CN108221639B - 一种三塔悬索桥主梁安装施工结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及桥梁施工结构领域，具体地指一种三塔悬索桥主梁安装施工结构。包括中跨塔、位于中跨塔横桥向两侧的边跨塔以及承重主索；中跨塔塔顶设置有平衡装置；边跨塔靠岸一侧布置有用于存放主梁梁段的吊装平台；承重主索一端锚固在平衡装置上，另一端锚固在吊装平台上，中跨塔两侧的承重主索通过平衡装置使承重主索对中跨塔的水平拉力相互抵消地对称分置于中跨塔两侧；承重主索上安装有吊运装置。本发明的施工结构简单，操作方便，通在中跨塔两侧对称布置承重主索和吊装装置，能够有效消除主梁拼装过程中的水平拉力，提高拼装施工的安全性，且不侵占航道，具有极大的推广价值。

Description

一种三塔悬索桥主梁安装施工结构

技术领域

本发明涉及桥梁施工结构领域，具体地指一种三塔悬索桥主梁安装施工结构。

背景技术

瓯江北口大桥连接瓯江两岸，是世界上首座“三塔四跨”的钢桁梁悬索桥，是目前我国乃至世界上技术难度最大、建造工艺最为复杂的桥梁之一。中跨主梁吊装施工难度大、是本项目关键节点工程。由于中跨部分主梁设计高度位于悬索桥主缆下方，悬索桥主梁施工常用的缆载吊机不宜应用于主梁吊装作业，如果采用浮吊施工时，两跨主梁如果落钩不同步，则对主缆载跨中塔顶的水平分力不同，会导致主缆相对索鞍滑动，影响主缆线型，塔顶水平分力过大，对塔根部形成极大弯矩，造成严重后果，施工控制难度和风险极大。此外，不管是采用缆载吊机还是浮吊施工，都要长时间占用航道，通航风险很大，而且缆载吊机采用液压驱动方式，自身行走较为缓慢，难以满足快速吊装的工效要求。

发明内容

本发明的目的就是要解决上述背景技术中提到的现有技术应用于三塔四跨悬索桥存在吊装困难、侵占航道的技术问题，提供一种三塔悬索桥主梁安装施工结构。

本发明的技术方案为：一种三塔悬索桥主梁安装施工结构，其特征在于：包括中跨塔、位于中跨塔顺桥向两侧的边跨塔以及承重主索；所述的中跨塔塔顶设置有平衡装置；所述的边跨塔靠岸一侧布置有用于存放主梁梁段的吊装平台；所述的承重主索一端锚固在平衡装置上，另一端锚固在吊装平台上，中跨塔两侧的承重主索通过平衡装置使承重主索对中跨塔的水平拉力相互抵消地对称分置于中跨塔两侧；所述的承重主索上安装有用于将主梁梁段从吊装平台吊运至边跨塔与中跨塔之间进行主梁拼装的吊运装置。

进一步的所述的吊运装置包括位于吊装平台上的牵引机和滑动连接承重主索上的跑车；所述的牵引机与跑车之间通过牵引索连接；所述的牵引索包括用于驱动跑车沿承重主索行进的水平拉索和穿过跑车上的滑轮组用于吊运主梁梁段沿竖向移动的竖直拉索。

进一步的所述的滑轮组包括固定在跑车上的用于改变竖直拉索传力方向的定滑轮组和悬吊于定滑轮组下方的与主梁梁段固定的动滑轮组。

进一步的所述的平衡装置包括锚固在中跨塔塔顶中央的平衡锚块以及锚固在中跨塔塔顶且分置于平衡锚块顺桥向两侧的转索鞍；所述的承重主索穿过转索鞍与平衡锚块固定，两根承重主索以平衡锚块中点为中心对称布置于平衡锚块上。

一种三塔悬索桥主梁安装施工方法，其特征在于：施工中跨塔和中跨塔顺桥向两侧的边跨塔，在边跨塔靠岸一侧布置吊装平台，将承重主索一端锚固在中跨塔塔顶，另一端穿过边跨塔塔顶锚固在吊装平台上，在承重主索上布置吊装装置，中跨塔两侧的吊装装置同步吊运主梁梁段，使两侧承重主索对中跨塔产生的水平横向拉力相互抵消，同步对称在中跨塔和边跨塔之间拼装主梁，直至主梁拼装完成。

进一步的将承重主索一端锚固在中跨塔塔顶的方法为：在中跨塔塔顶中央锚固平衡锚块，将承重主索端部锚固在平衡锚块顺桥向侧部，使两侧承重主索对称布置于平衡锚块上。

进一步的在承重主索上布置吊装装置的方法为：在吊装平台靠岸一侧安装牵引机，在承重主索上布置可沿承重主索滑动的跑车，通过可驱动跑车沿承重主索移动的水平拉索连接牵引机和跑车，将牵引机上的竖直拉索穿过跑车上的定滑轮组与下方的动滑轮组连接。

进一步的包括以下步骤：1)、施工中跨塔和中跨塔顺桥向两侧的边跨塔，在边跨塔靠岸一侧布置吊装平台；

2)、在中跨塔塔顶安装平衡锚块和转索鞍，将承重主索一端穿过转索鞍与平衡锚块固定，另一端穿过边跨塔与吊装平台锚固；

3)、在承重主索上安装跑车，在跑车与吊装平台上的牵引机之间架设水平拉索，将牵引机上的竖直拉索穿过跑车上的定滑轮组与下方的动滑轮组连接；

4)、两组跑车通过两侧的牵引机移动至对应的吊装平台上吊起主梁梁段，在两侧牵引机的同步运行下，跑车吊运主梁梁段至中跨塔与边跨塔之间开始进行主梁拼装，中跨塔两侧的主梁梁段以中跨塔为中心开始对称拼装；

5)、依次吊运剩余主梁梁段，直至完成主梁拼装。

进一步的所述的步骤4中，跑车吊运主梁梁段至中跨塔与边跨塔之间开始进行主梁拼装的方法为：以中跨塔为起点向边跨塔一侧依次开始拼装、或是以边跨塔为起点向中跨塔一侧依次拼装、或是以中跨塔和边跨塔之间主梁中点为起点沿顺桥向方向向两侧依次拼装。

本发明的优点有：1、通过在中跨塔两侧对称布置承重主索，同步进行主梁梁段的拼装，能够保证在拼装过程中产生的水平拉力相互抵消，避免了对中跨塔的破坏，提高施工的安全性；

2、通过在中跨塔顶设置平衡锚块，能够方便承重主索的快速连接，使受力集中到平衡锚块上，避免对中跨塔产生拉扯破坏；

3、通过牵引机控制水平拉索和竖直拉索实现对梁段的拼装，整个操作过程简单，高效，不会侵占航道，也简化了吊装设备的安装。

本发明的施工结构简单，操作方便，通在中跨塔两侧对称布置承重主索和吊装装置，能够有效消除主梁拼装过程中的水平拉力，提高拼装施工的安全性，且不侵占航道，施工简便，具有极大的推广价值。

附图说明

图1：本发明的施工结构示意图；

图2：本发明的平衡装置布置结构示意图；

图3：本发明的跑车与承重主索安装结构示意图；

图4：本发明的动滑轮组与主梁梁段连接结构示意图；

其中：1—中跨塔；2—边跨塔；3—承重主索；4—吊装平台；5—主梁梁段；6—跑车；7—水平拉索；8—竖直拉索；9—定滑轮组；10—动滑轮组；11—平衡锚块；12—转索鞍。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1～4，本实施例的悬索桥结构为三塔四跨，包括一根中跨塔1和两根边跨塔2，形成三塔四跨结构，本实施例解决的是如何进行中跨塔1与边跨塔2之间的主梁拼装工序。

中跨塔1和边跨塔2之间锚固有承重主索3，其中承重主索3一端穿过边跨塔2塔顶与边跨塔2靠岸一侧的吊装平台4锚固，吊装平台4用于放置主梁梁段5，承重主索3为后期通过吊杆与主梁连接。本实施例的中跨塔1两侧的承重主索3以中跨塔1为中心对称布置于中跨塔1顺桥向两侧。

本实施例的中跨塔1塔顶安装有平衡装置，如图2所示，中跨塔1两侧的承重主索3通过平衡装置使承重主索3对中跨塔1的水平拉力相互抵消地对称分置于中跨塔1两侧，平衡装置包括锚固在中跨塔1塔顶中央的平衡锚块11以及锚固在中跨塔1塔顶且分置于平衡锚块11顺桥向两侧的转索鞍12，承重主索3穿过转索鞍12与平衡锚块11固定，两根承重主索3以平衡锚块11中点为中心对称布置于平衡锚块11上。

承重主索3上安装有用于将主梁梁段5从吊装平台4吊运至边跨塔2与中跨塔1之间进行主梁拼装的吊运装置。如图3～4所示，吊运装置包括位于吊装平台4上的牵引机和滑动连接承重主索3上的跑车6，牵引机与跑车6之间通过牵引索连接，牵引索包括用于驱动跑车6沿承重主索3行进的水平拉索7和穿过跑车6上的滑轮组用于吊运主梁梁段5沿竖向移动的竖直拉索8。

其中，滑轮组包括固定在跑车6上的用于改变竖直拉索8传力方向的定滑轮组9和悬吊于定滑轮组9下方的与主梁梁段5固定的动滑轮组10。

具体施工方法包括以下步骤：1、施工中跨塔1和中跨塔1顺桥向两侧的边跨塔2，在边跨塔2靠岸一侧布置吊装平台4；

2、在中跨塔1塔顶安装平衡锚块11和转索鞍12，将承重主索3一端穿过转索鞍12与平衡锚块11固定，中跨塔1两侧的承重主索3以平衡锚块11的中心为中点对称布置，另一端穿过边跨塔2与吊装平台4锚固；

3、在承重主索3上安装跑车6，在跑车6与吊装平台4上的牵引机之间架设水平拉索7，将牵引机上的竖直拉索8穿过跑车6上的定滑轮组9与下方的动滑轮组10连接；

4、两组跑车6通过两侧的牵引机移动至对应的吊装平台4上吊起主梁梁段5，在两侧牵引机的同步运行下，先通过水平拉索7控制跑车6和主梁梁段5沿承重主索3行进，行进至中跨塔1与边跨塔2之间的设计位置后，开始控制竖直拉索8缓慢下放主梁梁段14至拼装位置进行拼装，中跨塔1两侧的主梁梁段5以中跨塔1为中心开始对称拼装，对称拼装能够使中跨塔1两侧受力平衡，两侧水平拉力相互抵消，使中跨塔1免于受水平拉力破坏，提高了施工的安全性；

5、依次吊运剩余主梁梁段5，直至完成主梁拼装。

实际拼装时，可以以中跨塔1为起点向边跨塔2一侧依次开始拼装、也可以以边跨塔2为起点向中跨塔1一侧依次拼装、或是以中跨塔1和边跨塔2之间主梁中点为起点沿顺桥向方向向两侧依次拼装。

本实施例的平衡锚块11为通过预埋螺钉锚固在中跨塔1塔顶中央的块状结构，平衡锚块11与承重主索3的锚固点以平衡锚块11的中心为中点对称布置，这样能够起到很好的水平拉力相互抵消的作用。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (9)

1.一种三塔悬索桥主梁安装施工结构，其特征在于：包括中跨塔(1)、位于中跨塔(1)顺桥向两侧的边跨塔(2)以及承重主索(3)；所述的中跨塔(1)塔顶设置有平衡装置；所述的边跨塔(2)靠岸一侧布置有用于存放主梁梁段(5)的吊装平台(4)；所述的承重主索(3)一端锚固在平衡装置上，另一端锚固在吊装平台(4)上，中跨塔(1)两侧的承重主索(3)通过平衡装置使承重主索(3)对中跨塔(1)的水平拉力相互抵消地对称分置于中跨塔(1)两侧；所述的承重主索(3)上安装有用于将主梁梁段(5)从吊装平台(4)吊运至边跨塔(2)与中跨塔(1)之间进行主梁拼装的吊运装置。

2.如权利要求1所述的一种三塔悬索桥主梁安装施工结构，其特征在于：所述的吊运装置包括位于吊装平台(4)上的牵引机和滑动连接承重主索(3)上的跑车(6)；所述的牵引机与跑车(6)之间通过牵引索连接；所述的牵引索包括用于驱动跑车(6)沿承重主索(3)行进的水平拉索(7)和穿过跑车(6)上的滑轮组用于吊运主梁梁段(5)沿竖向移动的竖直拉索(8)。

3.如权利要求2所述的一种三塔悬索桥主梁安装施工结构，其特征在于：所述的滑轮组包括固定在跑车(6)上的用于改变竖直拉索(8)传力方向的定滑轮组(9)和悬吊于定滑轮组(9)下方的与主梁梁段(5)固定的动滑轮组(10)。

4.如权利要求1所述的一种三塔悬索桥主梁安装施工结构，其特征在于：所述的平衡装置包括锚固在中跨塔(1)塔顶中央的平衡锚块(11)以及锚固在中跨塔(1)塔顶且分置于平衡锚块(11)顺桥向两侧的转索鞍(12)；所述的承重主索(3)穿过转索鞍(12)与平衡锚块(11)固定，两根承重主索(3)以平衡锚块(11)中点为中心对称布置于平衡锚块(11)上。

5.一种三塔悬索桥主梁安装施工方法，其特征在于：施工中跨塔(1)和中跨塔(1)顺桥向两侧的边跨塔(2)，在边跨塔(2)靠岸一侧布置吊装平台(4)，将承重主索(3)一端锚固在中跨塔(1)塔顶，另一端穿过边跨塔(2)塔顶锚固在吊装平台(4)上，在承重主索(3)上布置吊装装置，中跨塔(1)两侧的吊装装置同步吊运主梁梁段(5)，使两侧承重主索(3)对中跨塔(1)产生的水平横向拉力相互抵消，同步对称在中跨塔(1)和边跨塔(2)之间拼装主梁，直至主梁拼装完成。

6.如权利要求5所述的一种三塔悬索桥主梁安装施工方法，其特征在于：将承重主索(3)一端锚固在中跨塔(1)塔顶的方法为：在中跨塔(1)塔顶中央锚固平衡锚块(11)，将承重主索(3)端部锚固在平衡锚块(11)顺桥向侧部，使两侧承重主索(3)对称布置于平衡锚块(11)上。

7.如权利要求5所述的一种三塔悬索桥主梁安装施工方法，其特征在于：在承重主索(3)上布置吊装装置的方法为：在吊装平台(4)靠岸一侧安装牵引机，在承重主索(3)上布置可沿承重主索滑动的跑车(6)，通过可驱动跑车(6)沿承重主索(3)移动的水平拉索(7)连接牵引机和跑车(6)，将牵引机上的竖直拉索(8)穿过跑车(6)上的定滑轮组(9)与下方的动滑轮组(10)连接。

8.如权利要求5所述的一种三塔悬索桥主梁安装施工方法，其特征在于：包括以下步骤：1)、施工中跨塔(1)和中跨塔(1)顺桥向两侧的边跨塔(2)，在边跨塔(2)靠岸一侧布置吊装平台(4)；

2)、在中跨塔(1)塔顶安装平衡锚块(11)和转索鞍(12)，将承重主索(3)一端穿过转索鞍(12)与平衡锚块(11)固定，另一端穿过边跨塔(2)与吊装平台(4)锚固；

3)、在承重主索(3)上安装跑车(6)，在跑车(6)与吊装平台(4)上的牵引机之间架设水平拉索(7)，将牵引机上的竖直拉索(8)穿过跑车(6)上的定滑轮组(9)与下方的动滑轮组(10)连接；

4)、两组跑车(6)通过两侧的牵引机移动至对应的吊装平台(4)上吊起主梁梁段(5)，在两侧牵引机的同步运行下，跑车(6)吊运主梁梁段(5)至中跨塔(1)与边跨塔(2)之间开始进行主梁拼装，中跨塔(1)两侧的主梁梁段(5)以中跨塔(1)为中心开始对称拼装；

5)、依次吊运剩余主梁梁段(5)，直至完成主梁拼装。

9.如权利要求8所述的一种三塔悬索桥主梁安装施工方法，其特征在于：所述的步骤4中，跑车(6)吊运主梁梁段(5)至中跨塔(1)与边跨塔(2)之间开始进行主梁拼装的方法为：以中跨塔(1)为起点向边跨塔(2)一侧依次开始拼装、或是以边跨塔(2)为起点向中跨塔(1)一侧依次拼装、或是以中跨塔(1)和边跨塔(2)之间主梁中点为起点沿顺桥向方向向两侧依次拼装。