CN105276285B - 一种跨越式管桥的搭建系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种跨越式管桥的搭建系统，包括设置在跨越点两侧为跨越的输油管提供固定点的固定装置，和用于将所述输油管悬挂在所述跨越点上方的悬挂装置；悬挂装置包括：吊索，用于为输油管提供悬在跨越点上方的悬挂点；输油管吊架，包括与输油管固定连接的固定端和与吊索滑动连接的滑动端；固定装置包括：地锚，用于固定在跨越点的两侧地面下以固定吊索的两端，使吊索悬在跨越点的上方；塔架，用于将吊索顶离地面并为输油管预留悬挂空间。本发明通过针对不同地形设置不同的地锚类型，提高固定吊索的稳定性。通过三角形结构的输油管吊架可以减少整个管桥悬空部分的风力影响，而且可将输油管的重力分担到所有的吊索上，减轻了单独吊索的负担。

Description

一种跨越式管桥的搭建系统

技术领域

本发明涉及管路悬空架设领域，具体涉及一种能够在跨度150米之内的河流、沟壑上方建立悬空跨越管桥的搭建系统。

背景技术

我国地形复杂，管道工程在设计施工中不可避免地要跨越大小型河流、山区等不同的地理环境。在跨越技术方面，跨越工程主要采用梁式管桥、斜拉索管桥、吊索管桥或索托管桥。世界范围来看，使用管道吊索跨越已有一段历史。美国1926年在拜尔斯附近的红河上建了第一座管道吊索跨越以来，管道吊索跨越的历史已有80年，中国吊索跨越的建设也有近40年的历史。吊索跨越的建设也经历了一系列发展变化，如受力主索从普通钢丝绳演绎成高强度钢丝束，从无桥面结构到有桥面结构，从小跨度到大跨度等。

目前的管道吊索跨越设备一般由两根主索、两根风索以及斜拉索构成空间受力体系，上述结构易受风力影响，使管桥产生频繁的振动，最终出现故障。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够快速牢固的搭建跨越河流、沟堑的悬空管桥的搭建系统。本发明的另一目的是提高固定吊索的地锚的牢固性。本发明的再一目的是减少悬空管桥悬空部分所承受的风力。

为解决现有技术中架设的管桥易受内力影响的问题，本发明提供一种长度在150米内的悬空管桥的快速架设装置及其搭建方法。具体方案如下：

特别地，本发明提供一种跨越式管桥的搭建系统，包括设置在跨越点两侧为跨越的输油管提供固定点的固定装置，和用于将所述输油管悬挂在所述跨越点上方的悬挂装置；其中，所述悬挂装置包括：

吊索，用于为所述输油管提供悬在所述跨越点上方的悬挂点；

输油管吊架，包括与所述输油管固定连接的固定端和与所述吊索滑动连接的滑动端；

所述固定装置包括：

地锚，用于固定在所述跨越点的两侧地面下以固定所述吊索的两端，使所述吊索悬在所述跨越点的上方；

塔架，用于将所述吊索顶离地面并为所述输油管预留悬挂空间。

进一步地，所述地锚包括用于石质地面由钢棍构成的锚杆锚组，所述锚杆锚组分别设置在所述跨越点的两侧，所述锚杆锚组中的锚杆采用平行且间隔的方式垂直固定在地面上的独立锚穴内，在所述锚杆靠近地面的一端上设置有固定所述吊索的固定环。

进一步地，所述地锚包括用于土质地面由枕木构成的枕木锚组，所述枕木锚组有两组并分别设置在所述跨越点的两侧；每组所述枕木锚组由定位枕木和固定槽钢构成，所述定位枕木有多根且垂直并列放置在位于地面下的锚坑内，放置后的所述定位枕木平行且间隔的贴靠在靠近所述跨越点一侧的锚坑侧壁上；所述固定槽钢包括两根槽钢和分别放置在所述槽钢内的填充木，两根所述槽钢采用并排的方式利用同时穿过两根所述槽钢的侧壁和其内部的填充木的螺栓固定在一起，所述固定槽钢放置在所述锚坑的底部并与所述定位枕木的底端接触。

进一步地，所述固定槽钢的外表面包裹通过螺钉固定的为所述吊索提供缠绕位置的不锈钢板。

进一步地，所述塔架包括：

基座，由两根平行且间隔排列的槽钢构成；

多根支杆，一端与所述槽钢铰接另一端安装有滚轮，所述滚轮通过一个空心的短管与所述支杆的端头连接，所述短管的轴心线与所述滚轮的轴心线平行；

顶杆，用于穿过所述多根支杆上的短管并限定多根所述支杆的连接位置。

进一步地，所述基座的两根槽钢之间设置有限制两者间隔距离的限位索。

进一步地，在位于待跨越一侧的所述塔架上安装有支撑所述输油管且可随所述输油管前进而同步转动的前送滚轮。

进一步地，所述塔架上安装有控制所述前送滚轮转动的止动装置。

进一步地，所述输油管吊架包括

滑轮，用于搭在所述吊索上方并将所述输油管吊架吊在所述吊索上；

横拉杆，用于连接所述滑轮并限定所述滑轮与所述吊索间隔位置对应；

夹紧抱箍，用于固定在所述输油管的管身上；

斜拉杆，用于连接所述夹紧抱箍与所述横拉杆，所述斜拉杆有两根，其一端分别连接在所述横拉杆的一端，另一端分别与所述夹紧抱箍连接。

进一步地，所述滑轮通过活动支架与所述横拉杆连接，所述活动支架包括：

支架主体，由对称弯折的杆体构成，所述支架主体的的两端头分别作为活动连接一个所述滑轮的连接点；

连杆，用于将对称弯折的杆体连接在一起；

定位连接件，其活动的套在所述滑轮连接杆上并同时为所述横拉杆和所述斜拉杆提供连接点。

本发明通过针对不同地形设置不同的地锚种类和固定方式，提高固定吊索的稳定性。通过三角形结构的输油管吊架可以减少整个管桥悬空部分的风力影响，而且可将输油管的重力分担到所有的吊索上，减轻了单独吊索的负担。通过塔架既抬高了吊索的高度，又方便了输油管的运动。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的采用枕木锚组的搭建系统示意图；

图2是图1的右视图；

图3是根据本发明一个实施例中土质地形的枕木锚组的结构示意图；

图4是图3中固定槽钢的右视图；

图5是根据本发明一个实施例的锚杆结构示意图；

图6是图5的A-A剖视图；

图7是根据本发明一个实施例的塔架的结构示意图；

图8是图7的俯视图；

图9是根据本发明一个实施例的输油管吊架的结构示意图。

具体实施方式

如图1是根据本发明一个实施例的采用枕木锚组的搭建系统示意图。一般性的搭建系统包括：设置在跨越点两侧为跨越的输油管400提供固定点的固定装置；和用于将输油管400悬挂在跨越点上方的悬挂装置。该悬挂装置可以包括用于为输油管400提供悬在跨越点上方的悬挂点的吊索500，和带有与输油管400固定连接的固定端和与吊索500滑动连接的滑动端的输油管吊架200。该固定装置可以包括用于固定在跨越点的两侧地面下以固定吊索500的两端并使吊索500悬在跨越点的上方的多根地锚300，和将吊索500顶离地面以为输油管400预留悬挂空间的塔架100。该地锚300可以分别设置在跨越点两侧的地面内，吊索500通过两端固定在跨越点两侧的地锚300上，吊索500的索身在拉力作用下悬在跨越点上方。该塔架100可以放置在地锚300与跨越点之间用于将吊索500的索身顶离地面，为悬挂输油管400预留足够的空间。多个输油管吊架200利用其滑动端挂在位于待跨越一侧的吊索500上。输油管400由待跨越一侧的塔架100内穿过并向跨越点的另一侧运动，同时输油管吊架200的固定端固定在输油管400的管身上，利用输油管吊架200的滑动端在吊索500上滑动并带动输油管400前进。在多个输油管400不断相互连接并前进的同时，间隔地将余下的输油管吊架200的固定端与输油管400的管身固定，重复上述安装输油管吊架200的动作，直至输油管400在各输油管吊架200的带动下运动到跨越点的另一侧，完成跨越式管桥的搭建。此时位于跨越点上方的输油管400被间隔排列的输油管吊架200悬挂在吊索500的下方。如图2所示，本实施例中利用四根吊索500来分担悬空后输油管400的重量，可以理解，受跨越点的宽度和输油管400内的输油量等因素影响，在其它实施例中，吊索500的数量可以增加或减少。

在本发明的一个实施例中，地锚300根据不同的地形需要采用不同的结构和安装方式，以保证在不同地形下吊索500的牢固性、稳定性。安装在跨越点的地锚300一般包括应用在土质地面由枕木构成的枕木锚组和应用在石质地面由钢棍构成的锚杆锚组。

枕木锚组

图3是根据本发明一个实施例中土质地形的枕木锚组的结构示意图。枕木锚组有两组并分别设置在跨越点的两侧。每组枕木锚组由定位枕木320和固定槽钢330构成。该定位枕木320可以有多根且垂直并列放置在位于地面下的锚坑内，放置后的定位枕木320平行且间隔的贴靠在靠近跨越点一侧的锚坑侧壁上。该固定槽钢330包括两根独立槽钢331和分别放置在槽钢331内的填充木332，两根槽钢331采用并排的方式利用同时穿过两根槽钢331的侧壁和其内部的填充木332的螺栓固定在一起，固定槽钢330可以放置在锚坑的底部并与定位枕木320远离跨越点一侧的底端接触。多根定位枕木320形成一个整体平面且具有一定的强度，为贴靠在其底部的固定槽钢330在受吊索500拉力时分担拉力。

这里的锚坑作为安装枕木锚组的空间，除需要留出足够的安装空间外，还需要足够的深度来分担吊索500的拉力以避免锚坑变形。在固定吊索500时，锚坑与塔架100之间的地面留出供吊索500由塔架100顶部至固定槽钢330处的斜坡，即在吊索500的固定轨道上不能有阻碍，以避免对吊索500的拉力造成影响。整个锚坑及斜坡在枕木锚组安装完毕后回填。

定位枕木320的目的是以面积换取能够承担的拉力，因此其数量以能够承受固定槽钢330所受到的拉力为标准。定位枕木320的长度可以低于固定槽钢330的长度，如：两者的长度比为1∶3，但是定位枕木320排布的平面至少需要容纳整个固定槽钢330的长度。该定位枕木320至少包括一个用于和锚坑侧面帖靠的平面。固定槽钢330是通过槽钢331的背面与定位枕木320接触，因此，放入槽钢331内的填充木332在厚度上至少需要与槽钢331的凹槽表面平齐，以方便吊索500的缠绕固定。优选地，两个槽钢331内的填充木332在槽钢的凹槽表面形成一个弧形凸起。如图4所示，该弧形凸起可以是单独的带有弧形表面的辅助填充木334形成。

特别地，如图3、4所示，可以在固定槽钢330的外表面包裹通过螺钉固定的为吊索500提供缠绕位置的不锈钢板335。不锈钢板335可以减少吊索500与固定槽钢330之间的摩擦，同时在固定槽钢330与吊索500之间提供缓冲，使缠绕更牢固。

锚杆锚组

锚杆锚组用于分别设置在石质地面跨越点的两侧，如图5、6所示，锚杆锚组中的锚杆340采用平行且间隔的方式垂直固定在地面的独立锚穴内，在锚杆340靠近地面的一端上设置固定吊索500的固定环341。石质地面的硬度足够承受吊索500施加到锚杆340上的拉力而不变形，而由钢棍构成的锚杆340本身的硬度也足够承担吊索500的拉力，因此采用独立的锚穴安装每根锚杆340。位于跨越点两侧的锚杆340可以采用与吊索500方向垂直的一列或多列的固定方式。该锚穴可以利用岩心钻在石质地面上垂直钻出对应深度的孔，该孔的直径可以大于锚杆340的直径，在深度上以不影响锚杆340顶端的固定环341即可，在放置锚杆340时需在锚穴内灌入固定锚杆340的植筋胶。

在本发明的一个实施例中，如图1所示。为方便吊索500的固定和连接，可以将吊索500分为：用于悬挂输油管400的主索510，用于与地锚300连接的地锚索520和用于连接主索510和地锚索520且可调节长度的索具螺纹扣530三个部分。该地锚300安装时先将地锚索520固定在上面，在锚坑被回填后预留地锚索520的连接端露出地面，再用索具螺纹扣530将地锚索520和主索510连接在一起，同时通过索具螺纹扣530上的调节部分可以调整主索510的拉紧程度。本发明的拉紧程度是按输油管400通油后矢度(悬管中央垂度)与跨度之比为1/15～1/25确定。

在本发明其它的实施例中，应该理解，在跨越点两侧的地形分别为石质地面和土质地面时，则跨越点两侧的地锚300可以根据相应地形分别选择锚杆锚组和枕木锚组。

在本发明的一个实施例中，如图1所示，该塔架可以包括由两根平行且间隔排列的槽钢构成的基座40，一端与相应槽钢铰接另一端安装有滚轮30的多根支杆20，和连接各支杆20的滚轮一端并限定各支杆连接位置的顶杆10。该滚轮30通过一个空心的短管21与支杆20的端头连接，该顶杆10穿过各支杆20的短管21将各支杆20连接在一起，连接后的短管21的轴线与滚轮30的轴线平行。该支杆20的数量至少与设定的吊索500的数量对应，在此基础上，也可以增加提供辅助支撑或增强整个塔架100强度的支杆20。该支杆20可以采用对称的方式分别铰接在两根槽钢上，而且各支杆20的活动方向与槽钢的轴线垂直。支杆20连接在顶杆10的两端，以便在塔架100内留出供输油管400穿行的空间。该顶杆10可以利用两端分别插入支杆20的短管21内，其在限定支杆20上滚轮30位置的同时限制各支杆20相对基座40的旋转，使滚轮30位于同一平面的同一列上，而且固定后的顶杆10位于两根槽钢之间的中心线上，整个塔架100形成截面为三角形的等边立体支架。进一步地，该滚轮30的外圆周上可以设置容纳并限制吊索500轴向移动的凹槽。

进一步地，为了防止塔架100的基座40的两根槽钢相对移动，如图8所示，可以在两根槽钢之间设置限制两者张开距离的限位索60。该限位索60有两根且每根分别与两根槽钢的相对的一侧连接，形成十字交叉固定，采用交叉的连接方式能够将限位索60受到的拉力分散到支杆20上。

特别地，为了方便输油管400的移动，如图7、8所示，可以在位于待跨越一侧的塔架100上安装支撑输油管400且可随输油管400前进而同步转动的前送滚轮50。该前送滚轮50可以安装在塔架100一侧的同一根槽钢两端的支杆20之间，安装该塔架100时，带有前送滚轮50的一侧靠近地锚300。输油管400可以放置在该前送滚轮50上，以利用前送滚轮50的转动轻易的向前移动。进一步地，在其它实施例中，可以在塔架100上安装控制前送滚轮50转动的止动设置。该止动装置用于限制前送滚轮50的转动，以在输油管400安装输油管吊架200时提供稳定的安装环境。进一步地，在其它实施例中，为提高前送滚轮50对输油管的推动效果，可以在前送滚轮50的外表面上设置增大摩擦的橡胶层。进一步地，在其它实施例中，可以设置由机械或电力提供动力的驱动前送滚轮50转动的驱动装置。如电动机、手摇式曲柄等现有转动设备。

在本发明的一个实施例中，如图9所示，该输油管吊架200可以包括用于搭在吊索500上方并将输油管吊架200吊在吊索500上的滑轮210；和用于连接滑轮210并限定滑轮210与各吊索500间隔位置对应的横拉杆220；和采用可开合的固定结构以与输油管400的管身连接的夹紧抱箍240；和用于连接夹紧抱箍240与横拉杆220的斜拉杆230。该斜拉杆230有两根且两根斜拉杆230的一端分别连接在横拉杆220的一端，另一端分别与夹紧抱箍240连接。该滑轮210的数量与吊索500的数量对应且每个滑轮210分别挂在对应的吊索500上。该横拉杆220可以将滑轮210限定在指定位置。两根斜拉杆230和横拉杆220形成一个倒三角结构，而夹紧抱箍240位于此三角结构的顶角。被横拉杆220限定位置的各滑轮210可以均匀分担该夹紧抱箍240固定的输油管400的重量，再由滑轮分散到相应的吊索上。输油管吊架200采用倒三角形的空间结构具有一定的御风能力，因此可以不设御风钢索。

进一步地，在其它实施例中。如图9所示，该滑轮210可以通过活动支架250与横拉杆220连接，该活动支架250可以优化整个输油管吊架200的结构以减少连接件。该活动支架250包括由对称弯折的杆体构成的支架主体251，该支架主体251的两端头分别作为活动连接一个滑轮210的连接点；和用于将对称弯折的杆体连接在一起的连杆252；和活动套在支架主体250上并设置有分别与横拉杆220和斜拉杆230连接的连接点的定位连接件253。该支架主体251的两端点分别连接一个滑轮210，并以弯折处作为承担输油管400重量的连接点，使输油管400的重量可以通过两侧的杆身均分到两个滑轮210上。横拉杆220可以使整个支架主体251的结构更加稳固，避免两侧的杆身在重力作用下相互靠拢。该定位连接件253可以活动的连接在由横拉杆220在支架主体251上构成的封闭结构内，该封闭结构可以限制定位连接件253的活动范围，同时活动连接的方式也可以使定位连接件253更容易调整受力时的重心，通过定位连接件253上的连接点可以限定横拉杆220和斜拉杆230的固定位置，保证整个输油管吊架200的结构对称。该滑轮210与支架主体251可以通过可拆卸的连接结构连接，以方便吊索500进入滑轮210和支架主体251的连接点之间。该可拆卸的连接结构可以是：将滑轮210安装在一个U形的固定夹中，将固定夹通过两U形侧边与支架主体251的端头利用活动销连接。在安装吊索500时，抽出活动销将吊索500卡入滑轮210的两个U形侧边之间，再将活动销插回固定即可。

以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例公开如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型方案的范围内。

Claims (9)

1.一种跨越式管桥的搭建系统，包括设置在跨越点两侧为跨越的输油管提供固定点的固定装置，和用于将所述输油管悬挂在所述跨越点上方的悬挂装置；其中，所述悬挂装置包括：

吊索，用于为所述输油管提供悬在所述跨越点上方的悬挂点；

输油管吊架，包括与所述输油管固定连接的固定端和与所述吊索滑动连接的滑动端；

所述固定装置包括：

地锚，用于固定在所述跨越点的两侧地面下以固定所述吊索的两端，使所述吊索悬在所述跨越点的上方；所述地锚包括用于土质地面由枕木构成的枕木锚组，所述枕木锚组有两组并分别设置在所述跨越点的两侧；每组所述枕木锚组由定位枕木和固定槽钢构成，所述定位枕木有多根且垂直并列放置在位于地面下的锚坑内，放置后的所述定位枕木平行且间隔的贴靠在靠近所述跨越点一侧的锚坑侧壁上；所述固定槽钢包括两根槽钢和分别放置在所述槽钢内的填充木，两根所述槽钢采用并排的方式利用同时穿过两根所述槽钢的侧壁和其内部的填充木的螺栓固定在一起，所述固定槽钢放置在所述锚坑的底部并与所述定位枕木的底端接触；

塔架，用于将所述吊索顶离地面并为所述输油管预留悬挂空间。

2.如权利要求1所述的搭建系统，其中，所述地锚包括用于石质地面由钢棍构成的锚杆锚组，所述锚杆锚组分别设置在所述跨越点的两侧，所述锚杆锚组中的锚杆采用平行且间隔的方式垂直固定在地面上的独立锚穴内，在所述锚杆靠近地面的一端上设置有固定所述吊索的固定环。

3.如权利要求2所述的搭建系统，其中，所述固定槽钢的外表面包裹通过螺钉固定的为所述吊索提供缠绕位置的不锈钢板。

4.如权利要求1-3任一项所述的搭建系统，其中，所述塔架包括：

基座，由两根平行且间隔排列的槽钢构成；

多根支杆，一端与所述槽钢铰接另一端安装有滚轮，所述滚轮通过一个空心的短管与所述支杆的端头连接，所述短管的轴心线与所述滚轮的轴心线平行；

顶杆，用于穿过所述多根支杆上的短管并限定多根所述支杆的连接位置。

5.如权利要求4所述的搭建系统，其中，所述基座的两根槽钢之间设置有限制两者间隔距离的限位索。

6.如权利要求4所述的搭建系统，其中，在位于待跨越一侧的所述塔架上安装有支撑所述输油管且可随所述输油管前进而同步转动的前送滚轮。

7.如权利要求6所述的搭建系统，其中，所述塔架上安装有控制所述前送滚轮转动的止动装置。

8.如权利要求4所述的搭建系统，其中，所述输油管吊架包括

滑轮，用于搭在所述吊索上方并将所述输油管吊架吊在所述吊索上；

横拉杆，用于连接所述滑轮并限定所述滑轮与所述吊索间隔位置对应；

夹紧抱箍，用于固定在所述输油管的管身上；

斜拉杆，用于连接所述夹紧抱箍与所述横拉杆，所述斜拉杆有两根，其一端分别连接在所述横拉杆的一端，另一端分别与所述夹紧抱箍连接。

9.如权利要求8所述的搭建系统，其中，所述滑轮通过活动支架与所述横拉杆连接，所述活动支架包括：

支架主体，由对称弯折的杆体构成，所述支架主体的的两端头分别作为活动连接一个所述滑轮的连接点；

连杆，用于将对称弯折的杆体连接在一起；

定位连接件，其活动的套在所述滑轮连接杆上并同时为所述横拉杆和所述斜拉杆提供连接点。