CN111691312A - 钢索塔的支架式安装方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种钢索塔的支架式安装方法：在钢索塔下塔柱的一侧架设竖直提升支架；将分节段的钢索塔的顶端的第一节段转运至所述竖直提升支架内就位；在所述竖直提升支架内提升所述第一节段之后，就位所述第一节段下方的第二节段；对位焊接所述第一节段和第二节段以形成已对接节段之后，提升所述已对接节段；以所述第二节段的安装工序循环安装剩余节段；横向平移所述已对接节段的底端至所述下塔柱的顶端；将所述已对接节段与下塔柱进行落架连接，以完成所述钢索塔的安装。本申请使用了竖直提升支架进行倾斜钢索塔的安装，使得钢索塔的对接精度得到控制，钢索塔的对接可调整性提高，降低了施工过程的操作难度和复杂度，也提高了施工的安全性。

Description

钢索塔的支架式安装方法

技术领域

本申请涉及一种路桥建设领域，尤其涉及一种钢索塔的支架式安装方法。

背景技术

倾斜索塔塔柱节段对接控制是一项非常重要的工作，如果倾斜索塔节段对接的轴线较大的偏离原设计轴线，随着施工的进展，结构的内力会显著偏离设计值，从而引发施工事故。

目前的倾斜索塔塔柱节段对接控制是采用塔吊吊装的工艺，采用专门的吊具，吊具上装有导链葫芦，通过收放导链葫芦调整节段的倾斜度，同时在对接的两节段间箱壁板内侧安装轴套式匹配装置和导向板，节段临时对接后即可以解除吊钩，通过安装在箱内的工装(上下牛腿)及千斤顶进行节段顶面标高和平面位置的调整，直至上口位置满足要求为止，然后进行对接焊缝焊接，此工艺可以将塔柱对接轴线偏差控制在1/3000塔高以内。

采用塔吊吊装的方法来控制倾斜索塔的对接的主要缺点是难以操作。塔吊高空吊装会在风荷载作用下导致塔柱的摇摆，以导链葫芦来控制塔柱的倾斜度容易出现误差，由于塔吊需要附墙在已安装节段上，已安装的塔柱会因为水平力的作用产生变形，进一步给对接增加了偏差。节段临时对接后需要调整牛腿及千斤顶来使上口满足要求，此时轴线偏差控制到1/3000塔高以内已经是非常困难。

常规情况下，塔吊吊装对接塔柱轴线偏差按照1/3000的塔高控制已经非常困难，有些倾斜索塔高度达到150m以上，按照1/3000塔高控制偏差达到50mm，无法满足施工需求。

发明内容

本申请的目的是，为克服现有技术的缺陷，提供一种钢索塔的支架式安装方法，通过本申请，可以有效地提高倾斜索塔塔柱对接控制精度。

为达到以上技术目的，本申请采用的技术方案如下：

一种钢索塔的支架式安装方法，其包括以下步骤：

在钢索塔下塔柱的一侧架设竖直提升支架；

将分节段的钢索塔的顶端的第一节段转运至所述竖直提升支架内就位；

在所述竖直提升支架内提升所述第一节段之后，就位所述第一节段下方的第二节段；

对位焊接所述第一节段和第二节段以形成已对接节段之后，提升所述已对接节段；

以所述第二节段的安装工序循环安装剩余节段；

横向平移所述已对接节段的底端至所述下塔柱的顶端；

将所述已对接节段与下塔柱进行落架连接，以完成所述钢索塔的安装。

优选地，所述竖直提升支架架设在钢索塔倾斜的一侧。

进一步地，所述竖直提升支架的顶端设置动力机构组，以提供竖直方向和横向的牵引动力。

进一步地，所述竖直提升支架下方设置滑移小车，以及供所述滑移小车平移的滑移平台。

优选地，所述滑移平台从施工栈桥经过所述竖直提升支架延伸至下塔柱顶端，并且在靠近下塔柱末端设置横向限位机构。

可选择地，所述横向限位机构设置在下塔柱上，或者与下塔柱固定的构件上。

优选地，所述与下塔柱固定的构件为主纵梁段或施工平台。

进一步优选地，所述滑移平台从竖直提升支架延伸至下塔柱顶端的一段沿横桥向布设。

具体地，所述动力机构组执行以下至少一种工序：待安装的钢索塔节段运送到墩柱顶部就位之前，调整该钢索塔节段在所述滑移小车上的姿态；提升在所述竖直提升支架内的钢索塔节段或已对接的节段；驱动已对接节段的底端横向平移至对接位置；已对接节段与墩柱进行落架连接之前，对所述已对接节段进行平面位置、高度和线型的调整。

优选地，所述已对接节段与墩柱进行落架连接之前，对所述已对接节段进行平面位置、高度和线型的调整，还包括在所述已对接节段的底端设置千斤顶，以辅助调整该已对接节段的平面位置、高度和线型。

与现有技术相比较，本申请具有如下优势：

1、本申请的钢索塔的支架式安装方法，通过架设竖直提升支架，在竖直提升支架内控制钢索塔的线型，使得钢索塔的对接精度得到控制，将常规的轴线偏差从1/3000的塔高提高到1/4000的塔高。

2、本申请的钢索塔的支架式安装方法，塔柱的倾斜部分采用在竖直提升支架内对位、焊接然后提升，塔柱的倾斜部分对接完成之后控制其下端竖转、而后与承台部分进行落架对接，中间各步骤的可调整性更强，有利于对钢索塔的线型的控制。

3、本申请的钢索塔的支架式安装方法，将节段对接和对位焊接等的高空作业转换成低处平台作业，降低了操作难度和复杂度，也提高了施工的安全性。

附图说明

图1为本申请的钢索塔的支架式安装方法中第一节段和第二节段对接之前的状态图。

图2为本申请的钢索塔的支架式安装方法中中间部分节段的对接状态图。

图3为本申请的钢索塔的支架式安装方法中已对接节段的底端横向平移之前的状态图。

图4为本申请的钢索塔的支架式安装方法中已对接节段的底端横向平移之后的状态图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细描述。

本申请的钢索塔的支架式安装方法可以通过钢索塔的支架式安装系统3来实现，利用所述钢索塔的支架式安装系统3，可以更高效地、便捷地执行所述钢索塔的支架式安装方法；所述钢索塔的支架式安装方法是钢索塔的支架式安装系统3的使用方法，钢索塔的支架式安装系统3是钢索塔的支架式安装方法实施的设备，钢索塔的支架式安装方法和钢索塔的支架式安装系统3两者相互依存，互为条件。

如图1所示，在架设钢索塔的支架式安装系统3之前，钢索塔的承台和下塔柱1已经基本完工，另外在所述钢索塔邻近的地基也已经夯实处理以备后续在其上架设必要的支架或平台。所述钢索塔将分成若干个塔节段2进行对接安装。

所述钢索塔的支架式安装系统3包括：

竖直提升支架31，包括竖直的提升井311和设置在所述提升井311顶端的承托架312；

动力机构组32，包括设置在所述承托架312上的竖向千斤顶321和横向千斤顶324；

转运平台33，包括从所述竖直提升支架31向外延伸并且至少延伸至钢索塔的落架位置11的滑移平台331，以及在所述滑移平台331上平移的滑移小车332。

具体地，所述提升井311紧靠下塔柱1的横桥向外侧竖直设置，该提升井311的基础部分优选独立于下塔柱1，即该提升井311的基础不设置在钢索塔的承台上，或不依附在下塔柱1上，以便提升井311提供足够的支承力；所述提升井311由钢材拼接成方井结构，其顶部设置井口，其底部3112设置侧面的开口，在必要的位置设置加强杆(未标示)。进一步地，所述顶部井口3111设有承托架312。为了保证顶部井口3111的贯通，所述承托架312避开顶部井口3111设置，具体是沿提升井311顶部的钢材布设，并且外悬部分在提升井311之外形成外悬臂3121，为了保证外悬臂3121的稳固性，设置三角支撑结构连接所述外悬臂3121和提升井311。

进一步地，所述动力机构组32主要设置在所述承托架312上，从所述提升井311的顶部施加牵引动力，包括：

竖向千斤顶321，设置在所述提升井311的顶部井口3111处，并且向所述提升井311内引出竖直向下的第一牵引线322。为了达到对塔节段2的精确对接，应当在所述顶部井口3111设置多个所述竖向千斤顶321，以提供多个提升控制点，对应地，每个竖向千斤顶321引出一条第一牵引线322至对应的提升控制点，所述提升控制点落在本实施例中由塔节段2的吊点323上。所述竖向千斤顶321通过提供竖直方向的提升动力引导塔节段2在提升井311内完成精确的线型对接，在塔节段2的提升和对接的过程中需要进行导向和临时支撑，对应的导向构件3115和临时支撑构件3116可以设置在提升井311内；

横向千斤顶324，优选设置在所述承托架312的外悬臂3121靠近提升井311顶部井口3111的位置，以提供横桥向的顶推动力。根据塔节段2的横截面的宽度，所述横向千斤顶324可以配置一个或多个。所述横向千斤顶324通过提供横桥向的顶推动力辅助已对接的塔节段2与下塔柱1的线型对接，为了保证对接过程的稳定性，优选在所述横向千斤顶324的前端设置滚轮325，并且在所述提升井311的顶部井口3111的对侧设置限位梁，保证已对接节段23在完成整体对接之前的稳定性；

牵引动力机构326，设置在所述承托架312的外悬臂3121处，与所述横向千斤顶324不相互干涉，并且垂直向下引出第二牵引线327。所述牵引动力机构326主要用于对塔节段2在进入所述提升井311之前进行姿态调整，可以根据需要设置，另外，由于单个塔节段2的自重相对较小，所述牵引动力机构326可以使用卷扬机，优选配合滑轮组引出所述第二牵引线327。

进一步地，所述转运平台33包括滑移平台331和滑移小车332。

所述滑移平台331从所述竖直提升支架31向外延伸，一方面延伸至塔节段2运转始发地，例如对应的施工栈桥，根据施工场地的实际情况，所述滑移平台331不应当限定为直线连接施工栈桥和落架位置11的平台；另一方面，所述滑移平台331延伸至下塔柱1的落架位置11，优选地，该滑移平台331连通竖直提升支架31和下塔柱1的一段沿横桥向布设，并且该滑移平台331的高度与下塔柱1顶部的高度相近，即该滑移平台331与下塔柱1顶部基本平齐，或者是略高于下塔柱1顶部，又或者是略低于下塔柱1顶部。所述滑移平台331下方设置若干支撑立柱，为了保证与所述竖直提升支架31整体的稳定性，所述支撑立柱与提升井311的竖直设置的钢材通过加强杆连接。

所述滑移小车332能在所述滑移平台331上平移，用于运转塔节段2或已对接节段23。所述滑移小车332可以选用带轮的平板车，兼顾卧塔滑移和立塔滑移；优选地，可以在滑移平台331上设置轨道，供滑移小车332在轨道的限制下滑移，以提高运转塔节段2的效率；更优选地，在滑移平台331的末端设置限位机构，特别是在靠近下塔柱1的落架位置11的前端设置横向限位机构333，由于滑移小车332移动到落架位置11之后不再前移，因此设置横向限位机构333以限制滑移小车332继续横桥向滑移。所述横向限位机构333也用于辅助已对接节段23的落架对接。为了保证横向限位机构333提供足够的反作用力来辅助落架对接，所述横向限位机构333优选设置在与落架位置11固定的构件4上，在本实施例中，所述与落架位置11固定的构件4可以是下塔柱1，也可以是已经架设在下塔柱1上的主纵梁，也可以是其他架设在下塔柱1上的施工平台。

在安装钢索塔的过程中，滑移小车332需要从施工栈桥往提升井311内运送塔节段2，因此，所述提升井311需要在滑移小车332运梁的一侧开设第一开口3113，所述第一开口3113的高度需满足单个塔节段2竖立进入提升井311的要求。进一步地，在完成塔节段2的对接工序之后，滑移小车332需要驱动已对接节段23的底部横向平移至落架位置11，此时已对接节段23有部分倾斜外露在提升井311之外，因此，所述提升井311需要在面向落架位置11的一侧开设第二开口3114，所述第二开口3114的高度需满足已对接节段23倾斜露出提升井311进行落架对接的要求。优选地，所述第一开口3113和第二开口3114相对，供所述滑移平台331直线贯穿。

利用所述钢索塔的支架式安装系统3进行钢索塔节段2的拼装，本申请的钢索塔的支架式安装方法，包括以下步骤：

S1，在钢索塔下塔柱1的一侧架设竖直提升支架31；

本申请尤其适用于倾斜设置的钢索塔，本实施例中，如图1所示，钢索塔的倾斜方向是大致沿横桥向向主纵梁外侧倾斜，为配合钢索塔的倾斜方向，所述竖直提升支架31架设在钢索塔倾斜的一侧，即紧靠下塔柱1的横桥向外侧竖直设置。若钢索塔的倾斜方向在其他实施例中有变化，所述竖直提升支架31的架设位置需要进行适当的调整。

所述竖直提升支架31，具体包括竖直的提升井311和设置在所述提升井311顶端的承托架312；进一步，所述承托架312上设置动力机构组32，所述动力机构组32包括竖向千斤顶321和横向千斤顶324，必要时还需要外悬设置牵引动力机构326。所述竖直提升支架31的具体构造请参考上文描述。

S2，将分节段的钢索塔的顶端的第一节段21转运至所述竖直提升支架31内就位；

参考图1，在所述竖直提升支架31的下端，设有转运平台33，所述转运平台33包括从所述竖直提升支架31向外延伸并且至少延伸至钢索塔的落架位置11的滑移平台331，以及在所述滑移平台331上平移的滑移小车332。

从钢索塔的顶端作为计数起始位置，第一节段21的塔节段2从其卸货地点(例如施工栈桥)通过滑移小车332转运到所述提升井311内，具体是，从所述提升井311的第一开口3113进入提升井311内部，然后通过所述竖向千斤顶321调整当前塔节段2的轴线位置直至与所述提升井311的轴线基本重合，由此实现第一节段21的就位。本领域技术人员可以理解，在竖向千斤顶321的基础上，也可以增加设置其他设备辅助所述第一节段21实现就位，如楔形垫块、手拉葫芦、限位块等。

进一步地，在所述第一节段21转运到提升井311内部之前，若所述第一节段21在施工栈桥或其他卸货位置处于平卧姿态时，需要通过所述牵引动力机构326的辅助在滑移小车332上实现竖立姿态的转换，使所述第一节段21从卧塔滑移的状态转换为立塔滑移的状态。

S3，在所述竖直提升支架31内提升所述第一节段21之后，就位所述第一节段21下方的第二节段22；

当所述第一节段21在提升井311内部正确就位之后，利用所述竖向千斤顶321将所述第一节段21同步提升一段距离，以便于第二节段22在提升井311内部就位。

所述第二节段22采用与第一节段21相似的方式在提升井311内部就位：第二节段22从其卸货地点通过滑移小车332转运到提升井311的内部，通过所述竖向千斤顶321调整当前塔节段2的轴线位置直至与所述提升井311的轴线基本重合。

S4，对位焊接所述第一节段21和第二节段22以形成已对接节段23之后，提升所述已对接节段23；

反向启动所述竖向千斤顶321使得已经提升了一段距离的第一节段21下放到第二节段22的顶面上，然后将所述第一节段21和第二节段22进行对位焊接，使得对接后成为整体的两个塔节段2形成已对接节段23。下一步，再次利用所述竖向千斤顶321将已对接节段23沿提升井311的轴线同步提升一段距离，以便于下一个塔节段2(第三节段)在提升井311的内部就位。

参考图2，由于包含至少两个塔节段2的已对接节段23的自重增大，仅仅依靠竖向千斤顶321及其延伸出的第一牵引线322提吊容易发生失稳的情况，存在安全隐患，因此，需要在提升井311内设置导向构件3115和临时支撑构件3116，在本实施例中，所述导向构件3115可以是设置在提升井311中下段的反挂牛腿，所述临时支撑构件3116可以是紧贴设置在所述反挂牛腿下方的支撑牛腿，所述支撑牛腿到滑移平台331的距离需要大于单个塔节段2的高度，以便于后续的塔节段2顺利滑移进入提升井311内部。

S5，以所述第二节段22的安装工序循环安装剩余节段；

通过提升工序预留了下一个塔节段2在提升井311内部的就位位置，以所述第二节段22的安装工序循环安装剩余的塔节段2，以从顶部到底部逐步延长钢索塔。所述第二节段22的安装工序参考上述的步骤S3和步骤S4。

参考图2，随着已对接节段23的延长，特别是当已对接节段23的顶端超出提升井311的顶部井口3111时，竖向千斤顶321无法通过提吊第一节段21对已对接节段23进行整体提升，所述第一牵引线322吊点323可能需要在已对接节段23进行向下移动以实现吊点323的调整，可选择地，可以在已对接节段23的侧壁表面均匀设置若干个提升牛腿以作为吊点323，优选地，所述提升牛腿设置在同一水平高度上，即在预设的高度周向环绕设置在所述已对接节段23的侧壁上，所述提升牛腿的数量与竖向千斤顶321的数量一一对应。

S6，横向平移所述已对接节段23的底端至所述下塔柱1的顶端；

截止所述步骤S5，已完成所有塔节段2的对接拼接工序，需要对所述竖直提升支架31进行调整，以进行后续的工序。具体地，在所述提升井311的顶部增加所述横向千斤顶324，所述横向千斤顶324的前端设有滚轮325，并且在所述提升井311的顶部井口3111的对侧设置限位梁；卸除所述提升井311内部的导向构件3115、临时支撑构件3116；卸除所述提升井311顶部的竖向千斤顶321和提升牛腿。另外，在最后一个塔节段2对接完成之后，保留该塔节段2下方的滑移小车332，如图3所示。

以所述滚轮325为支点，利用所述滑移小车332驱动已对接节段23的底端通过所述提升井311的第二开口3114横向平移至落架位置11。本实施例中，所述滑移小车332可以通过卷扬机牵引平移，为了避免所述滑移小车332平移距离超出安全范围，在落架位置11的前端设置所述横向限位机构333。优选地，所述落架位置11指定在已浇筑完成的下塔柱1顶部，因此，所述横向限位机构333紧贴所述下塔柱1顶部设置，在本实施例，所述横向限位机构333设置在已经架设在下塔柱1上的主纵梁上，如图4所示。

所述已对接节段23的底部进行横向平移之后，已对接节段23有部分从所述第二开口3114出倾斜外露在提升井311之外，若横向平移之后已对接节段23与落架位置11之间的位置关系未满足钢索塔预设的线型要求，可以利用所述横向千斤顶324进行调整，所述横向限位机构333提供横向顶推的反作用力。

S7，将所述已对接节段23与下塔柱1进行落架连接，以完成所述钢索塔的安装。

已对接节段23与下塔柱1进行落架连接之前，将所述滑移小车332置换为竖向千斤顶321，或三向千斤顶，用于对所述已对接节段23进行平面位置、高度和线型的调整。最后，利用置换后的所述竖向千斤顶321或三向千斤顶完成落架工序，以便于落架后的已对接节段23与下塔柱1进行永久性连接。

综上所述，本申请使用了竖直提升支架进行倾斜钢索塔的安装，使得钢索塔的对接精度得到控制，钢索塔的对接可调整性提高，降低了施工过程的操作难度和复杂度，也提高了施工的安全性。

上述实施例为本申请较佳的实施方式，但并不仅仅受上述实施例的限制，其他的任何未背离本申请的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，均包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种钢索塔的支架式安装方法，其特征在于，其包括以下步骤：

在钢索塔下塔柱的一侧架设竖直提升支架；

将分节段的钢索塔的顶端的第一节段转运至所述竖直提升支架内就位；

在所述竖直提升支架内提升所述第一节段之后，就位所述第一节段下方的第二节段；

对位焊接所述第一节段和第二节段以形成已对接节段之后，提升所述已对接节段；

以所述第二节段的安装工序循环安装剩余节段；

横向平移所述已对接节段的底端至所述下塔柱的顶端；

将所述已对接节段与下塔柱进行落架连接，以完成所述钢索塔的安装。

2.如权利要求1所述的钢索塔的支架式安装方法，其特征在于，所述竖直提升支架架设在钢索塔倾斜的一侧。

3.如权利要求1所述的钢索塔的支架式安装方法，其特征在于，所述竖直提升支架的顶端设置动力机构组，以提供竖直方向和横向的牵引动力。

4.如权利要求3所述的钢索塔的支架式安装方法，其特征在于，所述竖直提升支架下方设置滑移小车，以及供所述滑移小车平移的滑移平台。

5.如权利要求4所述的钢索塔的支架式安装方法，其特征在于，所述滑移平台从施工栈桥经过所述竖直提升支架延伸至下塔柱顶端，并且在靠近下塔柱末端设置横向限位机构。

6.如权利要求5所述的钢索塔的支架式安装方法，其特征在于，所述横向限位机构设置在下塔柱上，或者与下塔柱固定的构件上。

7.如权利要求6所述的钢索塔的支架式安装方法，其特征在于，所述与下塔柱固定的构件为主纵梁段或施工平台。

8.如权利要求5所述的钢索塔的支架式安装方法，其特征在于，所述滑移平台从竖直提升支架延伸至下塔柱顶端的一段沿横桥向布设。

9.如权利要求4所述的钢索塔的支架式安装方法，其特征在于，所述动力机构组执行以下至少一种工序：待安装的钢索塔节段运送到墩柱顶部就位之前，调整该钢索塔节段在所述滑移小车上的姿态；提升在所述竖直提升支架内的钢索塔节段或已对接的节段；驱动已对接节段的底端横向平移至对接位置；已对接节段与墩柱进行落架连接之前，对所述已对接节段进行平面位置、高度和线型的调整。

10.如权利要求9所述的钢索塔的支架式安装方法，其特征在于，所述已对接节段与墩柱进行落架连接之前，对所述已对接节段进行平面位置、高度和线型的调整，还包括在所述已对接节段的底端设置千斤顶，以辅助调整该已对接节段的平面位置、高度和线型。

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