一种用于桥梁斜塔的定位安装锚固构造及施工方法与流程

本发明涉及桥塔固定结构领域，具体为一种用于桥梁斜塔的定位安装锚固构造。

背景技术：

1、无背索斜拉桥是一种现代化的桥梁结构，无背索斜拉桥的结构设计独特，桥梁的外形美观，可以成为一座城市的地标性建筑，因此近些年被广泛应用于城市景观桥梁。传统斜拉桥通长采用先搭设模板后浇筑混凝土的施工方法，施工周期长，所需模板数量较多，不利于缩短施工周期，节省施工费用，实现桥梁的高效化快捷化施工。因此近些年为缩短工期无背索斜拉桥施工周期，同时为了保证桥塔施工精度，有些桥梁开始采用钢箱内填混凝土的结构形式，同时施工方法也改为塔索同步施工，桥塔采用吊装焊接完成。

2、无背索斜拉桥结构新颖，相较于传统斜拉桥结构，无背索斜拉桥桥塔仅有单侧索，桥塔的受力表现为在斜拉索索力及自身重力作用下的悬臂梁。为确保主塔处于良好的受力状态，无背索斜拉桥的塔身一般都设计成倾斜的，依靠塔身的自重力矩来平衡主梁自重，因此无背索斜拉桥的桥塔的截面尺寸通常做的比较大，这也对钢塔的吊装带来了很大的挑战。

3、由于桥塔的截面尺寸较大，钢箱节段重量也相应增大，同时由于无背索斜拉桥桥塔的特点，桥塔倾斜，因此在吊装前须在桥面调整好桥塔的姿态，之后再由吊装设备吊装到空中，但是在吊装过程中斜塔的姿态不可避免的会出现一定的误差，此时由于无背索斜拉桥桥塔倾斜施工位置有限，同时吊装结构重力较重，并不好在空中调整姿态，当面临此种情况时，通常需要将被吊装结构不断的提升试拼，以满足施工精度的要求，但是此种方法大大的增加了施工工程中的风险。

4、此外，在被吊装钢箱落到下节段钢箱上时，不可避免的会出现一定的偏差，目前的定位装置并不能很好的解决此类问题，有时需在钢箱接缝处焊接千斤顶，通过千斤顶的顶推，来消除误差，但此时上下钢箱结构并未形成一个整体，在极端风荷载的影响下易出现摆动，大大的增加了施工难度及施工风险，同时千斤顶的顶推还可能，使得钢箱内焊缝开裂，影响结构完整性。

5、环境因素也是对吊装过程中重要的影响因素，如日照，风速，环境湿度等。桥梁一般处于开阔的江面，没有其他物体的遮挡，风速较大。在一些入海口附近，风速十分多变，对吊装过程提出了重大挑战。同时环境日照会使，钢结构升温，使得结构发生变形，不利于桥塔的定位拼装。

技术实现思路

1、针对现有技术中桥塔的定位拼装因摆动容易产生误差的问题，本发明提供一种用于桥梁斜塔的定位安装锚固构造及施工方法。

2、本发明是通过以下技术方案来实现：

3、一种用于桥梁斜塔的定位安装锚固构造，包括上部构造、下部构造和牵引索，上部构造包括底座、上部夹具和上部卡扣，底座固定于上钢箱壁板上，上部卡扣与底座转动连接，上部夹具设置于上部卡扣上；下部构造包括下部卡槽和下部夹具，下部卡槽的壳体与下钢箱壁板连接，下部卡槽与上部卡扣的头部配合，牵引索的一端贯穿上部夹具与上部夹具连接，另一端贯穿下部夹具与外部牵引装置进行连接。

4、优选的，上部夹具包括圆锥形固定夹和固定盘，上部夹具伸出牵引索的一端开设有导孔，圆锥形固定夹设置于导孔内；圆锥形固定夹与牵引索夹紧连接，固定盘转动设置于上部卡扣的卡头相对的一侧，牵引索通过圆锥形固定夹的夹持贯穿固定盘与外部进行连接。

5、优选的，上部卡扣与下部卡槽接触的侧面设有弹性卡接结构，弹性卡接结构包括弹簧和卡头，上部卡扣的外壁上设有安装槽，安装槽、弹簧和卡头同轴设置，弹簧的一端固定于安装槽的底部，卡头一端与弹簧连接并抵接于安装槽的出口处；下部卡槽的侧壁上开设有卡槽，锁定时，卡头与卡槽同轴设置，且卡头位于卡槽中。

6、优选的，上部卡扣的头部呈多棱锥台型。

7、优选的，还包括加固连接结构，所述加固连接结构包括连接板、加固螺栓和螺母，上部卡扣的外侧和下部卡槽上均设置有连接板，当卡头与卡槽完全配合时，上部卡扣的连接和下部卡槽的连接板接触，加固螺栓和螺母将接触的两个连接板进行连接。

8、优选的，下部卡槽的入口处设有倾角。

9、优选的，下部夹具设置于下部卡槽的底部，下部夹具的结构与上部夹具的结构相同，下部夹具与上部夹具对称设置。

10、优选的，下部卡槽与上部卡扣接触的一侧均设有加固凸台，加固凸台上连接加固螺栓。

11、优选的，下部卡槽的壳体伸出下钢箱壁板，且伸出部分的一端设置为斜面结构。

12、一种用于桥梁斜塔的定位安装锚固构造的施工方法，包括以下步骤：

13、s1，在待安装桥塔节段的下钢箱壁板上焊接下部卡槽，焊接时，下部卡槽带有倾角的一侧与下部钢箱壁板相贴，且下部卡槽留有部分悬置用于与桥塔或待吊装构件的上口；

14、s2，根据下部卡槽的位置结合上部钢箱与下部钢箱的焊缝尺寸初步定位上部构造，将上部构造通过底座焊接于上部钢箱壁板上；

15、s3，在上部卡扣上穿插牵引索，并利用上部夹具对牵引索进行固定；牵引索的下端穿过下部卡槽后，与外部牵引装置连接；

16、s4，开始吊装时，利用外部牵引装置收放牵引索，当待安装桥塔节段到达指定高度后，利用吊装设备下降待安装桥塔节段的同时利用外部牵引装置收缩牵引索，实现上钢箱和下钢箱的靠近；当上部卡扣插入到下部卡槽时完成临时固定，停止下降待安装桥塔节段；

17、s5，对上部卡扣和下部卡槽进行锚固，之后在上钢箱和下钢箱的接口处进行焊接；

18、s6，焊接完成后，上部卡扣插入下部卡槽中，利用外部牵引装置张拉牵引索对焊缝处添加预应力；

19、s7，牵引索张拉锚固后，浇筑带安装桥塔节段的塔内混凝土。

20、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

21、本发明一种用于桥梁斜塔的定位安装锚固构造此用于钢斜塔的快速定位装置，可通过在钢箱的横隔板上设置卷扬机对牵引索进行收回，实现上钢箱的不断靠近，当运用此设备时，需在钢箱四个壁板上均设置，可通过对其中一侧的牵引索的收紧实现对被吊装钢箱姿态的控制。当上下钢箱节段连接完成时，可立即进行焊接无需在进行细部微调，同时在初步固定完成后，可减小风对结构本身的影响。下部构造的下部卡槽焊接在下钢箱节段上并露出一定距离，以保证钢塔结合处的平整性，上部结构包括底座和可转动的上部卡扣，底座焊接到上钢箱节段，并通过轴承与上部卡扣相连，以此实现上部卡扣的转动；上部卡扣的头部与下部卡槽连接处设置了一定的倾角以方便两者的连接，上部卡扣的两侧设置了伸缩式的弹性卡接结构，当上部卡扣的头部插入到下部卡槽内后，卡头可在下部卡槽的卡槽中自动弹出充当临时定位。快速定位锚固装置由钢绞线在钢箱内牵引完成，并在两者定完完成后，可在两侧连接板上穿插拧紧螺栓以此固定结构，并可张拉牵引钢丝，形成预应力结构。

22、进一步的，下部卡槽的倾角可以保证上部卡扣的头部顺利滑入。

23、进一步的，弹性卡接结构用于实现上部卡扣与下部卡槽的临时固定，当卡头位于卡槽中时，完成临时固定。

24、进一步的，连接板和螺栓结构可以实现上部卡扣和下部卡槽的外部锚固，可以进一步加强二者之间的固定。