一种多功能智能液压桥面架设机
技术领域
本实用新型涉及桥梁建筑领域，尤其涉及一种高速公路跨线天桥桥面施工装备，特别但不限于高速公路跨线天桥桥面架设和更换拆除。
背景技术
现代桥梁施工，为减轻道路交通压力、缩短工程周期，多采用“分段施工、分块安装”的施工方法，提前将桥面做成预制单元，然后通过专用大型运梁车把预制件从工厂运至施工现场，逐单元拼装。随着桥梁结构的大型化和施工工期的高要求，施工作业和运输方法都有了很大改变。对于高速公路跨线天桥施工，交通管制是必须采取的一项措施，但高速交通封闭会带来很多不良影响，缩短交通封闭时长显得尤为重要，迫切需要一种快速、高效、安全的施工方法及装备。
对于跨线桥梁改扩建工程，桥面整体拆除是更换桥梁构件的主流方法，同样出于工期和安全要求，对施工装备和方法有着更高需求。
针对桥面架设或拆除重建，现有技术缺乏桥面现场吊装和精准定位的能力，仅仅依靠运梁车粗线条变位和单向垂直顶升无法达到预期效果，施工难度较大，难以保证施工安全和工程进度，迫切需要一种快速高效的施工方法和装备。
实用新型内容
针对现有技术存在的不足，本实用新型目的是提供一种多功能智能液压桥面架设机，以解决上述背景技术中提出桥面架设或拆除重建，现有技术缺乏桥面现场吊装和精准定位的能力，仅仅依靠运梁车粗线条变位和单向垂直顶升无法达到预期效果，施工难度较大，难以保证施工安全和工程进度的问题。
为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：一种多功能智能液压桥面架设机，包括控制系统操控台、液压站、柴油发电机组以及机身钢构，还包括垂直液压千斤顶、移动式垂直千斤顶、三维调整千斤顶、三维调整千斤顶锁定装置以及运梁车限位装置，所述机身钢构包括底梁、顶梁以及垂直支撑结构，所述垂直液压千斤顶分布在底梁的底部两端，所述移动式垂直千斤顶安装在底梁的底部中央位置，所述三维调整千斤顶及其锁定装置布置在顶梁上部，还包括PLC智能操作系统，所述PLC智能操作系统包括PLC操控台、通讯网络单元和传感单元，所述传感单元通过网络连接线与通信网络单元相连接，所述通信网络单元通过数据传输线与PLC操控台相连接，操作系统具有对整机智能控制和自我调节功能，可保证各执行单元液压千斤顶同步动作、均衡受力，还包括液压系统，所述液压系统拥有多个执行单元，所述执行单元由独立的液压动力子单元、信号采集和指令执行子单元、液压动作子单元以及液压回路子单元四部分组成，所述液压系统通过数据线与PLC智能操作系统相连接，并受PLC智能操作系统的控制。
进一步地，所述执行单元配置有多个底部垂直液压千斤顶和移动式垂直千斤顶，可实现垂直方向大行程顶升作业。
进一步地，所述执行单元配置有多组三维调整液压千斤顶，用于对顶升目标进行X、Y、Z三维度方向调整。
进一步地，所述垂直液压千斤顶以及移动式垂直千斤顶内均安装位移传感器，所述液压回路配置有压力传感器，所述位移传感器的输出端以及压力传感器的输出端均与PLC智能操作系统的输入端相连接，所述PLC智能操作系统的输出端与变频器的输入端相连接，所述变频器的输出端与泵站的输入端相连接。
进一步地，以柴油发电机组作为动力，设备具有自我供电功能，机身本体在施工、运输及临时存放过程中，作为支撑桥面的载体。
本实用新型的有益效果：本实用新型由PLC智能系统对施工操作进行实时监控，指挥并协调各执行单元动作，在桥面架设施工中，PLC控制系统利用设置的传感元件采集桥面X、Y、Z三维方位的位移数据，以及执行单元液压千斤顶的位移、液压回路的压力和流量等数据，综合分析处理后，给各执行单元下达动作指令，具体通过调节液压泵的输出流量以及对液压系统各阀组进行开关控制和节流控制来调节各动作单元液压千斤顶的顶升速度、行程和出力，实现各液压千斤顶的同步动作，使桥面同步、平稳、精准、快速地就位。同理，在桥梁拆除时，运用上述方法可以保证各垂直千斤顶均衡受力，使桥面平稳地落放在机身钢构上，进而保证机身的均衡受力，有效地保证了被拆桥面安全、平稳地运离现场，通过柴油发电机组的设置，使设备具有自我供电功能，本实用新型设计巧妙，结构紧凑、合理，利用PLC智能调节，来实现施工作业的同步、精确、快速到位，保障支撑钢构均衡受力，能够自行发电、自我控制、自动执行，同时又是桥面施工、存放和运输的载体，有效地加快了工程进度、提高了施工、运输的安全性和可靠性。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本实用新型的总装结构示意图；
图2为本实用新型在桥面施工时的工况图；
图3为本实用新型的液压系统中的同步液压系统原理图；
图4为本实用新型的液压系统中的独立液压系统原理图；
图5为本实用新型中三维调整千斤顶的结构示意图；
图6为本实用新型中三维调整千斤顶的剖面结构示意图；
图7为本实用新型中垂直液压千斤顶的结构示意图；
图8为本实用新型中移动式垂直千斤顶的结构示意图；
图9为本实用新型中移动式垂直千斤顶内部结构及位移传感器布置图；
图10为本实用新型中机身钢构的结构图；
图11为本实用新型应用于桥面驮运时的状态图；
图12为本实用新型中PLC智能操作系统控制原理图。
图中：1-控制系统操控台、2-液压站、3-柴油发电机组、4-垂直液压千斤顶、5-移动式垂直千斤顶、6-三维调整千斤顶、7-机身钢构、8-锁定装置、 9-梁车限位装置、10-底板一、11-顶篷、12-爬梯、13-操作平台、101-架设机本体、102-目标桥面、201-底板二、202-支架、203-垂直千斤顶一、204- 第一水平千斤顶、205-第二水平千斤顶、206-第一位移传感器、207-第二位移传感器、208-活塞杆、209-万向顶帽一、301-底板三、302-万向顶帽二、303-垂直千斤顶二、304-第三位移传感器、501-运梁车、701-底梁、702-顶梁、703-垂直支撑结构。
具体实施方式
为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。
请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案：一种多功能智能液压桥面架设机，包括控制系统操控台1、液压站2、柴油发电机组3以及机身钢构7，还包括垂直液压千斤顶4、移动式垂直千斤顶5、三维调整千斤顶6、三维调整千斤顶6锁定装置8以及运梁车501限位装置9，机身钢构7包括底梁701、顶梁702以及垂直支撑结构703，垂直液压千斤顶4分布在底梁701的底部两端，移动式垂直千斤顶5安装在底梁701的底部中央位置，三维调整千斤顶6 及其锁定装置8布置在顶梁702上部，在机身内部，液压管路连接将液压系统各子单元连成一个体系，下部九只垂直液压千斤顶4、移动式垂直千斤顶5 负责垂直方向的大行程顶升，上部的六只三维调整液压千斤顶负责对目标X、 Y、Z三个方向上的位置微调，在不需要外接电源的情况下，自带柴油发电机组3为整个系统提供动力，PLC智能操作系统接受着各路传感系统提供的信息，对液压动作单元进行实时调控，实现对目标的顶升和调位，操作人员可通过外部的控制台对设备进行“远程”遥控，也可以设备内部的操控室通过控制系统操控台1进行“现地”操作。
请参阅图2，架设机本体101在下方中央顶升目标桥面102，PLC智能操作系统通过分布于机身钢构7底部的垂直液压千斤顶4、移动式垂直千斤顶5 立于路面，形成牢固支撑，而布置于机身顶梁702上的六组三维调整千斤顶6 支撑着目标桥面102，PLC智能操作系统根据目标桥面102位置情况，对执行单元的液压千斤顶发布动作指令，同时收集各千斤顶的位移和压力数值，经过分析比对，实时调节各液压回路的流量和压力，使执行单元的各个液压千斤顶保持同步动作，保证了整体桥面的平衡顶升、水平移位，使整体桥面始终保持良好的姿态，最终将桥面快速、平稳、准确地放置到桥墩上，完成桥面架设工作
为了有效地控制各液压千斤顶的同步动作及保持桥面结构和机身钢构7 均衡受力，将机身上方的六组三维调整千斤顶6与下方的六只垂直液压千斤顶4一一对应在一个液压回路中，共建立六个液压回路，请参阅图3，机身底部的三只移动式垂直千斤顶5，各自建立一个液压回路，请参阅图4，每个液压回路由独立的油泵供油，各自配套一组控制阀组，施工过程中，PLC智能操作系统通过收集各控制点的压力和位移状态值，经过分析处理，对各回路的系统压力和流量进行调节，控制相应液压千斤顶的动作速度、行程和顶升力，使各千斤顶始终处于同步动作、均衡受力状态。
请参阅图5，执行单元配置有多组三维调整液压千斤顶，三维调整液压千斤顶包括垂直千斤顶一203，垂直千斤顶一203置于底板二201上，用于目标桥面102并对其垂直高度实时微调，安装在支架202上的第一水平千斤顶204、第二水平千斤顶205分别对垂直千斤顶一203进行X、Y方向微调，使其找准合适的顶升位置。
请参阅图6，垂直千斤顶一203内底部安装第一位移传感器206，第一水平千斤顶204以及第二千斤顶内一端均安装第二位移传感器207，第一位移传感器206以及第二位移传感器207均通过数据线与PLC智能操作系统相连接。
请参阅图7-图9，执行单元配置有多个底部垂直液压千斤顶4和移动式垂直千斤顶5，垂直液压千斤顶4与移动式垂直千斤顶5均包括垂直千斤顶二 303，移动式垂直千斤顶5中的垂直千斤顶二303底部焊接固定底板三301，直液压千斤顶与移动式垂直千斤顶5中的垂直千斤顶二303内均安装第三位移传感器304，第三位移传感器304通过数据线与PLC智能操作系统相连接。
垂直千斤顶一203内中部设置活塞杆208，活塞杆208顶端设置球形底万向顶帽一209，垂直千斤顶二303底部设置球形铰支结构的万向顶帽二302，可使顶帽与目标的被顶面紧密贴合，保证对桥面的均匀施力和垂直千斤顶平稳受力。
请参阅图10，三条底梁701与顶梁702之间用一组带有边撑的垂直支撑结构703组合成一个整体，防止六组三维调整老手顶水平跑位的锁定装置8 安装在顶梁702上，其位置随三维调整千斤顶6的位置而定，三对运梁车501 限位装置9分别配对安装在三条底梁701的底部两端，限位装置上有调节机构可保证与运梁车501厢板两侧锁紧，机身内部配有底板一10和顶篷，形成一个操控室，底板一10用于安装控制系统操控台1、液压站2、柴油发电机组3，顶篷用于防止高空附物，确保操控室内设备和人员安全，机身外部配备了爬梯12，方便人员上下，顶部装设有操作平台13，方便高空作业。
请参阅图11，运梁车501载着架设机本体101驮运桥面，自目标桥面102 从预制工厂转运开始，架设机本体101便承担起承载任务，运载时，架设机本体101底部垂直液压千斤顶4全部收缩脱离地面，顶部三维调整千斤顶6 支撑着目标桥面102结构，液压锁锁定液压回路使所有千斤顶固定不动，保证运输过程中目标桥面102始终处于平稳状态。
请参阅图12，PLC智能操作系统读取传感系统采集的各控制点的压力、位移状态值，在操控台显示器上实时显示，并对数据进行分析处理，将动作指令下达至各执行单元，控制执行单元各液压千斤顶的动作，并协调各控制点动作的同步性，实现对桥面的同步顶升和位置调整。
工作原理：当运梁车501将目标桥面102运抵施工现场后，顶部的三维调整千斤顶6将目标桥面102顶升抬起，使其高度超过桥墩，通过运梁车501 移位调整好目标桥面102的初始位置，使其进入三维调整千斤顶6的调节范围，将底部垂直液压千斤顶4全部伸出顶住地面，使架设机本体101的机身整体脱离运梁车501的厢板，运梁车501驶出，再将移动式垂直千斤顶5安装到底梁701的相应位置，与前述垂直液压千斤顶4一起，顶升支撑起整个架设机本体101，到位后将底部所有垂直液压千斤顶4、移动式垂直千斤顶5 锁定，使架设机本体101稳定不动，底部垂直液压千斤顶4、移动式垂直千斤顶5的行程和顶升力，通过相应的位移传感器和压力传感器采集信号，控制系统统一控制，此时，PLC智能操作系统通过对采集的桥面和三维调整千斤顶 6的位移信号，进行分析处理，做出相应调整，控制三维调整千斤顶6动作来对桥面姿态进行微调，垂直千斤顶一203负责目标桥面102高度的调整，使其各处高度保持一致，第一水平千斤顶204、第二水平千斤顶205通过对垂直千斤顶一203位置的调整带动目标桥面102移位，对其水平姿态进行调整，在PLC智能操作系统的统一控制下，六组三维调整千斤顶6同步动作，将目标桥面102平稳地调整到预定状态，当目标桥面102水平方位调整到位后，三维调整千斤顶6中的垂直千斤顶一203同步收缸，将目标桥面102缓缓放置到桥墩上，完成目标桥面102架设工作，然后，拆除底部移动式垂直千斤顶5，运梁车501插入机身底部，底部全部垂直液压千斤顶4收回脱离地面，使架设机本体101整体坐落在运梁车501车体上，将其运离现场，架设机本体101用于旧桥面拆除的操作与上述方法相同，步骤相反。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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实用新型的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点,对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。
