CN113235460B - 用于桥梁悬臂拼装的预制节段荡移法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于桥梁悬臂拼装的预制节段荡移法,包括以下步骤,S1,对墩顶现浇段和多块预制节段进行施工前的制作;S2,在墩顶现浇段上安装桥面支架,在桥面支架的前端安装一对A铰支承提升器,采用A铰支承提升器将第一号预制节段提升至墩顶现浇段的高度,并与墩顶现浇段对接锚固;S3,剩余的多块预制节段依次通过预制节段辅助转运器进行提升转运,以与A铰支承提升器对接,使多块预制节段拼装形成桥梁。本发明设计的用于桥梁悬臂拼装的预制节段荡移法,实现了将多块预制节段从桥墩处在空中移运到悬臂端进行对接,能够用于桥下无运输条件的悬臂拼装时预制节段的移运、吊装。

Description

用于桥梁悬臂拼装的预制节段荡移法
技术领域
本发明涉及桥梁施工方法技术领域,具体涉及一种用于桥梁悬臂拼装的预制节段荡移法。
背景技术
悬臂拼装是桥梁施工方法之一,原理是将梁(混凝土梁或钢梁)或拱肋的预制节段,按顺序用设备移运、吊装到已完成结构端部对接,使悬臂不断增加,直至在跨中合拢,或直接到达下一墩台。总体施工步骤为:在完成桥墩(或桥塔、拱座)的同时完成节段的预制,先施工0号块,再顺序安装预制节段,最后合龙。悬臂拼装方法与悬臂浇筑方法相比,其优点是施工速度快。
预制梁节段移运吊装常用方法有三种。一是用吊车或起重船吊装,该方法需用车或船将预制节段运到桥下的附近位置,用吊车或起重船起吊,与悬臂端对接,该方法适用于桥下或附近有陆路或水路运输条件的桥梁施工。二是用桥面吊机配合桥下运输的方法,由于桥面吊机固定在悬臂端,只能在悬臂端定点起吊,故需用车或船将梁段运到桥下的正下方投影位置,该方法适用于桥下有陆路或水路运输条件的桥梁施工。三是使用缆索吊系统移运吊装的方法,缆索吊系统可将预制节段从桥墩处或其他点起吊,沿桥梁方向直接运到结构悬臂端的位置,与悬臂端对接;该方法适用于桥下为地形陡峭的山地,或者既难于行车又难于行船的滩涂等缺乏陆路或水路运输条件的桥梁施工。但缆索吊系统结构复杂,由主索、工作索、塔架和锚固、动力机构组成,需要针对桥梁环境、节段构造及定位精度要求进行设计,技术难度大,使用的设备和材料多,缆索吊系统安装时间长,成本高。
悬索桥的加劲梁移运安装方法丰富多样,其连续荡移法可供借鉴,以克服缆索吊机移运预制节段的弊端。陈胜亮、易达、靖振帅的《多次连续荡移法在驸马长江大桥岸坡区钢箱梁安装中的应用》(施工技术杂志2017年22期)和李鸿盛、张志新的《连续荡移安装大吨位钢梁关键技术》(2018世界交通运输大会论文集中国公路学会会议论文集)提供了万州驸马长江大桥施工中利用跨缆吊机和接长吊索进行连续荡移,从水上向索塔处空中移运加劲梁节段的方法。但该方法专门用于悬索桥,无法直接用于悬臂拼装,主要问题一是缆索吊机在悬索桥通长的承重缆上起吊、行走,而悬臂拼装没有承重缆支撑缆索吊机,即使用已经完成的悬臂支撑,预制节段也无法与悬臂端对接就位;二是缆索吊机的吊点在支承点内侧,无法在桥面上使用。
发明内容
为解决现有技术存在的问题,本发明提供一种用于桥梁悬臂拼装的预制节段荡移法。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:
一种用于桥梁悬臂拼装的预制节段荡移法,包括以下步骤,
S1,对墩顶现浇段和多块预制节段进行施工前的制作,并在浇筑墩顶现浇段时在其上设置支架预埋件以固定桥面支架,在预制节段上设置吊装预埋件以进行后续的吊装;
S2,在墩顶现浇段上安装桥面支架,在桥面支架的前端安装一对A铰支承提升器,将第一号预制节段运送至桥面支架的下方,采用A铰支承提升器将第一号预制节段提升至墩顶现浇段的高度,并与墩顶现浇段对接锚固;
S3,剩余的多块预制节段依次通过预制节段辅助转运器进行提升转运,以与A铰支承提升器对接,A铰支承提升器将预制节段提升至待拼装的位置,将预制节段进行锚固,使多块预制节段拼装形成桥梁;
所述预制节段辅助转运器采用以下三种形式之一,
第一种形式,预制节段辅助转运器包括多对B铰支承提升器;
第二种形式,预制节段辅助转运器包括多对B铰支承提升器和多对铰支承器;
第三种形式,预制节段辅助转运器包括滑车、滑轨、一对B铰支承提升器,滑车在滑轨上滑动,一对B铰支承提升器固定在滑车上;
当预制节段辅助转运器采用第一种形式时,步骤S3具体包括以下步骤,
S311,在第一号预制节段上安装一对B铰支承提升器;
S312,将桥面支架和A铰支承提升器转移到第一号预制节段上,B铰支承提升器将下方的第二号预制节段提升以离开地面,A铰支承提升器上的吊具在吊具牵引装置的辅助下转移至靠近第二号预制节段的位置,并手动使A铰支承提升器上的吊具钩住第二预制节段,A铰支承提升器将第二号预制节段提升后,手动使B铰支承提升器上的吊具与第二号预制节段脱离;
S313,A铰支承提升器将第二号预制节段提升至第一号预制节段的高度,与第一号预制节段对接锚固,然后将桥面支架带动A铰支承提升器前移至第二号预制节段;
S314,重复步骤S312-S313,预制节段拼装每增加一段长度L1,在其末段的预制节段上增加一对B铰支承提升器;通过多对B铰支承提升器将预制节段进行空中转运,最终与A铰支承提升器对接,完成所有预制节段的吊装,桥梁拼装完成;
当预制节段辅助转运器采用第二种形式时,步骤S3具体包括以下步骤,
步骤S321-S323的施工与第一种形式中的步骤S311-S313相同;
S324,重复步骤S321-S323,预制节段拼装每增加一段长度L2,在其末段的预制节段上增加一对B铰支承提升器或一对铰支承器,且B铰支承提升器和铰支承器交替间隔分布,通过多对B铰支承提升器和多对铰支承器的配合将预制节段进行空中转运,最终与A铰支承提升器对接,完成所有预制节段的吊装,桥梁拼装完成;
当预制节段辅助转运器采用第三种形式时,步骤S3具体包括以下步骤,
S331,在第一号预制节段上安装一对滑车,每个滑车上安装一个B铰支承提升器;
S332,将桥面支架带动A铰支承提升器转移至第一号预制节段上,B铰支承提升器将下方的第二号预制节段提升以离开地面,A铰支承提升器上的吊具在吊具牵引装置的辅助下转移至靠近第二号预制节段的位置,并手动使A铰支承提升器上的吊具钩住第二预制节段,A铰支承提升器将第二号预制节段提升后,手动使B铰支承提升器上的吊具与第二号预制节段脱离;
S333,A铰支承提升器将第二号预制节段提升至第一号预制节段的高度,与第一号预制节段对接锚固,然后将桥面支架带动A铰支承提升器前移至第二号预制节段;
S334,重复步骤S332-S333,预制节段拼装每增加一段长度L3,在其增加的预制节段上铺设与滑车配合的滑轨,滑车沿滑轨移动,以将B铰支承提升器提升的预制节段进行空中转运,最终与A铰支承提升器对接,完成所有预制节段的吊装,桥梁拼装完成。
优选的是,所述A铰支承提升器、B铰支承提升器和铰支承器均通过吊具吊装预制节段,所述吊具包括吊横梁、上吊点、下吊钩,所述吊横梁的长度大于预制节段的宽度,所述吊横梁的顶部两端均连接上吊点,所述吊横梁的底部两端均连接下吊钩。
在上述任一方案中优选的是,所述A铰支承提升器与B铰支承提升器的结构相同,所述A铰支承提升器采用以下两种结构之一,
第一种结构,包括第一铰支座、穿心千斤顶、提升绳、第一吊钩,所述穿心千斤顶设置在第一铰支座上,且利用第一铰支座能够沿顺桥方向转动,所述提升绳的上部穿过穿心千斤顶和第一铰支座,提升绳的下端与第一吊钩连接,穿心千斤顶驱动提升绳上下移动,第一吊钩与吊具上对应的上吊点连接;
第二种结构,包括卷扬机、第一铰接器、上滑轮组、下滑轮组,所述第一铰接器的底端连接上滑轮组和卷扬机,所述卷扬机上缠绕工作绳,所述工作绳缠绕上滑轮组和下滑轮组,所述下滑轮组连接第二吊钩,第二吊钩与吊具上对应的上吊点连接,由卷扬机驱动工作绳,带动下滑轮组使第二吊钩上下移动。
在上述任一方案中优选的是,当预制节段辅助转运器采用第二种形式时,所述铰支承器采用以下两种结构之一,
第一种结构,包括第二铰支座、锚具、第一吊绳、第三吊钩,所述锚具安装在第二铰支座上,锚具相对第二铰支座能够沿顺桥方向转动,第一吊绳的上部穿过第二铰支座与锚具连接,第一吊绳的下部连接第三吊钩,第三吊钩与吊具上对应的上吊点连接;
第二种结构,包括第二铰接器、第二吊绳、第四吊钩,所述第二铰接器与预制节段连接,所述第二铰接器的底端连接第二吊绳,第二吊绳与第四吊钩连接,第四吊钩与吊具上对应的上吊点连接。
在上述任一方案中优选的是,所述预制节段上安装两个以重心线为轴线横桥向对称分布的转向吊耳,所述转向吊耳包括基座、环形耳板,所述基座通过吊装预埋件固定在预制节段上,所述环形耳板与基座转动连接,所述环形耳板上设有至少三个环形阵列分布且与下吊钩配合的吊孔。
在上述任一方案中优选的是,预制节段在吊装时,吊具上的下吊钩钩住转向吊耳上的一个吊孔,以将预制节段钩住使其能够被吊起,下一个吊具在吊具牵引装置的牵引下接近预制节段上的转向吊耳,并使下吊钩钩住转向吊耳上的另一个吊孔,前一吊具下降或后一吊具上升,或者二者同时运动,预制节段的重力转移到下一吊具上,解除前一吊具的下吊钩,完成荡移转移。
在上述任一方案中优选的是,所述吊具牵引装置包括拉索、导向器,每个吊具上均安装两个平行的导向器,所述拉索从墩顶现浇段处向悬臂端方向依次穿过同侧的各个导向器,再从另一侧的导向器内穿回,所述拉索的首端和尾端均连接驱动器,以驱动拉索移动,所述导向器具有打开和关闭两种状态,以使拉索在导向器内能够滑动或拉索与导向器固定。
在上述任一方案中优选的是,所述导向器包括定滑轮、锁具,所述定滑轮和锁具均安装在吊具上吊横梁的中心部位,且锁具靠近定滑轮设置,所述拉索穿过定滑轮,所述锁具与拉索连接时,导向器为关闭状态,锁具与拉索分离时,导向器为打开状态;所述A铰支承提升器对应的吊具中的导向器还包括水平导向轮,所述水平导向轮固定在吊横梁上,所述拉索的回绕部位缠绕在水平导向轮上。
在上述任一方案中优选的是,吊具牵引装置使任一吊具向墩顶现浇段方向荡移时,将该吊具上与拉索尾端同侧的锁具与拉索连接,导向器处于关闭状态,其他的导向器处于打开状态,然后驱动与拉索尾端连接的驱动器,使拉索驱动该吊具向墩顶现浇段方向移动,直到转移至相邻的下一个吊具附近,将该吊具上的下吊钩钩住其中一个吊孔;吊具向相反方向荡移时,驱动与拉索首端连接的驱动器,拉索驱动该吊具向相反方向荡移,直到转移至相邻的下一个吊具附近。
在上述任一方案中优选的是,当预制节段辅助转运器采用第一种形式时,步骤S314中,长度L1不小于一个预制节段长度,不大于转运器最大工作高度在铰支座顺桥向最大偏转角度下的水平投影长度;
当预制节段辅助转运器采用第二种形式时,步骤S324中,长度L2不小于一个预制节段长度,不大于转运器最大工作高度在铰支座顺桥向最大偏转角度下的水平投影长度;
当预制节段辅助转运器采用第三种形式时,步骤S334中,长度L3不小于一个预制节段长度,不大于转运器最大工作高度在铰支座顺桥向最大偏转角度下的水平投影长度。
与现有技术相比,本发明提供的用于桥梁悬臂拼装的预制节段荡移法具有以下有益效果:
1、本发明采用预制节段辅助转运器将预制节段提升转运,并经过吊具牵引装置将A铰支承提升器与预制节段对接荡移,A铰支承提升器将预制节段提升至待拼装的位置进行锚固,实现了将多块预制节段从桥墩处在空中移运到悬臂端进行对接,能够用于桥下无运输条件的悬臂拼装时预制节段的移运、吊装;
2、预制节段辅助转运器采用三种形式,结构形式多样化,可选择性多;
3、在预制节段上安装两个以重心线为轴线横桥向对称分布的转向吊耳或吊环,在荡移转运过程中,环形耳板相对基座能够旋转,使环形耳板上的吊孔能够顺序轮换使用,或者轮换使用两组对称的吊环,相邻两个吊具上的下吊钩钩住不同的吊孔,保证在荡移过程中,相邻提升绳或吊绳不会打绞,使空中转运更加顺利;
4、通过在预制节段辅助转运器和A铰支承提升器的吊具上安装导向器,拉索从导向器内穿过,导向器中的锁具与拉索连接时,将拉索锁住,拉索无法移动,用以牵引吊具移动,锁具与拉索未连接时,拉索在定滑轮上能够移动,使对应的吊具无法被拉索牵引,吊具牵引装置结构简单,操作方便快捷,实现了将不同转运器在空中连接预制节段的功能。
附图说明
图1为本发明提供的用于桥梁悬臂拼装的预制节段荡移法中步骤S1-S2的主视图;
图2为图1的侧视图;
图3为本发明提供的用于桥梁悬臂拼装的预制节段荡移法中预制节段辅助转运器采用第一种形式时,步骤S1-S3的主视图;
图4为图3的侧视图;
图5为图3中采用第一对B铰支座提升器提升多个预制节段拼装后的主视图;
图6为图5中增加第二对B铰支座提升器后的主视图;
图7为本发明提供的用于桥梁悬臂拼装的预制节段荡移法中预制节段辅助转运器采用第二种形式时,步骤S1-S3的主视图;
图8为本发明提供的用于桥梁悬臂拼装的预制节段荡移法中预制节段辅助转运器采用第三种形式时,步骤S1-S3的主视图;
图9为图8的侧视图;
图10为A铰支座提升器的结构示意图;
图11为图10的侧视图;
图12为图10的俯视图;
图13为转向吊耳的结构示意图;
图14为图13的侧视图;
图15为图8中滑车的结构示意图;
图16为图15的侧视图;
图17为预制节段吊具牵引装置的结构示意图;
图18为铰支承器的结构示意图;
图19为用于拱桥的拱肋安装的拼装结构示意图。
图中标注说明:1、墩顶现浇段;2、桥面支架;21、锚点;22、支点;23、纵梁;3、A铰支承提升器;31、穿心千斤顶;32、第一铰支座;321、上盘;322、下盘;323、同心孔;33、提升绳;34、第一吊钩;35、连接梁;4、预制节段;41、设计安装位置;5、吊具;51、上吊点;52、下吊钩;53、吊横梁;6、铰支承器;61、第一吊绳;62、第三吊钩;7、转向吊耳;71、基座;72、环形耳板;721、吊孔;73、销轴;74、吊装预埋件;8、滑车;81、小车;82、C形挂臂;9、吊具牵引装置;91、拉索;92、导向器;93、驱动器;10、B铰支承提升器。
具体实施方式
为了更进一步了解本发明的发明内容,下面将结合具体实施例详细阐述本发明。
如图1-18所示,按照本发明提供的用于桥梁悬臂拼装的预制节段荡移法的一实施例,包括以下步骤,
S1,对墩顶现浇段1和多块预制节段4进行施工前的制作,并在浇筑墩顶现浇段1时在其上设置支架预埋件以固定桥面支架2,在预制节段4上设置吊装预埋件74以进行后续的吊装;完成预制节段4存放场到桥墩的运梁通道;
S2,在墩顶现浇段1上安装桥面支架2,在桥面支架2的前端安装一对A铰支承提升器3,对桥面支架2、A铰支承提升器3进行荷载试验,检验桥面支架2安全性,将第一号预制节段4运送至桥面支架2的下方,采用A铰支承提升器3将第一号预制节段4提升至墩顶现浇段1的高度,并与墩顶现浇段1对接锚固;
其中,桥面支架2轴线与桥梁轴线一致,桥面支架2的后端锚固于墩顶现浇段1,桥面支架2的支点22位于墩顶现浇段1边缘,桥面支架2的前端伸出至墩顶现浇段1的外侧,一对A铰支承提升器3的平面位置与第一号预制节段4在设计安装位置41的重心处于同一铅锤线上;一对A铰支承提升器3沿桥梁中心线对称分布;设计安装位置41即为预制节段4对接锚固的位置;
S3,剩余的多块预制节段4依次通过预制节段辅助转运器进行提升转运,以与A铰支承提升器3对接,A铰支承提升器3将预制节段4提升至待拼装的位置,将预制节段进行锚固,使多块预制节段拼装形成桥梁;
所述预制节段辅助转运器采用以下三种形式之一,
第一种形式,预制节段辅助转运器包括多对B铰支承提升器10;
第二种形式,预制节段辅助转运器包括多对B铰支承提升器10和多对铰支承器6;
第三种形式,预制节段辅助转运器包括滑车8、滑轨、一对B铰支承提升器10,滑车8在滑轨上滑动,一对B铰支承提升器10固定在滑车8上;
当预制节段辅助转运器采用第一种形式时,如图1-6所示,步骤S3具体包括以下步骤,
S311,在第一号预制节段4上安装一对B铰支承提升器10;B铰支承提升器10下端连接吊具5,进行荷载试验,检验支架安全性;
S312,将桥面支架2带动A铰支承提升器3转移到第一号预制节段4上,桥面支架2的后端锚固在第一号预制节段4上,桥面支架2的前端伸出至第一号预制节段4的外侧,A铰支承提升器3所处的平面位置与第二号预制节段4在设计安装位置41的重心处于同一铅垂线上,B铰支承提升器10将下方的第二号预制节段4提升以离开地面,然后停止,A铰支承提升器3上的吊具5在吊具牵引装置的辅助下转移至靠近第二号预制节段4的位置,并手动使A铰支承提升器3上的吊具5钩住第二预制节段4,A铰支承提升器3将第二号预制节段提升后,手动使B铰支承提升器上的吊具与第二号预制节段脱离;
S313,A铰支承提升器3将第二号预制节段4提升至第一号预制节段4的高度,与第一号预制节段4对接锚固,然后将桥面支架2带动A铰支承提升器3前移至第二号预制节段4;
S314,重复步骤S312-S313,预制节段4拼装每增加一段长度L1,在其末段的预制节段4上增加一对B铰支承提升器10;通过多对B铰支承提升器10将预制节段4进行空中转运,最终与A铰支承提升器3对接,完成所有预制节段4的吊装,桥梁拼装完成;
具体的,重复步骤S312-S313,直到第一次吊装完成设定长度L1,此时末端的预制节段4为第N号预制节段4;在第N号预制节段4上安装第二对B铰支承提升器10,并在第二对B铰支承提升器10上安装吊具5,进行荷载试验,检验支架安全性;
用第一号预制节段4上的B铰支承提升器10提升第N+1号预制节段4离开地面后停止。通过吊具牵引装置9的辅助,将第二对B铰支承提升器10上的吊具5拉动至靠近第N+1号预制节段4的部位,手动使吊具上的下吊钩钩住第N+1号预制节段4,用第一对B铰支承提升器10下放第N+1号预制节段4,或者用第二对B铰支承提升器10提升第N+1号预制节段4,或者二者同时作业,随着第N+1预制节段4升高,重力逐渐转移到第二对B铰支承提升器10上,然后,手动将第一对B铰支承提升器10上的吊具5与第N+1号预制节段4分离。通过吊具牵引装置9的辅助,将A铰支承提升器3上的吊具拉动至靠近第N+1号预制节段4的部位,并手动将吊具上的下吊钩钩住预制节段4,用第二对B铰支承提升器10下放预制节段4,或者用A铰支承提升器提升预制节段,或者二者同时作业,随着预制节段4升高,重力逐渐转移到A铰支承提升器3上,直到第二对B铰支承提升器10的提升绳完全放松,预制节段4移动至A铰支承提升器3正下方,手动解除第二对B铰支承提升器10上吊具上的下吊钩与预制节段4的连接,完成转移;
用A铰支提升器3将N+1号预制节段4提升到N号块高度,与N号块对接、锚固,对接精度、锚固强度均应达到设计要求,直到拼装长度再次达到L1时,在末端的预制节段4上增加一对B铰支承提升器10,直至桥梁完全拼装完成。
桥梁拼装完成后,拆除桥面支架2和各个B铰支承提升器10,进行合龙段施工,形成完整的梁。
当预制节段辅助转运器采用第二种形式时,如图7所示,步骤S3具体包括以下步骤,步骤S321-S323的施工与第一种形式中的步骤S311-S313相同;
S324,重复步骤S321-S323,预制节段4拼装每增加一段长度L2,在其末段的预制节段4上增加一对B铰支承提升器10或一对铰支承器6,且B铰支承提升器10和铰支承器6交替间隔分布,通过多对B铰支承提升器10和多对铰支承器6的配合将预制节段4进行空中转运,最终与A铰支承提升器3对接,完成所有预制节段4的吊装,桥梁拼装完成。
进一步的,预制节段由B铰支承提升器10向铰支承器6转移的步骤是,用B铰支承提升器10提升预制节段4到一定高度,通过吊具牵引装置9的辅助,将铰支承器6上的吊具拉动至靠近预制节段的部位,并手动使吊具上的下吊钩与预制节段4连接,用B铰支承提升器下放预制节段直到提升绳完全放松,预制节段移动至位于铰支承器6正下方,手动拆除B铰支承提升器10上吊具与预制节段4的连接,完成转移。
预制节段由铰支承器6向B铰支承提升器转移10的步骤是,通过吊具牵引装置9的辅助,将B铰支承提升器10上的吊具拉动至靠近预制节段的部位,并手动使吊具上的下吊钩与预制节段连接,用B铰支承提升器提升预制节段直到铰支承器6的吊绳完全放松,预制节段4移动至位于B铰支承器6正下方,手动拆除铰支承器6上的吊具与预制节段4的连接,完成转移。
当预制节段辅助转运器采用第三种形式时,如图8-9所示,步骤S3具体包括以下步骤,
S331,在第一号预制节段4上安装一对平行的滑车8,两个滑车8分别位于预制节段4的两边缘位置,在边缘位置滑行,每个滑车8上安装一个B铰支承提升器10;
S332,将桥面支架2带动A铰支承提升器3转移至第一号预制节段4上并进行安装,B铰支承提升器10将下方的第二号预制节段4提升以离开地面,A铰支承提升器3上的吊具在吊具牵引装置的辅助下转移至靠近第二号预制节段的位置,并手动使A铰支承提升器上的吊具钩住第二预制节段,A铰支承提升器将第二号预制节段提升后,手动使B铰支承提升器上的吊具与第二号预制节段脱离;
S333,A铰支承提升器3将第二号预制节段4提升至第一号预制节段4的高度,与第一号预制节段4对接锚固,然后将桥面支架2带动A铰支承提升器3前移至第二号预制节段4;
S334,重复步骤S332-S333,预制节段4拼装每增加一段长度L3,在其增加的预制节段4上铺设与滑车8配合的滑轨,滑车8沿滑轨移动,以将B铰支承提升器10提升的预制节段4进行空中转运,最终与A铰支承提升器3对接,完成所有预制节段4的吊装,桥梁拼装完成。
如图15-16所示,用于运载预制节段4的滑车8由小车81和C型挂臂组成,C型挂臂的上肢固定在小车81顶面,下肢处于小车81下方;上下肢的方向与小车81行走的方向垂直,使C型挂臂的开口朝向预制节段4,B铰支承提升器10安装在C型挂臂的下肢上;小车81的驱动方式为人力、电机驱动、卷扬机拖动、千斤顶拖动等。
预制节段辅助转运器采用第二种形式时,铰支承器6代替了第一种形式中一部分B铰支承提升器10,由于铰支承器6的制作成本相较于B铰支承提升器10的成本低,因此B铰支承提升器10和铰支承器6的交替分布,降低了成本;预制节段辅助转运器采用第三种形式时,滑车8代替了第一种形式和第二种形式中的多个B铰支承提升器10和多个铰支承器6的铺设,同样有助于降低成本。
在本实施例中,如图1-2所示,所述桥面支架2包括纵梁23、支点22、锚点21,所述纵梁23为实腹梁,也可以为桁架梁,所述纵梁23通过支点22固定在垫板上,支点22固定在纵梁23的中部底端,使纵梁23呈倾斜形式,支点22为加劲板结构,垫板底面与预制节段4的顶面配合,所述锚点21固定在纵梁23的后端底部,所述锚点21包括分配梁、锚固加劲板、锚杆,所述分配梁通过锚固加劲板固定在纵梁23的后端底部,锚杆竖向穿过分配梁以与预制节段4连接,锚杆的上端连接螺母,使桥面支架2整体锚固在预制节段4上,纵梁23的长度为8-15mm,高度大于1m。
优选的,桥面支架2中的纵梁23个数为两个,两个纵梁23相互平行且均通过支点22固定在垫板上,两个纵梁23的后端下方均与分配梁固定。
当预制节段辅助转运器采用第一种形式时,步骤S314中,长度L1不小于一个预制节段长度,不大于转运器最大工作高度在铰支座顺桥向最大偏转角度下的水平投影长度,即铰支座到下吊钩52最大距离,在铰支座顺桥向最大偏转角度下的水平投影长度。
当预制节段辅助转运器采用第二种形式时,步骤S324中,长度L2不小于一个预制节段长度,不大于转运器最大工作高度在铰支座顺桥向最大偏转角度下的水平投影长度,即铰支座到下吊钩52最大距离,在铰支座顺桥向最大偏转角度下的水平投影长度;
当预制节段4辅助转运器采用第三种形式时,步骤S334中,不小于一个预制节段长度,不大于转运器最大工作高度,即铰支座到下吊钩52最大距离,在铰支座顺桥向最大偏转角度下的水平投影长度。
所述A铰支承提升器3、B铰支承提升器10和铰支承器6均通过吊具5吊装预制节段4,所述吊具5包括吊横梁53、上吊点51、下吊钩52,所述吊横梁53的长度大于预制节段4的宽度,所述吊横梁53的顶部两端均连接上吊点51,所述吊横梁53的底部两端均连接下吊钩52。
所述A铰支承提升器3与B铰支承提升器10的结构相同,所述A铰支承提升器3采用以下两种结构之一,
第一种结构,如图10-12所示,包括第一铰支座32、穿心千斤顶31、提升绳33、第一吊钩34,所述穿心千斤顶31设置在第一铰支座32上,且利用第一铰支座32能够沿顺桥方向转动,所述提升绳33的上部穿过穿心千斤顶31和第一铰支座32,提升绳33的下端与第一吊钩34连接,穿心千斤顶31驱动提升绳33上下移动,第一吊钩与吊具上对应的上吊点连接;对于A铰支承提升器3中的第一铰支座32用于与桥面支架2固定,一对B铰支承提升器10中的第一铰支座32通过连接横梁固定,连接横梁锚固在预制节段4上。
具体的,所述第一铰支座32包括呈上下分布的上盘321和下盘322,所述穿心千斤顶31安装在上盘321上,所述上盘321和下盘322上均设有能够使提升绳33穿过的同心孔323,下盘上的同心孔大于下盘上的同心孔,上盘321的底端一体成型对接块,所述对接块为半圆柱型结构或半球形结构,下盘322的顶端设有正方孔,对接块位于正方孔内并通过销轴73与下盘322转动连接,上盘321旋转的方向为顺桥方向,在对接块与正方孔之间涂润滑剂,增加滑动性。
上盘321相对下盘322能够沿顺桥的方向转动,使穿心千斤顶31在荡移过程中能够跟随提升绳33转动,使穿心千斤顶31的轴线与提升绳33保持一致,以保证在不损坏的情况下正常工作,上盘转动偏角范围为-60°~+60°。
A铰支承提升器3采用第一种结构使用时,穿心千斤顶31带动提升绳33能够上下移动,而第一吊钩34与吊具5中的上吊点51连接,以带动吊具5上下移动。
第二种结构,包括卷扬机、第一铰接器、上滑轮组、下滑轮组,所述第一铰接器的底端连接上滑轮组和卷扬机,所述卷扬机上缠绕工作绳,所述工作绳缠绕上滑轮组和下滑轮组,所述下滑轮组连接第二吊钩,第二吊钩与吊具上对应的上吊点连接,由卷扬机驱动工作绳,带动下滑轮组使第二吊钩上下移动,第二吊钩与吊具5中的上吊点51连接,从而带动吊具5上下移动,第一铰接器为球铰接器或轴铰接器。一对B铰支承提升器10中的第一铰接器通过一个连接横梁固定,连接横梁锚固在预制节段4上。
本实施例中,当A铰支承提升器3采用上述第一种结构时,在桥面支架2上安装的方法为,A铰支承提升器3安装在纵梁23的前端,在纵梁23的前端开设有贯通的长条形孔,以使A铰支承提升器3上的提升绳33从长条形孔内穿过以伸出至纵梁23的下方;另一种安装方法为,在纵梁23上固定两根横梁,将A铰支承提升器3固定在两根横梁之间,使提升绳33从两根横梁之间穿过。
而当A铰支承提升器3采用上述第二种结构时,直接将第一铰接器固定在纵梁23的前端即可。
当预制节段辅助转运器采用第二种形式时,所述铰支承器6采用以下两种结构之一,
第一种结构,如图7、18所示,包括第二铰支座、锚具、第一吊绳61、第三吊钩62,所述锚具安装在第二铰支座上,且锚具相对第二铰支座能够沿顺桥方向转动,第一吊绳61的上部穿过第二铰支座与锚具连接,第一吊绳61的下部连接第三吊钩62;第三吊钩与吊具上对应的上吊点连接,第二铰支座与第一铰支座32的结构相同,锚具固定在第二铰支座上的上盘321顶端;一对铰支承器6中的第二铰支座通过一个连接横梁固定,连接横梁锚固在预制节段4上;
第二种结构,包括第二铰接器、第二吊绳、第四吊钩,所述第二铰接器与预制节段4连接,所述第二铰接器的底端连接第二吊绳,第二吊绳与第四吊钩连接,第四吊钩与吊具上对应的上吊点连接。第一铰接器为球铰接器或轴铰接器。一对铰支承器6中的第一铰接器通过一个连接横梁固定,连接横梁锚固在预制节段4上。
在预制节段4上固定B铰支承提升器10或铰支承器6时,由于B铰支承提升器10或铰支承器6为成对使用,将一对B铰支承提升器10或铰支承器6固定在连接梁35上,连接梁35锚固在预制节段4上,使一对B铰支承提升器10或铰支承器6分别位于预制节段4的外侧;也可以将铰支承提升器或铰支承器6也可以设在箱形梁内的底板上,以桥梁中心线为轴左右对称设置,对应铰支承提升器或铰支承器6中心的箱梁底板有长条形孔,孔宽度略大于提升绳33直径,孔长度在0.2米~1.5米之间,铰支承提升器的提升绳33或铰支承器6的吊绳穿过纵梁23的长条形孔。
在本实施例中,如图13-14所示,所述预制节段4上安装两个以重心线为轴线横桥向对称分布的转向吊耳7,所述转向吊耳7包括基座71、环形耳板72,所述基座71通过吊装预埋件74固定在预制节段4上,基座71的中心线与预制节段4的重心线在同一平面上,所述环形耳板72与基座71转动连接,所述环形耳板72上设有至少三个环形阵列分布且与下吊钩52配合的吊孔721。
上述一对转向吊耳7也可以由两组对称的吊环代替,即每一个转向吊耳用两个普通吊环替代,四个普通吊环以重心线为轴线横桥向对称分布,每次转运时连接均使用一组吊环,一组吊环由对称的两个吊环组成,不能非对称地交错使用。
在本实施例中,预制节段4在吊装时,吊具5上的下吊钩52钩住转向吊耳7上的一个吊孔721,以将预制节段4钩住使其能够被吊起,下一个吊具5在吊具牵引装置9的牵引下接近预制节段4上的转向吊耳7,并使下吊钩52钩住转向吊耳7上的另一个吊孔721,前一吊具5下降或后一吊具5上升,或者二者同时运动,预制节段4的重力转移到下一吊具5上,解除前一吊具5的下吊钩52,完成荡移转移。
在荡移转运过程中,环形耳板72相对基座71能够旋转,使环形耳板72上的吊孔721能够顺序轮换使用,相邻两个吊具5上的下吊钩52钩住的吊孔721不同,保证相邻吊绳不会打绞,使转运更加顺利。
在本实施例中,如图17所示,所述吊具牵引装置包括拉索91、导向器92,每个吊具5上均安装两个平行的导向器92,所述拉索91从墩顶现浇段1处向悬臂端方向依次穿过同侧的各个导向器92,再从另一侧的导向器92内穿回,所述拉索91的首端和尾端均连接驱动器93,以驱动拉索91移动,所述导向器92具有打开和关闭两种状态,以使拉索91在导向器92内能够滑动或拉索91与导向器92固定。
所述导向器92包括定滑轮、锁具,所述定滑轮和锁具均安装在吊具上吊横梁的中心部位,且锁具靠近定滑轮设置,所述拉索穿过定滑轮,所述锁具与拉索91连接时,导向器为关闭状态,锁具与拉索91分离时,导向器为打开状态;所述A铰支承提升器3对应的吊具5中的导向器92还包括水平导向轮,所述水平导向轮固定在吊横梁上,所述拉索91的回绕部位缠绕在水平导向轮上。水平导向轮为定滑轮。
当吊具牵引装置9使任一吊具5向墩顶现浇段1方向荡移时,将该吊具5上与拉索91尾端同侧的锁具与拉索连接,导向器92处于关闭状态,其他的导向器92处于打开状态,然后驱动与拉索91尾端连接的驱动器,使拉索驱动该吊具向墩顶现浇段方向移动,直到转移至相邻的下一个吊具附近,将该吊具上的下吊钩钩住其中一个吊孔;吊具向相反方向荡移时,驱动与拉索首端连接的驱动器,拉索驱动该吊具向相反方向荡移,直到转移至相邻的下一个吊具附近。驱动器为卷扬机,卷扬机驱动拉索收卷或放开。
本实施例针对的是一个方向的单悬臂拼装的刚构桥和斜拉桥、拱肋,对于两个方向对称悬臂拼装的刚构桥和斜拉桥、拱肋,每个编号的预制节段4都是两段,每个编号的铰支承提升器都是两套,并且都是前后对称、同步安装的。当对拱桥进行吊装时,墩顶现浇段1替换为拱座,如图18所示。
本领域技术人员不难理解,本发明包括上述说明书的发明内容和具体实施方式部分以及附图所示出的各部分的任意组合,限于篇幅并为使说明书简明而没有将这些组合构成的各方案一一描述。凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于桥梁悬臂拼装的预制节段荡移法,其特征在于:包括以下步骤,
S1,对墩顶现浇段和多块预制节段进行施工前的制作,并在浇筑墩顶现浇段时在其上设置支架预埋件以固定桥面支架,在预制节段上设置吊装预埋件以进行后续的吊装;
S2,在墩顶现浇段上安装桥面支架,在桥面支架的前端安装一对A铰支承提升器,将第一号预制节段运送至桥面支架的下方,采用A铰支承提升器将第一号预制节段提升至墩顶现浇段的高度,并与墩顶现浇段对接锚固;
S3,剩余的多块预制节段依次通过预制节段辅助转运器进行提升转运,以与A铰支承提升器对接,A铰支承提升器将预制节段提升至待拼装的位置,将预制节段进行锚固,使多块预制节段拼装形成桥梁;
所述预制节段辅助转运器采用以下三种形式之一,
第一种形式,预制节段辅助转运器包括多对B铰支承提升器;
第二种形式,预制节段辅助转运器包括多对B铰支承提升器和多对铰支承器;
第三种形式,预制节段辅助转运器包括滑车、滑轨、一对B铰支承提升器,滑车在滑轨上滑动,一对B铰支承提升器固定在滑车上;
当预制节段辅助转运器采用第一种形式时,步骤S3具体包括以下步骤,
S311,在第一号预制节段上安装一对B铰支承提升器;
S312,将桥面支架和A铰支承提升器转移到第一号预制节段上,B铰支承提升器将下方的第二号预制节段提升以离开地面,A铰支承提升器上的吊具在吊具牵引装置的辅助下转移至靠近第二号预制节段的位置,并手动使A铰支承提升器上的吊具钩住第二预制节段,A铰支承提升器将第二号预制节段提升后,手动使B铰支承提升器上的吊具与第二号预制节段脱离;
S313,A铰支承提升器将第二号预制节段提升至第一号预制节段的高度,与第一号预制节段对接锚固,然后将桥面支架带动A铰支承提升器前移至第二号预制节段;
S314,重复步骤S312-S313,预制节段拼装每增加一段长度L1,在其末段的预制节段上增加一对B铰支承提升器;通过多对B铰支承提升器将预制节段进行空中转运,最终与A铰支承提升器对接,完成所有预制节段的吊装,桥梁拼装完成;
当预制节段辅助转运器采用第二种形式时,步骤S3具体包括以下步骤,
步骤S321-S323的施工与第一种形式中的步骤S311-S313相同;
S324,重复步骤S321-S323,预制节段拼装每增加一段长度L2,在其末段的预制节段上增加一对B铰支承提升器或一对铰支承器,且B铰支承提升器和铰支承器交替间隔分布,通过多对B铰支承提升器和多对铰支承器的配合将预制节段进行空中转运,最终与A铰支承提升器对接,完成所有预制节段的吊装,桥梁拼装完成;
当预制节段辅助转运器采用第三种形式时,步骤S3具体包括以下步骤,
S331,在第一号预制节段上安装一对滑车,每个滑车上安装一个B铰支承提升器;
S332,将桥面支架带动A铰支承提升器转移至第一号预制节段上,B铰支承提升器将下方的第二号预制节段提升以离开地面,A铰支承提升器上的吊具在吊具牵引装置的辅助下转移至靠近第二号预制节段的位置,并手动使A铰支承提升器上的吊具钩住第二预制节段,A铰支承提升器将第二号预制节段提升后,手动使B铰支承提升器上的吊具与第二号预制节段脱离;
S333,A铰支承提升器将第二号预制节段提升至第一号预制节段的高度,与第一号预制节段对接锚固,然后将桥面支架带动A铰支承提升器前移至第二号预制节段;
S334,重复步骤S332-S333,预制节段拼装每增加一段长度L3,在其增加的预制节段上铺设与滑车配合的滑轨,滑车沿滑轨移动,以将B铰支承提升器提升的预制节段进行空中转运,最终与A铰支承提升器对接,完成所有预制节段的吊装,桥梁拼装完成。
2.根据权利要求1所述的一种用于桥梁悬臂拼装的预制节段荡移法,其特征在于:所述A铰支承提升器、B铰支承提升器和铰支承器均通过吊具吊装预制节段,所述吊具包括吊横梁、上吊点、下吊钩,所述吊横梁的长度大于预制节段的宽度,所述吊横梁的顶部两端均连接上吊点,所述吊横梁的底部两端均连接下吊钩。
3.根据权利要求2所述的一种用于桥梁悬臂拼装的预制节段荡移法,其特征在于:所述A铰支承提升器与B铰支承提升器的结构相同,所述A铰支承提升器采用以下两种结构之一,
第一种结构,包括第一铰支座、穿心千斤顶、提升绳、第一吊钩,所述穿心千斤顶设置在第一铰支座上,且利用第一铰支座能够沿顺桥方向转动,所述提升绳的上部穿过穿心千斤顶和第一铰支座,提升绳的下端与第一吊钩连接,穿心千斤顶驱动提升绳上下移动,第一吊钩与吊具上对应的上吊点连接;
第二种结构,包括卷扬机、第一铰接器、上滑轮组、下滑轮组,所述第一铰接器的底端连接上滑轮组和卷扬机,所述卷扬机上缠绕工作绳,所述工作绳缠绕上滑轮组和下滑轮组,所述下滑轮组连接第二吊钩,第二吊钩与吊具上对应的上吊点连接,由卷扬机驱动工作绳,带动下滑轮组使第二吊钩上下移动。
4.根据权利要求2所述的一种用于桥梁悬臂拼装的预制节段荡移法,其特征在于:当预制节段辅助转运器采用第二种形式时,所述铰支承器采用以下两种结构之一,
第一种结构,包括第二铰支座、锚具、第一吊绳、第三吊钩,所述锚具安装在第二铰支座上,锚具相对第二铰支座能够沿顺桥方向转动,第一吊绳的上部穿过第二铰支座与锚具连接,第一吊绳的下部连接第三吊钩,第三吊钩与吊具上对应的上吊点连接;
第二种结构,包括第二铰接器、第二吊绳、第四吊钩,所述第二铰接器与预制节段连接,所述第二铰接器的底端连接第二吊绳,第二吊绳与第四吊钩连接,第四吊钩与吊具上对应的上吊点连接。
5.根据权利要求3所述的一种用于桥梁悬臂拼装的预制节段荡移法,其特征在于:所述预制节段上安装两个以重心线为轴线横桥向对称分布的转向吊耳,所述转向吊耳包括基座、环形耳板,所述基座通过吊装预埋件固定在预制节段上,所述环形耳板与基座转动连接,所述环形耳板上设有至少三个环形阵列分布且与下吊钩配合的吊孔。
6.根据权利要求5所述的一种用于桥梁悬臂拼装的预制节段荡移法,其特征在于:预制节段在吊装时,吊具上的下吊钩钩住转向吊耳上的一个吊孔,以将预制节段钩住使其能够被吊起,下一个吊具在吊具牵引装置的牵引下接近预制节段上的转向吊耳,并使下吊钩钩住转向吊耳上的另一个吊孔,前一吊具下降或后一吊具上升,或者二者同时运动,预制节段的重力转移到下一吊具上,解除前一吊具的下吊钩,完成荡移转移。
7.根据权利要求2所述的一种用于桥梁悬臂拼装的预制节段荡移法,其特征在于:所述吊具牵引装置包括拉索、导向器,每个吊具上均安装两个平行的导向器,所述拉索从墩顶现浇段处向悬臂端方向依次穿过同侧的各个导向器,再从另一侧的导向器内穿回,所述拉索的首端和尾端均连接驱动器,以驱动拉索移动,所述导向器具有打开和关闭两种状态,以使拉索在导向器内能够滑动或拉索与导向器固定。
8.根据权利要求7所述的一种用于桥梁悬臂拼装的预制节段荡移法,其特征在于:所述导向器包括定滑轮、锁具,所述定滑轮和锁具均安装在吊具上吊横梁的中心部位,且锁具靠近定滑轮设置,所述拉索穿过定滑轮,所述锁具与拉索连接时,导向器为关闭状态,锁具与拉索分离时,导向器为打开状态;所述A铰支承提升器对应的吊具中的导向器还包括水平导向轮,所述水平导向轮固定在吊横梁上,所述拉索的回绕部位缠绕在水平导向轮上。
9.根据权利要求8所述的一种用于桥梁悬臂拼装的预制节段荡移法,其特征在于:吊具牵引装置使任一吊具向墩顶现浇段方向荡移时,将该吊具上与拉索尾端同侧的锁具与拉索连接,导向器处于关闭状态,其他的导向器处于打开状态,然后驱动与拉索尾端连接的驱动器,使拉索驱动该吊具向墩顶现浇段方向移动,直到转移至相邻的下一个吊具附近,将该吊具上的下吊钩钩住其中一个吊孔;吊具向相反方向荡移时,驱动与拉索首端连接的驱动器,拉索驱动该吊具向相反方向荡移,直到转移至相邻的下一个吊具附近。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的一种用于桥梁悬臂拼装的预制节段荡移法,其特征在于:当预制节段辅助转运器采用第一种形式时,步骤S314中,长度L1不小于一个预制节段长度,不大于转运器最大工作高度在铰支座顺桥向最大偏转角度下的水平投影长度;
当预制节段辅助转运器采用第二种形式时,步骤S324中,长度L2不小于一个预制节段长度,不大于转运器最大工作高度在铰支座顺桥向最大偏转角度下的水平投影长度;
当预制节段辅助转运器采用第三种形式时,步骤S334中,长度L3不小于一个预制节段长度,不大于转运器最大工作高度在铰支座顺桥向最大偏转角度下的水平投影长度。
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