CN110184898B - 斜拉桥主塔锚固区的钢骨架节段及塔柱施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种斜拉桥主塔锚固区的钢骨架节段，钢骨架节段包括：框架；至少两组钢锚梁组件，各钢锚梁组件沿框架的长度方向间隔设置，钢锚梁组件包括两个钢牛腿，两钢牛腿位于框架内部并分别组设于框架两相对的内壁上；钢锚梁，其两端分别承载于两个钢牛腿上，并连接于框架两相对的内壁上，且钢锚梁的两端均开设有与该钢锚梁成锐角的索导管通过孔；两个索导管，索导管的一端固定于框架上，另一端穿设于索导管通过孔上。可由在高塔处施工转变为地面施工，能克服外部环境影响。

Description

斜拉桥主塔锚固区的钢骨架节段及塔柱施工方法

技术领域

本发明涉及桥梁建造技术领域，具体涉及一种斜拉桥主塔锚固区的钢骨架节段及塔柱施工方法。

背景技术

斜拉桥是一个由索、塔、梁为基本机构组成的组合结构，其中塔柱锚固区广泛采用钢锚梁锚固斜拉索，钢锚梁支撑于空心塔柱的内部塔壁的钢牛腿上。

斜拉桥的塔柱由钢骨架浇筑混凝土而成，在安装过程中，塔柱中的钢锚梁、钢牛腿的安装定位精度对斜拉桥的质量起到很重要的作用，目前，斜拉桥在进行高塔锚固区施工时，塔柱的钢锚梁、钢牛腿的构造复杂，安装效率低。另外，塔上作业风险高，且施工进度、施工质量受环境影响较大，这些都导致了锚固区施工直接制约了高塔施工的整体工程进度。在平潭海峡公铁两用大桥的建造过程中，由于工程量较大，上述问题尤为突出。因此，找到一种既能提高锚固区主塔塔柱的安装进度和安装精度，又能克服外部环境影响的方法，显得尤为重要。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种斜拉桥主塔锚固区的钢骨架节段及塔柱施工方法，由在高塔处施工转变为地面施工，能克服外部环境影响。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种斜拉桥主塔锚固区的钢骨架节段，所述钢骨架节段包括：

框架；

至少两组钢锚梁组件，各所述钢锚梁组件沿所述框架的长度方向间隔设置，所述钢锚梁组件包括：

-两个钢牛腿，两所述钢牛腿位于所述框架内部并分别组设于所述框架两相对的内壁上；

-钢锚梁，其两端分别承载于两个所述钢牛腿上，且所述钢锚梁的两端均开设有与该钢锚梁成锐角的索导管通过孔；

-两个索导管，所述索导管的一端固定于所述框架上，另一端穿设于所述索导管通过孔上。

在上述技术方案的基础上，所述钢骨架节段还包括钢筋组件，所述钢筋组件包括多根钢筋，多根所述钢筋沿所述框架的周向间隔设置。

在上述技术方案的基础上，在相邻的两组所述钢锚梁组件之间还设有支撑件，所述支撑件的底端固定于相邻的两组所述钢锚梁组件中位于下方的钢锚梁组件所包含的钢锚梁上，顶端抵持于位于上方的钢锚梁组件所包含的钢牛腿的底部。

在上述技术方案的基础上，所述支撑件为千斤顶。

在上述技术方案的基础上，所述索导管包括两个索导管节段，其中一个索导管节段固定于所述框架上，另一个索导管节段贯穿于所述索导管通过孔，且两个所述索导管节段对接相连并形成所述索导管。

本发明还提供一种斜拉桥主塔锚固区的钢骨架，其包括多个上述所述的钢骨架节段，多个所述钢骨架节段自下而上依次层叠并相连形成所述钢骨架。

在上述技术方案的基础上，所述钢骨架节段还包括钢筋组件，所述钢筋组件包括多根钢筋，多根所述钢筋沿所述框架的周向间隔设置。

在上述技术方案的基础上，相邻的两个所述钢骨架节段所包含的钢筋之间通过套筒相连。

本发明还提供一种用于拼装上述所述的钢骨架节段的系统，其包括：

加工平台，其上设有滑道，所述滑道包括加工区和吊装区；

用于拼装所述钢骨架节段的滑动平台，所述滑动平台滑设在所述滑道上；

多个供施工人员作业的安装立柱，所述安装立柱设置在所述加工区；

吊具，其用于起吊钢骨架节段。

本发明还提供一种斜拉桥主塔锚固区塔柱的施工方法，其包括以下步骤：

提供多个上述所述的钢骨架节段；

将多个所述钢骨架节段自下而上依次层叠并相连形成钢骨架；

浇筑所述钢骨架，并形成塔柱。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明的斜拉桥主塔锚固区的钢骨架节段，施工时将两钢牛腿和钢锚梁整体成型，再整体吊装至框架内，能加快施工进度，提高施工效率，将斜拉桥主塔锚固区的钢骨架分成钢骨架节段进行拼装，由在高塔处施工转变为地面施工。

(2)本发明的斜拉桥主塔锚固区塔柱的施工方法可克服外部环境，如大风、阳光等气候因素的影响、安装效率高；而且将钢骨架节段的拼装由在高塔处施工转变为地面施工，其过程安全可靠，安装精度高。

附图说明

图1为本发明实施例中斜拉桥主塔锚固区塔柱的施工步骤S1的结构示意图；

图2为本发明实施例中斜拉桥主塔锚固区塔柱的施工步骤S2的结构示意图；

图3为本发明实施例中斜拉桥主塔锚固区塔柱的施工步骤S3的结构示意图；

图4为本发明实施例中斜拉桥主塔锚固区塔柱的施工步骤S4的结构示意图；

图5为本发明实施例中斜拉桥主塔锚固区塔柱的施工步骤S5的结构示意图；

图6为本发明实施例中斜拉桥主塔锚固区塔柱的施工步骤S6的结构示意图；

图7为本发明实施例中斜拉桥主塔锚固区塔柱的施工步骤S7的结构示意图；

图8为本发明实施例中斜拉桥主塔锚固区塔柱的施工步骤S8的结构示意图；

图9为本发明实施例中斜拉桥主塔锚固区塔柱的施工步骤S9的结构示意图。

图中：1-钢骨架节段，10-框架，11-钢锚梁组件，110-钢牛腿，111-钢锚梁，112-索导管，1120-索导管节段，113-支撑件，12-钢筋，2-加工平台，20-滑道，200-加工区，201-吊装区，3-滑动平台，4-安装立柱，5-吊具。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

参见图1和图2所示，本发明实施例提供一种斜拉桥主塔锚固区的钢骨架节段，钢骨架节段1包括框架10和至少两组钢锚梁组件11，框架10为钢骨架节段的支撑骨架，各钢锚梁组件11沿框架10的长度方向间隔设置，钢锚梁组件11包括两个钢牛腿110、钢锚梁111和两个索导管112，两钢牛腿110位于框架10内部并分别组设于框架10两相对的内壁上，两钢牛腿110的连线水平设置；钢锚梁111的两端分别承载于两个钢牛腿110上，两个钢牛腿110用于支撑钢锚梁111，且钢锚梁111的两端均开设有与该钢锚梁111成锐角的索导管通过孔，每个索导管通过孔配置一个索导管112，索导管112的一端固定于框架10上，另一端穿设于索导管通过孔上，索导管112内穿设斜拉桥的斜拉索，钢锚梁111起到支撑和稳定索导管112的作用。施工时将两钢牛腿110和钢锚梁111整体成型，再整体吊装至框架10内，能加快施工进度，提高施工效率，将斜拉桥主塔锚固区的钢骨架分成钢骨架节段1进行拼装，由在高塔处施工转变为地面施工，能克服外部环境影响。

参见图1所示，钢骨架节段1还包括钢筋组件，钢筋组件包括多根钢筋12，多根钢筋12沿框架10的周向间隔设置。钢筋12的长度与钢骨架节段1的长度相适配，保证每节钢骨架节段1的强度。

参见图6所示，在相邻的两组钢锚梁组件11之间还设有支撑件113，支撑件113的底端固定于相邻的两组钢锚梁组件11中位于下方的钢锚梁组件11所包含的钢锚梁111上，顶端抵持于位于上方的钢锚梁组件11所包含的钢牛腿110的底部。由于索导管112内会安装斜拉索，斜拉索把斜拉桥主梁及桥面重量直接传递到主塔上的主要承重部材，斜拉索锚固在钢锚梁111上，钢锚梁111把斜拉索的索力传给塔柱，因此钢锚梁111作为斜拉索的锚固支撑结构，需要足够的承载力去承受斜拉索，因此利用支撑件113将相邻的两组钢锚梁组件11进行固定，支撑件113的顶端抵持于位于上方的钢锚梁组件11所包含的钢牛腿110的底部，加强钢牛腿110对钢锚梁111的支撑力，保证钢锚梁111的稳定和承载力，从而进一步提高钢锚梁111对斜拉索的锚固作用。

参见图6所示，支撑件113为千斤顶。在施工过程中，支撑件113为支撑梁，起到临时支撑的作用，在浇筑钢骨架节段1成型塔柱时将支撑梁换成千斤顶，千斤顶能起到调节支撑力的作用，在吊装过程中，钢锚梁111可能会发生错位的现象，千斤顶可以根据实际钢锚梁111的设计位置调节千斤顶的顶升力，从而实现钢锚梁111位置的调节。

参见图8所示，索导管112包括两个索导管节段1120，其中一个索导管节段1120固定于框架10上，另一个索导管节段1120贯穿于索导管通过孔，且两个索导管节段1120对接相连并形成索导管112。本发明实施例将索导管112设计成两段，在吊装钢锚梁111前预先将一索导管节段1120安装在框架10上，且该索导管节段1120与框架10之间成锐角，另一索导管节段1120贯穿在索导管通过孔中，并与钢锚梁111固定连接，在吊装钢锚梁111时，将两个索导管节段1120的管口平齐相连，两个索导管节段1120对接相连后形成索导管112，两个索导管节段1120之间采用高强度螺栓连接或焊接连接。采用这种方式减小了钢锚梁111的整体尺寸和空间大小，方便钢锚梁111吊装至框架10内，也方便制作钢锚梁组件11，进行整体吊装，以加快施工进程。

本发明实施例还提供一种斜拉桥主塔锚固区的钢骨架，参见图6所示，钢骨架包括多个如权利要求1的钢骨架节段1，多个钢骨架节段1自下而上依次层叠并相连形成钢骨架。将相邻的钢骨架节段1的框架10之间采用焊接连接，将多个钢骨架节段1固定连接以形成钢骨架，因此可以在地面单独制作钢骨架节段1，再将钢骨架节段1进行层叠相连，无需高空作业，保护施工人员的安全，也不受天气和周围环境的影响，保证施工精度。

参见图3所示，钢骨架节段1还包括钢筋组件，钢筋组件包括多根钢筋12，多根钢筋12沿框架10的周向间隔设置。钢筋12的长度与钢骨架节段1的长度相适配，保证每节钢骨架节段1的强度。

优选的，相邻的两个钢骨架节段1所包含的钢筋12之间通过套筒相连。实现钢筋12之间的对齐相连，防止钢骨架的倾斜，保证钢骨架的质量。

本发明实施例还一种用于拼装上述的钢骨架节段的系统，其包括加工平台2、滑动平台3、安装立柱4和吊具5，加工平台2上设有滑道20，滑道20包括加工区200和吊装区201，在加工区200进行钢骨架节段1的拼装，在吊装区201将已成型的钢骨架节段1吊装至锚固区，在锚固区对钢骨架节段1进行层叠形成钢骨架；滑动平台3滑设在滑道20上，且在滑动平台3上拼装钢骨架节段1，安装立柱4设置在加工区200，本发明实施例的安装立柱4设置多个，且围设在加工区200的周围，多个安装立柱4可以供施工人员进行钢骨架节段1的拼装，安装立柱4上设有爬梯，施工人员能在安装立柱4上爬上爬下，实现对钢骨架节段1四周的拼装成型；吊具5用于将加工区200的两个钢骨架节段1分离，吊起上层的钢骨架节段1，将下层的钢骨架节段1滑移至吊装区201，吊具5下放上层的钢骨架节段1至加工区200，再将吊装区201的钢骨架节段1吊装至锚固区。本发明实施例的用于拼装钢骨架节段的系统能实现钢骨架节段1的地面拼装，且根据钢骨架的实际高度设计各钢骨架节段1的高度，只需要制作成型一个钢骨架节段1，该钢骨架节段1可作为模板，在该钢骨架节段1上继续成型下一钢骨架节段1，使得各钢骨架节段1一致，保证钢骨架的质量。

本发明实施例还提供一种斜拉桥主塔锚固区塔柱的施工方法，其包括以下步骤：

提供多个上述的钢骨架节段1；

将多个钢骨架节段1自下而上依次层叠并相连形成钢骨架；

浇筑钢骨架，并形成塔柱。

具体的，斜拉桥主塔锚固区塔柱的施工方法，本发明实施例中的钢骨架节段1包括两个钢锚梁组件11，其包括如下步骤：

S1、参见图1所示，在已成型的n节钢骨架节段1上匹配拼装第n+1节钢骨架节段1的框架10，将第n+1节钢骨架节段1的框架10与第n节钢骨架节段1的框架10之间通过螺栓连接；

S2、参见图2所示，将第n+1节钢骨架节段1的下层钢锚梁组件11吊装至该钢骨架节段1的框架10内，在相邻的两组钢锚梁组件11之间还安装临时支撑件；

S3、参见图3所示，安装第n+1节钢骨架节段1的钢筋组件，将第n+1节钢骨架节段1的钢筋12与第n节钢骨架节段1的钢筋12之间对齐并通过套筒相连；

S4、参见图4所示，将第n+1节钢骨架节段1的钢筋12与第n节钢骨架节段1的钢筋12之间的套筒分离，以及将第n+1节钢骨架节段1的框架10与第n节钢骨架节段1的框架10之间的螺栓拧开，将第n+1节钢骨架节段1与第n节钢骨架节段1分离，并用吊具5将第n+1节钢骨架节段1吊起，将第n节钢骨架节段通过滑动平台3从加工区200滑移至吊装区201；

S5、参见图5所示，将滑动平台3从吊装区201滑至加工区200，并将第n+1节钢骨架节段1吊装下放至滑动平台3上，且将第n节钢骨架节段1通过吊具5吊装至锚固区；

S6、参见图6所示，将第n节钢骨架节段1吊装至锚固区的第n-1节钢骨架节段1上，且第n-1节钢骨架节段1的底部部分区域已浇筑，将第n节钢骨架节段1的框架10与第n-1节钢骨架节段1的未浇筑框架10进行对接焊接，将相邻的两组钢锚梁组件11之间安装千斤顶，并割除临时支撑件；

S7、参见图7所示，将第n节钢骨架节段1的钢筋12与第n-1节钢骨架节段1的钢筋12通过套筒对齐连接；

S8、参见图8所示，吊装第n节钢骨架节段1的上层钢锚梁组件11，形成钢骨架；

S9、参见图9所示，用混凝土浇筑第n节钢骨架节段1，待混凝土达到一定强度后，将所有的千斤顶撤出，最终形成塔柱。

采用本发明的施工方式可克服外部环境，如大风、阳光等气候因素的影响、安装效率高；而且将钢骨架节段1的拼装由在高塔处施工转变为地面施工，其过程安全可靠，安装精度高。

本发明不局限于上述实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (8)

1.一种用于拼装斜拉桥主塔锚固区的钢骨架节段的系统，所述钢骨架节段(1)包括：

框架(10)；

至少两组钢锚梁组件(11)，各所述钢锚梁组件(11)沿所述框架(10)的长度方向间隔设置，所述钢锚梁组件(11)包括：

-两个钢牛腿(110)，两所述钢牛腿(110)位于所述框架(10)内部并分别组设于所述框架(10)两相对的内壁上；

-钢锚梁(111)，其两端分别承载于两个所述钢牛腿(110)上，且所述钢锚梁(111)的两端均开设有与该钢锚梁(111)成锐角的索导管通过孔；

-两个索导管(112)，所述索导管(112)的一端固定于所述框架(10)上，另一端穿设于所述索导管通过孔上；

所述索导管(112)包括两个索导管节段(1120)，其中一个索导管节段(1120)固定于所述框架(10)上，另一个索导管节段(1120)贯穿于所述索导管通过孔，且两个所述索导管节段(1120)对接相连并形成所述索导管(112)；

其特征在于，所述系统包括：

加工平台(2)，其上设有滑道(20)，所述滑道(20)包括加工区(200)和吊装区(201)；

用于拼装所述钢骨架节段(1)的滑动平台(3)，所述滑动平台(3)滑设在所述滑道(20)上；

多个供施工人员作业的安装立柱(4)，所述安装立柱(4)设置在所述加工区(200)；

吊具(5)，其用于起吊钢骨架节段(1)。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述钢骨架节段(1)还包括钢筋组件，所述钢筋组件包括多根钢筋(12)，多根所述钢筋(12)沿所述框架(10)的周向间隔设置。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，在相邻的两组所述钢锚梁组件(11)之间还设有支撑件(113)，所述支撑件(113)的底端固定于相邻的两组所述钢锚梁组件(11)中位于下方的钢锚梁组件(11)所包含的钢锚梁(111)上，顶端抵持于位于上方的钢锚梁组件(11)所包含的钢牛腿(110)的底部。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述支撑件(113)为千斤顶。

5.一种斜拉桥主塔锚固区的钢骨架，其特征在于，其包括多个钢骨架节段(1)，多个所述钢骨架节段(1)采取如权利要求1所述的系统自下而上依次层叠并相连形成所述钢骨架。

6.如权利要求5所述的钢骨架，其特征在于，所述钢骨架节段(1)还包括钢筋组件，所述钢筋组件包括多根钢筋(12)，多根所述钢筋(12)沿所述框架(10)的周向间隔设置。

7.如权利要求6所述的钢骨架，其特征在于，相邻的两个所述钢骨架节段(1)所包含的钢筋(12)之间通过套筒相连。

8.一种斜拉桥主塔锚固区塔柱的施工方法，其特征在于，其包括以下步骤：

提供多个钢骨架节段(1)；

将多个所述钢骨架节段(1)采取如权利要求1所述的系统自下而上依次层叠并相连形成钢骨架；

浇筑所述钢骨架，并形成塔柱。

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