CN108374350A - 一种钢锚梁和钢牛腿单元的组拼胎架及安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于斜拉桥主塔塔内斜拉索锚固装置钢锚梁和钢牛腿安装施工技术领域，具体涉及一种钢锚梁和钢牛腿单元的组拼胎架及安装方法，包括底架、定位装置、斜撑和竖向支撑，底架包括2根主梁和多根平联，2根主梁通过多根平联平行对称连接，每根主梁的左半部和右半部均由内向外依次连接竖向支撑、定位装置和斜撑，本发明采用该组拼胎架能够实现钢锚梁和钢牛腿单元的高精度快速组拼，结构简易轻巧，操作安全可靠，对于在桥位现场进行的钢锚梁和钢牛腿单元组拼施工而言，施工工效高、拼装精度高、具有良好的技术保障性。

Description

一种钢锚梁和钢牛腿单元的组拼胎架及安装方法

技术领域

本发明属于斜拉桥主塔塔内斜拉索锚固装置钢锚梁和钢牛腿安装施工技术领域，具体涉及一种钢锚梁和钢牛腿单元的组拼胎架及安装方法。

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，跨越内河、大峡谷的大跨径桥梁不胜枚举。对于斜拉桥主塔塔内斜拉索锚固装置采用钢锚梁和钢牛腿单元的结构设计，钢锚梁和钢牛腿单元的安装施工精度直接影响到斜拉索的安装施工精度保障以及成桥索力的最终控制，因此，斜拉桥主塔塔内锚固装置钢锚梁和钢牛腿单元的安装施工精度控制是主塔工程施工的关键和技术控制核心。

对于跨海大桥或通航河道区域的斜拉桥施工而言，钢锚梁和钢牛腿单元可在工厂内进行组拼，经船舶运至主塔施工区直接进行塔端起吊安装。但对于在山区峡谷、河道非通航条件下的斜拉桥施工，由于钢锚梁和钢牛腿在工厂内组拼后整体尺寸较大，重量往往也较大，无法满足道路运输条件，在工厂内通过组拼试验确保加工制造质量合格后往往需要对钢锚梁和钢牛腿单元进行解体，然后通过陆运方式运输到桥位现场，二次进行场地组拼，然后再利用吊装设备进行塔端安装施工。在桥位现场进行钢锚梁和钢牛腿单元的组拼施工，一方面，主塔锚固装置钢牛腿单元一般为异形结构件，在组拼时无法独立实现自身支撑，在组拼时钢牛腿单元都需要增设支撑进行临时支立，钢牛腿单元拼装工作量大，自重往往也较大，组拼施工工效低，安全风险高；另一方面，钢锚梁和钢牛腿单元的组拼精度要求高，钢牛腿承压板顶面四角高差容许偏差为2mm，钢锚梁锚固点的最大允许偏差5mm，钢锚梁和钢牛腿单元组拼精度的保障是工地现场施工的技术关键，同时也是施工重难点，因此，结合钢锚梁和钢牛腿单元的结构特点和施工技术要求。本发明为一种应用于钢锚梁和钢牛腿单元场地组拼的专用胎架，采用该组拼胎架能够实现钢锚梁和钢牛腿单元的高精度快速组拼，结构简易轻巧，操作安全可靠，对于在桥位现场进行的钢锚梁和钢牛腿单元组拼施工而言，施工工效高、拼装精度高、具有良好的技术保障性。组拼胎架的设计和应用，大大提高了钢锚梁和钢牛腿单元的组拼施工工效，组拼精度调控方便可靠，质量控制成效显著，为项目和企业带来了良好的施工和经济效益。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中主塔锚固装置钢牛腿单元在组拼时无法独立实现自身支撑，在组拼时钢牛腿单元都需要增设支撑进行临时支立，钢牛腿单元拼装工作量大、自重较大、组拼施工工效低，安全风险高；同时钢锚梁和钢牛腿单元的组拼精度要求高，钢锚梁和钢牛腿单元组拼精度的保障是工地现场施工的技术关键，同时也是施工重难点的问题。

为此，本发明提供了一种钢锚梁和钢牛腿单元组拼胎架，包括底架、定位装置、斜撑和竖向支撑，底架包括2根主梁和多根平联，2根主梁通过多根平联平行对称连接，每根主梁的左半部和右半部均由内向外依次连接竖向支撑、定位装置和斜撑。

所述定位装置包括内角钢、外角钢和调节螺栓，内角钢和外角钢由内向外相隔连接于底架的顶面，内角钢包括内竖板和内横板，内竖板竖直连接在内横板的外端，外角钢包括外竖板和外横板，外竖板竖直连接在外横板的内端，内横板和外横板均连接底架的顶面，外竖板的上开设孔，调节螺栓可穿过孔。

所述斜撑包括基准节和匹配节，基准节的顶端设置调节丝杆和旋托，调节丝杆的底端连接基准节的顶端，旋托连于调节丝杆上，基准节的底端设置连接耳板，基准节通过连接耳板连接底架，匹配节的顶端设置顶托，匹配节的底端设置垫板，调节丝杆穿过垫板。

所述竖向支撑包括支撑体和千斤顶，支撑体的顶端连接千斤顶，支撑体的底端连接主梁。

一种钢锚梁和钢牛腿单元的安装方法，包括如下步骤：

1)首先在组拼场地安装底架的预埋件，然后将底架连接预埋件；

2)在底架的左半部安装刚牛腿单元：刚牛腿单元至少包括刚牛腿壁板和刚牛腿承压板，刚牛腿壁板的一侧垂直连接刚牛腿承压板，首先将刚牛腿壁板的底部放入定位装置的内竖板和外竖板之间使刚牛腿壁板贴连内竖板，同时调整竖向支撑使刚牛腿承压板进行竖向支撑，然后安装斜撑使顶托支顶于刚牛腿壁板外侧，最后通过调整千斤顶、调节丝杆和调节螺栓完成底架左半部的刚牛腿单元的安装；

3)重复步骤2)在底架的右半部完成刚牛腿单元的安装；

4)安装钢锚梁：首先确定步骤2)和步骤3)的刚牛腿承压板顶面的平整度达到安装要求，然后将钢锚梁放置在底架左半部和右半部的刚牛腿承压板上，通过斜撑和竖向支撑对钢锚梁和刚牛腿单元进行精度调控直至满足精度要求，最后连接钢锚梁和刚牛腿承压板。

所述步骤1)的组拼场地根据钢锚梁和钢牛腿单元的总体重量要求钢锚梁和钢牛腿单元组拼胎架地基承载力不小于200kpa。

所述步骤1)的预埋件顶面高差≤2mm。

所述步骤1)的底架顶面四角高差≤1mm。

所述步骤4)的刚牛腿承压板顶面的平整度的安装要求为刚牛腿承压板顶面的四角高差≤1mm。

本发明的有益效果：本发明提供的这种钢锚梁和钢牛腿单元的组拼胎架及安装方法，对于无法实现钢锚梁和钢牛腿单元工厂组拼直接运输至桥位现场进行安装的施工条件下，需在桥位现场进行钢锚梁和钢牛腿单元的组拼，采用组拼胎架能够高效快捷、高质量、高精度的完成钢锚梁和钢牛腿单元的桥位现场组拼施工，采用该组拼胎架能够实现钢锚梁和钢牛腿单元的高精度快速组拼，结构简易轻巧，操作安全可靠，对于在桥位现场进行的钢锚梁和钢牛腿单元组拼施工而言，施工工效高、拼装精度高、具有良好的技术保障性，组拼胎架的设计和应用，大大提高了钢锚梁和钢牛腿单元的组拼施工工效，组拼精度调控方便可靠，质量控制成效显著，为项目和企业带来了良好的施工和经济效益，值得在今后类似桥梁工程钢锚梁和钢牛腿单元场地组拼施工中得到进一步的推广应用。

附图说明

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

图1是钢锚梁和钢牛腿单元组拼胎架的结构主视图；

图2是钢锚梁和钢牛腿单元组拼胎架的结构俯视图；

图3是底架结构主视图；

图4是底架结构左视图；

图5是底架结构俯视图；

图6是定位装置结构主视图；

图7是斜撑结构主视图；

图8是竖向支撑结构主视图；

图9是底架右半部的钢牛腿单元安装示意主视图；

图10是底架右半部的钢牛腿单元安装示意右视图；

图11是底架右半部的钢牛腿单元安装完成后结构主视图；

图12是底架钢牛腿单元安装完成后结构主视图；

图13是钢锚梁和钢牛腿单元组拼完成后结构主视图。

附图标记说明：1、底架；2、定位装置；3、斜撑；4、竖向支撑；5、刚牛腿单元；6、钢锚梁；1-1、主梁；1-2、平联；2-1、内角钢；2-2、外角钢；2-3、调节螺栓；2-11、内竖板；2-12、内横板；2-21、外竖板；2-22、外横板；2-23、孔；3-1、基准节；3-2、匹配节；3-3、调节丝杆；3-4、旋托；3-5、连接耳板；3-6、顶托；3-7、垫板；4-1、支撑体；4-2、千斤顶；5-1、刚牛腿壁板；5-2、刚牛腿承压板。

具体实施方式

实施例1：

如图1-5所示，一种钢锚梁和钢牛腿单元组拼胎架，包括底架1、定位装置2、斜撑3和竖向支撑4，底架1包括2根主梁1-1和多根平联1-2，2根主梁1-1通过多根平联1-2平行对称连接，每根主梁1-1的左半部和右半部均由内向外依次连接竖向支撑4、定位装置2和斜撑3。

组拼胎架由1个底架1、4个定位装置2、4个斜撑3和4个竖向支撑4组成，定位装置2、斜撑3及竖向支撑4均基于底架1设置，其中定位装置2和竖向支撑4与底架1焊接连接，斜撑3与底架1铰接连接，底架1采用型钢焊接平面桁架结构，包括2个平行设置的型钢主梁1-1和中部5根工字钢平联1-2。

对于无法实现钢锚梁和钢牛腿单元工厂组拼直接运输至桥位现场进行安装的施工条件下，需在桥位现场进行钢锚梁和钢牛腿单元的组拼，采用组拼胎架能够高效快捷、高质量、高精度的完成钢锚梁和钢牛腿单元的桥位现场组拼施工，组拼胎架的设计和应用，不仅能够提高钢锚梁和钢牛腿单元桥位场地组拼施工工效，同时利用固定胎架能够调高钢锚梁和钢牛腿单元的拼装精度保障，组拼胎架结构简易轻便，施工安全可靠，施工应用效果显著，值得在今后类似桥梁工程钢锚梁和钢牛腿单元场地组拼施工中得到进一步的推广应用。

实施例2：

如图6所示，在实施例1的基础上，所述定位装置2包括内角钢2-1、外角钢2-2和调节螺栓2-3，内角钢2-1和外角钢2-2由内向外相隔连接于底架1的顶面，内角钢2-1包括内竖板2-11和内横板2-12，内竖板2-11竖直连接在内横板2-12的外端，外角钢2-2包括外竖板2-21和外横板2-22，外竖板2-21竖直连接在外横板2-22的内端，内横板2-12和外横板2-22均连接底架1的顶面，外竖板2-21的上开设孔2-23，调节螺栓2-3可穿过孔2-23。定位装置2由内角钢2-1、外角钢2-2和调节螺栓2-3组成，其中内角钢2-1焊接于底架1型钢主梁1-1顶面，位于钢牛腿壁板5-1底口内边线位置，以此作为钢牛腿安装时的基准位置，外角钢2-2焊接于钢牛腿壁板5-1底口外侧，预留10mm间隙，在外角钢2-2外竖板2-21上开孔2-23设调节螺栓2-3，用于紧固安装就位后的钢牛腿壁板5-1底口，结构简单，操作方便，紧固稳定，拆卸维护方便。

如图7所示，所述斜撑3包括基准节3-1和匹配节3-2，基准节3-1的顶端设置调节丝杆3-3和旋托3-4，调节丝杆3-3的底端连接基准节3-1的顶端，旋托3-4连于调节丝杆3-3上，基准节3-1的底端设置连接耳板3-5，基准节3-1通过连接耳板3-5连接底架1，匹配节3-2的顶端设置顶托3-6，匹配节3-2的底端设置垫板3-7，调节丝杆3-3穿过垫板3-7。斜撑3采用Φ89×5mm钢管，设于钢牛腿壁板5-1外侧，拼装胎架共配置4个斜撑3，连接耳板3-5通过销接形式连接与底架1铰接连接；匹配节3-2根据钢牛腿规格分为1m和1.5m两种长度类型，匹配节3-2底部设置穿孔垫板3-7，调节丝杆3-3穿过垫板3-7，通过旋托3-4可调节调节丝杆3-3外漏长度，以此来调节斜撑3的总长度，匹配节3-2支顶端设置铰接顶托3-6，直接支顶在钢牛腿壁板5-1上。通过调节丝杆3-3调节装置可实现斜撑3在15cm范围内的长度调节。操作简单，适应性强。

如图8所示，所述竖向支撑4包括支撑体4-1和千斤顶4-2，支撑体4-1的顶端连接千斤顶4-2，支撑体4-2的底端连接主梁1-1。竖向支撑4采用Φ169×10钢管，设于钢牛腿承压板5-2底部，竖向支撑4共4个且直接焊接于底架1主梁1-1顶面，在竖向支撑1顶面设置10t螺旋千斤顶，对钢牛腿承压板5-2形成支顶，竖向可调节范围为10cm，操作方便，提高安装精度。

实施例3

如图9-13所示，在实施例2的基础上，

一种钢锚梁和钢牛腿单元的安装方法，包括如下步骤：

首先在组拼场地安装底架1的预埋件，然后将底架1连接预埋件；所述步骤1)的组拼场地根据钢锚梁6和钢牛腿单元5的总体重量要求钢锚梁和钢牛腿单元组拼胎架地基承载力不小于200kpa；

根据施工组织设计，结合桥位现场实际情况，合理规划钢锚梁和钢牛腿单元的组拼场地。根据钢锚梁和钢牛腿单元的总体重量，要求胎架地基承载力不小于200kpa，现场实测地基承载力不足时需采取相应地基处理措施，确保施工安全和提高安装精度。

所述步骤1)的预埋件顶面高差≤2mm；所述步骤1)的底架1顶面四角高差≤1mm。支立基础模板，安装底架预埋件，要求预埋件顶面高差≤2mm，然后浇筑10cm厚基础硬化混凝土，对预埋件顶面进行复测并精确调整，提高安装精度。

所述步骤4)的刚牛腿承压板5-2顶面的平整度的安装要求为刚牛腿承压板5-2顶面的四角高差≤1mm。在工厂内进行拼装胎架的加工制作，运输至现场后采用吊车整体起吊至拼装场地，与基础预埋件进行连接，要求拼装胎架底架顶面四角高差≤1mm，提高安装精度。

2)在底架1的左半部安装刚牛腿单元5：刚牛腿单元5至少包括刚牛腿壁板5-1和刚牛腿承压板5-2，刚牛腿壁板5-1的一侧垂直连接刚牛腿承压板5-2，首先将刚牛腿壁板5-1的底部放入定位装置2的内竖板2-11和外竖板2-21之间使刚牛腿壁板5-1贴连内竖板2-11，同时调整竖向支撑4使刚牛腿承压板5-2进行竖向支撑，然后安装斜撑3使顶托3-6支顶于刚牛腿壁板5-1外侧，最后通过调整千斤顶4-2、调节丝杆3-3和调节螺栓2-3完成底架1左半部的刚牛腿单元5的安装；

3)重复步骤2)在底架1的右半部完成刚牛腿单元5的安装；

4)安装钢锚梁6：首先确定步骤2)和步骤3)的刚牛腿承压板5-2顶面的平整度达到安装要求，然后将钢锚梁6放置在底架1左半部和右半部的刚牛腿承压板5-2上，通过斜撑3和竖向支撑4对钢锚梁6和刚牛腿单元5进行精度调控直至满足精度要求，最后连接钢锚梁6和刚牛腿承压板5-2。

实施例4

根据施工组织设计，结合桥位现场实际情况，合理规划钢锚梁6和钢牛腿单元5的组拼场地。在工厂内进行拼装胎架的加工制作，运输至现场后采用吊车整体起吊至拼装场地，与基础预埋件进行连接，要求拼装胎架底架顶面四角高差≤1mm；

钢锚梁6和钢牛腿单元5的组拼施工顺序为：先进行一侧(底架1左半部或右半部)钢牛腿单元5的定位安装，然后进行另一侧(底架1右半部或左半部)钢牛腿单元5的定位安装，最后进行钢锚梁6的安装，待钢锚梁6和钢牛腿单元5整体精度调控合格后完成钢锚梁6和钢牛腿单元5间的固结连接。

钢牛腿单元安装施工时，利用吊车先将单侧钢牛腿起吊并下落至组拼胎架上，钢牛腿壁板5-1底部直接下落至定位装置2内，钢牛腿壁板5-1内壁紧贴内角钢2-1，同时调整竖向支撑4，对钢牛腿承压板5-2形成竖向支撑4，安装斜撑3，将斜撑3支顶于钢牛腿壁板5-1外侧，初步调整斜撑3和竖向支撑4，拧紧定位装置2的调节螺栓2-3，对钢牛腿壁板5-1底口形成紧固固定，通过斜撑3的调节丝杆3-3和竖向支撑4的螺旋千斤顶4-2的调整，完成单侧钢牛腿单元5的精确定位调控；

采用同样的方法完成另一侧钢牛腿单元胎架安装和精度定位调整；

钢锚梁6单元安装前，复测两侧钢牛腿承压板5-2顶面平整度，要求四角高差控制在1mm内，然后利用吊机将钢锚梁6起吊至两侧钢牛腿承压板5-2上，利用辅助工具调整钢锚梁6安装的平面位置，然后通过竖向支撑4和斜撑3对钢锚梁6和钢牛腿5整体拼装单元的精度进行调控，满足设计精度要求后，按照图纸设计要求对单侧钢锚梁6和钢牛腿承压板5-2顶面进行焊接连接，对另一侧钢锚梁6和钢牛腿承压板5-2采用栓接连接。

钢锚梁6和钢牛腿单元5组拼完成后，利用吊机整体起吊钢锚梁6和钢牛腿5直接进行塔端安装施工。

本发明对于需在桥位现场进行钢锚梁和钢牛腿单元组拼施工的组织模式下，采用组拼胎架能够高效快捷、高质量高精度的完成钢锚梁和钢牛腿单元的桥位现场组拼施工，组拼胎架的使用不仅能够提高钢锚梁和钢牛腿单元桥位场地组拼施工工效，同时大大提高钢锚梁和钢牛腿单元的拼装精度保障，结构简易轻便，施工安全可靠，施工应用效果显著，值得在今后类似桥梁工程施工中得到进一步的推广应用。

本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种钢锚梁和钢牛腿单元组拼胎架，其特征在于：包括底架(1)、定位装置(2)、斜撑(3)和竖向支撑(4)，底架(1)包括2根主梁(1-1)和多根平联(1-2)，2根主梁(1-1)通过多根平联(1-2)平行对称连接，每根主梁(1-1)的左半部和右半部均由内向外依次连接竖向支撑(4)、定位装置(2)和斜撑(3)。

2.如权利要求1所述的钢锚梁和钢牛腿单元组拼胎架，其特征在于：所述定位装置(2)包括内角钢(2-1)、外角钢(2-2)和调节螺栓(2-3)，内角钢(2-1)和外角钢(2-2)由内向外相隔连接于底架(1)的顶面，内角钢(2-1)包括内竖板(2-11)和内横板(2-12)，内竖板(2-11)竖直连接在内横板(2-12)的外端，外角钢(2-2)包括外竖板(2-21)和外横板(2-22)，外竖板(2-21)竖直连接在外横板(2-22)的内端，内横板(2-12)和外横板(2-22)均连接底架(1)的顶面，外竖板(2-21)的上开设孔(2-23)，调节螺栓(2-3)可穿过孔(2-23)。

3.如权利要求2所述的钢锚梁和钢牛腿单元组拼胎架，其特征在于：所述斜撑(3)包括基准节(3-1)和匹配节(3-2)，基准节(3-1)的顶端设置调节丝杆(3-3)和旋托(3-4)，调节丝杆(3-3)的底端连接基准节(3-1)的顶端，旋托(3-4)连于调节丝杆(3-3)上，基准节(3-1)的底端设置连接耳板(3-5)，基准节(3-1)通过连接耳板(3-5)连接底架(1)，匹配节(3-2)的顶端设置顶托(3-6)，匹配节(3-2)的底端设置垫板(3-7)，调节丝杆(3-3)穿过垫板(3-7)。

4.如权利要求3所述的钢锚梁和钢牛腿单元组拼胎架，其特征在于：所述竖向支撑(4)包括支撑体(4-1)和千斤顶(4-2)，支撑体(4-1)的顶端连接千斤顶(4-2)，支撑体(4-2)的底端连接主梁(1-1)。

5.一种钢锚梁和钢牛腿单元的安装方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)首先在组拼场地安装底架(1)的预埋件，然后将底架(1)连接预埋件；

2)在底架(1)的左半部安装刚牛腿单元(5)：刚牛腿单元(5)至少包括刚牛腿壁板(5-1)和刚牛腿承压板(5-2)，刚牛腿壁板(5-1)的一侧垂直连接刚牛腿承压板(5-2)，首先将刚牛腿壁板(5-1)的底部放入定位装置(2)的内竖板(2-11)和外竖板(2-21)之间使刚牛腿壁板(5-1)贴连内竖板(2-11)，同时调整竖向支撑(4)使刚牛腿承压板(5-2)进行竖向支撑，然后安装斜撑(3)使顶托(3-6)支顶于刚牛腿壁板(5-1)外侧，最后通过调整千斤顶(4-2)、调节丝杆(3-3)和调节螺栓(2-3)完成底架(1)左半部的刚牛腿单元(5)的安装；

3)重复步骤2)在底架(1)的右半部完成刚牛腿单元(5)的安装；

4)安装钢锚梁(6)：首先确定步骤2)和步骤3)的刚牛腿承压板(5-2)顶面的平整度达到安装要求，然后将钢锚梁(6)放置在底架(1)左半部和右半部的刚牛腿承压板(5-2)上，通过斜撑(3)和竖向支撑(4)对钢锚梁(6)和刚牛腿单元(5)进行精度调控直至满足精度要求，最后连接钢锚梁(6)和刚牛腿承压板(5-2)。

6.如权利要求5所述的钢锚梁和钢牛腿单元的安装方法，其特征在于：所述步骤1)的组拼场地根据钢锚梁(6)和钢牛腿单元(5)的总体重量要求钢锚梁和钢牛腿单元组拼胎架地基承载力不小于200kpa。

7.如权利要求5所述的钢锚梁和钢牛腿单元的安装方法，其特征在于：所述步骤1)的预埋件顶面高差≤2mm。

8.如权利要求5所述的钢锚梁和钢牛腿单元的安装方法，其特征在于：所述步骤1)的底架(1)顶面四角高差≤1mm。

9.如权利要求5所述的钢锚梁和钢牛腿单元的安装方法，其特征在于：所述步骤4)的刚牛腿承压板(5-2)顶面的平整度的安装要求为刚牛腿承压板(5-2)顶面的四角高差≤1mm。