CN112663477B - 一种台风高发区大净空重载荷可升降通航孔栈桥 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种台风高发区大净空重载荷可升降通航孔栈桥，包括支撑系统、桥跨系统、升降系统、防撞系统、普通栈桥、反拉装置，桥跨结构采用贝雷梁51m长，贝雷梁采用18片贝雷并排布置，并通过在边跨设置精轧钢反拉点将贝雷梁构造为三跨连续结构，降低中跨跨中的最大正弯矩，提高桥跨结构承载能力，从而，满足桥跨结构大跨度、重载荷的要求，升降系统设置导向装置，起到导向和防止晃动的作用，支撑钢管桩和辅助钢管桩按三角形布置，提高升降架的抗风能力，从而满足提升高度高，抗风要求高的要求，解决台风高发区可升降通航孔栈桥跨度大、提升高度高，通行荷载大及防撞、抗风要求高等难题。

Description

一种台风高发区大净空重载荷可升降通航孔栈桥

技术领域

本发明涉及桥梁施工技术领域，具体涉及一种台风高发区大净空重载荷可升降通航孔栈桥。

背景技术

目前，施工便桥通常钢栈桥，即采用钢管桩做支撑，工字钢做承重梁，“321”型贝雷梁做桥跨结构。

当栈桥跨越航道，就需要根据天气情况、通航需求、荷载、材料性能等做针对性设计、计算。目前，国内外已有一些可升降的通航孔栈桥，但是普遍存在升降高度小、通航净空小、通行荷载小的特点。

湛江环城高速项目横跨南三水道，连接南三岛与坡头区。本项目水上施工线路长度约2.1Km，需要搭设施工栈桥、平台辅助施工。现仅有一座限载50T的地方公路桥梁连接南三岛和湛江坡头区，不能满足现场材料、设备基本运输需求。考虑施工需求及南三河道通航要求，需搭设一座跨河可升降的通航孔栈桥连接两岸。

应地方航道局要求，要求该升降孔栈桥通航孔可满足1000吨以内海轮通行要求，即净宽不小于30m，净高不小于13m。另根据现场施工通行情况，需满足120吨挂车通行要求。考虑到桥位处近海，近年来台风频繁来袭，还应满足相应抗风要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种台风高发区大净空重载荷可升降通航孔栈桥。

本发明要解决的技术问题：

(1)可升降栈桥通航孔的通航净空要求大，需满足1000吨以内海轮通行要求，即净宽不小于30m，净高不小于13m；并做防撞设置，充分保障升降架不受船舶冲撞损害。

(2)根据现场施工通行情况，该通道是施工材料、设备的主要通道，需满足总重120吨挂车(动载考虑1.4倍安全系数)的通行要求。

(3)桥位处近海，近年来台风频繁来袭，栈桥升降架需满足相应抗风要求。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种台风高发区大净空重载荷可升降通航孔栈桥，包括支撑系统、桥跨系统、升降系统、防撞系统、普通栈桥、反拉装置，支撑系统包括若干对第一支撑钢管桩，每对第一支撑钢管桩之间固定有第一平联管，第一支撑钢管桩的顶端固定有承重梁，桥跨系统包括贝雷梁，贝雷梁安装在承重梁上，贝雷梁的顶端安装有分配梁，分配梁的顶端安装有槽钢面板，槽钢面板的顶端安装有护栏，升降系统包括升降架，四根升降架呈矩阵分布在槽钢面板的四周，四根升降架位于第一支撑钢管桩之间，升降架上安装有竖向导向装置，竖向导向装置的顶端安装有主动防冲顶装置，升降架上还安装有爬梯，靠近第一支撑钢管桩的两个升降架顶端之间安装有顶部操作平台，顶部操作平台与主动防冲顶装置之间安装有保险绳，顶部操作平台上安装有两个对立设置的卷扬机，所述的升降架包括四个矩形设置的第二支撑钢管桩，第二支撑钢管桩的顶端与顶部操作平台连接，第二支撑钢管桩远离顶部操作平台的一侧设有辅助钢管桩，辅助钢管桩和第二支撑钢管桩之间安装有若干平联工字梁，两对立设置的第二支撑钢管桩之间安装有若干第二平联管，位于同一侧的第二支撑钢管桩之间安装有吊梁，吊梁与竖向导向装置相配合，吊梁上安装有横桥向导向装置，竖向导向装置上安装有导向角钢，吊梁上表面两端安装有吊点，吊点与卷扬机相配合，所述的防撞系统包括若干防撞钢管桩，防撞钢管桩位于第二支撑钢管桩远离吊梁的一侧，防撞钢管桩之间安装有第三平联管，桥跨系统的两端安装有普通栈桥，反拉装置包括反拉操作平台，反拉操作平台位于承重梁的下方，反拉操作平台的上方安装有反拉底梁，贝雷梁内部底端设有反拉顶梁，反拉顶梁和反拉底梁之间通过精轧钢螺母安装有反拉精轧钢。

进一步，所述的第一支撑钢管桩为直径820mm、壁厚8mm的钢管，第一平联管为直径426mm、壁厚4mm的钢管，承重梁为双拼I45a工字钢。

进一步，所述的贝雷梁由18片“321”型贝雷片通过30#花窗连接成整体，贝雷梁长51m，分配梁为Ia25工字梁，槽钢面板为28#槽钢。

进一步，所述的第二支撑钢管桩为直径820mm、壁厚8mm的钢管，辅助钢管桩直径820mm、壁厚8mm的钢管，平联工字梁为双拼I25a工字钢，导向角钢为5#等边角钢，主动防冲顶装置为双拼I25a工字钢，保险绳为直径36mm钢丝绳，卷扬机为8T卷扬机，吊梁为双拼I45a工字钢，横桥向导向装置为I45a工字钢。

进一步，所述的防撞钢管桩采用直径820mm、壁厚8mm钢管，防撞钢管桩呈三角形分布，第三平联管为直径426mm、壁厚4mm钢管或直径630mm、壁厚6mm钢管。

进一步，所述的反拉底梁为双拼I45a工字钢，反拉顶梁为双拼40#槽钢；反拉精轧钢的直径为32mm。

一种台风高发区大净空重载荷可升降通航孔栈桥，该通航孔栈桥的具体使用步骤如下：

步骤一：采用50T浮吊进行第一支撑钢管桩、第二支撑钢管桩、防撞钢管桩的插打，并安装第三平联管、反拉装置的反拉操作平台、反拉底梁及支撑系统的承重梁；

步骤二：贝雷梁进行整长组拼，采用浮吊吊装就位，然后相应安装对应组间的花窗，并安装反拉顶梁、吊梁；

步骤三：分配梁及槽钢面板采用分块预制，并用75T履带吊进行分块吊装就位，并及时安装护栏；

步骤四：将第二支撑钢管桩接长到对应高度，并逐步安装升降架中的平联工字梁、第二平联管、竖向导向装置、导向角钢、主动防冲顶装置、爬梯、保险绳、顶部操作平台；

步骤五：安装卷扬机，并连接吊点，接通电源；

步骤六：反拉装置调试、升降系统调试；

步骤七：解除反拉装置底部精轧钢螺母，检查桥跨结构提升前是否有影响，确认无误后，封闭通航孔栈桥两端交通并进行下一步骤；

步骤八：操作卷扬机提升桥跨结构，使其净高较相应通航船只水面高度高1.5m；

步骤九：安排需通行船舶通行；

步骤十：确认需通行船舶顺利通过后，操作卷扬机逐步放低桥跨结构，直至其转由承重梁支撑且吊点不受力；

步骤十一：锁紧反拉装置的精轧钢螺母，恢复栈桥通行。

本发明的有益效果：1、桥跨结构采用贝雷梁51m长，贝雷梁采用18片贝雷并排布置，并通过在边跨设置精轧钢反拉点将贝雷梁构造为三跨连续结构，降低中跨跨中的最大正弯矩，提高桥跨结构承载能力，从而满足桥跨结构大跨度、重载荷的要求。

2、升降系统设置导向装置，起到导向和防止晃动的作用，支撑钢管桩和辅助钢管桩按三角形布置，提高升降架的抗风能力，从而满足提升高度高，抗风要求高的要求。

3、通航孔两侧防撞钢管桩按单点三角形布置，提高单点防撞强度，并将单边的两组防撞钢管桩用平联管连接起来，提高防撞钢管桩的整体防撞性能，并更好保护升降架。

4、本发明适用于桥梁施工领域，尤其是有通航需求的跨海便桥施工技术领域。本发明的通航孔栈桥具有跨度大、提升高度高，通行荷载大及防撞、抗风要求高等特点。

5、本发明具有通航净空大，通行荷载大及防撞、抗风要求高等特点，对类似工程具有参考价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的通航孔栈桥通航状态立面图；

图2为本发明的通航孔栈桥通航状态横断面图；

图3为本发明通航孔栈桥非通航状态立面图；

图4为本发明通航孔栈桥非通航状态横断面图；

图5为本发明通航孔栈桥平面布置图；

图6为本发明通航孔栈桥升降架导向装置平面示意图；

图7为本发明通航孔栈桥边跨反拉装置横断面安装示意图。

图中：1、支撑系统；2、桥跨系统；3、升降系统；4、防撞系统；5、普通栈桥；6、反拉装置；101、第一支撑钢管桩；102、第一平联管；103、承重梁；201、贝雷梁；202、分配梁；203、槽钢面板；204、护栏；301、升降架；302、竖向导向装置；303、主动防冲顶装置；304、爬梯；305、保险绳；306、顶部操作平台；307、卷扬机；308、第二支撑钢管桩；309、辅助钢管桩；310、平联工字梁；311、第二平联管；312、吊梁；313、横桥向导向装置；314、导向角钢；315、吊点；401、防撞钢管桩；402、第三平联管；601、反拉操作平台；602、反拉底梁；603、反拉精轧钢；604、反拉顶梁；605、精轧钢螺母。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-7所示，本发明为一种台风高发区大净空重载荷可升降通航孔栈桥，包括支撑系统1、桥跨系统2、升降系统3、防撞系统4、普通栈桥5、反拉装置6，支撑系统1包括若干对第一支撑钢管桩101，每对第一支撑钢管桩101之间固定有第一平联管102，第一支撑钢管桩101的顶端固定有承重梁103，桥跨系统2包括贝雷梁201，贝雷梁201安装在承重梁103上，贝雷梁201的顶端安装有分配梁202，分配梁202的顶端安装有槽钢面板203，槽钢面板203的顶端安装有护栏204，升降系统3包括升降架301，四根升降架301呈矩阵分布在槽钢面板203的四周，四根升降架301位于第一支撑钢管桩101之间，升降架301上安装有竖向导向装置302，竖向导向装置302的顶端安装有主动防冲顶装置303，升降架301上还安装有爬梯304，靠近第一支撑钢管桩101的两个升降架301顶端之间安装有顶部操作平台306，顶部操作平台306与主动防冲顶装置303之间安装有保险绳305，顶部操作平台306上安装有两个对立设置的卷扬机307，所述的升降架301包括四个矩形设置的第二支撑钢管桩308，第二支撑钢管桩308的顶端与顶部操作平台306连接，第二支撑钢管桩308远离顶部操作平台306的一侧设有辅助钢管桩309，辅助钢管桩309和第二支撑钢管桩308之间安装有若干平联工字梁310，两对立设置的第二支撑钢管桩308之间安装有若干第二平联管311，位于同一侧的第二支撑钢管桩308之间安装有吊梁312，吊梁312与竖向导向装置302相配合，吊梁312上安装有横桥向导向装置313，竖向导向装置302上安装有导向角钢314，吊梁312上表面两端安装有吊点315，吊点315与卷扬机307相配合，所述的防撞系统4包括若干防撞钢管桩401，防撞钢管桩401位于第二支撑钢管桩308远离吊梁312的一侧，防撞钢管桩401之间安装有第三平联管402，桥跨系统2的两端安装有普通栈桥5，反拉装置6包括反拉操作平台601，反拉操作平台601位于承重梁103的下方，反拉操作平台601的上方安装有反拉底梁602，贝雷梁201内部底端设有反拉顶梁604，反拉顶梁604和反拉底梁602之间通过精轧钢螺母605安装有反拉精轧钢603。

所述的第一支撑钢管桩101为直径820mm、壁厚8mm的钢管，第一平联管102为直径426mm、壁厚4mm的钢管，承重梁103为双拼I45a工字钢。

所述的贝雷梁201由18片“321”型贝雷片通过30#花窗连接成整体，贝雷梁201长51m，分配梁202为Ia25工字梁，槽钢面板203为28#槽钢。

所述的第二支撑钢管桩308为直径820mm、壁厚8mm的钢管，第二支撑钢管桩308用于支撑升降架301及桥跨系统2的荷载，辅助钢管桩309直径820mm、壁厚8mm的钢管，辅助钢管桩309用于提高升降架301的横桥向稳定性，提高抗风能力，平联工字梁310为双拼I25a工字钢，第二平联管311为直径426mm、壁厚4mm的钢管，第二平联管311及平联工字梁310均用于提高升降架301横向稳定性，竖向导向装置302两侧用于吊梁312升降过程中导向用，防止大风时升降的结构物发生过大位移导致损害，导向角钢314用于桥跨系统2升降过程防止其刮蹭竖向导向装置302而导致荷载超限的危害，导向角钢314为5#等边角钢，主动防冲顶装置303用于防止卷扬机307上冲顶装置损坏时，桥跨系统2提升过高，造成结构损害，主动防冲顶装置303为双拼I25a工字钢，保险绳305用于桥跨系统2提升至顶部后，需要滞留较长时间时，防止出现溜勾带来的危害，保险绳305为直径36mm钢丝绳，顶部操作平台306用于放置卷扬机307及方便人员操作及检修，顶部操作平台306用I45a工字钢、I25a工字钢、10#槽钢、钢板网、护栏204组成，卷扬机307用于桥跨系统2的升降，卷扬机307为8T卷扬机，吊梁312用于桥跨系统2的升降，吊梁312为双拼I45a工字钢，横桥向导向装置313用于桥跨结构升降时防止其发生过大横桥向位移而导致结构损坏，横桥向导向装置313为I45a工字钢。

所述的防撞系统4主要位于通航孔两侧，用于保护升降架301，防撞钢管桩401采用直径820mm、壁厚8mm钢管，防撞钢管桩401呈三角形分布，第三平联管402为直径426mm、壁厚4mm钢管或直径630mm、壁厚6mm钢管。

所述的反拉装置6主要用于非通航状态提供边跨反拉力，降低桥跨系统2中跨中最大正弯矩，从而起到提高桥跨系统2承载力的作用，反拉操作平台601用于反拉精轧钢603松紧作业等用，反拉底梁602主要提供反拉力，反拉底梁602为双拼I45a工字钢，反拉顶梁604主要用于反拉贝雷梁201尾端，反拉顶梁604为双拼40#槽钢；反拉精轧钢603的直径为32mm，并匹配相应精轧钢螺母605及垫片，用于反拉力传递。

一种台风高发区大净空重载荷可升降通航孔栈桥，具体使用步骤如下：

步骤一：采用50T浮吊进行第一支撑钢管桩101、第二支撑钢管桩308、防撞钢管桩401的插打，并安装第三平联管402、反拉装置6的反拉操作平台601、反拉底梁602及支撑系统1的承重梁103；

步骤二：贝雷梁201按分三组(7+7+4)进行整长组拼，采用浮吊吊装就位，然后相应安装对应组间的花窗，并安装反拉顶梁604、吊梁312；

步骤三：分配梁202及槽钢面板203采用分块预制，并用75T履带吊进行分块吊装就位，并及时安装护栏204；

步骤四：将第二支撑钢管桩308接长到对应高度，并逐步安装升降架301中的平联工字梁310、第二平联管311、竖向导向装置302、导向角钢314、主动防冲顶装置303、爬梯304、保险绳305、顶部操作平台306；

步骤五：安装卷扬机307，并连接吊点315，接通电源；

步骤六：反拉装置6调试、升降系统3调试；

步骤七：解除反拉装置6底部精轧钢螺母605，检查桥跨结构提升前是否有影响，确认无误后，封闭通航孔栈桥两端交通并进行下一步骤；

步骤八：操作卷扬机307提升桥跨结构，使其净高较相应通航船只水面高度高1.5m；

步骤九：安排需通行船舶通行；

步骤十：确认需通行船舶顺利通过后，操作卷扬机307逐步放低桥跨结构，直至其转由承重梁103支撑且吊点315不受力；

步骤十一：锁紧反拉装置6的精轧钢螺母605，恢复栈桥通行。

上述步骤一至步骤六为本发明通航孔栈桥建设工艺步骤，步骤七至步骤十一为本发明通航孔栈桥运营过程中非通航与通航状态切换的工艺步骤。

以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种台风高发区大净空重载荷可升降通航孔栈桥，其特征在于：包括支撑系统（1）、桥跨系统（2）、升降系统（3）、防撞系统（4）、普通栈桥（5）、反拉装置（6），支撑系统（1）包括若干对第一支撑钢管桩（101），每对第一支撑钢管桩（101）之间固定有第一平联管（102），第一支撑钢管桩（101）的顶端固定有承重梁（103），桥跨系统（2）包括贝雷梁（201），贝雷梁（201）安装在承重梁（103）上，贝雷梁（201）的顶端安装有分配梁（202），分配梁（202）的顶端安装有槽钢面板（203），槽钢面板（203）的顶端安装有护栏（204），升降系统（3）包括升降架（301），四根升降架（301）呈矩阵分布在槽钢面板（203）的四周，四根升降架（301）位于第一支撑钢管桩（101）之间，升降架（301）上安装有竖向导向装置（302），竖向导向装置（302）的顶端安装有主动防冲顶装置（303），升降架（301）上还安装有爬梯（304），靠近第一支撑钢管桩（101）的两个升降架（301）顶端之间安装有顶部操作平台（306），顶部操作平台（306）与主动防冲顶装置（303）之间安装有保险绳（305），顶部操作平台（306）上安装有两个对立设置的卷扬机（307），所述的升降架（301）包括四个矩形设置的第二支撑钢管桩（308），第二支撑钢管桩（308）的顶端与顶部操作平台（306）连接，第二支撑钢管桩（308）远离顶部操作平台（306）的一侧设有辅助钢管桩（309），辅助钢管桩（309）和第二支撑钢管桩（308）之间安装有若干平联工字梁（310），两对立设置的第二支撑钢管桩（308）之间安装有若干第二平联管（311），位于同一侧的第二支撑钢管桩（308）之间安装有吊梁（312），吊梁（312）与竖向导向装置（302）相配合，吊梁（312）上安装有横桥向导向装置（313），竖向导向装置（302）上安装有导向角钢（314），吊梁（312）上表面两端安装有吊点（315），吊点（315）与卷扬机（307）相配合，所述的防撞系统（4）包括若干防撞钢管桩（401），防撞钢管桩（401）位于第二支撑钢管桩（308）远离吊梁（312）的一侧，防撞钢管桩（401）之间安装有第三平联管（402），桥跨系统（2）的两端安装有普通栈桥（5），反拉装置（6）包括反拉操作平台（601），反拉操作平台（601）位于承重梁（103）的下方，反拉操作平台（601）的上方安装有反拉底梁（602），贝雷梁（201）内部底端设有反拉顶梁（604），反拉顶梁（604）和反拉底梁（602）之间通过精轧钢螺母（605）安装有反拉精轧钢（603）；

桥跨结构采用贝雷梁51m长，贝雷梁采用18片贝雷并排布置，并通过在边跨设置精轧钢反拉点将贝雷梁构造为三跨连续结构，降低中跨跨中的最大正弯矩；支撑钢管桩和辅助钢管桩的三角形布置，提高升降架的抗风能力；通航孔两侧防撞钢管桩的单点三角形布置，提高单点防撞强度，并将单边的两组防撞钢管桩用平联管连接起来，提高防撞钢管桩的整体防撞性能。

2.根据权利要求1所述的一种台风高发区大净空重载荷可升降通航孔栈桥，其特征在于：所述的第一支撑钢管桩（101）为直径820mm、壁厚8mm的钢管，第一平联管（102）为直径426mm、壁厚4mm的钢管，承重梁（103）为双拼I45a工字钢。

3.根据权利要求1所述的一种台风高发区大净空重载荷可升降通航孔栈桥，其特征在于：所述的贝雷梁（201）由18片“321”型贝雷片通过30#花窗连接成整体，贝雷梁（201）长51m，分配梁（202）为Ia25工字梁，槽钢面板（203）为28#槽钢。

4.根据权利要求1所述的一种台风高发区大净空重载荷可升降通航孔栈桥，其特征在于：所述的第二支撑钢管桩（308）为直径820mm、壁厚8mm的钢管，辅助钢管桩（309）直径820mm、壁厚8mm的钢管，平联工字梁（310）为双拼I25a工字钢，导向角钢（314）为5#等边角钢，主动防冲顶装置（303）为双拼I25a工字钢，保险绳（305）为直径36mm钢丝绳，卷扬机（307）为8T卷扬机，吊梁（312）为双拼I45a工字钢，横桥向导向装置（313）为I45a工字钢。

5.根据权利要求1所述的一种台风高发区大净空重载荷可升降通航孔栈桥，其特征在于：所述的防撞钢管桩（401）采用直径820mm、壁厚8mm钢管，防撞钢管桩（401）呈三角形分布，第三平联管（402）为直径426mm、壁厚4mm钢管或直径630mm、壁厚6mm钢管。

6.根据权利要求1所述的一种台风高发区大净空重载荷可升降通航孔栈桥，其特征在于：所述的反拉底梁（602）为双拼I45a工字钢，反拉顶梁（604）为双拼40#槽钢；反拉精轧钢（603）的直径为32mm。

7.根据权利要求1所述的一种台风高发区大净空重载荷可升降通航孔栈桥，其特征在于：该通航孔栈桥的具体使用步骤如下：

步骤一：采用50T浮吊进行第一支撑钢管桩（101）、第二支撑钢管桩（308）、防撞钢管桩（401）的插打，并安装第三平联管（402）、反拉装置（6）的反拉操作平台（601）、反拉底梁（602）及支撑系统（1）的承重梁（103）；

步骤二：贝雷梁（201）进行整长组拼，采用浮吊吊装就位，然后相应安装对应组间的花窗，并安装反拉顶梁（604）、吊梁（312）；

步骤三：分配梁（202）及槽钢面板（203）采用分块预制，并用75T履带吊进行分块吊装就位，并及时安装护栏（204）；

步骤四：将第二支撑钢管桩（308）接长到对应高度，并逐步安装升降架（301）中的平联工字梁（310）、第二平联管（311）、竖向导向装置（302）、导向角钢（314）、主动防冲顶装置（303）、爬梯（304）、保险绳（305）、顶部操作平台（306）；

步骤五：安装卷扬机（307），并连接吊点（315），接通电源；

步骤六：反拉装置（6）调试、升降系统（3）调试；

步骤七：解除反拉装置（6）底部精轧钢螺母（605），检查桥跨结构提升前是否有影响，确认无误后，封闭通航孔栈桥两端交通并进行下一步骤；

步骤八：操作卷扬机（307）提升桥跨结构，使其净高较相应通航船只水面高度高1.5m；

步骤九：安排需通行船舶通行；

步骤十：确认需通行船舶顺利通过后，操作卷扬机（307）逐步放低桥跨结构，直至其转由承重梁（103）支撑且吊点（315）不受力；

步骤十一：锁紧反拉装置（6）的精轧钢螺母（605），恢复栈桥通行。

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