CN112160244A - 钢横梁的安装方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种钢横梁的安装方法，钢横梁包括上横梁、中横梁及下横梁，包括以下步骤：在相邻两个钢塔已安装钢塔节段顶部分别安装自升式提升模架；利用自升式提升模架吊装下横梁到下横梁安装位置处并安装；在塔底设置高于下横梁顶面的临时支撑平台，在临时支撑平台上拼装中横梁，再在中横梁顶面上拼装上横梁；施工钢塔至上横梁的临时安装位置处，该临时安装位置位于中横梁安装位置的上方；利用自升式提升模架吊装上横梁至临时安装位置处预固定；利用自升式提升模架吊装中横梁至中横梁安装位置处并安装；解除上横梁与钢塔之间的约束，利用自升式提升模架吊装上横梁至钢塔的上横梁安装位置处并安装。采用该方法的工期短、效率高，且施工成本低。

Description

钢横梁的安装方法

技术领域

本申请涉及桥梁施工技术领域，尤其涉及一种钢横梁的安装方法。

背景技术

斜拉桥又称斜张桥，是将主梁用许多拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁，是由承压的塔、受拉的索和承弯的梁体组合起来的一种结构体系。其可看作是拉索代替支墩的多跨弹性支承连续梁。其可使梁体内弯矩减小，降低建筑高度，减轻了结构重量，节省了材料。斜拉桥主要由索塔、主梁、斜拉索组成。

其中，常用的索塔形式沿桥横向布置有单柱形、双柱形、门式、斜腿门式、倒V形、倒Y形、A形等)是施工进度和施工安全的重点环节。而关于索塔横梁的施工过程中，需要进行大量的高空作业，进行高空作业不仅施工进度慢，而且存在较高的安全风险；另外索塔横梁施工需要搭建临时支架(目前主要有钢管落地支架和牛腿悬空支架)，搭建和拆除临时支架则更加地降低了施工效率，且存在安拆风险。

发明内容

本申请的目的旨在提供一种方便施工的钢横梁的安装方法。

为了实现上述目的，本申请提供以下技术方案：

一种钢横梁的安装方法，钢横梁包括沿钢塔高度方向自上而下的上横梁、中横梁及下横梁，包括以下步骤：

在沿横桥向的相邻两个钢塔满足高度要求的已安装钢塔节段顶部分别安装自升式提升模架；

利用所述自升式提升模架吊装下横梁到钢塔下横梁安装位置处并安装；

在塔底位于下横梁处设置高于下横梁顶面的临时支撑平台，在所述临时支撑平台上拼装中横梁，再在中横梁顶面上拼装上横梁；

施工钢塔至上横梁的临时安装位置处，该临时安装位置位于中横梁安装位置的上方；

利用所述自升式提升模架吊装上横梁至所述临时安装位置处预固定；

利用所述自升式提升模架吊装中横梁至中横梁安装位置处并安装；

解除上横梁与钢塔之间的约束，并利用所述自升式提升模架吊装上横梁至钢塔的上横梁安装位置处并安装。

进一步设置：所述自升式提升模架为液压自升式一体化斜拉桥提升模架，其包括自爬升系统、起重系统及液压提升系统；其中，所述自爬升系统包括预埋在钢塔节段上的锚固座、附着在所述锚固座上的轨道，以及反钩在所述轨道上的爬升组件，所述起重系统与所述爬升组件连接并在所述爬升组件的作用下沿所述轨道进行爬移；述起重系统包括爬架、起重桁架及起重天车，所述爬架与所述爬升组件连接，所述起重桁架设于所述爬架顶部，所述液压提升系统设于所述起重桁架顶部并可沿所述起重桁架的纵向或横梁移动，以将续接构筑物吊装至已安装构筑物的顶部进行安装。

进一步设置：所述自升式提升模架在吊装横梁时，先解除起重天车与起重桁架的约束，且爬架及起重桁架下移以使起重桁架与起重天车分离，使得起重天车坐落并锚固在已完成钢塔节段顶部，液压提升系统横移至靠近起重桁架内侧主纵梁处；随后通过相邻两个钢塔顶部的液压起吊系统提升横梁，横梁提升到位后，解除起吊天车与已完成钢塔节段顶部的锚固，爬架及起重桁架在爬升组件的作用下上移并还原所述自升式提升模架。

进一步设置：所述爬升系统包括爬架顶升座、油缸座及连接于两者间的顶升油缸；

所述爬升组件在沿所述轨道爬升时，先将所述油缸座与所述轨道联接，所述爬架顶升座与所述轨道解联接，所述顶升油缸的活塞杆伸出一个行程，带动所述起重系统沿所述轨道移动一个行程的距离；

随后联接所述爬架顶升座与所述轨道，所述油缸座与所述轨道解联接，所述顶升油缸的活塞杆回缩，所述油缸座相对所述轨道移动一个行程；

再联接所述油缸座与所述轨道，所述爬架顶升座与轨道解联接，重复上述步骤并使所述爬升组件及起重系统爬移至续接的已完成钢塔节段上。

进一步设置：所述轨道沿其纵长方向开设有若干垂直于所述纵长方向的插拔销孔，所述爬架顶升座及所述油缸座设有插拔销机构，通过所述插拔销机构与所述插拔销孔配合以实现所述爬架顶升座及油缸座与所述轨道的联接或解联接。

进一步设置：相邻两个插拔销孔的间距为预设距离，所述顶升油缸活塞杆伸出的一个行程大小与所述预设距离为倍数关系。

进一步设置：所述爬架及起重桁架的下移距离与所述预设距离为倍数关系。

进一步设置：吊装上横梁及中横梁时，利用分配梁兜底吊的方式进行整体吊装作业。

进一步设置：上横梁在所述临时安装位置处采用焊接或设置牛腿栓接的方式进行预固定。

进一步设置：在上横梁吊装完毕后，利用塔吊在空中依次拆除所述自升式提升模架的液压提升系统、起重天车、起重桁架、爬架、爬升组件及轨道，最后一次拆除全部锚固座。

相比现有技术，本申请的方案具有以下优点：

在本申请钢横梁的安装方法中，利用自升式提升模架进行钢横梁的吊装，将钢横梁在高空散拼改为地面和低空散拼，钢横梁的拼装可与钢塔节段吊装同步进行，节约了工期，提高了施工效率。另外，钢横梁的大部分焊接工作在地面和低空中进行，减少了高空作业，降低了安全风险，同时还能避免临时支架的安拆风险。并且，自升式提升模架以钢塔作为施工基础，具有刚度和强度大、稳定性好的特点，从而可确保施工过程中的稳定性，不需要搭建和拆除临时支架，从而在保证施工质量的同时，节省了施工费用。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本申请液压自升式一体化斜拉桥提升模架的结构示意图；

图2为图1的A部放大示意图；

图3为本申请液压自升式一体化斜拉桥提升模架用于示意起吊安装位置的结构示意图；

图4为图3的B部放大示意图；

图5为图3的C部放大示意图；

图6为本申请液压自升式一体化斜拉桥提升模架中自爬升系统的结构示意图；

图7为本申请液压自升式一体化斜拉桥提升模架中自爬升系统的侧视图；

图8为本申请液压自升式一体化斜拉桥提升模架中爬升组件与轨道的配合关系示意图；

图9为本申请液压自升式一体化斜拉桥提升模架中爬架的示意图；

图10为本申请液压自升式一体化斜拉桥提升模架起重桁架的示意图；

图11为本申请桥面吊机一个实施例的结构示意图。

图中，1、自爬升系统；11、锚固座；12、轨道；121、上承重剪力块；122、下承重剪力块；123、反钩槽；124、插拔销孔；125、防坠剪力块；130、反钩部；1301、滑块；1302、连接臂；131、爬架顶升座；1311、单轴液压插拔销机构；1312、防坠锁舌；1313、插拔销孔；132、油缸座；1321、双轴液压插拔销机构；1322、插拔销孔；133、爬架导向座；1331、插拔销孔；2、起重系统；21、爬架；211、水平恒反力机构；22、起重桁架；221、第一反钩轨道；222、桁架反钩轨道；23、起重天车；231、下部滑移梁；2311、第二反钩轨道；232、上部滑移梁；241、摆动支座；2411、爬架连接部；2412、桁架前端连接部；242、滑移摆动支座；2421、爬架连接部；2422、桁架尾端连接部；3、液压提升系统；41、顶升油缸；42、第一行走千斤顶；43、第二行走千斤顶；10000、液压自升式一体化斜拉桥提升模架；20000、桥面吊机；20001、吊机桁架；20002、吊机天车；20003、吊机千斤顶机构；20004、吊具；20005、轨道梁；20006、滑靴；20007、行走油缸；20008、前支顶油缸；20009、钢支座；20010、后支顶油缸。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。

为解决现有塔吊吊装钢塔、钢横梁等构筑物存在的造价高、进度慢等问题，请结合图1至图10，本申请公开了一种液压自升式一体化斜拉桥提升模架10000，可以有效地实现斜拉桥钢塔柱快速化施工，有利于进行封闭施工和安全管理，提高施工效率，降低施工成本。

请结合图1和图3，所述液压自升式一体化斜拉桥提升模架10000包括自爬升系统1、起重系统2及液压系统，其中，所述起重系统2与所述自爬升系统1连接，以通过所述自爬升系统1实现所述起重系统2沿构筑物的高度方向的爬移，所述液压系统包括液压提升系统3和自爬升液压系统，所述液压提升系统3设于所述起重系统2的顶部，且所述液压提升系统3可相对所述起重系统2的横向或纵向移动，以将续接构筑物吊装至已安装构筑物的顶部的施工位进行安装，所述自爬升系统1主要负责整机的顶升爬移工作，以及控制所述液压提升系统3相对于所述起重系统2的移动。此外，本申请的液压系统均采用开式系统，即液压泵从油箱吸出液压油后，输出到各执行机构，各执行机构的回油直接返回油箱，其构成简单，散热和滤油条件好。

请参见图6和图7，所述自爬升系统1包括预埋在构筑物表面的锚固座11、附着在所述锚固座11上的轨道12及反钩在所述轨道12上的爬升组件，所述爬升组件与所述轨道12为间隙配合，此外，所述爬升组件与所述轨道12之间可通过销接固定。

所述锚固座11设有多个并以预设的竖直间距预埋在构筑物表面，所述轨道12的两端分别与所述锚固座11附着，相邻的两个所述轨道12首尾相接并附着在同一个所述锚固座11上，所述锚固座11与所述轨道12之间通过螺栓连接。此外，对应不同高度的构筑物表面的锚固座11的规格不同，使得所述轨道12的布置可符合于所述爬升组件的爬移要求。

优选地，本实施例中轨道12为标准4m长轨道，相邻两个所述锚固座11的竖直间距为4m。并且，所述自爬升系统1包括至少三根所述轨道12，所述轨道12之间可交替倒用，在倒用时，仅需将最下方的轨道12转移至最上方的轨道12顶部拼接即可，本实施例中的轨道设有四根。

请结合图1和图2，所述轨道12上还设有分别与所述锚固座11抵接的上承重剪力块121及下承重剪力块122，以将所述轨道12的载荷传递至所述锚固座11上。

此外，所述轨道12与所述锚固座11连接的一面定义为背面，所述轨道12的两个侧面沿其纵长方向设有反钩槽123，所述爬升组件上设有与所述反钩槽123间隙配合的反钩部130。

具体地，所述反钩槽123的槽底与所述轨道12的纵长方向平行，所述反钩槽123靠近轨道12正面的第一槽壁与其槽底垂直，靠近所述轨道12背面的第二槽壁与其槽底倾斜相交，使得该反钩槽123的槽底横截面宽度小于槽口的横截面宽度。所述爬升组件的反钩部130包括横截面形状与所述反钩槽123的横截面形状适配的滑块1301，以及连接所述滑块1301的端部与所述爬升组件主体的连接臂1302。

其中，所述爬升组件包括爬架顶升座131、油缸座132及爬架导向座133，所述爬架顶升座131与所述油缸座132之间设有顶升油缸41，所述顶升油缸41的缸底与所述油缸座132固定连接，其活塞杆的伸出端与所述爬架顶升座131连接，所述爬架顶升座131与所述起重系统2通过栓接固定，所述爬架顶升座131及油缸座132均与所述轨道12之间为活动连接，从而通过所述顶升油缸41间歇性地顶推所述爬架顶升座131以带动所述起重系统2沿所述轨道12进行爬移。

所述爬架顶升座131及油缸座132与所述轨道12之间可进行销接固定，所述轨道12位于其反钩槽123与其正面之间设有垂直于所述轨道12纵长方向并贯穿所述轨道12两个侧面的插拔销孔124，同时在所述爬升组件的连接臂1302上设有与轨道12的插拔销孔124适配的插拔销孔。

优选地，所述爬架顶升座131、油缸座132及爬架导向座133均对称地设有两个滑块1301及两个连接臂1302，所述爬架顶升座131及油缸座132的至少一个连接臂1302上设置插拔销机构，从而通过所述插拔销机构与所述轨道12的插拔销孔124配合，以实现所述爬架顶升座131及油缸座132与轨道12之间的活动连接。并且，所述顶升油缸41的活塞杆的一个伸出行程大小与轨道12的相邻两个插拔销孔124的间距为倍数关系，即所述爬架顶升座131及油缸座132每次移动的距离为轨道12相邻两个插拔销孔124的间距的倍数距离，使得所述爬架顶升座131及油缸座132的插拔销机构恰好能够与轨道12的插拔销孔124配合销接。

所述爬架顶升座131的至少一个连接臂1302上设有单轴液压插拔销机构1311，所述单轴液压插拔销机构1311通过一个油缸推动一根插拔销完成所述爬架顶升座131与所述轨道12的联接与解联接，对应地，所述爬架顶升座131对应设置该单轴液压插拔销机构1311的连接臂1302上应开设有一个可供插拔销穿过的插拔销孔1313。所述油缸座132的至少一个连接臂1302上设有双轴液压插拔销机构1321，所述双轴液压插拔销机构1321则通过一个油缸推动两根插拔销完成所述油缸座132与轨道12之间的联接与解联接，所述油缸座132对应设置所述双轴液压插拔销机构1321的连接臂1302上应开设有两个可供插拔销穿过的插拔销孔1322，且同一个连接臂1302上的两个插拔销孔1322的间距与所述轨道12的相邻两个插拔销孔124的间距相匹配。另外，所述油缸座132上设置的双轴液压插拔销机构1321采用两根销轴与所述轨道12联接，可在所述顶升油缸41顶升所述爬架顶升座131时，使得所述油缸座132具有足够的支撑力，以确保所述爬升组件及起重系统2在爬移过程中的稳定性。

作为一个优选的实施例中，所述轨道12的相邻两个插拔销孔124的间距为400mm，则所述顶升油缸41的活塞杆的一个行程距离为800mm。

所述爬架导向座133设于所述油缸座132下方，所述爬架导向座133可对所述起重系统2的爬升起到导向的作用，同时还可起到反钩的作用，以提高所述起重系统2通过所述爬升组件在所述轨道12上爬移的稳定性。所述爬架导向座133的连接臂1302上开设有一个插拔销孔1331，从而可在当爬架顶升座131或者油缸座132故障或者维护油缸时，通过临时增加销轴将所述爬架导向座133和所述轨道12销接，以将所述自爬升系统1进行安全锁止。

进一步的，所述轨道12的正面还设有沿其纵长方向排布的若干防坠剪力块125，所述爬架顶升座131的顶部设有可与所述防坠剪力块125配合卡接的防坠锁舌1312，所述防坠锁舌1312包括通过销钉铰接在所述爬架顶升座131的楔形块。当在所述爬架顶升座131相对所述轨道12下移时，所述楔形块可与所述防坠剪力块125卡接，以在所述爬架顶升座131意外下坠时，所述防坠锁舌1312能迅速将提升模架进行应急锁止。而在所述爬架顶升座131向上的爬升过程中，所述防坠锁舌1312可被推出防坠剪力块125的范围外，以解除所述爬架顶升座131与轨道12的锁定。

进一步的，相邻的两个所述防坠剪力块125的间距与所述轨道12的相邻两个所述插拔销孔124的间距相等，即相邻两个所述防坠剪力块125的间距为400mm。

请参见图1和图3，所述起重系统2包括爬架21、起重桁架22及起重天车23，所述起重桁架22设于所述爬架21的顶部，所述起重天车23设于所述起重桁架22的顶部并可沿所述起重桁架22的纵长方向移动。

所述爬架21在同一构筑物的相对两侧面设有两个，每个所述爬架21连接有两套并排设置的所述自爬升系统1，每套所述自爬升系统1包括一排轨道12和至少一组所述爬升组件。优选地，每排轨道12包括至少三根首尾相接的轨道12，所述轨道12交替倒用，且本实施例中的爬升组件设有上下两组，采用两组爬升组件与所述起重系统2连接进行爬移，可确保所述起重系统2爬移过程的稳定性。此外，两组所述爬升组件在其中一组发生故障时，剩余一组所述爬升组件可继续工作。而考虑到冗余设计，采用一组所述爬升组件亦能进行正常工作。

作为进一步优选的是，位于同一侧面的两套自爬升系统1的两排轨道12的间距为3300mm，所述两排轨道12分别与所述爬架21的两侧连接，满足了所述爬架21的结构受力需求，确保所述爬架21在爬移过程中的稳定性。

进一步的，由于提升模架在顶升爬行和吊重作业过程中，构筑物两侧的爬架21会受到水平力影响，故在构筑物两侧的爬架21上设置水平恒反力机构211，所述水平恒反力机构211将两组爬架21在水平向内侧方向进行约束，从而消除由于水平力影响在提升模架爬行过程中所述爬架21与轨道12之间相对横向位置的不确定性，提高了提升模架的整体稳定性。

具体地，所述水平恒反力机构211包括连接两组所述爬架21的钢绞线，并且所述钢绞线靠近于所述起重桁架22中部压杆的一端为固定端，其靠近于所述起重桁架22尾部主拉杆的一端作为张拉端，从而通过提升模架的整体液压系统提供动力，蓄能器进行保压，通过油缸张拉所述钢绞线以实现水平恒反力功能。

请结合图9，所述起重桁架22为桁架结构，采用不同规格的杆件连接而成，其中，所述起重桁架22的主纵梁与主受力拉压杆以及端部横梁之间采用法兰联接，侧面撑杆、顶部撑杆以及尾部十字斜撑与主斜杆之间采用销接的方式联接，以便于拆装及改造。

具体地，所述起重桁架22的顶部主纵梁沿横桥向或顺桥向延伸至构筑物安装范围外，使得所述起重桁架22的竖直截面呈倒直角梯形设置在两个所述爬架21的顶部，并且在所述起重桁架22的倾斜面不设置斜撑，所述液压提升系统3可从所述起重桁架22的倾斜面吊装续接构筑物进入所述起重桁架22内侧，从而与已安装构筑物进行安装。

请结合图3、图4和图5，所述起重天车23设于所述起重桁架22的顶部并沿其主纵梁的纵长方向行走，同时在所述爬架21的顶部与所述起重桁架22之间设置摆动支座241及滑移摆动支座242。

其中，所述摆动支座241位于所述起重桁架22的中部压杆处，所述摆动支座241包括爬架连接部2411及桁架前端连接部2412，所述爬架连接部2411与所述爬架21固定，所述桁架前端连接部2412与所述起重桁架22固定，且所述爬架连接部2411与所述桁架前端连接部2412铰接。所述摆动支座241可以改变所述爬架21与所述起重桁架22之间的夹角，使得所述起重桁架22始终处于水平受力状态。所述滑移摆动支座242包括爬架连接部2421及桁架尾端连接部2422，所述爬架连接部2421与所述爬架21固定，所述爬架连接部2421与所述桁架尾端连接部2422铰接，并且所述起重桁架22的底部主纵梁位于其尾端设有沿其纵长方向延伸的桁架反钩轨道222，所述桁架尾端连接部2422与所述桁架反钩轨道222配合且可沿所述桁架反钩轨道222移动。所述滑移摆动支座242可以改变所述爬架21与所述起重桁架22之间的夹角，同时可以自动适应于同一构筑物两排爬架21的间距，使得所述起重桁架22始终处于水平受力状态，有利于实现构筑物的起吊。

所述起重天车23包括下部滑移梁231及上部滑移梁232，所述下部滑移梁231沿垂直于所述起重桁架22主纵梁的纵长方向延伸，所述起重桁架22的顶部主纵梁上设有沿其纵长方向延伸的第一反钩轨道221及第一行走千斤顶42，所述第一反钩轨道221并排设有两条，所述下部滑移梁231的两侧分别附着在两条所述第一反钩轨道221上，所述第一行走千斤顶42的活塞杆与所述下部滑移梁231连接，其缸筒与所述第一反钩轨道221联接，从而通过所述第一行走千斤顶42牵引所述下部滑移梁231以实现所述起重天车23沿所述起重桁架22的纵向行走。

所述下部滑移梁231上设有沿其纵长方向延伸的第二反钩轨道2311及第二行走千斤顶43，所述上部滑移梁232附着在所述第二反钩轨道2311上，并在所述第二行走千斤顶43的推动下，使所述上部滑移梁232沿所述第二反钩轨道2311移动。

同时，在所述第一反钩轨道221和第二反钩轨道2311上均设置琐止装置(图中未示意，下同)，以用于分别实现所述下部滑移梁231及上部滑移梁232的锁定。

所述液压提升系统3设于所述上部滑移梁232上，并可在第一行走千斤顶42和第二行走千斤顶43的作用下，实现沿所述起重桁架22的横向及纵向移动，以将续接构筑物从已安装构筑物的一侧吊装至已安装构筑物的顶部进行安装。

优选地，本实施例中的液压提升系统3采用350t×2液压快速提升系统，其具有两套分别位于所述上部滑移梁232两端的千斤顶机构进行同步提升，且最大牵引力可达350t。

此外，已知本申请的自爬升液压系统负责整机顶升爬移、滑移天车纵移、起重天车23横移以及全设备插拔销机构动作，即上述顶升油缸41、插拔销机构的油缸、第一行走千斤顶42、第二行走千斤顶43以及水平恒反力机构211中用于张拉钢架线的油缸均属于自爬升液压系统，并且所述自爬升液压系统的液压站安装在所述爬架21中部的工作平台上，以为各个油缸及千斤顶提供压力油。

本申请的液压自升式一体化斜拉桥提升模架10000中还包括电气系统(图中未示意，下同)，该电气系统具体包括整机电气控制系统、安全监控系统和远程视频监控系统三大系统。

其中，所述整机机构电气控制系统的控制对象为整机各工作机构，包括电源控制系统和爬架21升降、起重天车23纵横移等，具备较高的安全性、可靠性及完备的防止误操作功能，能够满足起重机大范围平稳调速的要求，也能满足爬架21升降过程的高精度同步控制。系统的控制部分可采用西门子可编程控制器来实现，具有控制先进，可靠性高，编程和修改方便等特点。PLC是整个调速系统的核心，负责对系统所有的输入，输出控制点的逻辑控制。PLC采用AC220V供电。PLC主要用于接受主令信号，发出各机构控制信号，控制各机构动作。

所述安全监控系统则是通过程序设计成安全联锁状态，PLC能自动识别，并封锁错误操作指令或快速切断故障回路，从而有效防止安全事故的发生。本机安装有载荷限制器，当吊重超过载荷的规定值时，将自动切断起重危险方向运行，并且发出声光报警，以提醒操作人员，此时，起重机只能向安全方向运行。所述安全监控系统还包括防坠测速动力解除系统，当所述自爬升系统1的升降速度大于设定值时，动力系统自动断电保护。此外，通过在整机特殊受力点设置应变片，实时检测各主要受力构件的应力状态。

所述远程视频监控系统通过在同一构筑物上的两个爬架21及起重天车23上均安装摄像头，以用于监视自爬升系统1插拔销位置情况、爬架21运行情况、连续顶工作情况；在电气房上安装有一台摄像头用于监控电气房内情况，所述起重桁架22主梁亦安装有摄像头用于监控起吊整体情况。视频监控器放置在司机室内，便于操作人员查看。同时，视频数据通过有线方式传输到桥塔指定位置，根据需要进行远程视频数据共享。

在提升模架完成钢塔的安装施工作业后，由于本申请的爬架21、起重桁架22及起重天车23均采用杆件拼装而成，从而可将提升模架拆除到塔下后进行改造以形成桥面吊机20000。

具体地，请结合图11，利用原提升模架的起重桁架22及其上部结构，根据桥面吊机20000的轨距要求选择适配长度的桁架横梁以及天车的滑移梁，同时将液压提升系统3的两套千斤顶机构改为一套千斤顶机构，且该千斤顶机构位于起重天车23的中部位置。

即所述桥面吊机20000包括吊机桁架20001、吊机天车20002、吊机千斤顶机构20003及吊具20004，所述吊机天车20002的结构与提升模架的起重天车23的结构相同，所述吊机千斤顶机构20003设于所述吊机天车20002上，从而在所述吊机天车20002的作用下，所述吊机千斤顶机构20003可沿所述吊机桁架20001的横向或纵向移动。所述吊机千斤顶机构20003通过钢绞线连接所述吊具20004，所述吊具20004由钢绞线锚固端、主梁、扁担梁、调整油缸等组成，其可移动式钢绞线锚固端通过油缸的伸缩来改变吊点位置，达到精确调整吊点位置目的，所述扁担梁两端设有铰接式吊耳。

所述吊机桁架20001的底部设有轨道梁20005，所述轨道梁20005置于钢箱梁设计支承位，所述轨道梁20005上设置步履顶推反力座(图中未示意，下同)及标准孔位(图中未标示，下同)。所述吊机桁架20001底部设置四个滑靴20006支撑在轨道梁20005上方，所述滑靴20006由滑块和反钩装置组成，所述滑靴20006为槽型结构，底部安装有滑块，减少行走时的摩擦阻力；所述反钩装置在前移轨道梁20005时将轨道梁20005提起，保证轨道梁20005不在钢箱梁上拖行，所述顶推油缸反力座与轨道梁20005之间通过插拔销实现联接与解联接。

所述吊机桁架20001与轨道梁20005之间通过设置行走油缸20007使得桥面吊机20000的滑靴20006在轨道梁20005上滑动以实现整机的移动，所述行走油缸20007的缸底与所述轨道梁20005铰接，其活塞杆的伸出端与所述滑靴20006铰接，并且在本实施例中，所述桥面吊机20000在轨道梁20005上一次滑行的最大距离为3.2m。

同时，所述桥面吊机20000还设有整机锚固系统，其包括前支顶油缸20008(带螺旋顶功能)、钢支座20009、后支顶油缸20010及后锚机构(图中未示意，下同)。具体地，所述桥面吊机20000的底部安装有两套钢支座20009、两套前支顶油缸20008、两套后支顶油缸20010及两套后锚机构，所述桥面吊机20000在行走时，可通过控制前支顶油缸20008和后支顶油缸20010实现所述桥面吊机20000的架梁状态，此时由钢支座20009、前支顶油缸20008、后锚机构受力。行走时，通过控制前支顶油缸20008和后支顶油缸20010，实现起重机架梁状态。所述后锚机构包括设于所述吊机桁架20001底部主纵梁尾部的锚梁，其可将桥面吊机20000尾部与钢梁桥面锚固，承受桥面吊机20000工作时向上的拉力。

所述桥面吊机20000行走的过程为：

首先，桥面吊机20000通过前支顶油缸20008和后支顶油缸20010支撑在基准面上，支顶油缸顶起，使得桥面吊机20000的轨道梁20005处于架梁状态；随后，通过控制行走油缸20007的伸缩动作，使得所述轨道梁20005向前移动；然后回缩支顶油缸，使轨道梁20005放置于基准面上，并通过所述后锚机构与基准面锚固，此时整机自重通过滑靴20006全部承受在轨道梁20005上；通过行走油缸20007的伸缩动作，桥面吊机20000沿轨道梁20005向前滑动，达到纵向走行的目的。

本申请的提升模架改造为桥面吊机20000后，其整机液压系统分为桥面吊机液压系统、提升千斤顶系统和吊具液压系统三部分。三套系统相互独立，自成体系，主要是为适应各部分之间相隔比较远的工作特点。桥面吊机液压系统和吊机千斤顶系统可利用提升模架的原有系统，从而可降低施工成本，吊具液压系统需另外新制，液压站置于吊具20004主分配梁上，为吊点调整油缸提供压力油源。

综上，本申请的液压自升式一体化斜拉桥提升模架10000解决了现有采用塔吊吊装构筑物造价高、进度慢的问题，所述液压自升式一体化斜拉桥提升模架10000通过依附在构筑物的表面侧壁，自带操作平台和安全防护设施，单节构筑物施工完成后，通过提升模架自带的提升系统提升至下一节段吊装位置，依次循环，工艺操作简单。同时，在构筑物施工完成后，经过简单改装即可将提升模架改为桥面吊机20000，从而进行钢箱梁吊装，进而降低工程造价。

此外，本申请的液压自升式一体化斜拉桥提升模架10000可运用在双塔双索面半漂浮体系的混合梁斜拉桥中，该斜拉桥采用H型子母塔，子母两塔均包括两根钢塔，两根所述钢塔分为30个塔柱节段，塔柱均采用圆角矩形断面，所述塔柱分为上塔柱和下塔柱，所述下塔柱为变截面涉及的钢-混组合结构，使得下塔柱自下而上的尺寸由大变小，所述上塔柱为等截面设计的钢结构。具体地，其中，所述下塔柱为T1～T15节段，T3节段最长，其次，上塔柱为T16～T30节段，T29节段最长，则前文中液压自升式一体化斜拉桥提升模架10000起吊的构筑物为本实施例中的钢塔节段。

此外，在两根所述钢塔之间还设有上、中、下三根钢横梁，上、中、下三根钢横梁的长度依次递增。

针对于上述钢塔结构，本申请还涉及一种应用上述液压自升式一体化斜拉桥提升模架10000的钢塔提升的安装方法，其针对于钢塔的倾斜塔段、直塔段、变截面塔段以及钢横梁包括有以下子方法：

倾斜塔段的安装方法具体包括以下步骤：

首先，在满足高度要求的已安装钢塔节段顶部安装所述液压自升式一体化斜拉桥提升模架10000(以下简称为自升式提升模架)。

所述自升式提升模架在安装时，具体包括如下步骤：所述自升式提升模架的锚固座11随钢塔节段一起制造，相邻两个锚固座11的竖直间距与单根轨道12的长度适配，随后在钢塔节段的表面安装四根轨道12并与所述锚固座11连接。然后在安装完成的轨道12上依次安装爬架导向座133、油缸座132及爬架顶升座131，并用销轴进行锁定。在安装爬架导向座133、油缸座132及爬架顶升座131时，需注意各支座与轨道12之间的反钩配合和导向作用正常。此外，所述爬架导向座133、油缸座132及爬架顶升座131也可先安装在轨道12上，然后随轨道12整体附着到锚固座11上。接着依次安装钢塔节段两侧的爬架21和两侧爬架21之间的水平恒反力系统，再在两侧爬架21的顶部安装起重桁架22，同时所述爬架21与所述起重桁架22之间需设置摆动支座241及滑移摆动支座242。跟着在所述起重桁架22上安装起重天车23，首先安装所述起重天车23的下部滑移梁231及相关的行走机构，然后再安装上部滑移梁232及相关的行走机构。最后在所述上部滑移梁232上安装液压提升系统3。

所述自升式提升模架安装完成后，对其进行调试、试验和验收，待所述自升式提升模架具备作业调节，才可开始进行钢塔节段的吊装和自爬升作业。

接着，利用所述自升式提升模架从钢塔的一侧吊装单节续接钢塔节段到已安装钢塔节段的顶部进行安装，所述自升式提升模架可对续接钢塔节段进行微调定位，以使续接钢塔节段可对应于已安装钢塔节段顶部的施工位进行下放施工。

在续接钢塔节段安装到位后，所述自升式提升模架可利用其自爬升系统1爬升至下一工位(即新安装完成的续接钢塔节段)对下一续接钢塔节段进行吊装并与已安装钢塔节段安装。

其中，由于塔柱的倾斜塔段的横桥向曲率变化较大，顺桥向中心线一致，则所述自升式提升模架的起吊位置位于所述倾斜塔段倾斜的一侧，对应地，所述自升式提升模架的轨道12设于倾斜塔段沿倾斜方向的相对两侧面上，即作为所述自升式提升模架的悬臂的起重桁架22沿顺桥向延伸至塔柱范围外，以便于起吊作业。

在吊装钢塔节段时，所述自升式提升模架的起重天车23移动到所述起重桁架22位于塔柱范围外的外侧，利用其液压提升系统3的两台350t千斤顶机构从塔底将续接钢塔节段提升至起重桁架22处，并通过起重天车23带动液压提升系统3及续接钢塔节段从所述起重桁架22的倾斜面移动到所述起重桁架22内侧，并将续接钢塔节段下放至已安装钢塔节段顶部的安装位处。

由于倾斜塔段的塔柱自下而上的尺寸由大变小，使得所述自升式提升模架在同一钢塔节段上的两个爬架21的距离也随钢塔的增高而变小，则爬架21与所述起重桁架22之间的摆动支座241及滑移摆动支座242可有效地保持所述起重桁架22始终处于水平状态。

此外，需要注意的是，所述自升式爬升模架在倾斜塔段、直塔段以及变截面塔段的爬移过程均相同，即所述爬升组件在沿所述轨道12爬升时，先将所述油缸座132与所述轨道12联接，所述爬架顶升座131与所述轨道12解联接，所述顶升油缸41的活塞杆伸出一个行程，带动所述起重系统2沿所述轨道12移动一个行程的距离；随后联接所述爬架顶升座131与所述轨道12，所述油缸座132与所述轨道12解联接，所述顶升油缸41的活塞杆回缩，所述油缸座132相对所述轨道12移动一个行程；再联接所述油缸座132与所述轨道12，所述爬架顶升座131与轨道12解联接，重复上述步骤并使所述爬升组件及起重系统2爬移至续接的已完成钢塔节段上。同时，本申请的自爬升系统1中采用单排四根轨道12进行交替倒用，所述轨道12在倒用时，仅需将最下方的轨道12转移至最上方轨道12的顶部并通过所述锚固座11进行锚固。

直塔段的安装方法包括以下步骤：

在满足高度要求的已安装钢塔节段顶部安装自升式提升模架，已知直塔段为钢塔的上塔柱，则直塔段的钢塔节段的吊装可沿用倾斜塔段的所述自升式提升模架。

利用所述自升式提升模架从钢塔的一侧吊装单节续接钢塔节段到已安装钢塔节段的顶部进行安装。

在续接钢塔节段安装到位后，所述自升式提升模架可利用其自爬升系统1爬升至下一工位(即新安装完成的续接钢塔节段)对下一续接钢塔节段进行吊装并与已安装钢塔节段安装。

需要理解的是，直塔段的钢塔节段的吊装过程与倾斜塔段的钢塔节段的吊装过程相同，但所述自升式提升模架的起吊位置可位于横桥向或纵桥向的任意一侧。

在倾斜塔段与直塔段的连接位置会存在曲率变化(即在T14节段和T15节段的接缝J15处存在曲率变化点)，钢塔表面由倾斜状态转变为竖直状态，故变截面塔段的安装方法包括以下步骤：

首先在满足高度要求的已安装钢塔节段顶部安装自升式提升模架，已知该曲率变化点位于倾斜塔段和直塔段之间，故该处设置的自升式提升模架可沿用倾斜塔段的自升式提升模架。

利用所述自升式提升模架从钢塔一侧吊装续接钢塔节段到已安装的钢塔节段顶部进行安装，该续接钢塔节段作为自升式提升模架的当前轮次的爬升基础，并根据变截面塔段预设的曲率/角度变化值，调整附着在该续接钢塔节段上的自升式提升模架的偏转角度。

所述续接钢塔节段安装到位后，再次调整后续爬升轮次自升式提升模架的轨道12的偏转角度；

所述自升式提升模架爬升到下一个工位对下一个续接钢塔节段进行安装，直至完成该变截面塔段的安装工序。

优选地，每次所述自升式提升模架的轨道12的偏转角度范围为0.2°～0.3°，具体可通过调节所述锚固座11与钢塔节段表面的高度来调节所述轨道12的偏转角度。

为保证所述起重系统2的正常爬移，所述爬升组件(即爬架顶升座131、油缸座132及爬架导向座133)与所述轨道12之间设置合理的间隙，以适应曲率变化带来的间隙影响。优选地，所述爬升组件与所述轨道12的间隙不大于5mm，从而确保所述爬升组件与轨道12之间能够适应曲率变化带来的影响之外，还可防止因间隙过大导致所述爬升组件在爬移过程中的不稳定性。同时，所述轨道12的插拔销孔124的孔径大于所述爬架顶升座131及油缸座132的插拔销机构的销轴，具体范围为0.5mm～1mm，以确保具有足够的间隙适应爬升过程中的曲率变化。

在本实施例中，钢塔表面的角度变化为0.8°，则所述轨道12可在T13节段处开始设置转角，每次转角0.2°，然后爬移一节轨道12后，再进行下一次转角，总共经过四次转角，即可顺利通过曲率变化点。

在钢塔的施工过程中，还可进行钢横梁的施工，本实施例中的上、中、下钢横梁分别位于T29节段、T15节段和T5节段，则钢横梁的安装方法包括以下步骤：

在确保沿横桥向的相邻两个钢塔满足高度要求的情况下，在已安装钢塔节段顶部分别安装自升式提升模架。由于钢横梁的施工与钢塔的施工同步进行，则钢横梁的施工可与钢塔提升安装采用同一套自升式提升模架。

待相邻两个钢塔已施工至T6节段后，利用所述自升式提升模架吊装下横梁到钢塔下横梁安装位置处并安装。

随后在塔底位于下横梁处搭建高于下横梁顶面的临时支撑平台，并在临时支撑平台上拼装中横梁，再在中横梁顶面拼装上横梁，同时可同步施工钢塔，并在钢塔施工至上横梁的临时安装位置处停止施工，该临时安装位置位于中横梁安装位置的上方，在本实施例中，所述临时安装位置位于T19节段，所述中横梁安装位置位于T15节段。此外，在所述临时支撑平台上拼装中横梁和上横梁，使得下横梁在中横梁和上横梁拼装过程中不受力，确保钢塔结构的稳定性。

则在钢塔施工至T22节段时停止钢塔的施工，利用所述自升式提升模架吊装上横梁至所述临时安装位置处预固定，再利用所述自升式提升模架吊装中横梁至中横梁安装位置处并安装，然后继续施工钢塔至塔顶位置，最后解除上横梁与钢塔之间的约束，并利用所述自升式提升模架吊装上横梁至钢塔的上横梁安装位置处并安装。

所述自升式提升模架在吊装横梁时，需运用到相邻两个钢塔的自升式提升模架，具体操作过程如下：先解除起重天车23与起重桁架22的约束，且爬架21及起重桁架22下移以使起重桁架22与起重天车23分离，使得起重天车23坐落并锚固在已完成钢塔节段顶部，液压提升系统3横移至靠近起重桁架22的主纵梁内侧，随后通过相邻两个钢塔顶部的液压提升系统3提升钢横梁，钢横梁提升到位后，解除起吊天车与已完成钢塔节段顶部的锚固，爬架21及起重桁架22在爬升组件的作用下上移并还原所述自升式提升模架。

同时，由于所述爬架顶升座131与轨道12之间设置的防坠锁舌1312和防坠剪力块125卡接以限制爬升组件下移，则在使爬架21及起重桁架22下移前，将所述防坠锁舌1312从爬架顶升座131上拆除，确保所述爬架21及起重桁架22的顺利下移。

此外，所述爬架21及起重桁架22的下移距离与轨道12的相邻两个插拔销孔124的间距呈倍数关系。优选地，本实施例中的下移距离为800mm。

进一步的，在吊装上横梁及中横梁时，可利用分配梁兜底吊的方式进行整体吊装作业。

上横梁在钢塔临时安装位置处的预固定可采用焊接或牛腿栓接的方式实现。优选地，本实施例中采用牛腿栓接的方式实现上横梁的预固定，由于上横梁的长度小于中横梁的长度，则在施工钢塔的过程中，可预先在钢塔表面设置临时牛腿，随后带上横梁通过临时牛腿后，延长临时牛腿的长度，下放上横梁至临时牛腿上并通过螺栓锁紧固定。后续在起吊上横梁时，仅需解除螺栓的锁紧固定，操作简单，提高使用效率，且临时牛腿可周转使用。

显然，本申请采用所述自升式提升模架吊装钢横梁，将钢横梁在高空散拼改为地面和低空散拼，钢横梁的拼装可与钢塔节段吊装同步进行，且节约了工期和降低了安全风险。

上横梁在吊装完成后，可利用其它吊机将所述液压自升式一体化斜拉桥提升模架10000进行拆除。首先，空中拆除液压提升系统3以及起重天车23的上部滑移梁232，再拆除起重天车23的下部滑移梁231，接着拆除起重桁架22以及爬架21，随后拆除爬升组件和轨道12，最后一次性将钢塔表面的锚固座11全部拆除。

所拆除的提升模架的各机构可通过简单改造以形成桥面吊机20000，以用于进行钢箱梁的吊装架设工作，所述桥面吊机20000为前文中提及的由本申请液压自升式一体化斜拉桥提升模架10000改造而成的桥面吊机20000，从而可降低了斜拉桥施工措施的费用。

以上所述仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种钢横梁的安装方法，钢横梁包括沿钢塔高度方向自上而下的上横梁、中横梁及下横梁，其特征在于，包括以下步骤：

在沿横桥向的相邻两个钢塔满足高度要求的已安装钢塔节段顶部分别安装自升式提升模架；

利用所述自升式提升模架吊装下横梁到钢塔下横梁安装位置处并安装；

在塔底位于下横梁处设置高于下横梁顶面的临时支撑平台，在所述临时支撑平台上拼装中横梁，再在中横梁顶面上拼装上横梁；

施工钢塔至上横梁的临时安装位置处，该临时安装位置位于中横梁安装位置的上方；

利用所述自升式提升模架吊装上横梁至所述临时安装位置处预固定；

利用所述自升式提升模架吊装中横梁至中横梁安装位置处并安装；

解除上横梁与钢塔之间的约束，并利用所述自升式提升模架吊装上横梁至钢塔的上横梁安装位置处并安装。

2.根据权利要求1所述的钢横梁的安装方法，其特征在于，所述自升式提升模架为液压自升式一体化斜拉桥提升模架，其包括自爬升系统、起重系统及液压提升系统；其中，所述自爬升系统包括预埋在钢塔节段上的锚固座、附着在所述锚固座上的轨道，以及反钩在所述轨道上的爬升组件，所述起重系统与所述爬升组件连接并在所述爬升组件的作用下沿所述轨道进行爬移；述起重系统包括爬架、起重桁架及起重天车，所述爬架与所述爬升组件连接，所述起重桁架设于所述爬架顶部，所述液压提升系统设于所述起重桁架顶部并可沿所述起重桁架的纵向或横梁移动，以将续接构筑物吊装至已安装构筑物的顶部进行安装。

3.根据权利要求2所述的钢横梁的安装方法，其特征在于，所述自升式提升模架在吊装横梁时，先解除起重天车与起重桁架的约束，且爬架及起重桁架下移以使起重桁架与起重天车分离，使得起重天车坐落并锚固在已完成钢塔节段顶部，液压提升系统横移至靠近起重桁架内侧主纵梁处；随后通过相邻两个钢塔顶部的液压起吊系统提升横梁，横梁提升到位后，解除起吊天车与已完成钢塔节段顶部的锚固，爬架及起重桁架在爬升组件的作用下上移并还原所述自升式提升模架。

4.根据权利要求3所述的钢横梁的安装方法，其特征在于，所述爬升系统包括爬架顶升座、油缸座及连接于两者间的顶升油缸；

所述爬升组件在沿所述轨道爬升时，先将所述油缸座与所述轨道联接，所述爬架顶升座与所述轨道解联接，所述顶升油缸的活塞杆伸出一个行程，带动所述起重系统沿所述轨道移动一个行程的距离；

随后联接所述爬架顶升座与所述轨道，所述油缸座与所述轨道解联接，所述顶升油缸的活塞杆回缩，所述油缸座相对所述轨道移动一个行程；

再联接所述油缸座与所述轨道，所述爬架顶升座与轨道解联接，重复上述步骤并使所述爬升组件及起重系统爬移至续接的已完成钢塔节段上。

5.根据权利要求4所述的钢横梁的安装方法，其特征在于，所述轨道沿其纵长方向开设有若干垂直于所述纵长方向的插拔销孔，所述爬架顶升座及所述油缸座设有插拔销机构，通过所述插拔销机构与所述插拔销孔配合以实现所述爬架顶升座及油缸座与所述轨道的联接或解联接。

6.根据权利要求5所述的钢横梁的安装方法，其特征在于，相邻两个插拔销孔的间距为预设距离，所述顶升油缸活塞杆伸出的一个行程大小与所述预设距离为倍数关系。

7.根据权利要求6所述的钢横梁的安装方法，其特征在于，所述爬架及起重桁架的下移距离与所述预设距离为倍数关系。

8.根据权利要求1所述的钢横梁的安装方法，其特征在于，吊装上横梁及中横梁时，利用分配梁兜底吊的方式进行整体吊装作业。

9.根据权利要求1所述的钢横梁的安装方法，其特征在于，上横梁在所述临时安装位置处采用焊接或设置牛腿栓接的方式进行预固定。

10.根据权利要求2所述的钢横梁的安装方法，其特征在于，在上横梁吊装完毕后，利用塔吊在空中依次拆除所述自升式提升模架的液压提升系统、起重天车、起重桁架、爬架、爬升组件及轨道，最后一次拆除全部锚固座。

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