一种基于小齿轮同步牵引系统的桥梁转体施工方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于小齿轮同步牵引系统的桥梁转体施工方法及装置，该装置以桥梁转体施工的球铰为基础，将转盘外边缘处的牵引索道设计为齿轮状滑道，周围利用额定功率的小齿轮系统同步牵引转盘转动，将普通转体施工中的牵引系统与齿轮结合。该发明专利技术适用于多种情况下的桥梁转体施工，改造后可以通过单个齿轮的固定转动角度来精确控制转体速度，在提高施工精度的同时，也保证了施工安全。同时可以根据转体总牵引力的大小灵活配置小齿轮数量，避免了现有齿条轨道系统因齿轮间接触面积小而引起局部应力过大的缺点。除了上述所说的优点，该装置也克服了单向牵引的短板，若转动角度超限，齿轮反方向施力即可，优化了施工过程中的机动性。机动性。机动性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于小齿轮同步牵引系统的桥梁转体施工方法及装置


[0001]本专利技术涉及桥梁转体施工
，具体涉及一种基于小齿轮同步牵引系统的新型桥梁转体施工方法及装置。

技术介绍

[0002]随着我国的铁路、公路网已逐渐成型，跨越既有线路的桥梁施工项目也愈来愈多。在不影响公路及铁路运行条件下，确保工程建设的安全、可靠进行此类桥梁工程的重点研究对象，因此，对跨越既有线路桥梁的设计及施工关键技术研究，是目前桥梁施工技术研究的一项重要内容。在跨越既有线路桥梁的施工方法中，转体施工法以：1施工所需的机具设备少、工艺简单、操作安全；2具有结构合理，受力明确，力学性能好；3转体法能较好地克服在高山峡谷、水深急流或大跨度河道架设构造物的困难，尤其是对修建处于交通运输繁忙的城市立交桥和铁路跨线桥，其优势更加明显；4施工速度快、造价低、节约投资等优点在施工中得到广泛应用。
[0003]转体施工法的核心是转动设备与转动能力，在转体施工过程中保证结构的稳定性以及体系的顺利转换是此类施工技术的关键技术难题。要确保转动体系顺利、稳定的转动，除了在构造上要选择刚度大、重量轻的轻型桥型外，转动体系的设计与施工也是非常关键的环节。理想的转动体系应具备转动灵活和安全稳定的特性。现有的桥梁转体施工装置，大多具备了转动灵活和安全稳定的特性，但对于施工过程中的控制性却不高。在转动过程中，由于无法实时调节发动机的转动力，使得上部结构很难较为匀速的转动，影响施工安全性和可控性。因此，在转体施工过程中控制转动速度及转动角度显得十分重要。
[0004]同样，现有的桥梁转体施工装置受制于单向牵引，若转动角度超限，对于如何将转动体系恢复到正确角度也是在施工中常遇到的难题。
[0005]中国专利技术专利CN 202210166745.X公开了一种基于齿条轨道牵引系统的新型桥梁转体施工装置，将牵引索道改进为齿轮，牵引索为含有若干个锯齿的齿条结构，通过牵引索与牵引索道构成的齿轮齿条传动系统，使转盘朝目标方向转动，进而实现转体桥梁的转动。便于控制转动速度和转动角度，可快速准确的解决单向牵引的问题。但牵引索与牵引索道的接触面较小，在转体时会造成齿轮局部应力过大，可能会导致啮合点局部发生塑性变形，不仅增加了施工风险，同时也难以控制转动体系的转动角度。

技术实现思路

[0006]本专利技术专利的一个重要目的是为了解决桥梁转体施工中的控制问题，提供了一种便于控制转动速度和转动角度的转体施工方法，转盘外边缘牵引索道为齿轮状，并利用周围若干额定功率的小齿轮系统同步牵引转盘转动，适用于各类桥梁的转体施工。由于加装了齿轮系统，使得在转体施工过程中实现了易于控制和调整的功能。
[0007]为实现如上目的，本专利技术具体的技术方案如下：
[0008]一种基于小齿轮同步牵引系统的桥梁转体施工方法，包括以下步骤：
[0009]S1、在桥梁转体的上承台、下承台之间安装球铰，在所述上承台的下表面安装转盘，所述转盘与所述球铰同轴心设置，所述转盘外边缘上设置由若干个啮合齿构成的牵引索道；
[0010]S2、布设小齿轮同步牵引系统，计算小齿轮数量：
[0011]S2.1、根据转体桥梁上部结构重量，推导出转体牵引力，按下式计算转体牵引力F：
[0012][0013]式中，μ为球铰摩阻系数；R为球铰球面半径；G为转体总重量；D为启动牵引力偶臂；
[0014]S2.2、根据小齿轮发动机的额定功率，确定每个小齿轮能够提供的牵引力F1，按下式计算桥梁转体所需小齿轮的数量n：
[0015][0016]式中，F为转体牵引力，F1为单个小齿轮能够提供的牵引力；
[0017]S2.3、计算得到的小齿轮数量n向上取整，确定小齿轮数量，并依次命名为T1、T2、T3…
T
n
；
[0018]S3、按照S2计算得到的小齿轮数量，在所述牵引索道的周边等间隔设置对应数量的额定功率的小齿轮，且与齿轮状的牵引索道相互咬合；
[0019]S4、所述小齿轮通过无线传输设备与反馈控制装置连接，根据转动目标方向、角度，实时监测转角数据，通过计算机向所述小齿轮底部的小型发动机发出指令，驱动小齿轮同步转动，控制转盘转动速度，完成桥梁转体的施工。
[0020]进一步地，步骤S4中反馈控制装置的具体控制如下：
[0021]S4.1、所述反馈装置接收固定在转盘外边缘处测角仪反馈的转角数据，并根据预设目标角度与实测转角数据的正负差额，控制小型发动机的转速进行实时调整，控制转盘转动速度；
[0022]S4.2、获取反馈装置预设的目标角度与实测的转角数据的正负差额，并与设置的误差阈值进行比对，当正负差额值低于误差阈值时，停止小型发动机转动，完成桥梁转体施工，以确保转盘的实际转动角度与预设目标角度误差控制在允许的阈值范围内，进而实现桥梁结构的精确化转体施工。
[0023]进一步地，步骤S4.1中发动机调整步骤如下：
[0024]S4.1.1、当两者的差额为正值，即实测转角数据小于预设目标角度，且两者的差额值大于设定的第一阈值内，控制小型发动机的转速增加，直至差额值低于第一阈值，小型发动机停止加速并保持此时速度继续运行；
[0025]S4.1.2、当两者的差额为负值，即实测转角数据大于预设目标角度，调整小型发动机的转动方向，使转盘反向转动，并根据差额值控制发动机转速。
[0026]本专利技术的另一目的在于，提供如上所述施工方法的基于小齿轮同步牵引系统的桥梁转体装置，包括上承台、下承台以及位于两者之间的球铰，在所述上承台的下表面设置有与所述球铰相连的转盘，所述转盘与所述球铰同轴心设置，在所述转盘外边缘上设置有由若干个啮合齿构成的牵引索道，在所述牵引索道的周边设置有小齿轮同步牵引系统，所述小齿轮同步牵引系统包括若干个额定功率的小齿轮，所述小齿轮由其底部的小型发动机驱
动同步转动，且可以与齿轮状的牵引索道相互咬合，通过驱动所述小齿轮的转动，使转盘朝目标方向转动，进而实现所述转体桥梁的转动。
[0027]进一步地，在所述转盘的外边缘处固定安装测角仪，用于监测转盘的转角数据，所述测角仪、小型发动机分别与所述反馈控制装置电性连接，所述反馈控制装置根据接收的转角数据通过所述小型发动机驱动所述小齿轮同步转动，从而控制所述转盘的转动角度与速度。
[0028]进一步地，所述球铰包括上球铰、下球铰与销轴，所述下球铰安装于所述下承台的上表面，所述上球铰安装于所述上承台的下表面，所述销轴的中心轴线与所述上球铰和下球铰的中心轴线重合。
[0029]进一步地，所述下承台的外缘设置有环形滑道，所述滑道与所述转盘同轴心设置。在所述滑道内滑动安装有多个支撑脚，所述支撑脚沿所述转盘的周向设置，所述支撑脚的顶端与转盘的下表面连接。
[0030]与已有技术相比，本专利技术有益效果体现在：
[0031]本专利技术桥梁转体施工装置加入了齿轮齿条传动系统，在不改变转体施工技术原理和施工方法的前提下，
[0032]1、通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于小齿轮同步牵引系统的桥梁转体施工方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、在桥梁转体的上承台(9)、下承台(10)之间安装球铰，在所述上承台(9)的下表面安装转盘(4)，所述转盘(4)与所述球铰同轴心设置，所述转盘(4)外边缘上设置由若干个啮合齿(8)构成的牵引索道(5)；S2、布设小齿轮同步牵引系统，计算小齿轮数量：S2.1、根据转体桥梁上部结构重量，推导出转体牵引力，按下式计算转体牵引力F：式中，μ为球铰摩阻系数；R为球铰球面半径；G为转体总重量；D为启动牵引力偶臂；S2.2、根据小齿轮发动机的额定功率，确定每个小齿轮能够提供的牵引力F1，按下式计算桥梁转体所需小齿轮的数量n：式中，F为转体牵引力，F1为单个小齿轮能够提供的牵引力；S2.3、计算得到的小齿轮数量n向上取整，确定小齿轮数量，并依次命名为T1、T2、T3…
T
n
；S3、按照S2计算得到的小齿轮数量，在所述牵引索道(5)的周边等间隔设置对应数量的额定功率的小齿轮(6)，且与齿轮状的牵引索道(5)相互咬合；S4、所述小齿轮(6)通过无线传输设备与反馈控制装置连接，根据转动目标方向、角度，实时监测转角数据，通过计算机向所述小齿轮(6)底部的小型发动机(7)发出指令，驱动小齿轮(6)同步转动，控制转盘(4)转动速度，完成桥梁转体的施工。2.根据权利要求1所述的一种基于小齿轮同步牵引系统的桥梁转体施工方法，其特征在于，步骤S4中反馈控制装置的具体控制如下：S4.1、所述反馈装置接收固定在转盘外边缘处测角仪反馈的转角数据，并根据预设目标角度与实测转角数据的正负差额，控制小型发动机的转速进行实时调整，控制转盘转动速度；S4.2、获取反馈装置预设的目标角度与实测的转角数据的正负差额，并与设置的误差阈值进行比对，当正负差额值低于误差阈值时，停止小型发动机转动，完成桥梁转体施工，以确保转盘的实际转动角度与预设目标角度误差控制在允许的阈值范围内，进而实现桥梁结构的精确化转体施工。3.根据权利要求2所述的一种基于小齿轮同步牵引系统的桥梁转体施工方法，其特征在于，步骤S4.1中发动机调整步骤如下：S4.1.1、当两者的差额为正值，即实测转角数据小于预设目标角度，且两者的差额值大于设定的第一阈值内，控制小型发动机的转速增加，直至差额值低于第一阈值，小型发动机停止加速并保持此时速度继续运行；S4.1.2、当两者的差额为负值，即实测转角数据大于预设目标角度，调整小型发动机的转动方向，使转盘反向转动，并根据差额值控制发动机转速。4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛宇，王佐才，李硕，杨伟民，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：