通航河流上悬索桥加劲梁安装方法及所用荡移系统的制作方法
【专利摘要】一种通航河流上悬索桥加劲梁安装方法及所用荡移系统。所述悬索桥为两塔三跨结构的地锚式悬索桥，具有A主塔、B主塔以及A边跨部分、B边跨部分和中跨部分，A主塔一侧的岸基上设有存梁场；安装方法包括下列措施：在A主塔和B主塔的塔顶分别布置多台卷扬机，在存梁场与A主塔之间搭设引桥，A主塔相背于引桥的面上搭设有与引桥相通的作业平台，在河流上准备运输船舶；安装顺序是，先中跨部分、再B边跨部分、后A边跨部分，中跨部分以引桥运输?荡移下放?船舶运输?起升连接的顺序进行，B边跨部分以引桥运输?荡移下放?船舶运输?起升荡移?组合连接的顺序进行，A边跨部分以引桥运输?荡移定位?组合连接的顺序进行。
【专利说明】
通航河流上悬索桥加劲梁安装方法及所用荡移系统
技术领域
[0001]本发明涉及悬索桥工程施工，具体是一种通航河流上悬索桥加劲梁安装方法，以及该安装方法用荡移系统。
【背景技术】
[0002]悬索桥是以承受拉力的主缆作为主要承重构件的桥梁，其主要由两岸的锚碇、布置于两岸锚碇之间的主塔、锚固于两岸锚碇之间且支撑于主塔上的主缆、通过索夹垂吊于主缆上的吊索和连接于吊索上的桥面系等组成，它具有用料省、自重轻、跨越能力大等特点。悬索桥的桥面系主要由承受载荷的加劲梁和铺设于加劲梁上的桥面板以及其它桥面系统组成，而桥面系的加劲梁主要由多个加劲梁节段依序拼接组合而成。通常，每个加劲梁节段高两米以上、宽十多米以上、长五米以上，其成型材质主要为高强度的结构钢，加劲梁节段整体重达数十吨以上。因而，悬索桥桥面系的加劲梁安装架设是一项难度大、技术要求高、环节复杂的繁琐、高强度工程。
[0003]目前，悬索桥桥面系的加劲梁安装主要是通过步履式顶推设备或跨缆吊机实现的。无论是步履式顶推设备还是跨缆吊机，其结构体系庞大且复杂，建设周期长且建设成本高，从而使得此类技术措施所建设的悬索桥的建设工期长、投入成本高，经济性和作业效率差。
【发明内容】
[0004]本发明的发明目的在于:针对上述现有技术的不足，提供一种既能保证加劲梁可靠安装、又能够有利缩短施工周期且降低投入成本的通航河流上悬索桥加劲梁安装方法，以及该方法所用荡移系统。
[0005]本发明所采用的技术方案是，一种通航河流上悬索桥加劲梁安装方法，所述悬索桥为两塔三跨结构的地锚式悬索桥，具有A主塔和B主塔，以及具有处在A主塔一侧的A边跨部分、处在B主塔一侧的B边跨部分和处在A主塔和B主塔之间的中跨部分，所述A主塔一侧的岸基上设有存梁场;所述加劲梁的安装方法包括下列措施:
前期准备是，在支撑有主缆和猫道的A主塔和B主塔的塔顶分别布置多台卷扬机;在存梁场与A主塔之间搭设引桥，A主塔相背于引桥的面上搭设有与引桥相通的作业平台；在通航河流上准备运输船舶；
加劲梁的安装顺序是，先中跨部分、再B边跨部分、后A边跨部分；
所述中跨部分的加劲梁安装措施是，将加劲梁通过引桥运输至作业平台上，由A主塔上的卷扬机将加劲梁荡移至下方河流的船舶上，再由船舶将加劲梁运输至中跨部分主缆下方的起吊点，接着由A主塔和/或B主塔上的卷扬机将船舶上的加劲梁起升，起升的加劲梁与主缆组合连接，整个中跨部分的加劲梁安装顺序以跨中为起点、两侧交替的方式进行安装；所述B边跨部分的加劲梁安装措施是，将加劲梁通过引桥运输至作业平台上，由A主塔上的卷扬机将加劲梁荡移至下方河流的船舶上，再由船舶将加劲梁运输至B边跨部分主缆下方的起吊点，接着由B主塔上的卷扬机将船舶上的加劲梁起升荡移至B边跨部分的安装位置，使与主缆组合连接，整个B边跨部分的加劲梁安装顺序以跨中为起点、两侧交替的方式进行安装；
所述A边跨部分的加劲梁安装措施是，将加劲梁通过引桥运输至引桥或作业平台上，由A主塔上的卷扬机将加劲梁荡移至A边跨部分的安装位置，使其与主缆组合连接，整个A边跨部分的加劲梁安装顺序以跨中为起点、两侧交替的方式进行安装。
[0006]作为优选方案，所述猫道通过钢丝绳悬挂布置于主缆上，猫道处在主缆的下方。进一步的，所述猫道的钢丝绳塑胶绳套悬挂布置于主缆上。
[0007]作为优选方案，所述主缆上间隔布置有多组索夹，每组索夹由产品索夹和临时索夹组成，临时索夹通过锁紧拉杆紧靠产品索夹布置，在未处于吊装状态的产品索夹上布置有排线轮，在临时索夹上布置有滑车。
[0008]作为优选方案，所述A主塔和B主塔塔顶的卷扬机分别为四台，四台卷扬机以两排两列的方式布置;所述A主塔和B主塔塔顶的卷扬机以卷筒朝向中跨部分的方向布置。进一步的，所述卷扬机具有两套排绳机构，一套作荡移用、另一套作起升用，两套排绳机构互锁布置。
[0009]—种上述通航河流上悬索桥加劲梁安装方法用荡移系统，包括卷扬机和滑车，所述卷扬机为四台，它们以两排两列的方式布置与主塔塔顶，同一列的卷扬机为一组;所述滑车为两副，一副滑车安装在主缆上的索夹上、另一副滑车安装在卷扬机下方的主塔上，每副滑车对应一组卷扬机。
[0010]作为优选方案，所述卷扬机在塔顶的布置方向为卷筒朝向中跨部分/对岸部分的方向布置。
[0011 ]作为优选方案，所述卷扬机具有互锁布置的两套排绳机构，一套作荡移用、另一套作起升用，荡移用的排绳机构与荡移系统的滑车配合。
[0012]作为优选方案，所述卷扬机的钢丝绳为镀锌钢丝绳。
[0013]本发明的有益效果是:
I.本发明安装方法将引桥运输、荡移升降和船舶运输有效结合，从而针对通航河流上的悬索桥桥面系加劲梁实现经济、高效安装，其在保证加劲梁安装可靠性的前提下，本发明有效减少了大型设备的投入，相较步履式顶推设备或跨缆吊机的安装而言，有利于缩短施工周期约20%，有利于节约投入成本约50%，可见其效率高、成本低、经济性好、可靠性高、实用性强；
2.本发明荡移系统专门针对安装方法而设计，它能够将引桥或作业平台上的加劲梁进行大角度(最大荡移角度可实现18°)和长距离(最大荡移距离为十多米)的荡移运输，从而使下放的加劲梁能够可靠地坐落在河流上的运输船舶上，减少船舶在河流边上可能碰撞、搁浅的风险，可靠性高、实用性强。
【附图说明】
[0014]下面结合附图对本发明作进一步的说明。
[0015]图1是本发明中跨部分加劲梁的安装流程图。
[0016]图2是本发明B边跨部分加劲梁的安装流程图。
[0017]图3是本发明A边跨部分加劲梁的安装流程图。
[0018]图4是本发明中跨部分加劲梁安装过程的演示意图。
[0019]图5是图4中引桥部分俯视方向的放大图。
[0020]图6是图4中主缆上的索夹布置结构放大示意图。
[0021 ]图7是图6中的猫道在主缆上的一种布置结构示意图。
[0022]图8是图6中的猫道在主缆上的另一种布置结构示意图。
[0023]图9是本发明荡移系统的结构示意及作业过程演示图。
[0024]图10是图9中预埋件部位的结构放大示意图。
[0025]图11是图9中主缆索夹部位的结构放大示意图。
[0026]图中代号含义:I一河流;2—岸基;3—主缆;4一A主塔;5—船舶;6—引桥;7—作业平台；8—加劲梁;9一A侧销碇；10—卷扬机；11一产品索夹；12一吊索；13一运梁轨道；14一存梁场；15—临时索夹；16—锁紧拉杆；17—猫道钢丝绳；18—排线轮；19一起升滑车;20—猫道;21—主索鞍;22—荡移钢丝绳;23—预埋件;24—荡移A滑车;25—荡移B滑车。
【具体实施方式】
[0027]本发明为河流上的悬索桥加劲梁的安装方法。
[0028]其中，悬索桥的加劲梁通常主要由主桁架、上下平联、横向桁架组成。加劲梁采用整体节点技术，加劲梁的各杆件均为工厂组焊件，为了减少加劲梁杆件的现场拼装连接，将弦杆连同一个或两个节点在工厂焊接成整体，现场用高强螺栓连接成桁架。全桥的加劲梁共分数十个节段，各节段的重量高达数十吨;每个节段的加劲梁通常在工地的拼装场组拼
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[0029 ]本发明所针对的河流为具有通航能力的河流。
[0030]本发明的悬索桥设计结构为两塔三跨结构的地锚式悬索桥，即该地锚式悬索桥具有A主塔和B主塔，以及具有处在A主塔一侧的A边跨部分(从对应岸基到A主塔之间的区域)、处在B主塔一侧的B边跨部分(从对应岸基到B主塔之间的区域)和处在A主塔和B主塔之间的中跨部分。A主塔这一侧的岸基上设有存梁场，悬索桥桥面系的加劲梁全部存放于此，在此拼装组合。
[0031]参见图1至图11所示，本发明的安装方法包括下列措施:
首先，具有下列主要的前期准备:
-在河流I两侧处分别按设计要求施工建设A主塔4和B主塔;在A主塔4和B主塔的塔顶分别安装主索鞍21(见图4所示)；
-在两侧岸2基上分别按设计要求施工建设A侧锚碇9和B侧锚碇(见图4所示)；
-将主缆3锚固与两侧岸基的锚碇上，并使主缆支撑在A主塔4和B主塔的塔顶主索鞍21上(见图4所示)；
-在主缆3上悬挂布置猫道20，猫道20具体通过猫道钢丝绳17悬挂布置于主缆3，猫道20处在主缆3的下方(见图7所示和图8所示);在加劲梁的吊装过程中，主缆的线性随着施工进程的变化而不断地变化，因而，前述猫道的布置结构能够使其与主缆的线形保持一致，这样能够有效增强猫道在加劲梁吊装期间的线形和猫道的整体抗风稳定性，使猫道的线形随主缆变化而变化;前述猫道钢丝绳17通过塑胶绳套接触悬挂布置于主缆3上，以此保护主缆及索夹不被擦伤、破坏；
-在支撑有主缆3和猫道20的A主塔4和B主塔的塔顶分别布置多台卷扬机;其中，A主塔4和B主塔塔顶的卷扬机10分别为四台，这四台卷扬机10以两排两列的方式布置，卷扬机10的布置方向是，卷扬机10的卷筒朝向中跨部分;每台卷扬机10具有相互独立的两套排绳机构，一套作荡移用(布置于主塔附近，具体见荡移系统，见图9、图10、图11所示)、另一套作起升用(顺着主缆3布置，随着加劲梁8的安装进程而在主缆3上不停变化，见图6所示)，两套排绳机构互锁布置;A主塔和B主塔塔顶布置的卷扬机相对称；
-在主缆3上间隔布置有多组索夹，每组索夹由产品索夹11和临时索夹15组成，临时索夹15通过锁紧拉杆16紧靠产品索夹11布置，以此使临时索夹15依靠产品索夹11实现抗滑移，在临时索夹15上布置有、处在主缆3下方的起升滑车19，起吊时，以临时索夹15为着力点，起升滑车19提供转向，在产品索夹11上布置有、处在主缆3下方的排线轮18，排线轮18仅布置在未安装加劲梁8的产品锁夹11上，即未处于吊装状态的产品索夹11上，处于吊装状态的产品索夹则无需此布置，而是对应的布置吊索12，也就是说，产品索夹11在主缆3上安装完毕后，先不急于将吊索12全部安装在产品索夹11上，而是仅对预要安装加劲梁的产品索夹安装吊索，其它等候产品索夹布置排线轮(见图4和图6所示)；
前述起升滑车19和排线轮18的布置结构，有利于防止卷扬机10的钢丝绳在牵引过程中与主缆3发生摩擦；
-在A主塔和B主塔的塔顶分别布置荡移系统;现以A主塔4处的荡移系统为例详细说明，该荡移系统包括上述A主塔4顶部的四台卷扬机10和两副滑车；四台卷扬机10以两排两列的方式布置与A主塔4的塔顶，形成上游两台、下游两台，上、下游的前、后两台相对应，匹配成组，即同一列的卷扬机10为一组;滑车为两副，即荡移A滑车24和荡移B滑车25，荡移B滑车25安装在主缆3上的靠近A主塔4处的临时索夹15上，荡移A滑车24安装在卷扬机10下方的A主塔4塔壁上的预埋件23上，即荡移A滑车24处在A主塔4朝向中跨部分的壁面上，荡移A滑车24和荡移B滑车25分别对应一组卷扬机10;同上所述，每台卷扬机10具有互锁布置的两套排绳机构，在荡移系统中使用的排绳机构仅为一套，排绳机构与荡移A滑车24或荡移B滑车25配合，排绳机构的荡移钢丝绳22为镀锌钢丝绳(见图9、图10和图11所示)；
前述荡移系统的荡移钢丝绳22通过三向吊具和三角吊架与加劲梁连接；
-在存梁场14与A主塔4之间搭设引桥6，其实该引桥6布置于A主塔4与岸基之间，引桥6上所布置的运梁轨道13从A主塔4处通至存梁场14(见图4和图5所示)；
-为了减小荡移角度、提高荡移安全性，在A主塔4相背于引桥6的面上搭设有作业平台7，该作业平台7与引桥6相通，即作业平台7为引桥6在A主塔4处的延伸段，即延伸平台(见图4和图5所示)；
-在通航河流上准备对应运输吨位的运输船舶5(见图4所示)；
上述前期准备工作准备就绪后，接着进行加劲梁8的安装，加劲梁8的安装顺序是，先中跨部分、再B边跨部分、后A边跨部分;具体的:
中跨部分的加劲梁的安装措施是，将加劲梁8通过引桥6上的运梁轨道13运输至A主塔4处的作业平台7上，将作业平台7上的加劲梁8通过吊具与A主塔4顶部荡移系统的钢丝绳连接，由A主塔上的卷扬机将加劲梁8荡移起升-前移-下放至河流I上的船舶5上，通过手拉葫芦将加劲梁8固定于船舶5上，解开荡移系统，再由船舶5将加劲梁8运输至中跨部分主缆3下方的起吊点，接着通过吊具将船舶上的加劲梁8与A主塔和B主塔上的卷扬机起升排绳机构的钢丝绳连接，解开手拉葫芦，由A主塔4和B主塔顶部的卷扬机10共同努力，将船舶5上的加劲梁8起升至设计位置，将起升的加劲梁8与主缆3上垂吊的吊索12底端组合连接；以此方式逐个吊装中跨部分的各加劲梁8，在整个中跨部分的加劲梁8安装过程中，安装顺序以跨中为起点、两侧交替的方式进行安装，跨中的第一块加劲梁8由A主塔4和B主塔顶部的卷扬机10共同努力起升，两侧交替的加劲梁8则由对应侧的卷扬机10通过起升排绳机构进行起升，例如跨中至A主塔4之间的加劲梁8由A主塔4顶部的卷扬机1起吊，跨中至B主塔之间的加劲梁8则由B主塔顶部的卷扬机起吊(见图1和图4所示)；
B边跨部分的加劲梁安装措施是，将加劲梁通过引桥上的运梁轨道运输至A主塔处的作业平台上，将作业平台上的加劲梁通过吊具与A主塔顶部荡移系统的钢丝绳连接，由A主塔上的卷扬机将加劲梁荡移起升-前移-下放至下方河流的船舶上，通过手拉葫芦将加劲梁固定于船舶上，解开荡移系统，再由船舶将加劲梁运输至B边跨部分主缆下方的起吊点，接着通过吊具将船舶上的加劲梁与B主塔上的卷扬机荡移排绳机构的钢丝绳连接，解开手拉葫芦，由B主塔上的卷扬机将船舶上的加劲梁起升-荡移至B边跨部分的设计安装位置，将起升的加劲梁与主缆上垂吊的吊索底端组合连接，以此方式逐个吊装B边跨部分的各加劲梁，在整个B边跨部分的加劲梁安装过程中，安装顺序以跨中为起点、且先岸基侧后中跨侧的顺序两侧交替进行安装，即合拢段在最后(见图2所示)；
A边跨部分的加劲梁安装措施是，将加劲梁通过引桥上的运梁轨道运输至引桥上(或作业平台上，但施工后期，为了不影响A边跨部分的施工，作业平台会被拆除)，将引起上的加劲梁通过吊具与A主塔顶部荡移系统的钢丝绳连接，由A主塔上的卷扬机将加劲梁荡移-起升-下放-荡移至A边跨部分的设计安装位置，将悬吊的加劲梁与主缆上垂吊的吊索底端组合连接，以此方式逐个吊装A边跨部分的各加劲梁，在整个A边跨部分的加劲梁安装过程中，安装顺序以跨中为起点、且先岸基侧后中跨侧的顺序两侧交替进行安装，即合拢段在最后(见图3所示)。
[0032]由于加劲梁的结构庞大、体积重，在加劲梁的整个吊装期间，有必要对河流进行阶段性封航，以此保证这期间其它船舶从工程下方穿过的安全性。另外，为了防止运输船舶在河流内碰撞和搁浅，施工期间应对河流的水位进行测量和观察；同时观察天气情况，防止运输过程中因遇强风而导致的船舶侧翻现象。
[0033]以上具体技术方案仅用以说明本发明，而非对其限制;尽管参照上述具体技术方案对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:本发明依然可以对上述具体技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明的精神和范围。
【主权项】
1.一种通航河流上悬索桥加劲梁安装方法，所述悬索桥为两塔三跨结构的地锚式悬索桥，具有A主塔和B主塔，以及具有处在A主塔一侧的A边跨部分、处在B主塔一侧的B边跨部分和处在A主塔和B主塔之间的中跨部分，所述A主塔一侧的岸基上设有存梁场;其特征在于，所述加劲梁的安装方法包括下列措施: 前期准备是，在支撑有主缆和猫道的A主塔和B主塔的塔顶分别布置多台卷扬机;在存梁场与A主塔之间搭设引桥，A主塔相背于引桥的面上搭设有与引桥相通的作业平台；在通航河流上准备运输船舶； 加劲梁的安装顺序是，先中跨部分、再B边跨部分、后A边跨部分； 所述中跨部分的加劲梁安装措施是，将加劲梁通过引桥运输至作业平台上，由A主塔上的卷扬机将加劲梁荡移至下方河流的船舶上，再由船舶将加劲梁运输至中跨部分主缆下方的起吊点，接着由A主塔和/或B主塔上的卷扬机将船舶上的加劲梁起升，起升的加劲梁与主缆组合连接，整个中跨部分的加劲梁安装顺序以跨中为起点、两侧交替的方式进行安装； 所述B边跨部分的加劲梁安装措施是，将加劲梁通过引桥运输至作业平台上，由A主塔上的卷扬机将加劲梁荡移至下方河流的船舶上，再由船舶将加劲梁运输至B边跨部分主缆下方的起吊点，接着由B主塔上的卷扬机将船舶上的加劲梁起升荡移至B边跨部分的安装位置，使与主缆组合连接，整个B边跨部分的加劲梁安装顺序以跨中为起点、两侧交替的方式进行安装； 所述A边跨部分的加劲梁安装措施是，将加劲梁通过引桥运输至引桥或作业平台上，由A主塔上的卷扬机将加劲梁荡移至A边跨部分的安装位置，使其与主缆组合连接，整个A边跨部分的加劲梁安装顺序以跨中为起点、两侧交替的方式进行安装。2.根据权利要求1所述通航河流上悬索桥加劲梁安装方法，其特征在于，所述猫道通过钢丝绳悬挂布置于主缆上，猫道处在主缆的下方。3.根据权利要求2所述通航河流上悬索桥加劲梁安装方法，其特征在于，所述猫道的钢丝绳塑胶绳套悬挂布置于主缆上。4.根据权利要求1或2所述通航河流上悬索桥加劲梁安装方法，其特征在于，所述主缆上间隔布置有多组索夹，每组索夹由产品索夹和临时索夹组成，临时索夹通过锁紧拉杆紧靠产品索夹布置，在未处于吊装状态的产品索夹上布置有排线轮，在临时索夹上布置有滑车。5.根据权利要求1所述通航河流上悬索桥加劲梁安装方法，其特征在于，所述A主塔和B主塔塔顶的卷扬机分别为四台，四台卷扬机以两排两列的方式布置;所述A主塔和B主塔塔顶的卷扬机以卷筒朝向中跨部分的方向布置。6.根据权利要求1或5所述通航河流上悬索桥加劲梁安装方法，其特征在于，所述卷扬机具有两套排绳机构，一套作荡移用、另一套作起升用，两套排绳机构互锁布置。7.—种权利要求1所述通航河流上悬索桥加劲梁安装方法用荡移系统，包括卷扬机和滑车，其特征在于，所述卷扬机为四台，它们以两排两列的方式布置与主塔塔顶，同一列的卷扬机为一组;所述滑车为两副，一副滑车安装在主缆上的索夹上、另一副滑车安装在卷扬机下方的主塔上，每副滑车对应一组卷扬机。8.根据权利要求7所述通航河流上悬索桥加劲梁安装方法用荡移系统，其特征在于，所述卷扬机在塔顶的布置方向为卷筒朝向中跨部分/对岸部分的方向布置。9.根据权利要求7所述通航河流上悬索桥加劲梁安装方法用荡移系统，其特征在于，所述卷扬机具有互锁布置的两套排绳机构，一套作荡移用、另一套作起升用，荡移用的排绳机构与荡移系统的滑车配合。10.根据权利要求7、8或9所述通航河流上悬索桥加劲梁安装方法用荡移系统，其特征在于，所述卷扬机的钢丝绳为镀锌钢丝绳。
【文档编号】E01D21/00GK106049293SQ201610616592
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月29日
【发明人】王东明, 涂小东
【申请人】四川天元机械工程股份有限公司