一种悬索桥加劲梁架设方法及装置.pdf

本发明公开了一种悬索桥加劲梁架设方法及装置。其方法包括：1)在悬索桥主缆位置以下架设轨索；2)利用悬挂于主缆上的吊索作为轨索的中间吊点；3)中间吊点通过鞍座与轨索相连；4)轨索两端安装到两岸锚固系统上；5)利用支承在轨索上的行车系统吊挂加劲梁段，由牵引系统或顶推系统牵引或顶推行车系统，将加劲梁段运送到要求位置；6)利用起吊设备将运送到位的加劲梁段垂直吊运，与吊索联接，实现体系转换。本发明方法及装置具有施工安全、费用节省、操作灵活、方便、适用范围广等明显优点，解决了山区等桥下运输不便，以及垂直起吊高度太大地区特大跨径悬索桥加劲梁架设的难题。

1、  一种悬索桥加劲梁架设方法，包括以下步骤：
1)在悬索桥主缆位置以下架设有初张力的钢丝绳作为运输加劲梁的轨索；
2)利用包括悬挂于主缆上的永久或临时吊索作为轨索的中间吊点；
3)中间吊点通过鞍座与轨索相连；
4)轨索两端安装到两岸锚固系统上，利用锚固装置张拉轨索到所要求内力和线形状态；
5)利用支承在轨索上的行车系统吊挂加劲梁段，由牵引系统或顶推系统牵引或顶推行车系统，将加劲梁段运送到要求位置；
6)利用设置在轨索支撑部件和轨索上的起吊设备将运送到位的加劲梁段垂直吊运，与吊索联接，实现加劲梁段由行车系统吊挂到与吊索联接的体系转换。

2、  一种悬索桥加劲梁架设装置，其特征是包括：
固定在悬索桥两根主缆上的吊索，用于本装置的支撑；
固定在吊索下端锚头上的轨索支撑部件，用于支撑轨索；
锚固在两岸的两组轨索，分别沿主缆固定在轨索支撑部件上；
支承在轨索上的行车系统及驱动系统，用于吊挂和运送加劲梁段；
设置在轨索支撑部件和轨索上的起吊设备，用于垂直吊运加劲梁段；
设置在行车系统下方的运梁部件，用于运送加劲梁段。

3、  根据权利要求2所述的悬索桥加劲梁架设装置，其特征是所述的轨索支撑部件采用吊鞍，吊鞍包括门形支架，门形支架的中部设有吊索套管，用于套在吊索上对吊鞍起稳定作用；在吊索套管下端设有吊鞍支座，作为吊鞍的支点用于支撑在吊索锚头上；在门形支架两侧及对应的吊索套管上分别设有边轴和中轴，各边轴与其对应的中轴的一端均套装有轨索鞍座，用于固定和支撑轨索。

4、  根据权利要求2所述的悬索桥加劲梁架设装置，其特征是所述行车系统包括设置在轨索上通过滚轮与轨索配合的若干运梁小车。

5、  根据权利要求4所述的悬索桥加劲梁架设装置，其特征是所述运梁小车采用T形悬吊滑轮结构骑跨在两根轨索上，该T形悬吊滑轮结构通过设在其横轴两端的滚轮与轨索相配合，其竖杆用于悬吊箱梁。

6、  根据权利要求2所述的悬索桥加劲梁架设装置，其特征是所述驱动系统包括牵引系统或顶推系统，用于牵引或顶推行车系统。

7、  根据权利要求2所述的悬索桥加劲梁架设装置，其特征是所述起吊设备采用千斤顶。

8、  根据权利要求2所述的悬索桥加劲梁架设装置，其特征是所述运梁部件包括箱梁和滑梁，箱梁与滑梁之间采用铰接方式连接。

一种悬索桥加劲梁架设方法及装置
技术领域
本发明属于桥梁施工装置，特别涉及一种悬索桥加劲梁架设方法及装置。
背景技术
悬索桥加劲梁架设有两大类方式，一类是节段架设方式，即将加劲梁分为若干节段，所有节段在拼装场地内预拼或预制完成，然后将其运至施工现场安装位置完成其逐节安装，从而完成加劲梁架设；另一类是构件散拼架设方式，即在专用场地完成加劲梁构件制作，然后从两岸开始，往跨中悬拼构件，逐步形成加劲梁梁体，从而完成加劲梁架设。加劲梁构件利用逐步形成的梁体作为通道被运送至梁体悬臂端，以供拼装使用。后一类方式施工工期长，加劲梁线形控制难度大，在国内一般较少运用。
加劲梁节段架设目前采用两种方式，一种是将梁段运至桥下安装位置下方，再利用主缆上的跨缆吊机垂直起吊进行梁段安装，一般称作跨缆吊机架设方法；另一种是利用缆索吊机从两岸或桥下将梁段运至安装位置进行梁段安装，一般称为缆索吊机架设方法。对于山区等桥下运输不便，以及垂直起吊高度太大的地区，跨缆吊机架设方法是无法采用的；对于跨径太大的悬索桥，缆索吊机架设方法施工难度大，造价很高，甚至安全可靠性也差。
近来国内山区悬索桥的建设越来越多，而且特大跨度、桥下运输不便、桥下净空很大的情况较多。这样，已有的悬索桥加劲梁架设方法已不能满足山区悬索桥施工要求，需要研究、开发悬索桥加劲梁架设新技术、新方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种悬索桥加劲梁架设方法及装置。用该方法及装置可以解决桥下净空高度过大、运输不便地区的特大跨度悬索桥采用散件悬拼、跨缆吊机桥下起吊安装、缆索吊机运梁并安装等方法非常困难的加劲梁架设难题。
本发明目的由以下技术方案实现。
本发明的悬索桥加劲梁架设方法，包括以下步骤：
1)在悬索桥主缆位置以下架设有初张力的钢丝绳(包括普通与封闭钢丝绳)作为运输加劲梁的轨索；
2)利用包括悬挂于主缆上的永久或临时吊索作为轨索的中间吊(支)点；
3)中间吊(支)点通过鞍座与轨索相连；
4)轨索两端安装到两岸锚固系统上，利用锚固装置张拉轨索到所要求内力和线形状态；
5)利用支承在轨索上的行车系统吊挂加劲梁段，由牵引系统或顶推系统牵引或顶推行车系统，将加劲梁段运送到要求位置；
6)利用设置在轨索支撑部件和轨索上的起吊设备将运送到位的加劲梁段垂直吊运，与吊索联接，实现加劲梁段由行车系统吊挂到与吊索联接的体系转换。
本发明的悬索桥加劲梁架设装置包括：
固定在悬索桥两根主缆上的吊索，用于本装置的支撑；
固定在吊索下端锚头上的轨索支撑部件，用于支撑轨索；
锚固在两岸的两组轨索，分别沿主缆固定在轨索支撑部件上；
支承在轨索上的行车系统及驱动系统，用于吊挂和运送加劲梁段；
设置在轨索支撑部件和轨索上的起吊设备，用于垂直吊运加劲梁段；
设置在行车系统下方的运梁部件，用于运送加劲梁段。
所述的轨索支撑部件采用吊鞍，吊鞍包括门形支架，门形支架的中部设有吊索套管，用于套在吊索上对吊鞍起稳定作用；在吊索套管下端设有吊鞍支座，作为吊鞍的支点用于支撑在吊索锚头上；在门形支架两侧及对应的吊索套管上分别设有边轴和中轴，各边轴与其对应的中轴的一端均套装有轨索鞍座，用于固定和支撑轨索。
所述行车系统包括设置在轨索上通过滚轮与轨索配合的若干运梁小车。
所述运梁小车采用T形悬吊滑轮结构骑跨在两根轨索上，该T形悬吊滑轮结构通过设在其横轴两端的滚轮与轨索相配合，其竖杆用于悬吊箱梁。
所述驱动系统包括牵引系统或顶推系统，用于牵引或顶推行车系统。
所述起吊设备采用千斤顶。
所述运梁部件包括箱梁和滑梁，箱梁与滑梁之间采用铰接方式连接。
本发明充分利用悬索桥主缆及吊索作为支撑，通过设置体积小、重量轻的轨索作为运梁轨道，利用两岸桥台处的场地作为梁段拼装场地；利用所设置的运梁小车，将预先拼装完成的梁段从拼装场地运往梁段设计位置，采用适当的起吊设备实现梁段的安装。本发明方法及装置对山区特大跨度悬索桥的施工，具有施工安全、费用节省、操作灵活、方便、适用范围广等明显优点，解决了山区等桥下运输不便，以及垂直起吊高度太大地区特大跨径悬索桥加劲梁架设的难题。
下面结合附图对本发明作进一步说明。
附图说明
图1是使用本发明装置的悬索桥加劲梁架设情况示意图。
图2是图1的俯视图。
图3是图1中A处放大图。
图4是图3的A—A向视图。
图5是图4中B处放大图。
图6是本发明装置中的吊鞍结构示意图。
图7是本发明装置中的吊索锚头结构示意图。
图8至图11是本发明装置安装梁段的示意图。
图12和图14分别是图9中B—B、C—C向视图。
图13是图12中C处放大图。
图15是图10中D—D向视图。
具体实施方式
本发明的悬索桥加劲梁架设方法，包括以下步骤：
1)在悬索桥主缆位置以下架设有初张力的钢丝绳(包括普通与封闭钢丝绳)作为运输加劲梁的轨索；
2)利用包括悬挂于主缆上的永久或临时吊索作为轨索的中间吊(支)点；
3)中间吊(支)点通过鞍座与轨索相连；
4)轨索两端安装到两岸锚固系统上，利用锚固装置张拉轨索到所要求内力和线形状态；
5)利用支承在轨索上的行车系统吊挂加劲梁段，由牵引系统或顶推系统牵引或顶推梁段，运送到要求位置；
6)利用设置在轨索支撑部件和轨索上的起吊设备将运送到位的加劲梁段垂直吊运，与吊索联接，实现加劲梁段由行车系统吊挂到与吊索联接的体系转换。
悬索桥加劲梁架设情况见图1、图2，两根主缆1由索塔12支撑，通过锚固装置隧道锚11和重力锚13固定在两岸，轨索4由固定在主缆1上的吊索2通过吊鞍固定支撑，并由轨索锚固装置41锚固在两岸，架设中的加劲梁(钢桁梁)3包括位于主缆1中部的已吊装好的梁段32和运送中的梁段31。
本发明的悬索桥加劲梁架设装置见图3至图5，包括固定在悬索桥两根主缆上的吊索2，用于本装置的支撑；在吊索2下端的锚头21上设有轨索支撑部件吊鞍5，用于支撑轨索；吊鞍5(参见图6、图7)，包括门形支架51，门形支架51的中部设有吊索套管52，用于套在吊索上对吊鞍起稳定作用；在吊索套管52下端设有吊鞍支座57，作为吊鞍的支点支撑在吊索锚头21上的由橡胶块211和环箍212构成的支撑面上；在门形支架52两侧54及对应的吊索套管52上分别设有边轴55和中轴53，各边轴55与其对应的中轴53的一端均套装有轨索鞍座56一共4个，用于固定和支撑轨索，鞍座通过轴的方式与吊鞍连接，安放在吊鞍上，使轨索因承载产生的挠曲转角不传递给吊鞍，保证吊鞍和吊索的稳定，从而保证整个系统的安全稳定性；锚固在两岸的8根轨索4分成2组，每组轨索为4根沿主缆方向布置，以主缆为对称轴对称地固定在吊鞍的鞍座56上；运梁小车为8辆，每组轨索4上前后各并列设置2辆，运梁小车6采用T形悬吊滚轮结构62分别骑跨在两根轨索4上，通过滚轮61与轨索4相配合，每台运梁小车的T形悬吊滚轮结构62的横轴两端分别设有两组各4个滚轮61，竖杆用于悬吊箱梁7，运梁小车6由设置在悬索桥两岸的牵引设备往复式卷扬机的钢丝绳9牵引；起吊设备千斤顶设置在吊鞍和轨索上，用于垂直吊运梁段；在运梁小车下方设置有用于运送梁段的运梁部件，包括箱梁7和滑梁8，箱梁7通过销轴71与滑梁8上的单点吊耳结构82与滑梁8连接，滑梁8上设有滑靴81，作为梁段31的吊点支撑以及滑梁滑动时的滑轨。滑梁8与梁段31之间可利用外力施力而产生相互滑动，使销轴71的位置正好处于梁段的重心位置，从而保证梁段在运送过程中的安全、稳定。
梁段的运送与安装：
梁段利用8台运梁小车运送，运梁小车由往复式卷扬机牵引，利用64个滚轮在轨索上来回行走(参见图3、图4)。通过起扁担作用的箱梁及单点吊耳等结构的设置，可保证每个滚轮均匀受力。滑梁可寻找结构重心，使吊承点作用在结构重心处，保证梁段运送过程中的稳定性。滑梁在梁段安装过程中还起临时支承作用，使小车能退出吊装范围，保证梁段顺利完成安装。
小车牵引绳固定在箱梁内，两岸的牵引绳错开放置。一岸可固定在箱梁顶板上，另一岸则固定在箱梁底板上。对于往复式牵引方式，一边绳索作为牵引绳，而另一边绳索可作为尾绳，控制小车的行走状态，确保小车行走均匀、平稳，因此，该牵引方式是非常有利的牵引方式。
梁段安装如图8至图11所示。起吊设备为千斤顶，支点分别为吊鞍和轨索。加劲梁上的吊点在梁底的节点板位处。吊具为精轧螺纹钢筋和扁担梁。为使小车能退出吊装范围，须利用滑梁作为临时支承结构，以完成吊点转换，从而顺利完成梁段安装。安装步骤如下：
一、用运梁小车6、箱梁7和滑梁8运送梁段31到位后，在轨索4上用轨索支撑扁担100和扁担梁103安放前吊点起吊滑梁8，后吊点设置于吊鞍5顶部，利用扁担梁101、102对梁段31实施兜底，用精轧螺纹钢筋做吊带实施悬挂，在滑梁8和加劲梁之间安放垫梁200(参见图8)；
二、完成悬挂体系转换后，拆除箱梁7上与滑梁8上单点吊耳结构82连接的销轴，将运梁小车6及箱梁7往后拖，以让出梁段31上的小节点311位置(参见图9)；
三、在位于梁段31上小节点311位置的轨索4上用轨索支撑扁担100设置吊点，将梁段31前点悬挂于轨索4上，拆除滑梁8上的吊点，用扁担梁101、103对梁段31实施兜底(参见图10)；
四、将滑梁8后移，与箱梁7用销轴71连接后拖走，启动吊点上的千斤顶，将梁段31提升至设计标高后与吊索的锚头连接就位(参见图11)。千斤顶在吊点上的位置见图12、图14和图15。图12、15所示的千斤顶300位于轨索支撑扁担100的支点上，其结构包括支撑座301、支撑座301上的油缸302和顶杆303，油缸302外接进油管305和回油管304(参见图13)。图14所示的千斤顶300位于吊鞍5顶部的支点上。
五、加劲梁梁段全部安装就位后，作为临时结构的吊鞍将被拆除。