行万里路 造万里桥（之五）
我们的发明专利与产品兑现精选图文漫话
（特种装备工程师 黄耀怡教授供稿）
我国获得授权的国家发明专利，名为《多片式梁拼组的造桥机》（其授权公告编号为ZL94101455.X）。
本项发明涉及一种造桥设备，该设备通过移动式支架在桥梁的孔洞上方进行预制混凝土梁块的吊装与拼接，从而形成完整的梁体。所述移动支架是由常规的桥梁紧急维修工具（如多片式钢桁梁）现场组装而成，这些工具包括八七型铁路紧急维修钢梁、六四式铁路军用梁等。
图1.1 发明专利《多片式梁拼组的造桥机》原图
1.1 采用八七型铁路应急抡修钢梁拼组造桥机
（曾获国家科技发明三等奖）
该设备使用了八七型钢梁的半穿式梁倒置开天窗的设计方案，这一方案由黄耀怡教授提出并完成了设计工作。其核心在于，将原本呈ц形的半穿式梁颠倒放置，形成п形梁，并增设下托架横梁。随后，在п形梁顶部开设天窗，安装了专门用于起落节段梁块的固定式起重架。此外，还配备了支架过孔滑移牵引系统和节段梁块吊装移动调位系统等辅助设备。具体内容可参考以下图表。
图1.2 半穿式梁钢桥图
图1.3 半穿式梁倒置开天窗方案概念图
图1.4 曾获国家科技进步二等奖之八七型梁手冊
图1.5 多片式抢修钢梁器材“八七型梁”通车动载试验
图1.6 中铁五院发明专利产品八七型梁拼组的
造桥机在灵武黄河大桥造桥施工实况图（1）
图1.7 中铁五院发明专利产品八七型梁拼组的
造桥机在灵武黄河大桥造桥施工实况图（2）
我国授权的国家发明专利为《箱形双梁式公铁两用T形梁架桥机》，其授权公告号为CN101736696B。
本项发明针对整体搭建预应力混凝土T形梁，设计了一种双箱梁式的公铁两用架桥机，这一创新填补了我国在这一类型架桥机领域的空白（目前国内仅存在单箱梁式T形梁的公铁两用架桥机）。
图2.1发明专利《箱形双梁式公铁两用T形梁架桥机》原图
图2.2 展示了郑州新大方发明专利产品《箱形双梁式公铁两用T形梁架桥机》的样机整体外观。
3 国家发明专利《高速铁路隧道内外通用架桥机》
（授权公告号CN102071650B）
本发明推出了一种适用于高铁隧道内外通用的桥梁架设设备及其相应的架梁技术。该架桥机具备灵活的随行架设能力，无论是在开阔的平原地区还是在桥隧相接的山区，都能实现“逢山开道，遇水搭桥”的效果。而且，无需对架桥机的结构进行调整或改装（即所谓的“瘦身动作”），便能轻松穿越隧道，或在隧道进出口以及隧道内部完成桥梁的架设。因而解决了在多隧道山区地带修建高铁的瓶颈难题。
图3.1 发明专利《高速铁路隧道内外通用架桥机》原图
图3.2 高铁隧道内外通用架桥机设计效果图
图3.3 通联发明专利产品隧道内外通用架桥机
（TTSJ 900型）在合福高铁施工实况（之一）
图3.4 通联发明专利产品隧道内外通用架桥机
（TTSJ 900型）在合福高铁施工实况（之二）
图3.5 隧道内外通用架桥机隧道进口架梁效果图
图3.6 隧道内外通用架桥机隧道内架梁效果图
图3.7 隧道内外通用架桥机整机通过隧道效果图
我国拥有国家发明专利的《坦式吊梁天车》（专利授权公告编号为CN102009911b）。
本发明介绍了一种新型的坦式吊梁天车，有效解决了现有高铁架桥机在穿越隧道时必须拆除主梁吊梁天车的问题（由于高度限制），从而避免了耗时耗力的整机高度降低操作；此外，本发明还使得架桥机能够借助轮胎式运梁车轻松穿越隧道，无需进行任何拆卸作业。
图4.1 发明专利《坦式提梁天车》原图
图4.2 展示了坦式吊梁天车的概念设计图，该设计能让轮胎式运梁车搭载的架桥机顺畅地穿越隧道，直达出口进行梁的架设，这一功能已在通联TTSJ 900型隧道内外通用的架桥机上得以实现。
我国拥有国家授权的发明专利，名为《凹体型轮胎式运梁车》（专利号CN102019960）。
本发明有效解决了现有轮胎式运梁车在承重地板高度降低和混凝土梁运输方面存在的困难，推出了一种新型凹体型运梁车。这种运梁车显著降低了其额定高度，不仅使得高铁箱形混凝土梁或架桥机整机的运输能够顺畅通过隧道，而且还能与架桥机的架梁作业实现紧密配合。
图5.1发明专利《凹体型轮胎式运梁车》原图
图5.2 通联发明专利产品凹体型轮胎式运梁车出厂前实况
图5.3 通联发明专利产品凹体型轮胎式运梁车运梁状态
图5.4 展示了通联发明专利产品——凹体型轮胎式运梁车，与1000吨/40米架桥机协同作业，正在进行架梁施工的场景。
图5.5 中铁科工仿制的凹体型轮胎式运梁车运梁状态
图5.6展示了中铁科工生产的仿制凹型轮胎运梁车，该车正与架桥机协同作业，进行架梁操作。
图5.7 展示了中铁十一局汉江重工仿制的凹型轮胎式运梁车在进行装梁作业的实际场景。
图5.8 多家仿制的凹体型轮胎式运梁车出炉
该国家发明专利为《一种新型结构的轮胎式提梁机》（其授权公告编号为CN2878312 Y）。
本项发明设计了一种新型的双梁双门式高速铁路轮胎式提梁设备，该设备在混凝土预制梁场内能够实现梁体的纵向或横向移动，同时，运梁车辆也能够在提梁机下方进行纵向或横向的装梁作业，实现了多角度的自由操作，极大提升了工作效率，此举在我国同领域内尚属首次。
图6.1 发明专利《一种新型结构的轮胎式提梁机》原图
图6.2 通联发明专利产品新型结构提梁机全貌
图6.3展示了京沪高铁施工现场夜间进行的，一款新型结构的900吨级提梁机发明专利产品的应用。
该国家发明专利名为《具备承重自助均衡功能的架桥机组及其应用架桥技术》（专利授权公告编号为CN10359336B）。
本发明设计了一种承重自助均衡的架桥机组及其架桥方法，有效避免了现有高铁架桥机在架梁过程中，使用运梁车（现称底车）提升混凝土箱梁前端时可能出现的车体后倾风险。因此，必须对底车前端进行地面锚固，但这一锚固作业极具挑战性。得益于本发明，无需进行这种锚固，即可确保底车的纵向稳定性，从而彻底杜绝车体后倾的问题。
为实现既定目标，我们选择了为运梁车配备一套“承重自动均衡系统”的技术路径，具体如图7.1所示。该系统主要由以下几部分构成：首先是油缸式支腿1、2、3，其次是液电程序控制系统4，最后是与架桥机组相连接的多个部件5至10。该油缸式支腿1、2、3以成对形式布置，安放在底车系统后部横垫梁之后的车架主梁两侧，形似一个低矮的门架，具体可参照图4中的B向视图。液电程序控制系统4的控制面板则设置在驾驶室内部。
图7.1展示了发明专利《一种具备承重自动平衡功能的架桥机组及其应用架桥技术》的原始图像（承重自动平衡系统结构图）。
图中4所示液电程序控制系统的构成及工作流程用框图表示如下：
图7.2 液电程序控制系统构成及工作流程图
在架梁过程计算机程序即自动进入以下框图程序进行计算控制：
图7.3 底车承重自动均衡计算机程序框图
本发明专利的技术成果已成功应用于通联TTSJ900型隧道内外通用架桥机组，实现了其商业化应用。
该国家发明专利名为《一种架桥机及其架设技术》，其授权公告号为CN105648916B，适用于磁悬浮铁路的架桥作业。
本项发明涉及一种磁悬浮铁路桥梁施工设备及其梁体安装技术开yun体育app官网网页登录入口，特别适用于那些城市交通拥堵、道路空间有限的区域。
图8.1发明专利《磁悬浮铁路架桥机》原图
图8.2 展示了TLJ130型磁悬浮铁路架桥机在长沙市磁悬浮交通工程项目中的施工场景。
我国授予的一项国家发明专利，名为《操作简便的架桥设备》（专利号CN110093864）。
图9.1发明专利《一种操作简单的架桥机》原图
图9.2发明专利《一种操作简单的架桥机》截面视图
图9.3 通联发明专利产品泰国1250t/45m架桥机
图9.4展示了铁二局生产的通联发明专利产品，该产品为1200吨/56米节段拼装式架桥机。
图9.5展示了郑万高铁使用的2200吨级、48米长度的发明专利产品——节段拼装式架桥机。
我国拥有国家发明专利，名为《一种快速分合式一体型架桥机及其架梁方法》，其授权公告号为CN107201723B。
本发明涉及多个领域，它提供了一种新型的快速组装与拆卸的一体化架桥设备及其架设梁体的技术，旨在克服现有运梁与架设一体型架桥机在运输梁体时的不便、设备制造成本高昂以及施工效率较低等问题。
本新型一体机的整体设计包含两个相对独立的模块：一是能够迅速开合的运架梁机械，二是桥鼻梁系统。运架梁机械具备独立回梁场取梁的能力，而桥鼻梁系统则停留在桥头上等待。桥鼻梁系统由固定式的辅助支撑腿和可移动的主支撑腿共同支撑。在桥梁上，运架梁机械的主梁与桥鼻梁系统可通过快速接头进行连接或分离。
本机型的一个突出特点是，用户可以选择分合式或
只合不分式（即机臂为整体式）工作机制，且两种机
制可以随时转换。
图10.1展示了发明专利《一种快速拆装式整体式架桥机及其梁架设技术》的原始图像。
图10.2 运架一体式架桥机设计效果图
图10.3 展示了通联专利产品900吨/32米运架一体机在隧道出口架设梁的现场实景。
图10.4 展示了通联专利的900吨/32米运架一体机在桥隧间进行梁架设置的作业场景。
图10.5 展示了中铁五院研发的1000吨/40米运架一体机在福厦高铁架梁施工中的实际应用场景。
我国授权的国家发明专利《预制节段逐跨拼装造桥机》（公告编号为CN105970833B）
本发明旨在解决技术难题，旨在推出一种新型造桥机，这种机器能够进行大跨度、双线梁的节段拼装，特别适用于高铁预应力混凝土箱形梁的拼装作业。该造桥机具备双线简支梁逐孔拼装的最大跨度达64米以及连续梁T构对称悬拼的最大跨度达80米的功能，这一创新成果在我国尚属首次，填补了国内技术空白。
图11.1发明专利《预制节段逐跨拼装造桥机》原图
图11.2展示了中铁五院研发的发明专利产品——TPZ80m/2700t型造桥机，其在郑阜高铁建设过程中的全貌。
图11.3展示了中铁五院自主研发的专利产品——TPZ80m/2700t型造桥机，该设备在郑阜高铁建设现场的最新施工实景。
图11.4 展示的是中铁五院研发的发明专利产品——TPZ80m/2700t型造桥机，该设备在郑阜高铁的造桥作业过程中的具体操作细节。
12 国家发明专利《120米跨度双层四线公铁两用钢桁
桥整孔架设之3000吨级特种架桥机》（授权公告号
CN101736703B）
本发明的宗旨在于应对跨径大、断面大、自重大等特点的长大钢桥在架设施工过程中存在的周期长、成本高的问题，为此特别设计并制造了一种适用于120米跨度、双层四线公铁两用钢桁桥整孔架设的3000吨级特种架桥机。本发明成功研发了一套适用于大跨度、大断面、大自重长型钢桥整孔安装的施工技术及专用设备，显著减少了长型钢桁梁的建造时间，大幅降低了建设成本，同时为该类桥梁的施工技术开辟了新的发展路径。
图12.1 双层四线公铁两用钢桁桥断面图
图12.2 特种架桥机的组成及其架梁步骤图
特种架桥机的架梁作业步骤
根据图12.2所展示的步骤（一）至（五），对这台架桥机的梁体安装流程进行详细阐述，具体步骤包括：
编号1的架桥机主支架已准确放置于待架孔，编号24的后行走支腿已完全收起，轮胎式编号5的运梁列车已将待架梁运送至架桥机后端并停稳，随后启动编号23的驮梁小车，该小车位于列车之上，承载着待架梁沿着编号2的上导梁上下移动，最终将待架梁送入架桥机的内部。
（二）编号为1的架桥机主支架将待架设的梁吊起，使其从编号为2的下导梁顶面移开kaiyun.ccm，随后下导梁前端被卷扬机拉动，朝前方抽出，从而为桥梁的净空腾出空间，便于将梁放置在桥墩上进行支撑。
导梁已完全被抽出，待架梁一落下并准确就位后，编号为24的后行走支腿随即落下并稳固站立。
（四）在架桥机主支架的前方，行走支腿（编号14）沿着下导梁的上弦杆，同时，后方的行走支腿（编号24）沿着已架设梁的上弦杆，两者均向前进行纵向移动，穿越孔洞。
（五）编号为1的架桥机主支架已成功纵向移动至下一孔位并稳固支撑，编号为24的后行走支腿已完全收缩，运梁列车再次运送梁材抵达现场，此时可着手进行新一轮的喂梁和架梁作业。
图12.3 特种架桥机的断面视图，对照图12.2（一）
之截面A-A、B-B
图12.4 特种架桥机的断面视图，对照图12.2（一）
之截靣C-C、D-D
小结：本发明专利尚未有兑现产品。
黄耀怡，男性，出生于广东惠州市惠城区水口。他毕业于北方交通大学（现名北京交通大学）的建筑系。曾担任中国人民解放军铁道兵的技术员、工程师、高级工程师，以及铁道部的教授级高级工程师。他还曾是铁道建筑研究设计院工程机械研究所的总工程师、西南交通大学的研究生导师、中国钢结构协会的理事，以及中国铁道学会的高级会员。担任《中国铁道科学》、《铁道建筑技术》、《轨道建筑》等期刊的编委kaiyun全站网页版登录，同时在郑州新大方重工科技有限公司及秦皇岛天业通联重工股份有限公司担任首席专家。他长期致力于大型特种装备的研究与设计，涵盖军用桥梁、公铁两用应急抢修桥梁的制式装备，以及高速铁路所需的大吨位架桥机、轮胎式运梁车、轮胎式提梁机等成套设备与技术的研究与开发。北京市政府及北京日报授予其“科技之星”和铁道部“突出贡献专家”的荣誉，早年荣获国家科技进步奖发明奖、铁道部詹天佑成就奖等多个奖项，并享有国务院颁发的特殊津贴。
