大跨钢-混组合桥大节段钢桁梁架设系统及施工方法 |
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| 申请号 | CN201911416437.2 | 申请日 | 2019-12-31 | 公开(公告)号 | CN111188273A | 公开(公告)日 | 2020-05-22 |
| 申请人 | 湖北省路桥集团有限公司; | 发明人 | 朱红明; 刘秉祥; 张金诚; 张帆; 朱志刚; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种大跨 钢 -混组合桥大节段钢桁梁架设系统，包括近塔端梁架设系统和钢桁梁拼装系统；所述近塔端梁架设系统包括主塔 门 架、副孔牵引系统、 滑轮 组和临时吊索，所述钢桁梁拼装系统主要由缆载吊机行走机构、副孔牵引系统及连接面板组成；所述的主塔门架包括立柱与门架主桁架；所述的副孔牵引系统安装于作业平台上，副孔牵引系统连接并固定主缆两端；所述的缆载吊机行走机构安装在主缆上，缆载吊机行走机构顶部通过 钢丝绳 与主塔门架顶部的门架主桁架悬吊。本发明的有益效果是：本发明在副孔牵引系统外侧设置易拆式防撞架，可保护牵引系统在作业时被碰撞，且防撞架结构简单、制作成本低、装拆方便。 | ||||||
| 权利要求 | 1.大跨钢-混组合桥大节段钢桁梁架设系统，其特征在于，包括近塔端梁架设系统和钢桁梁拼装系统；所述近塔端梁架设系统包括主塔门架(1)、副孔牵引系统(4)、滑轮组(8)和临时吊索(16)，所述钢桁梁拼装系统主要由缆载吊机行走机构(15)、副孔牵引系统(4)及连接面板(28)组成； |
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| 说明书全文 | 大跨钢-混组合桥大节段钢桁梁架设系统及施工方法技术领域背景技术[0002] 在悬索桥施工中，钢桁架的架设施工需要花费大量的人力与物力，为了保障钢桁架的架设效率，通常需要考虑钢桁架的起吊、移运两个方面；钢桁梁拼装作业中，在确保钢桁梁移运效率、控制拼装精度的前提下，通常还需要考虑到钢桁梁合龙后的线形。传统钢桁梁施工通常利用加载下压的施工方法进行线形控制，但线形控制操作繁琐，且精度难度难以控制。 [0003] 针对上述钢桁梁架设及拼装中常见的问题，考虑如何设计架设系统的设备安装，确定架设系统的结构，同时考虑如何设计钢桁梁拼装的方案，确定钢桁梁拼装误差控制方案是钢桁梁安装技术的关键。因此有必要提供一种大跨钢-混组合桥大节段钢桁梁架设系统及施工方法，确保钢桁梁的吊装及安装，在确保钢桁梁的线形基础上，提高施工效率。 发明内容[0004] 本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种大跨钢-混组合桥大节段钢桁梁架设系统及施工方法，能简化钢桁梁吊装、架设及拼装工序，并保证钢桁梁连接的线形控制，具有良好的经济和技术效益。 [0005] 这种大跨钢-混组合桥大节段钢桁梁架设系统，包括近塔端梁架设系统和钢桁梁拼装系统；所述近塔端梁架设系统包括主塔门架、副孔牵引系统、滑轮组和临时吊索，所述钢桁梁拼装系统主要由缆载吊机行走机构、副孔牵引系统及连接面板组成； [0006] 所述的主塔门架包括立柱与门架主桁架，所述主塔门架上设置有卷扬机，门架主桁架两端焊接悬臂梁，悬臂梁上设置起重横梁；所述滑轮组包括滑轮与钢绞线，滑轮组上部为定滑轮，滑轮组下部的滑轮设置为动滑轮，定滑轮吊点设置在悬臂梁上，所述钢绞线一端连接滑轮组，另一端连接卷扬机； [0007] 所述的副孔牵引系统安装于作业平台上，副孔牵引系统连接并固定主缆两端；副孔牵引系统外侧设置牵引系统防撞架；所述临时吊索底部焊接于作业平台上，临时吊索的钢绞线与塔连杆连接以临时固定钢桁架； [0008] 所述的缆载吊机行走机构安装在主缆上，缆载吊机行走机构顶部通过钢丝绳与主塔门架顶部的门架主桁架悬吊，缆载吊机行走机构底部设有纵向扁担梁，所述纵向扁担梁一侧安装手拉葫芦；所述主缆上安装索夹与吊索，并在主缆设计位置设置临时索夹与临时吊耳；临时吊耳设置于隔板上，所述隔板底端通过工字钢固定于钢桁架上；所述的连接面板用于相邻梁段间的连接，所述连接面板设置于两片钢桁架上。 [0009] 作为优选：吊索与钢桁架上的吊索吊耳对应连接，临时索夹与钢桁架上预设的临时吊耳连接。 [0011] 作为优选：连接面板设置于钢桁架的四个面上，连接面板上设有若干个螺栓孔并通过连接螺栓拼装连接。 [0012] 作为优选：所述牵引系统防撞架的平面为U形，牵引系统防撞架设有防撞外横梁，牵引系统防撞架底部设置防撞架连接底板，防撞架连接底板通过连接螺栓与作业平台连接；牵引系统防撞架外侧和顶部均设置橡胶垫。 [0013] 这种大跨钢-混组合桥大节段钢桁梁架设系统的施工方法，包括以下步骤： [0014] 1)主塔门架安装： [0015] a)安装行走机构：对主塔门架进行改装，并将两个缆载吊机行走机构在主缆上安装好，利用支撑索夹将行走机构固定在主缆上，调整好位置和高度并通过钢丝绳固定在主塔门架上； [0016] b)安装主梁承重梁：将主梁承重梁提升就位后与行走机构通过销轴进行连接，调整好位置和高度并通过钢丝绳固定在主塔门架上； [0017] c)安装设备：利用塔吊依次将设备吊装并安装好，穿好提升和牵引钢绞线，调试好设备，为缆载吊机行走机构下行做好准备； [0018] 2)缆载吊机安装：按照行走机构→桁架边梁→桁架中段→桁架中段与边梁拼接→液压控制起吊系统安装的吊装顺序对缆载吊机进行吊装； [0020] 4)增设临时吊点：在缆载吊机吊装、临时索夹吊装时，增设临时吊点；钢桁架吊装时在梁段上焊接临时吊耳，并增设临时索夹起吊临时吊点；所有梁段钢桁梁缆载吊机吊点均采用在上横梁箱室内焊接加强筋板； [0021] 5)梁段起吊：根据钢桁架阶段与位置顺序对钢桁架采用不同起吊方式，分别利用缆载吊机运梁船上直接起吊、钢栈桥上拽拉就位起吊和栈桥上垂直起吊，最后将梁段垂直起吊至与栈桥桥面标高齐平； [0022] 6)梁段移动：在栈桥上按梁段结构形式标示出移梁支座的设计位置，并将支座摆放到设计位置；梁段下放至支座上后，采用千斤顶反拉作牵引系统移梁； [0023] 7)梁段架设：利用塔顶的卷扬机配合滑轮组拽拉梁段，再把梁段吊至设计高程； [0024] 8)梁段连接： [0025] a)梁段合龙：缆载吊机提升合龙梁段的顶面与相邻梁段底面平齐后，开始提升，同时利用手拉葫芦配合调整合龙段纵向位置，然后释放副孔牵引系统的牵引力，使预偏梁段逐渐靠近合龙段，回归原位后调整两个梁段高差完成连接合龙； [0026] b)临时连接：临时连接采用冲钉和螺栓进行，采用扳手进行施拧，把螺帽装上，但不拧紧； [0027] c)永久连接：根据监控单位的监控指令，开始对梁段采用高栓进行永久连接，并初拧到位，再去掉临时连接的螺栓和冲钉，换上高强螺栓并初拧到位，最后将所有的高强螺栓终拧到位，实现梁段间永久连接。 [0028] 本发明的有益效果是： [0029] (1)本发明在副孔牵引系统外侧设置易拆式防撞架，可保护牵引系统在作业时被碰撞，且防撞架结构简单、制作成本低、装拆方便。 [0030] (2)本发明针对只有单排吊点的钢桁梁设计临时吊点，并在对应主缆位置采用临时索夹进行辅助吊装，所采用的临时索夹结构简单，制造方便，可重复利用。 [0031] (3)本发明在钢桁梁拼装阶段采用连接面板连接，通过面板上的螺栓调节，临时连接采用铰接，调整完利用铰固转换技术完成钢桁梁的永久连接，可确保钢桁梁的安装线形，免去了传统加载下压的工序。附图说明 [0032] 图1为本发明的近塔端梁架设系统示意图； [0033] 图2为本发明近塔端梁架设系统拼装示意图； [0034] 图3为本发明的近塔端梁架设系统侧面图； [0035] 图4为本发明梁段上桥示意图； [0036] 图5为本发明钢桁梁拼装正面图； [0037] 图6为本发明钢桁梁拼装系统示意图； [0038] 图7为本发明的副孔牵引系统易拆式防撞架示意图； [0039] 图8为本发明的副孔牵引系统易拆式防撞架俯视图； [0040] 图9为本发明临时索夹示意图； [0041] 图10为本发明临时吊索示意图； [0042] 图11为本发明大跨钢-混组合桥大节段钢桁梁架设施工流程图。 [0043] 附图标记说明：1-主塔门架；2-临时吊索连接绳；3-门架主桁架；4-副孔牵引系统；5-主缆；6-悬臂梁；7-起重横梁；8-滑轮组；9-滑轮；10-定滑轮吊点；11-卷扬机；12-钢绞线； 13-作业平台；14-缆载吊机主桁架；15-缆载吊机行走机构；16-临时吊索；17-塔连杆；18-钢桁架；19-吊索；20-索夹；21-临时索夹；22-纵向扁担梁；23-手拉葫芦；24-钢管桩；25-隔板； 26-临时吊耳；27-工字钢；28-连接面板；29-连接螺栓；30-牵引系统防撞架；31-防撞外横梁；32-防撞架连接底板；33-连接螺栓；34-橡胶垫；35-螺栓孔；36-螺栓；37-螺母；38-吊索道；39-钢丝绳；40-临时吊索底座；41-临时吊索焊脚；42-临时吊索滑轮。 具体实施方式[0044] 下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。 [0045] 如图1和图3所示，作业平台13上设置副孔牵引系统4作为主缆5的固定控制架，其副孔作为钢桁架18平移的牵引架，用于钢桁架18连接时释放牵引力，辅助钢桁架18间相互靠拢；并在近主塔侧设置滑轮组8作为钢桁架18的起吊系统，利用设置在主塔门架1上的卷扬机11作为动力系统，所述滑轮组8的定滑轮吊点10设置于起重横梁7处，其中，起重横梁7设置于悬臂梁6的悬臂端。如图3所示，所述钢桁架18利用缆载吊机行走机构15吊装完成后，通过临时吊索16与塔连杆17悬吊临时固定。 [0046] 如图2所示，整个拼装系统主要包括缆载吊机行走机构15，用于悬吊缆载吊机行走机构15的钢丝绳39以及门架主桁架3，门架主桁架3架设于主塔门架1上。缆载吊机行走机构15以主缆5为行走基础，主缆5则通过副孔牵引系统4的主孔固定及架设。 [0047] 如图4和图5所示，纵向扁担梁22负责钢桁架18的起吊，安装在主缆5上的索夹20与钢桁架18上的吊索吊耳通过吊索19连接。在主缆5设计位置设置临时索夹21，通过吊索19将其与临时吊耳26连接。相邻钢桁架18之间采用手拉葫芦23就位。 [0048] 如图6所示，相邻的钢桁架18间采用四块连接面板28通过连接螺栓29连接，钢桁架上下梁之间设有隔板25，并利用工字钢27进行固定，隔板25上设置临时吊耳26。 [0049] 如图7和图8所示，所述牵引系统防撞架30呈U形，对副孔牵引系统4的近梁段进行保护包裹，防撞架设有防撞架外横梁31，防撞架外侧与顶部均设置橡胶垫34，底部设有防撞架连接底板32，底板上设有螺栓孔35，通过连接螺栓36实现所述防撞架与作业平台13之间的装拆。 [0050] 如图9所示，临时索夹21由两个可拆式抱箍通过螺栓36与螺母37紧固形成，所述临时索夹21外表面设有吊索道38，用于临时吊索悬挂。 [0051] 如图10所示，临时吊索16系统设置于钢桁架18上，主要包括临时吊索底座40、临时吊索滑轮42、临时吊索连接绳2和钢绞线12，所述钢绞线12通过与塔连杆17连接临时固定钢桁架18。 [0052] 如图11所示，所述大跨钢-混组合桥大节段钢桁梁架设系统的施工方法，包括以下步骤： [0053] 1)主塔门架安装： [0054] a)安装行走机构：根据设计对主塔门架1进行改装，并将两个缆载吊机行走机构15在主缆上安装好，利用支撑索夹将行走机构固定在主缆5上，调整好位置和高度并通过钢丝绳39固定在主塔门架1上，以便主梁的架设。 [0055] b)安装主梁承重梁：将主梁承重梁提升就位后与行走机构通过销轴进行连接，调整好位置和高度并通过钢丝绳固定在主塔门架1上。 [0056] c)安装设备：利用塔吊依次将设备吊装并安装好，穿好提升和牵引钢绞线12，调试好设备，为缆载吊机行走机构15下行做好准备。 [0057] 2)缆载吊机安装：按照行走机构→桁架边梁→桁架中段→桁架中段与边梁拼接→液压控制起吊系统安装的吊装顺序对缆载吊机进行吊装。 [0058] 3)钢桁梁运输：根据设计要求将钢桁架18运输至桥位现场指定位置。 [0059] 4)增设临时吊点：在缆载吊机吊装、临时索夹21吊装时，需增设临时吊点。钢桁架18吊装时需要在梁段上焊接临时吊耳，并增设临时索夹21起吊临时吊点。所有梁段钢桁梁缆载吊机吊点均采用在上横梁箱室内焊接加强筋板。 [0060] 5)梁段起吊：根据钢桁架18阶段与位置顺序对钢桁架18采用不同起吊方式，分别利用缆载吊机运梁船上直接起吊、栈桥上拽拉就位起吊、栈桥上垂直起吊等，最后将梁段垂直起吊至与栈桥桥面标高齐平。 [0061] 6)梁段移动：在栈桥上按梁段结构形式标示出移梁支座的设计位置，并将支座摆放到设计位置。梁段下放至支座上后，采用千斤顶反拉作牵引系统移梁。 [0062] 7)梁段架设：利用塔顶的卷扬机11配合滑轮组8拽拉梁段，再把梁段吊至设计高程。 [0063] 8)梁段连接： [0064] a)梁段合龙：缆载吊机提升合龙梁段的顶面与相邻梁段底面平齐后，开始慢速提升，同时利用手拉葫芦23配合调整合龙段纵向位置防止梁段间碰撞损坏梁段端口，后慢慢释放副孔牵引系统4的牵引力，使预偏梁段逐渐靠近合龙段，回归原位后调整两个梁段高差完成连接合龙。 [0065] b)临时连接：临时连接采用冲钉和螺栓，采用普通扳手进行施拧，只需要把螺帽带上，且不拧紧，以免对连接板造成影响。 [0066] c)永久连接：根据监控单位的监控指令，开始对梁段采用高栓进行永久连接，并及时初拧到位，再去掉临时连接的螺栓和的冲钉，换上高强螺栓并初拧到位，最后将所有的高强螺栓终拧到位，实现梁段间永久连接。 |
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