CN110396930A - 一种悬索桥运梁船定位装置及定位施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种悬索桥运梁船定位装置及定位施工方法，所述定位装置包括主缆、卷扬机、钢丝绳、钢箱梁及运梁船，所述主缆上设置有4台第一导向滑车，4台第一导向滑车对称分布在钢箱梁吊装跨径的两侧，所述卷扬机设置有4台，4台卷扬机分别设置在悬索桥两岸主塔的塔顶或塔底，一个卷扬机对应设置一个钢丝绳，卷扬机用于钢丝绳的收放，钢丝绳的一端穿过第一导向滑车连接运梁船。本发明采用横桥向利用运梁船自身动力进行定位，纵桥向利用4根钢丝绳进行定位的技术，解决了桥位处运梁船无法抛锚定位的问题，避免了大型定位拖轮和定位锚的投入，施工安全高效，操控实用性强，并节约了施工成本。

Description

一种悬索桥运梁船定位装置及定位施工方法

技术领域

本发明涉及悬索桥钢箱梁运梁船施工领域，具体涉及一种悬索桥运梁船定位装置及定位施工方法。

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、海岛连接的桥梁不胜枚举。从国内已经建成的大桥的资料可以知道，在具备抛锚条件的情况下运梁船一般使用的是抛锚定位，或辅助拖轮进行定位，在不具备抛锚条件的情况下运梁船一般采用动力定位。所述抛锚定位是将锚预先抛在定位点，待运输船舶到达后，将缆绳牵引至运输船舶进行定位，定位时间长，且定位过程复杂繁琐。

目前国内梁段运输船舶采用动力定位的大桥有天津海河大桥、桃夭门大桥和与秀山大桥相近的西堠门大桥。秀山大桥地处舟山外海区域，中跨和秀山侧边跨位置海底地形呈深V形构造，基岩裸露，无覆盖层，最大水深为103m，海水流速急达4m/s，流向复杂，因海上明礁和大瓦窑门岛的影响水流呈紊流状态且涨落潮时产生巨大旋涡，台风频繁，运梁船定位、钢箱梁吊装施工难度大，国内少见。所以传统的运梁船定位施工技术无法满足秀山大桥现有条件下钢箱梁吊装的条件。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有施工技术中存在的缺陷，克服运梁船在海床为裸岩、水流条件紊流急流的水域环境下定位施工的难题,提供了一种悬索桥运梁船定位装置及定位施工方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种悬索桥运梁船定位装置，至少包括主缆、卷扬机、钢丝绳、钢箱梁及运梁船，所述主缆上设置有4台第一导向滑车，4台第一导向滑车对称分布在钢箱梁吊装跨径的两侧，所述卷扬机设置有4台，4台卷扬机分别设置在悬索桥两岸主塔的塔顶或塔底，一个卷扬机对应设置一个钢丝绳，卷扬机用于钢丝绳的收放，钢丝绳的一端穿过第一导向滑车连接运梁船。

所述运梁船的首、尾两侧分别对称设置有锚桩。

该定位装置还包括导向系统，所述导向系统可牵引钢丝绳至运梁船的锚桩。

所述导向系统为4艘辅助交通船，卷扬机所对应设置的钢丝绳预留有绳头，所述钢丝绳的预留绳头用于与所述辅助交通船连接。

所述钢箱梁上方设有型钢扁担梁，所述扁担梁端部设有第二导向滑车。

所述主缆上还设置有钢箱梁吊具，钢箱梁上设置有吊耳，所述钢箱梁吊具的一端与主缆连接，钢箱梁吊具另一端与钢箱梁上的吊耳连接。

一种悬索桥运梁船定位施工方法，该方法采取了横桥向利用运梁船自身动力进行定位；纵桥向利用4根钢丝绳进行定位。

一种悬索桥运梁船定位施工方法，包括以下步骤：

S1. 运梁船横桥向定位：先将钢箱梁吊具下到一定位置以作为运梁船初定位的参照物，然后根据涨落潮方向选择顶潮作业，并利用船舶自身的动力抵抗水流力，初步调整运梁船至钢箱梁吊具的下方；

S2. 运梁船纵桥向定位：先根据钢箱梁的吊装位置，分别将4台第一导向滑车固定于主缆上，然后通过卷扬机下放钢丝绳，使钢丝绳预留绳头的一端与辅助交通船连接，通过辅助交通船牵拉钢丝绳至运梁船的锚桩上，同时运梁船自身根据吊装要求点动微调运梁船位置，实现运梁船的精定位。

所述运梁船纵桥向定位具体包括：

S201.悬索桥主跨中段区域运梁船纵桥向定位，以主跨跨中为界，按跨中向两侧的顺序依次逐段对称进行施工：将4台第一导向滑车分别固定于主跨主缆上预设位置处，然后将4台卷扬机分别放置在悬索桥两岸主塔的塔顶门架上进行钢丝绳的收放，钢丝绳沿主缆猫道通过所述第一导向滑车下放至距水面一定高度，待钢箱梁吊装时，运梁船通过自身动力初步定位后，通过辅助交通船牵拉至运梁船的锚桩上，实现悬索桥主跨中段运梁船的精确定位；

S202.悬索桥主跨端部运梁船纵桥向定位：先将4台第一导向滑车分别固定于主跨主缆上预设位置处，然后将4台卷扬机分别放置在悬索桥两岸主塔的塔底进行钢丝绳的收放，并在塔底横梁上设置第三导向滑车 ，钢丝绳绕过转向导轮并通过所述第一导向滑车下放至距水面一定高度，并与辅助交通船连接，通过辅助交通船牵引钢丝绳至运梁船的锚桩上，实现悬索桥主跨两端端部运梁船的精确定位；

S203.悬索桥边跨下段区域运梁船纵桥向定位：先将4台第一导向滑车分别固定于边跨主缆上预设位置处，然后将2台卷扬机放置在悬索桥一岸主塔的塔顶门架上，2台卷扬机放置在悬索桥边跨边墩上；钢丝绳通过所述第一导向滑车下放至距水面一定高度，并与辅助交通船连接，通过辅助交通船牵引钢丝绳至运梁船的锚桩上，实现悬索桥边跨下段运梁船的精确定位；

S204.悬索桥边跨中段区域运梁船纵桥向定位：将2台卷扬机放置在悬索桥一岸主塔塔底钢围堰上，2台卷扬机放置在边跨边墩上，并在所述塔底横梁上设置第三导向滑车 ，钢丝绳绕过第三导向滑车 下放至距水面一定高度与辅助交通船连接，通过辅助交通船牵引钢丝绳至运梁船的锚桩上，实现悬索桥边跨中段运梁船的精确定位；

S205.悬索桥边跨上段区域运梁船纵桥向定位：将2台卷扬机放置在悬索桥一岸主塔塔底钢围堰上，2台卷扬机放置在边跨边墩上，通过卷扬机收放钢丝绳，实现悬索桥边跨上段运梁船的精确定位。

本发明的有益效果如下：

1、通过将常规的船舶抛锚定位方式改为采用4根钢丝绳进行定位，很好的解决了裸岩无覆盖层，运梁船无法抛锚定位的施工难题，钢丝绳牵拉方便，安全可靠，为项目和企业创造了良好的施工经济效益和社会效益。

2、本发明具有操作方便、定位快、起锚方便、快速等优点。

附图说明

图1为悬索桥运梁船的定位示意图一；

图2为悬索桥运梁船的定位示意图二；

图3为悬索桥运梁船的定位示意图三；

图4为悬索桥运梁船的定位示意图四；

图5钢丝绳与导向滑车连接的结构示意图。

附图标记说明：

1、钢箱梁；2、运梁船；3、锚桩；4、主缆；5、钢丝绳；6、卷扬机；7、第一导向滑车；8、钢箱梁吊具；9、猫道；10、辅助交通船；11、第二导向滑车；12、第三导向滑车。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

现参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语（包括科技术语）对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

实施例1

如图1、图3所示，一种悬索桥运梁船定位装置，至少包括主缆4、卷扬机6、钢丝绳5、钢箱梁1及运梁船2，所述主缆4上设置有4个导向滑车7，4个导向滑车7对称分布在钢箱梁1吊装跨径的两侧，所述卷扬机6设置有4台，4台卷扬机6分别设置在悬索桥两岸主塔的塔顶或塔底，一个卷扬机6对应设置一个钢丝绳5，卷扬机6用于钢丝绳5的收放，钢丝绳5的一端穿过导向滑车7连接运梁船2。

本发明采取了横桥向采用运梁船自身动力进行定位，纵桥向两侧塔顶、塔底或锚碇固定所述卷扬，并通过钢丝绳或导向系统使其与运梁船的锚桩连接固定的施工方法。解决了桥位处运梁船无法抛锚定位的问题，避免了大型定位拖轮和定位锚的投入，施工安全高效，操控实用性强，最大化的节约了施工成本，为项目和企业创造了良好的经济效益和社会效益，值得在今后类似水域条件下的钢箱梁运梁船舶定位施工中进一步推广应用。

实施例2

在实施例1的基础上，进一步地，该定位装置还包括导向系统，所述导向系统为4艘辅助交通船10，卷扬机6所对应设置的钢丝绳5预留有一定长度绳头，用于与所述辅助交通船10连接，所述运梁船2的首、尾两侧分别对称设置有锚桩3，所述辅助交通船10可牵引钢丝绳5至运梁船2的锚桩3，两根钢丝绳先锚固于运梁船2船尾锚桩，剩余两根钢丝绳锚固于运梁船2船首锚桩。

进一步地，为了确保牵引钢丝绳能够顺利牵引，所述钢箱梁1上方设有型钢扁担梁，所述扁担梁端部设有第二导向滑车11。

进一步地，如图3所示，所述主缆4上还设置有钢箱梁吊具8，钢箱梁1上设置有吊耳，所述钢箱梁吊具8的一端与主缆4连接，钢箱梁吊具8另一端与钢箱梁1上的吊耳连接。在连接过程中需始终保持运梁船2位置在允许范围内，并通过及时调整卷扬机及时校正运梁船的位置。

实施例3

如图3、图4所示，一种悬索桥运梁船定位施工方法，包括以下步骤：

S1. 运梁船横桥向定位：先将钢箱梁吊具8下到一定位置以作为运梁船2初定位的参照物，然后根据涨落潮方向选择顶潮作业，并利用船舶自身的动力抵抗水流力，初步调整运梁船2至钢箱梁吊具8的下方；

S2. 运梁船纵桥向定位：先根据钢箱梁1的吊装位置，分别将4个导向滑车7固定于主缆4上预设位置处，然后通过卷扬机6下放钢丝绳5，使钢丝绳5预留有一定长度绳头的一端与辅助交通船10连接，通过辅助交通船10牵拉钢丝绳5的至运梁船2的锚桩3上，同时运梁船2自身根据吊装要求点动微调运梁船2位置，实现运梁船2的精定位。

实施例4

在上述实施例的基础上，所述运梁船的纵桥向定位方式如下：

方式一：塔顶卷扬机钢丝绳绕过主缆上导向滑车下放至距离水面一定高度处或通过钢箱梁面上设置的所述型钢悬挑梁，钢丝绳通过所述型钢悬挑梁上设置的所述第一转向导轮后下放至距离水面一定高度处，待钢箱梁吊装时，运梁船通过自身动力进行初步定位后，通过辅助船舶牵引所述钢丝绳与运梁船上的所述锚桩进行连接固定。

方式二：塔底卷扬机钢丝绳预留一定长度绳头，待钢箱梁吊装时，运梁船通过自身动力进行初步定位后，通过所述辅助船舶牵拉所述钢丝绳与运梁船上的所述锚桩进行连接固定，辅助交通船驶离运梁船，卷扬机收放钢丝绳，通过点动微调卷扬机钢丝绳调整运梁船平面位置，钢箱梁与吊装吊具连接好，提升钢箱梁，钢箱梁吊装到位后，卷扬机松绳并解除钢丝绳与运梁船的连接，根据下一片钢箱梁吊装位置情况调整牵拉钢丝绳导向。

实施例5

一种悬索桥运梁船定位施工方法，包括以下步骤：

S1. 运梁船横桥向定位：先将钢箱梁吊具8下到一定位置（距钢箱梁顶面100cm~200cm高度）以作为运梁船2初定位的参照物，然后根据涨落潮方向选择顶潮作业，并利用船舶自身的动力抵抗水流力，初步调整运梁船2至钢箱梁吊具8的下方；

S201.悬索桥主跨中段区域运梁船纵桥向定位，以主跨跨中为界，按跨中向两侧的顺序依次逐段对称进行施工：将4个导向滑车7分别固定于主跨主缆4上预设位置处，然后将4台卷扬机6分别放置在悬索桥两岸主塔的塔顶门架上进行钢丝绳5的收放，如图5所示，钢丝绳5沿主缆4的猫道9通过所述导向滑车7下放至水面上2m，待钢箱梁1吊装时，运梁船2通过自身动力初步定位后，通过辅助交通船10牵拉至运梁船2的锚桩3上，实现悬索桥主跨中段运梁船2的精确定位；

S202.悬索桥主跨端部运梁船纵桥向定位：先将4个导向滑车7分别固定于主跨主缆4上预设位置处，然后将4台卷扬机6分别放置在悬索桥两岸主塔的塔底进行钢丝绳5的收放，并在塔底横梁上设置第三导向滑车12，钢丝绳5绕过第三导向滑车12并通过所述导向滑车7下放至下放至水面上2m，并与辅助交通船10连接，通过辅助交通船10牵引钢丝绳5至运梁船2的锚桩3上，实现悬索桥主跨两端端部运梁船2的精确定位；

S203.悬索桥边跨下段区域运梁船纵桥向定位：先将4个导向滑车7分别固定于边跨主缆4上预设位置处，然后将2台卷扬机6放置在悬索桥一岸主塔的塔顶门架上，2台卷扬机6放置在边跨边墩上；钢丝绳5通过所述导向滑车7下放至水面上2m，并与辅助交通船10连接，通过辅助交通船10牵引钢丝绳5至运梁船2的锚桩3上，实现悬索桥边跨下段运梁船2的精确定位；

S204.悬索桥边跨中段区域运梁船纵桥向定位：将2台卷扬机6放置在悬索桥一岸主塔塔底钢围堰上，2台卷扬机6放置在边跨边墩上，并在所述塔底横梁上设置第三导向滑车12，钢丝绳5绕过第三导向滑车12下放至水面上2m,并与辅助交通船10连接，通过辅助交通船10牵引钢丝绳5至运梁船2的锚桩3上，实现悬索桥边跨中段运梁船2的精确定位；

S205.悬索桥边跨上段区域运梁船纵桥向定位：将2台卷扬机6放置在悬索桥一岸主塔塔底钢围堰上，2台卷扬机6放置在边跨边墩上，如图2所示，通过卷扬机6收放钢丝绳5，实现悬索桥边跨上段运梁船2的精确定位。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

尽管已经用特征或方法专用的语言描述了复杂海域条件下钢箱梁运梁船定位的施例。但是所附权利要求主题不必限于所述的具体特征或方法。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不逐一叙述。

Claims (9)

1.一种悬索桥运梁船定位装置，其特征在于:至少包括主缆（4）、卷扬机（6）、钢丝绳（5）、钢箱梁（1）及运梁船（2），所述主缆（4）上设置有4台第一导向滑车（7），4台第一导向滑车（7）对称分布在钢箱梁（1）吊装跨径的两侧，所述卷扬机（6）设置有4台，4台卷扬机（6）分别设置在悬索桥两岸主塔的塔顶或塔底，一个卷扬机（6）对应设置一个钢丝绳（5），卷扬机（6）用于钢丝绳（5）的收放，钢丝绳（5）的一端穿过第一导向滑车（7）连接运梁船（2）。

2.根据权利要求1所述的一种悬索桥运梁船定位装置，其特征在于:所述运梁船（2）的首、尾两侧分别对称设置有锚桩（3）。

3.根据权利要求2所述的一种悬索桥运梁船定位装置，其特征在于:该定位装置还包括导向系统，所述导向系统可牵引钢丝绳（5）至运梁船（2）的锚桩（3）。

4.根据权利要求3所述的一种悬索桥运梁船定位装置，其特征在于:所述导向系统为4艘辅助交通船（10），卷扬机（6）所对应设置的钢丝绳（5）预留有绳头，所述钢丝绳（5）的预留绳头用于与所述辅助交通船（10）连接。

5.根据权利要求1所述的一种悬索桥运梁船定位装置，其特征在于:所述钢箱梁（1）上方设有型钢扁担梁，所述扁担梁端部设有第二导向滑车（11）。

6.根据权利要求1所述的一种悬索桥运梁船定位装置，其特征在于:所述主缆（4）上还设置有钢箱梁吊具（8），钢箱梁（1）上设置有吊耳，所述钢箱梁吊具（8）的一端与主缆（4）连接，钢箱梁吊具（8）另一端与钢箱梁（1）上的吊耳连接。

7.一种悬索桥运梁船定位施工方法，其特征在于：该方法采取了横桥向利用运梁船（2）自身动力进行定位；纵桥向利用4根钢丝绳（5）进行定位。

8.根据权利要求7所述的一种悬索桥运梁船定位施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1. 运梁船横桥向定位：先将钢箱梁吊具（8）下到一定位置以作为运梁船（2）初定位的参照物，然后根据涨落潮方向选择顶潮作业，并利用船舶自身的动力抵抗水流力，初步调整运梁船（2）至钢箱梁吊具（8）的下方；

S2. 运梁船纵桥向定位：先根据钢箱梁（1）的吊装位置，分别将4台第一导向滑车（7）固定于主缆（4）上，然后通过卷扬机（6）下放钢丝绳（5），使钢丝绳（5）预留绳头的一端与辅助交通船（10）连接，通过辅助交通船（10）牵拉钢丝绳（5）的至运梁船（2）的锚桩（3）上，同时运梁船（2）自身根据吊装要求点动微调运梁船（2）位置，实现运梁船（2）的精定位。

9.根据权利要求7所述的一种悬索桥运梁船定位施工方法，其特征在于，所述运梁船纵桥向定位具体包括：

S201.悬索桥主跨中段区域运梁船纵桥向定位，以主跨跨中为界，按跨中向两侧的顺序依次逐段对称进行施工：将4台第一导向滑车（7）分别固定于主跨主缆（4）上预设位置处，然后将4台卷扬机（6）分别放置在悬索桥两岸主塔的塔顶门架上进行钢丝绳（5）的收放，钢丝绳（5）沿主缆（4）的猫道（9）通过所述第一导向滑车（7）下放至距水面一定高度，待钢箱梁（1）吊装时，运梁船（2）通过自身动力初步定位后，通过辅助交通船（10）牵拉至运梁船（2）的锚桩（3）上，实现悬索桥主跨中段运梁船（2）的精确定位；

S202.悬索桥主跨端部运梁船纵桥向定位：先将4台第一导向滑车（7）分别固定于主跨主缆（4）上预设位置处，然后将4台卷扬机（6）分别放置在悬索桥两岸主塔的塔底进行钢丝绳（5）的收放，并在塔底横梁上设置第三导向滑车（12） ，钢丝绳（5）绕过转向导轮（12）并通过所述第一导向滑车（7）下放至距水面一定高度，并与辅助交通船（10）连接，通过辅助交通船（10）牵引钢丝绳（5）至运梁船（2）的锚桩（3）上，实现悬索桥主跨两端端部运梁船（2）的精确定位；

S203.悬索桥边跨下段区域运梁船纵桥向定位：先将4台第一导向滑车（7）分别固定于边跨主缆（4）上预设位置处，然后将2台卷扬机（6）放置在悬索桥一岸主塔的塔顶门架上，2台卷扬机（6）放置在悬索桥边跨边墩上；钢丝绳（5）通过所述第一导向滑车（7）下放至距水面一定高度，并与辅助交通船（10）连接，通过辅助交通船（10）牵引钢丝绳（5）至运梁船（2）的锚桩（3）上，实现悬索桥边跨下段运梁船（2）的精确定位；

S204.悬索桥边跨中段区域运梁船纵桥向定位：将2台卷扬机（6）放置在悬索桥一岸主塔塔底钢围堰上，2台卷扬机（6）放置在边跨边墩上，并在所述塔底横梁上设置第三导向滑车（12） ，钢丝绳（5）绕过第三导向滑车（12） 下放至距水面一定高度与辅助交通船（10）连接，通过辅助交通船（10）牵引钢丝绳（5）至运梁船（2）的锚桩（3）上，实现悬索桥边跨中段运梁船（2）的精确定位；

S205.悬索桥边跨上段区域运梁船纵桥向定位：将2台卷扬机（6）放置在悬索桥一岸主塔塔底钢围堰上，2台卷扬机（6）放置在边跨边墩上，通过卷扬机（6）收放钢丝绳（5），实现悬索桥边跨上段运梁船（2）的精确定位。