CN101446068A - 分段顶推架设悬索桥主桁的方法及所采用的重物滚移装置 - Google Patents
分段顶推架设悬索桥主桁的方法及所采用的重物滚移装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种分段顶推架设悬索桥主桁的方法及所采用的重物滚移装置。分段顶推架设悬索桥钢桁梁的施工工艺包括三个工序：①在台座上组拼钢桁梁，②双向对拉水平纵向顶推，③到位后采用现有常规的非负重行走跨缆吊机提升钢桁梁，并为其安装与主缆相连接的吊杆。本发明是将跨度为数百米或千米以上的悬索桥主桁梁分成多段，采用与其配套的能顶推平移百千吨的钢桁梁组的重物滚移装置，逐段分别顶推来架设。本发明具有占地少、孔内不需支架、技术成熟、安全可靠、施工速度快的优点；且施工设备均可以重复使用或租用、节省辅助用钢量、从而大大降低施工成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种架设悬索桥主桁的方法及所采用的设备，特别是一种分段顶推架设悬索桥主桁的方法及所采用的重物滚移装置。
背景技术
连续梁桥采用顶推法施工，具有占地少、孔内不需支架、施工安全方便、设备少、成本低廉的优点，是中小跨度连续梁桥中最具有竞争力的一种架桥工艺。由于顶推设备及主梁跨度限制，连续梁桥整体全长顶推工艺难以应用于大跨度的桥梁施工。由于顶推设备及主梁跨度限制，连续梁桥整体全长顶推工艺难以应用于大跨度的桥梁施工；特别是至今，还没有关于采用顶推法架设悬索桥主桁及能平移百千吨重物的的配套设备的报导。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种分段顶推架设悬索桥主桁的方法及所采用的重物滚移装置，本发明的方法是将跨度为数百米或千米以上的悬索桥主桁梁分成多段，逐段分别顶推来架设。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种重物滚移装置，吊索夹头固定在主缆上，吊索紧固在吊索夹头上；四根吊索与上吊板紧固连接，与上吊板紧固连接的两根高差调整索的下端分别与垂直千斤顶的活塞杆紧固连接，垂直千斤顶安装在油缸支架中，油缸支架与下吊板连为一体；下吊板通过大销轴与纵向分配梁铰接，纵向分配梁两侧通过小销轴与辊子式挂轮的上孔铰接，辊柱滚动配合安装在辊子式挂轮的槽孔中；在钢桁梁上方用高强度螺栓安装铸钢轨道，辊子式挂轮的辊柱与铸钢轨道滚动配合。
一种采用上述重物滚移装置进行分段顶推架设悬索桥主桁的方法，悬索桥主桁是通过固定在主缆上的吊索夹头及紧固在吊索夹头上的吊索悬挂在主缆上；悬索桥主桁全长为∑L，每个节间钢桁架的长度为a，n个节间钢桁架组拼成一段长度为na、宽度为B的钢桁架段；在左右两岸各组m段钢桁架，左右两岸各组拼m段钢桁架的总长为L＝2×na×m；所述架设方法包括三个工序：
[1]在组拼台座上组拼n个节间钢桁架；
①悬索桥主桁的杆件、节点板均在专业钢结构工厂加工，经质量检验，在厂内进行立体组装后再拆分成构件单元，便于用火车或汽车运到架桥现场位于左右两岸的钢桁梁组拼台座；
②在组拼台座场地设有起吊能力不小于20吨的龙门吊车，在龙门吊车顶部安装钢塑防雨、防晒工棚以及灯光照明装置，以保证日夜连续进行钢桁梁拼装作业；
③用龙门吊车组拼每段为n个节间的钢桁梁；
④在钢桁梁上方用高强度螺栓安装铸钢轨道及辊子式挂轮，下方安装牵引索及水平千斤顶；
⑤在组拼台座的前方三根吊索上安装上吊板，并用纵向钢绞索沿主缆方向串联固定；
⑥将四台垂直千斤顶的高差调整索穿入吊杆的下吊板并固定；
⑦开动水平千斤顶，将组拼钢桁梁拉出组拼台座。
[2]双向对拉水平纵向顶推n个节间钢桁架；
A.准备工序及安装所采用的重物滚移装置；
①吊重10t的辅助工作缆吊主索的跨径与主缆相同，主索及主缆都紧固在塔顶横梁上，位于钢桁梁外侧各1.5m处，上下游各一套；
②利用辅助工作缆吊在两岸拼装台座前方28#、29#、30#三根吊索中安装上吊板，作为钢桁梁推出时的柔性支承；
③所述的重物滚移装置及其安装包括：设有吊索夹头和减震架的吊杆与上吊板紧固连接，将高差调整索的上端穿入上吊板的安装孔内，用夹片锚卡紧固定位；高差调整索的下端与调整高差用的垂直千斤顶的活塞杆紧固连接，垂直千斤顶安装在油缸支架中，油缸支架与下吊板连为一体；下吊板通过大销轴与纵向分配梁铰接；
④在钢桁梁上方用高强度螺栓安装铸钢轨道，纵向分配梁两侧的轴孔通过小销轴与辊子式挂轮铰接，挂轮的辊柱与铸钢轨道滚动配合；在钢桁梁下方安装牵引索及水平千斤顶；
⑤在两岸第一段钢桁架底部安装牵引索n根，其中(n-2)根穿入水平千斤顶。
B.钢桁梁顶推出台座；
①在拼装台座上、钢桁梁底部之间设置滑移块，同时用水平千斤顶张拉钢桁梁底部牵引索，使串联成节段的钢桁梁移出拼装台座；
②与此同时，张拉上弦下吊板上四台150t垂直千斤顶收紧高差调整索，直至调平钢桁梁；
③重复上述两个操作，使43.5m长钢桁梁逐渐移出拼装台座，进入了全部由吊索柔性竖向支承状态。
C.两岸双向对拉顶推；
①钢桁梁底部前方的水平千斤顶收紧后，用索盘将钢铰线卷起；而后方的水平千斤顶相应放松，即在索盘上放出钢铰线。前、后千斤顶同步工作，由计算机数码***控制水平千斤顶；
②钢桁梁在对拉顶推过程中，随着主缆的下垂变形，吊索相应变化，使钢桁梁的桁面不平，此时三排吊杆的高差调整索应通过垂直千斤顶的调节来适应变化，以保持桁面标高的水平；上吊板与下吊板之间的十二根高差调整索的长度变化由计算机数码***控制；
③上述“牵引索水平牵引”和“调整索竖向调高”两项工作是同时、对称、均匀进行的，实际上由于牵引索顶推的速度很慢，所以操作上并不困难；每当前进14.5m时还要暂停顶推，要在工作缆吊挂篮上将前方辊子式挂轮的高差调整索插进前方的上吊板，以及相应将后方的上吊板高差调整索解脱，并将辊子式挂轮移至前方，即把辊子式挂轮从铸钢轨道取出或喂进。
D.顶推设备的转移
考虑到减少施工临时设备的数量，本发明的钢桁梁的顶推设备，包括上吊板、下吊板、纵向分配梁、挂轮及铸钢轨道只有两套，左岸、右岸各一套；因此，当第一段钢桁梁到位被跨缆吊机安装完毕后，要全部拆卸，用工作缆吊逐件运回两岸的拼装台座。
[3]垂直提升和安装钢箱梁；
①中部全长为L＝870m的钢桁梁采用双向对拉顶推法水平移动到位后，采用现有常规的非负重行走跨缆吊机提升钢桁梁，并为其安装与主缆相连接的吊杆；
②两岸的边节段的钢桁梁不需用顶推法架设，采用现有常规的跨缆吊机提升安装钢桁梁。
n、a、m的数值决定于实际施工时悬索桥主桁梁的全长∑L，B的数值由实际需要决定。
本发明的有益效果是：
1、本发明是将大跨度的悬索桥主桁梁分成多段，采用与其配套的能顶推平移百千吨的钢桁梁组的重物滚移装置，逐段分别顶推来架设逐段分别顶推来架设；使得顶推架桁的方法能推广到架设跨度为数百米或千米以上的悬索桥；至今尚未查阅到国内外有关本发明所述技术方案的报导。
2、本发明具有占地少、孔内不需支架、技术成熟、安全可靠、施工速度快的优点；且施工设备均可以重复使用或租用、节省辅助用钢量、从而大大降低施工成本。
附图说明
图1是一个节段钢桁梁纵向双向顶推示意图。
图2是图1的左视图。
图3是吊杆下重物滚移装置的结构示意图。
图4是图3的左视图。
图5辊柱式挂轮的立体图。
图6悬索桥正中首段钢桁梁对拉顶推就位示意图。
图7是m段钢桁梁梁对拉顶推就位示意图。
图8是两桥台钢桁梁安装就位示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
实施例1如图3-5所示：一种重物滚移装置，吊索夹头2固定在主缆1上，吊索3紧固在吊索夹头2上；四根吊索3与上吊板9紧固连接，与上吊板9紧固连接的两根高差调整索10的下端分别与垂直千斤顶14的活塞杆紧固连接，垂直千斤顶14安装在油缸支架13中，油缸支架13与下吊板11连为一体；下吊板11通过大销轴19与纵向分配梁15铰接，纵向分配梁15两侧通过小销轴20与辊子式挂轮16的上孔铰接，辊柱18滚动配合安装在辊子式挂轮16的槽孔中；在钢桁梁4上方用高强度螺栓21安装铸钢轨道17，辊子式挂轮16的辊柱18与铸钢轨道17滚动配合。
实施例2如图1-8所示：一种采用实施例1所述的重物滚移装置进行分段顶推架设悬索桥主桁的方法；
一座深山峡谷悬索桥的主梁全长为∑L＝1000.5m，每个节间钢桁架4的长度为a＝14.5m，n＝3个节间钢桁架4组拼成一段长度为na＝3×14.5＝43.5m的钢桁架，其宽度为B＝27m。在左右两岸依次各组拼m＝10段钢桁架4后的总长为L＝2×na×m＝2×43.5m×10＝870m<悬索桥主桁全长∑L＝L+72.5m+58m＝1000.5m。两岸还各有72.5m和58m的边节段的钢桁梁是不能用顶推法架设，两岸可采用一台常规的跨缆吊机来安装。
悬索桥主桁是通过固定在主缆1上的吊索夹头2及紧固在吊索夹头2上的吊索3悬挂在主缆1上。分段顶推架设悬索桥钢桁梁的施工工艺包括三个工序，如图6-8所示：①在组拼台座22上组拼钢桁梁4，②将节段钢桁梁4进行双向对拉水平纵向顶推平移，③到位后采用现有常规的跨缆吊机提升钢桁梁4，并为其安装与主缆1相连接的吊杆3；三个工序连续同步施工，构成一个工艺循环，首段钢桁梁顶推如图6所示，末段钢桁梁顶推如图8所示。
[1]在组拼台座22上组拼3个节间钢桁架4；
①悬索桥主桁的杆件、节点板均在专业钢结构工厂加工，并经质量检验，在厂内进行立体组装后再拆分成构件单元，便于用火车或汽车运到架桥现场位于左右两岸的钢桁梁组拼台座22；两岸的组拼台座纵向长度应大于58m，宽度大于40m；
②在组拼台座22场地设有起吊能力不小于20吨的龙门吊车，在龙门吊车顶部安装钢塑防雨、防晒工棚以及灯光照明装置，以保证能够日夜连续进行钢桁梁拼装作业，以加快进度；
③用龙门吊车组拼每段为n个节间的钢桁梁4；
④在钢桁梁4上方用高强度螺栓21安装铸钢轨道17及辊子式挂轮16，下方安装牵引索5及水平千斤顶6；
⑤在组拼台座22的前方三根吊索3上安装上吊板9，并用纵向钢绞索8沿主缆方向串联固定；
⑥将紧固在第一个挂轮16的下吊板11上的四台垂直千斤顶14的高差调整索10穿入30#吊杆的下吊板11并固定；
⑦开动水平千斤顶6，将组拼钢桁梁4拉出组拼台座22。
[2]双向对拉水平顶推；
A.准备工序及安装所采用的重物滚移装置；
①吊重10t的辅助工作缆吊7主索的跨径与主缆1相同，主索及主缆1都紧固在塔顶横梁上，位于钢桁梁外侧各1.5m处，上下游各一套，即两套辅助工作缆吊7的中心距为B+2×1.5m＝27+2×1.5m＝30m；
②利用辅助工作缆吊7在两岸拼装台座前方28#、29#、30#三根吊索3中安装上吊板9，作为钢桁梁4推出时的柔性支承；
③所述的重物滚移装置及其安装包括：设有吊索夹头2和减震架的吊杆3与上吊板9紧固连接，将十根Φ15.24钢绞线的高差调整索10的上端穿入上吊板9的安装孔内，用夹片锚卡紧固定位；高差调整索10的下端与调整高差用的垂直千斤顶14的活塞杆紧固连接，垂直千斤顶14安装在油缸支架13中，油缸支架13与下吊板11连为一体；下吊板11通过大销轴19与纵向分配梁15铰接；
④在钢桁梁4上方用高强度螺栓21安装铸钢轨道17，纵向分配梁15两侧的轴孔通过小销轴20与辊子式挂轮16铰接，挂轮16的辊柱18与铸钢轨道17滚动配合；在钢桁梁4下方安装牵引索5及水平千斤顶6；
⑤在两岸第一段钢桁架4底部侧边安装由Φ15.24钢绞线构成的两根贯通的导向索12和六根由Φ15.24钢绞线构成的牵引索5，六根牵引索5穿入水平千斤顶6。
B.钢桁梁4顶推出拼装台座22；
①在拼装台座22上、钢桁梁4底部之间设置滑移块，同时用水平千斤顶6张拉钢桁梁底部牵引索5，使钢桁梁4移出拼装台座22；
②与此同时，张拉上弦下吊板8上四台150吨级垂直千斤顶14收紧高差调整索10，直至调平钢桁梁4；
③重复上述两个操作，使43.5m长钢桁梁4逐渐移出拼装台座22，进入了全部由吊索3柔性竖向悬挂于主缆1的状态。
C.两岸双向对拉顶推；
①钢桁梁4底部前方的水平千斤顶6收紧后，用索盘将钢铰线卷起；而后方的水平千斤顶6相应放松，即在索盘上放出钢铰线。前、后千斤顶6同步工作，由计算机数码***控制水平千斤顶6；
②钢桁梁4在对拉顶推过程中，随着主缆1的下垂变形，吊索3相应变化，使钢桁梁4的桁面不平，此时三排吊杆的高差调整索10应通过垂直千斤顶14的调节来适应变化(高差在±50cm以内)，以保持桁面标高的水平；上吊板9与下吊板11之间的十二根高差调整索10的长度变化由计算机数码***控制；
③上述“牵引索水平牵引”和“调整索竖向调高”两项工作是同时、对称、均匀进行的，实际上由于牵引索顶推的速度很慢，所以操作上并不困难；每当前进14.5m时还要暂停顶推，要在工作缆吊7挂篮上将前方辊子式挂轮16的高差调整索10插进前方的上吊板9，以及相应将后方的上吊板9高差调整索10解脱，并将辊子式挂轮16移至前方，即把辊子式挂轮16从铸钢轨道17取出或喂进。
D.顶推设备的转移；
①钢桁梁4的顶推速度按一天一段计算，即43.5m/天，第一段顶推435m需要十天，第十段只需要一天，平均速度为6天/段；故跨中20段的全长L＝870m，净顶推时间约10×6＝60天；
②考虑到减少施工临时设备的数量，本发明的钢桁梁的顶推设备，包括上吊板9、下吊板11、纵向分配梁15、挂轮16及铸钢轨道17只有两套，左岸、右岸各一套；因此，当第一段钢桁梁到位被跨缆吊机安装完毕后，要全部拆卸，用工作缆吊7逐件运回两岸的拼装台座22。
[3]采用非负重行走跨缆吊机提升和安装钢桁梁4；
①中部全长为L＝870m钢桁梁4采用双向对拉顶推法水平移动到位后，采用四台非负重行走的400吨级跨缆吊机进行钢桁梁4提升，并为其安装与主缆1相连接的吊杆3；
②两岸还剩余72.5m和58m长的边节段钢桁梁4不能用顶推法架设，采用现有的非负重行走跨缆吊机安装钢桁梁4。
Claims (2)
1.一种重物滚移装置，其特征在于：吊索夹头(2)固定在主缆(1)上，吊索(3)紧固在该吊索夹头(2)上；四根吊索(3)与上吊板(9)紧固连接，与该上吊板(9)紧固连接的两根高差调整索(10)的下端分别与垂直千斤顶(14)的活塞杆紧固连接，该垂直千斤顶(14)安装在油缸支架(13)中，油缸支架(13)与下吊板(11)连为一体；所述下吊板(11)通过大销轴(19)与纵向分配梁(15)铰接，该纵向分配梁(15)两侧通过小销轴(20)与辊子式挂轮(16)的上孔铰接，辊柱(18)滚动配合安装在辊子式挂轮(16)的槽孔中；在钢桁梁(4)上方用高强度螺栓(21)安装铸钢轨道(17)，辊子式挂轮(16)的辊柱(18)与铸钢轨道(17)滚动配合。
2.一种采用权利要求1所述的重物滚移装置进行分段顶推架设悬索桥主桁的方法，悬索桥主桁是通过固定在所述主缆(1)上的吊索夹头(2)及紧固在该吊索夹头(2)上的吊索(3)悬挂在主缆(1)上，其特征在于：悬索桥主桁全长为∑L，每个节间钢桁架(4)的长度为a，n个节间钢桁架(4)组拼成一段长度为na、宽度为B的钢桁架段；在左右两岸各组m段钢桁架(4)，左右两岸各组拼m段钢桁架(4)的总长为L＝2×na×m；所述架设方法包括三个工序：
[1]在组拼台座(22)上组拼n个节间钢桁架(4)；
①悬索桥主桁的杆件、节点板均在专业钢结构工厂加工，经质量检验，在厂内进行立体组装后再拆分成构件单元，便于用火车或汽车运到架桥现场位于左右两岸的钢桁梁组拼台座(22)；
②在组拼台座(22)场地设有起吊能力不小于20吨的龙门吊车，在龙门吊车顶部安装钢塑防雨、防晒工棚以及灯光照明装置，以保证日夜连续进行钢桁梁拼装作业；
③用龙门吊车组拼每段为n个节间的钢桁梁(4)；
④在钢桁梁(4)上方用高强度螺栓(21)安装铸钢轨道(17)及辊子式挂轮(16)，下方安装牵引索(5)及水平千斤顶(6)；
⑤在组拼台座(22)的前方三根吊索(3)上安装上吊板(9)，并用纵向钢绞索(8)沿主缆方向串联固定；
⑥将四台垂直千斤顶(14)的高差调整索(10)穿入吊杆的下吊板(11)并固定；
⑦开动水平千斤顶(6)，将组拼钢桁梁(4)拉出组拼台座(22)；
[2]双向对拉水平纵向顶推n个节间钢桁架(4)；
A.准备工序及安装所述的重物滚移装置；
①吊重10t的辅助工作缆吊(7)主索的跨径与主缆相同，主索及主缆(1)都紧固在塔顶横梁上，位于钢桁梁外侧各1.5m处，上下游各一套；
②利用辅助工作缆吊(7)在两岸拼装台座前方28#、29#、30#三根吊索(3)中安装上吊板(9)，作为钢桁梁(4)推出时的柔性支承；
③安装顶推平移钢桁梁(4)的所述重物滚移装置；设有吊索夹头(2)和减震架的吊杆(3)与上吊板(9)紧固连接，将高差调整索(10)的上端穿入上吊板(9)的安装孔内，用夹片锚卡紧固定位；高差调整索(10)的下端与调整高差用的垂直千斤顶(14)的活塞杆紧固连接，垂直千斤顶(14)安装在油缸支架(13)中，油缸支架(13)与下吊板(11)连为一体；下吊板(11)通过大销轴(19)与纵向分配梁(15)铰接；在钢桁梁(4)上方用高强度螺栓(21)安装铸钢轨道(17)，纵向分配梁(15)两侧的轴孔通过小销轴(20)与辊子式挂轮(16)铰接，挂轮(16)的辊柱(18)与铸钢轨道(17)滚动配合；在钢桁梁(4)下方安装牵引索(5)及水平千斤顶(6)；
④在两岸第一段钢桁架(4)底部安装牵引索(5)n根，其中(n-2)根穿入水平千斤顶(6)；
B.钢桁梁(4)顶推出台座；
①在拼装台座(22)上、钢桁梁(4)底部之间设置滑移块，同时用水平千斤顶(6)张拉钢桁梁底部牵引索(5)，使串联成节段的钢桁梁(4)移出拼装台座(22)；
②与此同时，张拉上弦下吊板(11)上四台150t垂直千斤顶(14)收紧高差调整索(10)，直至调平钢桁梁(4)；
③重复上述两个操作，使钢桁梁(4)逐渐移出拼装台座，进入了全部由吊索(3)柔性竖向支承状态；
C.两岸双向对拉顶推；
①钢桁梁(4)底部前方的水平千斤顶(6)收紧后，用索盘将钢铰线卷起；而后方的水平千斤顶(6)相应放松，即在索盘上放出钢铰线。前、后千斤顶(6)同步工作，由计算机数码***控制水平千斤顶(6)；
②钢桁梁(4)在对拉顶推过程中，随着主缆(1)的下垂变形，吊索(3)相应变化，使钢桁梁(4)的桁面不平，此时三排吊杆的高差调整索(10)应通过垂直千斤顶(14)的调节来适应变化，以保持桁面标高的水平；上吊板(9)与下吊板(11)之间的12根高差调整索(10)的长度变化由计算机数码***控制；
③上述“牵引索水平牵引”和“调整索竖向调高”两项工作是同时、对称、均匀进行的，实际上由于牵引索顶推的速度很慢，所以操作上并不困难；每当前进14.5m时还要暂停顶推，要在工作缆吊(7)挂篮上将前方辊子式挂轮(16)的高差调整索(10)插进前方的上吊板(9)，以及相应将后方的上吊板(9)高差调整索(10)解脱，并将辊子式挂轮(16)移至前方，即把辊子式挂轮(16)从铸钢轨道(17)取出或喂进；
D.顶推设备的转移；
考虑到减少施工临时设备的数量，本发明的钢桁梁的顶推设备，包括上吊板(9)、下吊板(11)、纵向分配梁(15)、挂轮(16)及铸钢轨道(17)只有二套，左岸、右岸各一套；因此，当第一段钢桁梁到位被跨缆吊机安装完毕后，要全部拆卸，用工作缆吊(7)逐件运回两岸的拼装台座(22)；
[3]垂直提升和安装钢箱梁(4)；
①中部全长为L的钢桁梁(4)采用双向对拉顶推法水平移动到位后，采用现有常规的非负重行走跨缆吊机提升钢桁梁(4)，并为其安装与主缆(1)相连接的吊杆(3)；
②两岸的边节段的钢桁梁(4)不需用顶推法架设，采用现有常规的跨缆吊机提升安装钢桁梁(4)；
所述三个工序连续同步施工。
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