CN109592569B - 一种用于大跨度钢管拱节段提升装船的下河吊机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了包括两组平行设置的承重结构，所述承重结构包括主桁架和多个用于支撑所述主桁架的立柱，各所述立柱通过立柱基础固定在稳定岩层中，所述主桁架的前端延伸至水面的上方形成悬臂段，所述悬臂段通过斜撑连接至靠近悬臂段的立柱基础和/或立柱上。本发明通过将支撑主桁架的多根立柱及立柱基础设置在水边的稳定岩层中，无需在水中建立支撑，避免了在水中作业的安全风险，对复杂地形的适应性更好；并通过设置斜撑以加大悬臂段的可承载重量，保证了受力安全，使悬臂段延伸到水面上的长度可以加长，钢管拱节段能更好地配合水面上驳船的位置以装船。本发明具有地形适应性强、吊重大及便于装船操作的优点。

Description

一种用于大跨度钢管拱节段提升装船的下河吊机

技术领域

本发明涉及交通工程技术领域中的一种吊机，特别是一种用于大跨度钢管拱节段提升装船的下河吊机。

背景技术

近年来，我国各地正在大规模建设交通路网，桥梁作为一种常见的跨越江河湖海的结构形式被广泛采用，而拱桥作为跨越能力较大、耐久性好且养护和维修费用少的桥梁，在各路网中越来越频繁的采用。

拱桥的拱部分主要是由钢管拱组成的，钢管拱是一种桥梁结构型式，其主要的跨越方式为拱，而这种拱桥是通过四肢钢管截面和连接系组合而成，具有跨度大、吨位大的特点。修建拱桥时，通常将经过预拼后的钢管拱节段通过路运或者水运转运至桥址下方，采用缆索吊机进行架设。采取水运时，对于钢管拱节段的下河方式有悬臂桁架提升下河，回转吊机吊装下河，滑道或气囊下河，而较为常用的是悬臂桁架提升下河方式。

然而，常规悬臂桁架一般要求设置在场地较为平坦处，支撑钢管柱等高布置，对地形适应性较差；斜撑结构较弱，主纵梁悬臂段较短，吊重较小；吊装净宽较小，不适用于大跨度钢管拱节段；峡谷地形水流湍急，无法施作水中支撑，常规悬拼桁架向江中延伸距离短，无法将钢管拱节段提升至驳船上。因此，现需要一种能克服在峡谷及陡峭山区地形下提升钢管拱节段至驳船上的难题的下河吊机。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种用于大跨度钢管拱节段提升装船的下河吊机，其对地形的适应性强，吊重大。

本发明解决其技术问题的解决方案是：一种用于大跨度钢管拱节段提升装船的下河吊机，其包括两组平行设置的承重结构，所述承重结构包括主桁架和多个用于支撑所述主桁架的立柱，各所述立柱通过立柱基础固定在稳定岩层中，所述主桁架的前端延伸至水面的上方形成悬臂段，所述悬臂段通过斜撑连接至靠近悬臂段的立柱基础和/或立柱上。

作为上述技术方案的进一步改进，所述悬臂段的下方设有加强桁架，所述斜撑的第一端铰接在加强桁架的底面。

作为上述技术方案的进一步改进，所述立柱基础包括群桩基础和承台基础，所述承台基础固定在群桩基础的顶面上，所述群桩基础埋设于稳定岩层中。

作为上述技术方案的进一步改进，所述主桁架为倾斜设置，所述主桁架位于水面上方的一端高于其远离水面的一端。

作为上述技术方案的进一步改进，所述承重结构还包括倾斜设置在立柱一侧的横向支撑柱，所述横向支撑柱的顶端与立柱的上部连接，所述横向支撑柱的底端位于立柱外侧的稳定岩层中。

作为上述技术方案的进一步改进，所述承重结构中的相邻的立柱之间通过斜拉杆连接，所述斜拉杆的一端连接至靠近水面的立柱的上部，所述斜拉杆的另一端连接至远离水面的立柱的下部。

作为上述技术方案的进一步改进，还包括安装在两个主桁架上的起吊梁，两个所述主桁架的顶面上均设有导轨，所述起吊梁的两端分别通过滚轮安装在两个主桁架的导轨上，所述悬臂段的顶面上设有第一限位件。

作为上述技术方案的进一步改进，所述起吊梁包括两根并排连接的起重横梁，所述起重横梁主要由三根弦杆组成，三个所述弦杆上等距分布有多个节点，相邻的所述节点之间通过腹杆连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述起吊梁的顶面上设有两台起重天车，所述起重天车的两端分别通过行走轮安装在两根起重横梁的顶端上，所述行走轮上连接有轮压分配装置，两个所述起重横梁之间设有能允许起重天车的吊索穿过的间距。

作为上述技术方案的进一步改进，所述起吊梁上沿长度方向依次布置有两个第二限位件，两个所述第二限位件对称分布在起吊梁的中点的两侧。

本发明的有益效果是：本发明通过将支撑主桁架的多根立柱及立柱基础设置在水边的稳定岩层中，无需在水中建立支撑，避免了在水中作业的安全风险，对复杂地形的适应性更好；并通过设置斜撑以加大悬臂段的可承载重量，保证了受力安全，使悬臂段延伸到水面上的长度可以加长，钢管拱节段能更好地配合水面上驳船的位置以装船。本发明具有地形适应性强、吊重大及便于装船操作的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。

图1是本发明的右视图；

图2是本发明的正视图；

图3是本发明中横向支撑柱的结构示意图；

图4是本发明中横向支撑柱的正视图；

图5是本发明中起吊梁的左视图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。

参照图1～图5，一种用于大跨度钢管拱节段提升装船的下河吊机，其包括两组平行设置的承重结构，所述承重结构包括主桁架1和多个用于支撑所述主桁架1的立柱2，各所述立柱2通过立柱基础21固定在稳定岩层9中，所述主桁架1的前端延伸至水面的上方形成悬臂段11，所述悬臂段11通过斜撑3连接至靠近悬臂段11的立柱基础21和/或立柱2上。为适应峡谷地区陡峭地形，且避免大型爆破开挖，采用不等高度的多根立柱2以支撑主桁架1，主桁架1大致与水平方向保持平行。立柱2选用四肢钢管。另外，因水流湍急，在水中施工的技术难度较大，成本和工期亦要相应增加，且亦占用了河道，不利于后期装船时驳船的停靠，因此，不在水中建设立柱2及立柱基础21。立柱2及立柱基础21全部设置在稳定岩层9上，并通过设置斜撑3以支撑悬臂段11，保证悬臂段11的受力安全。优选地，斜撑3的第一端连接在悬臂段11的底面的中心点处，以更好地对悬臂段11有支撑力的作用；斜撑3的第二端连接在立柱基础21上。另外，斜撑3的两端都是通过铰接轴和相应的铰接座铰接在悬臂段11和立柱基础21上。

进一步作为优选的实施方式，所述悬臂段11的下方设有加强桁架12，所述斜撑3的第一端铰接在加强桁架12的底面。由于悬臂段11具有一定的长度，在对钢管拱节段提升装船时，在斜撑3与悬臂段11的连接处将产生极大的弯矩及剪切应力，为抵抗应力对结构造成破坏，因此需增强悬臂段11的截面刚度。在悬臂段11的下方设置长度与悬臂段11相等、截面尺寸与悬臂段11相同的加强桁架12，使主桁架1的整个悬臂部分结构的截面尺寸增大，从而加强了截面刚度。

进一步作为优选的实施方式，所述立柱基础21包括群桩基础211和承台基础212，所述承台基础212固定在群桩基础211的顶面上，所述群桩基础211埋设于稳定岩层9中。立柱基础21采用桩基承台的结构形式。由于靠江侧的立柱基础21既要支撑立柱21又要对斜撑3起支撑的作用，因此靠近江侧的立柱基础21的尺寸较大。具体地，靠山侧及中间的承台基础212的单个尺寸为3.8×3.8×2m，群桩基础211则选用若干2.5×2m的钢筋混凝土桩；靠江侧的承台基础212的尺寸为6×4×3m，群桩基础211则选用若干3.5×2.5m的钢筋混凝土桩。另外，为保证立柱基础21的稳定性，群桩基础211嵌入稳定岩层9的深度不少于3m。

进一步作为优选的实施方式，所述主桁架1为倾斜设置，所述主桁架1位于水面上方的一端高于其远离水面的一端。主桁架1上最大的竖向挠度出现在工作状态满荷载时的悬臂段11，为保证主桁架1在工作状态时仍能总体处于同一水平上，同时抵消自重下挠，因此在主桁架1安装时对其进行预抬形成坡度，坡度取值在1.1‰左右。

进一步作为优选的实施方式，所述承重结构还包括倾斜设置在立柱2一侧的横向支撑柱4，所述横向支撑柱4的顶端与立柱2的上部连接，所述横向支撑柱4的底端位于立柱2外侧的稳定岩层9中。主桁架1的最大横向挠度出现在非工作状态下负载12级风荷载时，为增强整体结构的横向稳定性，在靠江侧的立柱2上设有横向支撑柱4，横向支撑柱4的底部与靠江侧的立柱2之间距离12m，横向支撑柱4的底部通过基础固定在稳定岩层9中，横向支撑柱4、立柱2与稳定岩层9之间形成三角形的稳定结构，使立柱2在受到较大的横向载荷时仍稳固。横向支撑柱4为两肢管结构，主要由两根螺旋管组成，沿管长方向等距布置有数个柱间连接系以连接两根螺旋管。

进一步作为优选的实施方式，所述承重结构中的相邻的立柱2之间通过斜拉杆5连接，所述斜拉杆5的一端连接至靠近水面的立柱2的上部，所述斜拉杆5的另一端连接至远离水面的立柱2的下部。为保证结构的稳定性，设置斜拉杆5连接相邻的立柱2。

进一步作为优选的实施方式，还包括安装在两个主桁架1上的起吊梁6，两个所述主桁架1的顶面上均设有导轨71，所述起吊梁6的两端分别通过滚轮72安装在两个主桁架1的导轨71上，所述悬臂段11的顶面上设有第一限位件13。导轨71和滚轮72等共同组成移动机构7，起吊梁6通过移动机构7在两个主桁架1之间沿主桁架1的长度方向移动，运送钢管拱节段到水上装船。第一限位件13防止起吊梁6从悬臂段11上掉落。

进一步作为优选的实施方式，所述起吊梁6包括两根并排连接的起重横梁61，所述起重横梁61主要由三根弦杆62组成，三个所述弦杆62上等距分布有多个节点，相邻的所述节点之间通过腹杆63连接。起重横梁61的横截面为等腰三角形，加强了起重横梁61的承载能力；腹杆63加强了整体结构的联系，使起重横梁61的结构更加稳固。

进一步作为优选的实施方式，所述起吊梁6的顶面上设有两台起重天车8，所述起重天车8的两端分别通过行走轮81安装在两根起重横梁61的顶端上，所述行走轮81上连接有轮压分配装置，两个所述起重横梁61之间设有能允许起重天车8的吊索穿过的间距。两台起重天车8可根据需要单独动作、同时往同一方向或相反方向动作，驱动起重天车8的驱动装置布置在行走轮81的内侧。行走轮81上连接有轮压分配装置，轮压分配装置确保起重天车8两端的行走轮81的轮压均匀，有利于行走轮81移动的稳定性和可靠性。

进一步作为优选的实施方式，所述起吊梁6上沿长度方向依次布置有两个第二限位件64，两个所述第二限位件64对称分布在起吊梁6的中点的两侧。在吊装时，起重横梁61的最大竖向挠度发生在起吊梁6的中点处，因此，为避免起吊梁6结构变形及受到破坏，起吊梁6上沿长度方向划分有非工作区和两个起吊工作区，非工作区位于起吊梁6的中点上，非工作区的两端分别与两个起吊工作区相接，两个起吊工作区关于起吊梁6的中点对称。非工作区与两个起吊工作区的相接处均设有一个第二限位件64，以对起重天车8进行限位，防止起重天车8在负载时移动至非工作区时，导致起吊梁6的竖向挠度增大，结构受到破坏的情况发生。

以上是对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (1)

1.一种用于大跨度钢管拱节段提升装船的下河吊机，其特征在于：包括两组平行设置的承重结构，所述承重结构包括主桁架（1）和多个用于支撑所述主桁架（1）的立柱（2），各所述立柱（2）通过立柱基础（21）固定在稳定岩层（9）中，所述主桁架（1）的前端延伸至水面的上方形成悬臂段（11），所述悬臂段（11）通过斜撑（3）连接至靠近悬臂段（11）的立柱基础（21）和/或立柱（2）上；

所述悬臂段（11）的下方设有加强桁架（12），所述斜撑（3）的第一端铰接在加强桁架（12）的底面；

所述立柱基础（21）包括群桩基础（211）和承台基础（212），所述承台基础（212）固定在群桩基础（211）的顶面上，所述群桩基础（211）埋设于稳定岩层（9）中；

所述主桁架（1）为倾斜设置，所述主桁架（1）位于水面上方的一端高于其远离水面的一端；

所述承重结构还包括倾斜设置在立柱（2）一侧的横向支撑柱（4），所述横向支撑柱（4）的顶端与立柱（2）的上部连接，所述横向支撑柱（4）的底端位于立柱（2）外侧的稳定岩层（9）中；

所述承重结构中的相邻的立柱（2）之间通过斜拉杆（5）连接，所述斜拉杆（5）的一端连接至靠近水面的立柱（2）的上部，所述斜拉杆（5）的另一端连接至远离水面的立柱（2）的下部；

还包括安装在两个主桁架（1）上的起吊梁（6），两个所述主桁架（1）的顶面上均设有导轨（71），所述起吊梁（6）的两端分别通过滚轮（72）安装在两个主桁架（1）的导轨（71）上，所述悬臂段（11）的顶面上设有第一限位件（13）；

所述起吊梁（6）包括两根并排连接的起重横梁（61），所述起重横梁（61）主要由三根弦杆（62）组成，三个所述弦杆（62）上等距分布有多个节点，相邻的所述节点之间通过腹杆（63）连接；

所述起吊梁（6）的顶面上设有两台起重天车（8），所述起重天车（8）的两端分别通过行走轮（81）安装在两根起重横梁（61）的顶端上，所述行走轮（81）上连接有轮压分配装置，两个所述起重横梁（61）之间设有能允许起重天车（8）的吊索穿过的间距；

所述起吊梁（6）上沿长度方向依次布置有两个第二限位件（64），两个所述第二限位件（64）对称分布在起吊梁（6）的中点的两侧。