CN112391950A - 一种高低塔斜拉桥合拢口中心线偏差调整的装置及方法 - Google Patents

一种高低塔斜拉桥合拢口中心线偏差调整的装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种高低塔斜拉桥合拢口中心线偏差调整的装置，包括包括两根牵引管、两牵引绳和两牵引动力装置，两根牵引管在中部铰接形成X形结构，X形结构中，其中一侧的牵引管端分别固定在两钢箱梁上；两牵引绳的一端分别与X形结构中另一侧的牵引管端缠绕固定；两牵引动力装置分别与两牵引绳的另一端连接，且两牵引动力装置位于X形结构外侧并分别固定在两钢箱梁上，牵引动力装置通过牵引绳拉动两钢箱梁以对齐两钢箱梁的中心线。且还相应提供了该装置实施方法。在合拢口两侧中心线出现偏移后进行纠偏，同时启动两端牵引设备，直至合拢口两悬臂端钢箱梁中心线完成对齐，当牵引对齐后，合拢口两侧的劲性骨架自由端焊接钢板完成骨架整体锁定。

Description

一种高低塔斜拉桥合拢口中心线偏差调整的装置及方法
技术领域
本发明属于桥梁施工领域，尤其涉及一种高低塔斜拉桥合拢口中心线偏差调整的装置及方法。
背景技术
高低塔混合梁斜拉桥相较于混凝土斜拉桥和钢箱梁斜拉桥有几个显著的区别。由于高低塔混合梁斜拉桥中跨采用钢箱梁，边跨采用重量与刚度较大的混凝土箱梁且两个桥塔的高度不对称。就造成了边中跨材料不一致引起刚度不对称，主塔高度的差别造成主梁施工悬臂长度的不一致且结构整体不对称。故合拢口两钢箱梁悬臂端有边跨混凝土收缩徐变及预应力、二期恒载、梁体的温差引起的偏移量。此偏移量为控制钢箱梁合拢口的锁定造成很大的难度。现有的高低塔混合梁斜拉桥的钢箱梁合拢多采用顶推合拢，即合拢段按照设计长度制造，通过在合拢段或索塔位置设置的千斤顶纵向顶推改变合拢口的长度，接着用单侧吊机吊起合拢段，先焊接合拢口一端，然后反复移动主梁，运用大型设备强制调节两侧高差及中心线偏差。此方法施工时可能会引起主梁的扭转，且在实施之前要解除梁塔的临时固结，结构发生不可逆的变形合拢。同时，高低塔混合梁斜拉桥多为大跨度斜拉桥，需要改变合拢口长度所需的顶推力较大，提高了施工的风险和难度且存在可能引起边跨混凝土段的支座偏移。
发明内容
本发明要解决的技术问题是降低混合梁高低塔斜拉桥钢箱梁合拢口施工的风险和难度，提供一种新型的合拢口悬臂端钢箱梁中心线偏差调整的装置及方法，提高桥梁整体结构的安全性和耐久性。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种高低塔斜拉桥合拢口中心线偏差调整的装置，用于对位于合拢口两侧的两钢箱梁的悬臂端进行调整，所述装置包括两根牵引管、两牵引绳和两牵引动力装置，
两根牵引管在中部铰接形成X形结构，X形结构中，其中一侧的牵引管端分别固定在两钢箱梁上；
两牵引绳的一端分别与X形结构中另一侧的牵引管端缠绕固定；
两牵引动力装置分别与两牵引绳的另一端连接，且两牵引动力装置位于X形结构外侧并分别固定在两钢箱梁上，牵引动力装置通过牵引绳拉动两钢箱梁以对齐两钢箱梁的中心线。
进一步地，合拢口两侧钢箱梁上均固定设置有合拢劲性骨架，两合拢劲性骨架之间通过钢板焊接锁定。
进一步地，所述牵引管为实心钢管或钢管混凝土管。所述牵引动力装置为ZLD智能连续千斤顶或手拉葫芦，所述牵引绳为钢绞线或钢丝。
进一步地，两根牵引管中，固定在两钢箱梁一侧的端部处均固定设置有固定卡环，两根牵引管均通过所述固定卡环固定在钢箱梁上，另一侧的端部处均分别固定设置两可滑动卡环，在每根牵引管上且位于两可滑动卡环之间的位置处均开设有卡槽，牵引绳的一端缠绕在卡槽内。在牵引绳缠绕的一端设置可滑动卡环，可以减少牵引管和钢箱梁之间的摩擦力，从而减少牵引动力装置拉动牵引管时的阻力，并且可以避免对钢箱梁表面的磨损。
进一步地，还包括有压扣和与压扣固定连接的钢丝扣，每个牵引绳的一端分别与一压扣固定连接，另一端穿过与该压扣连接的钢丝扣后与牵引动力装置连接。牵引绳通过压扣和钢丝扣实现缠绕固定在卡槽内。
进一步地，卡槽内开设有槽纹。卡槽内开设槽纹可以增强与牵引绳之间的摩擦力。
进一步地，所述固定卡环和所述可滑动卡环均采用高强度钢或不锈钢制作而成。
进一步地，位于合拢口两侧钢箱梁中，其中一侧的钢箱梁的中心线处固定设置有精密水准仪，另一端钢箱梁的中心线处设置有标注有该钢箱梁中心线位置的塔尺。通过设置精密水准仪和塔尺，可以便于观测两钢箱梁的中心线是否完成对齐，使得对准更加精确。
本发明还提供一种高低塔斜拉桥合拢口中心线偏差调整的装置的调整方法，包括：
在两牵引管上开设卡槽，并在两牵引管的其中一侧均设置固定卡环，另一侧均设置可滑动卡环；
将两根牵引管的中部铰接，形成X形结构，且设置有固定卡环的一侧处于同一侧；
将X形结构其中一侧的两端分别通过固定卡环固定在两钢箱梁上，另一侧带可滑动卡环的两端的卡槽上分别缠绕固定一牵引绳的一端，两牵引绳的另一端分别与一牵引动力装置连接；
将两牵引动力装置分别固定在两钢箱梁中位于X形结构的外侧处；
同时启动两牵引动力装置，两牵引动力装置分别通过两牵引绳拉动两牵引管，进而拉动两钢箱梁，以调整两钢箱梁的位置，使得位于合拢口两侧的两钢箱梁的两悬臂端的中心线完成对齐；
将两钢箱梁上位于同一侧的两合拢劲性骨架的自由端之间焊接钢板，以完成合拢劲性骨架的整体锁定。
与现有技术相比，本发明能够实现的有益效果至少如下：本发明通过采用高强度钢或不锈钢制作高低塔混合梁斜拉桥合拢口两悬臂端中心线偏差调整的装置，一方面该装置对高低塔斜拉桥合拢口因主塔高度不对称、主梁长度不一致、两侧主梁刚度不一、最大悬臂端在温度与活载作用下，在合拢口两侧中心线出现偏移后进行纠偏，提高了合拢口施工的精准度，并且临时限制了两侧钢箱梁的横向偏移，降低了后续合拢段的拼装及焊接的施工风险；另一方面该装置制作简单，方便安装且提出了其使用方法。
附图说明
图1、一种高低塔斜拉桥合拢口中心线偏差调整的装置平面布置图。
图2、高低塔混合梁斜拉桥钢箱梁合拢口两悬臂端中心线偏差调整的装置杆件结构示意图。
图3、高低塔混合梁斜拉桥钢箱梁合拢口两悬臂端中心线偏差调整的装置牵引系统端头压扣结构示意图。
其中：1、固定卡环；2、中部铰接点；3、牵引管；4、牵引绳；5、牵引动力装置；6、可滑动卡环；7、合拢劲性骨架；8、卡槽；9、压扣；10、钢丝扣。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1
请参阅图1-图3，本实施例提供的一种高低塔斜拉桥合拢口中心线偏差调整的装置，用于对位于合拢口两侧的两钢箱梁的悬臂端进行调整，使得两悬臂端的中心线对齐，包括两根牵引管3、两牵引绳4和两牵引动力装置5，牵引管3为实心钢管或钢管混凝土管，牵引绳4为钢绞线或钢丝，牵引动力装置5为ZLD智能连续千斤顶或手拉葫芦，根据现场实际作业条件进行设备的选择。
两根牵引管3的其中一端均分别固定设置有一组固定卡环1(本实施例中一组中包括两个固定卡环)，固定卡环1上开设有安装孔，另一端均分别固定设置有一组即两个可滑动卡环6，可滑动卡环6上设置有滚轮组，且每根牵引管3中位于两可滑动卡环6之间的位置处开设有卡槽8，且卡槽8上设置有槽纹以增加摩擦力。卡槽宽度由现场选用的钢绞线或钢丝直径决定，本实施例中卡槽宽度为10-20cm。本实施例中的固定卡环1为U型卡环，固定卡环1和可滑动卡环6均采用高强度钢或不锈钢制作而成，U型卡环的中间段固定在牵引管3上，中间段的宽度根据实心钢管或钢管混凝土管的直径计算制作的，在U型卡环中位于中间段两侧的边侧段上开设安装孔。
两根牵引管3在中部铰接形成X形结构，X形结构中，其一侧的两端即两根牵引管3的一端分别通过固定卡环1上的安装孔栓接固定在在两钢箱梁的顶板上，两牵引绳4的一端分别缠绕在X形结构中另一侧两端的卡槽8内，两牵引动力装置5分别与两牵引绳4的另一端连接，且两牵引动力装置5位于X形结构外侧并分别固定在两钢箱梁上，牵引动力装置5通过牵引绳4拉动两钢箱梁以对齐两钢箱梁的中心线。
其中，以图1的图示位置为例，两牵引管3中设置有固定卡环1的一侧可根据合拢口两钢箱梁中心线的偏移方向来决定是固定在钢箱梁顶板的上端还是下端。当两侧钢箱梁中心线偏移的折角交点角尖指向下时，两牵引管3设置有固定卡环1的一侧通过固定卡环1栓接固定在顶板的上端，牵引绳4的其中一端连接在两牵引管3中位于下方的另一侧上，如此，牵引动力装置通过牵引绳4拉动设置有可滑动卡环的牵引管3的一端，将两钢箱梁中心线偏移的折角交点角尖逐渐从向下往上拉，直至两中心线位于同一直线上，完成两中心线的对齐；当角尖指向上时，两牵引管3设置有固定卡环1的一侧通过固定卡环1栓接固定在顶板的下端。
本实施例中，每根钢丝绳4的一端均分别固定在一压扣9的一端上，每个压扣9的另一端均分别固定有一环形的钢丝扣10，每根钢丝绳4的另一端分别对应穿过钢丝扣10后与牵引动力装置连接。
本实施例中，X形结构的中部铰接点2为两牵引管3的中心点交点。牵引管3的长度是根据实测合拢口宽度输入CAD且结合CAD布设成X型后两牵引管3的杆端在距离合拢口两钢箱梁桥面板横向边界50-60cm处计算出的。
本实施例中，ZLD智能连续千斤顶或手拉葫芦栓接在合拢口两侧钢箱梁靠近其桥面板横向边界，其横向宽度约1/3处的顶板上。桥面板是指合拢口两侧钢箱梁上部行车道板，是直接承受车辆轮压的承重结构，其横向宽度是指合拢口两侧钢箱梁上部桥面板的宽度。
本实施例中，还包括有压扣9和与压扣9固定连接的钢丝扣10，每根牵引绳4的一端分别与一压扣9固定连接，另一端穿过与该压扣9连接的钢丝扣10后与牵引动力装置5连接。
本实施例的两钢箱梁中，其中一端钢箱梁的中心线处固定设置有精密水准仪，另一端钢箱梁的中心线处设置有标注有该钢箱梁中心线位置的塔尺。如此，可以使得偏差调整得更精准。
本实施例中，合拢口两端的钢箱梁一侧上均固定设置有一合拢劲性骨架7，两合拢劲性骨架7的自由端部之间通过钢板焊接锁定。合拢劲性骨架具有承受竖向的弯剪能力，合拢劲性骨架锁定后能保证合拢口两侧的钢箱梁同步变形。
本实施例提供的偏差调整装置，在位于合拢口两侧的钢箱梁的中心线出现偏移后进行纠偏，使两侧的中心线对齐，提高了合拢口施工的精准度，并且可以临时限制(两侧牵引动力装置牵引至中心线对齐后，X型结构变成一个类似于支架的结构，限制了钢箱梁的横向移动)两侧钢箱梁的横向偏移，降低了后续合拢段的拼装及焊接的施工风险。
实施例2
与实施例1基本相同，所不同的是：本实施例提供一种采用实施例1提供的装置进行中心线偏差调整的方法。
在调整斜拉索及压载配重后，将合拢口两钢箱梁悬臂端标高控制在合理范围内后，根据测得夜晚实际合拢口宽度及两根实心钢管或钢管混凝土杆布置成X形后杆端位置，结合CAD计算制作出牵引管两根，在牵引管3上开设卡槽8、将2组固定卡环1、2组可滑动卡环6分别固定在两牵引管3上。并且将两牵引管3的中部铰接，该中心铰为光滑可转动结点，形成X形结构；
将X形结构中一侧的两端分别通过固定卡环1上的安装孔栓接固定在两钢箱梁的顶板上，将两根牵引绳4的一端通过压扣和钢丝扣缠绕固定在卡槽8内，将两根牵引绳4的另一端分别连接到栓接固定在两钢箱梁的顶板上的两牵引动力装置5上，其中，X形结构位于两牵引动力装置5的内侧；
同时启动两牵引动力装置5，两牵引动力装置5分别通过两牵引绳4拉动两牵引管3，进而拉动两钢箱梁，以调整钢箱梁的位置，使合拢口两悬臂端钢箱梁中心线完成对齐；
最后确定最佳合拢温度及时间、合拢宽度后，对合拢段进行吊装、焊接。
优选的，牵引实施时，合拢口一侧钢箱梁中心线处架设精密水准仪，另一侧钢箱梁中心线处立塔尺并用马克笔在塔尺上标记出该侧中心线的位置。
优选的，当牵引对齐后，合拢口两侧的合拢劲性骨架的自由端之间焊接钢板，以完成骨架整体锁定。
其中，在合适时间段每间隔2h对合拢口测点，对大气温度、钢箱梁内表面温度、合拢口宽度、另一端钢箱梁标高进行48h连续观测，以确定最佳合拢温度及时间、合拢宽度后，对合拢段进行吊装、焊接。合拢施工要在夜晚最低温时实施，主环缝要达到焊接要求且在第二天天亮前完成焊接。
该高低塔混合梁斜拉桥钢箱梁合拢口两悬臂端中心线偏差调整的装置可适用于相似及相同结构的大跨度高低塔混合梁的斜拉桥合拢口的精确合拢调整。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或采用现有技术加以实现。
以上所述仅为本发明的优先实施例，而非对本发明作任何形式上的限制。本领域的技术人员可在上述实施例的基础上施以各种等同的更改和改进，凡在权利要求范围内所做的等同变化和修饰，均应落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高低塔斜拉桥合拢口中心线偏差调整的装置，其特征在于：用于对位于合拢口两侧的两钢箱梁的悬臂端的中心线进行调整，所述装置包括两根牵引管(3)、两牵引绳(4)和两牵引动力装置(5)，
两根牵引管(3)在中部铰接形成X形结构，X形结构中，其中一侧的两端分别固定在两钢箱梁上；
两牵引绳(4)的一端分别与X形结构中另一侧的两端分别缠绕固定；
两牵引动力装置(5)分别与两牵引绳(4)的另一端连接，且两牵引动力装置(5)位于X形结构外侧并分别固定在两钢箱梁上，牵引动力装置(5)通过牵引绳(4)拉动两钢箱梁以对齐两钢箱梁的中心线。
2.根据权利要求1所述的一种高低塔斜拉桥合拢口中心线偏差调整的装置，其特征在于：合拢口两端的钢箱梁一侧上均固定设置有一合拢劲性骨架(7)，两合拢劲性骨架(7)之间通过钢板焊接锁定。
3.根据权利要求1所述的一种高低塔斜拉桥合拢口中心线偏差调整的装置，其特征在于：所述牵引管(3)为实心钢管或钢管混凝土管，所述牵引动力装置(5)为ZLD智能连续千斤顶或手拉葫芦，所述牵引绳(4)为钢绞线或钢丝。
4.根据权利要求1所述的一种高低塔斜拉桥合拢口中心线偏差调整的装置，其特征在于：两根牵引管(3)中，固定在两钢箱梁一侧的端部处均固定设置有固定卡环(1)，两根牵引管(3)均通过所述固定卡环(1)固定在钢箱梁上，另一侧的端部处均分别固定设置两可滑动卡环(6)，在每根牵引管(3)上且位于两可滑动卡环(6)之间的位置处均开设有卡槽(8)，牵引绳(4)的一端缠绕在卡槽(8)内。
5.根据权利要求4所述的一种高低塔斜拉桥合拢口中心线偏差调整的装置，其特征在于：还包括有压扣(9)和与压扣(9)固定连接的钢丝扣(10)，每根牵引绳(4)的一端分别与一压扣(9)连接后缠绕在卡槽(8)内，另一端穿过与该压扣(9)连接的钢丝扣(10)后与牵引动力装置(5)连接。
6.根据权利要求4所述的一种高低塔斜拉桥合拢口中心线偏差调整的装置，其特征在于：所述卡槽(8)内开设有槽纹。
7.根据权利要求4所述的一种高低塔斜拉桥合拢口中心线偏差调整的装置，其特征在于：所述固定卡环(1)和所述可滑动卡环(6)均采用高强度钢或不锈钢制作而成。
8.根据权利要求1所述的一种高低塔斜拉桥合拢口中心线偏差调整的装置，其特征在于：X形结构的中部铰接点(2)位于两牵引管(3)的中心位置。
9.根据权利要求1-8任一所述的一种高低塔斜拉桥合拢口中心线偏差调整的装置，其特征在于：位于合拢口两侧的两钢箱梁中，其中一侧的钢箱梁的中心线处固定设置有精密水准仪，另一侧的钢箱梁的中心线处设置有标注有该钢箱梁中心线位置的塔尺。
10.一种高低塔斜拉桥合拢口中心线偏差调整的装置的实施方法，其特征在于，包括：
在两牵引管(3)上开设卡槽(8)，并在两牵引管的其中一侧均设置固定卡环(1)，另一侧均设置可滑动卡环(6)；
将两根牵引管(3)的中部铰接，形成X形结构，且设置有固定卡环(1)的一侧处于同一侧；
将X形结构其中一侧的两端分别通过固定卡环(1)固定在两钢箱梁上，另一侧带可滑动卡环(6)的两端的卡槽(8)上分别缠绕固定一牵引绳(4)的一端，两牵引绳(4)的另一端分别与一牵引动力装置(5)连接；
将两牵引动力装置(5)分别固定在两钢箱梁中位于X形结构的外侧处；
同时启动两牵引动力装置(5)，两牵引动力装置(5)分别通过两牵引绳(4)拉动两牵引管(3)，进而拉动两钢箱梁，以调整两钢箱梁的位置，使得位于合拢口两侧的两钢箱梁的两悬臂端的中心线完成对齐；
将两钢箱梁上位于同一侧的两合拢劲性骨架(7)的自由端之间焊接钢板，以完成合拢劲性骨架(7)的整体锁定。
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