CN102587288A - 一种斜拉桥钢箱梁节段的吊装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及斜拉桥吊装技术领域，公开了一种斜拉桥钢箱梁节段的吊装方法，本方法依据力的合成与分解原理，采用水平牵引装置与悬臂吊机起重机相配合，在垂直起吊轴线的一侧方向上增加一个分力，使斜拉桥钢箱梁节段偏移出垂直起吊轴线进行起吊，从而为垂直起吊轴线位置有障碍物等特殊条件限制下造成钢箱梁节段不能到达垂直起吊位置的情况，提供了一种新的起吊技术。采用本发明提供的斜拉桥钢箱梁节段的吊装方法，能够进行钢箱梁节段起重作业，在钢箱梁节段不能到达垂直起吊位置的情况下进行起吊时，与现有技术中采用的起吊技术相比具有费效比较大、经济性好的特点。

Description

一种斜拉桥钢箱梁节段的吊装方法

技术领域

本发明涉及斜拉桥吊装技术领域，特别涉及一种斜拉桥钢箱梁节段的吊装方法。

背景技术

目前，在斜拉桥钢箱梁节段吊装技术领域，节段吊装一般采用桥面悬臂起重机、大型陆上起重机或船式起重机(浮吊)等起重设备进行垂直起吊，该种吊装方法要求起重物斜拉桥钢箱梁节段的重心与起吊点在一个相对垂直的轴线误差范围内，不得超出设计规定的误差范围(如节段重心与起吊点的连线，该连线与垂直轴线的夹角小于等于1度，或该连线与垂直轴线的间距小于等于1米。)。

这种斜拉桥钢箱梁节段垂直起吊技术在大多数情况下是适用的，而对于钢箱梁节段安装目的位置的下方有障碍物或其他特殊情况，使得钢箱梁节段不能在安装目的位置的正下方实现垂直起吊时，这种垂直起吊技术就不能够适用，因此需要采用其他的很不经济的起吊技术，例如缆索起吊技术，这种起吊技术费时费力，满足不了现代化桥梁施工的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种新的斜拉桥钢箱梁节段的吊装方法，使其不仅能够进行钢箱梁节段起重作业，而且在钢箱梁节段安装目的位置的下方有障碍物或其他特殊情况，使得钢箱梁节段不能在安装目的位置的正下方实现垂直起吊时，与现有技术中采用的起吊技术相比具有费效比较大，经济性好的特点。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种斜拉桥钢箱梁节段的吊装方法，包括下述步骤：将钢箱梁节段与悬臂起重机的吊架、水平牵引装置的牵引钢绳分别连接；所述水平牵引装置设置于钢箱梁节段支撑墩的侧向，水平牵引装置与钢箱梁节段安装目的位置处的中垂线分别处于钢箱梁节段支撑墩的两侧；对悬臂起重机的吊索、水平牵引装置的牵引钢绳进行预收紧，使吊架起重吊点重心的垂线与钢箱梁节段的中心线重合；悬臂起重机收吊索，同时释放水平牵引装置牵引钢绳，使钢箱梁节段起吊至超过障碍物的高度；断开水平牵引装置与钢箱梁节段之间的连接，悬臂起重机继续起吊钢箱梁节段，完成节段吊装。

对上述方法进行改进的技术方案为，在所述悬臂起重机收吊索，同时释放水平牵引装置牵引钢绳，使钢箱梁节段起吊至超过障碍物的高度之前，还包括：悬臂起重机收吊索，使钢箱梁节段离开节段支撑墩，悬臂起重机停止起吊钢箱梁节段，并检查各设备运行状态。

对上述方法进行进一步改进的技术方案为，所述钢箱梁节段起吊至超过障碍物的高度时，保持钢箱梁节段的高度不变，继续收吊索、释放牵引钢绳，使悬臂起重机的吊索垂直于水平面。

对上述方法进行优选的技术方案为，所述水平牵引装置设置于钢箱梁节段支撑墩侧向的水平方向上。

对上述方法进行进一步优选的技术方案为，对悬臂起重机的吊索、水平牵引装置的牵引钢绳进行预收紧时，将悬臂起重机的吊索预紧力控制在吊索的计算拉力的75％～85％；将水平牵引装置牵引钢绳的预紧力控制在牵引钢绳的计算拉力的75％～85％。

对上述方法进行更进一步改进的技术方案为，在将所述钢箱梁节段与悬臂起重机的吊架、水平牵引装置的牵引钢绳分别连接之前，还包括：对悬臂起重机、水平牵引装置进行载荷试验。

对上述方法进行更进一步优选的技术方案为，所述悬臂起重机载荷试验具体包括下述步骤：

步骤a：在悬臂起重机的吊架杆件上布置应变测点，在吊点布置位移测点；

步骤b：采用配重块加标准钢箱梁节段的加载方法，进行设计满载荷100％和120％超载静载试验，按设计载荷的10％～120％分级加载；

步骤c：根据测量吊架杆件的应力和吊点位移与设计理论值的比对结果，选择符合要求的悬臂起重机。

更加优选的技术方案为，所述水平牵引装置载荷试验具体包括下述步骤：

步骤I：在水平牵引钢缆绳前端设置拉力测量仪；

步骤II：进行设计满载荷100％和120％超载静载试验，按设计载荷的10％～120％分级加载施加外力，根据实际值与设计理论值的比对结果验证水平牵引装置是否满足设计使用要求及超载情况下的安全性。

本发明的有益效果在于：

1.本发明提供的斜拉桥钢箱梁节段的吊装方法，是依据力的合成与分解原理，采用水平牵引装置与悬臂起重机相配合，在垂直起吊轴线的一侧方向上增加一个分力，使斜拉桥钢箱梁节段偏移出垂直起吊轴线进行起吊，从而为垂直起吊轴线位置有障碍物或其他状况下使得钢箱梁节段不能到达垂直起吊位置进行起吊的特殊情况，提供了一种新的起吊技术。

2.本发明提供的斜拉桥钢箱梁节段的吊装方法能够进行钢箱梁节段起重作业，并且，在一些特殊地形及环境条件限制下使得钢箱梁节段不能到达垂直起吊位置时，本发明所提供的吊装方法仍然能够进行钢箱梁节段起重作业，而且相对于该条件下现有技术所采用的其他起吊技术而言，本发明具有费效比较大、经济性好、安全可靠、成本低廉的特点，因此，具有广泛的应用前景。

附图说明

图1为采用本发明实施例对M4节段进行吊装时的工作状态示意图；

图2为采用本发明实施例对M6节段进行吊装时的工作状态示意图；

图3为采用本发明实施例对节段进行内荡移时，节段的受力示意图；

图4为采用本发明实施例对节段进行外荡移时，节段的受力示意图；

图5为本发明实施例中锚点及水平牵引装置的结构示意图；

图6为图1中M4节段在起吊初始位置时的局部放大示意图。

其中，1-桥面设置的悬臂起重机，2-安装到目的位置的钢箱梁节段，3-起重钢缆绳，4-起重吊点，5-吊架，6-钢箱梁节段起吊初始位，7-水平牵引装置的牵引钢绳，8-动三柄滑车，9-设置在锚点处的水平牵引装置，10-钢箱梁节段位于安装目的位置时的中垂线，11-荡移距离，12-10吨绞车，13-锚点钢桩管，14-60吨锚点，15-60吨卸扣，16-60吨三柄滑车，17-钢箱梁节段位于起吊初始位置时的中心线。

具体实施方式

为进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的斜拉桥钢箱梁节段的吊装方法的具体实施方式及工作原理进行详细说明。

本发明所提供的斜拉桥钢箱梁节段的吊装方法，是针对钢箱梁节段安装目的位置的下方有障碍物或其他特殊情况，使得钢箱梁节段不能到达安装目的位置的正下方，从而不能实现垂直起吊的状况提出的一种新的吊装方法。本方法需要通过悬臂起重机1与水平牵引装置相互配合完成起吊。悬臂起重机设置在桥面，水平牵引装置设置于钢箱梁节段支撑墩的侧向，水平牵引装置与钢箱梁节段安装目的位置处的中垂线分布于钢箱梁节段支撑墩的两侧，即水平牵引装置处于钢箱梁节段支撑墩的侧向，并且位于钢箱梁节段荡移的相反方向上。为使得水平牵引装置对钢箱梁节段施加的侧向拉力更加易于调整，水平牵引装置的安装位置优选的为，处于节段支撑墩一侧的水平方向上。

起吊时，首先，将悬臂起重机1的吊架及水平牵引装置9的牵引钢绳7分别与钢箱梁节段顶部的吊耳连接，同时，对悬臂起重机1的吊索、水平牵引装置的牵引钢绳7进行预收紧，注意将吊架起重吊点4的重心处的垂线与钢箱梁节段的中心线重合，如图1、图6所示，吊架起重吊点4的重心处的垂线与位于起吊初始位置的钢箱梁节段中心线17是重合的，其目的是使钢箱梁节段在起吊过程中保持状态不发生偏转；然后，悬臂起重机1收吊索、水平牵引装置9对牵引钢绳7缓慢放绳，直至被吊的钢箱梁节段超过钢箱梁节段安装目的位置2下方的障碍物的高度，并且悬臂起重机1的吊索垂直于水平面；最后，拆除水平牵引装置9与钢箱梁节段之间的连接，悬臂起重机1继续收吊索，将钢箱梁节段吊装至安装目的位置2。

为了使吊装过程更加稳妥，在悬臂起重机1收吊索，使钢箱梁节段离开钢箱梁节段支撑墩后，应停止一段时间，对各设备运行状态进行检查。例如，在钢箱梁节段上升到钢箱梁节段的底面离开节段支撑墩上表面0.15米至0.3米时，悬臂起重机停止收吊索，并检查各设备运行状态。

当悬臂起重机1收吊索、水平牵引装置9对牵引钢绳7缓慢放绳，直至被吊的钢箱梁节段超过钢箱梁节段安装目的位置2下方障碍物的高度时，水平牵引装置9已经完成使钢箱梁节段偏离安装目的位置2正下方避让障碍物的任务，此时，可以保持钢箱梁节段的高度不变，继续收吊索、放牵引钢绳，使悬臂起重机1的吊索垂直于水平面，此时钢箱梁节段绕过障碍物；最后，拆除水平牵引装置9与钢箱梁节段之间的连接，悬臂起重机1继续收吊索，将钢箱梁节段吊装至安装目的位置2。

下面，结合本发明的附图，对本发明的具体实施例进行详细介绍：

1、实施准备工作：

(1)地锚基础及地锚点施工

如图5所示，地锚基础处理采用自重式原理，本实施例中，基础砼等级为C25(自重按2.5吨/立方)，尺寸为2.5M*5M*12M，表面均布双向200φ20抗裂光圆钢筋，底部扩大100mm垫层，砼等级为C15，计算可得自重为2.5*5*12*2.5＝375吨，基础底部水平摩擦系数按0.33计可得水平摩擦力约为123.75吨＞120吨，以埋入深度2.5米的土层侧向抵抗压力来确定地锚基础的整体安全系数。地锚点埋入，本实施例中采用的是60吨锚点14。将Φ300钢管作为锚点钢桩管13，在Φ300钢管内***1米长Φ50圆钢1000(双向)，钢管露出垫层面0.2米，以增加地锚与地基的连接力，锚拉吊耳及预埋工字钢定位好后与钢筋焊牢，整体浇筑。

(2)桥面悬臂起重机1的安装

在工厂加工成刚度足够构件运输至现场在M1节段上组装成悬臂起重机1。悬臂起重机1包括：底盘架、可变幅承重立柱、防滑锚杆、提升卷扬机及配重块。悬臂起重机1的安装需要塔吊的配合；悬臂起重机1安装的顺序：底盘架-配重块-后锚系-承重柱(设临时后缀抗风)-后拉杆安装-卷扬机安装-上吊具-下吊具-吊具穿线(滑车组)。

(3)对悬臂起重机1进行调试。

(4)对悬臂起重机1进行载荷试验，本实施例中所采用的载荷试验如下所述：在桥位现场主吊架拼装安装至钢箱梁桥面后，在吊架杆件上布置应变测点，在吊点(载荷作用点处)布置位移测点。采用配重块加标准钢箱梁节段的加载方法，进行设计满载荷100％和120％超载静载试验，按设计载荷的10％～120％分级加载。试验中量测吊架杆件的应力和吊点位移，与设计理论值对比，验证吊架是否满足设计使用要求及超载情况下的安全性。

(5)安装水平牵引装置9：

本实施例中所采用的水平牵引装置9包括：水平牵引钢缆绳7、动三柄滑车8、10吨绞车12、60吨卸扣15和60吨三柄定滑车16。如图5所示，将10吨绞车12、60吨卸扣15和60吨三柄定滑车16按设计位置安装，并与水平牵引钢缆绳7、动三柄滑车8连接。

(6)对水平牵引装置9进行载荷试验：在水平牵引钢缆绳7前端设置拉力测量仪，采用卷扬机施加外力对水平牵引装置9进行设计满载荷100％和120％超载静载试验，按设计载荷的10％～120％分级加载。验证水平牵引钢缆绳7、动三柄滑车8、水平牵引装置9是否满足设计使用要求及超载情况下的安全性。

2、实施过程

钢箱梁节段2钢箱梁节段荡移前，悬臂起重机1启动吊架下放到钢箱梁节段2钢箱梁节段上方，并用辅助小绞车牵引到钢箱梁节段起吊初始位6，钢箱梁节段的顶面，与钢箱梁节段上的吊耳安装连接。水平牵引钢绳7用小绞车拉到钢箱梁节段的顶面并与吊架起重吊点4安装连接。悬臂起重机1的吊索和10吨电动绞车水平牵引钢绳7同时预收紧，吊架起重吊点4重心的垂线与钢箱梁节段中心线重合。预收紧力增加到计算拉力的80％左右(如，75％～85％，优选的为80％)时，悬臂吊机起重机1的起重钢缆绳3提升，使钢箱梁节段上升一段距离后(优选的为，至钢箱梁节段2钢箱梁节段底面离开节段支承墩上表面0.15米至0.3米，如0.15米、0.2米、0.25米、0.3米，本实施例中是使钢箱梁节段2钢箱梁节段底面离开节段支撑墩上表面0.2米)，停止，观察十分钟，检查起吊设备的工作状态是否正常，不正常则降钢箱梁节段2钢箱梁节段至节段支撑墩，重新调试；正常则将悬臂吊机起重机1的起重钢缆绳3缓慢提升，同时10吨电动绞车水平牵引钢绳7缓慢放绳，此时，钢箱梁节段2钢箱梁节段在悬臂吊机起重机1与水平牵引装置9的共同作用下，偏离了钢箱梁节段安装目的位置2的正下方进行起吊，待钢箱梁节段2钢箱梁节段绕开位于起吊安装目的位置正下方的障碍物后，保持钢箱梁节段2钢箱梁节段底面离节段支承墩的高度基本不变，直至到达悬臂吊机起重机1的起重钢缆绳3垂直，水平牵引钢绳7放松，拆除水平牵引钢绳7与吊架起重吊点4的连接，由悬臂起重机1继续收吊索，将钢箱梁节段吊至安装目的位置2，节段荡移完成，此时钢箱梁节段2钢箱梁节段产生的荡移距离为：钢箱梁节段起吊初始位置6处的钢箱梁节段中心线17与钢箱梁节段安装目的位置2处的钢箱梁节段中垂线10的间距，即图1中的附图标记11所示。

如图1、图2所示，节段荡移分为内荡移和外荡移两种，其中，图1所示的为钢箱梁节段M4通过本发明提供的钢箱梁节段吊装方法采用内荡移的方式实现吊装的工作状态示意图，图2为钢箱梁节段M6通过本发明提供的钢箱梁节段吊装方法采用外荡移的方式实现吊装的工作状态示意图。这两种实施过程基本相同，只是水平牵引钢绳7的牵引方向相反以及悬臂吊机起重机1的起重钢缆绳3摆角方向相反，同时，桥面悬臂吊机起重机1的受力有所不同。如图3、图4所示，钢箱梁节段所受重力为G1，其产生的钢箱梁节段重力反作用力G1’被分解为悬臂起重机的起吊牵引力水平牵引装置的侧向牵引力F2，由此可知，无论节段是通过内荡移的方式还是通过外荡移的方式进行吊装，节段荡移吊装受力分析所遵循的力的合成与分解原理都是一致的。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种斜拉桥钢箱梁节段的吊装方法，其特征在于，包括下述步骤：将钢箱梁节段与悬臂起重机的吊架、水平牵引装置的牵引钢绳分别连接；所述水平牵引装置设置于钢箱梁节段支撑墩的侧向，水平牵引装置与钢箱梁节段安装目的位置处的中垂线分别处于钢箱梁节段支撑墩的两侧；对悬臂起重机的吊索、水平牵引装置的牵引钢绳进行预收紧，使吊架起重吊点重心的垂线与钢箱梁节段的中心线重合；悬臂起重机收吊索，同时释放水平牵引装置牵引钢绳，使钢箱梁节段起吊至超过障碍物的高度；断开水平牵引装置与钢箱梁节段之间的连接，悬臂起重机继续起吊钢箱梁节段，完成节段吊装。

2.如权利要求1所述的斜拉桥钢箱梁节段的吊装方法，其特征在于，在所述悬臂起重机收吊索，同时释放水平牵引装置牵引钢绳，使钢箱梁节段起吊至超过障碍物的高度之前，还包括：悬臂起重机收吊索，使钢箱梁节段离开节段支撑墩，悬臂起重机停止起吊钢箱梁节段，并检查各设备运行状态。

3.如权利要求1或2所述的斜拉桥钢箱梁节段的吊装方法，其特征在于，所述钢箱梁节段起吊至超过障碍物的高度时，保持钢箱梁节段的高度不变，继续收吊索、释放牵引钢绳，使悬臂起重机的吊索垂直于水平面。

4.如权利要求3所述的斜拉桥钢箱梁节段的吊装方法，其特征在于，所述水平牵引装置设置于钢箱梁节段支撑墩侧向的水平方向上。

5.如权利要求4所述的斜拉桥钢箱梁节段的吊装方法，其特征在于，对悬臂起重机的吊索、水平牵引装置的牵引钢绳进行预收紧时，将悬臂起重机的吊索预紧力控制在吊索的计算拉力的75％～85％；将水平牵引装置牵引钢绳的预紧力控制在牵引钢绳的计算拉力的75％～85％。

6.如权利要求5所述的斜拉桥钢箱梁节段的吊装方法，其特征在于，在将所述钢箱梁节段与悬臂起重机的吊架、水平牵引装置的牵引钢绳分别连接之前，还包括：对悬臂起重机、水平牵引装置进行载荷试验。

7.如权利要求6所述的斜拉桥钢箱梁节段的吊装方法，其特征在于，所述悬臂起重机载荷试验具体包括下述步骤：

步骤a：在悬臂起重机的吊架杆件上布置应变测点，在吊点布置位移测点；

步骤b：采用配重块加标准钢箱梁节段的加载方法，进行设计满载荷100％和120％超载静载试验，按设计载荷的10％～120％分级加载；

步骤c：根据测量吊架杆件的应力和吊点位移与设计理论值的比对结果，选择符合要求的悬臂起重机。

8.如权利要求7所述的斜拉桥钢箱梁节段的吊装方法，其特征在于，所述水平牵引装置载荷试验具体包括下述步骤：

步骤I：在水平牵引钢缆绳前端设置拉力测量仪；

步骤II：进行设计满载荷100％和120％超载静载试验，按设计载荷的10％～120％分级加载施加外力，根据实际值与设计理论值的比对结果验证水平牵引装置是否满足设计使用要求及超载情况下的安全性。

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