CN105155414A - 大跨度索塔下横梁落地式斜腿钢桁支架 - Google Patents

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赵飞
刘昌箭
闫明赛
宋显先
姜泛金
张少飞
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Abstract

<b>本发明公开了一种大跨度索塔下横梁落地式斜腿钢桁支架,安装在索塔下横梁两侧的塔柱底部承台上,其特征在于该支架包括钢桁架和左右对称布置的斜腿支架,所述每个斜腿支架的底部均支抵于相应侧塔柱底部承台上,顶部则支撑所述钢桁架,还包括连接所述两侧斜腿支架的防内倾平联。本发明针对传统下横梁施工技术存在的问题,提供了上述切实可行的大跨度索塔下横梁落地式斜腿钢桁支架,该支架直接利用索塔既有塔柱和承台作为基础,取消下横梁跨中临时支墩等设施投入,具有承载能力大、整体变形小、结构稳定、安拆方便、杆件性能发挥充分的优点。</b>

Description

大跨度索塔下横梁落地式斜腿钢桁支架
技术领域
[0001 ] 本发明涉及一种大跨度索塔下横梁落地式斜腿钢桁支架。
背景技术
[0002] 随着现代桥梁施工技术的不断提高,有限元理论的日益成熟,设计理念及施工设备的不断进步,为了缓解城市交通压力,同时增强桥梁的景观效果,现代桥梁正朝着大跨、超宽、轻巧的方向发展。斜拉桥及悬索桥因其强大的跨越能力、超宽桥面及优美的建筑造型,已越来越多的应用于桥梁建设之中。作为上述桥梁主要承重结构的下横梁随着桥面尺寸的不断增加,而呈现宽、高、重的特点。例如,闵浦大桥为黄浦江上第一座双层斜拉桥,也是世界上桥面最宽的双层公路斜拉桥,桥面宽度为44米;嘉绍大桥是世界上最长、最宽的多塔斜拉桥,桥面宽40.5米。
[0003] 据申请人了解,大跨度索塔下横梁多采用临时支墩的方式进行施工,该方法沿下横梁跨度方向增设一定数量的临时粧基承台,承台顶面安装竖直钢管立柱作为承重结构,传统方法虽能满足大跨度索塔下横梁施工需要,但存在以下缺点:
1、临时支墩施工周期长,下横梁浇筑后,不同粧基承台间可能产生不均匀沉降,影响施工质量。
[0004]、临时结构施工投入大、成本高。
[0005]、下横梁施工完成后,受建筑净空影响,临时粧基承台拆除难度大。
发明内容
[0006] 本发明目的是:针对传统下横梁施工技术存在的问题,提供一种切实可行的大跨度索塔下横梁落地式斜腿钢桁支架,该支架直接利用索塔既有塔柱和承台作为基础,取消下横梁跨中临时支墩等设施投入,具有承载能力大、整体变形小、结构稳定、安拆方便、杆件性能发挥充分的优点。
[0007] 本发明的技术方案是:一种大跨度索塔下横梁落地式斜腿钢桁支架,安装在索塔下横梁两侧的塔柱底部承台上,其特征在于该支架包括钢桁架和左右对称布置的斜腿支架,所述每个斜腿支架的底部均支抵于相应侧塔柱底部承台上,顶部则支撑所述钢桁架,还包括连接所述两侧斜腿支架的防内倾平联。
[0008] 进一步的,本发明还包括固定在所述两侧塔柱上以辅助支撑所述钢桁架的边支点。塔身施工过程中,在塔柱上预留边支点槽口及拉杆通道,后期安装边支点,边支点具有承载能力大、传力途径明确、拆装方便的特点。
[0009] 进一步的,本发明中所述钢桁架的底部与斜腿支架的顶部之间固定有前后向布置且兼做钢桁架拆除滑道的若干纵向分配梁。
[0010] 更进一步的,本发明中所述斜腿支架的顶部对应于各纵向分配梁固定有落架装置,所述纵向分配梁固定在相应的落架装置顶部。
[0011] 较为优选的,本发明中所述落架装置由顶部和底部均焊接有钢板且竖直布置的钢管构成,所述钢管底部的钢板与斜腿支架焊接固定,而钢管顶部的钢板则与所述纵向分配梁固定。下横梁施工完成后,将钢桁架之间的连系梁约束全部解除,割除钢管即可实现落架,使钢桁架按顺序沿纵向分配梁逐片(对应的一组钢桁架上、下弦杆及它们之间相应的钢桁架竖杆和斜杆构成的整体称之为一“片”)滑移至下横梁外侧,整体吊装至原地面。
[0012] 进一步的,本发明中所述钢桁架是藉由钢桁架连系梁前后向连接固定的若干单片钢桁架所构成的整体,所述每个单片钢桁架则均由钢桁架上弦杆、钢桁架下弦杆以及连接钢桁架上、下弦杆的若干钢桁架竖杆和若干钢桁架斜杆组成。所述单片钢桁架之间藉由钢桁架连系梁相连能够增强钢桁架整体的稳定性。
[0013] 更进一步的,本发明中所述每个单片钢桁架的两端塔柱上均设有用于限制该单片钢桁架前后向活动的钢桁架前后向限位装置。
[0014] 进一步的,本发明中所述每侧的斜腿支架均包括藉由斜腿支架前后连系梁相连的若干斜腿支架单元组,每个斜腿支架单元组由与水平面呈不同倾角布置的双肢斜腿和连接双肢斜腿的斜腿支架横向连接系构成。
[0015] 更进一步的,本发明中所述双肢斜腿与水平面的倾角均多60°。
[0016] 更进一步的,本发明中所述防内倾平联由防内倾平联上弦杆组、防内倾平联下弦杆及防内倾平联腹杆连接系组成,所述防内倾平联上弦杆组由水平平行布置的若干防内倾平联上弦杆组成,所述防内倾平联下弦杆组由水平平行布置并与所述防内倾平联上弦杆一一对应的若干防内倾平联下弦杆构成,所述防内倾平联上、下弦杆的两端均分别与两侧的所述双肢斜腿连接固定,所述防内倾平联上弦杆和与之对应的防内倾平联下弦杆之间通过所述防内倾平联腹杆连接系相连,所述防内倾平联腹杆连接系包括若干竖直向腹杆和斜向腹杆。
[0017] 本发明中所述钢桁架高度可根据下横梁荷载分布情况、吊装设备能力及稳定性条件自行设定;根据钢桁架受力特点,钢桁架竖杆及斜杆刚度在实际实施时由两端至中间依次减弱,支点区域(即下方的斜腿支架支承点)应设置双向斜杆;为保证支架的整体稳定性,所述双肢斜腿与水平面夹角不宜小于60°,顶端与纵向分配梁及钢桁架形成固结体系;所述边支点支撑于钢桁架下弦杆两端,索塔的塔身施工过程中,预留边支点槽口及拉杆通道以便后期安装边支点,边支点具有承载能力大、传力途径明确、拆装方便的特点。
[0018] 下横梁施工完成后,将钢桁架之间的连系梁约束全部解除,割除钢管即可实现落架,使钢桁架按顺序沿纵向分配梁逐片滑移至下横梁外侧,整体吊装至原地面。
[0019]
与已有技术相比,本发明的有益效果如下:
1.本发明是通过对大跨度索塔下横梁荷载分布情况、支架结构形式及施工方法进行研究之后,设计的一种大跨度索塔下横梁落地式斜腿钢桁支架,其改变了下横梁只能采用多跨临时支墩的施工思路,有效的解决了传统施工条件下临时支墩施工周期长、不同粧基承台间可能产生不均匀沉降、临时结构施工投入大、后期拆除难度大的难题,节约了施工材料和人力成本,为类似桥梁施工提供了参考。同时,针对该领域所进行的创新性地设计研发及应用研究使大跨度索塔下横梁落地式斜腿钢桁支架具有更广阔的推广价值。
[0020] 本发明中的钢桁架通过钢桁架连系梁,增强结构的整体稳定性。根据下横梁荷载分布情况,分别采用不同形式的竖杆及斜杆,充分发挥了杆件的性能;钢桁架在地面完成组拼,整体吊装,简化施工步骤,降低施工难度。所述斜腿支架双肢斜腿沿竖向呈一定角度的倾斜状态,底端支撑于既有承台结构上,顶端安装防内倾平联,增加斜腿支架的整体稳定性。斜腿支架与边支点共同受力,将下横梁荷载传递至承台及塔柱上,结构稳定,承载稳固。
[0021] 本发明中所述纵向分配梁置于钢桁架及斜腿支架间,不仅起到顺序传递二者之间的荷载的功能;且当钢桁架整体拆除过程中,纵向分配梁兼做滑道,便于钢桁架落架拆卸。所述边支点支撑于钢桁架下弦杆两端,塔身施工过程中,预留边支点槽口及拉杆通道,后期安装边支点,边支点具有承载能力大、传力途径明确、拆装方便的特点。
[0022] 本发明中的下横梁施工完成后,将钢桁架之间的连系梁约束全部解除,割除钢管即可实现落架,使钢桁架按顺序沿纵向分配梁逐片滑移至下横梁外侧,整体吊装至原地面。
[0023]总结来说,本发明具有承载能力大、整体变形小、传力途径明确、结构稳定、安拆方便、杆件性能发挥充分的优点。
附图说明
[0024] 下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述:
图1为本发明立体结构示意图;
图2为本发明安装完成后的正面结构示意图;
图3为本发明的侧视图。
[0025] 其中:Z1、钢桁架,Z2、边支点,Z3、斜腿支架,Z4、防内倾平联。1、钢桁架上弦杆,2、钢桁架下弦杆,3、钢桁架竖杆,4、钢桁架斜杆,5、钢桁架连系梁,6、钢桁架前后向限位装置,7、双肢斜腿,8、斜腿支架横向连接系,9、防内倾平联上弦杆,10、防内倾平联下弦杆,11、防内倾平联腹杆连接系,12、纵向分配梁,13、落架装置;14、塔柱;15、承台;16、索塔下横梁;17、斜腿支架前后连系梁。
具体实施方式
[0026] 实施例:结合图1~图3所示,为本发明提供的这种大跨度索塔下横梁落地式斜腿钢桁支架,安装在索塔下横梁16两侧的塔柱14底部承台15上,该支架由钢桁架Z1、边支点Z2、斜腿支架Z3、防内倾平联Z4、纵向分配梁12和落架装置13共同组成。
[0027] 所述钢桁架Zl位于索塔下横梁16下方用于承受索塔下横梁16的荷载,所述斜腿支架Z3左右对称布置,每个斜腿支架Z3的底部均支抵于相应侧塔柱14底部承台15上,具体见图2所示;每个斜腿支架Z3的顶部则固定有落架装置13,落架装置13的顶部固定前后向布置的纵向分配梁12,所述钢桁架Zl固定在这些纵向分配梁12上。所述防内倾平联Z4连接在两侧斜腿支架Z3之间。所述两侧塔柱14上均设有辅助支撑所述钢桁架Zl的边支点Z2。所述边支点Z2采用钢板组焊为箱型结构,与斜腿支架Z3共同承受荷载。塔身施工过程中,塔柱14预留边支点槽口及拉杆通道,后期进行安装所述边支点Z2。边支点Z2具有承载能力大、传力途径明确、拆装方便的特点。
[0028] 本实施例中的所述钢桁架Zl是藉由钢桁架连系梁5(本例中钢桁架连系梁5的数量为6根,且水平横向平行展开布置)前后向连接(焊接)固定的四个单片钢桁架所构成的整体。所述每个单片钢桁架则均由钢桁架上弦杆1、钢桁架下弦杆2以及连接钢桁架上、下弦杆1、2的10根钢桁架竖杆3和14根钢桁架斜杆4 (其中部分钢桁架斜杆4交叉布置)共同构成,具体见图1~图3所示。所述单片钢桁架之间藉由钢桁架连系梁5相连能够增强钢桁架整体的稳定性。
[0029] 本实施例中在每个单片钢桁架的两端塔柱14上均设有用于限制该单片钢桁架前后向活动的钢桁架前后向限位装置6。所述钢桁架前后向限位装置6具体是:塔柱14施工过程中,在塔柱14内侧壁的设计位置预埋钢板,钢桁架Zl安装完成后,在预埋钢板的前后两侧均焊接限位钢板与每个单片钢桁架中的钢桁架上弦杆I两侧密贴,从而限制单片钢桁架的前后活动,具体见图1所示。
[0030] 本实施例中所述每侧的斜腿支架Z3的构成为:藉由斜腿支架前后连系梁17(见图1和图3,数量为四根)相连的五个斜腿支架单元组,每个斜腿支架单元组均由与水平面呈不同倾角布置的双肢斜腿7和连接双肢斜腿7的斜腿支架横向连接系8构成;所述斜腿支架横向连系梁8由若干横杆和斜杆构成,具体根据受力需要而设计,不再详述。所述双肢斜腿7与水平面的倾角均多60°,从而保证支架的整体稳定性。
[0031] 本实施例中所述防内倾平联Z4由防内倾平联上弦杆组、防内倾平联下弦杆及防内倾平联腹杆11连接系组成,所述防内倾平联上弦杆组由水平平行布置的若干防内倾平联上弦杆9组成,所述防内倾平联下弦杆组由水平平行布置并与所述防内倾平联上弦杆9一一对应的若干防内倾平联下弦杆10构成,所述防内倾平联上、下弦杆9、10的两端均分别与两侧的所述双肢斜腿7连接固定,所述防内倾平联上弦杆9和与之对应的防内倾平联下弦杆10之间通过所述防内倾平联腹杆连接系11相连,所述防内倾平联腹杆连接系11由若干竖直向腹杆和斜向腹杆构成,具体数量根据受力需要而设计,不再详述。
[0032] 本实施例中所述落架装置13由顶部和底部均焊接有钢板且竖直布置的钢管构成,具体见图3,所述钢管底部的钢板与斜腿支架Z3 (也即双肢斜腿7的顶部)焊接固定,而钢管顶部的钢板则与所述纵向分配梁12固定。索塔下横梁16施工完成后,将钢桁架Zl之间的连系梁约束全部解除,割除钢管即可实现落架,使钢桁架Zl按顺序沿纵向分配梁12(此时兼做滑道)逐片(对应的一组钢桁架上、下弦杆1、2及它们之间相应的钢桁架竖杆3和斜杆4构成的整体称之为一“片”)滑移至索塔下横梁16外侧,整体吊装至原地面。
[0033]当然上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种大跨度索塔下横梁落地式斜腿钢桁支架,安装在索塔下横梁(16)两侧的塔柱(14)底部承台(15)上,其特征在于该支架包括钢桁架(Zl)和左右对称布置的斜腿支架(Z3),所述每个斜腿支架(Z3)的底部均支抵于相应侧塔柱(14)底部承台(15)上,顶部则支撑所述钢桁架(ZI),还包括连接所述两侧斜腿支架(Z3 )的防内倾平联(Z4 )。
2.根据权利要求1所述的大跨度索塔下横梁落地式斜腿钢桁支架,其特征在于还包括固定在所述两侧塔柱(14 )上以辅助支撑所述钢桁架(ZI)的边支点(Z2 )。
3.根据权利要求1所述的大跨度索塔下横梁落地式斜腿钢桁支架,其特征在于所述钢桁架(Zl)的底部与斜腿支架(Z3)的顶部之间固定有前后向布置且兼做钢桁架(Zl)拆除滑道的若干纵向分配梁(12)。
4.根据权利要求3所述的大跨度索塔下横梁落地式斜腿钢桁支架,其特征在于所述斜腿支架(Z3)的顶部对应于各纵向分配梁(12)固定有落架装置(13),所述纵向分配梁(12)固定在相应的落架装置(13)顶部。
5.根据权利要求4所述的大跨度索塔下横梁落地式斜腿钢桁支架,其特征在于所述落架装置(13)由顶部和底部均焊接有钢板且竖直布置的钢管构成,所述钢管底部的钢板与斜腿支架(Z3)焊接固定,而钢管顶部的钢板则与所述纵向分配梁(12)固定。
6.根据权利要求1所述的大跨度索塔下横梁落地式斜腿钢桁支架,其特征在于所述钢桁架(Zl)是藉由钢桁架连系梁(5)前后向连接固定的若干单片钢桁架所构成的整体,所述每个单片钢桁架则均由钢桁架上弦杆(I)、钢桁架下弦杆(2)以及连接钢桁架上、下弦杆(1、2 )的若干钢桁架竖杆(3 )和若干钢桁架斜杆(4 )组成。
7.根据权利要求6所述的大跨度索塔下横梁落地式斜腿钢桁支架,其特征在于所述每个单片钢桁架的两端塔柱上均设有用于限制该单片钢桁架前后向活动的钢桁架前后向限位装置(6)。
8.根据权利要求1所述的大跨度索塔下横梁落地式斜腿钢桁支架,其特征在于所述每侧的斜腿支架(Z3)均包括藉由斜腿支架前后连系梁(17)相连的若干斜腿支架单元组,每个斜腿支架单元组由与水平面呈不同倾角布置的双肢斜腿(7)和连接双肢斜腿(7)的斜腿支架横向连接系(8)构成。
9.根据权利要求8所述的大跨度索塔下横梁落地式斜腿钢桁支架,其特征在于所述双肢斜腿(7)与水平面的倾角均多60°。
10.根据权利要求8所述的大跨度索塔下横梁落地式斜腿钢桁支架,其特征在于所述防内倾平联(Z4)由防内倾平联上弦杆组、防内倾平联下弦杆及防内倾平联腹杆(11)连接系组成,所述防内倾平联上弦杆组由水平平行布置的若干防内倾平联上弦杆(9)组成,所述防内倾平联下弦杆组由水平平行布置并与所述防内倾平联上弦杆(9)一一对应的若干防内倾平联下弦杆(10)构成,所述防内倾平联上、下弦杆(9、10)的两端均分别与两侧的所述双肢斜腿(7)连接固定,所述防内倾平联上弦杆(9)和与之对应的防内倾平联下弦杆(10)之间通过所述防内倾平联腹杆连接系(11)相连,所述防内倾平联腹杆连接系(11)包括若干竖直向腹杆和斜向腹杆。
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