CN113026528A - 一种山林空间曲线钢结构栈道安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种山林空间曲线钢结构栈道安装方法，属于施工方法领域。本发明将两条平行轨道安装于钢结构栈道的顶面上，然后电动轨道平车吊机和运输平车安装至两条平行轨道上，逐段进行吊装作业。本发明解决山林空间曲线钢结构栈道材料的运输、吊装的难题，不受地形条件和结构标高的限制，不破坏山林原状，将施工过程对自然环境的破坏降到最低。而且本发明采用装配式工具，动火作业少，减少山林火灾隐患，安装和拆除简单，可在山林空间曲线钢结构栈道安装过程中重复使用。

Description

一种山林空间曲线钢结构栈道安装方法

技术领域

本发明属于施工方法领域，具体涉及一种山林空间曲线钢结构栈道安装方法。

背景技术

山林空间曲线钢结构栈道通常沿河滨、溪谷、山脊等城市自然地貌，整体为坡度较小的空间曲线形式。主体结构由墩柱、主钢梁、悬挑钢梁、悬挑板等钢构件组成，现有施工技术一般采用汽车吊、履带吊、塔吊、缆索等安装方法，但是山林空间曲线钢结构栈道通常绵延数公里，在山林之中的构件运输、堆放、吊装均会大量破坏原有林地环境，不符合绿色施工的要求。

在申请号为CN201110235533.4的发明专利中提供了一种依山临江栈道钢梁安装的施工方法，该方法采用水上移动式钢管脚手架实施施工作业，采用无损害嵌入式钢梁替代爆破成孔直接插入的钢梁，采取对山体投点扩面和岩体实施钻孔以及注浆方法，将悬臂钢梁锚构件与山岩体固定为一体。但是此类施工方法需要改造运载船舶并架设水上施工移动式钢管脚手架，这对于山林地区的钢结构栈道并不适用。因为山林地区往往在栈道下方没有合适的施工场地，无法为脚手架、大型施工设备提供支撑位点。

因此，如何合理设计山林空间曲线钢结构栈道的施工工法，是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中存在的问题，并提供一种山林空间曲线钢结构栈道安装方法。

本发明所采用的具体技术方案如下：

一种山林空间曲线钢结构栈道安装方法，其步骤如下：

S1：在山林空间曲线钢结构栈道的施工起始点使用汽车吊安装钢结构栈道的第一跨，在施工平面上沿栈道设计走向形成2个相邻墩柱，主钢梁架设于两个墩柱的顶部，且该主钢梁端部伸出下游墩柱；沿主钢梁两侧间隔布置若干的悬挑钢梁和次钢梁，并在相邻悬挑钢梁之间架设悬挑板，形成钢结构栈道；

S2：在下游墩柱顶部的主钢梁上安装两组加固牛腿，两组加固牛腿分别位于下游墩柱的上游和下游，每一组加固牛腿中的两条加固牛腿分别设置于主钢梁的两侧侧面上；

S3：在施工起始点使用汽车吊将两条平行轨道安装于钢结构栈道的顶面上，轨道间距与电动轨道平车吊机的横向轮距相等；轨道的平面和立面曲率均需要与下部钢结构栈道保持一致；轨道起始点和每个吊装位置前方设置车挡；每条轨道通过固定工具固定在钢结构栈道的悬挑钢梁上；

S4：在施工起始点使用汽车吊将电动轨道平车吊机和运输平车安装至第一跨钢结构栈道上部的两条平行轨道上；将电动轨道平车吊机沿两条平行轨道开行至当前位于最下游的墩柱顶部；

S5：在电动轨道平车吊机下方墩柱的混凝土承台上固定底部连接件，在电动轨道平车吊机底座两侧安装两个上部连接板，并与所述底部连接件用链条张紧连接，形成吊机平衡装置；吊装过程中通过吊机平衡装置实现电动轨道平车吊机与混凝土承台拉结固定，防止电动轨道平车吊机发生侧翻；

S6：在施工起始点使用汽车吊将钢结构栈道的下一跨所需的栈道钢构件吊装至运输平车上，控制运输平车开行至电动轨道平车吊机后方；所述下一跨所需的栈道钢构件包括墩柱、墩柱段主钢梁和跨中段主钢梁；

S7：使用电动轨道平车吊机起吊运输平车上的墩柱，并将其安装至电动轨道平车吊机当前位置下一跨的墩柱设计位置；

S8：使用电动轨道平车吊机起吊运输平车上的墩柱段主钢梁，并将其按照设计要求安装于电动轨道平车吊机当前位置下一跨的墩柱柱顶；

S9：使用电动轨道平车吊机起吊运输平车上的跨中段主钢梁，并将其安装于S8中吊装的墩柱段主钢梁的上游，跨中段主钢梁两侧与两侧的墩柱段主钢梁全装配式连接，在当前位于最下游的两个墩柱顶部形成连续的主钢梁；

S10：在当前位于最下游的两个墩柱之间悬空安装可滑动施工操作平台，辅助安装两个墩柱之间主钢梁上的悬挑钢梁、次钢梁和悬挑板，形成钢结构栈道；

S11：在当前位于最下游的墩柱段主钢梁上安装两组加固牛腿，两组加固牛腿分别位于最下游墩柱的上游和下游，每一组加固牛腿中的两条加固牛腿分别设置于主钢梁的两侧侧面上；

S12：使用电动轨道平车吊机在刚完成安装的钢结构栈道顶面铺设两条平行轨道；轨道间距与电动轨道平车吊机的横向轮距相等；轨道的平面和立面曲率均需要与下部钢结构栈道保持一致；轨道起始点和每个吊装位置前方设置车挡；每条轨道通过固定工具固定在钢结构栈道的悬挑钢梁上；

S13：拆除电动轨道平车吊机上的吊机平衡装置；

S14：拆除电动轨道平车吊机前方的车挡并安装至下一吊装位置，将电动轨道平车吊机开行至下一跨墩柱顶部；

S15：不断重复S5～S14步骤，逐步向前推进完成整条山林空间钢结构栈道的安装；

S16：钢结构栈道全部安装完成后，电动轨道平车吊机沿轨道向起始段返回，在下一个柱墩顶驻停，然后拆除最近驶过的轨道段上的固定工具，由电动轨道平车吊机将轨道吊装至运输平车运回施工起始点，通过汽车吊吊装撤场；每拆除一跨的轨道，电动轨道平车吊机返回至下一个柱墩顶，依次完成轨道拆除；最终电动轨道平车吊机返回至施工起始点的柱墩时，通过汽车吊吊装撤场。

本发明相对于现有技术而言，具有以下有益效果：

1、本发明解决山林空间曲线钢结构栈道材料的运输、吊装的难题，不受地形条件和结构标高的限制，不破坏山林原状，将施工过程对自然环境的破坏降到最低。

2、本发明采用装配式工具，动火作业少，减少山林火灾隐患，安装和拆除简单，可在山林空间曲线钢结构栈道安装过程中重复使用。

附图说明

图1为山林空间曲线钢结构栈道安装方法的第1个步骤示意图；

图2为山林空间曲线钢结构栈道安装方法的第2个步骤示意图；

图3为山林空间曲线钢结构栈道安装方法的第3个步骤示意图；

图4为山林空间曲线钢结构栈道安装方法的第4个步骤示意图；

图5为山林空间曲线钢结构栈道安装方法的第5个步骤示意图；

图6为山林空间曲线钢结构栈道安装方法的第6个步骤示意图；

图7为山林空间曲线钢结构栈道安装方法的第7个步骤示意图；

图8为山林空间曲线钢结构栈道安装方法的第8个步骤示意图；

图9为山林空间曲线钢结构栈道安装方法的第9个步骤示意图；

图10为山林空间曲线钢结构栈道安装方法的第10个步骤示意图；

图11为山林空间曲线钢结构栈道安装方法的第11个步骤示意图；

图12为山林空间曲线钢结构栈道安装方法的第12个步骤示意图；

图13为山林空间曲线钢结构栈道安装方法的第13个步骤示意图；

图14为山林空间曲线钢结构栈道安装方法的第14个步骤示意图；

图15为山林空间曲线钢结构栈道安装方法的第15个步骤示意图；

图16为伸缩缝位置的墩柱段主钢梁采用整体吊装工具的吊装示意图；

图17为伸缩缝位置的墩柱段主钢梁采用装配式斜撑支撑架的支撑示意图；

图18为实施例中需要建造的山林栈道结构示意图；

图19为实施例中固定工具的具体安装状态示意图；

图20为实施例中固定工具的具体结构示意图；

图21为实施例中吊机平衡装置使用状态示意图；

图22为实施例中吊机平衡装置安装示意图；

图23为实施例中可滑动施工操作平台的结构示意图；

图24为实施例中吊篮的结构示意图；

图25为实施例中吊环、对拉钢丝绳和调节钢丝绳的连接位置示意图；

图26为实施例中对拉钢丝绳与手拉葫芦的连接位置示意图；

图27为实施例中手拉葫芦一侧的钢柱耳板位置穿绳示意图；

图28为实施例中非手拉葫芦一侧的钢柱耳板位置穿绳示意图；

图29为实施例中整体吊装工具使用状态示意图；

图30为实施例中整体吊装工具分解示意图；

图31为实施例中装配式斜撑支撑架对伸缩缝位置轨道梁的支撑示意图；

图32为实施例中装配式斜撑支撑架的结构示意图；

图33为实施例中装配式斜撑支撑架的牛腿连接件组件示意图；

图34为实施例中装配式斜撑支撑架支撑吊机施工的示意图；

图中附图标记为：主钢梁1、悬挑钢梁2、次钢梁3、轨道4、电动轨道平车吊机5、墩柱7、承台8；U型锚杆A1、固定螺母A2、钢盖板A3、钢垫板A4；底部连接件B1、紧固装置B3、上部连接板B2；对拉钢丝绳C2和调节钢丝绳C3；吊篮本体C1、吊篮耳板C2、吊环C3、对拉钢丝绳C2、调节钢丝绳C3、钢丝绳卡扣C4、张紧装置C5、钢柱耳板C6、限位器C7；扁担梁D1、抱箍D2、轨道梁D3、伸缩缝D4、上抱箍板D21、下抱箍板D22、两块连接板D23；抱箍环E1、斜撑E2、牛腿连接件E3、第二带孔连接板E301、第二螺栓螺母组件E302、H型钢牛腿E303、第三带孔连接板E304。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步阐述和说明。本发明中各个实施方式的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。

为本发明的一个实施例中需要建造的山林栈道，其整体呈坡度较小的空间曲线形式，蜿蜒分布于山体之中。因此，本实施例中设计了模块化的钢结构栈道，整条栈道由预制钢构件装配而成。如图18所示，为本实施例所采用的钢结构栈道的基本形式，其以多个墩柱作为支撑，墩柱采用钢柱，底部浇筑混凝土承台支撑于底面上。墩柱上方架设主钢梁，主钢梁两侧按一定间距布置悬挑钢梁和次钢梁，次钢梁平行布置于主钢梁两侧并由悬挑钢梁支撑，次钢梁上可以安装扶手等围挡设施。在相邻悬挑钢梁之间架设悬挑板，形成钢结构栈道。

在本发明的实施例中，提供了一种此类山林空间曲线钢结构栈道安装方法，其步骤如下：

S1：施工起始点一般位于栈道的起点，其场地可以允许汽车吊等吊装设备进场，因此在山林空间曲线钢结构栈道的施工起始点可以使用汽车吊安装钢结构栈道的第一跨。第一跨的首端和尾端均具有一个墩柱。因此，如图1所示，在施工平面上沿栈道设计走向形成2个相邻墩柱ZX-01和ZX-02，主钢梁架设于两个墩柱的顶部，且该主钢梁端部伸出下游墩柱，以便于连接后方的主钢梁段。另外，当两个墩柱施工完毕后，即可沿主钢梁两侧均间隔布置若干的悬挑钢梁和两条次钢梁，次钢梁平行布置于主钢梁两侧并由悬挑钢梁支撑。悬挑钢梁的间距以及长度需要根据设计要求进行确定和施工，施工完毕后在相邻悬挑钢梁之间架设悬挑板，由此形成了首段的钢结构栈道。

S2：如图2所示，在下游墩柱顶部的主钢梁上安装两组加固牛腿，两组加固牛腿分别位于下游墩柱的上游和下游，每一组加固牛腿中的两条加固牛腿分别设置于主钢梁的两侧侧面上。这两组加固牛腿的作用是为了便于后续形成装配式斜撑支撑架，当该墩柱顶部的主钢梁段自身结构不足以承受吊机荷载时，可以通过装配式斜撑支撑架进行加强固定，以便于后续电动轨道平车吊机的通过和施工。

S3：如图3所示，在施工起始点使用汽车吊将两条平行轨道安装于钢结构栈道的顶面上，平行轨道的长度与第一跨的主钢梁长度一致。两条轨道的轨道间距需要与电动轨道平车吊机的横向轮距相等。轨道的平面和立面曲率均需要与下部钢结构栈道保持一致，以贴合下部钢结构栈道上表面。轨道起始点和每个吊装位置前方设置车挡。每条轨道通过固定工具固定在钢结构栈道的悬挑钢梁上。固定工具的形式不限，可采用任何能够将轨道固定在悬挑钢梁上的结构。

如图19所示，在本实施例中提供了一种固定工具A的具体结构，固定工具能够对轨道4进行临时性的固定，使其能够稳定的支撑上方的电动轨道平车吊。本实施例中所采用的轨道4为工字梁，其具有上翼缘板、腹板和下翼缘板，上翼缘板为电动轨道平车吊提供支撑面，而下翼缘板则用于支撑在下方的悬挑钢梁2上。为了保持轨道4的整体平衡性，轨道4的两侧分别需要设置有多个固定工具A。每一个固定工具A为轨道4提供一个固定位点。为了保证平衡性，固定工具最好应当两两成对，且每一对固定工具对称分布于轨道4的两侧。每一条悬挑钢梁2的位置布置一对固定工具。

如图20所示，每个固定工具A由一条U型锚杆A1、两个固定螺母A2、一块钢盖板A3和一块钢垫板A4组成。其中U型锚杆A1是加工成U型形状的锚杆，其顶部开口，两侧端部均具有螺纹段，以便于施拧两个固定螺母A2。U型锚杆A1的宽度应当略大于悬挑钢梁2的宽度，使U型锚杆A1能刚好卡入悬挑钢梁2的外部。另外，钢盖板A3上需要开设有两个锚杆孔，而且钢盖板A3上的两个锚杆孔孔距与U型锚杆A1的两侧螺纹段间距相同，以便于U型锚杆A1的两端螺纹端能够穿入锚杆孔中。钢垫板A4贴合固定于钢盖板A3的一侧，且钢垫板A4的厚度需要保持与轨道4的下翼缘板厚度相同。在安装时，将钢盖板A3的一侧通过钢垫板A4贴合支撑于外部固定结构的上表面，钢盖板A3的另一侧下表面直接贴合支撑于轨道4的下翼缘板上表面。由于U型锚杆A1的开口宽度大于下方的外部固定结构，因此U型锚杆A1能够以开口朝上的形式套住外部固定结构，即悬挑钢梁2位于此U型锚杆A1的开口内，而U型锚杆A1两侧螺纹段分别穿过钢盖板A3上的两个锚杆孔，然后两侧螺纹段分别用固定螺母A2拧紧固定，使钢盖板A3和钢垫板A4分别紧密压合在轨道4的下翼缘板和外部固定结构上，由此形成了一对摩擦副。此时，依靠压紧状态下的摩擦力即可限制轨道4与悬挑钢梁2之间相对滑动。

在本实施例中，为了便于加工以及后续施工，钢盖板A3和钢垫板A4均为矩形钢板，两者通过焊接固定。钢垫板A4的长度与钢盖板A3长度相同但宽度明显小于钢盖板A3的宽度，且钢垫板A4在钢盖板A3远离轨道4的一侧贴边设置。由此钢盖板A3的下表面形成台阶状，锚杆孔开设于钢盖板A3没有贴合钢垫板A4的一侧中部。

S4：如图4所示，在施工起始点使用汽车吊将电动轨道平车吊机和运输平车安装至第一跨钢结构栈道上部的两条平行轨道上，且电动轨道平车吊机在前，运输平车在后。电动轨道平车吊机和运输平车为装配式组装，无需焊接。电动轨道平车吊机具备开行移动功能，停机固定时具备吊机功能；而运输平车可以通过遥控器远程控制。然后将电动轨道平车吊机沿两条平行轨道开行至当前位于最下游的墩柱顶部。由于刚完成第一跨的安装，因此当前位于最下游的墩柱就是ZX-02墩柱。

S5：如图5所示，由于在电动轨道平车吊机下方墩柱的混凝土承台上固定底部连接件，在电动轨道平车吊机底座两侧安装两个上部连接板，并与底部连接件用链条张紧连接，形成吊机平衡装置。吊装过程中通过吊机平衡装置实现电动轨道平车吊机与混凝土承台拉结固定。虽然电动轨道平车吊机5底部的底座可以与两条轨道4配合，以两条轨道4作为滑轨进行滑动，整个电动轨道平车吊机通过轨道4可以沿着栈道的铺设路径沿程吊装，无需额外施工吊机的施工场地。然而，由于吊机的载荷较大，在吊装过程中底部仅仅支撑于两条轨道4上方时无法可靠支腿，容易产生侧翻，因此需要通过额外的吊机平衡装置来消除其侧翻力矩。吊机平衡装置可采用任意的可行结构实现。

如图21所示，在本实施例中，提供了一种吊机平衡装置的具体实现结构，该吊机平衡装置B中一共设有四个防侧翻装置。其中，如图22所示，每个防侧翻装置均包括底部连接件B1、紧固装置B3和上部连接板B2三部分组件。本实施例中，底部连接件B1固定于栈道的混凝土承台8侧壁上。而底部连接件B1又包括螺纹杆、底部连接板及带孔连接板三部分，带孔连接板通过若干螺纹杆平贴固定于轨道4下方的支撑结构侧壁上，底部连接板固定于带孔连接板上。上部连接板B2固定于电动轨道平车吊机5上。上部连接板B2和底部连接板上均开有通孔，用于与后续的紧固装置B3进行固定。在本实施例中，底部连接板和带孔连接板均为钢板，两者之间通过焊接固定。上部连接板B2亦可为钢板，其固定位置需要保证具有一定的结构强度且可以将力矩传导至电动轨道平车吊机5上。本实施例中，上部连接板B2通过焊接固定于电动轨道平车吊机底座的梁体端部。

如图22所示，每个紧固装置B3由顶部挂钩、底部挂钩、张紧机构和链条组成，顶部挂钩挂接于上部连接板B2的通孔中，底部挂钩挂接于底部连接件B1的通孔中，链条的一端连接顶部挂钩，另一端连接底部挂钩，且张紧机构安装于链条上，其作用是根据施工需要对链条进行张紧。四个紧固装置B3中，其中两个张紧于电动轨道平车吊机5的一侧，另外两个张紧于电动轨道平车吊机5的另一侧，且四个紧固装置B3的链条在张紧状态下，分别位于一个倒置四棱台的四条侧边处，倒置四棱台最好为倒置的正四棱台。由此，在链条的张紧状态下，电动轨道平车吊机5受到四条链条的下拉力，而且四条链条的下拉力都向中心聚拢，由此使得整个电动轨道平车吊机5的两侧均具有抗倾覆力矩的限位作用。上述紧固装置B3在本实施例中，也可以直接采用倒链手拉葫芦代替。吊机在吊装过程中，通过倒链手拉葫芦的紧固，保证吊机不会倾覆。吊机移动位置时松掉倒链手拉葫芦。

本实施例中，四个底部连接件B1通过化学植筋的方式固定在混凝土承台8的两侧，每一侧两个，共计四个，以此来保证四条链条的下拉力均匀。

S6：如图4所示，在施工起始点使用汽车吊将钢结构栈道的下一跨所需的栈道钢构件吊装至运输平车上，控制运输平车开行至电动轨道平车吊机后方。其中，下一跨所需的栈道钢构件至少包括墩柱、墩柱段主钢梁和跨中段主钢梁等构件。所谓墩柱段主钢梁是指安装于墩柱顶部的一端主钢梁，其两端分别悬挑于墩柱的顶部两侧；而所谓跨中段主钢梁是指相邻两个墩柱之间与墩柱不相连的一段主钢梁，其与两侧的墩柱段主钢梁拼接。

S7：使用电动轨道平车吊机起吊运输平车上的墩柱，并将其安装至电动轨道平车吊机当前位置下一跨的墩柱设计位置。如图7所示，第一次执行S7时，下一跨的墩柱为ZX-03，后续则依次编号为ZX-04、ZX-05……，依次类推。

S8：如图8所示，使用电动轨道平车吊机起吊运输平车上的墩柱段主钢梁，并将其按照设计要求安装于电动轨道平车吊机当前位置下一跨的墩柱柱顶。

而且，在S8步骤中，由于栈桥是空间曲线形式的，因此墩柱段主钢梁在安装时也需要考虑两端的测量定位问题。因此在本实施例中，在墩柱段主钢梁安装前，使用全站仪在栈道下部山体放样墩柱段主钢梁两端点平面投影位置，作为安装时的平面方向控制点，同时在墩柱段主钢梁两端分别固定一个激光测距仪，吊装时实时测量钢柱端部与投影点高差，作为安装时的测量控制。

S9：如图9所示，使用电动轨道平车吊机起吊运输平车上的跨中段主钢梁，并将其安装于S8中最新吊装的墩柱段主钢梁的上游，跨中段主钢梁的一端连接S8中最新吊装的墩柱段主钢梁，另一端连接电动轨道平车吊机所在位置下方的墩柱段主钢梁。由此，跨中段主钢梁通过两侧与两条墩柱段主钢梁全装配式连接，在当前位于最下游的两个墩柱顶部形成连续的主钢梁。

需注意的是，由于栈桥是逐段连续推进施工的，因此每一次执行S9时，当前位于最下游的两个墩柱是在不断变化更新的。

S10：经过上述S9，即完成了主钢梁的拼接，但是主钢梁上依然需要进行悬挑钢梁、次钢梁和悬挑板等安装以及其余的装饰等工序。传统的钢结构桥梁或栈道工程施工时，一般若下部是地面，则通过搭设施工平台的方式进行登高施工，若下方是水流等特别情况，需配合机械进行施工。但是在山林地区其下方往往不存在可供机械设备进场施工的场地，因此如图10所示，需要在当前位于最下游的两个墩柱之间悬空安装可滑动施工操作平台，辅助安装两个墩柱之间主钢梁上的悬挑钢梁、次钢梁和悬挑板，形成钢结构栈道。所谓可滑动施工操作平台是指将用于载人以及载物的吊篮通过吊索挂接于两侧墩柱7上形成的施工操作平台，而且吊篮能够沿吊索水平滑动，进而对上方的钢结构栈道进行施工作业。可滑动施工操作平台的具体结构形式不限，能实现相应功能即可。

如图23所示，在本实施例中，提供了一种用于钢结构栈道底部的可滑动施工操作平台，其主要组件包括吊篮、对拉钢丝绳C2和调节钢丝绳C3。整个吊篮本体C11是通过两条对拉钢丝绳C2挂载于栈道自身已施工完毕的相邻两个墩柱7上的。每条墩柱7上相对的两侧各焊接固定有一块钢柱耳板C6。

如图24所示，吊篮包括吊篮本体C11，吊篮本体C11的四个顶角处分别设有一块吊篮耳板C12，吊篮耳板C12中具有一个通孔，每块吊篮耳板C12的通孔中可活动式穿有一个吊环C13。吊环C13可以为对拉钢丝绳C2和调节钢丝绳C3提供一定的限位，每个吊环C13位置的穿绳状态如图25所示。每条对拉钢丝绳C2的中部穿过一侧的两个吊环C13，其中每条对拉钢丝绳C2的一端通过钢丝绳卡扣C4绑扎固定于吊篮一侧墩柱7的钢柱耳板C6上，另一端连接一个张紧装置C5的一端即如图26所示，张紧装置C5的另一端固定于吊篮另一侧墩柱7的钢柱耳板C6上。张紧装置C5可以是任何能够对对拉钢丝绳C2进行松紧调节的设备，在本实施例中张紧装置C5为手拉葫芦。

另外，吊篮本体C11虽然可以在对拉钢丝绳C2滑动，但是由于其位于山林地区上方，因此难以通过外部设备进行滑动。在本实施例中，设置了四条调节钢丝绳C3来实现吊篮本体C11的移动。在4个吊环C13中，每个吊环C13中各自穿有一条调节钢丝绳C3。每条调节钢丝绳C3的一端作为自由端置于吊篮中，另一端穿过吊环C13后，再绕过所在侧墩柱7上的钢柱耳板C6并重新通过钢丝绳卡扣C4绑扎固定于吊环C13上。其中调节钢丝绳C3仅仅是绕过钢柱耳板C6上的开孔，但是两者之间可以自由活动，不存在限位，因此钢柱耳板C6构成了调节钢丝绳C3的导向装置。

需注意的是，4个吊环C13和两条墩柱7上的4块钢柱耳板C6是一一对应，每条调节钢丝绳C3穿过对应的一组吊环C13和钢柱耳板C6，并在钢柱耳板C6的导向下，通过调节钢丝绳C3的自由端对吊篮施加沿对拉钢丝绳C2滑动的拉力。施工人员站在吊篮本体C11中，通过牵拉对应方向的对拉钢丝绳C2，即可朝向相应的方向移动吊篮本体C11，无需借助外部设备。图27和图28分别为本实施例中手拉葫芦一侧和非手拉葫芦一侧的钢柱耳板位置穿绳示意图。

但是由于吊篮本体C11移动至相应位置后，需要停留进行施工作业，因此对拉钢丝绳C2上最好需要设置限位器C7，限位器C7能够可拆卸式固定于对拉钢丝绳C2上，用于对吊篮的滑动进行限位。限位器C7的形式不限，可以是相应的锁止设备，将吊篮与对拉钢丝绳C2的接触位置进行锁定。在本实施例中，考虑到方便性和降低成本的需求，可以直接采用钢丝绳卡扣作为限位器C7。这种钢丝绳卡扣与前述用于对拉钢丝绳C2和调节钢丝绳C3绑扎的钢丝绳卡扣C4结构相同。将钢丝绳卡扣作为限位器时，可以直接将其卡在吊篮侧部的对拉钢丝绳C2上，当吊篮本体C11与限位器相遇，可阻止吊篮滑动。

S11：如图11所示，在当前位于最下游的墩柱段主钢梁上安装两组加固牛腿，两组加固牛腿分别位于最下游墩柱的上游和下游，每一组加固牛腿中的两条加固牛腿分别设置于主钢梁的两侧侧面上。同样的，这两组加固牛腿的作用也是为了便于后续形成装配式斜撑支撑架，当该墩柱顶部的主钢梁段自身结构不足以承受吊机荷载时，可以通过装配式斜撑支撑架进行加强固定，以便于后续电动轨道平车吊机的通过和施工。

S12：如图12所示，由于前述步骤已吊装完毕了一段新的钢结构栈道，因此使用电动轨道平车吊机在刚完成安装的钢结构栈道顶面铺设两条平行轨道。同样的，轨道间距与电动轨道平车吊机的横向轮距相等；轨道的平面和立面曲率均需要与下部钢结构栈道保持一致；轨道起始点和每个吊装位置前方设置车挡；每条轨道通过固定工具固定在钢结构栈道的悬挑钢梁上。本实施例的固定工具如前所述。

S13：如图13所示，拆除电动轨道平车吊机上的吊机平衡装置。

S14：如图14所示，拆除电动轨道平车吊机前方的车挡并安装至下一吊装位置，将电动轨道平车吊机开行至下一跨墩柱顶部。

S15：不断重复S5～S14步骤，每一次重复可完成一跨栈道的安装，由此逐步向前即可推进完成整条山林空间钢结构栈道的安装。

S16：如图15所示，钢结构栈道全部安装完成后，电动轨道平车吊机沿轨道向起始段返回，在下一个柱墩顶驻停，然后拆除最近驶过的轨道段上的固定工具，由电动轨道平车吊机将轨道吊装至运输平车运回施工起始点，通过汽车吊吊装撤场；每拆除一跨的轨道，电动轨道平车吊机返回至下一个柱墩顶，依次完成轨道拆除；最终电动轨道平车吊机返回至施工起始点的柱墩时，通过汽车吊吊装撤场。

另外，上述S8步骤中需要考虑特殊的安装位置，即伸缩缝位置的墩柱段主钢梁安装。由于伸缩缝位置主钢梁并非一体的，而是由两段较短的主钢梁组装而成的。伸缩缝位置的主钢梁一般仅搁置在墩柱上，而且两段较短的主钢梁之间没有焊接或螺栓连接，因此若电动轨道平车吊机当前位置下一跨的墩柱段主钢梁存在伸缩缝，则预先在地面将墩柱段主钢梁由两段较短的主钢梁进行拼接，并在电动轨道平车吊机起吊之前，需要通过整体吊装工具将伸缩缝两侧轨道梁组装成一个整体再吊装定位。同时在吊装完成后，可设置钢梁定位板，在墩柱和伸缩缝两侧较短的主钢梁之间基于前述已安装的加固牛腿形成装配式斜撑支撑架作为加固措施，再撤去整体吊装工具避免两段较短的主钢梁失稳。整体吊装工具的结构形式不限，能满足相应功能即可。

如图16所示，在本实施例中，提供了一种通过整体吊装工具D进行两段较短的主钢梁吊装的具体实现形式。

如图29所示，整体吊装工具D包括扁担梁D1和抱箍D2，其主要作用是对桥墩顶部存在伸缩缝D4的墩柱段主钢梁进行吊装，此处的墩柱段主钢梁由两段轨道梁D3拼接而成，因此该位置存在伸缩缝D4，无法对桥墩顶部钢梁整根一起吊装。但通过设置整体吊装工具D即可实现伸缩缝D4位置钢梁的整体吊装。

如图30所示，该整体吊装工具D中抱箍D2有两个，每个抱箍D2包括上抱箍板D21、下抱箍板D22和两块连接板D23。上抱箍板D21和下抱箍板D22均为凹字形的折板，两者能够对接拼接成完整的方环形抱箍，且上抱箍板D21和下抱箍板D22在拼接位置均开设有若干螺栓孔。连接板D23也开设有螺栓孔，而且其螺栓孔开设位置与上抱箍板D21和下抱箍板D22上的螺栓孔位置一一对应。两块连接板D23贴合覆盖于上抱箍板D21和下抱箍板D22的两条拼接缝位置，每一块连接板D23均跨过条拼接缝延伸至两侧的抱箍板板体上，然后通过若干螺栓螺母组件D24固定上抱箍板D21和下抱箍板D22。本实施例中每块上抱箍板D21、下抱箍板D22、连接板D23上分别具有18个螺栓孔。

在使用时两个抱箍D2并排布置，用于分别箍紧存在伸缩缝D4的两段轨道梁D3，一个抱箍D2箍紧一段轨道梁D3。扁担梁D1两端各自与一个抱箍D2固定，从而连接两个抱箍D2。而且，扁担梁D1上需要设置与桥面吊机4的吊钩连接的起吊连接部，起吊连接部可以是任意的能够挂接吊钩的部件，例如具有足够强度的杆体或者环体。在本实施例中，扁担梁D1由型钢焊接而成，包括两条长型钢和三条短型钢，两条长型钢并排布置，而三条短型钢焊接于两条长型钢之间。中间的一条短型钢可以作为挂接吊钩的起吊连接部。扁担梁D1可以通过焊接固定于两个抱箍D2的顶部。

另外，为了便于螺栓螺母组件D24的安装，螺栓螺母组件D24中的螺栓预先焊接固定于上抱箍板D21和下抱箍板D22的螺栓孔中，螺母则可以后续拧入。而且，为了保证吊装的平衡性，扁担梁D1与两个抱箍D2整体镜像对称，且吊装连接部应当位于扁担梁D1的中心位置。

上述整体吊装工具D与两段轨道梁D3的箍紧过程如下：

1、预制：扁担梁、上抱箍板、下抱箍板、连接板D23均提前在加工厂加工完成，螺母提前进行采购，其中扁担梁D1和上抱箍板D21需要提前在工厂焊接成“扁担梁+上抱箍板”整体结构；

2、现场使用：两个下抱箍板D22放置在相应间隔位置，将两段轨道梁D3分别放置上去；

3、在每个下抱箍板D22上部上盖预制的“扁担梁+上抱箍板”整体结构；

4、将上下抱箍板外侧的两块连接板D23对穿至相应螺杆位置，施拧螺母进行固定，完成两段轨道梁D3的箍紧。

另外，由于两段轨道梁D3之间存在缝隙，因此其吊装完毕后的整体强度偏弱，不足以支撑自重以及后续电动轨道平车吊机5的整体载重，因此需要在撤掉电动轨道平车吊机5之前，在墩柱和两段轨道梁D3之间基于前述已安装的加固牛腿形成装配式斜撑支撑架作为加固措施。所谓的装配式斜撑支撑架是指通过墩柱和伸缩缝两侧轨道梁之间装配斜撑来加强两段轨道梁D3的支撑架。装配式斜撑支撑架的具体形式不限，只要能够实现相应功能即可。

如图17所示，在本实施例中提供了一种用于钢结构栈道伸缩缝位置钢梁施工的支撑架E，它用于在两段轨道梁D3吊装至柱顶后，如图31所示通过斜撑来支撑两段轨道梁D3的重量，以便于后续可以在撤去整体吊装工具D和电动轨道平车吊机5后依然保持两段轨道梁D3的平衡。

如图32所示，支撑架E的主要部件包括抱箍环E1、四个斜撑E2和四个牛腿连接件E3。下面对各部件的具体结构以及连接方式进行详细描述。

该抱箍环E1的作用是箍紧在栈道下方已施工完毕的墩柱7上。抱箍环E1由两个具有带孔耳板的半圆环钢板组成，两块半圆环钢板能够拼接成环形抱箍，且拼接状态下端部的四块带孔耳板两两相对，可以通过多个第一螺栓螺母组件进行连接。当抱箍环1箍紧在钢柱上后，就为四个斜撑E2提供了支撑位点。抱箍环E1上的支撑位点是通过焊接固定四块第一带孔连接板来实现的，四块第一带孔连接板沿着两块半圆环钢板拼接成的外周环面上等角度均匀焊接固定。

如图33所示，每个牛腿连接件E3包括第二带孔连接板E301、第二螺栓螺母组件E302、H型钢牛腿E303和第三带孔连接板E304四种部件。其中，第二带孔连接板E301和H型钢牛腿E303的腹板上开设有一一对应的螺栓孔，两者重合后能通过向螺栓孔中装入若干第二螺栓螺母组件E302实现连接固定，而且这种连接是可拆卸的，当使用完毕即可拧出螺母进行拆卸。在实际使用时，第二带孔连接板E301贴合H型钢牛腿E303的腹板一侧侧边固定。且第二带孔连接板E301中与H型钢牛腿E303的腹板侧边重合的一侧侧边用于与轨道梁D3侧面焊接。牛腿连接件E3的作用是在轨道梁D3上形成与斜撑E2连接的支撑位点，而牛腿连接件E3的支撑位点也是通过在H型钢牛腿E303的底面固定第三带孔连接板E304来实现的。第三带孔连接板E304通过焊接形式固定在H型钢牛腿E303的底面上。四个牛腿连接件E3在装配状态下，其中H型钢牛腿E303的腹板均垂直于待固定的轨道梁D3走向。由此就可以对轨道梁D3进行斜撑E2固定。

每条斜撑E2的两端分别开设有与第三带孔连接板E304和第一带孔连接板对应的螺栓孔。四个牛腿连接件E3底部的四块第三带孔连接板E304与四块第一带孔连接板一一对应，且每对第三带孔连接板E304和第一带孔连接板之间通过一个斜撑E2进行连接固定。在本实施例中，斜撑采用工字钢，工字钢两端加工呈斜口并在腹板位置开设螺栓孔。因此本实施例中的第三带孔连接板E304和第一带孔连接板均与斜撑E2的腹板位置栓接固定。

需要注意的是，在本发明中，H型钢牛腿E303与第二带孔连接板E301的栓接固定过程实际上是在S2或S11步骤中完成的。第二带孔连接板301在轨道梁D3预制的过程中就可以事先垂直轨道梁D3侧面进行焊接，后续S2或S11步骤中再将H型钢牛腿E303与第二带孔连接板E301通过第二螺栓螺母组件E302进行栓接固定，形成S2或S11步骤中的加固牛腿。而抱箍环1以及斜撑E2的施工则可以在S8步骤中进行。

另外，除了在轨道梁D3吊装后用于辅助支撑保持其稳定之外，如图34所示，当伸缩缝位置钢梁施工完毕后，该支撑架亦可起加固作用，使吊机可以上栈道桥面进行吊装。

当一个钢柱顶部构件施工完毕后，即可拆卸掉该支撑架，用于下一钢柱顶部构件的施工。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，然其并非用以限制本发明。有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种山林空间曲线钢结构栈道安装方法，其特征在于，步骤如下：

S1：在山林空间曲线钢结构栈道的施工起始点使用汽车吊安装钢结构栈道的第一跨，在施工平面上沿栈道设计走向形成2个相邻墩柱，主钢梁架设于两个墩柱的顶部，且该主钢梁端部伸出下游墩柱；沿主钢梁两侧间隔布置若干的悬挑钢梁和次钢梁，并在相邻悬挑钢梁之间架设悬挑板，形成钢结构栈道；

S2：在下游墩柱顶部的主钢梁上安装两组加固牛腿，两组加固牛腿分别位于下游墩柱的上游和下游，每一组加固牛腿中的两条加固牛腿分别设置于主钢梁的两侧侧面上；

S3：在施工起始点使用汽车吊将两条平行轨道安装于钢结构栈道的顶面上，轨道间距与电动轨道平车吊机的横向轮距相等；轨道的平面和立面曲率均需要与下部钢结构栈道保持一致；轨道起始点和每个吊装位置前方设置车挡；每条轨道通过固定工具固定在钢结构栈道的悬挑钢梁上；

S4：在施工起始点使用汽车吊将电动轨道平车吊机和运输平车安装至第一跨钢结构栈道上部的两条平行轨道上；将电动轨道平车吊机沿两条平行轨道开行至当前位于最下游的墩柱顶部；

S5：在电动轨道平车吊机下方墩柱的混凝土承台上固定底部连接件，在电动轨道平车吊机底座两侧安装两个上部连接板，并与所述底部连接件用链条张紧连接，形成吊机平衡装置；吊装过程中通过吊机平衡装置实现电动轨道平车吊机与混凝土承台拉结固定，防止电动轨道平车吊机发生侧翻；

S6：在施工起始点使用汽车吊将钢结构栈道的下一跨所需的栈道钢构件吊装至运输平车上，控制运输平车开行至电动轨道平车吊机后方；所述下一跨所需的栈道钢构件包括墩柱、墩柱段主钢梁和跨中段主钢梁；

S7：使用电动轨道平车吊机起吊运输平车上的墩柱，并将其安装至电动轨道平车吊机当前位置下一跨的墩柱设计位置；

S8：使用电动轨道平车吊机起吊运输平车上的墩柱段主钢梁，并将其按照设计要求安装于电动轨道平车吊机当前位置下一跨的墩柱柱顶；

S9：使用电动轨道平车吊机起吊运输平车上的跨中段主钢梁，并将其安装于S8中吊装的墩柱段主钢梁的上游，跨中段主钢梁两侧与两侧的墩柱段主钢梁全装配式连接，在当前位于最下游的两个墩柱顶部形成连续的主钢梁；

S10：在当前位于最下游的两个墩柱之间悬空安装可滑动施工操作平台，辅助安装两个墩柱之间主钢梁上的悬挑钢梁、次钢梁和悬挑板，形成钢结构栈道；

S11：在当前位于最下游的墩柱段主钢梁上安装两组加固牛腿，两组加固牛腿分别位于最下游墩柱的上游和下游，每一组加固牛腿中的两条加固牛腿分别设置于主钢梁的两侧侧面上；

S12：使用电动轨道平车吊机在刚完成安装的钢结构栈道顶面铺设两条平行轨道；轨道间距与电动轨道平车吊机的横向轮距相等；轨道的平面和立面曲率均需要与下部钢结构栈道保持一致；轨道起始点和每个吊装位置前方设置车挡；每条轨道通过固定工具固定在钢结构栈道的悬挑钢梁上；

S13：拆除电动轨道平车吊机上的吊机平衡装置；

S14：拆除电动轨道平车吊机前方的车挡并安装至下一吊装位置，将电动轨道平车吊机开行至下一跨墩柱顶部；

S15：不断重复S5～S14步骤，逐步向前推进完成整条山林空间钢结构栈道的安装；

S16：钢结构栈道全部安装完成后，电动轨道平车吊机沿轨道向起始段返回，在下一个柱墩顶驻停，然后拆除最近驶过的轨道段上的固定工具，由电动轨道平车吊机将轨道吊装至运输平车运回施工起始点，通过汽车吊吊装撤场；每拆除一跨的轨道，电动轨道平车吊机返回至下一个柱墩顶，依次完成轨道拆除；最终电动轨道平车吊机返回至施工起始点的柱墩时，通过汽车吊吊装撤场。

2.如权利要求1所述的山林空间曲线钢结构栈道安装方法，其特征在于，所述S8中，若电动轨道平车吊机当前位置下一跨的墩柱段主钢梁存在伸缩缝，则该墩柱段主钢梁由两段独立的轨道梁拼接而成；在电动轨道平车吊机起吊之前，需要通过整体吊装工具将伸缩缝两侧轨道梁组装成一个整体再吊装定位；同时在吊装完成后，在墩柱和伸缩缝两侧轨道梁之间基于所述加固牛腿形成装配式斜撑支撑架作为加固措施，再撤去整体吊装工具。

3.如权利要求1或2所述的山林空间曲线钢结构栈道安装方法，其特征在于，所述固定工具包括U型锚杆、固定螺母、钢盖板和钢垫板，其中所述U型锚杆的两侧端部均具有螺纹段，所述钢盖板上具有两个锚杆孔；所述轨道为工字梁；所述钢垫板贴合固定于钢盖板的一侧，且钢垫板的厚度与所述轨道的下翼缘板厚度相同；钢盖板的一侧通过所述钢垫板贴合支撑于所述悬挑钢梁的上表面，钢盖板的另一侧下表面直接贴合支撑于所述轨道的下翼缘板上表面；所述U型锚杆的开口宽度大于下方的所述悬挑钢梁，U型锚杆以开口朝上的形式套住所述悬挑钢梁后两侧螺纹段分别穿过钢盖板上的两个锚杆孔，两侧螺纹段分别用固定螺母拧紧固定，使钢盖板和钢垫板分别紧密压合在所述轨道的下翼缘板和所述悬挑钢梁上，限制所述轨道与所述悬挑钢梁之间相对滑动。

4.如权利要求1或2所述的山林空间曲线钢结构栈道安装方法，其特征在于，所述可滑动施工操作平台包括吊篮、对拉钢丝绳和调节钢丝绳；

所述吊篮包括吊篮本体，吊篮本体的四个顶角处分别设有一块吊篮耳板，每块吊篮耳板中穿有一个吊环；

所述对拉钢丝绳有两条，分别平行布置于所述吊篮的两侧，用于将吊篮整体挂载于支撑栈道的相邻两条墩柱上；每条墩柱上两侧各设有一块钢柱耳板；每条对拉钢丝绳的中部穿过一侧的两个吊环，其一端通过钢丝绳卡扣绑扎固定于吊篮一侧墩柱的钢柱耳板上，另一端连接一个张紧装置的一端，张紧装置的另一端固定于吊篮另一侧墩柱的钢柱耳板上；两条对拉钢丝绳通过各自连接的张紧装置张紧；

所述调节钢丝绳有四条，每个吊环中穿有一条调节钢丝绳；每条调节钢丝绳的一端作为自由端置于吊篮中，另一端穿过吊环后，再绕过所在侧墩柱上的钢柱耳板后重新通过钢丝绳卡扣绑扎固定于吊环上。

5.如权利要求1或2所述的山林空间曲线钢结构栈道安装方法，其特征在于，所述吊机平衡装置中包括四个防侧翻装置；每个防侧翻装置包括底部连接件、紧固装置和上部连接板；所述底部连接件包括螺纹杆、底部连接板及带孔连接板，带孔连接板通过若干螺纹杆平贴固定于墩柱的混凝土承台侧壁上，底部连接板固定于带孔连接板上；所述上部连接板固定于所述电动轨道平车吊机上；上部连接板和底部连接板上均开有通孔；每个紧固装置由顶部挂钩、底部挂钩、张紧机构和链条组成，顶部挂钩挂接于所述上部连接板的通孔中，底部挂钩挂接于所述底部连接件的通孔中，所述链条连接顶部挂钩和底部挂钩，且所述张紧机构安装于链条上，用于张紧链条；

四个紧固装置中，其中两个张紧于所述电动轨道平车吊机的一侧，另外两个张紧于所述电动轨道平车吊机的另一侧，且四个紧固装置的链条在张紧状态下，分别位于一个倒置四棱台的四条侧边处。

6.如权利要求2所述的山林空间曲线钢结构栈道安装方法，其特征在于，所述整体吊装工具包括扁担梁和抱箍；所述抱箍有两个，每个抱箍包括上抱箍板、下抱箍板和两块连接板，上抱箍板和下抱箍板均为凹字形的折板，两者能够对接拼接成完整的方环形抱箍，且上抱箍板和下抱箍板在拼接位置均开设有若干螺栓孔；所述连接板也开设有螺栓孔，两块连接板贴合覆盖于上抱箍板和下抱箍板的两条拼接缝位置，并通过若干螺栓螺母组件连接固定上抱箍板和下抱箍板；

两个抱箍并排布置，用于分别箍紧伸缩缝两侧的两段轨道梁；所述扁担梁两端各自与一个抱箍固定；且扁担梁上具有与吊机吊钩连接的起吊连接部。

7.如权利要求2所述的山林空间曲线钢结构栈道安装方法，其特征在于，所述装配式斜撑支撑架包括抱箍环、四个斜撑和四个牛腿连接件；

所述抱箍环包括两块半圆环钢板、四块带孔耳板、四块第一带孔连接板和若干第一螺栓螺母组件，每块半圆环钢板的两端分别沿径向固定有一块带孔耳板，两块半圆环钢板能拼接成环形抱箍，且拼接状态下端部的四块带孔耳板两两相对，每一对带孔耳板通过向板体开孔中装入若干第一螺栓螺母组件连接为一体；两块半圆环钢板拼接成的外周环面上等角度均匀固定有四块第一带孔连接板；

每个所述牛腿连接件包括第二带孔连接板、第二螺栓螺母组件、H型钢牛腿和第三带孔连接板；所述第二带孔连接板和所述H型钢牛腿的腹板上开设有一一对应的螺栓孔，两者能通过向螺栓孔中装入若干第二螺栓螺母组件实现可拆卸式连接固定；第二带孔连接板贴合H型钢牛腿的腹板侧边固定，且第二带孔连接板与H型钢牛腿的腹板侧边重合的一侧侧边与栈道主钢梁焊接；所述第三带孔连接板固定于H型钢牛腿的底面；

所述斜撑的两端分别开设有与第三带孔连接板和第一带孔连接板对应的螺栓孔；四个牛腿连接件底部的四块第三带孔连接板与四块第一带孔连接板一一对应，且每对第三带孔连接板和第一带孔连接板之间通过一个斜撑进行连接固定。

8.如权利要求1或2所述的山林空间曲线钢结构栈道安装方法，其特征在于，所述S8中，在墩柱段主钢梁安装前，使用全站仪在栈道下部山体放样墩柱段主钢梁两端点平面投影位置，作为安装时的平面方向控制点，在墩柱段主钢梁两端分别固定一个激光测距仪，吊装时实时测量钢柱端部与投影点高差，作为安装时的测量控制。

9.如权利要求7所述的山林空间曲线钢结构栈道安装方法，其特征在于，所述装配式斜撑支撑架中，所述第二带孔连接板预制于轨道梁上，所述H型钢牛腿预先在S2或S11中安装于第二带孔连接板上，形成所述加固牛腿。

10.如权利要求7所述的山林空间曲线钢结构栈道安装方法，其特征在于，在电动轨道平车吊机开行至下一跨的墩柱顶部时，利用下一跨墩柱顶部的墩柱段主钢梁上的装配式斜撑支撑架作为加固措施，待电动轨道平车吊机继续向后开行后再拆除装配式斜撑支撑架。

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