CN106012863A - 一种吊装门架及其在异型反对称钢主塔施工中的使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种吊装门架，包括支撑装置和滑道装置，支撑装置包括竖向支撑结构和间隔设置在竖向支撑结构之间的横向联系结构，竖向支撑结构包括若干个第一纵梁单元；滑道装置包括第一滑道结构和第二滑道结构，第一滑道结构分别设在支撑装置的顶部两侧，第二滑道结构垂直设置在两组第一滑道结构的顶面之间；第二滑道结构上设有钢绞线提升装置。其使用方法包括以下步骤：用船只将塔节段运送至支撑装置，钢绞线提升装置将塔节段吊起，再将塔节段吊装至设计位置的对应处，通过钢绞线提升装置下放塔节段并调节塔节段的空中对位姿态，塔节段调整到位后焊接。使用本发明的吊装门架不需要长时间占用大型设备，降低了施工的成本，节约了施工费用。

Description

一种吊装门架及其在异型反对称钢主塔施工中的使用方法

技术领域

本发明涉及桥梁建设领域，特别是一种吊装门架及其在异型反对称钢主塔施工中的使用方法。

背景技术

随着科学技术的不断进步，桥梁建设得到了突飞猛进的发展，特别是进入二十一世纪以来，桥梁建设事业蓬勃发展，跨越河道的大跨径桥梁不胜枚举，占绝大多数的主要为斜拉桥和悬索桥，其中，斜拉桥主要以主塔、主梁、斜拉索为承重构件，主塔型式多为A型、倒Y型、H型、独柱，主塔吊装的施工方法，常规是使用大型吊装设备进行吊装施工，例如使用浮吊、塔吊，利用浮吊和塔吊进行施工，具有安全性高、操作简单的优点，但这种施工方法也存在以下不足：一是需长时间占用大型吊装设备，设备使用费昂贵；二是施工容易受水位变化影响，尤其是浮吊的稳定性不足，吊装的精确度不高；三是在异型反对称钢主塔施工中，需对塔节段的吊装位置进行多次调整，采用大型设备进行移动式高空提升，移动速度慢，增加了施工难度，影响施工进度。

发明内容

本发明提供了一种吊装门架及其在异型反对称钢主塔施工中的使用方法，可加快异型反对称钢主塔施工的进度，且操作方便，施工稳定性高。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种吊装门架，包括支撑装置和滑道装置，所述支撑装置包括竖向支撑结构和间隔设置在竖向支撑结构之间的横向联系结构，所述竖向支撑结构包括若干个第一纵梁单元，每个第一纵梁单元包括四根围成立方体形的第一纵梁和两根连接第一纵梁上端的第一分配梁；

所述滑道装置包括第一滑道结构和第二滑道结构，第一滑道结构分别设在支撑装置的顶部两侧且与第一分配梁垂直连接，第二滑道结构垂直设置在两组第一滑道结构的顶面之间；

所述第二滑道结构上设有钢绞线提升装置；通过交叉设置的第一滑道结构和第二滑道结构，可以实现塔节段吊装时的左右、前后移动。

所述支撑装置划分为喂梁区和主吊装区，喂梁区和主吊装区之间设置有竖向支撑结构和横向联系结构进行划分；喂梁区设在主吊装区的一侧，船只将塔节段运送至喂梁区，钢绞线提升装置移动至喂梁区将塔节段吊起。

所述第一纵梁包括钢管混凝土桩和立柱，钢管混凝土桩插打于岩层中，上端与立柱连接。通过插打至岩层以下的钢管混凝土桩，可以保证竖向支撑结构的稳定性，从而提高了吊装门架的稳定性，避免水位的浮动变化对塔节段吊装的影响。

所述第一滑道结构包括第二纵梁单元、第二分配梁和第一滑道，第二纵梁单元包括若干条连接在一起的第二纵梁；所述第二分配梁垂直间隔设在第二纵梁单元的上面，由槽钢制成；所述第一滑道垂直设在第二分配梁的上面，由两条工字钢围成。

所述第二滑道结构包括横梁单元、第三分配梁和第二滑道，横梁单元包括若干条连接在一起的横梁；所述第三分配梁垂直间隔设在横梁单元的上面，由槽钢制成；所述第二滑道垂直设在第三分配梁的上面，由两条工字钢围成。

第二纵梁由第一型钢结构制成，包括第一横向型钢和第一竖向型钢垂直连接形成的若干个方形结构，方形结构中还设置有第一斜向型钢围成的菱形结构进行加固。

所述横梁由第二型钢结构制成，包括第二横向型钢和第二竖向型钢垂直连接形成的若干个方形结构，方形结构中还设置有第二斜向型钢围成的菱形结构进行加固。第一滑道结构和第二滑道结构都采用了特制的型钢结构为滑道提供支撑，以防止第一滑道和第二滑道在吊装的过程中发生型变，保证了施工的稳定性。

以上所述的吊装门架在在异型反对称钢主塔施工中的使用方法，包括以下步骤：

S1.用塔吊安装吊装门架：先安装吊装门架的支撑装置，支撑装置的安装位置设在异型反对称钢主塔设计位置的外围，其中，支撑装置划分为主吊装区和喂梁区，主吊装区架设在钢主塔的主墩外围，在主吊装区的一侧架设喂梁区；再在支撑装置上面安装两组第一滑道结构和两组第二滑道结构，在每组第二滑道结构上都安装钢绞线提升装置；

S2.吊装塔节段：用船只将塔节段运送至喂梁区，并将第二滑道结构移动至喂梁区，钢绞线提升装置将塔节段吊起，再将第二滑道结构移动到塔节段设计位置的对应处，通过钢绞线提升装置下放塔节段并调节塔节段的空中对位姿态，塔节段调整到位后焊接，重复上述步骤直至异型反对称钢主塔安装完成。

在使用过程中，钢绞线提升装置通过第二滑道结构在第一滑道结构的移动，以及钢绞线提升装置本身在第二滑道结构的移动，完成了塔节段的移动吊装和空中对位姿态调整。

在步骤S2中，吊装门架在吊装塔节段的过程中，还吊装了异型反对称钢主塔的内支撑装置和临时索装置，其中，内支撑结构包括主塔钢箱梁、主塔立柱和水平桁架，主塔钢箱梁设置在钢主塔下部且与钢主塔横向连接，主塔立柱设置在主塔钢箱梁上面并与水平桁架垂直连接，水平桁架设有若干层，且两端与钢主塔的内侧连接；临时索装置包括呈直线拉伸的钢绞线临时索，钢绞线临时索在钢主塔的两侧呈反对称设置，钢绞线临时索的张拉端设置在钢主塔凹型弧形面的一侧，且与塔节段的锚箱连接，钢绞线临时索的固定端设置在桥面钢箱梁处；内支撑装置和临时索装置分别从异型反对称钢主塔的内侧和外侧相互配合保持钢主塔的线型和稳定性。

吊装门架吊装内支撑结构和临时索结构包括以下步骤：

S2-1. 在异型反对称钢主塔的下部塔节段安装完成，且将钢箱梁顶推就位与下部塔节段的内侧固结在一起后，用钢绞线提升装置吊装主塔立柱和水平桁架，主塔立柱吊装至垂直于主塔钢箱梁的位置进行焊接，水平桁架吊装至对应的塔节段内侧进行焊接；

S2-2.当吊装至钢主塔上部的塔节段时，继续在塔节段之间吊装主塔立柱和水平桁架，且将钢绞线临时索的张拉端提升至对应的塔节段位置，完成主塔立柱、水平桁架的焊接和钢绞线临时索张拉端的固定。

通过钢绞线提升装置吊装内支撑装置和临时索装置至对应的设计位置，可配合实现内支撑装置和临时索装置的安装，从而保证异型反对称钢主塔的线型，避免在施工过程中出现塔节段对位不准或移位的情况。

以上所述的吊装门架及其在异型反对称钢主塔施工中的使用方法，具有以下有益效果：

（1）操作快捷方便，吊装移动速度快，准确性高；

（2）施工稳定性好，安全性高，受水位变化影响小，尤其适用于跨度超过40m的钢主塔施工 ；

（3）能适用于塔节段以及其加固支撑结构的吊装，保证主塔结构的稳定性，加快主塔施工的进度，缩短施工周期；

（4）不需要长时间占用大型设备，降低了施工的成本，节约了施工费用。

附图说明

图1是吊装门架的主视结构示意图；

图2是图1的左视结构示意图；

图3是第一滑道结构和第二滑道结构的主视结构示意图；

图4是图3的左视结构示意图；

图5是支撑装置的俯视结构示意图；

图6是内支撑装置的立体结构示意图；

图7是临时索装置的结构示意图。

图中，钢主塔1，横向联系结构2，钢绞线提升装置3，第二滑道结构4，第二竖向型钢4a，第二斜向型钢4b，第二横向型钢4c，第三分配梁4d，第二滑道4e，第一滑道结构5，第一竖向型钢5a，第一斜向型钢5b，第一横向型钢5c，第二分配梁5d，第一滑道5e，竖向支撑结构6，第一分配梁6a，立柱6b，钢管混凝土桩6c，塔吊7，喂梁区8，主吊装区9，内支撑装置10，主塔钢箱梁10a，水平桁架10b，主塔立柱10c，临时索装置11，钢绞线临时索的固定端11a，钢绞线临时索11b，钢绞线临时索的张拉端11c。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围不限于以下实施例。

如图1和图2所示，一种吊装门架，包括支撑装置和滑道装置，支撑装置包括竖向支撑结构6和间隔设置在竖向支撑结构6之间的横向联系结构2，横向联系结构2可根据竖向支撑结构6的高度，设置有4~8层；竖向支撑结构6包括若干个第一纵梁单元，每个第一纵梁单元包括四根围成立方体形的第一纵梁和两根连接第一纵梁上端的第一分配梁6a，第一分配梁6a优选由2层4I56a工字钢制成，第一纵梁单元采用四根第一纵梁围成，确保了各个支撑角的支撑力度；滑道装置包括第一滑道结构5和第二滑道结构4，第一滑道结构5分别设在支撑装置的顶部两侧且与第一分配梁6a垂直连接，第二滑道结构4垂直设置在两组第一滑道结构5的顶面之间；第二滑道结构4上设有钢绞线提升装置3；钢绞线提升装置3通过在交叉设置的第一滑道结构5和第二滑道结构4上移动，可以实现塔节段吊装时的左右、前后移动。

结合图5所示，支撑装置划分为喂梁区8和主吊装区9，喂梁区8和主吊装区9之间设置有竖向支撑结构6进行划分，并通过这一竖向支撑结构6对吊装门架进行加固，竖向支撑结构6之间安装有横向联系结构2，以对竖向支撑结构6进行加固；喂梁区8设在主吊装区9的一侧，船只将塔节段运送至喂梁区8，钢绞线提升装置3移动至喂梁区8将塔节段吊起。

以上所述的第一纵梁更为优选的技术方案为：包括钢管混凝土桩6c和立柱6b，其中，钢管混凝土桩嵌岩深度不小于6m。钢管混凝土桩上端通过第四分配梁与立柱6b连接，立柱6b优选由Φ1520mm钢管制成。通过插打至岩层以下的钢管混凝土桩6c，可以保证竖向支撑结构6的稳定性，从而提高了吊装门架的稳定性，避免水位的浮动变化对塔节段吊装的影响。

以上所述的第一滑道结构5更为优选的技术方案为：结合图3所示，第一滑道结构5包括第二纵梁单元、第二分配梁5d和第一滑道5e，第二纵梁单元包括5~9条连接在一起的第二纵梁，第二纵梁之间通过花架连接，第二纵梁之间的间距可根据吊装门架的尺寸进行调节；第二分配梁5d垂直间隔焊接在第二纵梁单元的上面，由2［20a槽钢连接制成；第一滑道5e垂直焊接在第二分配梁5d的上面，由2I45a工字钢围成。为保证第一滑道5e在吊装的过程中不发生变形现象，第二纵梁优选由第一型钢结构制成，第一竖向型钢5a垂直间隔安装在两条第一横向型钢5c之间，形成的若干个方形结构，方形结构中还安装有第一斜向型钢5b围成的菱形结构进行加固。

以上所述的第二滑道结构4更为优选的技术方案为：结合图4所示，第二滑道结构4包括横梁单元、第三分配梁4d和第二滑道4e，横梁单元包括若干条连接在一起的横梁，横梁之间通过花架连接，横梁之间的间距可根据吊装门架的尺寸进行调节；第三分配梁4d垂直间隔焊接在横梁单元的上面，由2［20a槽钢制成；第二滑道4e垂直焊接在第三分配梁4d的上面，由2I45a工字钢围成。为保证第二滑道4e在吊装的过程中不发生变形现象，横梁优选由第二型钢结构制成，第二竖向型钢4a垂直间隔安装在两条第二横向型钢4c之间，形成的若干个方形结构，方形结构中还安装有第二斜向型钢4b围成的菱形结构进行加固。

以上所述的吊装门架在异型反对称钢主塔施工中的使用方法，包括以下步骤：

S1.用塔吊安装吊装门架：先安装吊装门架的支撑装置，支撑装置的安装位置在异型反对称钢主塔1设计位置的外围，其中，支撑装置划分为主吊装区9和喂梁区8，主吊装区9架设在钢主塔1的主墩外围，在主吊装区9的一侧架设喂梁区8；支撑装置安装完成后，再在支撑装置上面安装两组第一滑道结构5和两组第二滑道结构4，在每组第二滑道结构4上安装两个钢绞线提升装置3；

S2.吊装塔节段：用船只将塔节段运送至喂梁区8中，并将第二滑道结构4移动至喂梁区，四个钢绞线提升装置3将塔节段吊起，再将第二滑道结构4移动到塔节段设计位置的对应处，通过四个钢绞线提升装置3相互配合下放塔节段并调节塔节段的空中对位姿态，塔节段调整到位后焊接，重复上述步骤直至异型反对称钢主塔安装完成。

在使用过程中，钢绞线提升装置3通过第二滑道结构4在第一滑道结构5的移动，以及钢绞线提升装置3本身在第二滑道结构4的移动，完成了塔节段的移动吊装和空中对位姿态调整。

在步骤S1中，吊装门架的安装过程包括以下步骤：

S1-1. 利用浮式平台安装钢管混凝土桩6c，先通过振动锤将钢管插打于岩面，再在浮式平台上用冲击钻机在钢管内钻孔，随后下放钢筋笼，浇筑C30水下砼至钢管顶部，钢管顶部标高设置在常水位上2~3m位置；

S1-2.钢管桩接高，用塔吊吊装第一层横向联系结构2，吊装至设计位置后焊接安装横向联系结构2横向联接，再在横向联系结构2上接高第一纵梁，第一纵梁和横向联系结构2交替安装，最后在第一纵梁的顶部安装第一分配梁6a，完成支撑装置的安装；

S1-3. 在上下游承台之间设置拼装平台，在拼装平台上进行第二纵梁单元的拼装，拼装完成后用塔吊将第二纵梁单元吊装到位并进行安装，然后安装第二分配梁5d和第一滑道5e；

S1-4.在拼装平台上进行横梁单元的拼装，拼装完成后用塔吊将横梁单元吊装到位并进行安装，然后安装第三分配梁4d和第二滑道4e；

S1-5.安装钢绞线提升装置3。

在步骤S2中，吊装门架在吊装塔节段的过程中，还吊装了异型反对称钢主塔的内支撑装置10和临时索装置11，其中，内支撑结构包括主塔钢箱梁10a、主塔立柱10c和水平桁架10b，主塔钢箱梁10a设置在钢主塔1下部且与钢主塔1横向连接，立柱10c安装在主塔钢箱梁10a上面并与水平桁架10b垂直连接，水平桁架10b设有若干层，且两端与钢主塔1的内侧连接；临时索装置11包括呈直线拉伸的钢绞线临时索11b，钢绞线临时索11b在钢主塔1的两侧呈反对称设置，钢绞线临时索的张拉端11a设置在钢主塔1凹型弧形面的一侧，且与塔节段的锚箱连接，钢绞线临时索的固定端11c设置在桥面钢箱梁处；内支撑装置10和临时索装置11分别从异型反对称钢主塔1的内侧和外侧相互配合保持钢主塔1的线型和稳定性。

吊装门架吊装内支撑结构和临时索结构包括以下步骤：

S2-1. 在异型反对称钢主塔1的下部塔节段安装完成，且将主塔钢箱梁10a顶推就位与下部塔节段的内侧固结在一起后，用钢绞线提升装置3吊装主塔立柱10c和水平桁架10b，主塔立柱6b吊装至垂直于主塔钢箱梁10a的位置进行焊接，水平桁架10b吊装至对应的塔节段内侧进行焊接；

S2-2.当吊装至钢主塔1上部的塔节段时，继续在塔节段之间吊装主塔立柱10c和水平桁架10b，且将钢绞线临时索的张拉端11c提升至对应的塔节段位置，完成主塔立柱10c、水平桁架10b的焊接和钢绞线临时索张拉端11c的固定。

通过钢绞线提升装置3吊装内支撑装置10和临时索装置11至对应的设计位置，可配合实现内支撑装置10和临时索装置11的安装，从而保证异型反对称钢主塔1的线型和稳定性，加快异型反对称钢主塔1的施工进度。

Claims (10)

1.一种吊装门架，包括支撑装置和滑道装置，其特征在于：

所述支撑装置包括竖向支撑结构和间隔设置在竖向支撑结构之间的横向联系结构，所述竖向支撑结构包括若干个第一纵梁单元，每个第一纵梁单元包括四根围成立方体形的第一纵梁和两根连接第一纵梁上端的第一分配梁；

所述滑道装置包括第一滑道结构和第二滑道结构，第一滑道结构分别设在支撑装置的顶部两侧且与第一分配梁垂直连接，第二滑道结构垂直设置在两组第一滑道结构的顶面之间；

所述第二滑道结构上设有钢绞线提升装置。

2.根据权利要求1所述的吊装门架，其特征在于：

所述支撑装置划分为喂梁区和主吊装区，喂梁区和主吊装区之间设置有竖向支撑结构和横向联系结构进行划分。

3.根据权利要求1所述的吊装门架，其特征在于：

所述第一纵梁包括钢管混凝土桩和立柱，钢管混凝土桩插打于岩层中，上端与立柱连接。

4.根据权利要求1所述的吊装门架，其特征在于：

所述第一滑道结构包括第二纵梁单元、第二分配梁和第一滑道，第二纵梁单元包括若干条连接在一起的第二纵梁；所述第二分配梁垂直间隔设在第二纵梁单元的上面，由槽钢制成；所述第一滑道垂直设在第二分配梁的上面，由两条工字钢围成。

5.根据权利要求1所述的吊装门架，其特征在于：

所述第二滑道结构包括横梁单元、第三分配梁和第二滑道，横梁单元包括若干条连接在一起的横梁；所述第三分配梁垂直间隔设在横梁单元的上面，由槽钢制成；所述第二滑道垂直设在第三分配梁的上面，由两条工字钢围成。

6.根据权利要求4所述的吊装门架，其特征在于：

第二纵梁由第一型钢结构制成，包括第一横向型钢和第一竖向型钢垂直连接形成的若干个方形结构，方形结构中还设置有第一斜向型钢围成的菱形结构进行加固。

7.根据权利要求5所述的吊装门架，其特征在于：

所述横梁由第二型钢结构制成，包括第二横向型钢和第二竖向型钢垂直连接形成的若干个方形结构，方形结构中还设置有第二斜向型钢围成的菱形结构进行加固。

8.一种如权利要求1~7任一项所述的吊装门架在异型反对称钢主塔施工中的使用方法，其特征在于包括以下步骤：

S1.用塔吊安装吊装门架：先安装吊装门架的支撑装置，支撑装置的安装位置设在异型反对称钢主塔设计位置的外围，其中，支撑装置划分为主吊装区和喂梁区，主吊装区架设在钢主塔主墩的外围，在主吊装区的一侧架设喂梁区；再在支撑装置上面安装两组第一滑道结构和两组第二滑道结构，在每组第二滑道结构上都安装钢绞线提升装置；

S2.吊装塔节段：用船只将塔节段运送至喂梁区，并将第二滑道结构移动至喂梁区，钢绞线提升装置将塔节段吊起，再将第二滑道结构移动到塔节段设计位置的对应处，通过钢绞线提升装置下放塔节段并调节塔节段的空中对位姿态，塔节段调整到位后焊接，重复上述步骤直至异型反对称钢主塔安装完成。

9.根据权利要求8所述的吊装门架在异型反对称钢主塔施工中的使用方法，其特征在于：

在步骤S2中，吊装门架在吊装塔节段的过程中，还吊装了异型反对称钢主塔的内支撑装置和临时索装置，其中，内支撑结构包括主塔钢箱梁、主塔立柱和水平桁架，主塔钢箱梁设置在钢主塔下部且与钢主塔横向连接，主塔立柱设置在主塔钢箱梁上面并与水平桁架垂直连接，水平桁架设有若干层，且两端与钢主塔的内侧连接；临时索装置包括呈直线拉伸的钢绞线临时索，钢绞线临时索在钢主塔的两侧呈反对称设置，钢绞线临时索的张拉端设置在钢主塔凹型弧形面的一侧，且与塔节段的锚箱连接，钢绞线临时索的固定端设置在桥面钢箱梁处；内支撑装置和临时索装置分别从异型反对称钢主塔的内侧和外侧相互配合保持钢主塔的线型和稳定性。

10.根据权利要求9所述的吊装门架在异型反对称钢主塔施工中的使用方法，其特征在于：

吊装门架吊装内支撑结构和临时索结构包括以下步骤：

S2-1. 在异型反对称钢主塔的下部塔节段安装完成，且将钢箱梁顶推就位与下部塔节段的内侧固结在一起后，用钢绞线提升装置吊装主塔立柱和水平桁架，主塔立柱吊装至垂直于主塔钢箱梁的位置进行焊接，水平桁架吊装至对应的塔节段内侧进行焊接；

S2-2.当吊装至钢主塔上部的塔节段时，继续在塔节段之间吊装主塔立柱和水平桁架，且将钢绞线临时索的张拉端提升至对应的塔节段位置，完成主塔立柱、水平桁架的焊接和钢绞线临时索张拉端的固定。