侧的悬臂梁上，将第二顶横梁放置在中梁架上，通过走行轮组将架桥机移动到其重心位置与掉头装置的中轴线重合；
37.降低走行轮组的轮组悬挂，使架桥机的主梁落在上梁架上，并且将架桥机的主梁与上梁架固定连接；
38.再提升走行轮组的轮组悬挂，通过走行轮组将架桥机和掉头装置一起从梁场移动到设定位置；
39.接着降低走行轮组的轮组悬挂，使掉头装置落在设定位置处，并且将掉头装置与设定位置固定；
40.将架桥机的主梁与上梁架脱离；
41.位于架桥机前后两侧的走行轮组分别平均分成两组，其中一组位于前侧的走行轮组的走行轮和其中一组位于后侧的走行轮组的走行轮首先提升轮组悬挂，将另一组走行轮提升到一定高度，并且在悬空的走行轮下方放置垫块，再将升高的走行轮提升轮组悬挂，重复此步骤，直至架桥机的主梁与上梁架之间的距离足够安装第一顶横梁、第二顶横梁和限位组件；
42.安装第一顶横梁、第二顶横梁和限位组件；
43.降低轮组悬挂，使架桥机的主梁落在第一顶横梁上，继续收起轮组悬挂，并移走垫块；
44.所述s12具体为反向操作s2即可。
45.本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：
46.本公开提供的架桥机掉头装置，通过底座、中梁总成、上梁总成和转动机构的配合工作，即可实现对架桥机的掉头工作，该掉头装置的结构简单，降低了现有技术中掉头装置机械结构的复杂程度，并且底座可以直接与桥梁通过定位钢销进行锚固固定，同时，底座固定在相邻的两个已架箱梁的相邻端，由于相邻的两个已架箱梁的相邻端都设有桥墩进行支撑，将掉头装置设置在桥墩上方，能够得到可靠的支撑强度，能够显著提高该掉头装置在进行掉头工作时的安全性。
附图说明
47.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
48.为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
49.图1为本公开实施例所述的架桥机掉头装置与架桥机的结构示意图；
50.图2为本公开实施例所述的架桥机掉头装置的结构示意图；
51.图3为图2的正视图；
52.图4为本公开实施例所述的架桥机掉头装置的上梁总成的结构示意图；
53.图5为本公开实施例所述的架桥机掉头装置的中梁总成和转动机构的结构示意图；
54.图6为图5的正视图。
55.其中，1、底座；2、架桥机；21、前支腿；22、起重车；23、走行轮组；31、第一顶横梁；32、上梁架；33、悬臂梁；41、第二顶横梁；42、中梁架；43、压力传感器；44、锁母顶丝；51、电机；52、第一齿轮；53、第二齿轮；54、第一转座；55、第二转座；6、限位组件；7、固定组件；8、定位钢销；9、滚轮机构。
具体实施方式
56.为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
57.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。
58.铁路交通基础设施建设中，桥梁施工往往是整个建设项目的关键控制工程。尤其是我国的高铁桥梁，其在整个建设线路中所占的比例很大，目前建成和在建的高速铁路桥梁总长平均占线路长度的50％以上，有时一个施工标段中，桥梁比例甚至达到80％以上。大型架桥机已经成为桥梁架设的关键装备，但是由于工程施工单位的施工计划安排、工期的限制、施工作业场地的限制、施工过程中的交叉作业以及征地拆迁障碍等因素的影响，往往需要架桥机适时掉头，进行双向架梁作业的工况。然而对于架桥机这种上千吨重的超大型装备来说，其在桥上进行掉头较困难，会受到许多因素的影响。
59.既有的路桥施工掉头作业方式分为如下四种：架桥机部分解体掉头方式、预制梁场自行掉头方式、轮胎式运梁车托运架桥机梁场掉头方式以及架桥机整体掉头方式。架桥机部分解体掉头方式具有很强的现场适应能力，无需占用较大的场地，但对架桥机拆解再组装耗时时间长，工作量大，复原难度大，成本高；预制梁场自行掉头方式过程简单，但需提前准备好较大的掉头场地，增加了项目梁场征地与场地处理成本，且仅适用具有轮胎式大车走行机构的架桥机。轮胎式运梁车托运架桥机梁场掉头方式对架桥机的形式限制较小，但所需梁场的占用面积较大，而且需要对梁场地面进行大面积硬化处理，成本较高；架桥机整体掉头方式依据自身的可拆卸或固定的掉头机械结构将架桥机整体旋转，用时短工作量少，但机械结构难度大，适应掉头路段现场环境工况载荷的结构载荷校验难度大。
60.基于此，本实施例提供一种架桥机掉头装置及其使用方法，通过底座、中梁总成、上梁总成和转动机构的配合工作，即可实现对架桥机的掉头工作，该掉头装置的结构简单，降低了现有技术中掉头装置机械结构的复杂程度，并且底座可以直接与桥梁通过定位钢销进行锚固固定，同时，底座固定在相邻的两个已架箱梁的相邻端，由于相邻的两个已架箱梁的相邻端都设有桥墩进行支撑，将掉头装置设置在桥墩上方，能够得到可靠的支撑强度，能
够显著提高该掉头装置在进行掉头工作时的安全性。下面通过具体的实施例对其进行详细说明：
61.参照图1至图3所示，本实施例提供的一种架桥机掉头装置包括：底座1、中梁总成、上梁总成和转动机构；底座1与两个相邻的已架箱梁的相邻端固定连接；中梁总成与底座1通过转动机构转动连接，中梁总成设置在底座1的上方；上梁总成安装在中梁总成的上方，上梁总成用于固定架桥机2。
62.其中，通过底座1、中梁总成、上梁总成和转动机构的配合工作，即可实现对架桥机2的掉头工作，该掉头装置的结构简单，降低了现有技术中掉头装置机械结构的复杂程度，并且底座1可以直接与桥梁通过定位钢销8进行锚固固定，同时，底座1固定在相邻的两个已架箱梁的相邻端，由于相邻的两个已架箱梁的相邻端都设有桥墩进行支撑，将掉头装置设置在桥墩上方，能够得到可靠的支撑强度，能够显著提高该掉头装置在进行掉头工作时的安全性。
63.参照图2至图4所示，上梁总成包括第一顶横梁31和上梁架32，上梁架32与中梁总成转动连接，第一顶横梁31的数量为两个，两个第一顶横梁31对称安装在上梁架32顶部的两侧，第一顶横梁31与上梁架32可拆卸连接，第一顶横梁31用于支撑架桥机2。通过将上梁架32和中梁总成转动连接的设置方式，能够使整个掉头装置在放置架桥机2时，消除一部分内应力，降低该机构的变形程度，延长整个装置的使用寿命，还能通过将第一顶横梁31和上梁架32可拆卸连接的方式，能够在架桥机2的高度不够时，通过拆卸第一顶横梁31的方式，使架桥机2先和上梁架32连接，使整个掉头装置更加灵活，能够根据实际情况及时调整。
64.继续参照图2、图3、图5和图6所示，中梁总成包括第二顶横梁41和中梁架42，中梁架42与上梁架32转动连接，连接中梁架42与上梁架32的转轴与架桥机2的长度方向垂直，第二顶横梁41的数量为两个，两个第二顶横梁41对称安装在中梁架42的两侧，第二顶横梁41与中梁架42可拆卸连接，第二顶横梁41用于支撑架桥机2。通过将第二顶横梁41和中梁架42可拆卸连接的设置方式，能够进一步提高整个掉头装置的灵活性，可以根据架桥机2的最大升高高度及时进行安装拆卸来配合掉头工作，提高掉头工作效率。
65.在一些实施例中，转动机构包括电机51、第一齿轮52、第二齿轮53、第一转座54和第二转座55，第一转座54设置在中梁架42上，第二转座55设置在底座1上，第一转座54和第二转座55转动连接，第二齿轮53与第二转座55同轴设置，第一齿轮52安装在电机51的输出轴上，第二齿轮53和第一齿轮52啮合设置，第二齿轮53和电机51的其中一者设置在中梁架42上，另一者设置在底座1上。
66.在进一步的实施例中，中梁架42和底座1之间还设有滚轮机构9，滚轮机构包括滚轮组和轨道，滚轮组和轨道其中的一者设置在中梁架42上，另一者设置在底座1上，滚轮组在轨道上滚动，需要说明的是，轨道设置在底座1的外缘处，能够提高滚轮机构9的支撑效果，使整个掉头装置的掉头工作更加平稳，安全性得到进一步提升。
67.继续参照图2至图4所示，上梁架32上设有两组限位组件6，两组限位组件6对称设置在架桥机2沿其长度方向上的两侧。
68.在一些实施例中，第一顶横梁31上设有两组固定组件7，两组固定组件7对称设置在架桥机2沿其长度方向上的两侧，固定组件7用于固定架桥机2的主梁。其中固定组件7包括压板和固定螺栓，压板通过固定螺栓安装在第一顶横梁31上，压板用于将架桥机2的主梁
底部的裙边结构压紧固定在第一顶横梁31上。
69.第二方面，本公开提供了一种如上的架桥机掉头装置的使用方法，方法包括：
70.s1、选择两个相邻的已架箱梁的相邻端作为设定位置，处理设定位置的平整度；
71.s2、将掉头装置固定在设定位置处，并且将架桥机2放置在掉头装置的第一顶横梁31上；
72.s3、调整架桥机2的位置，将架桥机2其长度方向上的轴线与上梁总成的轴线对齐；
73.s4、继续调整架桥机2的位置，将架桥机2的重心调整到两个第二顶横梁41的中间位置处；
74.s5、通过固定组件7将架桥机2的主梁固定在第一顶横梁31上；
75.s6、调整限位组件6，使限位组件6顶紧架桥机2的主梁；
76.s7、第二顶横梁41上沿架桥机2的轴线方向对称设,有两组压力传感器43，通过观察第二顶横梁41上的压力传感器43的数值判断掉头装置是否偏载：若偏载，则通过调整架桥机2的前支腿21相对主梁的位置以及架桥机2的前/后起重车22相对主梁的位置的方式调至不偏载状态，其中，前支腿21的调节效果最为明显，优先调节前支腿21的位置和姿态，待前支腿21调整完毕后，再通过前/后起重车22沿架桥机2的主梁前后滑动来达到类似天平调平的效果；
77.s8、在第二顶横梁41上沿架桥机2的轴线方向对称设有两组锁母顶丝44，每个锁母顶丝44和压力传感器43一一对应设置，通过压力传感器43的数据旋拧锁母顶丝44也能实现辅助调平的效果，完成调平工作后拧紧第二顶横梁41上的锁母顶丝44，通过第二顶横梁41上的锁母顶丝44，能够为架桥机2的主梁提供支撑作用，提高架桥机2在掉头装置上的稳定性；
78.s9、启动转动机构，转动机构带动中梁总成绕底座1缓慢转动设定角度后停止工作，观察和检查此过程中各部件、各系统是否工作正常；
79.s10、确定无异常，重新启动转动机构，直至架桥机2旋转180度，完成整体掉头后停止；
80.s11、解除限位组件6和固定组件7；
81.s12、将架桥机2和掉头装置转移至桥下，完成本次架桥机2的整体掉头工作。
82.这样使用掉头装置能够既减少工作总量，提高掉头工作的效率，同时也能利用两个相邻的已架箱梁相邻端的桥墩提供可靠的支撑力，提高整个掉头工作的安全性，还能利用掉头装置上多处可拆卸的结构提高该掉头装置的灵活性，能够根据现场的情况及时调整结构形式，进一步提高工作效率。
83.在一些实施例中，s2具体为使用龙门式提梁机依次将掉头装置和架桥机2从梁场中吊运到设定位置和掉头装置上；s3和s4中均使用龙门式提梁机调整架桥机2的位置；s12具体为使用龙门式提梁机依次将架桥机2和掉头装置从掉头装置上和设定位置吊运到梁场中，通过龙门式提梁机能够更加方便掉头装置和架桥机2完成从梁场到桥梁上设定位置的往返工作，同时也不需要对梁场的地面进行大面积硬化处理，降低整个掉头工作的成本，提高了掉头工作的效率。
84.在一些实施例中，s2具体为通过架桥机2上的走行轮组23将架桥机2移动到其重心位置与掉头装置的中轴线重合；降低走行轮组23的轮组悬挂，使架桥机2的主梁落在上梁总
成上，并且将架桥机2的主梁与上梁总成固定连接；再提升走行轮组23的轮组悬挂，通过走行轮组23将架桥机2和掉头装置一起从梁场移动到设定位置；接着降低走行轮组23的轮组悬挂，使掉头装置落在设定位置处，并且将掉头装置与设定位置固定；s3和s4中均使用走行轮组23调整架桥机2的位置；s12具体为使用走行轮组23将架桥机2和掉头装置一起从设定位置移动到梁场中，并在梁场中完成分解工作。通过走行轮组23完成架桥机2和掉头装置的移动工作，不仅无需对梁场的地面进行大面积硬化处理，而且还能更方便控制架桥机2和掉头装置的角度和位置，控制更加精准，动作更加灵活，能够提高整体掉头工作的效率。
85.在进一步的实施例中，s2具体为将第一顶横梁31、第二顶横梁41和限位组件6拆下，并将第一顶横梁31放置在上梁架32两侧的悬臂梁33上，将第二顶横梁41放置在中梁架42上，通过走行轮组23将架桥机2移动到其重心位置与掉头装置的中轴线重合；降低走行轮组23的轮组悬挂，使架桥机2的主梁落在上梁架32上，并且将架桥机2的主梁与上梁架32固定连接；再提升走行轮组23的轮组悬挂，通过走行轮组23将架桥机2和掉头装置一起从梁场移动到设定位置；接着降低走行轮组23的轮组悬挂，使掉头装置落在设定位置处，并且将掉头装置与设定位置固定；将架桥机2的主梁与上梁架32脱离；位于架桥机2前后两侧的走行轮组23分别平均分成两组，其中一组位于前侧的走行轮组23的走行轮和其中一组位于后侧的走行轮组23的走行轮首先提升轮组悬挂，将另一组走行轮提升到一定高度，并且在悬空的走行轮下方放置垫块，再将升高的走行轮提升轮组悬挂，重复此步骤，直至架桥机2的主梁与上梁架32之间的距离足够安装第一顶横梁31、第二顶横梁41和限位组件6；安装第一顶横梁31、第二顶横梁41和限位组件6；降低轮组悬挂，使架桥机2的主梁落在第一顶横梁31上，继续收起轮组悬挂，并移走垫块；s12具体为反向操作s2即可。
86.通过第一顶横梁31、第二顶横梁41和限位组件6的可拆卸设置，能够使走行轮组23的上升高度不足以使架桥机2的主梁运动到掉头装置的第一顶横梁31的上方时，及时拆下第一顶横梁31、第二顶横梁41和限位组件6，降低掉头装置的整体高度，同时，配合走行轮组23的轮组悬挂交替上升和下降的动作以及垫块的取放动作，能够使走行轮组23的轮组悬挂即使存在上升高度调节能力有限的问题，也能通过简单地动作完成架桥机2和掉头装置的连接和脱离工作。
87.在进一步的实施例中，s12具体为首先通过升高前后各一半的轮组悬挂，将升高的轮组下放置垫块，通过不同轮组悬挂的交替动作，使架桥机2脱离第一顶横梁31，然后拆卸第一顶横梁31、第二顶横梁41和限位组件6，接着降低轮组悬挂，使架桥机2的主梁与上梁架32连接，继续使轮组悬挂交替降低，依次抽出所有垫块，接着利用走行轮组23将架桥机2和掉头装置一起从设定位置移动到梁场，再进行分解工作。
88.具体实现方式和实现原理与上述实施例相同，并能带来相同或者类似的技术效果，在此不再一一赘述，具体可参照上述架桥机掉头装置实施例的描述。
89.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除
在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
90.以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。