CN107419667B - 一种自锚式悬索桥索夹安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自锚式悬索桥索夹安装方法，属桥梁施工领域，其特征是：借助主缆敷设的索道悬吊和施工猫道，事先用吊装装置将索夹组装成上端闭合，下端开口的索夹，下端开口的间距大于主缆直径，利用悬吊将索夹移动到位，下降悬吊吊钩使索夹骑跨在主缆上，通过工具螺栓和高强螺栓置换，完成索夹的紧固工作。其施工步骤包括：一、施工准备；二、设置吊装定型构件、索夹组对；三、索夹就位；四、索夹紧固。应用本发明可以减少工人在空中施工的体能消耗，提高施工效率，保证施工进度，具有很好的经济效益和社会效益。

Description

一种自锚式悬索桥索夹安装方法

技术领域

本发明涉及桥梁施工领域，具体涉及一种自锚式悬索桥索夹安装方法。

背景技术

自锚式悬索桥主梁的载荷通过吊索传递到主缆，而主缆与吊索通过索夹进行连接，一般桥梁所配置索夹数量均在两位数以上，索夹为左右两个半圆铸钢构件组成，高强螺栓连接，单个索夹长高尺寸约为700mm×400mm，具体索夹规格尺寸根据吊索受力及索夹处主缆倾角的不同，索夹长度与连接螺栓数量也不同。索夹常规呈等距离分布在主缆相应位置，索夹的安装属临空作业，索夹尺寸大，重量重，单人工无法进行索夹就位，常规方法是在主缆就位且成型后，安排3~4人借助主缆敷设用索道悬吊，将已拆分成两片的索夹，逐一吊装至安装位置与主缆配合定位后，人工将索夹固定在主缆相应位置，此种方法存在单片吊装时因索夹为不规则构件，不易使索夹处于垂直状态，造成索夹与主缆安装困难，且大体积索夹在空中进行人工组对，工人的身体体能消耗大，且高空作业环境下施工效率低下，直接制约着施工进度。

目前，关于自锚式悬索桥索夹安装方法，检索到类似名称的专利设计，如中国国家专利局2009年4月29日公布的“一种自锚式悬索桥斜拉施工法”，公布号CN101418543A和“一种空间自锚式悬索缆索***施工方法”，公布号CN101418542A，两项类似施工专利中，均没有具体描述索夹的安装详细方法。

发明内容

本发明的目的是一种自锚式悬索桥索夹安装方法，减少工人在空中施工的体能消耗，提高施工效率，保证施工进度。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明一种自锚式悬索桥索夹安装方法，其借助主缆敷设的索道悬吊和施工猫道，事先用吊装定型构件和工具螺栓将索夹组装成上端闭合、下端开口的索夹，其下端开口的间距大于主缆直径，然后根据事先在主缆上确定的索夹的安装位置，利用索道悬吊将组合后呈垂直状态的索夹吊装至安装位置上方，下降索道悬吊的吊钩，主缆经索夹下端开口处进入索夹内圆内，形成索夹对主缆的环抱状态，安装索夹下缘孔处的工具螺栓，继续下降索道悬吊的吊钩，使索夹垂直骑跨在主缆上圆弧处，待索夹上缘孔安装三根工具螺栓后，拆除吊装定型构件，索夹的重量转换由工具螺栓和主缆上圆弧面共同承担，紧固索夹上、下缘的工具螺栓，使索夹朝闭合的方向移动，待索夹开口度具备高强螺栓紧固距离时，将索夹其余连接孔穿入高强螺栓并进行紧固，并同时用高强螺栓替换先前作支撑用的工具螺栓，再次核对索夹安装位置，准确后再次紧固连接的高强螺栓，从而完成索夹的安装工作；

该索夹包括左索夹片、右索夹片和高强螺栓，索夹安装前主缆已安装到位，索夹的安装位置已在主缆上精确定位，索道悬吊和空中工作的猫道已具备使用条件，吊装和安装索夹用的工具螺栓和吊装定型构件已配置到位；

其具体施工步骤如下：

步骤一、施工准备：

根据主缆的线形，按照每个索夹至主塔中心的设计距离，计算索夹的安装位置，用精密全站仪在主缆的相应位置上标示出索夹位置线，索夹安装从主塔向跨端对称进行，索夹安装前检查悬吊跑车往复运动和悬吊吊钩下降行程均需满足索夹的安装需求；施工猫道的安全防护满足人员施工操作的需要；

步骤二、设置吊装定型构件、索夹组对：

所述的索夹的左索夹片、右索夹片均为两个半圆铸钢构件，该左索夹片、右索夹片的上、下缘均具有若干相对应的连接孔；索夹的左索夹片、右索夹片的上、下缘的连接孔通过紧固用的高强螺栓，实现其与主缆的同心包裹连接，完成主缆与吊索、主梁之间的力量传递；

所述的吊装定型构件为一段钢管与一块钢板组焊而成的构件，钢管的内径比工具螺栓的外径大1mm~2mm，钢管长度比主缆直径大2mm；钢板规格为100mm×100mm,厚度为10mm的钢板块，在其一边距板边65mm距离与垂直边的中心线交汇处，开设一个通孔，将钢板块开通孔边朝外，对边与钢管焊接，焊接位置在钢管长度方向的中心处，形成吊耳，吊装定型构件设置完成；

所述的工具螺栓为全丝扣螺杆，直径与高强螺栓同径，长度为吊装定型构件的钢管的长度、索夹左索夹片连接处的厚度、右索夹片连接处的厚度、全丝扣螺杆的两头连接螺母厚度及全丝扣螺杆两头各加两丝扣长度的总和；

索夹的左、右索夹片按对扣形式进行组合，且在两索夹片上缘中间内部放置两件吊装定型构件，吊装定型构件以索夹上缘连接中心孔位为对称布置，在中心孔位两边紧邻的连接孔处各放置一件吊装定型构件，调整吊装定型构件上钢管孔与对应索夹连接孔的同心度，符合要求后分别穿入工具螺栓，并紧固两端螺母，形成索夹下缘开口，上缘闭合的形式，将索夹下缘朝下，直立树起索夹，将吊装定型构件的吊耳朝上，此时完成吊装定型构件设置和索夹的组对工作；

步骤三、索夹就位：

将索夹下缘开口方向与主缆长度方向一致，按照就位的索夹长度，以主缆事先标示的位置线为中心，在索夹安装的主缆上标示出索夹两端面位置控制线；

用两副索具分别穿过吊装定型构件的吊耳孔洞后与悬吊吊钩连接，起动悬吊的牵引角磨卷扬机，用牵引绳带动悬吊跑车移动，将索夹移动至主缆安装位置正上方，将索夹开口中心对准主缆中心，下降悬吊吊钩，使主缆通过索夹下缘的开口处进入索夹内部，按事先标示的索夹两端面位置控制线，进行索夹位置精度确认并进行位置微调，索夹与主缆位置对正后，索夹下缘连接孔内穿入工具螺栓并拧上连接螺母，继续下降悬吊吊钩，使索夹跨骑在主缆的上圆弧面上，摘除吊装索具，完成索夹就位工作；

步骤四、索夹紧固：

将索夹上缘的中心孔和上缘两外端连接孔内，分别穿入工具螺栓并拧上螺母，拆除吊装定型构件处的工具螺栓并撤出吊装定型构件；施拧索夹上、下缘的工具螺栓两端的螺母，使索夹朝闭合方向移动，在紧固索夹同时，关注并控制索夹两端面位置控制线和索夹端部的位置精度；

当索夹闭合度满足高强螺栓连接长度要求时，将索夹上、下缘的其他连接孔洞内穿入高强螺栓并进行施拧，此时工具螺栓停止施拧；

在高强螺栓施拧下，索夹逐渐趋于闭合，当索夹上缘内壁已支撑在主缆外圆弧面时，拆除索夹上、下缘工具螺栓，置换成高强螺栓，再次确认索夹的安装位置精度，符合安装精度后同步紧固索夹上、下缘高强螺栓，完成索夹的紧固工作。

进一步地，所述吊装定型构件的钢管的壁厚为3mm。

进一步地，所述吊装定型构件的钢板上开设的通孔的直径为30mm。

进一步地，所述步骤四中索夹的两端面位置控制线和索夹端部的位置精度为索夹的两端面位置控制线与索夹的外端面相对位置偏差控制在3mm以内。

与现有技术相比，本发明所提出的一种自锚式悬索桥索夹安装方法，减轻了工人的劳动强度，提高了施工效率，保证了施工进度。

附图说明

图1是本发明所提出的一种自锚式悬索桥索夹安装方法主视示意图；

图2是本发明所提出的一种自锚式悬索桥索夹安装方法中吊装示意图；

图3是图2中侧视示意图；

图4是索夹紧固示意图之一；

图5是索夹紧固示意图之二；

图6是索夹紧固完毕示意图；

图中：1、悬吊吊钩 2、索具 3、吊装定型构件 4、工具螺栓 5、索夹 6、主缆 7、高强螺栓 8、牵引角磨卷扬机 9、牵引绳 10、悬吊跑车 11、猫道 12、吊索 13、主梁 14、主塔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开专利申请说明书以及权利要求书中使用的“上”、 “下”、 “左”、 “右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。

以罗甸县某1 号桥为例，该桥为(102+71)m 自锚式悬索桥，规划桥面净宽为23m(净-15m+2×4m 人行道)，桥长180m。主梁采用混凝土箱梁，主塔采用矩形截面双塔，为钢筋混凝土结构，全桥共设两根主缆，主缆采用热铸锚锚固体系，在主缆散索鞍后，主缆呈辐射形散开。主缆主跨为92m，矢高9.05m，垂跨比1/10.2，主缆边跨为62m，矢高4.2m，垂跨比1/14.8。全桥吊杆共52 根。索夹由左右两个半圆铸钢构件组成，高强螺栓连接，根据吊索受力及索夹处主缆倾角的不同，索夹长度与螺栓数量也不同，全桥共60 对索夹，分8 种类型。索夹下端伸出吊耳与吊索销接。

其具体施工步骤为：

步骤一、施工准备：（如图1所示）

根据主缆6的线形，按照每个索夹5至主塔14中心的设计距离，计算出索夹5位置，用精密全站仪在主缆6的相应位置上标示出索夹5位置线，索夹5安装从主塔14向跨端对称进行，索夹5安装前检查悬吊跑车10往复运动和悬吊吊钩1下降行程均需满足索夹5的安装需求；施工猫道11的安全防护满足人员施工操作的需要。

步骤二、设置吊装定型构件、索夹组对：（如图1、图2所示）

所述的索夹5，包括左索夹片、右索夹片和紧固高强螺栓7，其左索夹片、右索夹片为左、右两个半圆铸钢构件，该左索夹片、右索夹片的上、下缘均具有若干个相对应的连接孔，索夹5通过上、下缘连接孔内的高强螺栓7，实现其与主缆6的同心包裹连接，完成主缆6与吊索12、主梁13之间的力量传递。

所述的吊装定型构件3为一段钢管与一块钢板组焊而成的构件，钢管的内径比工具螺栓4的外径大1mm~2mm，钢管壁厚为3mm，钢管长度比主缆6直径大2mm。钢板规格为100mm×100mm,厚度为10mm的钢板块，在其一边距板边65mm距离与垂直边的中心线交汇处，开设一个直径为30mm的通孔，将钢板块开通孔边朝外，对边与钢管焊接，位置在钢管长度方向的中心处，形成吊耳，吊装定型构件3设置完成。

所述的工具螺栓4为全丝扣螺杆，直径与高强螺栓7同径，长度为吊装定型构件3的长度以及索夹5的左、右索夹片连接处的厚度、全丝扣螺杆的两头连接螺母厚度、全丝扣螺杆两头各加两丝扣长度的总和。

索夹5的左、右索夹片按对扣形式进行组合，且在两索夹片上缘中间内部放置两件吊装定型构件3，吊装定型构件3以索夹5上缘连接中心孔位为对称布置，在中心孔位两边紧邻的连接孔内各放置一件吊装定型构件3，调整吊装定型构件3上钢管孔与对应索夹5连接孔的同心度，符合要求后分别穿入工具螺栓4，并紧固两端螺母，形成索夹5下缘开口，上缘闭合的形式，将索夹5下缘朝下，直立树起索夹5，将吊装定型构件3的吊耳朝上，此时完成吊装定型构件3设置和索夹5的组对工作。

步骤三、索夹就位：（如图2、图3、图4、图5所示）

将索夹5下缘开口方向与主缆6长度方向一致，按照就位的索夹5长度，以主缆6事先标示的位置线为中心，在索夹5安装的主缆6位置上标示出索夹5的两端面位置控制线。

用两副索具2分别穿过吊装定型构件3的吊耳孔洞后与悬吊吊钩1连接，起动悬吊的牵引角磨卷扬机8，用牵引绳9带动悬吊跑车10移动，将索夹5移动至主缆6安装位置正上方，将索夹5开口中心对准主缆6中心，下降悬吊吊钩1，使主缆6通过索夹下缘的开口处进入索夹5内部，按事先标示的索夹5两端面位置控制线，进行索夹5位置精度确认并进行位置微调，索夹5与主缆6位置对正后，索夹6下缘连接孔内穿入工具螺栓4并拧上连接螺母，继续下降悬吊吊钩1，使索夹5跨骑在主缆6的上圆弧面上，摘除吊装索具2，完成索夹5就位工作。

步骤四、索夹紧固：（如图5、图6所示）

将索夹5上缘的中心孔和上缘两外端连接孔内，分别穿入工具螺栓4并拧上螺母，拆除吊装定型构件3处的工具螺栓4并撤出吊装定型构件3；施拧索夹5上、下缘的工具螺栓4两端的螺母，使索夹5朝闭合方向移动，在紧固索夹5同时，关注索夹5的两端面位置控制线和索夹5端部的位置精度，将索夹5的两端面位置控制线与索夹5外端面相对位置偏差控制在3mm以内；

当索夹5闭合度满足高强螺栓7连接长度要求时，将索夹5上、下缘的其他连接孔洞内穿入高强螺栓7并进行施拧，此时工具螺栓4停止施拧；

在高强螺栓7施拧下，索夹5逐渐趋于闭合，当索夹5上缘内壁已支撑在主缆6外圆弧面时，拆除索夹5上、下缘工具螺栓4，置换成高强螺栓7，再次确认索夹5的两端面位置控制线和索夹5端部的位置精度，符合安装精度后同步紧固索夹5上、下缘高强螺栓7，完成索夹5的紧固工作。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (4)

1.一种自锚式悬索桥索夹安装方法，其特征是：借助主缆（6）敷设的索道悬吊和施工猫道，事先用吊装定型构件（3）和工具螺栓（4）将索夹（5）组装成上端闭合、下端开口的索夹，其下端开口的间距大于主缆（6）直径，然后根据事先在主缆（6）上确定的索夹（5）的安装位置，利用索道悬吊将组合后呈垂直状态的索夹（5）吊装至安装位置上方，下降索道悬吊的吊钩，主缆（6）经索夹（5）下端开口处进入索夹（5）内圆内，形成索夹（5）对主缆（6）的环抱状态，安装索夹（5）下缘孔处的工具螺栓（4），继续下降索道悬吊的吊钩，使索夹（5）垂直骑跨在主缆（6）上圆弧处，待索夹（5）上缘孔安装三根工具螺栓（4）后，拆除吊装定型构件（3），索夹（5）的重量转换由工具螺栓（4）和主缆（6）上圆弧面共同承担，紧固索夹（5）上、下缘的工具螺栓（4），使索夹（5）朝闭合的方向移动，待索夹（5）开口度具备高强螺栓（7）紧固距离时，将索夹（5）其余连接孔穿入高强螺栓（7）并进行紧固，并同时用高强螺栓（7）替换先前作支撑用的工具螺栓（4），再次核对索夹（5）安装位置，准确后再次紧固连接的高强螺栓（7），从而完成索夹（5）的安装工作；

该索夹（5）包括左索夹片、右索夹片和高强螺栓（7），索夹（5）安装前主缆（6）已安装到位，索夹（5）的安装位置已在主缆（6）上精确定位，索道悬吊和空中工作的猫道已具备使用条件，吊装和安装索夹（5）用的工具螺栓（4）和吊装定型构件（3）已配置到位；

其具体施工步骤如下：

步骤一、施工准备：

根据主缆（6）的线形，按照每个索夹（5）至主塔（14）中心的设计距离，计算索夹（5）的安装位置，用精密全站仪在主缆（6）的相应位置上标示出索夹（5）位置线，索夹（5）安装从主塔（14）向跨端对称进行，索夹（5）安装前检查悬吊跑车（10）往复运动和悬吊吊钩（1）下降行程均需满足索夹（5）的安装需求；施工猫道（11）的安全防护满足人员施工操作的需要；

步骤二、设置吊装定型构件、索夹组对：

所述的索夹（5）的左索夹片、右索夹片均为两个半圆铸钢构件，该左索夹片、右索夹片的上、下缘均具有若干相对应的连接孔；索夹（5）的左索夹片、右索夹片的上、下缘的连接孔通过紧固用的高强螺栓（7），实现其与主缆（6）的同心包裹连接，完成主缆（6）与吊索（12）、主梁（13）之间的力量传递；

所述的吊装定型构件（3）为一段钢管与一块钢板组焊而成的构件，钢管的内径比工具螺栓（4）的外径大1mm~2mm，钢管长度比主缆（6）直径大2mm；钢板规格为100mm×100mm,厚度为10mm的钢板块，在其一边距板边65mm距离与垂直边的中心线交汇处，开设一个通孔，将钢板块开通孔边朝外，对边与钢管焊接，焊接位置在钢管长度方向的中心处，形成吊耳，吊装定型构件（3）设置完成；

所述的工具螺栓（4）为全丝扣螺杆，直径与高强螺栓（7）同径，长度为吊装定型构件（3）的钢管的长度、索夹（5）左索夹片连接处的厚度、右索夹片连接处的厚度、全丝扣螺杆的两头连接螺母厚度及全丝扣螺杆两头各加两丝扣长度的总和；

索夹（5）的左、右索夹片按对扣形式进行组合，且在两索夹片上缘中间内部放置两件吊装定型构件（3），吊装定型构件（3）以索夹（5）上缘连接中心孔位为对称布置，在中心孔位两边紧邻的连接孔处各放置一件吊装定型构件（3），调整吊装定型构件（3）上钢管孔与对应索夹（5）连接孔的同心度，符合要求后分别穿入工具螺栓（4），并紧固两端螺母，形成索夹（5）下缘开口，上缘闭合的形式，将索夹（5）下缘朝下，直立树起索夹（5），将吊装定型构件（3）的吊耳朝上，此时完成吊装定型构件（3）设置和索夹（5）的组对工作；

步骤三、索夹就位：

将索夹（5）下缘开口方向与主缆（6）长度方向一致，按照就位的索夹（5）长度，以主缆（6）事先标示的位置线为中心，在索夹（5）安装的主缆（6）位置上标示出索夹（5）的两端面位置控制线；

用两副索具（2）分别穿过吊装定型构件（3）的吊耳孔洞后与悬吊吊钩（1）连接，起动悬吊的牵引角磨卷扬机（8），用牵引绳（9）带动悬吊跑车（10）移动，将索夹（5）移动至主缆（6）安装位置正上方，将索夹（5）开口中心对准主缆（6）中心，下降悬吊吊钩（1），使主缆（6）通过索夹下缘的开口处进入索夹（5）内部，按事先标示的索夹（5）两端面位置控制线，进行索夹（5）位置精度确认并进行位置微调，索夹（5）与主缆（6）位置对正后，索夹（6）下缘连接孔内穿入工具螺栓（4）并拧上连接螺母，继续下降悬吊吊钩（1），使索夹（5）跨骑在主缆（6）的上圆弧面上，摘除吊装索具（2），完成索夹（5）就位工作；

步骤四、索夹紧固：

将索夹（5）上缘的中心孔和上缘两外端连接孔内，分别穿入工具螺栓（4）并拧上螺母，拆除吊装定型构件（3）处的工具螺栓（4）并撤出吊装定型构件（3）；施拧索夹（5）上、下缘的工具螺栓（4）两端的螺母，使索夹（5）朝闭合方向移动，在紧固索夹（5）同时，关注并控制索夹（5）的两端面位置控制线和索夹（5）端部的位置精度；

当索夹（5）闭合度满足高强螺栓（7）连接长度要求时，将索夹（5）上、下缘的其他连接孔洞内穿入高强螺栓（7）并进行施拧，此时工具螺栓（4）停止施拧；

在高强螺栓（7）施拧下，索夹（5）逐渐趋于闭合，当索夹（5）上缘内壁已支撑在主缆（6）外圆弧面时，拆除索夹（5）上、下缘工具螺栓（4），置换成高强螺栓（7），再次确认索夹（5）的两端面位置控制线和索夹（5）端部的位置精度，符合安装精度后同步紧固索夹（5）上、下缘高强螺栓（7），完成索夹（5）的紧固工作。

2.根据权利要求1所述的一种自锚式悬索桥索夹安装方法，其特征是：所述吊装定型构件（3）的钢管的壁厚为3mm。

3.根据权利要求1所述的一种自锚式悬索桥索夹安装方法，其特征是：所述吊装定型构件（3）的钢板上开设的通孔的直径为30mm。

4.根据权利要求1所述的一种自锚式悬索桥索夹安装方法，其特征是：所述步骤四中索夹（5）的两端面位置控制线和索夹（5）端部的位置精度为索夹（5）的两端面位置控制线与索夹（5）的外端面相对位置偏差控制在3mm以内。