CN102807163A - 塔架组立装置及塔架组立装置组立钢管混凝土塔架的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了塔架组立装置及塔架组立装置组立钢管混凝土塔架的方法。用塔架组立装置将拼装好的扣塔节段和扣塔横联提升进行对位安装，安装完毕一个塔架节段后，塔架组立装置的摇臂***提升一个塔架节段的高度准备组立下一节塔架节段，在安装好每一节塔架节段时，在扣塔节段立柱钢管中灌注如混凝土，依次逐级往上安装塔架节段，直至塔架到达工程要求高度。本发明的塔架组立方法先在地面上组立扣塔节段和扣塔横联，然后再提升安装，减少了工程施工中高空作业的工程量，降低了施工难度，用塔架组立装置可以提升重量较重的扣塔节段和扣塔横联，塔架组立装置与塔架之间用柔性索缆连接，塔架组立装置与塔架协同受力，提高了塔架的稳定性。

Description

塔架组立装置及塔架组立装置组立钢管混凝土塔架的方法

技术领域

本发明涉及一种塔架组立装置及塔架组立装置组立钢管混凝土塔架的方法。

背景技术

在桥梁建筑工程中，斜拉扣挂悬臂安装施工方法由于具有跨越能力大，水平和垂直运输机动灵活，施工方便等优点，广泛运用于大型桥梁的施工中。

随着桥梁跨径的增大，目前已有钢管混凝土拱桥单跨跨径超过500m，使得钢管混凝土拱桥建筑施工中的钢管拱肋跨径和单级拱肋重量也随之增大，所以在大型桥梁工程施工中需要高度更高，强度和刚度更大的塔架对拱肋进行安装。常规的万能杆件组立的塔架由于塔架刚度和强度的限制，很难满足施工要求，而钢管混凝土塔架是合理的替代方案之一。钢管混凝土塔架是在塔架的构件中设置立柱钢管，并且在立柱钢管中灌注混凝土形成钢管混凝土结构，增强了塔架的强度和刚度，使得塔架能够搭建更高的高度，同时塔架的起重重量也得到提高。

在目前工程施工中采用钢管混凝土塔架，虽然满足了大型桥梁的施工需要，但是，由于塔架高度高，使得组立塔架施工中高空作业的工作量增多，增加了施工困难；组成塔架的单个构件重，使得采用传统万能杆件组立塔架的方法来组立钢管混凝土塔架不再适用。

所以为了减少钢管混凝土塔架组立施工中的高空作业工作量，提高施工效率，亟需一种新的塔架组立方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术难以组立大型钢管混凝土塔架的不足，提供一种塔架组立装置，并用该塔架组立装置组立大型钢管混凝土塔架的方法。

为了达到上述目的，本发明提供了以下技术方案：

一种塔架组立装置，包括立柱，安装于立柱上的摇臂***，以及所述摇臂***通过索缆分别连接的起升机构和变幅机构。组立立柱将摇臂***支撑于与实际工程需要的高度，起升机构和变幅机构协调工作实现摇臂***吊升重物至预定位置。

一种塔架组立装置，所述摇臂***包括横桥向摇臂、纵桥向摇臂、上套架和下套架，所述横桥向摇臂和纵桥向摇臂一端与下套架铰接，另一端通过索缆与上套架连接，所述上套架与下套架间隔布置在立柱上。通过横桥向摇臂和纵桥向摇臂吊升不同方向的重物，摇臂一端铰接在下套架上，另一端通过索缆与上套架连接，上套架与下套架间隔布置在立柱上，使得通过控制索缆的长度来使摇臂在竖直方向绕与下套架铰接点的转动，实现塔架组立装置吊升重物时变幅的动作。

进一步的，所述摇臂***包括两副横桥向摇臂和两副纵桥向摇臂，相邻两副摇臂水平投影垂直。在摇臂***中采用四幅摇臂，使得摇臂***在吊升重物时，能够用与重物相对应位置的摇臂进行吊升工作，而不用旋转摇臂***，简化了施工操作。

进一步的，所述上套架设有与立柱连接的上连接孔，所述立柱穿过所述上连接孔将所述上套架套接于立柱上。上套架可沿立柱移动，根据实际工程实际需要将上套架沿立柱移动至合适的高度。

进一步的，所述下套架设有与立柱连接的下连接孔，所述立柱穿过所述下连接孔将所述下套架套接于立柱上。下套架可沿立柱移动，根据实际工程实际需要将下套架沿立柱移动至合适的高度。

进一步的，所述上套架靠近所述上连接孔的部位设有滚轮，所述滚轮位于上套架的内侧，所述滚轮在该内侧与对应的立柱侧面形成的空间内可沿竖直方向滚动。减小上套架在沿立柱移动时上套架与立柱间的摩擦力。

进一步的，所述上套架的上连接孔内竖直方向上安装有两层滚轮。

进一步的，所述上套架的上连接孔内竖直方向上安装的上层滚轮和下层滚轮在水平面上投影重合。滚轮呈上下对称布置，使得滚轮受力均匀，摇臂***能够平稳的沿立柱移动。

进一步的，所述上套架上安装的滚轮，每层滚轮设有八个。

进一步的，所述下套架靠近所述下连接孔的部位设有滚轮，所述滚轮位于下套架的内侧，所述滚轮在该内侧与对应的立柱侧面形成的空间内可沿竖直方向滚动。减小了下套架在沿立柱移动时下套架与立柱间的摩擦力。

进一步的，所述下套架的下连接孔内竖直方向上安装有两层滚轮。

进一步的，所述下套架的下连接孔内竖直方向上安装的上层滚轮和下层滚轮在水平面上投影重合。滚轮呈上下对称布置，使得滚轮受力均匀，摇臂***能够平稳的沿立柱移动。

进一步的，所述下套架上安装的滚轮，每层滚轮设有八个。

进一步的，所述上套架每一外侧面上设置有两个摇臂支座。每一副摇臂通通过两个摇臂支座铰接在下套架上，通过两个摇臂支座支撑一副摇臂，使支撑更加稳固。

进一步的，所述上套架和下套架分别采用两根结构杆件支撑在立柱上。用结构杆件支撑固定上套架和下套架，使上套架和下套架安装和拆卸方便。

进一步的，所述两根结构杆件交叉支撑于所述立柱上。采用两根结构杆件呈交叉状固定上套架和下套架在立柱上，使得固定结构简单，安装和拆卸方便。

进一步的，所述上套架与下套架在竖直方向上通过拉线连接，使得上套架和下套架可以沿立柱在竖直方向上同步移动。

进一步的，所述连接上套架与下套架的拉线最少为两根拉线。使得提升上套架与下套架时，上套架与下套架受力均匀，提升平稳。

进一步的，所述立柱顶端安装有横梁，所述横梁两端各通过滑车组与上套架上端连接。在提升摇臂***时，起升机构与所述滑车组通过索缆连接，将摇臂***起升至立柱顶端。

进一步的，所述两副横桥向摇臂和两副纵桥向摇臂通过各摇臂所在侧的两个摇臂支座铰接在下套架上。

进一步的，所述两副横桥向摇臂和两副纵桥向摇臂中每一副摇臂的头部铰接滑车组，并在该滑车组的另一端安装吊钩。安装有吊钩的滑车组的索缆与起升机构连接，实现吊升重物的提升动作，吊升重物时，吊钩钩挂重物，安装有吊钩的滑车组滑车组做动滑轮用，降低了起升机构动力要求。

进一步的，所述两副横桥向摇臂和两副纵桥向摇臂中每一副摇臂配置一个起升机构。每一副摇臂配置一个起升机构，使得在提升重物时，不需拆换摇臂与起升机构间的索缆，简化施工。

进一步的，所述两副横桥向摇臂和两副纵桥向摇臂中每一副摇臂配置一个变幅机构。每一副摇臂配置一个变幅机构，使得在提升重物时，不需拆换摇臂与变幅机构间的索缆，简化施工。

进一步的，所述每组连接上套架与立柱顶端安装的横梁之间的滑车组配置一个起升机构。提升摇臂***时，不需拆换摇臂与起升机构间的索缆，简化施工，并且使得上套架受力对称平衡，使摇臂***平稳提升。

一种塔架组立装置，所述起升机构和变幅机构分别布置在其提供动力的摇臂下方的工作平台上，各起升机构和变幅机构位置错开。保证在起升机构和变幅机构工作时正常输出动力。

进一步的，所述立柱底端与每一个起升机构对应的位置分别设置一个滑轮，并在该滑轮竖直方向上的下套架上对应设置另一个滑轮；

所述连接摇臂的起升机构索缆的一端连接摇臂的起升机构，所述索缆的另一端经滑轮和滑轮后与连接有吊钩的滑车组相连；

所述连接滑车组的起升机构的索缆一端连接起升机构，所述索缆另一端经滑轮和滑轮后与滑车组连接。索缆经起升机构后先绕过立柱底端的滑轮，再绕过对应的下套架的滑轮，然后与对应的摇臂头部安装有吊钩的滑车组连接，实现起升机构动力的传输，在索缆转折点采用滑轮，减小了索缆的摩擦力。

进一步的，所述立柱底端与每一个变幅机构对应的位置分别设置一个滑轮，并在该滑轮竖直方向上的上套架上分别对应设置另一个滑轮；

所述连接变幅机构和摇臂***的索缆一端连接变幅机构，所述索缆的另一端经滑轮和滑轮后与连接上套架和摇臂的滑车组相连。索缆经变幅机构后先绕过立柱底端的滑轮，再绕过对应的上套架的滑轮，然后与连接上套架和摇臂的滑车组连接，实现变幅机构动力的传输，在索缆转折点采用滑轮，减小了索缆的摩擦力。

本发明的塔架组立装置，所述立柱是采用立柱节段拼接组成。预先制备好立柱节段，在实际施工中，拼接立柱节段得到立柱，简化了施工，降低了施工难度。

进一步的，所述立柱节段时采用万能杆件拼接组成。采用万能杆件拼接立柱节段，使得立柱节段拼接简单，降低了施工难度。

本发明的塔架组立装置，包括四幅摇臂，使得***不需设置旋转机构即可完成四个方向的重物吊升工作，简化了塔架组立装置的结构，进而使施工方便，便于安装和拆卸；将四幅摇臂通过上套架和下套架安装在立柱上，使得塔架组立装置可根据实际施工需要将摇臂沿立柱提升和下降至立柱的任意位置，并且，摇臂的提升和下降操作方便；为每一副摇臂单独配置一个起升机构和一个变幅机构，使得在塔架组立装置工作时，不需要更换连接起升机构和变幅机构的索缆，进一步简化了施工步骤。

一种钢管混凝土塔架组立方法，具体依次包括以下步骤：

A、组立首节塔架节段：首先在地面上拼接好两个扣塔节段和两个扣塔横联，然后将两个扣塔节段安装在相应的预先浇筑好基础的塔架设计位置上，然后在两个扣塔节段顶两端分别用一个扣塔横联连接，完成首节塔架节段的组立。在地面上拼装好扣塔节段和扣塔横联后再进行安装，降低了施工难度；

B、灌注混凝土：在安装好的首节塔架节段的扣塔节段立柱钢管中灌注混凝土。在立柱钢管安装到位后再灌注混凝土，减小了组立扣塔过程中扣塔节段的重量，降低了塔架节段安装过程中的施工难度；

C、组立塔架组立装置：在已安装到位的首节塔架节段中心位置并预先浇筑好的基础上组立塔架组立装置。在后续施工步骤中，用塔架组立装置提升在地面上拼装好的扣塔节段和扣塔横联并且对位安装；

D、组立第二节塔架节段：先在地面上组拼需要安装的扣塔节段和扣塔横联，然后用塔架组立装置的摇臂将组拼好的扣塔节段和扣塔横联吊升至首节塔架节段顶部对位后安装。先在地面组拼需要安装的扣塔节段和扣塔横联再进行吊升和安装，减少了高空作业的工作量，降低了施工难度；

E、灌注混凝土：在组立好的第二节塔架节段的扣塔节段立柱钢管中灌注混凝土。扣塔节段安装到位后再灌注混凝土，减小了组立塔架节段过程中扣塔节段的重量，降低了施工难度；

F、提升摇臂***：首先在摇臂***的立柱顶端拼接安装立柱结构杆，使立柱高度增加一个扣塔节段的高度，然后将摇臂***沿立柱提升一个扣塔节段的高度安装固定。摇臂***提升一个扣塔节段的高度，保证了摇臂***能够吊升和安装下一级塔架节段；

G、组立下一节塔架节段：在已安装好的最高一节的塔架节段上组立下一节塔架节段，组立方法与步骤D组立第二节塔架节段的方法相同；

H、灌注混凝土：在已安装好的最高一节的塔架节段的扣塔节段立柱钢管内灌注混凝土，灌注混凝土方法与所述步骤E灌注混凝土的方法相同；

I、依次重复所述步骤F、步骤G和步骤H，直至组立的塔架达到实际工程所需高度。

本发明的钢管混凝土塔架组立方法中，所述步骤A组立首节扣塔中，扣塔节段和扣塔横联的拼接和安装采用汽车吊辅助完成。采用汽车吊辅助施工，降低了施工难度，提高了工作效率，使得组立过程灵活方便。

本发明的钢管混凝土塔架组立方法中，所述步骤B灌注混凝土中，是采用混凝土输送泵将混凝土泵送至首节塔架节段的扣塔节段立柱钢管顶端管口，然后抛填入立柱钢管内。提高了立柱钢管中混凝土的灌注效率和灌注质量。

本发明的钢管混凝土塔架组立方法中，所述步骤C组立塔架组立装置中，所述塔架组立装置的摇臂***包括四幅摇臂。

进一步的，所述四幅摇臂分为两副横桥向摇臂和两副纵桥向摇臂，横桥向摇臂用于起重扣塔节段，纵桥向摇臂用于起重扣塔横联。由于扣塔节段和扣塔横联的重量相差较大，用细长比大的摇臂起吊扣塔节段，用细长比小的摇臂起吊扣塔横联。

进一步的，所述塔架组立装置的摇臂高度满足可将扣塔节段和扣塔横联提升至已安装好的塔架上方并对位安装。

进一步的，所述塔架组立装置的立柱与首节塔架节段底端和顶端四个角分别用一根索缆作为腰缆水平连接并预紧。塔架组立装置与扣塔之间采用腰缆连接，使得塔架组立装置与扣塔协同受力，增强了塔架组立装置和扣塔的稳定性。

进一步的，所述塔架组立装置的摇臂***下端的立柱的四条棱边分别通过一根索缆作为斜拉线与已安装好的首节塔架顶端四个角相连接并预紧。塔架组立装置与塔架之间采用斜拉线连接，塔架组立装置与塔架协同受力，进一步增强了塔架组立装置和塔架的稳定性。

本发明的钢管混凝土塔架组立方法中，所述步骤D组立第二节塔架节段中，所述扣塔节段和扣塔横联的拼接都是在塔架组立装置相应的摇臂下方的地面上进行拼接。使摇臂可以直接吊升扣塔节段和扣塔横联。

进一步的，所述扣塔节段的拼接采用立拼。使摇臂可以直接吊升竖立的扣塔节段，方便扣塔节段的对位安装。

进一步的，所述扣塔横联的拼接采用卧拼。使摇臂可以直接吊升横卧的扣塔横联，方便扣塔横联的对位安装。

进一步的，是采用塔架组立装置先吊升并对位安装扣塔节段，然后再用塔架组立装置吊升安装扣塔横联。

进一步的，所述摇臂***吊升和安装扣塔节段和扣塔横联中，同时只允许一副摇臂进行起吊和安装工作，在所述摇臂进行起吊和安装工作时，其余三幅摇臂通过各自配套的起重索缆锚固于地面上，以平衡起重摇臂吊升重物时的力矩，使得塔架组立装置受力均衡而更加稳固，能够吊重量较重的扣塔节段。

本发明的钢管混凝土塔架组立方法中，所述步骤E灌注混凝土中，是采用混凝土输送泵将混凝土泵送至组立好的最高一节塔架节段的扣塔节段立柱钢管顶端管口，然后抛填入立柱钢管内，提高了立柱钢管中混凝土的灌注效率和灌注质量，同时也提高了得到钢管混凝土结构的质量。

本发明的钢管混凝土塔架组立方法中，所述步骤F组升摇臂***中，摇臂***提升一个扣塔节段高度并固定后，将塔架组立装置的立柱与最高一节塔架节段顶端的四个角分别用一根索缆作为腰缆水平连接并预紧；拆除塔架节段与塔架组立装置立柱间的斜拉线，然后将提升后的摇臂***下端立柱的四条棱边分别通过一根索缆作为斜拉线与最高一节塔架节段顶端的四个角相连接并预紧摇。臂抱杆***与塔架节段之间采用腰缆和斜拉线连接，使得塔架组立装置与塔架协同受力，增强了塔架组立装置和塔架的稳定性。

本发明的钢管混凝土塔架组立方法中，重复以下步骤：

安装完毕一节塔架节段后，在塔架组立装置的立柱顶端拼接结构件，塔架组立装置的立柱高度增加一个扣塔节段的高度后，将塔架组立装置的摇臂***相应的提升一个扣塔节段的高度，再将塔架组立装置的立柱与塔架节段间连接的斜拉线拆除后，重新在提升后的摇臂***下端的立柱和最高一节塔架节段顶端的四个角之间分别通过一根索缆作为斜拉线连接并预紧，同时将塔架组立装置的立柱与最高一节塔架节段顶端的四个角分别用一根索缆作为腰缆水平连接并预紧，然后在塔架组立装置的摇臂下方地面上组拼需要安装的扣塔节段和扣塔横联，然后先用横桥向摇臂吊升扣塔节段至最高一节塔架节段顶端上方进行对位安装，然后用纵桥向摇臂吊升扣塔节段进行对位安装，在进行扣塔节段和扣塔横联的吊升和对位安装时，同时只允许一副摇臂进行起吊和安装工作，在其中一幅摇臂进行起吊和安装工作时，其余三幅摇臂通过各自配套的起重索缆锚固于地面上，当扣塔节段和扣塔横联对位安装好后，用混凝土输送泵在最高一节塔架的扣塔节段立柱钢管中灌注混凝土，完成一个塔架节段的组立。

直至组立的塔架达到实际工程所需高度，完成整个塔架的组立。

本发明的钢管混凝土塔架组立方法按实际施工需要将整个塔架分成若干节塔架节段，并将每节塔架节段分为两个扣塔节段和两个扣塔横联，将扣塔节段和扣塔横联在地面上拼接好后再吊升进行对位安装，较传统的万能杆件组立塔架需要依次自下而上的拼接相比，减少了工程施工中高空作业的工程量，降低了施工难度，同时也提高了施工效率；在钢管混凝土塔架内部中心位置的基础上组立塔架组立装置，用塔架组立装置吊升扣塔节段和扣塔横联进行对位安装，解决了拼接后扣塔节段和扣塔横联由于重量较重而难以吊升安装的困难，并且，塔架组立装置与塔架之间采用柔性索缆作为腰缆和斜拉线进行连接，使得，塔架组立装置与塔架之间协同受力，进而使塔架组立装置能够起吊重量更重的构件的同时也增强塔架的稳定性，从而能够组立高度更高的塔架，能够满足大跨度、单级拱肋重的大型桥梁施工的要求。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

一种塔架组立装置：

（1）一种塔架组立装置，包括四幅摇臂，使得***不需设置旋转机构即可完成四个方向的重物吊升工作，简化了塔架组立装置的结构，进而使施工方便，便于安装和拆卸。

（2）将四幅摇臂通过上套架和下套架安装在立柱上，使得塔架组立装置可根据实际施工需要将摇臂沿立柱提升和下降至立柱的任意位置，并且，摇臂的提升和下降操作方便。

（3）为摇臂的提升动作和摇臂***的提升动作各自单独配置一个起升机构，为变幅动作各自单独配置一个变幅机构，使得在塔架组立装置工作时，不需要更换连接起升机构和变幅机构的索缆，进一步简化了施工步骤。

一种钢管混凝土塔架的组立方法：

（1）将整个塔架分成若干节塔架节段，并将每节塔架节段分为两个扣塔节段和两个扣塔横联，将扣塔节段和扣塔横联在地面上拼接好后再吊升进行对位安装，较传统的万能杆件组立塔架需要依次自下而上的拼接相比，减少了工程施工中高空作业的工程量，降低了施工难度，提高了施工效率。

（2）在钢管混凝土塔架内部中心位置的基础上组立塔架组立装置，用塔架组立装置吊升扣塔节段和扣塔横联进行对位安装，解决了拼接后扣塔节段和扣塔横联由于重量较重而难以吊升安装的困难。

（3）在钢管混凝土塔架内部中心位置的基础上组立塔架组立装置，用塔架组立装置吊升扣塔节段和扣塔横联进行对位安装，能够组立高度更高的塔架，满足大跨度、单级拱肋重的大型桥梁施工的要求。

（4）塔架组立装置与塔架之间采用柔性索缆作为腰缆和斜拉线进行连接，使得塔架组立装置与塔架协同受力，进而使塔架组立装置能够起吊重量更重的构件的同时也增强塔架的稳定性。

附图说明：

图1为钢管混凝土组立方法步骤流程图；

图2为扣塔节段的主视图，

图2中：1－立柱钢管，2－扣塔节段；

图3为图2的俯视图，

图3中：1－立柱钢管；

图4为图3的左视图，

图4中：1－立柱钢管；

图5为扣塔横联的主视图，

图5中：3－扣塔横联；

图6为图5的俯视图，

图6中：3－扣塔横联；

图7为组立首节塔架节段，

图7中： 4－汽车吊，5－首节塔架节段，6－塔架基础，7－塔架组立装置基础；

图8为安装摇臂抱杆***，

图8中：5－首节塔架节段，8－塔架组立装置，9－立柱，13－腰缆，14－斜拉线；

图9为组立第二节塔架节段I，

图9中：2－扣塔节段，3－扣塔横联，9－立柱，12－横桥向摇臂；

图10为组立第二节塔架节段II，

图10中：9－立柱，15－第二节塔架节段；

图11为提升摇臂***，

图11中：9－立柱，10－摇臂***，13－腰缆，15－第二节塔架节段；

图12为组立第三节扣塔节段，

图12中：9－立柱，10－摇臂***，14－斜拉线；

图13为塔架组立装置结构图，

图13中： 9－立柱，10－摇臂***，11－纵桥向摇臂，12－横桥向摇臂，17－起升机构，18－变幅机构，19－滑轮组a， 21－上套架，22－下套架，25－横梁，26－滑车组b，27－吊钩，28－滑轮a，29－滑轮b，30－滑轮c，31－滑轮d；

图14为图13的俯视图，

图14中：11－纵桥向摇臂，12－横桥向摇臂，17－起升机构，18－变幅机构；

图15为图13中Y处的局部放大图，

图15中：19－滑轮组， 21－上套架，25－横梁；

图16为分三个塔架节段组立的钢管混凝土塔架，

图16中：16－60m高的塔架；

图17为摇臂***结构图，

图17中：11－纵桥向摇臂，12－横桥向摇臂，20－索缆，21－上套架，22－下套架，26－滑车组b，27－吊钩，29－滑轮b，31－滑轮d；

图18为图17的俯视图，

图18中：11－纵桥向摇臂，12－横桥向摇臂；

图19为上套架与立柱连接结构图，

图19中： 9－立柱，19－滑车组a，21－上套架，23－结构杆件，24－下连接孔，25－横梁；

图20为图19的X－X截面图，

图20中：23－结构杆件；

图21为图19中Z处的局部放大图，

图21中：9－立柱，21－上套架，23－结构杆件，33－棱边角钢；

图22为上套架结构图，

图22中： 32－摇臂支座；

图23为图22的俯视图，

图23中：32－摇臂支座， 34－上连接孔；

图24为下套架结构示意图，

图24中：32－摇臂支座；

图25为图24的俯视图，

图25中：24－下连接孔，32－摇臂支座；

图26为立柱节段结构图，

图26中：33－棱边角钢；

图27为图26的左视图，

图27中：33－棱边角钢。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

如图13和图14所示，一种塔架组立装置，包括立柱9，安装于立柱9上的摇臂***10，以及所述摇臂***10通过索缆分别连接的起升机构17和变幅机构18，所述摇臂***10包括横桥向摇臂12、纵桥向摇臂11、上套架21和下套架22，所述横桥向摇臂12和纵桥向摇臂11一端与下套架22铰接，另一端通过索缆与上套架21连接，所述上套架21与下套架22间隔布置在立柱9上，所述摇臂***10包括两副横桥向摇臂12和两副纵桥向摇臂11，相邻两副摇臂水平投影垂直。

如图22、图23、图24和图25所示，所述上套架21设有与立柱连接的上连接孔34，所述立柱9穿过所述上连接孔34将所述上套架21套接于立柱9上；所述下套架22设有与立柱9连接的下连接孔24，所述立柱9穿过所述下连接孔24将所述下套架22套接于立柱9上；所述上套架21靠近所述上连接孔34的部位设有两层滚轮，每层滚轮设有八个，所述滚轮位于上套架21的内侧，所述滚轮在该内侧与对应的立柱9侧面形成的空间内可沿竖直方向滚动；所述下套架22靠近所述下连接孔24的部位设有两层滚轮，每层滚轮设有八个，所述滚轮位于下套架22的内侧，所述滚轮在该内侧与对应的立柱9侧面形成的空间内可沿竖直方向滚动，所述上套架21和下套架的每一外侧面上设置有两个摇臂支座32；

如图19、图20和图21所示，所述上套架21和下套架22分别采用两根结构杆件23交叉支撑在立柱9上，所述立柱9顶端安装有横梁25，所述横梁25两端各通过滑车组a19与上套架21上端连接；

如图17和图18所示，所述上套架21与下套架22在竖直方向上通过最少两根拉线20连接，所述两副横桥向摇臂12和两副纵桥向摇臂11通过各摇臂所在侧的两个摇臂支座32铰接在下套架22上，所述两副横桥向摇臂12和两副纵桥向摇臂11中每一副摇臂的头部铰接滑车组b26，并在该滑车组b26的另一端安装吊钩27；

如图13、图14和图15所示，所述两副横桥向摇臂12和两副纵桥向摇臂11中每一副摇臂配置一个变幅机构18，所述每组连接上套架21与立柱9顶端安装的横梁25之间的滑车组a19配置一个起升机构17，所述起升机构17和变幅机构18分别布置在其提供动力的摇臂下方的工作平台上，各起升机构17和变幅机构18位置错开，所述立柱9底端与每一个起升机构17对应的位置分别设置一个滑轮a28，并在该滑轮a28竖直方向上的下套架22上对应设置另一个滑轮b29，所述连接摇臂的起升机构17索缆的一端连接摇臂的起升机构17，所述索缆的另一端经滑轮a28和滑轮b29后与连接有吊钩27的滑车组b26相连；所述连接滑车组a19的起升机构17的索缆一端连接起升机构17，所述索缆另一端经滑轮a28和滑轮b29后与滑车组a19连接；所述立柱9底端与每一个变幅机18构对应的位置分别设置一个滑轮c30，并在该滑轮c30竖直方向上的上套架21上分别对应设置另一个滑轮d31；所述连接变幅机构18和摇臂***10的索缆一端连接变幅机构18，所述索缆的另一端经滑轮c30和滑轮d31后与连接上套架21和摇臂的滑车组b26相连。

本发明的塔架组立装置，包括四幅摇臂，使得***不需设置旋转机构即可完成四个方向的重物吊升工作，简化了塔架组立装置的结构，进而使施工方便，便于安装和拆卸；将四幅摇臂通过上套架和下套架安装在立柱上，使得塔架组立装置可根据实际施工需要将摇臂沿立柱提升和下降至立柱的任意位置，并且，摇臂的提升和下降操作方便；为摇臂的提升动作和摇臂***的提升动作单独配置一个起升机构，为变幅动作单独配置一个变幅机构，使得在塔架组立装置工作时，不需要更换连接起升机构和变幅机构的索缆，进一步简化了施工步骤。

本发明的钢管混凝土塔架组立方法，如图1所示，包括以下步骤：

A、组立首节塔架节段：首先在地面上在汽车吊辅助下用结构件拼接成如图2所示的扣塔节段2和如图5所示的扣塔横联3，如图7所示，扣塔节段2和扣塔横联3在汽车吊4的辅助下安装在预先浇筑好的塔架基础6上得到首节塔架节段5；

B、灌注混凝土：在如图7所示，在首节塔架节段5的立柱钢管1中灌注混凝土，完成首节塔架节段5的组立；

C、组立塔架组立装置：在如图8所示的塔架中心位置并预先浇筑好的塔架组立装置基础7上组立如图5所示的塔架组立装置8，塔架组立装置8的摇臂***10包括两副横桥向摇臂12和两副纵桥向摇臂11，在组立塔架组立装置8时，保证横桥向摇臂12能够吊升扣塔节段2至如图7所示的首节塔架节段5的顶端，并与首节塔架节段5对位安装，塔架组立装置8安装好后，如图8所示，塔架组立装置8的立柱9与首节塔架节段5底端和顶端四个角分别用一根索缆作为腰缆13水平连接并预紧，塔架组立装置8的摇臂***10下端的立柱9的四条棱边分别通过一根索缆作为斜拉线14与已安装好的首节塔架节段5顶端四个角相连接并预紧；

D、组立第二节塔架节段：先在两副横桥向摇臂12下方地面上在汽车吊4的辅助下分别组拼一个扣塔节段2，同时，在两副纵桥向摇臂11下方地面上在汽车吊4的辅助下分别组拼一个扣塔横联3，然后如图9和图10所示，用塔架组立装置8的横桥向摇臂12的其中一副摇臂吊升扣塔节段至塔架节段5的上方进行对位安装，在横桥向摇臂12其中一副摇臂进行吊升扣塔节段2与首节塔架节段5对位安装时，横桥向摇臂12的另一副摇臂和两副纵桥向摇臂11都通过各自配套的起重索缆锚固于地面上，采用同样的方法吊升安装另一扣塔节段后，用两副纵桥向摇臂11的其中一幅摇臂吊升扣塔横联3进行对位安装，两副纵桥向摇臂11其中一副摇臂吊升和对位安装扣塔横联3时，另一副纵桥向摇臂和两副横桥向摇臂12通过各自配套的起重索缆锚固于地面上，采用相同的方法对位安装另一扣塔横联；

E、灌注混凝土：用混凝土输送泵将混凝土泵送至如图11所示的第二节塔架节段15中如图2、图3和图4所示的扣塔节段2的立柱钢管1顶端管口，然后抛填入立柱钢管1内得到第二节塔架节段15；

F、提升摇臂***：在如图11所示的立柱9顶端拼接安装立柱结构杆，使立柱高度增加一个如图2所示的扣塔节段2的高度得到如图12所示的立柱9，将如图12所示摇臂***10沿立柱9提升一个扣塔节段2的高度后安装固定得到如图13所示的塔架组立装置10；然后，在将如图12所示的立柱9与第二节塔架节段15顶端四个角分别用一根索缆作为腰缆13水平连接并预紧，拆除如图8所示的首节塔架节段5与立柱9之间的斜拉线14，然后在如图13所示的摇臂***10下端立柱9的四条棱边分别通过一根索缆作为斜拉线14与第二节塔架节段15顶端四个角相连接并预紧摇。

G、组立下一节塔架节段：在已安装好的最高一节的塔架节段上组立下一节塔架节段，组立方法与步骤D组立第二节塔架节段的方法相同。

H、灌注混凝土：在已安装好的最高一节的塔架节段的扣塔节段立柱钢管内灌注混凝土，灌注混凝土方法与所述步骤E灌注混凝土的方法相同。

I、重复：在塔架组立装置8的立柱9顶端拼接结构件，立柱9高度增加一个扣塔节段2的高度后，将塔架组立装置8的摇臂***10相应的提升一个扣塔节段2的高度，再将立柱9与塔架节段间连接的斜拉线14拆除后，重新在提升后的摇臂***10下端的立柱9和最高一节的塔架节段顶端的四个角之间分别通过一根索缆作为斜拉线14连接并预紧，同时将立柱9与最高一节的塔架顶端四个角分别用一根索缆作为腰缆13水平连接并预紧，然后分别在两副横桥向摇臂12下方地面上各组拼一个扣塔节段2，同时在两副纵桥向摇臂11下方地面上各组拼一个扣塔横联3，然后先用横桥向摇臂12吊升扣塔节段2至塔架顶端上方进行对位安装，然后用纵桥向摇臂11吊升扣塔节段3进行对位安装，在进行扣塔节段2和扣塔横联3的吊升和对位安装时，同时只允许一副摇臂进行起吊和安装工作，在其中一幅摇臂进行起吊和安装工作时，其余三幅摇臂通过各自配套的起重索缆锚固于地面上，当扣塔节段2和扣塔横联3对位安装好后，用混凝土输送泵在扣塔节段2的立柱钢管1中灌注混凝土，完成一个塔架节段的组立。

直至组立的塔架达到实际工程所需高度，完成整个塔架的组立。

实施例：

本实施例所列举的钢管混凝土塔架组立方法中分三个节段组立60m高的钢管混凝土塔架，组立步骤如图1所示：

A、组立首节塔架节段：首先在地面上在汽车吊4辅助下用结构件拼接成如图2所示的20m高的扣塔节段2和如图5所示的扣塔横联3，扣塔节段2和扣塔横联3在汽车吊4的辅助下安装在预先浇筑好的塔架基础6上，得到如图7所示的首节塔架节段5；

B、灌注混凝土：用混凝土输送泵将混凝土泵送至如图7所示的首节塔架顶端，然后灌注入如图2所示的扣塔节段2的立柱钢管1中，完成首节塔架节段5的组立；

C、组立塔架组立装置：在如图8所示的首节塔架节段中心位置并预先浇筑好的塔架组立装置基础7上组立如图13所示的塔架组立装置，塔架组立装置的摇臂***10包括两副横桥向摇臂12和两副纵桥向摇臂11，在组立塔架组立装置时，横桥向摇臂12下端距首节塔架节段顶端22m，塔架组立装置安装好后，如图8所示，立柱9与首节塔架节段5底端和顶端四个角分别用一根索缆作为腰缆13水平连接并预紧，塔架组立装置8的摇臂***10下端的立柱9的四条棱边分别通过一根索缆作为斜拉线14与已安装好的首节塔架节段5顶端四个角相连接并预紧；

D、组立第二节塔架节段：先在两副横桥向摇臂12下方地面上在汽车吊4的辅助下分别组拼一个如图2所示的扣塔节段2，同时，在两副纵桥向摇臂11下方地面上在汽车吊4的辅助下分别组拼一个如图5所示的扣塔横联3，然后如图9和图10所示，用塔架组立装置的横桥向摇臂12的其中一副摇臂吊升扣塔节段至塔架节段5的上方进行对位安装，在横桥向摇臂12其中一副摇臂进行吊升扣塔节段2与首节塔架节段5对位安装时，横桥向摇臂12的另一副摇臂和两副纵桥向摇臂11都通过各自配套的起重索缆锚固于地面上，采用同样的方法安装另一扣塔节段后，用两副纵桥向摇臂11的其中一幅摇臂吊升扣塔横联3进行对位安装，纵桥向摇臂11其中一副摇臂吊升和对位安装扣塔横联3时，另一副纵桥向摇臂和两副横桥向摇臂12通过各自配套的起重索缆锚固于地面上，采用相同的方法对位安装另一扣塔横联；

E、灌注混凝土：用混凝土输送泵将混凝土泵送至如图11所示的最高一节塔架节段15的顶端，然后抛填入如图2所示的立柱钢管1内得到第二节塔架节段15；

F、提升摇臂***：在如图11所示的立柱9顶端拼接安装立柱结构杆，使立柱高度增加20m得到如图12所示的立柱9，将如图12所示摇臂***10沿立柱9提升20m后安装固定得到如图13所示的塔架组立装置10，然后，在将如图12所示的立柱9与第二节塔架节段15顶端四个角分别用一根索缆作为腰缆13水平连接并预紧，拆除如图8所示的首节塔架节段5与立柱9之间的斜拉线14，然后如图13所示的摇臂***10下端立柱9的四条棱边分别通过一根索缆作为斜拉线14与第二节塔架节段15顶端四个角相连接并预紧摇；

G、组立第三节塔架节段：如图13所示，采用与步骤D组立第二节塔架节段15的方法相同，组立得到第三节塔架节段；

H、采用与第二节塔架节段15的立柱钢管1中灌注混凝土同样的方法灌注第三节塔架节段的立柱钢管1，得到如图16所示的高度为60m的钢管混凝土塔架16。

采用本发明的方法组立高度为60m的钢管混凝土塔架，具有如下优点：

（1）将整个塔架分成3节塔架节段，并将每节塔架节段分为两个扣塔节段2和两个扣塔横联3，将扣塔节段2和扣塔横联3在地面上拼接好后再吊升进行对位安装，较传统的万能杆件组立塔架需要依次自下而上的拼接相比，减少了工程施工中高空作业的工程量，降低了施工难度，提高了施工效率。

（2）在钢管混凝土塔架16内部中心位置的塔架组立装置基础7上组立塔架组立装置8，用塔架组立装置8吊升扣塔节段2和扣塔横联3进行对位安装，解决了拼接后扣塔节段2和扣塔横联3由于重量较重而难以吊升安装的困难。

（3）在钢管混凝土塔架16内部中心位置的塔架组立装置基础7上组立塔架组立装置8，用塔架组立装置8吊升扣塔节段2和扣塔横联3进行对位安装，能够组立高度更高的塔架，满足大跨度、单级拱肋重的大型桥梁施工的要求。

（4）塔架组立装置8与塔架16之间采用柔性索缆作为腰缆13和斜拉线14进行连接，使得塔架组立装置8与塔架16协同受力，进而使塔架组立装置8能够起吊重量更重的构件的同时也增强塔架16的稳定性。 

Claims (27)

1.一种钢管混凝土塔架组立装置，其特征在于，包括立柱（9），安装于立柱（9）上的摇臂***（10），以及所述摇臂***（10）通过索缆分别连接的起升机构（17）和变幅机构（18）。

2.如权利要求2所述的塔架组立装置，其特征在于，所述摇臂***（10）包括横桥向摇臂（12）、纵桥向摇臂（11）、上套架（21）和下套架（22），所述横桥向摇臂（12）和纵桥向摇臂（11）一端与下套架（22）铰接，另一端通过索缆与上套架（21）连接，所述上套架（21）与下套架（22）间隔布置在立柱（9）上，所述摇臂***（10）包括两副横桥向摇臂（12）和两副纵桥向摇臂（11），相邻摇臂水平投影垂直。

3.如权利要求3所述的塔架组立装置，其特征在于，所述上套架（21）设有与立柱连接的上连接孔（34），所述立柱（9）穿过所述上连接孔（34）将所述上套架（21）套接于立柱（9）上，所述下套架（22）设有与立柱（9）连接的下连接孔（24），所述立柱（9）穿过所述下连接孔（24）将所述下套架（22）套接于立柱（9）上。

4.如权利要求3所述的塔架组立装置，其特征在于，所述上套架（21）靠近所述上连接孔（34）的部位设有滚轮，所述滚轮位于上套架（21）的内侧，所述滚轮在该内侧与对应的立柱（9）侧面形成的空间内可沿竖直方向滚动。

5.如权利要求4所述的塔架组立装置，其特征在于，所述上套架（21）的上连接孔（34）内竖直方向上安装有两层在水平面上投影重合的滚轮。

6.如权利要求5所述的塔架组立装置，其特征在于，所述下套架（22）靠近所述下连接孔（24）的部位设有滚轮，所述滚轮位于下套架（22）的内侧，所述滚轮在该内侧与对应的立柱（9）侧面形成的空间内可沿竖直方向滚动。

7.如权利要求6所述的塔架组立装置，其特征在于，所述下套架（22）的下连接孔（24）内竖直方向上安装有两层在水平面上投影重合的滚轮。

8.如权利要求7所述的塔架组立装置，其特征在于，所述上套架（21）和下套架（22）每一外侧面上设置有两个摇臂支座（32），所述两副横桥向摇臂（12）和两副纵桥向摇臂（11）通过各摇臂所在侧的两个摇臂支座（32）铰接在下套架（22）上。

9.如权利要求8所述的塔架组立装置，其特征在于，所述上套架（21）和下套架（22）各采用两根结构杆件（23）交叉支撑在立柱（9）上。

10.如权利要求9所述的塔架组立装置，其特征在于，所述上套架（21）与下套架（22）在竖直方向上通过最少两根拉线（20）连接，使得上套架（21）和下套架（22）可以沿立柱（9）在竖直方向上同步移动。

11.如权利要求10所述的塔架组立装置，其特征在于，所述立柱（9）顶端安装有横梁（25），所述横梁（25）两端各通过滑车组a（19）与上套架（21）上端连接。

12.如权利要求11所述的塔架组立装置，其特征在于，所述两副横桥向摇臂（12）和两副纵桥向摇臂（11）中每一副摇臂的头部铰接滑车组b（26），并在该滑车组b（26）的另一端安装吊钩（27）。

13.如权利要求12所述的塔架组立装置，其特征在于，所述两副横桥向摇臂（12）和两副纵桥向摇臂（11）中每一副摇臂配置一个起升机构（17），所述两副横桥向摇臂（12）和两副纵桥向摇臂（11）中每一副摇臂配置一个变幅机构（18），所述每组连接上套架（21）与立柱（9）顶端安装的横梁（25）之间的滑车组a（19）配置一个起升机构（17），所述起升机构（17）和变幅机构（18）分别布置在其提供动力的摇臂下方的工作平台上，各起升机构（17）和变幅机构（18）位置错开。

14.如权利要求13所述的塔架组立装置，其特征在于，所述立柱（9）底端与每一个起升机构（17）对应的位置分别设置有滑轮a（28），并在该滑轮a（28）竖直方向上的下套架（22）上对应设置有滑轮b（29）；

所述连接摇臂的起升机构（17）索缆的一端连接摇臂的起升机构（17），所述索缆的另一端经滑轮a（28）和滑轮b（29）后与连接有吊钩（27）的滑车组b（26）相连；

所述连接滑车组a（19）的起升机构（17）的索缆一端连接起升机构（17），所述索缆的另一端经滑轮a（28）和滑轮b（29）后与滑车组a（19）连接。

15.如权利要求14所述的塔架组立装置，其特征在于，所述立柱（9）底端与每一个变幅机（18）构对应的位置分别设置有滑轮c（30），并在该滑轮c（30）竖直方向上的上套架（21）上分别对应设置有滑轮d（31）；

所述连接变幅机构（18）和摇臂***（10）的索缆一端连接变幅机构（18），所述索缆的另一端经滑轮c（30）和滑轮d（31）后与连接上套架（21）和摇臂的滑车组b（26）相连。

16.如权利要求15所述的塔架组立装置，其特征在于，所述立柱（9）采用万能杆件拼接组成。

17.一种钢管混凝土塔架组立方法，其特征在于，依次包括以下步骤：

组立首节塔架节段：在预先浇筑好基础的塔架设计位置上组立首节塔架节段；

灌注混凝土：在安装好的首节塔架节段的扣塔节段的立柱钢管内灌注混凝土；

安装塔架组立装置：在首节塔架节段中心位置并预先浇筑好的基础上组立塔架组立装置；

组立第二节塔架节段：在首节塔架节段上组立第二节塔架节段；

灌注混凝土：在组立好的塔架节段的扣塔节段立柱钢管内灌注混凝土；

提升摇臂***：首先在塔架组立装置的立柱顶端拼接安装立柱结构件，使所述立柱增加一个扣塔节段的高度，然后将摇臂***沿立柱提升一个扣塔节段的高度并固定；

组立下一节塔架节段：在已安装好的最高一节的塔架节段上组立下一节塔架节段，组立方法与步骤四组立第二节塔架节段的方法相同；

灌注混凝土：在已安装好的最高一节的塔架节段的扣塔节段立柱钢管内灌注混凝土，灌注混凝土方法与所述步骤五灌注混凝土的方法相同；

依次重复所述步骤F、步骤G和步骤H，直至组立的塔架达到实际工程所需高度。

18.如权利要求17所述的组立方法，其特征在于，所述步骤A中，所述首节塔架节段包括两个扣塔节段和两个扣塔横联，所述两个扣塔节段和两个扣塔横联在地面上组拼后再安装在塔架基础上，所述扣塔节段和扣塔横联的拼接和安装采用汽车吊辅助完成。

19.如权利要求18所述的组立方法，其特征在于，所述步骤C中，所述塔架组立装置有四副摇臂，所述四副摇臂分为两副横桥向摇臂和2纵桥向摇臂，所述横桥向摇臂用于起重扣塔节段，所述纵桥向摇臂用于起重扣塔横联。

20.如权利要求19所述的组立方法，其特征在于，所述步骤C中，所述塔架组立装置摇臂***的高度满足可将扣塔节段和扣塔横联提升至已安装好的最高一节塔架的上方进行对位安装。

21.如权利要求20所述的组立方法，其特征在于，所述步骤D中，在地面用汽车吊辅助组拼需要安装的扣塔节段和扣塔横联，所述扣塔节段和扣塔横联的拼接都是在塔架组立装置相应的摇臂下方的地面上进行拼接，所述扣塔节段采用立拼拼接，所述扣塔横联采用卧拼拼接。

22.如权利要求21所述的所述的组立方法，其特征在于，所述步骤D中，塔架组立装置先吊升并对位安装扣塔节段，然后再吊升安装扣塔横联，所述塔架组立装置同时只允许一副摇臂进行起吊和安装工作，在其中一幅摇臂进行起吊和安装工作时，其余三副摇臂通过各自配套的起重索缆锚固于地面上。

23.如权利要求22所述的组立方法，其特征在于，所述步骤E灌注混凝土中，采用混凝土输送泵将混凝土泵送至已安装好的最高一节塔架节段的扣塔节段立柱钢管顶端管口，然后抛填入立柱钢管内。

24.如权利要求23所述的所述的组立方法，其特征在于，所述步骤C中，所述塔架组立装置的立柱与首节塔架底端和顶端四个角分别用一根索缆作为腰缆水平连接并预紧。

25.如权利要求24所述的组立方法，其特征在于，所述步骤C中，所述塔架组立装置的摇臂***下端立柱的四条棱边分别通过一根索缆作为斜拉线与首节塔架顶端四个角相连接并预紧。

26.如权利要求25所述的所述的组立方法，其特征在于，所述步骤F中，摇臂***提升一个扣塔节段高度并固定后，所述塔架组立装置的立柱与组立好的塔架顶端四个角分别用一根索缆作为腰缆水平连接并预紧。

27.如权利要求26所述的所述的组立方法，其特征在于，所述步骤F中，摇臂***提升一个扣塔节段高度并固定后，拆除塔架节段与塔架组立装置立柱间的斜拉线，然后将摇臂***下端立柱的四条棱边分别通过一根索缆作为斜拉线与已安装好的最高一节塔架顶端的四个角相连接并预紧。

Images