CN110593112A - 悬索桥吊梁系统及吊梁工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种悬索桥吊梁系统及吊梁工艺，涉及悬索桥施工的技术领域，一种悬索桥吊梁系统，包括与悬索桥的主缆固定的索夹、连接于索夹上的楔形托座、固定于楔形托座上的连续提升千斤顶、和穿设于连续提升千斤顶内的钢绞线，楔形托座上表面水平设置；一种使用上述悬索桥吊梁系统的吊梁工艺，包括：连接钢绞线与钢梁‑活塞带动上自锚器夹紧钢绞线顶出‑活塞带动上自锚器松开钢绞线回程‑提升钢梁至设计高度‑解除钢绞线与钢梁的连接，连接钢梁与吊索‑固定钢梁‑解除吊索与钢梁的连接，拆除索夹。本发明有效解决了悬索桥对施工荷载有严格限制或复杂施工环境条件下钢梁垂直吊装的问题，具有施工操作方便，结构受力安全，施工效率高的优点。

Description

悬索桥吊梁系统及吊梁工艺

技术领域

本发明涉及悬索桥施工的技术领域，尤其是涉及一种悬索桥吊梁系统及吊梁工艺。

背景技术

现有悬索桥在施工过程中通常采用跨缆吊机进行梁段吊装施工，该施工方式不仅成本投入高，且上部结构施工荷载较大，当悬索桥对施工荷载有严格限制时，无法确保施工安全质量。

现有公告号为CN103614966B的发明专利公开了一种悬索桥钢箱梁吊装吊具，它包括通过两根主梁连接成一体的吊梁，主梁之间设有空隙，吊梁两端顶部设有起吊装置；主梁之间设有动滑轮，动滑轮与主梁水平向滑道连接；起吊装置包括扁担梁，扁担梁固定安装在吊梁顶部，扁担梁的两端下部与两根吊环的一端销结，两个吊环的另一端连接在第一销轴的两端，第一销轴上套装有转向轮，转向轮连接有钢箱梁吊耳。

使用上述钢箱梁吊装吊具的架桥施工方法如下：

1、把上述吊具安装在吊机上；

2、钢箱梁就位；

3、粗估重心，空载调整第二销轴的位置；

4、连接钢箱梁与吊具；

5、缓慢起吊离地一定高度，稳定后，缓慢调整第二销轴的位置，以调整重心位置；

6、临时固定第二销轴，起吊钢箱梁至设计位置。

上述悬索桥钢箱梁吊装吊具有安装方便、拆卸简单快捷、使用效率高的优点，不仅可满足悬索桥钢箱梁吊装，也可满足其他重物的吊装。

但该吊具在使用时，仍需要配合吊机进行钢箱梁的起吊，在悬索桥的塔柱对上部结构施工荷载敏感，且允许偏位值较小的情况下，该方式不仅不经济，且容易出现安全事故。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种悬索桥吊梁系统，其采用骑跨在悬索桥主缆上的连续提升千斤顶作为钢梁吊装系统的主要提吊装置，有效解决了悬索桥对施工荷载有严格限制或复杂施工环境条件下钢梁垂直吊装的问题。

本发明的上述发明目的之一是通过以下技术方案得以实现的：

一种悬索桥吊梁系统，包括与悬索桥的主缆固定的索夹、连接于所述索夹上的楔形托座、固定于所述楔形托座上的连续提升千斤顶和穿设于所述连续提升千斤顶内的钢绞线，所述楔形托座上表面水平设置，所述连续提升千斤顶包括液压缸、设于所述液压缸的活塞中心的穿心套、设于所述液压缸的缸体底部的下自锚器和设于所述液压缸的活塞顶部的上自锚器，所述钢绞线从上到下依次贯穿所述上自锚器、穿心套和下自锚器，并向下穿出所述液压缸的缸体和楔形托座而垂下，钢绞线的下端连接于钢梁上。

通过采用上述技术方案，索夹固定于主缆上，用于支撑其上部的连续提升千斤顶，而主缆在长度方向上一般具有一定的弧度，且主缆在长度方向上的各个位置，弧度的曲率和角度不同，因此需要在连续提升千斤顶与索夹之间安放楔形托座，楔形托座安装于索夹上时，其上表面水平，从而保证了液压提升千斤顶的竖直性，避免连续提升千斤顶在提升钢梁的过程中发生倾覆；连续提升千斤顶的提升原理为：当液压缸的活塞向上顶出时，上自锚器处于夹紧状态、下自锚器处于松开状态，活塞带动上自锚器顶出，从而牵引钢绞线带动钢梁向上提升；当液压缸的活塞向下收回时，上自锚器处于松开状态、下自锚器处于夹紧状态，启动液压缸，使活塞带动上自锚器回程进行下一次的提升，直至将钢梁提升到设计高度。该吊梁系统利用连续提升千斤顶作为钢梁提吊的动力系统，通过上、下自锚器的交替启动、关闭以及液压缸的循环操作实现对梁段的垂直吊装，该系统构造简单、自重小，有效解决了悬索桥对施工荷载有严格限制或复杂施工环境条件下钢梁垂直吊装的问题，其施工操作方便，结构受力安全，适应性好、施工效率高，在确保施工安全和质量的前提下还具有很好的经济性。

本发明进一步设置为：所述连续提升千斤顶外部设有引导架，所述引导架包括引导环、连接环和设于所述引导环与所述连接环之间的至少两根支撑杆，所述连接环在下、引导环在上，连接环固定套设于所述液压缸的缸体上，所述引导环位于所述液压缸的正上方且其内孔与所述穿心套的内孔同心。

通过采用上述技术方案，钢绞线具有一定的柔性，使用过程中，先将液压缸上方的钢绞线从引导环中穿出，钢绞线穿出后的端部会在重力作用下向下发生弯曲，而液压缸与引导环之间的钢绞线部分处于基本竖直的状态，当液压缸向上提拉钢绞线或向下放钢绞线时，钢绞线与上自锚器之间的阻力较小，从而为连续提升千斤顶的持续提拉提供了保证。

本发明进一步设置为：所述索夹包括上夹环和下夹环，所述上夹环与所述下夹环扣合后中间形成供主缆穿过的环孔，上夹环与下夹环的两侧边缘互相正对且通过螺栓连接。

通过采用上述技术方案，通过拧紧上夹环与下夹环两侧边缘上的螺栓而使上夹环与下夹环之间相互扣合，并在扣合过程中抱紧主缆，实现索夹与主缆之间的固定。

本发明进一步设置为：所述上夹环与所述下夹环的两侧边缘上均设有交错扣合的牙口。

通过采用上述技术方案，交错扣合的牙口避免了上夹环与下夹环之间的相互错位，保证了索夹连接的牢靠性，同时，当上夹环在连续提升千斤顶的重压下产生向低处滑动的趋势时，通过牙口的限位而实现了对上夹环的限制，避免了上夹环的滑动，同时，减小了螺栓受到的剪切力。

本发明进一步设置为：所述牙口之间夹设有弹性垫片。

通过采用上述技术方案，弹性垫片在上夹环与下夹环之间形成缓冲，使得上夹环与下夹环之间不会刚性挤压，减小了损坏，同时，上夹环与下夹环在夹紧过程中能够挤压弹性垫片而将主缆抱得更紧，避免索夹在主缆上滑动。

本发明进一步设置为：所述下夹环远离上夹环一侧设有吊板，所述吊板上转动连接吊索，钢梁上设有固定吊耳，所述吊索自由下垂后其下端转动连接于所述固定吊耳上。

通过采用上述技术方案，当连续提升千斤顶将钢梁提拉到位之后，可以将吊索下端连接于固定吊耳上，然后拆下连续提升千斤顶进行下一次的作业，保证了施工效率。

本发明进一步设置为：所述楔形托座包括螺栓连接于所述上夹环上的底板、顶板和设于所述顶板与所述底板之间的角度调节装置，所述顶板和所述底板一端相互铰接，所述角度调节装置包括固定于所述底板上的螺杆、开设于所述顶板上的腰形孔，所述螺杆上端伸出所述腰形孔，所述螺杆于所述顶板与所述底板之间转动连接螺套。

通过采用上述技术方案，当楔形托座安装于索夹上时，顶板在重力作用下支撑于螺套上，主缆上不同位置的倾斜角度不同，因此，当将同一楔形托座安装于主缆上不同位置处的索夹上时，楔形托座的顶板无法始终保持水平，此时可通过旋转螺套而调整螺套在螺杆上的高度位置，从而调整顶板与底板之间的角度，使得顶板在新的位置保持水平，以支撑连续提升千斤顶。该结构的楔形托座具有较好的通用性，可用于主缆的不同位置，经济而实用。

本发明进一步设置为：同一主缆上设有两处连续提升千斤顶，每处所述连续提升千斤顶内的钢绞线下端均连接有锚具，所述锚具下端设有转动耳片，钢梁上设有临时吊耳，所述转动耳片转动连接于所述临时吊耳上。

通过采用上述技术方案，每片钢梁的提升过程中均有四处连续提升千斤顶同时作用，避免了钢梁在提升过程中的侧翻，采用锚具固定钢绞线，固定可靠，又不会损坏钢绞线。

本发明的目的之二在于提供一种利用上述悬索桥吊梁系统进行桥梁施工的吊梁工艺，其通过连续提升千斤顶的顶升和缩回并配合上自锚器与下自锚器的交替开合实现钢梁的吊装，施工操作方便，结构受力安全，施工效率高。

本发明的上述发明目的之二是通过以下技术方案得以实现的：

一种使用上述悬索桥吊梁系统的吊梁工艺，包括如下步骤：

S1:将钢绞线下端连接于钢梁上；

S2:上自锚器处于夹紧状态、下自锚器处于松开状态，启动液压缸，使活塞带动上自锚器顶出；

S3:上自锚器处于松开状态、下自锚器处于夹紧状态，启动液压缸，使活塞带动上自锚器回程；

S4:反复步骤S2—S3，直至钢梁被提升至设计高度；

S5:将吊索下端连接至钢梁上的固定吊耳上，解除钢绞线下端与钢梁之间的连接；

S6:固定钢梁位置；

S7:解除吊索与钢梁之间的连接，拆除此处索夹。

通过采用上述技术方案，通过上、下自锚器的交替启动、关闭以及液压缸的循环操作实现对梁段的垂直吊装，过程中仅需控制千斤顶的同步性即可，施工操作方便，结构受力安全，施工效率高。

本发明进一步设置为：所述S5还包括：拆除楔形托座及连续提升千斤顶，并将其安装到下一吊梁工位上方的索夹上，进行下一片钢梁的提升。

通过采用上述技术方案，钢梁的固定耗费时间较多，此时可通过吊索稳住钢梁，而将连续提升千斤顶重新安装，用于下一片钢梁的运输，减少了连续提升千斤顶的数量，节约了成本；钢梁的固定于提升可同步进行，提高了施工效率。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1.采用骑跨在悬索桥主缆上的连续提升千斤顶作为钢梁吊装系统的主要提吊装置，有效解决了悬索桥对施工荷载有严格限制或复杂施工环境条件下钢梁垂直吊装的问题；

2.通过上、下自锚器的交替启动、关闭以及液压缸的循环操作实现对梁段的垂直吊装，过程中仅需控制千斤顶的同步性即可，施工操作方便，结构受力安全，施工效率高。

附图说明

图1是本发明实施例一公开的一种悬索桥吊梁系统施工状态的整体结构示意图。

图2是悬索桥吊梁系统上部分在主视图下的局部放大示意图。

图3是悬索桥吊梁系统上部分在侧视图下的局部放大示意图。

图4是悬索桥吊梁系统下部分在主视图下的局部放大示意图。

图5是悬索桥吊梁系统下部分在侧视图下的局部放大示意图。

图6是楔形托座的剖视结构示意图。

图中，1、连续提升千斤顶；11、液压缸；12、上自锚器；13、下自锚器；14、穿心套；2、钢绞线；21、锚具；3、楔形托座；31、底板；32、顶板；33、角度调节装置；331、螺杆；332、螺套；333、腰形孔；4、索夹；41、上夹环；42、下夹环；43、牙口；44、弹性垫片；5、吊板；6、主缆；7、吊索；8、钢梁；9、固定吊耳；10、临时吊耳；15、引导架；151、连接环；152、引导环；153、支撑杆。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例一

参照图1、图2、图3，为本发明此实施例公开的一种悬索桥吊梁系统，包括与悬索桥的主缆6固定的索夹4、连接于索夹4上的楔形托座3、固定于楔形托座3上的连续提升千斤顶1、和穿设于连续提升千斤顶1内的钢绞线2，楔形托座3上表面水平设置。连续提升千斤顶1包括液压缸11、设置于液压缸11的活塞中心的穿心套14、设置于液压缸11的缸体底部的下自锚器13和设置于液压缸11的活塞顶部的上自锚器12，钢绞线2从上到下依次贯穿上自锚器12、穿心套14和下自锚器13，并向下穿出液压缸11的缸体和楔形托座3而垂下，同一主缆6上设置有两处连续提升千斤顶1，每处连续提升千斤顶1内的钢绞线2下端均连接有锚具21，锚具21下端一体焊接有转动耳片，钢梁8上焊接有临时吊耳10，转动耳片通过销钉转动连接于临时吊耳10上。

连续提升千斤顶1的提升原理为：当液压缸11的活塞向上顶出时，上自锚器12处于夹紧状态、下自锚器13处于松开状态，活塞带动上自锚器12顶出，从而牵引钢绞线2带动钢梁8向上提升；当液压缸11的活塞向下收回时，上自锚器12处于松开状态、下自锚器13处于夹紧状态，启动液压缸11，使活塞带动上自锚器12回程进行下一次的提升，直至将钢梁8提升到设计高度。钢梁8被提升到设计高度之后对其进行固定，并将钢绞线2下放，预备下一次的提升，钢绞线2下放的过程为：当液压缸11的活塞向下收回时，上自锚器12处于夹紧状态、下自锚器13处于松开状态，启动液压缸11，使活塞带动上自锚器12回程而使钢绞线2下放一个行程的距离，之后上自锚器12处于松开状态、下自锚器13处于夹紧状态，活塞带动上自锚器12顶出，以进行下一次的钢绞线2下放动作；该吊梁系统利用连续提升千斤顶1作为钢梁8提吊的动力系统，通过上、下自锚器13的交替启动、关闭以及液压缸11的循环操作实现对梁段的垂直吊装，且该系统构造简单、自重小，有效解决了悬索桥对施工荷载有严格限制或复杂施工环境条件下钢梁8垂直吊装的问题。

参照图2、图3，由于钢绞线2具有一定的柔性，被提升至连续提升千斤顶1上方的钢绞线2会向下弯曲，在钢绞线2下放的过程中，容易卡在上自锚器12的边缘而使得上自锚器12在随着活塞上升的过程中将钢绞线2提升，无法实现钢绞线2的连续下放，为解决上述问题，连续提升千斤顶1外部设置有引导架15，引导架15包括引导环152、连接环151和设置于引导环152与连接环151之间的三根支撑杆153，连接环151在下、引导环152在上，连接环151固定套设于液压缸11的缸体上，引导环152位于液压缸11的正上方且其内孔与穿心套14的内孔同心。

使用过程中，先将液压缸11上方的钢绞线2从引导环152中穿出，钢绞线2穿出后的端部会在重力作用下向下发生弯曲，而液压缸11与引导环152之间的钢绞线2部分处于基本竖直的状态，当液压缸11向上提拉钢绞线2或向下放钢绞线2时，钢绞线2与上自锚器12之间的阻力较小，从而为连续提升千斤顶1的持续提拉提供了保证。

参照图2、图3，索夹4包括上夹环41和下夹环42，在实际安装过程中，上夹环41在上，下夹环42在下，上夹环41与下夹环42扣合后，二者的中间形成供主缆6穿过的环孔，上夹环41与下夹环42的两侧边缘互相正对且通过螺栓连接，通过拧紧上夹环41与下夹环42两侧边缘上的螺栓而使上夹环41与下夹环42之间相互扣合，并在扣合过程中抱紧主缆6，实现索夹4与主缆6之间的固定。其中，为了避免上夹环41与下夹环42之间在重压下产生错位；上夹环41与下夹环42的两侧边缘上均设有交错扣合的牙口43，当上夹环41在连续提升千斤顶1的重压下产生向低处滑动的趋势时，通过牙口43的限位而实现了对上夹环41的限制，避免了上夹环41的滑动，同时，减小了螺栓受到的剪切力；牙口43之间夹设有弹性垫片44，弹性垫片44在上夹环41与下夹环42之间形成缓冲，使得上夹环41与下夹环42之间不会刚性挤压，减小了损坏，同时，上夹环41与下夹环42在夹紧过程中能够挤压弹性垫片44而将主缆6抱得更紧，避免索夹4在主缆6上滑动。

参照图2、图3，下夹环42远离上夹环41一侧设置有吊板5，吊板5上转动连接吊索7，参照图4、图5，钢梁8上设置有固定吊耳9，吊索7自由下垂后其下端转动连接于固定吊耳9上。当连续提升千斤顶1将钢梁8提拉到位之后，可以将吊索7下端连接于固定吊耳9上，然后拆下连续提升千斤顶1进行下一次的作业，保证了施工效率。

参照图6，楔形托座3包括螺栓连接于上夹环41上的底板31、顶板32和设置于顶板32与底板31之间的角度调节装置33，顶板32和底板31一端相互铰接，角度调节装置33包括固定于底板31上的螺杆331、开设于顶板32上的腰形孔333，螺杆331上端伸出腰形孔333，螺杆331于顶板32与底板31之间转动连接螺套332。

当楔形托座3安装于索夹4上时，顶板32在重力作用下支撑于螺套332上，主缆6上不同位置的倾斜角度不同，因此，当将同一楔形托座3安装于主缆6上不同位置处的索夹4上时，楔形托座3的顶板32无法始终保持水平，此时可通过旋转螺套332而调整螺套332在螺杆331上的高度位置，从而调整顶板32与底板31之间的角度，使得顶板32在新的位置保持水平，以支撑连续提升千斤顶1。该结构的楔形托座3具有较好的通用性，可用于主缆6的不同位置，经济而实用。

实施例二

本发明此实施例披露了一种利用上述悬索桥吊梁系统进行桥梁施工的吊梁工艺，包括如下步骤：

S1:将钢绞线2下端的锚具21连接于钢梁8上，使钢绞线2负载；

S2:上自锚器12处于夹紧状态、下自锚器13处于松开状态，启动液压缸11，使活塞带动上自锚器12顶出；

S3:上自锚器12处于松开状态、下自锚器13处于夹紧状态，启动液压缸11，使活塞带动上自锚器12回程；

S4:反复步骤S2—S3，直至钢梁8被提升至设计高度；

S5:将吊索7下端连接至钢梁8上的固定吊耳9上，解除钢绞线2下端与钢梁8之间的连接，拆除楔形托座3及连续提升千斤顶1，并将其安装到下一吊梁工位上方的索夹4上，进行下一片钢梁8的提升；

S6:固定已提升到位的钢梁8位置；

S7:解除吊索7与钢梁8之间的连接，拆除此处索夹4。

该吊梁工艺通过上、下自锚器13的交替启动、关闭以及液压缸11的循环操作实现对梁段的垂直吊装，过程中仅需控制千斤顶的同步性即可，施工操作方便，结构受力安全，施工效率高。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种悬索桥吊梁系统，其特征在于：包括与悬索桥的主缆(6)固定的索夹(4)、连接于所述索夹(4)上的楔形托座(3)、固定于所述楔形托座(3)上的连续提升千斤顶(1)和穿设于所述连续提升千斤顶(1)内的钢绞线(2)，所述楔形托座(3)上表面水平设置，所述连续提升千斤顶(1)包括液压缸(11)、设于所述液压缸(11)的活塞中心的穿心套(14)、设于所述液压缸(11)的缸体底部的下自锚器(13)和设于所述液压缸(11)的活塞顶部的上自锚器(12)，所述钢绞线(2)从上到下依次贯穿所述上自锚器(12)、穿心套(14)和下自锚器(13)，并向下穿出所述液压缸(11)的缸体和楔形托座(3)而垂下，钢绞线(2)的下端连接于钢梁(8)上。

2.根据权利要求1所述的悬索桥吊梁系统，其特征在于：所述连续提升千斤顶(1)外部设有引导架(15)，所述引导架(15)包括引导环(152)、连接环(151)和设于所述引导环(152)与所述连接环(151)之间的至少两根支撑杆(153)，所述连接环(151)在下、引导环(152)在上，连接环(151)固定套设于所述液压缸(11)的缸体上，所述引导环(152)位于所述液压缸(11)的正上方且其内孔与所述穿心套(14)的内孔同心。

3.根据权利要求1所述的悬索桥吊梁系统，其特征在于：所述索夹(4)包括上夹环(41)和下夹环(42)，所述上夹环(41)与所述下夹环(42)扣合后中间形成供主缆(6)穿过的环孔，上夹环(41)与下夹环(42)的两侧边缘互相正对且通过螺栓连接。

4.根据权利要求3所述的悬索桥吊梁系统，其特征在于：所述上夹环(41)与所述下夹环(42)的两侧边缘上均设有交错扣合的牙口(43)。

5.根据权利要求4所述的悬索桥吊梁系统，其特征在于：所述牙口(43)之间夹设有弹性垫片(44)。

6.根据权利要求3所述的悬索桥吊梁系统，其特征在于：所述下夹环(42)远离上夹环(41)一侧设有吊板(5)，所述吊板(5)上转动连接吊索(7)，钢梁(8)上设有固定吊耳(9)，所述吊索(7)自由下垂后其下端转动连接于所述固定吊耳(9)上。

7.根据权利要求1所述的悬索桥吊梁系统，其特征在于：所述楔形托座(3)包括螺栓连接于所述上夹环(41)上的底板(31)、顶板(32)和设于所述顶板(32)与所述底板(31)之间的角度调节装置(33)，所述顶板(32)和所述底板(31)一端相互铰接，所述角度调节装置(33)包括固定于所述底板(31)上的螺杆(331)、开设于所述顶板(32)上的腰形孔(333)，所述螺杆(331)上端伸出所述腰形孔(333)，所述螺杆(331)于所述顶板(32)与所述底板(31)之间转动连接螺套(332)。

8.根据权利要求1所述的悬索桥吊梁系统，其特征在于：同一主缆(6)上设有两处连续提升千斤顶(1)，每处所述连续提升千斤顶(1)内的钢绞线(2)下端均连接有锚具(21)，所述锚具(21)下端设有转动耳片，钢梁(8)上设有临时吊耳(10)，所述转动耳片转动连接于所述临时吊耳(10)上。

9.使用权利要求6所述的悬索桥吊梁系统的吊梁工艺，其特征在于：包括如下步骤：

S1:将钢绞线(2)下端连接于钢梁(8)上；

S2:上自锚器(12)处于夹紧状态、下自锚器(13)处于松开状态，启动液压缸(11)，使活塞带动上自锚器(12)顶出；

S3:上自锚器(12)处于松开状态、下自锚器(13)处于夹紧状态，启动液压缸(11)，使活塞带动上自锚器(12)回程；

S4:反复步骤S2—S3，直至钢梁(8)被提升至设计高度；

S5:将吊索(7)下端连接至钢梁(8)上的固定吊耳(9)上，解除钢绞线(2)下端与钢梁(8)之间的连接；

S6:固定钢梁(8)位置；

S7:解除吊索(7)与钢梁(8)之间的连接，拆除此处索夹(4)。

10.根据权利要求9所述的悬索桥吊梁工艺，其特征在于：所述S5还包括：拆除楔形托座(3)及连续提升千斤顶(1)，并将其安装到下一吊梁工位上方的索夹(4)上，进行下一片钢梁(8)的提升。