CN113152299B - 一种斜拉桥钢梁节段荡移装置及吊装方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种斜拉桥钢梁节段荡移装置及吊装方法，包括第一起吊荡移系统和第二起吊荡移系统，第一起吊荡移系统设有第一起吊动力单元和第一荡移单元，第二起吊荡移系统设有第二起吊动力单元和第二荡移单元，通过第一起吊荡移系统和第二起吊荡移系统设的配合，完成钢梁的高效安装。本发明施工效率高，制造成本低，安装快速，可在保证施工安全的同时，缩减施工工期，减少吊装设备成本投入。

Description

一种斜拉桥钢梁节段荡移装置及吊装方法

技术领域

本发明涉及斜拉桥钢梁节段吊装施工领域，尤其是涉及一种斜拉桥钢梁节段荡移装及吊装方法。

背景技术

斜拉桥因造价经济、耐久性好、养护成本低而得到广泛运用。部分叠合钢梁节段吊重较大，安装位置超出起吊设备性能覆盖区域，山区复杂地形难以采用超大型设备，造成施工难度增大。

在传统施工中，通常采用增大起吊设备性能的方式解决。此方法存在的问题为：对基础承载力要求增大、主塔附墙设计难度加大、施工风险及成本大幅增高。

中国专利文献CN 111424556 A记载了一种斜拉桥主梁的架设方法和斜拉桥主梁，该方法对吊装设备的要求较高，工作量较大，使用的存在缺陷。中国专利文献CN103147405A记载了一种斜主桁斜拉桥钢梁架设方法，该方法对基础承载要求较大，吊桥设备位于钢梁上方，存在施工风险，成本也较高，因此需要改进。

发明内容

本发明提供了一种斜拉桥钢梁节段荡移装置及吊装方法，解决了吊装时，吊装设备安装麻烦，结构相对复杂，施工时存在安全隐患，效率较低，施工周期长，吊装设备投入成本较大，对进出承载要求较高，使用限制较大的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种斜拉桥钢梁节段荡移装置，包括第一起吊荡移系统和第二起吊荡移系统，第一起吊荡移系统设有第一起吊动力单元和第一荡移单元，第一起吊动力单元包括多个相对设置的第一卷扬机，第一卷扬机设置在上横梁上端，第一荡移单元设有多个第一滑轮组，第一滑轮组位于上横梁下方，第一滑轮组通过钢缆和第一卷扬机连接，第二起吊荡移系统设有第二起吊动力单元和第二荡移单元，第二起吊动力单元包括多个相对设置的第二卷扬机，第二卷扬机设置在主梁上， 第二荡移单元设有多个第二滑轮组，第二滑轮组位于中塔柱上，第二滑轮组通过钢缆和第二起吊动力单元连接，还设有第三滑轮组，第三滑轮组位于第二卷扬机一侧；

上横梁上对称贯穿设有多个通孔，通孔内固设有第一套筒，第一套筒内转动设有导向件。

优选的方案中，所述通孔包括第一吊装孔、第二吊装孔、第三吊装孔、第四吊装孔，第一吊装孔、第二吊装孔、第三吊装孔、第四吊装孔分别位于上横梁外侧，中塔柱内侧相对设有多个中塔柱锚固点，第二滑轮组设置在中塔柱锚固点上。

优选的方案中，还包括多个自适应装置，自适应装置通过固定板和第二套筒铰接，导向件转动设置在第二套筒内，多个自适应装置分别设置在第一卷扬机和第二卷扬机一侧，导向件套设在钢缆上。

优选的方案中，所述导向件包括支撑筒，接触头的两侧分别设有接触头，支撑筒内壁沿轴向分布有多个清洁球。

优选的方案中，所述自适应装置包括底座，底座中间位置设有立柱，立柱一侧设有第一螺纹孔，立柱螺纹连接有限位钉，立柱上套设有旋转架和弹簧，弹簧位于旋转架和底座之间，旋转架上设有限位阶台，限位阶台抵靠在限位钉上，限位阶台通过锁紧钉连接有盖板，盖板内侧设有第一沉孔和第二沉孔，第二沉孔直径大于第一沉孔，第一沉孔内穿设有支架，第二沉孔通过固定钉连接有限位盘，支架下端抵靠在限位盘上。

优选的方案中，所述旋转架两侧对称设有套环，套环内径和底座外径相匹配，限位阶台均匀设有多个第二螺纹孔，盖板均匀设有多个连接孔，第二螺纹孔直径和连接孔直径相匹配，支架包括相对设置的两个撑板，撑板通过固定钉和固定板铰接，固定板位于两个撑板之间。

优选的方案中，所述第一卷扬机的数量为4组，第二卷扬机的数量为4组。

优选的方案中，所述多个清洁球沿轴向螺旋排列。

优选的方案中，包括以下步骤：

S1、在中塔柱的施工时预留中塔柱锚固点的预埋点，在上横梁的施工时分别预留第一吊装孔、第二吊装孔、第三吊装孔、第四吊装孔；

S2、在上横梁的顶面安装第一卷扬机，第一卷扬机通过钢缆分别穿过第一吊装孔、第二吊装孔、第三吊装孔、第四吊装孔连接下方对应的第一滑轮组，在中塔柱上安装中塔柱锚固点，在主梁中间位置安装第二卷扬机，在主梁两侧安装第三滑轮组，第二卷扬机通过钢缆穿过第三滑轮组和中塔柱锚固点后连接第二滑轮组；

S3、将钢梁通过塔吊吊装至主梁后，将第一吊装孔和第二吊装孔上的两个第一滑轮组作为一组，第三吊装孔和第四吊装孔上的两个第一滑轮组作为一组，分别起吊钢梁的两端，与塔吊形成斜吊荡移，分别收紧第一吊装孔、第二吊装孔以及第三吊装孔、第四吊装孔下方的第一滑轮组，转移塔吊下方的钢梁至第一起吊荡移系统，完成钢梁的顺桥向荡移吊装；

S4、重复步骤S3，依次完成边跨的组装；

S5、在边跨组装完成后，将第一吊装孔和第三吊装孔上的两个第一滑轮组作为一组，第二吊装孔和第四吊装孔上的两个第一滑轮组作为一组，分别起吊边跨钢梁的两端，形成斜吊荡移，分别收紧第一吊装孔、第三吊装孔以及第二吊装孔、第四吊装孔下方的第一滑轮组，完成边跨钢梁的横桥向第一荡移吊装；

S6、将第二吊装孔和第四吊装孔的下方的第一滑轮组及第二滑轮组分别钩挂在边跨钢梁的两端，形成斜吊荡移；

S7、将第二吊装孔、第四吊装孔下方的第一滑轮组分别起吊边跨钢梁，第二滑轮组缓慢收紧，分别缓慢下放第二吊装孔、第四吊装孔上的第一滑轮组，完成边跨钢梁第二次横桥向吊装，安装至设计位置。

优选的方案中，在S3-S7过程中，应保持吊装时的重心平稳，吊装在相对载荷重心对称的吊装点上。

本发明的有益效果为：

1、安装方便，第一起吊荡移系统可在上横梁顶面安装，通过预留吊装孔连接第一滑轮组并提供动力，第一滑轮组之间起吊配合完成叠合钢梁横桥向与顺桥向荡移安装。

2、吊装稳定，施工效率高，第二起吊荡移系统安装在主梁0#节段，通过中塔柱锚固点与第二滑轮组相连，与第一起吊荡移系统配合可完成叠合钢梁边跨荡移安装。

3、结构简单，可减少大型设备的使用从而降低施工成本，且钢缆在使用的过程中圆滑转向，且能保证钢缆的洁净，延长钢缆的使用寿命，保证吊装的效果。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明的拼装完成正视示意图；

图2是本发明的拼装完成俯视示意图；

图3是本发明的单节边跨钢梁吊装图；

图4是本发明的边跨钢梁拼装完成图；

图5是本发明的边跨钢梁横桥向荡移吊装图；

图6是本发明的边跨钢梁第二次横桥向荡移安装图；

图7是本发明的边跨钢梁荡移安装完成图；

图8是本发明的导向件整体示意图；

图9是本发明的导向件正视示意图；

图10是本发明的导向件A-A剖视示意图；

图11是本发明的自适应装置安装导向件整体示意图；

图12是本发明的自适应装置安装导向件左视示意图；

图13是本发明的自适应装置和导向件爆炸示意图B；

图14是本发明的自适应装置和导向件爆炸示意图C；

图15是本发明的上横梁安装导向件示意图；

图16是本发明的钢缆示意图。

图中：第一起吊荡移系统1；第一起吊动力单元101；第一荡移单元102；第一卷扬机103；第一吊装孔2；第二吊装孔3；第三吊装孔4；第四吊装孔5；第一滑轮组6；上横梁7；第二起吊荡移系统8；第二起吊动力单元801；第二荡移单元802；第二卷扬机803；第三滑轮组804；中塔柱锚固点9；第二滑轮组10；塔吊11；钢梁12；导向件13；支撑筒1301；接触头1302；清洁球1303；中心孔1304；圆弧接触部1305；自适应装置14；底座1401；立柱1402；旋转架1403；弹簧1404；限位阶台1405；第一螺纹孔1406；限位钉1407；盖板1408；支架1409；固定板1410；套环1411；锁紧钉1412；第二螺纹孔1413；连接孔1414；撑板1415；限位盘1416；调整钉1417；第一沉孔1418；第二沉孔1419；第三螺纹孔1420；固定钉1421；钢缆15；主梁16；中塔柱17；第一套筒18；第二套筒19。

具体实施方式

如图1-16中，一种斜拉桥钢梁节段荡移装置，包括第一起吊荡移系统1和第二起吊荡移系统8，第一起吊荡移系统1设有第一起吊动力单元101和第一荡移单元102，第一起吊动力单元101包括多个相对设置的第一卷扬机103，第一卷扬机103设置在上横梁7上端，第一荡移单元102设有多个第一滑轮组6，第一滑轮组6位于上横梁7下方，第一滑轮组6通过钢缆15和第一卷扬机103连接，第二起吊荡移系统8设有第二起吊动力单元801和第二荡移单元802，第二起吊动力单元801包括多个相对设置的第二卷扬机803，第二卷扬机803设置在主梁16上， 第二荡移单元802设有多个第二滑轮组10，第二滑轮组10位于中塔柱17上，第二滑轮组10通过钢缆15和第二起吊动力单元801连接，还设有第三滑轮组804，第三滑轮组804位于第二卷扬机803一侧；

上横梁7上对称贯穿设有多个通孔，通孔内固设有第一套筒18，第一套筒18内转动设有导向件13。由此结构，以使得可以通过第一起吊荡移系统1和第二起吊荡移系统8可以快速的完成钢梁12的荡移，直至设计位置处，导向件13保证了钢缆15在收拉的过程中，避免和上横梁7发生硬摩擦，同时能够对钢缆15起到清洁的作用，延长了钢缆15的使用寿命，保证了钢缆15的起重效果。

优选的方案中，所述通孔包括第一吊装孔2、第二吊装孔3、第三吊装孔4、第四吊装孔5，第一吊装孔2、第二吊装孔3、第三吊装孔4、第四吊装孔5分别位于上横梁7外侧，中塔柱17内侧相对设有多个中塔柱锚固点9，第二滑轮组10设置在中塔柱锚固点9上。由此结构，以使得吊装的方便，4个吊装孔对称设置在上横梁7上，能够平衡稳定的吊装起钢梁12，第二滑轮组10起到了调节钢梁12横桥向的作用。

优选的方案中，还包括多个自适应装置14，自适应装置14通过固定板1410和第二套筒19铰接，导向件13转动设置在第二套筒19内，多个自适应装置14分别设置在第一卷扬机103和第二卷扬机803一侧，导向件13套设在钢缆15上。由此结构，以使得钢缆15在收拉的过程中起到了精准控制的作用并能起到清洁的作用。

优选的方案中，所述导向件13包括支撑筒1301，接触头1302的两侧分别设有接触头1302，支撑筒1301内壁沿轴向分布有多个清洁球1303。接触头1302的中心孔1304和支撑筒1301相匹配，中心孔1304上端设有圆弧接触部1305，圆弧接触部1305，由此结构，以使得钢缆15在收拉过程中导向件13能够圆滑转向，并能对钢缆15表面进行清洁和维护，同时钢缆15在支撑筒1301内移动，清洁球1303抵在钢缆15表面，对钢缆15起到了限位定心的作用，对于污渍也能及时的处理。

优选的方案中，所述自适应装置14包括底座1401，底座1401中间位置设有立柱1402，立柱1402一侧设有第一螺纹孔1406，立柱1402螺纹连接有限位钉1407，立柱1402上套设有旋转架1403和弹簧1404，弹簧1404位于旋转架1403和底座1401之间，旋转架1403上设有限位阶台1405，限位阶台1405抵靠在限位钉1407上，限位阶台1405通过锁紧钉1412连接有盖板1408，盖板1408内侧设有第一沉孔1418和第二沉孔1419，第二沉孔1419直径大于第一沉孔1418，第一沉孔1418内穿设有支架1409，第二沉孔1419上均匀设有多个第三螺纹孔1420，第二沉孔1419通过调整钉1417连接有限位盘1416，支架1409下端抵靠在限位盘1416上。由此结构，钢缆15在收卷和拉伸的过程中，钢缆15的位置会发生变化，自适应装置14能及时对钢缆15进行引导和限位，保证钢缆15工作的顺畅。

优选的方案中，所述旋转架1403两侧对称设有套环1411，套环1411内径和底座1401外径相匹配，限位阶台1405均匀设有多个第二螺纹孔1413，盖板1408均匀设有多个连接孔1414，第二螺纹孔1413直径和连接孔1414直径相匹配，支架1409包括相对设置的两个撑板1415，撑板1415通过固定钉1421和固定板1410铰接，固定板1410位于两个撑板1415之间。由此结构，以使得旋转架1403能在钢缆15的带动下转动，同时支撑板1415对导向件起到限位和支撑的作用。

优选的方案中，所述第一卷扬机103的数量为4组，第二卷扬机803的数量为4组。由此结构，以使得施工效率高，钢梁12受力均匀，荡移平稳。

优选的方案中，所述多个清洁球1303沿轴向螺旋排列。由此结构，螺旋角度和钢缆15外形相匹配，钢缆15的上升和下降过程中清洁效果更好。

优选的方案中，包括以下步骤：

S1、在中塔柱17的施工时预留中塔柱锚固点9的预埋点，在上横梁7的施工时分别预留第一吊装孔2、第二吊装孔3、第三吊装孔4、第四吊装孔5；

如图1-2中，S2、在上横梁7的顶面安装第一卷扬机103，第一卷扬机103通过钢缆15分别穿过第一吊装孔2、第二吊装孔3、第三吊装孔4、第四吊装孔5连接下方对应的第一滑轮组6，在中塔柱17上安装中塔柱锚固点9，在主梁16中间位置安装第二卷扬机803，在主梁16两侧安装第三滑轮组804，第二卷扬机803通过钢缆15穿过第三滑轮组804和中塔柱锚固点9后连接第二滑轮组10；

如图3中，S3、将钢梁12通过塔吊11吊装至主梁16后，将第一吊装孔2和第二吊装孔3上的两个第一滑轮组6作为一组，第三吊装孔4和第四吊装孔5上的两个第一滑轮组6作为一组，分别起吊钢梁12的两端，与塔吊11形成斜吊荡移，分别收紧第一吊装孔2、第二吊装孔3以及第三吊装孔4、第四吊装孔5下方的第一滑轮组6，转移塔吊11下方的钢梁12至第一起吊荡移系统1，完成钢梁12的顺桥向荡移吊装；

如图4中，S4、重复步骤S3，依次完成边跨的组装；

如图5中，S5、在边跨组装完成后，将第一吊装孔2和第三吊装孔4上的两个第一滑轮组6作为一组，第二吊装孔3和第四吊装孔5上的两个第一滑轮组6作为一组，分别起吊边跨钢梁的两端，形成斜吊荡移，分别收紧第一吊装孔2、第三吊装孔4以及第二吊装孔3、第四吊装孔5下方的第一滑轮组6，完成边跨钢梁的横桥向第一荡移吊装；

如图6中，S6、将第二吊装孔3和第四吊装孔5的下方的第一滑轮组6及第二滑轮组10分别钩挂在边跨钢梁的两端，形成斜吊荡移；

如图7中，S7、将第二吊装孔3、第四吊装孔5下方的第一滑轮组6分别起吊边跨钢梁，第二滑轮组10缓慢收紧，分别缓慢下放第二吊装孔3、第四吊装孔5上的第一滑轮组6，完成边跨钢梁第二次横桥向吊装，安装至设计位置。由此结构，可以快速的完成钢梁12节段的荡移吊装，整个过程施工效率高，安全方便。

优选的方案中，在S3-S7过程中，应保持吊装时的重心平稳，吊装在相对载荷重心对称的吊装点上。 由此结构，以使得整体受力更均衡，保证载荷移动过程中的重心稳定。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种斜拉桥钢梁节段荡移装置，其特征是：包括第一起吊荡移系统（1）和第二起吊荡移系统（8），第一起吊荡移系统（1）设有第一起吊动力单元（101）和第一荡移单元（102），第一起吊动力单元（101）包括多个相对设置的第一卷扬机（103），第一卷扬机（103）设置在上横梁（7）上端，第一荡移单元（102）设有多个第一滑轮组（6），第一滑轮组（6）位于上横梁（7）下方，第一滑轮组（6）通过钢缆（15）和第一卷扬机（103）连接，第二起吊荡移系统（8）设有第二起吊动力单元（801）和第二荡移单元（802），第二起吊动力单元（801）包括多个相对设置的第二卷扬机（803），第二卷扬机（803）设置在主梁（16）上， 第二荡移单元（802）设有多个第二滑轮组（10），第二滑轮组（10）位于中塔柱（17）上，第二滑轮组（10）通过钢缆（15）和第二起吊动力单元（801）连接，还第三滑轮组（804）第三滑轮组（804）位于第二卷扬机（803）一侧；

上横梁（7）上对称贯穿设有多个通孔，通孔内固设有第一套筒（18），第一套筒（18）内转动设有导向件（13）；

所述通孔包括第一吊装孔（2）、第二吊装孔（3）、第三吊装孔（4）、第四吊装孔（5），第一吊装孔（2）、第二吊装孔（3）、第三吊装孔（4）、第四吊装孔（5）分别位于上横梁（7）外侧，中塔柱（17）内侧相对设有多个中塔柱锚固点（9），第二滑轮组（10）设置在中塔柱锚固点（9）上；

还包括多个自适应装置（14），自适应装置（14）通过固定板（1410）和第二套筒（19）铰接，导向件（13）转动设置在第二套筒（19）内，多个自适应装置（14）分别设置在第一卷扬机（103）和第二卷扬机（803）一侧，导向件（13）套设在钢缆（15）上。

2.根据权利要求1所述一种斜拉桥钢梁节段荡移装置，其特征是：所述导向件（13）包括支撑筒（1301），接触头（1302）的两侧分别设有接触头（1302），支撑筒（1301）内壁沿轴向分布有多个清洁球（1303）。

3.根据权利要求1所述一种斜拉桥钢梁节段荡移装置，其特征是：所述自适应装置（14）包括底座（1401），底座（1401）中间位置设有立柱（1402），立柱（1402）一侧设有第一螺纹孔（1406），立柱（1402）螺纹连接有限位钉（1407），立柱（1402）上套设有旋转架（1403）和弹簧（1404），弹簧（1404）位于旋转架（1403）和底座（1401）之间，旋转架（1403）上设有限位阶台（1405），限位阶台（1405）抵靠在限位钉（1407）上，限位阶台（1405）通过锁紧钉（1412）连接有盖板（1408），盖板（1408）内侧设有第一沉孔（1418）和第二沉孔（1419），第二沉孔（1419）直径大于第一沉孔（1418），第一沉孔（1418）内穿设有支架（1409），第二沉孔（1419）通过调整钉（1417）连接有限位盘（1416），支架（1409）下端抵靠在限位盘（1416）上。

4.根据权利要求3所述一种斜拉桥钢梁节段荡移装置，其特征是：所述旋转架（1403）两侧对称设有套环（1411），套环（1411）内径和底座（1401）外径相匹配，限位阶台（1405）均匀设有多个第二螺纹孔（1413），盖板（1408）均匀设有多个连接孔（1414），第二螺纹孔（1413）直径和连接孔（1414）直径相匹配，支架（1409）包括相对设置的两个撑板（1415），撑板（1415）通过固定钉（1421）和固定板（1410）铰接，固定板（1410）位于两个撑板（1415）之间。

5.根据权利要求1所述一种斜拉桥钢梁节段荡移装置，其特征是：所述第一卷扬机（103）的数量为4组，第二卷扬机（803）的数量为4组。

6.根据权利要求2所述一种斜拉桥钢梁节段荡移装置，其特征是：所述多个清洁球（1303）沿轴向螺旋排列。

7.一种斜拉桥钢梁节段荡移吊装方法，其特征是：包括以下步骤：

S1、在中塔柱（17）的施工时预留中塔柱锚固点（9）的预埋点，在上横梁（7）的施工时分别预留第一吊装孔（2）、第二吊装孔（3）、第三吊装孔（4）、第四吊装孔（5）；

S2、在上横梁（7）的顶面安装第一卷扬机（103），第一卷扬机（103）通过钢缆（15）分别穿过第一吊装孔（2）、第二吊装孔（3）、第三吊装孔（4）、第四吊装孔（5）连接下方对应的第一滑轮组（6），在中塔柱（17）上安装中塔柱锚固点（9），在主梁（16）中间位置安装第二卷扬机（803），在主梁（16）两侧安装第三滑轮组（804），第二卷扬机（803）通过钢缆（15）穿过第三滑轮组（804）和中塔柱锚固点（9）后连接第二滑轮组（10）；

S3、将钢梁（12）通过塔吊（11）吊装至主梁（16）后，将第一吊装孔（2）和第二吊装孔（3）上的两个第一滑轮组（6）作为一组，第三吊装孔（4）和第四吊装孔（5）上的两个第一滑轮组（6）作为一组，分别起吊钢梁（12）的两端，与塔吊（11）形成斜吊荡移，分别收紧第一吊装孔（2）、第二吊装孔（3）以及第三吊装孔（4）、第四吊装孔（5）下方的第一滑轮组（6），转移塔吊（11）下方的钢梁（12）至第一起吊荡移系统（1），完成钢梁（12）的顺桥向荡移吊装；

S4、重复步骤S3，依次完成边跨的组装；

S5、在边跨组装完成后，将第一吊装孔（2）和第三吊装孔（4）上的两个第一滑轮组（6）作为一组，第二吊装孔（3）和第四吊装孔（5）上的两个第一滑轮组（6）作为一组，分别起吊边跨钢梁的两端，形成斜吊荡移，分别收紧第一吊装孔（2）、第三吊装孔（4）以及第二吊装孔（3）、第四吊装孔（5）下方的第一滑轮组（6），完成边跨钢梁的横桥向第一荡移吊装；

S6、将第二吊装孔（3）和第四吊装孔（5）的下方的第一滑轮组（6）及第二滑轮组（10）分别钩挂在边跨钢梁的两端，形成斜吊荡移；

S7、将第二吊装孔（3）、第四吊装孔（5）下方的第一滑轮组（6）分别起吊边跨钢梁，第二滑轮组（10）缓慢收紧，分别缓慢下放第二吊装孔（3）、第四吊装孔（5）上的第一滑轮组（6），完成边跨钢梁第二次横桥向吊装，安装至设计位置。

8.根据权利要求7所述一种斜拉桥钢梁节段荡移吊装方法，其特征是：在S3-S7过程中，应保持吊装时的重心平稳，吊装在相对载荷重心对称的吊装点上。

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