CN111691305A

CN111691305A - 一种悬索桥主梁安装方法

Info

Publication number: CN111691305A
Application number: CN202010529599.3A
Authority: CN
Inventors: 张明闪; 丁亚辉; 张�林; 徐翾玄; 孙嘉; 黄阳林
Original assignee: CCCC SHEC Second Engineering Co Ltd
Current assignee: CCCC Second Highway Engineering Co Ltd; CCCC SHEC Second Engineering Co Ltd; CCCC Highway Long Bridge Construction National Engineering Research Center Co Ltd
Priority date: 2020-06-11
Filing date: 2020-06-11
Publication date: 2020-09-22

Abstract

本发明提供了一种悬索桥主梁安装方法，首先安装端部主梁梁段，并在端部主梁梁段底部安装移梁轨道，然后将拼装好的梁段垂直起吊至已安装主梁梁段底部，并与已安装梁段底部的移梁轨道连接，之后通过移梁轨道将梁段纵移至已安装梁段端部，然后荡移吊装到安装位置后与已安装主梁梁段连接，并通过在该梁段底部安装移梁轨道以延长移梁轨道，重复以上过程进行下一梁段的安装至所有梁段安装完成。本发明吊装梁段拼装在地面进行，高空作业量少，安全性高。地面拼装比高空悬拼效率高，施工工期短。相对于缆索吊机方案，施工成本低。与轨索滑移方法相比使用成本低，轨索滑移设备的安装占用主线工期长，跨缆吊机安装时间短，主线工期占用少，工期优势明显。

Description

一种悬索桥主梁安装方法

技术领域

本发明属于悬索桥施工技术领域，具体涉及一种悬索桥主梁安装方法。

背景技术

海上江上悬索桥由于桥下具备同行条件，主梁通常采用拖船运输，缆载吊机安装的方案。

山区悬索桥桥下往往不通航，建成以及在建的悬索桥均采用了桥面吊机悬拼、轨索滑移、缆索吊机吊装的方法吊装桥面板。目前的吊装方案有以下几种：轨索滑移吊装方案、桥面吊机吊装方案、梁底运梁+跨缆吊机方案和缆索吊机吊装方案，这几种吊装方案各有优势，但缺点是费用高、风险大或工期长。

以矮寨特大悬索桥施工为例，对轨索滑移吊装方案进行如下分析：

矮寨特大悬索桥位于湖南省湘西州吉首市矮寨镇境内，距吉首市区约20公里。工程为双层公路、观光通道两用桥梁，四车道高速公路特大桥。桥型方案为钢桁加劲梁单跨悬索桥，跨径为242m+1176m+116m，悬索桥的主梁长约1000m。钢桁梁标准节段长14.5m，宽27m，高7.5m，重125t，全桥共69个节段。

矮寨大桥钢桁梁采用轨索滑移法进行安装，轨索滑移系统由以下几个部分组成：主缆、吊索、吊鞍、轨索、运梁小车、跨缆吊机。运梁小车悬挂在永久吊索轨索作为支撑轨道，锚固于两岸山体的轨索通过吊鞍支撑于永久吊索下端，传力至主缆，由此形成轨索滑移运梁系统。梁段滑移至设计位置后，采用跨栏吊机转换受力，垂直起吊，使梁段悬挂在永久吊索上。

轨索滑移法中的轨索系统以永久吊索为吊点，吊点间隔距离短，对承载能力和适宜的跨径十分宽泛，有很大的应用潜力。

但是整个轨索系统形成需要在所有吊索4安装完成后才能形成。本桥钢丝绳吊索需要在主缆线性观测完成后才能确定长度，后期加工速度较慢，形成系统的时间就比其他方案滞后约5个月。

矮寨大桥钢桁梁施工形成整个轨索滑移轨道占用主线工期为120天，钢桁梁及桥面板吊装工期为103天。

在吊靴安装时，亦有较大的安全风险。

以贵州坝陵河大桥施工为例，对桥面吊机吊装方案进行如下分析：

桥面吊机吊装方案成功应用于贵州坝陵河大桥，坝陵河大桥为主跨跨径布置为（248+1088+228）m的单跨简支钢桁梁悬索桥，钢桁梁宽28m，高10m，全桥共98个标准节段和2个端部节段，标准节段重约110t。钢桁架加劲梁架设采用行走式桥面吊机悬臂拼装法施工。架设方向从桥塔两侧向跨中推进。

采用桥面吊机的拼装方案，标准梁段拼装周期和安装周期均为7d左右，即在安装过程中，其拼装和安装生产节拍基本一致。每梁段拼装周期基本为7d，空中拼装时间较长，空中作业较多，安全性稍差。同时桥面吊机法对梁段的附加应力大，应力变化过程影响高栓安装质量，且此方案对桥面板安装时间较长。

以清水河大桥施工为例，对缆索吊机吊装方案进行如下分析：

清水河大桥位于贵州省东部，是沟通贵阳至瓮安的主要交通要道。清水河大桥为主跨1130m的单跨简支钢桁梁悬索桥，主缆3分跨为258+1130+345m，清水河大桥钢桁梁主桁架采用带竖股杆的华伦式结构，桁高7m，标准节间长7.6m，两片主桁架弦杆中心间距27m。

清水河大桥钢桁梁共分75个节段组拼安装，除开阳岸端部一个吊装阶段（节段长10.6m，重约160t）、瓮安岸端部一个吊装节段（节段长6.84m，重约110t）外，其他吊装节段长均为15.2m，由两片主横桁架和一个节间的正交异性钢桥面板和下平联及附属构件组成，最重约194t。

清水河大桥为山区钢桁梁悬索桥，在国内首次采用千米级大吨位缆索吊。实现主梁节段的整体运输，减少了空中作业，节省了工期，降低了施工成本，更易于控制质量，降低施工风险。其中以塔柱作为缆索吊塔架，在主塔上横梁布置索鞍，在锚碇处预埋构件作为后锚，架设缆索吊系统。缆索吊架设与主缆架设、紧缆、索夹安装等同步进行，不占用主线工期。钢桁梁吊装施工工期仅为93天。

但是缆索吊机方案存在缆索吊费用高，高空安装作业量大，安全风险大的缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种悬索桥主梁安装方法，克服现有技术中存在的上述技术问题。

为此，本发明提供的技术方案如下：

一种悬索桥主梁安装方法，首先安装端部主梁梁段，并在端部主梁梁段底部安装移梁轨道，然后将拼装好的梁段垂直起吊至已安装主梁梁段底部，并与已安装梁段底部的移梁轨道连接，之后通过移梁轨道将梁段纵移至已安装梁段端部，然后荡移吊装到安装位置后与已安装主梁梁段连接，并通过在该梁段底部安装移梁轨道以延长移梁轨道，重复以上过程进行下一梁段的安装至所有梁段安装完成。

所述主梁分梁段从索塔向跨中进行安装。

一种悬索桥主梁安装方法，具体过程如下：

步骤1）安装端部主梁梁段；

步骤2）在梁段下方安装移梁轨道及纵向移梁滑车，在吊装区正上方的已安装梁段上安装提梁设备；

步骤3）用提梁设备将拼装好的梁段提升至已安装梁段底部，并接近移梁轨道；

步骤4）将移梁轨道上的移梁车与提梁设备吊装的梁段连接，移梁车与吊装梁段之间采用柔性吊带连接，并使吊带处于松弛状态；

步骤5）放松提梁设备，使柔性吊带张紧，将梁段荷载转移到移梁车上，然后启动移梁车，将梁段移动到靠近安装位置的移梁轨道端部，之后在横梁上安装卷扬机二，通过钢丝绳连接拼装好的梁段一端；

步骤6）拆除移梁车与吊装梁段之间的柔性吊带，并放松卷扬机二，然后用跨缆吊机将梁段荡移吊装到安装位置；

步骤7）连接吊装梁段与已安装梁段，并接长移梁轨道；

步骤8）按照上一梁段的安装过程对其余梁段进行安装，安装顺序为从索塔13向跨中，完成主梁安装。

步骤1）中端部主梁梁段的安装过程为：先通过安装在主缆上的跨缆吊机将端部主梁梁段吊装至索塔处，再将端部主梁梁段与索塔刚接。

步骤2）中所述提梁设备为卷扬机配滑车或者跨缆吊机。

步骤3）中所述柔性吊带为钢丝绳、纤维绳或吊装环链。

步骤6）中所述跨缆吊机为一台或两台。

步骤6）中梁段荡移吊装时，跨缆吊机与梁段倾斜连接并收紧后，拆除移梁车与吊装梁段之间的柔性吊带，然后放松卷扬机二使跨缆吊机处于垂直吊装状态，再起吊梁段至安装位置。

所述跨缆吊机包括跨缆吊机一与跨缆吊机二，所述跨缆吊机一与跨缆吊机二的安装位置与梁段吊装完成后位置对应。

本发明的有益效果是：

本发明提供的这种悬索桥主梁安装方法，主梁吊装顺序为从索塔向跨中，主梁整节段拼装后，垂直起吊至已安装梁段底部，梁段与已安装梁段底部轨道连接，梁段纵移至已安装梁段端部后，采用缆载吊机荡移吊装到位。

本发明相对于桥面吊机方案、纵移悬拼方案，吊装梁段拼装在地面进行，高空作业量少，安全性高。地面拼装比高空悬拼效率高，施工工期短。相对于缆索吊机方案，跨缆吊机使用成本仅为缆索吊机使用成本的20%左右，施工成本低。相对于轨索滑移方法，跨缆吊机使用成本低于轨索滑移设备使用成本，轨索滑移设备的安装需要占用较长的主线工期，跨缆吊机安装时间短，主线工期占用少，工期优势明显。

本发明采用跨缆吊机、卷扬机实现吊装，吊装设备简单，施工成本比缆索吊、轨索滑移方法低。

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并结合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1是端部主梁梁段安装示意图；

图2是提梁设备安装示意图；

图3是梁段提升至已吊梁段底部示意图；

图4是移梁车与吊装梁段连接示意图；

图5是移梁车将梁段移动到靠近安装位置的示意图；

图6是跨缆吊机一与跨缆吊机二与梁段倾斜连接示意图；

图7是吊装梁段达到安装位置示意图。

图中：

附图标记说明：

1、跨缆吊机一；2、跨缆吊机二；3、主缆；4、吊索；5、端部主梁梁段；6、拼装好的梁段；7、卷扬机一；8、钢丝绳；9、移梁轨道；10、柔性吊带；11、移梁车；12、滑车；13、索塔；14、卷扬机二。

具体实施方式

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：

本实施例提供了一种悬索桥主梁安装方法，首先安装端部主梁梁段5，并在端部主梁梁段5底部安装移梁轨道9，然后将拼装好的梁段6垂直起吊至已安装主梁梁段底部，并与已安装梁段底部的移梁轨道9连接，之后通过移梁轨道9将梁段纵移至已安装梁段端部，然后荡移吊装到安装位置后与已安装主梁梁段连接，并通过在该梁段底部安装移梁轨道9以延长移梁轨道9，重复以上过程进行下一梁段的安装至所有梁段安装完成。

本发明采用梁段整体拼装、吊装工艺，施工速度比桥面吊机方案快。

实施例2：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种悬索桥主梁安装方法，所述主梁分梁段从索塔13向跨中进行安装。

可由两端索塔13同时向跨中进行安装，施工速度快，可满足施工工期要求。

实施例3：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种悬索桥主梁安装方法，具体过程如下：

步骤1）安装端部主梁梁段5；

步骤2）在梁段下方安装移梁轨道9及纵向移梁滑车12，在吊装区正上方的已安装梁段上安装提梁设备；

步骤3）用提梁设备将拼装好的梁段6提升至已安装梁段底部，并接近移梁轨道9；

步骤4）将移梁轨道9上的移梁车11与提梁设备吊装的梁段连接，移梁车11与吊装梁段之间采用柔性吊带10连接，并使吊带处于松弛状态；

步骤5）放松提梁设备，使柔性吊带10张紧，将梁段荷载转移到移梁车11上，然后启动移梁车11，将梁段移动到靠近安装位置的移梁轨道9端部，之后在横梁上安装卷扬机二14，通过钢丝绳连接拼装好的梁段6；

步骤6）拆除移梁车11与吊装梁段之间的柔性吊带10，并放松卷扬机二14，然后用跨缆吊机将梁段荡移吊装到安装位置；

步骤7）连接吊装梁段与已安装梁段，并接长移梁轨道9；

实施例4：

在第3实施例的基础上，本实施例提供了一种悬索桥主梁安装方法，包括以下步骤：

步骤一：通过安装在主缆3上的跨缆吊机将端部主梁梁段5吊装至索塔13处，再将端部主梁梁段5与索塔13刚接；如图1所示。

步骤二：在主梁下方安装移梁轨道9及纵向移梁滑车12，并在吊装区正上方安装提梁设备，提梁设备可以选择卷扬机滑车12或者跨缆吊机等。图2中采用卷扬机一7配合滑车12作为提梁设备。

步骤三：采用提梁设备垂直提升梁段至已吊梁段底部，并接近移梁轨道9；如图3所示。

步骤四：连接移粱轨道上的移梁车11与吊装梁段，移梁车11车与吊装梁段之间采用柔性吊带10（钢丝绳、纤维绳、吊装环链等）连接，柔性吊带10处于松弛状态。如图4所示。

步骤五：放松提梁设备，使柔性吊带10张紧，将梁段荷载转移到移梁车11上。启动移梁车11，将梁段移动到靠近安装位置的移梁轨道9端部，如图5所示。

之后在横梁上安装卷扬机二14，通过钢丝绳连接拼装好的梁段6；

步骤六：跨缆吊机与梁段倾斜连接并收紧后，拆除移梁车11与吊装梁段之间的柔性吊带10，然后放松卷扬机二14使跨缆吊机处于垂直吊装状态，再起吊梁段至安装位置。

根据梁段重量及跨缆吊机设备性能，可以采用1台或2台跨缆吊机完成吊装。在本实施例中，跨缆吊机为两台，分别为跨缆吊机一1和跨缆吊机二2。梁段荡移吊装时，跨缆吊机一1与跨缆吊机二2与梁段倾斜连接并收紧后，拆除移梁车11与吊装梁段之间的柔性吊带10，然后放松卷扬机二14使跨缆吊机一1和跨缆吊机二2处于垂直吊装状态，再起吊梁段至安装位置。

如图6所示，跨缆吊机一1与跨缆吊机二2均安装在主缆3上，安装位置与梁段吊装完成后位置对应。卷扬机二14与拼装好的梁段6的一端连接，跨缆吊机一1与拼装好的梁段6中部连接，跨缆吊机二2与拼装好的梁段6的另一端连接。如图7所示，跨缆吊机一1在位于安装位置的拼装好的梁段6的中垂线上，跨缆吊机二2在拼装好的梁段6的端部所在垂线上，跨缆吊机二2的位置远离索塔13。

步骤七：放松跨缆吊机一1，收紧跨缆吊机二2，使吊装梁段荡移达到安装位置。如图7所示。

步骤八：连接吊装梁段与已吊梁段，并接长移梁轨道9，进行下一梁段吊装至所有梁段安装完成。

为了简化安装工艺，可以在移梁车11上集成提梁设备。

综上所述，本发明采用梁段整体拼装、吊装工艺，施工速度比桥面吊机方案快。采用跨缆吊机、卷扬机实现吊装，吊装设备简单，施工成本比缆索吊、轨索滑移方法低。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims

1.一种悬索桥主梁安装方法，其特征在于：首先安装端部主梁梁段（5），并在端部主梁梁段（5）底部安装移梁轨道（9），然后将拼装好的梁段（6）垂直起吊至已安装主梁梁段底部，并与已安装梁段底部的移梁轨道（9）连接，之后通过移梁轨道（9）将梁段纵移至已安装梁段端部，然后荡移吊装到安装位置后与已安装主梁梁段连接，并通过在该梁段底部安装移梁轨道（9）以延长移梁轨道（9），重复以上过程进行下一梁段的安装至所有梁段安装完成。

2.根据权利要求1所述的一种悬索桥主梁安装方法，其特征在于：所述主梁分梁段从索塔（13）向跨中进行安装。

3.根据权利要求1所述的一种悬索桥主梁安装方法，其特征在于，具体过程如下：

步骤1）安装端部主梁梁段（5）；

步骤2）在梁段下方安装移梁轨道（9）及纵向移梁滑车（12），在吊装区正上方的已安装梁段上安装提梁设备；

步骤3）用提梁设备将拼装好的梁段（6）提升至已安装梁段底部，并接近移梁轨道（9）；

步骤4）将移梁轨道（9）上的移梁车（11）与提梁设备吊装的拼装好的梁段（6）连接，移梁车（11）与吊装梁段之间采用柔性吊带（10）连接，并使柔性吊带（10）处于松弛状态；

步骤5）放松提梁设备，使柔性吊带（10）张紧，将梁段荷载转移到移梁车（11）上，然后启动移梁车（11），将梁段移动到靠近安装位置的移梁轨道（9）端部，之后在横梁上安装卷扬机二（14），通过钢丝绳连接拼装好的梁段（6）一端；

步骤6）拆除移梁车（11）与吊装梁段之间的柔性吊带（10），并放松卷扬机二（14），然后用跨缆吊机将梁段荡移吊装到安装位置；

步骤7）连接吊装梁段与已安装梁段，并接长移梁轨道（9）；

步骤8）按照上一梁段的安装过程对其余梁段进行安装，安装顺序为从索塔（13）向跨中，完成主梁安装。

4.根据权利要求3所述的一种悬索桥主梁安装方法，其特征在于：步骤1）中端部主梁梁段（5）的安装过程为：先通过安装在主缆（3）上的跨缆吊机将端部主梁梁段（5）吊装至索塔（13）处，再将端部主梁梁段（5）与索塔（13）刚接。

5.根据权利要求3所述的一种悬索桥主梁安装方法，其特征在于：步骤2）中所述提梁设备为卷扬机一（7）配滑车（12）或者跨缆吊机。

6.根据权利要求3所述的一种悬索桥主梁安装方法，其特征在于：步骤3）中所述柔性吊带（10）为钢丝绳、纤维绳或吊装环链。

7.根据权利要求3所述的一种悬索桥主梁安装方法，其特征在于：步骤6）中所述跨缆吊机为一台或两台。

8.根据权利要求7所述的一种悬索桥主梁安装方法，其特征在于：步骤6）中梁段荡移吊装时，跨缆吊机与梁段倾斜连接并收紧后，拆除移梁车（11）与吊装梁段之间的柔性吊带（10），然后放松卷扬机二（14）使跨缆吊机处于垂直吊装状态，再起吊梁段至安装位置。

9.根据权利要求7所述的一种悬索桥主梁安装方法，其特征在于：所述跨缆吊机包括跨缆吊机一（1）与跨缆吊机二（2），所述跨缆吊机一（1）与跨缆吊机二（2）的安装位置与梁段吊装完成后位置对应。