一种钢索塔整体翻身方法与流程

本发明涉及桥梁建设技术领域，尤其涉及一种钢索塔整体翻身方法。

背景技术：

港珠澳大桥江海直达船航道桥为中央平行单索面三塔钢箱梁斜拉桥，索塔为“海豚”形钢索塔。受现场吊装工况环境制约，需进行180°翻身，变为副塔在下主塔在上进行运输及吊装。

钢索塔重达2560t，外形尺寸达19m×20m×105m，包括主塔、副塔和装饰块。采用常规的翻身方法，会导致钢索塔重心位置变化较大，在翻身过程中可能出现超载情况，对施工安全造成潜在的威胁。

技术实现要素：

本申请提供一种钢索塔整体翻身方法，解决了现有技术中采用常规的翻身方法对钢索塔进行翻身，会导致钢索塔重心位置变化较大，在翻身过程中可能出现超载情况，对施工安全造成潜在的威胁的技术问题。

本申请提供一种钢索塔整体翻身方法，所述方法包括：

根据所述钢索塔的水平重心线和铅垂重心线以及龙门吊载重量确定钢索塔翻身时的塔首支点和塔尾支点；

在所述钢索塔塔首支点处设置框形吊架；

在两个L形吊架上设置垫梁，并将所述钢索塔吊运至所述框形吊架和所述塔尾支撑点分别支撑于两个所述L形吊架上；

将所述L形吊架的两端固定于所述龙门吊上，翻转90度；

将所述钢索塔置于临时存放支架，并拆除钢索塔、垫梁、L型吊架的连接，使用龙门吊将L吊架移出；

更换所述L吊架的垫梁，并将所述钢索塔再次置于所述L形吊架上，继续翻转90度，完成所述钢索塔整体翻身操作。

优选地，所述方法还包括：对所述翻身操作进行翻身监控。

优选地，所述翻身监控包括吊钩应力监控与位移监控。

优选地，所述位移监控包括吊钩升降位置监控和小车水平位移监控。

优选地，所述L形吊架采用箱形结构。

优选地，所述L形吊架与所述垫梁之间采用高栓连接，所述垫梁与所述钢索塔塔尾之间采用栓焊连接，所述垫梁与所述框形吊架之间采用焊接马板连接。

优选地，所述框形吊架与所述钢索塔之间设置有枕木及斜木。

优选地，所述翻转时，靠近所述龙门吊刚性支腿一侧的小车不动，另一侧小车同步下落1m，然后水平移动调整钢丝绳垂直，再四台小车同步起升1m。

本申请有益效果如下：

通过根据钢索塔确定翻身时的塔首支点和塔尾支点，并在塔首支点处设置框形吊架，在通过将钢索塔置于设置有垫梁的L形吊架上进行0-90度、90度-180度的翻转，从而保证在翻转的过程中，所述钢索塔的重心高度基本保持不变，从而提高钢索塔翻转的稳定性和安全性，解决了现有技术中采用常规的翻身方法对钢索塔进行翻身，会导致钢索塔重心位置变化较大，在翻身过程中可能出现超载情况，对施工安全造成潜在的威胁的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例。

图1为本申请提供的一种钢索塔整体翻身方法的流程图；

图2-4为钢索塔整体翻身的结构示意图。

具体实施方式

本申请实施例通过提供一种钢索塔整体翻身方法，解决了现有技术中采用常规的翻身方法对钢索塔进行翻身，会导致钢索塔重心位置变化较大，在翻身过程中可能出现超载情况，对施工安全造成潜在的威胁的技术问题。

本申请实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

通过根据钢索塔确定翻身时的塔首支点和塔尾支点，并在塔首支点处设置框形吊架，在通过将钢索塔置于设置有垫梁的L形吊架上进行0-90度、90度-180度的翻转，从而保证在翻转的过程中，所述钢索塔的重心高度基本保持不变，从而提高钢索塔翻转的稳定性和安全性，解决了现有技术中采用常规的翻身方法对钢索塔进行翻身，会导致钢索塔重心位置变化较大，在翻身过程中可能出现超载情况，对施工安全造成潜在的威胁的技术问题。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

为了解决现有技术中采用常规的翻身方法对钢索塔进行翻身，会导致钢索塔重心位置变化较大，在翻身过程中可能出现超载情况，对施工安全造成潜在的威胁的技术问题，本申请提供一种钢索塔整体翻身方法。如图1所示，所述钢索塔整体翻身方法，包括以下步骤：

步骤110，同时参阅图2-图4，根据所述钢索塔30的水平重心线L2和铅垂重心线L1以及龙门吊40载重量确定钢索塔30翻身时的塔首支点和塔尾支点。水平重心线L2作为翻身轴线，是钢索塔30不扭曲的基准线。所述水平重心线L2和铅垂重心线L1是根据钢索塔30的重心G获得的。

钢索塔30外形结构中，塔尾呈8.7m见方、斜度5°的锥台形状，且四面有螺栓孔，所以翻身支点的一端可以选择塔尾锥台有孔面。依照对称于重心布置原则，可以确定索塔另一端的翻身支点。另一端支点塔首位置呈不规则异型截面，无法支撑翻身支架，因此，设计了内侧异型、外侧平面的框形过渡支架，安装在翻身支点处，这样将整体钢索塔30翻身支点处就形成平面支撑。

步骤120，在所述钢索塔30塔首支点处设置框形吊架20，保护所述塔首。翻身、存放和运输过程中，塔首副塔柱和装饰块不能受力，因此在该区域需要设置抱箍将副塔柱和装饰块保护起来，将受力直接传递给主塔柱。塔首翻身支点呈不规则异型截面，无法支撑翻身支架，因此，设计了内侧异型、外侧平面的框形吊架20过渡，使塔首翻身支点变成平面支撑。

在本实施方式中，根据框形吊架20的受力计算，将框形吊架20外形设计成2000mm×6200mm×13753mm，截面尺寸为1200mm×2000mm，主体结构采用30mm板厚，横隔板采用20mm，加劲采用16mm。

步骤130，在两个L形吊架10上设置垫梁，并将所述钢索塔30吊运至所述框形吊架20和所述塔尾支撑点分别支撑于两个所述L形吊架10上。

L形吊架10用于钢索塔30翻身，垫梁的作用是调整钢索塔30重心，使其尽量在L形吊架10两吊点中心处，以保证吊钩受力均匀，钢索塔30翻身过程中钢索塔30结构重心平稳。

L形吊架10采用箱形结构，吊臂长度18.5m×18.5m，截面宽度1570mm，高度2500mm，腹板采用35mm板厚，面底板采用40mm板厚。垫梁采用箱形结构，宽度均为1500mm，高度分别为2494mm、3804mm、2890mm及4900mm，腹板采用20mm板厚，面底板采用30mm板厚。

L形吊架10、垫梁和框形吊架20均采用Q690高强钢，以控制吊具重量，减轻龙门吊40负荷。

L形吊架10与垫梁之间采用高栓连接，垫梁与钢索塔30塔尾之间采用栓焊连接，垫梁与框形吊架20之间采用焊接马板连接。框形吊架20与钢索塔30之间设置有枕木及斜木，以将所述钢索塔30四周抱死。

龙门吊40与L吊架连接使用直径165mm的无节绳圈钢丝绳、400mm直径销轴及厚度265mm、直径938mm的绳轮。直径165mm的无节绳圈钢丝绳折双使用，折后长度14.5m。

步骤140，将所述L形吊架10的两端固定于所述龙门吊40上，翻转90度，即将所述L形吊架10的水平支腿翻转到竖直状态，将L形吊架10的垂直支腿翻转到水平状态。

翻身共分为111步，每一步操作均为靠近龙门吊40刚性支腿一侧的小车不动，另一侧小车同步下落1m，然后水平移动调整钢丝绳垂直，再四台小车同步起升1m，到达下一步起始工况。每完成一个操作步骤，监控系统进行反馈，以控制钢索塔30同侧两台2000t龙门吊40小车的同步性，钢索塔30翻转的平稳性。

步骤150，将所述钢索塔30置于临时存放支架50，并拆除钢索塔30、垫梁、L型吊架的连接，使用龙门吊40将L吊架移出。

完成90°翻身后将钢索塔30抬吊至预置好的临时存放支架50上，如图七所示。临时存放支架50为4点支撑，是一个不静定受力工况，为保证支架受力均衡，需要根据计算结果确定四个临时存放支架50的顶面高度。在存放过程中应监控钢索塔30额沉降。

临时存放支架50共4副，主塔分别在首部、尾部及重心处各设置1副，副塔仅在重心对应处设置1副作为安全防护。临时存放支架50主体采用300×200×12mm矩钢管，斜撑采用135×135×10mm方钢管。支架下方采用支墩加枕木的形式支撑。

临时支撑设计的控制重点是除了要满足自身强度外，还要考虑地基的承载力满足要求，更重要的是能够均匀地承载钢索塔30的重量，并保证钢索塔30结构的安全。

拆除钢索塔30、垫梁、L型吊架的连接，使用龙门吊40将L吊架从前后移出，根据工况不同，对L吊架上垫梁进行调整。

步骤160，更换所述L吊架的垫梁，并将所述钢索塔30再次置于所述L形吊架10上，继续翻转90度，完成所述钢索塔30整体翻身操作。

同步起升两台2000t龙门吊40，按拟定的步骤进行90°～180°翻身，钢索塔30翻身完成后直接吊运至运输船进行绑扎固定。

进一步地，为了能够时刻连接翻身过程中的状况，所述方法还包括，对所述翻身操作进行翻身监控。

翻身监控包括吊钩应力监控与位移监控两个方面。吊钩应力监控包括对塔身局部应力集中部位应力状态和4个起吊吊钩所受载荷应力进行检测，位移监控包括监控4个起吊吊钩升降位置和龙门吊404台小车的横向位置。

吊钩应力监控主要内容：在龙门吊40小车的吊钩上布置应变计，监控4个吊钩所受载荷。每台小车吊钩前后两面各布置一直角应变花，直角应变花内的两应变片按半桥形式连接。

位移监控包括吊钩升降位置监控和小车水平位移监控。吊钩升降位置监控主要内容：监控2台龙门吊40上4个吊车在升降时的同步性，实时读取塔身前后L形吊架10垂向位置。监测点布置在L形吊架10较低一端吊耳及L形吊架10直角处。小车水平位移监控内容：监控4台龙门吊40小车水平移动的同步性，实时读取水平位置信息。

又，根据翻身过程中钢索塔30本身受力计算，对钢索塔30进行局部加强，加强共三处：钢索塔30的框形吊架20安装处、180°塔首支撑处及塔尾L吊架。塔尾采用栓接工字钢加强，其他两处采用焊接加筋进行加强。

通过根据钢索塔30确定翻身时的塔首支点和塔尾支点，并在塔首支点处设置框形吊架20，在通过将钢索塔30置于设置有垫梁的L形吊架10上进行0-90度、90度-180度的翻转，从而保证在翻转的过程中，所述钢索塔30的重心高度基本保持不变，从而提高钢索塔30翻转的稳定性和安全性，解决了现有技术中采用常规的翻身方法对钢索塔30进行翻身，会导致钢索塔30重心位置变化较大，在翻身过程中可能出现超载情况，对施工安全造成潜在的威胁的技术问题。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。