CN108360385B - 一种钢箱梁吊装限位缓冲施工方法 - Google Patents

Abstract

一种钢箱梁吊装限位缓冲施工方法，通过起重装置将钢箱梁吊装至桥面上，所述的桥面上设有侧向限位机构和竖向缓冲机构，起重装置吊装的钢箱梁通过侧向限位机构和竖向缓冲机构缓冲并平稳吊装至指定位置。采用上述方法，能够实现强潮涌海域的箱梁运输吊装作业，且相对于现有技术来说，吊装作业前的准备工作简单，且整个吊装作业过程受水文条件影响小，能够有效提升吊装作业的效率。

Description

一种钢箱梁吊装限位缓冲施工方法

技术领域

本发明涉及海上桥梁施工领域，特别是一种钢箱梁吊装限位缓冲施工方法。

背景技术

桥梁钢箱梁安装通常有三种施工方法：一是起重船整体吊装，该方法具有效率高等优点，但需要配备大型起重船；二是桥面吊机分节段吊装，该方法经济性好，但施工效率较低；三是钢箱梁节段分片吊装至已浇筑好的钢筋混凝土桥面，焊接拼装后，整体顶推完成安装，该方法结合了起重船整体吊装和桥面吊机分片吊装的优点。

涌浪海域桥梁建设工程中，针对上述的第三种钢箱梁安装施工方法，采用中小型起重船从运输驳船吊装钢箱梁节段至已浇筑好的钢筋混凝土桥面时，由于波浪中起重船及运输驳船的运动响应，一方面在钢箱梁节段在吊离驳船的瞬间有潜在碰撞的风险，另一方面，起重船运动响应会激励吊钩重物系统在水平面内及竖向的受迫振动，导致吊装作业不能顺利进行，落位时甚至会损坏待安装的钢箱梁等永久结构，造成不必要的经济损失。

现有的中国专利“大吨位箱梁下海系统及施工方法”（申请号201010621058.X）公开了一种海上桥梁施工中，箱梁的运输架设方法，其主要依靠在施工区域中的码头上设置走道梁，并利用在走道梁上的走行大车进行箱梁的运输，虽然能够有效避免水位影响，但是其准备工作工程量较大，并且在完成箱梁架设之后需要进行走道梁的拆除作业，无疑对整个工程的进度造成影响，另外，当架梁区域位于整个工程的中心点时，走行大车运输箱梁的行走距离较长，由于箱梁自重较大，走行大车的运输速度较慢，因此施工效率必然会降低。

现有中国专利“一种在强潮涌海域上的水路运输架设钢箱梁的方法”（申请号201310010008.1）公开了一种在强潮涌海域上进行箱梁运输假设的方法，其方法主要是研究强潮涌水域的水文变化，并通过试航确认水文条件满足箱梁运输架设作业条件之后，再进行作业，但其受水文条件约束较大，当水文条件不满足作业要求时，箱梁无法进行运输架设作业，影响施工进度，并且其前期准备工作“对需建设航道桥的强潮涌海域的水文变化规律进行研究”也需要耗费一定时间。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种钢箱梁吊装限位缓冲施工方法，能够有效解决背景技术中的问题，实现强潮涌海域的箱梁运输吊装作业，且相对于现有技术来说，吊装作业前的准备工作简单，且整个吊装作业过程受水文条件影响小，能够有效提升吊装作业的效率。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种钢箱梁吊装限位缓冲施工方法，通过起重装置将钢箱梁吊装至桥面上，所述的桥面上设有侧向限位机构和竖向缓冲机构，起重装置吊装的钢箱梁通过侧向限位机构和竖向缓冲机构缓冲并平稳吊装至指定位置。

优选的方案中，具体包括以下步骤：

1）通过运输驳船将钢箱梁运输至桥面一侧的海域位置上；

2）将起重船停靠在运输驳船一侧，并通过定位锚缆实现在水面上的定位；

3）利用起重船对运输驳船上的钢箱梁进行起吊；

4）钢箱梁吊装至桥面上落梁区域内的竖向缓冲机构上方；

5）将钢箱梁预留的牵引绳与桥面上的纵桥向牵引绞车连接；

6）利用纵桥向牵引绞车收紧与其连接的预留牵引绳，对钢箱梁进行纵桥向运动约束；

7）当钢箱梁停止纵桥向的运动之后，利用起重船吊放钢箱梁，使钢箱梁的边腹板与侧向限位机构接触，依靠侧向限位机构对钢箱梁进行横桥向运动约束；

8）当钢箱梁停止横桥向的运动之后，利用起重船吊放钢箱梁，使钢箱梁的底面与竖向缓冲机构接触并缓冲；

9）钢箱梁接触到竖向缓冲机构后，竖向缓冲机构形成运动阻尼，逐渐降低钢箱梁的竖向往复运动幅度，最终使钢箱梁平稳落位于竖向缓冲机构上。

优选的方案中，所述的侧向限位机构固定在支架上，所述的支架固定设置在桥面上。

优选的方案中，所述的侧向限位机构和竖向缓冲机构均采用油缸，所述的侧向限位机构中的油缸活塞杆水平设置，所述的竖向缓冲机构中的油缸活塞杆竖直朝上设置。

优选的方案中，所述的步骤7）中，起重船起升大臂并同时持续落钩，使钢箱梁向侧向限位机构方向移动。

优选的方案中，所述的步骤8）中，起重船起升大臂并同时持续落钩，使钢箱梁紧贴侧向限位机构向下移动。

优选的方案中，所述的运输驳船甲板上设有钢支墩，钢支墩顶面设有垫木，钢箱梁搁置在垫木上，所述的垫木通过牵引绳与设置在运输驳船甲板上的驳船绞车连接。

优选的方案中，所述的侧向限位机构包括底座，底座顶部设有限位挡板，限位挡板一侧设有支撑板；

所述的底座采用截面为“U”形的结构，底座的“U”形凹槽内设有横向油缸，所述的横向油缸的推杆一端通过连接件与限位挡板的下端固定连接，所述的限位挡板上端与支撑板的上端铰接，所述的支撑板的下端铰接设置在底座顶面。

优选的方案中，所述的竖向缓冲机构包括竖向油缸，竖向油缸的推杆竖直向上设置，推杆的上端固定设有球体，推杆的上端通过球体活动连接有活动块，活动块的顶面设有橡胶垫板；

所述的竖向油缸设置在导向套筒内，导向套筒为一端开口的筒状结构，导向套筒上还套设有与导向套筒结构相同的活动套筒，导向套筒与活动套筒开口端相对设置，所述的竖向油缸的上端穿设在活动套筒未封闭端上。

本发明所提供的一种钢箱梁吊装限位缓冲施工方法，通过采用上述结构，具有以下有益效果：

（1）在钢箱梁吊离运输驳船时，通过驳船绞车对垫木牵引使其脱离钢支墩，使钢箱梁与运输驳船的甲板之间产生一定距离的间隙，避免因驳船受潮涌影响上下运动导致的驳船与钢箱梁发生碰撞，保护钢箱梁不受损坏；

（2）钢箱梁在落位在桥面上的侧向限位机构和竖向缓冲机构上，实现了对桥面及钢箱梁的保护，避免了箱梁随起吊船发生晃动，导致在下落过程中与桥面之间产生碰撞摩擦而造成桥面与箱梁的损伤。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明的施工平面总布置示意图。

图2为本发明的运输驳船甲板上的支墩结构示意图。

图3为本发明的钢箱梁吊装作业过程中的断面图。

图4为本发明中的钢箱梁吊装至桥面时的示意图。

图5为本发明中的钢箱梁吊装至桥面时的细部示意图。

图6-7为本发明中的侧向限位机构结构示意图。

图8为本发明中的竖向缓冲机构结构示意图。

图中：起重船1，运输驳船2，钢箱梁3，桥面4，侧向限位机构5，竖向缓冲机构6，纵桥向牵引绞车7，定位锚缆8，驳船绞车21，钢支墩22，垫木23，限位挡板501，MGE滑板502，横向油缸503，连接件504，导向机构505，支撑板506，伸缩杆507，底座508，凹槽509，限位块510，导向套筒601，竖向油缸602，球体603，活动套筒604，活动块605，橡胶垫板606。

具体实施方式

实施例1：

如图1、3-5中，一种钢箱梁吊装限位缓冲施工方法，通过起重装置将钢箱梁3吊装至桥面4上，所述的桥面4上设有侧向限位机构5和竖向缓冲机构6，起重装置吊装的钢箱梁3通过侧向限位机构5和竖向缓冲机构6缓冲并平稳吊装至指定位置。

实施例2：

在实施例1的基础上，钢箱梁的吊装作业具体包括以下步骤：

1）通过运输驳船2将钢箱梁3运输至桥面4一侧的海域位置上；

2）将起重船1停靠在运输驳船2一侧，并通过定位锚缆8实现在水面上的定位；

3）利用起重船1对运输驳船2上的钢箱梁3进行起吊；

4）钢箱梁3吊装至桥面4上落梁区域内的竖向缓冲机构6上方；

5）将钢箱梁3预留的牵引绳与桥面4上的纵桥向牵引绞车7连接；

6）利用纵桥向牵引绞车7收紧与其连接的预留牵引绳，对钢箱梁3进行纵桥向运动约束；

7）当钢箱梁3停止纵桥向的运动之后，利用起重船1吊放钢箱梁3，使钢箱梁（3）的边腹板与侧向限位机构5接触，依靠侧向限位机构5对钢箱梁3进行横桥向运动约束；

8）当钢箱梁3停止横桥向的运动之后，利用起重船1吊放钢箱梁3，使钢箱梁3的底面与竖向缓冲机构6接触并缓冲；

9）钢箱梁3接触到竖向缓冲机构6后，竖向缓冲机构6形成运动阻尼，逐渐降低钢箱梁3的竖向往复运动幅度，最终使钢箱梁3平稳落位于竖向缓冲机构6上。

优选的方案中，所述的步骤7）中，起重船1起升大臂并同时持续落钩，使钢箱梁3向侧向限位机构5方向移动。

所述的步骤8）中，起重船1起升大臂并同时持续落钩，使钢箱梁3在涌浪作用下紧贴侧向限位机构5并进行竖向的往复运动，使竖向缓冲机构6中的油缸活塞缸实现反复收缩与伸张运动，达到缓冲竖向动量的目的。

钢箱梁3的下吊过程中，采用起重船1起升大臂并同时持续落钩，能够有效缓冲因潮涌造成起重船1晃动而导致的钢箱梁3的晃动，避免钢箱梁3的晃动幅度过大对侧向限位机构5和竖向缓冲机构6的冲击。

实施例3：

在实施例1的基础上，所述的侧向限位机构5固定在支架上，所述的支架固定设置在桥面4上。

所述的侧向限位机构5和竖向缓冲机构6均采用油缸，所述的侧向限位机构5中的油缸活塞杆水平设置，所述的竖向缓冲机构6中的油缸活塞杆竖直朝上设置。

实施例4：

如图2中，在实施例2的基础上，所述的运输驳船2甲板上设有钢支墩22，钢支墩22顶面设有垫木23，钢箱梁3搁置在垫木23上，所述的垫木23通过牵引绳与设置在运输驳船2甲板上的驳船绞车21连接。

实施例5：

在实施例2的基础上，

本发明的原理如下：

将竖向缓冲机构6以及侧向限位机构固定于桥面4的落梁区域，确保竖向缓冲机构6竖直安装（如图6所示），侧向限位机构5通过支架与桥面4保持一定高度。

实施例6：

如图6-7，在实施例3的基础上，所述的侧向限位机构5包括底座508，底座508顶部设有限位挡板501，限位挡板501一侧设有支撑板506；

所述的底座508采用截面为“U”形的结构，底座508的“U”形凹槽509内设有横向油缸503，所述的横向油缸503的推杆一端通过连接件504与限位挡板501的下端固定连接，所述的限位挡板501上端与支撑板506的上端铰接，所述的支撑板506的下端铰接设置在底座508顶面。

实施例7：

如图8，在实施例3的基础上，所述的竖向缓冲机构6包括竖向油缸602，竖向油缸602的推杆竖直向上设置，推杆的上端固定设有球体603，推杆的上端通过球体603活动连接有活动块605，活动块605的顶面设有橡胶垫板606；

所述的竖向油缸602设置在导向套筒601内，导向套筒601为一端开口的筒状结构，导向套筒601上还套设有与导向套筒601结构相同的活动套筒604，导向套筒601与活动套筒604开口端相对设置，所述的竖向油缸602的上端穿设在活动套筒604未封闭端上。

起重船1起吊钢箱梁3，使其吊离垫木23，运输驳船2上设置的驳船绞车21迅速抽离垫木23，使垫木23滑落至运输驳船2的甲板上，从而起到钢箱梁3与驳船甲板之间产生一定的间隙，避免在之后驳船上下升沉运动导致的驳船与钢箱梁3的接触碰撞；

通过钢箱梁3上的预留牵引缆绳与设置于桥面上纵桥向牵引绞车7连接，收紧缆绳，从而达到约束钢箱梁3在纵桥向的运动幅值并保持钢箱梁3后续在该方向上的稳定性；

待钢箱梁3在纵桥向上稳定之后，起重船1起升大臂，同时落钩使钢箱梁的边腹板与侧向限位机构5挡板发生碰撞，此过程中通过油缸的收缩与伸张，对钢箱梁1的横桥向运动形成阻尼，逐渐降低钢箱梁横桥向的运动幅值；

待钢箱梁3在横桥向的运动幅值减小到零后，起重船1起升大臂并保证钢箱梁3的边腹板紧贴侧向限位机构5，此时起重船1不断落钩，在涌浪的作用下，钢箱梁1紧贴侧向限位挡板501作竖向往复运动，当接触竖向缓冲机构6后，竖向缓冲机构6中的油缸发挥缓冲作用，形成一定的运动阻尼，逐渐降低箱梁竖向往复运动幅值，使之平稳落位于竖向油缸顶部活动板上，最终完成钢箱梁3的吊装作业。

实施例6-7中，油缸缓冲原理如下：

当与竖向油缸602与横向油缸503连接的橡胶垫板606或限位挡板501受到钢箱梁1的压力时，油缸内的压力增大，油液进入储能器，油缸收缩，最终实现延长撞击时间，减小冲击力的目的；而当钢箱梁3离开橡胶垫板606或限位挡板501时，油缸内的压力减小，油液由储能器流入油缸内，油缸伸张，从而达到橡胶垫板606或限位挡板501紧贴钢箱梁3的底面和侧面的效果，形成运动阻尼，在起重船带动钢箱梁1上下往复运动时，通过橡胶垫板606或限位挡板501紧贴钢箱梁3的底面和侧面所形成的阻尼，最终使钢箱梁3能够平缓下来，实现稳定下吊。

对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对各设施位置及参数进行调整，设施位置及参数的调整也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种钢箱梁吊装限位缓冲施工方法，通过起重装置将钢箱梁（3）吊装至桥面（4）上，其特征是：所述的桥面（4）上设有侧向限位机构（5）和竖向缓冲机构（6），起重装置吊装的钢箱梁（3）通过侧向限位机构（5）和竖向缓冲机构（6）缓冲并平稳吊装至指定位置；

具体包括以下步骤：

1）通过运输驳船（2）将钢箱梁（3）运输至桥面（4）一侧的海域位置上；

2）将起重船（1）停靠在运输驳船（2）一侧，并通过定位锚缆（8）实现在水面上的定位；

3）利用起重船（1）对运输驳船（2）上的钢箱梁（3）进行起吊，当钢箱梁（3）吊离垫木（23）时，利用驳船绞车（21）对钢支墩（22）上方的垫木（23）进行牵引，使垫木（23）脱离钢支墩（22）并掉落至运输驳船（2）甲板上；

4）钢箱梁（3）吊装至桥面（4）上落梁区域内的竖向缓冲机构（6）上方；

5）将钢箱梁（3）预留的牵引绳与桥面（4）上的纵桥向牵引绞车（7）连接；

6）利用纵桥向牵引绞车（7）收紧与其连接的预留牵引绳，对钢箱梁（3）进行纵桥向运动约束；

7）当钢箱梁（3）停止纵桥向的运动之后，利用起重船（1）吊放钢箱梁（3），使钢箱梁（3）的边腹板与侧向限位机构（5）接触，依靠侧向限位机构（5）对钢箱梁（3）进行横桥向运动约束；

8）当钢箱梁（3）停止横桥向的运动之后，利用起重船（1）吊放钢箱梁（3），使钢箱梁（3）的底面与竖向缓冲机构（6）接触并缓冲；

9）钢箱梁（3）接触到竖向缓冲机构（6）后，竖向缓冲机构（6）形成运动阻尼，逐渐降低钢箱梁（3）的竖向往复运动幅度，最终使钢箱梁（3）平稳落位于竖向缓冲机构（6）上。

2.根据权利要求1所述的一种钢箱梁吊装限位缓冲施工方法，其特征在于：所述的侧向限位机构（5）固定在支架上，所述的支架固定设置在桥面（4）上。

3.根据权利要求1所述的一种钢箱梁吊装限位缓冲施工方法，其特征在于：所述的侧向限位机构（5）和竖向缓冲机构（6）均采用油缸，所述的侧向限位机构（5）中的油缸活塞杆水平设置，所述的竖向缓冲机构（6）中的油缸活塞杆竖直朝上设置。

4.根据权利要求1所述的一种钢箱梁吊装限位缓冲施工方法，其特征在于：所述的步骤7）中，起重船（1）起升大臂并同时持续落钩，使钢箱梁（3）向侧向限位机构（5）方向移动。

5.根据权利要求1所述的一种钢箱梁吊装限位缓冲施工方法，其特征在于：所述的步骤8）中，起重船（1）起升大臂并同时持续落钩，使钢箱梁（3）紧贴侧向限位机构（5）向下移动。

6.根据权利要求3所述的一种钢箱梁吊装限位缓冲施工方法，其特征在于：所述的侧向限位机构（5）包括底座（508），底座（508）顶部设有限位挡板（501），限位挡板（501）一侧设有支撑板（506）；

所述的底座（508）采用截面为“U”形的结构，底座（508）的“U”形凹槽（509）内设有横向油缸（503），所述的横向油缸（503）的推杆一端通过连接件（504）与限位挡板（501）的下端固定连接，所述的限位挡板（501）上端与支撑板（506）的上端铰接，所述的支撑板（506）的下端铰接设置在底座（508）顶面。

7.根据权利要求3所述的一种钢箱梁吊装限位缓冲施工方法，其特征在于：所述的竖向缓冲机构（6）包括竖向油缸（602），竖向油缸（602）的推杆竖直向上设置，推杆的上端固定设有球体（603），推杆的上端通过球体（603）活动连接有活动块（605），活动块（605）的顶面设有橡胶垫板（606）；

所述的竖向油缸（602）设置在导向套筒（601）内，导向套筒（601）为一端开口的筒状结构，导向套筒（601）上还套设有与导向套筒（601）结构相同的活动套筒（604），导向套筒（601）与活动套筒（604）开口端相对设置，所述的竖向油缸（602）的上端穿设在活动套筒（604）未封闭端上。

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