用于大吨位桥梁快速更换的自适应支撑系统及其使用方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于大吨位桥梁快速更换的自适应支撑系统及其使用方法，自适应支撑系统包括组装式钢管支撑结构、工字钢底梁以及自适应高度调整结构，自适应高度调整结构设置在组装式钢管支撑结构上且包括多个自锁式液压缸和连通相邻的自锁式液压缸的缸体的输液软管，缸体固定在组装式钢管支撑结构上，自锁式液压缸的活塞杆竖向支撑在桥梁梁体的底部，工字钢底梁可设置在模块车顶面以支撑和满足组装式钢管支撑结构的布置。组装式钢管支撑结构在现场进行层间拼装，自适应高度调整结构采用液压缸及输液软管进行连通后可适应桥梁梁体底部的不平整性和梁底不同形状自动进行液压调节，实现各支撑点均匀受力，确保梁体移运过程中的稳定和安全。

Adaptive support system for rapid replacement of large tonnage bridges and its application

【技术实现步骤摘要】
用于大吨位桥梁快速更换的自适应支撑系统及其使用方法
本专利技术涉及桥梁快速更换
，具体地指一种用于大吨位桥梁快速更换的自适应支撑系统及其使用方法。
技术介绍
随着社会的发展、人民生活水平的提高，汽车普及率不断新高，道路交通也变得愈发拥堵，很多已建桥梁因设计荷载不够和使用时间较长等原因，需要进行拆除和更换，为减小对现有繁重交通的影响，快速化理念成为了桥梁拆除和更换的重中之重。在桥梁上部结构快速更换技术及装备方面，美国交通运输研究委员会提出了快速桥梁建造技术，联邦公路管理局采用自行式模块化运输车(SPMT)实施了多座城市桥梁的运输与更换。国内苏州大方采用SPMT参与了上海浙江路桥的移位维修，北京市政养护集团采用桥梁驮运架一体机实施了北京西关环岛桥、三元桥的更换。SPMT工法是目前桥梁拆除、更换中最为快速的方法，利用SPMT自行式模块车及模块车顶部的驮运支撑体系，可实现大吨位桥梁节段甚至整跨、整幅、整联桥梁的快速拆除、移运和安装。实际工程应用中，为适应不同的桥梁高度、不同的梁底形状，一般在SPMT上面采用固定钢支架和钢板垫块组成驮运支撑体系，其在模块化、通用化、智能化等方面表现不足，主要体现在以下两个方面：第一，当桥梁底部不平整、有横坡，或者移运过程中地面不平整时，这类驮运支撑体系无法确保各支撑点与梁体的紧密接触和均匀受力，存在局部支撑点受力过大而失稳甚至导致梁体倾覆失稳的风险；第二，这类驮运支撑体系均需要现场焊接组装，施工复杂，耗时较长，交通影响大，且一套驮运支撑体系只适用于一个工程项目，支撑体系高度不可调节，组件不能重复利用，通用性差。因此，现有技术及装备还难以满足桥梁快速更换的模块化、通用性、复杂环境的适用性等要求。因此，有必要研发一套适用性强、通用性广、灵活性高的模块化、智能化的驮运支撑体系，以克服上述桥梁快速更换施工中存在的驮运支撑体系支撑点受力不均匀和支撑体系通用性、适用性差等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种用于大吨位桥梁快速更换的自适应支撑系统，能够适应不同高度桥梁的快速更换，克服拆除、移运和安装过程中驮运支撑体系支撑点受力不均匀和支撑体系通用性、适用性差等问题。为实现上述目的，本专利技术所设计的用于大吨位桥梁快速更换的自适应支撑系统包括可安装在桥梁快速更换施工所用SPMT模块车上的组装式钢管支撑结构和工字钢底梁、以及用于支撑桥梁梁体的自适应高度调整结构，所述自适应高度调整结构设置在所述组装式钢管支撑结构上且包括多个自锁式液压缸和连通相邻的所述自锁式液压缸的缸体的输液软管，所述缸体固定在所述组装式钢管支撑结构上，所述自锁式液压缸的活塞杆竖向支撑在桥梁梁体的底部，所述工字钢底梁可设置在模块车顶面以支撑和满足所述组装式钢管支撑结构的布置。作为优选方案，所述自锁式液压缸进一步包括设置在所述缸体内所述输液软管的端头的智能自锁阀，所述智能自锁阀在所述缸体内的油液的压力变化超过预设范围时关闭阀门。作为优选方案，所述活塞杆上设置有实时监控所述活塞杆所受压力的压力传感器。作为优选方案，所述缸体的尺寸可根据桥梁梁体不同吨位重量的需求进行调整，所述缸体底部带有与所述组装式钢管支撑结构连接的法兰盘底座。作为优选方案，所述组装式钢管支撑结构包括底层支撑固定钢管和多层模块化组装钢管框架沿竖向拼接组装。作为优选方案，每一层所述模块化组装钢管框架由多根标准节段钢管和纵横向连接相邻所述标准节段钢管的型钢斜撑和型钢横撑拼装而成，为适应不同支撑体系高度的需求，所述模块化组装钢管框架沿竖向设置有多种固定层高。作为优选方案，所述标准节段钢管包括钢管管体、钢管对接法兰盘及U型锚固钢板，所述钢管对接法兰盘设置在所述钢管管体的两端，所述U型锚固钢板由所述钢管管体端部的圆周壁外伸形成。作为优选方案，所述标准节段钢管的长度设置为多种固定高度，所述标准节段钢管以下其中一种：每一所述钢管管体上外伸2个所述U型锚固钢板的角钢管、每一所述钢管管体上外伸3个所述U型锚固钢板的边钢管以及每一所述钢管管体上外伸4个所述U型锚固钢板的中钢管。作为优选方案，所述组装式钢管支撑结构顶层的模块化组装钢管框架的每一个标准节段钢管顶部均有固定一个所述自锁式液压缸，纵向和横向相邻的两个所述自锁式液压缸之间均安装有所述输液软管连通所述缸体。为实现上述目的，本专利技术所设计的用于大吨位桥梁快速更换的自适应支撑系统使用方法，包括以下步骤：步骤a)，根据用于大吨位桥梁快速更换的自适应支撑系统的结构在工厂内制作组装式钢管支撑结构和工字钢底梁；步骤b)，在模块车的顶部预设位置处固定安装所述工字钢底梁和所述组装式钢管支撑结构；步骤c)，在所述组装式钢管支撑结构顶层的模块化组装钢管框架的各个标准节段钢管顶部均安装一个自锁式液压缸；步骤d)，在横向和纵向相邻的所述自锁式液压缸之间在安装的连通所述自锁式液压缸的缸体的输液软管；步骤e)通过上所述自锁式液压缸的加压阀门向所述缸体内输入油液使所述自锁式液压缸的活塞杆向上推动至与桥梁梁体的下表面接触，并实现各个活塞杆支撑点所受压力大小一致。作为优选方案，所述步骤a)中，制作所述组装式钢管支撑结构包括以下部件：所述模块化组装钢管框架的标准节段钢管、型钢横撑及型钢斜撑；所述底层支撑固定钢管。作为优选方案，所述步骤b)，进一步包括以下步骤：步骤b1)，在模块车的顶部预设位置处安装工字钢底梁，在所述工字钢底梁顶上预设位置固定安装所有底层支撑固定钢管，然后起吊第一层模块化组装钢管框架并沿竖向拼装至所述底层支撑固定钢管顶部，并通过螺栓固定；步骤b2)，起吊下一层模块化组装钢管框架并沿竖向拼装至前一层模块化组装钢管框架的顶部，并通过螺栓固定；步骤b3)，重复所述步骤b2)直至安装到达所述组装式钢管支撑结构(10)的设计高度。作为优选方案，桥梁梁体移运过程中受地面不平整等因素影响时，造成各个智能自锁式液压缸的活塞杆受力出现不均匀现象，此时，受力较大的活塞杆在不平衡压力作用下向下推动，使其所在智能自锁式液压缸内的油液经输液软管流向压力较低的智能自锁式液压缸内，使所有智能自锁式液压缸重新达到均与梁体紧密接触的均匀受压平衡状态，实现自适应高度调整。本专利技术的有益效果是：本专利技术所设计的用于大吨位桥梁快速更换的自适应支撑系统可安装在桥梁快速更换施工所用SPMT模块车上，实现大吨位桥梁节段或整跨、整幅、整联桥梁的快速拆除、移运和安装；其自适应高度调整结构采用液压缸及输液软管进行连通后可适应桥梁梁体底部的不平整性和梁底不同形状，以及梁体移运过程中地面的不平整等情形，并通过相邻液压缸内油压的变化和输液软管的连通作用，自动进行液压调节实现支撑体系中各支撑点的均匀受力，保障桥梁梁体移运过程中的稳定和安全，此外液压缸内活塞杆的行程可以满足不同支撑体系高度在一定范围内的调整要求，通过改变液压缸的尺寸可以适用于不同吨位梁体的快速更换；其组装式钢管支撑结构采用模块化的标准节段进行拼装组成，标准节段在工厂内生产并组装成标准钢管框架层结构，运输至施工现场进行层与层之间的起本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于大吨位桥梁快速更换的自适应支撑系统，其特征在于：包括可安装在桥梁快速更换施工所用SPMT模块车上的组装式钢管支撑结构(10)和工字钢底梁(40)、以及用于支撑桥梁梁体(30)的自适应高度调整结构(20)，所述自适应高度调整结构(20)设置在所述组装式钢管支撑结构(10)上且包括多个自锁式液压缸(21)和连通相邻的所述自锁式液压缸(21)的缸体(211)的输液软管(22)，所述缸体(211)固定在所述组装式钢管支撑结构(10)上，所述自锁式液压缸(21)的活塞杆(214)竖向支撑在桥梁梁体(30)的底部，所述工字钢底梁(40)可设置在模块车顶面以支撑和满足所述组装式钢管支撑结构(10)的布置。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于大吨位桥梁快速更换的自适应支撑系统，其特征在于：包括可安装在桥梁快速更换施工所用SPMT模块车上的组装式钢管支撑结构(10)和工字钢底梁(40)、以及用于支撑桥梁梁体(30)的自适应高度调整结构(20)，所述自适应高度调整结构(20)设置在所述组装式钢管支撑结构(10)上且包括多个自锁式液压缸(21)和连通相邻的所述自锁式液压缸(21)的缸体(211)的输液软管(22)，所述缸体(211)固定在所述组装式钢管支撑结构(10)上，所述自锁式液压缸(21)的活塞杆(214)竖向支撑在桥梁梁体(30)的底部，所述工字钢底梁(40)可设置在模块车顶面以支撑和满足所述组装式钢管支撑结构(10)的布置。


2.根据权利要求1所述的用于大吨位桥梁快速更换的自适应支撑系统，其特征在于：所述自锁式液压缸(21)进一步包括设置在所述缸体(211)内所述输液软管(22)的端头的智能自锁阀(218)，所述智能自锁阀(218)在所述缸体(21)内的油液(212)的压力变化超过预设范围时关闭阀门。


3.根据权利要求1所述的用于大吨位桥梁快速更换的自适应支撑系统，其特征在于：所述活塞杆(214)上设置有实时监控所述活塞杆(214)所受压力的压力传感器(2141)。


4.根据权利要求1所述的用于大吨位桥梁快速更换的自适应支撑系统，其特征在于：所述缸体(211)的尺寸可根据桥梁梁体不同吨位重量的需求进行调整，所述缸体(211)底部带有与所述组装式钢管支撑结构(10)连接的法兰盘底座(2111)。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的用于大吨位桥梁快速更换的自适应支撑系统，其特征在于：所述组装式钢管支撑结构(10)包括底层支撑固定钢管(12)和多层模块化组装钢管框架(11)沿竖向拼接组装。


6.根据权利要求5所述的用于大吨位桥梁快速更换的自适应支撑系统，其特征在于：每一层所述模块化组装钢管框架(11)由多根标准节段钢管(113)和纵横向连接相邻所述标准节段钢管(113)的型钢斜撑(112)和型钢横撑(111)拼装而成，为适应不同支撑体系高度的需求，所述模块化组装钢管框架(11)沿竖向设置有多种固定层高。


7.根据权利要求6所述的用于大吨位桥梁快速更换的自适应支撑系统，其特征在于：所述标准节段钢管(113)包括钢管管体(1131)、钢管对接法兰盘(1132)及U型锚固钢板(1133)，所述钢管对接法兰盘(1132)设置在所述钢管管体(1131)的两端，所述U型锚固钢板(1133)由所述钢管管体(1131)端部的圆周壁外伸形成。


8.根据权利要求7所述的用于大吨位桥梁快速更换的自适应支撑系统，其特征在于：所述标准节段钢管(113)的长度设置为多种固定高度，所述标准节段钢管(113)以下其中一种：每一所述钢管管体(1131)上外伸2个所述U型锚固钢板(1133)的角钢管、每一所述钢管管体(1131)上外伸3个所述U型锚固钢板(1133)的边钢管以及每一所述钢管管体(1131)...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈金州，宋林，余顺新，夏飞，吴大健，段宝山，李谦，王志刚，
申请(专利权)人：中交第二公路勘察设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42