CN109914273A - 一种悬索桥骑跨式吊索更换装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种悬索桥骑跨式吊索更换装置及方法，装置包括一握索器、锚固梁和张拉千斤顶，锚固梁和握索器间穿插张拉钢绞线，张拉千斤顶在握索器顶部锚固张拉钢绞线，钢绞线下端锚固在锚固梁底部。进行吊索更换时，握索器握紧骑跨式吊索的两索股，锚固梁通过钢丝绳与悬索桥钢梁锚固，张拉千斤顶顶推握索器对被更换吊索进行张拉，使吊索达到一定伸长量以便对吊索进行更换。与现有方法相比，本发明对被更换吊索直接进行张拉，不依赖主缆与桥面之间的相对位移，因此对长短吊索更换均适用，且单点张拉施工安全性强。
Description
技术领域
本发明属于悬索桥维护和保养技术领域，涉及一种对悬索桥吊索进行更换的设备和方法，尤其是一种对骑跨式长吊索和短吊索更换都适用的装置和方法。
背景技术
悬索桥在使用过程中，为保证运行安全，需要定期对吊索进行更换。目前悬索桥吊索更换多采用放张法，如图1、图2所示，在悬索桥100的待更换吊索101的相邻两根吊索102上设置张拉设备103，施加外力使得悬索桥梁面与主缆104之间产生相对位移而间距缩小，从而使得待更换吊索101处于无应力状态，便于对需要更换的吊索拆除和更换作业。该方法存在如下不足之处：
(1)采用两点张拉，投入设备多、同步协调性难以保证；
(2)两点放张，施加的外力相对较大，增加施工的危险性；
(3)更为关键的是，由于吊索安装后受竖向拉力会有一定伸长量，当竖向受力减小时，吊索会有一定回缩。吊索越长，伸长量和回缩量越大。因此如果梁面与主缆之间的间距缩小量小于吊索的回缩量，仍无法将吊索取下。但悬索桥成桥后，梁面与主缆之间的相对位移改变困难，因此现有的两点张拉方法只适用于伸长量较小的短吊索更换。如在图1中，现有方法只能适用于对A处较短吊索的更换，对靠近悬索桥索塔105处的长吊索则无法适用。
目前随着桥梁技术的发展，大跨度悬索桥越来越多，在桥梁维护中，存在大量的长吊索需要更换，如本申请人施工的洞庭湖大桥，吊索采用骑跨式结构，索塔根部长吊索无应力下料长度为306.2992m，对折长度在150m以上，安装后伸长量大，最大伸长量为18.6cm，传统的吊索更换方式很难满足这种吊索伸长量的要求，因此亟需一种能对长短吊索均适用的吊索更换装置及方法。
发明内容
本发明目的是针对目前吊索更换方法无法适用于骑跨式长吊索的问题，提供一种既能满足长吊索更换需要，同时也可适用于短吊索更换的装置及方法，为悬索桥长、短吊索更换提供一种新的工艺。
本发明提供的一种悬索桥骑跨式吊索更换装置，其特征在于：包括一握索器、一锚固梁和一张拉千斤顶；所述握索器包括两个抱箍和两个半剖管，每个抱箍包括两块长方形的夹板，每块夹板上沿纵向设有一条凹槽，所述凹槽的内壁面为圆弧形，沿凹槽两侧设有两列螺孔，所述半剖管的长度与夹板长度相等，每个抱箍的两夹板的一侧分别与两个半剖管的一侧焊接，每个抱箍的两夹板相对扣合，并通过凹槽两侧的螺孔用螺栓连接；所述锚固梁包括两块相互平行设置的支撑板，两支撑板间焊接一圆钢管和多块连接板，所述圆钢管的外壁与两支撑板相对的板面焊接，多块连接板对称设置在圆钢管两侧；所述张拉千斤顶设置在握索器的两半剖管顶部，锚固梁位于握索器下方，锚固梁上的圆钢管正对握索器的两半剖管，在握索器的两半剖管之间和锚固梁的圆钢管中穿插一束张拉钢绞线，所述钢绞线的上端与张拉千斤顶锚固，下端用工具锚锚固在锚固梁的底部。
利用上述悬索桥骑跨式吊索更换装置进行骑跨式吊索更换，方法如下：
(1)安装骑跨式吊索更换装置：
(11)将握索器的两抱箍分别安装在一待更换的骑跨式吊索的两索股上，每个抱箍的两夹板上的凹槽对扣在一索股上，两夹板间通过凹槽两侧的螺孔用螺栓连接并与索股抱紧；
(12)将锚固梁顺桥向设置骑跨式吊索的两索股之间并距桥面一定高度，锚固梁上的圆钢管正对握索器的两半剖管，在握索器的两半剖管之间和锚固梁上的圆钢管中穿插张拉钢绞线，在握索器顶部安装张拉千斤顶，将钢绞线的上端与张拉千斤顶锚固，下端在锚固梁的底部用工具锚锚固；
(13)将锚固梁两端分别通过钢丝绳与悬索桥钢梁锚固；
(2)启动张拉千斤顶向下顶推握索器，将待更换吊索的两索股向下张拉一定伸长量，直至吊索锚头与钢梁锚板之间的连接销轴不受力，取下连接销轴；
(3)千斤顶放张，然后从待更换吊索上卸下握索器，将待更换吊索从主缆上取下，并更换新的吊索；
(4)按步骤(1)的方式，在新更换吊索上安装握索器，并安装锚固梁、张拉千斤顶及钢绞线；
(5)启动张拉千斤顶向下顶推握索器，将新更换吊索的两索股向下张拉一定伸长量，使新更换吊索锚头上的销孔与钢梁锚板上的销孔对正并插入连接销轴；
(6)千斤顶放张，然后从新更换的吊索上卸下握索器，完成吊索更换。
本发明适用于骑跨式吊索的更换，通过握索装置直接抱紧需要更换的吊索的两索股，对需要更换的吊索单顶放张，安全可靠，可控制的吊索形变量大大增加，不仅适用于形变量较小的短吊索更换，也适用于形变量较大的长吊索更换。
附图说明
图1是现有吊索更换方式示意图；
图2是图1中A处的放大图；
图3是本发明的吊索更换装置正视结构示意图；
图4是本发明的吊索更换装置侧视结构示意图；
图5是握索器的俯视结构示意图；
图6是握索器的夹板及半剖管的平面图；
图7是握索器的侧视结构示意图；
图8是锚固梁的俯视结构示意图；
图9是锚固梁的正视结构剖视图；
图10是本发明的吊索更换装置使用状态侧视图(顺桥向)；
图11是本发明的吊索更换装置使用状态正视图(横桥向)。
具体实施方式
如图3、图4所示，本发明提供的骑跨式吊索更换装置，包括一握索器1、一锚固梁2和一张拉千斤顶3。
所述握索器1的结构如图5、图6、图7所示，包括两个抱箍和两个半剖管11，每个抱箍包括两块长方形的夹板12，每块夹板12上沿纵向设有一条凹槽13，所述凹槽13的内壁面为圆弧形，沿凹槽两侧设有两列螺孔14，所述半剖管11的长度与夹板12长度相等，每个抱箍的两夹板12的一侧分别与两个半剖管11的一侧焊接，每个抱箍的两夹板12相对扣合，并通过凹槽两侧的螺孔用螺栓15连接。
所述锚固梁2的结构如图8、图9所示，包括两块相互平行设置的支撑板21，两支撑板21间焊接一圆钢管22和多块连接板23，所述圆钢管22的外壁与两支撑板21相对的板面焊接，多块连接板23与支撑板21板面垂直，并对称设置在圆钢管22两侧。
如图3、图4所示，所述张拉千斤顶3设置在握索器1的两半剖管顶部，锚固梁2位于握索器1下方，锚固梁1上的圆钢管正对握索器的两半剖管，在握索器的两半剖管之间和锚固梁的圆钢管中穿插一束张拉钢绞线4，所述钢绞线4的上端与张拉千斤顶3锚固，下端用工具锚5锚固在锚固梁1的底部。
本发明的握索器在使用时要握紧吊索，便于对吊索进行张拉。为保证握紧效果，具体实施时，可将所述夹板上的凹槽内壁面的圆弧半径设置为与待更换的吊索的半径相等，凹槽圆弧的长度小于待更换吊索周长的1/2。根据试验数据，凹槽内壁面的圆弧半径最好为吊索周长的1/3，两凹槽对扣后围住吊索周长的2/3，允许吊索被握紧时存在1/3的形变量。
所述握索器抱箍的夹板可采用一块整体钢板铣槽而成，夹板上的凹槽内壁采用喷砂处理，以增大凹槽内壁与吊索间的摩擦系数。
握索器的两个半剖管可采用一根无缝钢管纵向剖开形成。
在本发明的一个实施例中，握索器夹板采用δ＝85mm厚、Q345A的钢板铣槽而成，两半剖管采用Q235a材质A290×30无缝钢管沿直径纵向切割而成，连接板之间的紧固螺栓采用8.8级高强螺栓。
所述锚固梁2的两块支撑板21为长方形，两支撑板21间的圆钢管22和连接板23沿长方形支撑板的宽度方向设置，其中圆钢管22位于两支撑板21的中间。
如图10、图11所示，采用上述悬索桥骑跨式吊索更换装置，对悬索桥骑跨式吊索进行更换，具体方法如下：
(1)安装骑跨式吊索更换装置：
(11)将握索器1的两抱箍分别安装在一待更换的骑跨式吊索的两索股6上，每个抱箍的两夹板上的凹槽对扣在一索股6上，两夹板间通过凹槽两侧的螺孔用螺栓连接并与索股抱紧；
(12)将锚固梁2顺桥向设置骑跨式吊索的两索股6之间并距桥面一定高度，锚固梁2上的圆钢管正对握索器1的两半剖管，在握索器的两半剖管之间和锚固梁上的圆钢管中穿插张拉钢绞线4，在握索器顶部安装张拉千斤顶3，将钢绞线4的上端与张拉千斤顶3锚固，下端在锚固梁的底部用工具锚5锚固；
(13)将锚固梁2两端分别通过钢丝绳7与悬索桥钢梁8锚固；
(2)启动张拉千斤3顶向下顶推握索器1，将待更换吊索的两索股6向下张拉一定伸长量，直至吊索锚头61与钢梁锚板81之间的连接销轴不受力，取下连接销轴；
(3)千斤顶3放张，然后从待更换吊索上卸下握索器，将待更换吊索从主缆上取下，并更换新的吊索；
(4)按步骤(1)的方式，在新更换吊索上安装握索器，并安装锚固梁、张拉千斤顶及钢绞线；
(5)启动张拉千斤顶向下顶推握索器，将新更换吊索的两索股向下张拉一定伸长量，使新更换吊索锚头上的销孔与钢梁锚板上的销孔对正并插入连接销轴；
(6)千斤顶放张，然后从新更换的吊索上卸下握索器，完成吊索更换。
上述方法具体实施时，在安装锚固梁时，可在锚固梁下方的桥面上设置一型钢支架，将型钢支架支撑在锚固梁的底面，以保证锚固梁的稳定。
安装锚固梁与桥面钢梁之间的钢丝绳时，将所述钢丝绳绕过悬索桥钢梁8的上弦杆82，在钢丝绳7与上弦杆82接触部位采用钢管包边，以免对钢梁造成损坏；钢丝绳8的两端自下而上穿过锚固梁2的两支撑板之间的间隙，并锚固在锚固梁2顶部。
通过本发明的上述吊索更换方式可以看出，本发明是对被更换吊索直接张拉，不依赖主缆与桥面之间的相对位移，因此对骑跨式长短吊索的更换均适用。
Claims (10)
1.一种悬索桥骑跨式吊索更换装置，其特征在于：包括一握索器、一锚固梁和一张拉千斤顶；所述握索器包括两个抱箍和两个半剖管，每个抱箍包括两块长方形的夹板，每块夹板上沿纵向设有一条凹槽，所述凹槽的内壁面为圆弧形，沿凹槽两侧设有两列螺孔，所述半剖管的长度与夹板长度相等，每个抱箍的两夹板的一侧分别与两个半剖管的一侧焊接，每个抱箍的两夹板相对扣合，并通过凹槽两侧的螺孔用螺栓连接；所述锚固梁包括两块相互平行设置的支撑板，两支撑板间焊接一圆钢管和多块连接板，所述圆钢管的外壁与两支撑板相对的板面焊接，多块连接板对称设置在圆钢管两侧；所述张拉千斤顶设置在握索器的两半剖管顶部，锚固梁位于握索器下方，锚固梁上的圆钢管正对握索器的两半剖管，在握索器的两半剖管之间和锚固梁的圆钢管中穿插一束张拉钢绞线，所述钢绞线的上端与张拉千斤顶锚固，下端用工具锚锚固在锚固梁的底部。
2.根据权利要求1所述的悬索桥骑跨式吊索更换装置，其特征在于：所述夹板上的凹槽内壁面的圆弧半径与待更换的吊索的半径相等，凹槽圆弧的长度小于待更换吊索周长的1/2。
3.根据权利要求1所述的悬索桥骑跨式吊索更换装置，其特征在于：所述握索器抱箍的夹板采用一块整体钢板铣槽而成，夹板上的凹槽内壁采用喷砂处理。
4.根据权利要求1所述的悬索桥骑跨式吊索更换装置，其特征在于：握索器的两个半剖管是一根无缝钢管纵向剖开形成。
5.根据权利要求1所述的悬索桥骑跨式吊索更换装置，其特征在于：所述锚固梁的两块支撑板为长方形，两支撑板间的圆钢管和连接板沿长方形支撑板的宽度方向设置，其中圆钢管位于两支撑板的中间。
6.一种悬索桥骑跨式吊索更换方法，采用权利要求1所述的悬索桥骑跨式吊索更换装置，其特征在于包括如下步骤：
(1)安装骑跨式吊索更换装置：
(11)将握索器的两抱箍分别安装在一待更换的骑跨式吊索的两索股上，每个抱箍的两夹板上的凹槽对扣在一索股上，两夹板间通过凹槽两侧的螺孔用螺栓连接并与索股抱紧；
(12)将锚固梁顺桥向设置骑跨式吊索的两索股之间并距桥面一定高度，锚固梁上的圆钢管正对握索器的两半剖管，在握索器的两半剖管之间和锚固梁上的圆钢管中穿插张拉钢绞线，在握索器顶部安装张拉千斤顶，将钢绞线的上端与张拉千斤顶锚固，下端在锚固梁的底部用工具锚锚固；
(13)将锚固梁两端分别通过钢丝绳与悬索桥钢梁锚固；
(2)启动张拉千斤顶向下顶推握索器，将待更换吊索的两索股向下张拉一定伸长量，直至吊索锚头与钢梁锚板之间的连接销轴不受力，取下连接销轴；
(3)千斤顶放张，然后从待更换吊索上卸下握索器，将待更换吊索从主缆上取下，并更换新的吊索；
(4)按步骤(1)的方式，在新更换吊索上安装握索器，并安装锚固梁、张拉千斤顶及钢绞线；
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(6)千斤顶放张，然后从新更换的吊索上卸下握索器，完成吊索更换。
7.根据权利要求6所述的悬索桥骑跨式吊索更换方法，其特征在于：所述握索器抱箍的夹板采用一块整体钢板铣槽而成，夹板上的凹槽内壁采用喷砂处理以增大摩擦系数，凹槽内壁面的圆弧半径与待更换吊索的半径相等，凹槽圆弧的长度小于待更换吊索周长的1/2。
8.根据权利要求6所述的悬索桥骑跨式吊索更换方法，其特征在于：所述锚固梁的两块支撑板为长方形，两支撑板间的圆钢管和连接板沿长方形支撑板的宽度方向设置，其中圆钢管位于两支撑板的中间。
9.根据权利要求6所述的悬索桥骑跨式吊索更换方法，其特征在于：步骤(12)中安装锚固梁时，在锚固梁下方的桥面上设置一型钢支架，所述型钢支架支撑在锚固梁的底面。
10.根据权利要求6所述的悬索桥骑跨式吊索更换方法，其特征在于：步骤(13)中，将所述钢丝绳绕过悬索桥钢梁上弦杆，钢丝绳与上弦杆接触部位采用钢管包边，钢丝绳的两端自下而上穿过锚固梁的两支撑板之间的间隙，并锚固在锚固梁顶部。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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