CN107447674A - 一种钢箱拱肋吊装定位装置及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢箱拱肋拼装定位装置及其施工方法，包括吊装机构、匹配固定机构和精调机构，所述匹配固定机构包括马板和匹配件，所述匹配件间隔设置在拱肋节段至少两个面的两端，且相邻的拱肋节段匹配件位置互相配合，并通过连接件连接；所述马板间隔连接于相邻拱肋节段至少两个面的环缝接合处；所述精调机构包括张拉精调机构和顶升精调机构，拱肋节段的上面和下面至少设置有1个张拉精调机构和1个顶升精调机构；施工方法包括：吊装，对位至少一组匹配件，张拉及顶升进行精调，安装匹配件及马板，环缝焊接。通过本发明能在拱肋节段安装过程中帮助快速调整待安装拱肋节段的位置，同时能帮助提高拱肋节段安装的精度。

Description

一种钢箱拱肋吊装定位装置及其施工方法

技术领域

本发明涉及桥梁建设领域，特别是一种钢箱拱肋吊装定位装置及其施工方法。

背景技术

目前，在钢箱拱桥主拱肋安装施工过程中，大部分施工方法采用缆索吊或浮吊安装施工，如专利号为201210221915.6的发明专利，公开了一种钢箱提篮拱桥拱肋节段的吊装施工方法，包括以下步骤：在拱肋节段上设置前、后两组吊点，并分别与前、后两组横向可调式吊具连接，吊具由起重吊钩提升；通过所述前、后两组横向可调式吊具提升拱肋节段，并在所述拱肋节段脱离地面或甲板之前，调整其纵向倾角至设计位置；继续通过所述前、后两组横向可调式吊具提升拱肋节段，并在空中调整所述拱肋节段的横向倾角至设计位置。该方法能够调节拱肋节段的横向倾角。但是，因为钢箱拱肋节段焊接时施工难度大，安装精度要求高，施工过程中占用浮吊的时间较长，钢箱拱肋环缝焊接时焊缝预应力难以控制，因此，在钢箱拱肋安装前及安装中需要采取必要、有效措施消除环缝焊接无预应力，提高大型机械使用效率，将钢箱拱肋定位准确，保证钢箱拱桥主拱肋安装后精度偏差满足相关规范要求。

发明内容

本发明公开了一种钢箱拱肋吊装定位装置及钢箱拱肋的施工方法，能在拱肋节段安装过程中帮助快速调整待安装拱肋节段的位置，同时能帮助提高拱肋节段安装的精度。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种钢箱拱肋拼装定位装置，包括吊装机构、匹配固定机构和精调机构，所述吊装机构包括起重设备和吊带，所述起重设备通过吊带与待安装拱肋节段可拆卸连接；

所述匹配固定机构包括马板和匹配件，所述匹配件间隔设置在拱肋节段前面、后面、上面和下面中至少两个面的两端，且相邻的拱肋节段匹配件位置互相配合，并通过连接件连接；所述马板间隔连接于相邻拱肋节段前面、后面、上面和下面中至少两个面的环缝接合处；

所述精调机构包括张拉精调机构和顶升精调机构，拱肋节段的上面和下面两端至少设置有1个张拉精调机构和1个顶升精调机构；所述张拉精调机构包括环缝调节板、张拉千斤顶和钢绞线，所述环缝调节板设置在拱肋节段上面和下面的两端，且相邻的拱肋节段的环缝调节板位置互相配合，已安装拱肋节段的环缝调节板外侧固定有张拉千斤顶，张拉千斤顶通过钢绞线与待安装拱肋节段的环缝调节板相连；所述顶升精调机构包括环缝调节板、顶升千斤顶，所述环缝调节板设置在拱肋节段上面和下面的两端，且相邻的拱肋节段的环缝调节板位置互相配合，已安装拱肋节段的环缝调节板内侧固定有顶升千斤顶。

进一步的，所述匹配件包括匹配连接板，所述匹配连接板上设置有若干个连接通孔，所述连接件穿过连接通孔，使相邻的拱肋节段匹配件连接在一起。

优选的，所述匹配件还包括匹配加固板，所述匹配加固板对称设置在匹配连接板的外侧面，所述连接通孔设置在两块匹配加固板之间。

优选的，所述连接件为螺栓。

进一步的，所述环缝调节板包括调节定位板，所述调节定位板的中部设置有调节孔。

优选的，所述张拉精调机构中，钢绞线一端与张拉千斤顶连接，另一端穿过调节孔待安装拱肋节段的环缝调节板连接。

优选的，所述环缝调节板还包括调节保护板，所述调节保护板对称设置在调节定位板的外侧面，所述调节孔设置在两块调节保护板之间。

进一步的，所述拱肋节段的前面和/或后面也设置有张拉精调机构和顶升精调机构。

本发明提供了采用以上所述的钢箱拱肋吊装定位装置进行钢箱拱肋施工的方法，包括以下步骤：

S1.在起重设备上安装吊带；

S2.在吊带下端安装卸扣；

S3.将卸扣安装至待安装拱肋节段的吊耳上；

S4. 起重设备吊装待安装拱肋节段至设计位置；

S5.对位至少一组匹配件并安装连接件，所述一组匹配件为位置互相配合的已安装拱肋节段匹配件和待安装拱肋节段匹配件；

S6.利用张拉精调机构的张拉千斤顶和顶升精调机构的钢绞线和顶升千斤顶进行待安装拱肋节段位置精确调整；

S7. 待安装拱肋节段空中姿态精确调整后，安装其余匹配件的连接件并在制定位置安装设计数量马板；

S8. 起重设备与待安装拱肋节段分离后，进行钢箱拱肋的环缝焊接。

重复S1～S8，直至完成整个钢箱拱肋安装。

所述步骤S6中，具体过程为：当已安装拱肋节段和待安装拱肋节段之间的环缝宽度大于设计宽度时，采用张拉千斤顶张拉钢绞线，缩小已安装拱肋节段和待安装拱肋节段的环缝调节板之间的距离，进而缩小已安装拱肋节段和待安装拱肋节段之间的环缝宽度；当已安装拱肋节段和待安装拱肋节段之间的环缝宽度小于设计宽度时，采用顶升千斤顶增大已安装拱肋节段和待安装拱肋节段的环缝调节板之间的距离，进而缩小已安装拱肋节段和待安装拱肋节段之间的环缝宽度。

本发明具有以下优点：

（1）由于设计有匹配件和马板预先将待安装拱肋节段和已安装拱肋节段连接在一起，因此，可大大减少浮吊或其他起重设备的占用时间，能有效提高大型起重设备的使用效率，大大加快钢箱拱肋节段安装施工进度。

（2）由于设计了匹配件和马板将待安装拱肋节段和已安装拱肋节段进行紧密连接，将减少了高空作业工作量和高空作业安全隐患。

（3）通过张拉精调机构和顶升精调机构可快速实现钢箱拱肋节段的精确对位，使钢箱拱肋节段的安装更加快捷方便。

（4）通过本发明可有效解决环缝无预应力焊接难题。

（5）通过本发明可使钢箱拱肋节段的空中姿态调整及对位得到保障，施工过程中的误差得到大幅度缩小，尤其适用于等宽变高内倾钢箱拱肋的高难度施工过程中使用。

附图说明

图1是匹配固定机构和精调机构的立体结构示意图。

图2是本发明的立体机构示意图。

图3是顶升精调机构的立体结构示意图。

图4是张拉精调机构的立体结构示意图。

图5是匹配件的立体结构示意图。

图6是马板的正视结构示意图。

图中，已安装拱肋节段1，待安装拱肋节段2，环缝调节板3，调节定位板301，调节保护板302，张拉千斤顶4，钢绞线5，马板6，匹配件7，匹配连接板701，匹配加固板702，顶升千斤顶8，吊耳9，吊钩10，吊带11，卸扣12，螺栓13，船吊14，焊孔15。

具体实施方式

以下将结合具体实施例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所示，一种钢箱拱肋拼装定位装置，包括吊装机构、匹配固定机构和精调机构，如图2所示，吊装机构包括起重设备和吊带11，起重设备通过吊带11与待安装拱肋节段2可拆卸连接，本实施例中，起重设备采用桥梁建设领域常用的船吊14，船吊上设置有吊钩10，吊钩10勾住吊带11的上端，吊带11的下端安装有卸扣12，待安装拱肋节段2上安装有吊耳9，吊耳9与卸扣12形成可拆卸连接；匹配固定机构包括马板6和匹配件7，匹配件7间隔设置在拱肋节段前面、后面、上面和下面中至少两个面的两端，且相邻的拱肋节段匹配件7位置互相配合，并通过连接件连接；马板6间隔连接于相邻拱肋节段前面、后面、上面和下面中至少两个面的环缝接合处，根据钢箱拱肋的设计情况，至少是在拱肋节段前面和后面设计有马板6和匹配件7；精调机构包括张拉精调机构和顶升精调机构，拱肋节段的上面和下面两端至少设置有1个张拉精调机构和1个顶升精调机构；如图3所示，张拉精调机构包括环缝调节板3、张拉千斤顶4和钢绞线5，环缝调节板3设置在拱肋节段上面和下面的两端，且相邻的拱肋节段的环缝调节板3位置互相配合，已安装拱肋节段1的环缝调节板3外侧固定有张拉千斤顶4，张拉千斤顶4通过钢绞线5与待安装拱肋节段的环缝调节板3相连；顶升精调机构包括环缝调节板3、顶升千斤顶8，环缝调节板3设置在拱肋节段上面和下面的两端，且相邻的拱肋节段的环缝调节板3位置互相配合，已安装拱肋节段1的环缝调节板3内侧固定有顶升千斤顶8。

在本实施例中，为保证匹配件7的连接强度，匹配件包括匹配连接板701，匹配连接板701上设置有3个连接通孔，连接件穿过连接通孔，使相邻的拱肋节段匹配件7连接在一起，为实现匹配件7的快速连接固定，本实施例的连接件采用高强螺栓。

进一步的，为保证匹配件7自身的强度，匹配件还包括有匹配加固板702，匹配加固板702对称设置在匹配连接板701的外侧面，连接通孔设置在两块匹配加固板之间。

本实施例中，为方便进行钢箱拱肋节段的位置调节，环缝调节板3包括调节定位板301，调节定位板301的中部设置有1个调节孔。环缝调节板3使用于张拉精调机构时，张拉千斤顶4固定连接于已安装拱肋节段1的调节定位板301外侧，钢绞线一端与张拉千斤顶4连接，另一端穿过调节孔与待安装拱肋节段2的调节定位板301连接；环缝调节板3使用于顶升精调机构时，顶升千斤顶8固定连接于已安装拱肋节段1的调节定位板301内侧。另外，为方便工人操作张拉千斤顶4和顶升千斤顶8，环缝调节板3还包括调节保护板302，调节保护板302对称设置在调节定位板301的外侧面，调节孔设置在两块调节保护板302之间。

本实施例采用的马板6为方形板体，如图6所示，为方便进行环缝焊接，在方形板体的一侧边设有焊孔14，焊孔14正对拱肋节段的环缝接合处。

根据钢箱拱肋的实际设计情况，在拱肋节段的前面和/或后面也可相应的设置有张拉精调机构和顶升精调机构，以帮助进一步调整拱肋节段的定位。

采用以上所述的钢箱拱肋吊装定位装置进行钢箱拱肋施工的方法，包括以下步骤：

S1.在起重设备上安装吊带11；

S2.在吊带11下端安装卸扣12；

S3.将卸扣12安装至待安装拱肋节段2的吊耳9上；

S4. 起重设备吊装待安装拱肋节段2至设计位置；

S5.对位至少一组匹配件7并安装连接件，一组匹配件为位置互相配合的已安装拱肋节段匹配件1和待安装拱肋节段2匹配件；

S6.利用张拉精调机构的张拉千斤顶4和顶升精调机构的钢绞线5和顶升千斤顶8进行待安装拱肋节段2位置精确调整；

S7. 待安装拱肋节段2空中姿态精确调整后，安装其余匹配件7的连接件并在制定位置安装设计数量马板6；

S8. 起重设备与待安装拱肋节段2分离后，进行钢箱拱肋的环缝焊接。

重复S1～S8，直至完成整个钢箱拱肋安装。

本实施例中，更为具体的过程为：

步骤S1中，以船吊14为起重设备，在船吊上设置有吊钩10，吊钩10勾住吊带11的上端，本实施例采用了4条吊带11吊装待安装拱肋节段2，吊带11长度为根据已安装拱肋节段1的倾角专门定制的长度。

步骤S5中，对位至少一组匹配件7，并将匹配件通过螺栓紧固在一起，如此一来，可以该固定点为支点，调节待安装拱肋节段2与已安装拱肋节段1之间的环缝宽度，减轻船吊的控制难度。

步骤S6中，当已安装拱肋节段1和待安装拱肋节段2之间的环缝宽度大于设计宽度时，采用张拉千斤顶4张拉钢绞线5，缩小已安装拱肋节段1和待安装拱肋节段2的环缝调节板3之间的距离，进而缩小已安装拱肋节段1和待安装拱肋节段2之间的环缝宽度；当已安装拱肋节段1和待安装拱肋节段2之间的环缝宽度小于设计宽度时，采用顶升千斤顶8增大已安装拱肋节段1和待安装拱肋节段2的环缝调节板3之间的距离，进而缩小已安装拱肋节段1和待安装拱肋节段2之间的环缝宽度。张拉千斤顶4和顶升千斤顶8对环缝宽度的控制比单纯的依靠船吊更为精确，因此可使施工过程中的误差得到大幅度缩小，大大提供了工程速度和质量。

步骤S7中，待安装拱肋节段2空中姿态精确调整后，将其余匹配件7通过螺栓13连接在一起，并在环缝接合处安装设计数量马板6，马板6更有利于帮助稳固已安装拱肋1和待安装拱肋节段2之间的连接，提高了工人高空作业的安全性。

步骤S8中，由于已安装了马板，吊钩10可松开与吊带11的连接，然后进行环缝焊接，环缝焊接时无需在使用浮吊14，可大大减少浮吊14的占用时间。

Claims (10)

1.一种钢箱拱肋吊装定位装置，包括吊装机构、匹配固定机构和精调机构，其特征在于：

所述吊装机构包括起重设备和吊带，所述起重设备通过吊带与待安装拱肋节段可拆卸连接；

所述匹配固定机构包括马板和匹配件，所述匹配件间隔设置在拱肋节段前面、后面、上面和下面中至少两个面的两端，且相邻的拱肋节段匹配件位置互相配合，并通过连接件连接；所述马板间隔连接于相邻拱肋节段前面、后面、上面和下面中至少两个面的环缝接合处；

所述精调机构包括张拉精调机构和顶升精调机构，拱肋节段的上面和下面两端至少设置有1个张拉精调机构和1个顶升精调机构；所述张拉精调机构包括环缝调节板、张拉千斤顶和钢绞线，所述环缝调节板设置在拱肋节段上面和下面的两端，且相邻的拱肋节段的环缝调节板位置互相配合，已安装拱肋节段的环缝调节板外侧固定有张拉千斤顶，张拉千斤顶通过钢绞线与待安装拱肋节段的环缝调节板相连；所述顶升精调机构包括环缝调节板、顶升千斤顶，所述环缝调节板设置在拱肋节段上面和下面的两端，且相邻的拱肋节段的环缝调节板位置互相配合，已安装拱肋节段的环缝调节板内侧固定有顶升千斤顶。

2.根据权利要求1所述的钢箱拱肋吊装定位装置，其特征在于：

所述匹配件包括匹配连接板，所述匹配连接板上设置有若干个连接通孔，所述连接件穿过连接通孔，使相邻的拱肋节段匹配件连接在一起。

3.根据权利要求2所述的钢箱拱肋吊装定位装置，其特征在于：

所述匹配件还包括匹配加固板，所述匹配加固板对称设置在匹配连接板的外侧面，所述连接通孔设置在两块匹配加固板之间。

4.根据权利要求1所述的钢箱拱肋吊装定位装置，其特征在于：

所述环缝调节板包括调节定位板，所述调节定位板的中部设置有调节孔。

5.根据权利要求4所述的钢箱拱肋吊装定位装置，其特征在于：

所述张拉精调机构中，钢绞线一端与张拉千斤顶连接，另一端穿过调节孔与待安装拱肋节段的环缝调节板连接。

6.根据权利要求4或5所述的钢箱拱肋吊装定位装置，其特征在于：

所述环缝调节板还包括调节保护板，所述调节保护板对称设置在调节定位板的外侧面，所述调节孔设置在两块调节保护板之间。

7.根据权利要求2所述的钢箱拱肋吊装定位装置，其特征在于：

所述连接件为螺栓。

8.根据权利要求1所述的钢箱拱肋吊装定位装置，其特征在于：

所述拱肋节段的前面和/或后面也设置有张拉精调机构和顶升精调机构。

9.采用如权利要求1所述的钢箱拱肋吊装定位装置进行钢箱拱肋施工的方法，其特征在于包括以下步骤：

S1.在起重设备上安装吊带；

S2.在吊带下端安装卸扣；

S3.将卸扣安装至待安装拱肋节段的吊耳上；

S4. 起重设备吊装待安装拱肋节段至设计位置；

S5.对位至少一组匹配件并安装连接件，所述一组匹配件为位置互相配合的已安装拱肋节段匹配件和待安装拱肋节段匹配件；

S6.利用张拉精调机构的张拉千斤顶和顶升精调机构的钢绞线和顶升千斤顶进行待安装拱肋节段位置精确调整；

S7. 待安装拱肋节段空中姿态精确调整后，安装其余匹配件的连接件并在制定位置安装设计数量马板；

S8. 起重设备与待安装拱肋节段分离后，进行钢箱拱肋的环缝焊接；

重复S1～S8，直至完成整个钢箱拱肋安装。

10.根据权利要求9所述的施工方法，其特征在于：

所述步骤S6中，具体过程为：当已安装拱肋节段和待安装拱肋节段之间的环缝宽度大于设计宽度时，采用张拉千斤顶张拉钢绞线，缩小已安装拱肋节段和待安装拱肋节段的环缝调节板之间的距离，进而缩小已安装拱肋节段和待安装拱肋节段之间的环缝宽度；当已安装拱肋节段和待安装拱肋节段之间的环缝宽度小于设计宽度时，采用顶升千斤顶增大已安装拱肋节段和待安装拱肋节段的环缝调节板之间的距离，进而缩小已安装拱肋节段和待安装拱肋节段之间的环缝宽度。