CN114033234A - 一种新型主塔塔冠结构及其分节安装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种新型主塔塔冠结构，包括塔冠本体；塔冠本体为三段分节结构，且沿其高度方向依次分节为第一节塔冠、第二节塔冠与第三节塔冠；其中，第一节塔冠与第二节塔冠以塔冠斜坡段起点开始分节，且第一节塔冠与第二节塔冠之间焊接固定；第二节塔冠与第三节塔冠在斜坡段上开始分节，且在分节处设有加强横隔板，在加强横隔板处设有连接固定板；第二节塔冠与第三节塔冠通过连接固定板固定相连。本发明还提供了一种上述塔冠结构的分节安装方法。本发明优点在于：采用分节制作、安装工艺，以方便塔冠的制造保证焊接质量，方便运输、装载固定保障运输安全，方便吊装、固定保障安装安全和安装精度，便于后期斜拉索施工吊装，节约成本。

Description

一种新型主塔塔冠结构及其分节安装方法
技术领域
本发明涉及桥梁施工技术领域，尤其涉及一种新型主塔塔冠结构及其分节安装方法。
背景技术
主塔塔冠为预埋于主塔顶节段的锥体大型钢结构，主要由预埋段和外露段组成。其中，预埋段塔冠结构由横向、纵向的筋板焊接而成，预埋段同时配置有钢板锚固钢筋与剪力钢筋；外露段由四面塔冠面板和内部纵向筋板、横隔板组成。其钢板材质均为Q345qD钢板，焊缝形式为T型、对接焊缝，焊缝等级为熔透。
关于主塔塔冠的施工工艺，传统方法是：先将塔冠在工厂整体制造、焊接、涂装，接着再整体运输至现场进行起吊安装就位。该方法在实际应用中发现存在以下几点问题：(1)原设计塔冠结构整体制作，因结构自重重及几何尺寸较大，整体制作时翻边焊接、移动吊装较困难，制造不方便；且塔冠顶部结构内部操作空间不足，难以焊接操作达到设计图纸要求的焊缝质量；(2)塔冠整体运输时需要大型起重设备装车，装车难以绑扎固定且运输存在超高、超宽问题，对运输安全、运输车辆要求较高，且运输成本大；(3)塔冠整体运输至现场需要大型起吊设备安装，且高度较高，安装时安装精度和临时定位较复杂，安装不安全、临时定位困难、起重措施费用成本高；(4)塔冠整体安装需预埋于塔柱顶节混凝土内，塔冠整体安装完成后，后续斜拉索锚具设备无法通过塔顶敞口吊装至塔内，后续斜拉索施工操作较困难，施工不方便。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种新型主塔塔冠结构及其分节安装方法，以方便塔冠的制造保证焊接质量，方便运输、装载固定保障运输安全，方便吊装、固定保障安装安全和安装精度，以及，便于后期斜拉索施工吊装，节约成本。
本发明采用以下技术方案解决上述技术问题：
一种新型主塔塔冠结构，包括塔冠本体；所述塔冠本体为三段分节结构，且沿其高度方向自下而上地依次分节为第一节塔冠、第二节塔冠与第三节塔冠；其中，所述第一节塔冠与第二节塔冠以塔冠的斜坡段起点开始分节，且第一节塔冠与第二节塔冠之间采用焊接方式固定；所述第二节塔冠与第三节塔冠在所述斜坡段上开始分节，且在分节处设置有加强横隔板，在加强横隔板处设置有连接固定板；所述第二节塔冠与第三节塔冠通过所述连接固定板固定相连。
作为本发明的优选方式之一，所述塔冠本体为锥体钢结构；所述第二节塔冠与第三节塔冠具体在所述锥体钢结构的斜坡段垂直高度3m处开始分节。
作为本发明的优选方式之一，所述第一节塔冠为塔冠预埋段，长、宽、高为4.5*3.5*1m，自重11吨；所述第一节塔冠在工程制造完成后运输至现场，并于塔柱顶节浇筑前安装就位。
作为本发明的优选方式之一，所述第一节塔冠包括由预埋横向筋板、预埋纵向筋板焊接而成的长方体钢制框架；所述长方体钢制框架上设置有钢板锚固钢筋与剪力钢筋。
作为本发明的优选方式之一，所述第二节塔冠为塔冠外露段，高3.0m，最大横截面长、宽为4.0*3.0m，自重9吨；所述第二节塔冠在工厂制造完成后运输至现场，并于第一节塔冠浇筑完成后采用塔吊吊装就位，并与所述第一节塔冠顶部焊接固定。
作为本发明的优选方式之一，所述第二节塔冠由四面塔冠第一面板以及设置于所述四面塔冠第一面板内部的第一横隔板、第一纵向筋板构成；其中，所述第一纵向筋板自下而上地穿过所述第一横隔板，且第一纵向筋板的顶部通过螺栓与所述连接固定板固定相连。
作为本发明的优选方式之一，所述第三节塔冠为塔冠外露段，长、宽、高为4.0*3.0*2.8m，自重4.5吨；所述第三节塔冠在工厂制造完成运输至现场，并于斜拉索施工完成后采用塔吊安装就位，与所述第二节塔冠顶部螺栓固定。
作为本发明的优选方式之一，所述第三节塔冠由四面塔冠第二面板以及设置于所述四面塔冠第二面板内部的第二横隔板、第二纵向筋板构成；其中，所述第二纵向筋板自下而上地穿过所述第二横隔板，且第二纵向筋板的底部通过螺栓与所述连接固定板固定相连。
一种上述新型主塔塔冠结构的分节安装方法，包括如下步骤：
(1)分三节制造第一节塔冠、第二节塔冠与第三节塔冠，并分别运输至施工现场；
(2)在塔柱顶节浇筑前，将第一节塔冠安装就位，并临时固定；
(3)开始塔柱顶节与第一节塔冠的浇筑施工；
(4)待第一节塔冠浇筑完成，采用塔吊吊装第二节塔冠于所述第一节塔冠顶部，并采用现场焊接方式将二者连接固定；
(5)主塔斜拉索施工；
(6)待斜拉索施工完成后，采用塔吊吊装第三节塔冠于所述第二节塔冠顶部，并通过连接固定板与第二节塔冠螺栓连接固定。
作为本发明的优选方式之一，所述步骤(5)中，斜拉索施工时，利用塔冠内部空腔吊装锚具和设备进入塔内。
本发明相比现有技术的优点在于：本发明对塔冠结构设计、制造进行优化，采用分节制作、安装工艺，以方便塔冠的制造保证焊接质量，方便运输、装载固定保障运输安全，方便吊装、固定保障安装安全和安装精度，便于后期斜拉索施工吊装，节约成本；具体优点如下：
(1)本发明分节制造每个节段自重及几何尺寸小，可方便在工厂移动、吊装，便于制造人员焊接，且可解决塔冠顶部节段内部空间小焊接困难问题，保证塔冠制造质量；
(2)传统塔冠整体焊接时因斜坡段长度较长，焊接时易产生焊接变形，变形修复难度大；本发明采用分节焊接制造可减少焊接变形的产生，提高制造精度和质量；
(3)本发明分节制造可便于每节段运输，避免大型构件运输超宽、超高问题，保证运输安全；
(4)本发明分节制造可便于现场吊装，后期可利用现场小吨位塔吊能够满足吊装需要可减少大型塔吊设备租赁费用；分节安装自重及尺寸小，便于安装精度的控制，同时便于临时安装定位加固，保障安装安全；
(5)本发明分节安装可方便后期主塔斜拉索施工，第三节塔冠可待主塔斜拉索安装完成后吊装就位，斜拉索施工时可利用塔冠内部空腔吊装锚具和设备进入塔内；
(6)本发明第二、三节塔冠安装通过在塔冠筋板设计连接板采用高强螺栓连接可便于现场施工操作，同时能够保障塔冠整体结构的安全、质量；
(7)本发明分节安装可便于后期桥梁维修拆卸，方便塔柱内拉索、钢结构的吊装更换。
附图说明
图1是实施例1中新型主塔塔冠结构的整体结构示意图；
图2是实施例1中第一节塔冠的结构示意图；
图3是实施例1中第二节塔冠的结构示意图；
图4是实施例1中第三节塔冠的结构示意图；
图5是实施例1中新型主塔塔冠结构的内部结构示意图；
图6是图5的A部结构放大图。
图中：1为塔冠本体，11为第一节塔冠，111为预埋横向筋板，112为预埋纵向筋板，113为长方体钢制框架，114为钢板锚固钢筋与剪力钢筋，12为第二节塔冠，121为四面塔冠第一面板，122为第一横隔板，123为第一纵向筋板，13为第三节塔冠，131为四面塔冠第二面板，132为第二横隔板，133为第二纵向筋板，14为加强横隔板，15为连接固定板。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
主塔塔冠结构原设计为锥体大型钢结构预埋于主塔顶节段，塔冠塔柱预埋段底部长度4.5m、宽度3.5m；外露段底部长度4.0米、宽度3.0米，顶部长*宽50*50cm；塔柱预埋段高度0.8m，外露段高度6m；总重约22.459t。
关于主塔塔冠的施工工艺，传统方法是：先将塔冠在工厂整体制造、焊接、涂装，接着再整体运输至现场进行起吊安装就位。该方法在实际应用中发现存在以下几点问题：(1)原设计塔冠结构整体制作，因结构自重重及几何尺寸较大，整体制作时翻边焊接、移动吊装较困难，制造不方便；且塔冠顶部结构尺寸为50*50cm，内部四周的筋板需要与顶板、面板焊接，内部操作空间不足，难以焊接操作达到设计图纸要求的焊缝质量。(2)塔冠整体尺寸长约4.5m，宽约3.5m,高约6m，整体运输时需要大型起重设备装车，装车难以绑扎固定且运输存在超高、超宽问题，对运输安全、运输车辆要求较高，且运输成本大；(3)塔冠整体运输至现场需要大型起吊设备安装(自重约22.5t)，且高度较高，安装时安装精度和临时定位较复杂，安装不安全、临时定位困难、起重措施费用成本高；(4)塔冠整体安装需预埋于塔柱顶节混凝土内，塔冠整体安装完成后，后续斜拉索锚具设备无法通过塔顶敞口吊装至塔内，后续斜拉索施工操作较困难，施工不方便。
针对上述问题，本发明项目部进行了认真、细致的分析，据此，设计出了一种新型主塔塔冠结构及其分节安装方法。
如图1～6所示，本实施例的一种新型主塔塔冠结构，包括塔冠本体1。塔冠本体1为三段分节式锥体钢结构，且沿其高度方向自下而上地依次分节为第一节塔冠11、第二节塔冠12与第三节塔冠13。其中，第一节塔冠11与第二节塔冠12以塔冠本体1的斜坡段起点开始分节，且第一节塔冠11与第二节塔冠12之间采用焊接方式固定。第二节塔冠12与第三节塔冠13在斜坡段垂直高度3m处开始分节，且在分节处设置有加强横隔板14，在加强横隔板14处设置有连接固定板15。第二节塔冠12与第三节塔冠13通过连接固定板15固定相连。
进一步地，本实施例中，第一节塔冠11为塔冠预埋段，长、宽、高为4.5*3.5*1m，自重11吨。第一节塔冠11在工程制造完成后运输至现场，并于塔柱顶节浇筑前安装就位。
具体地，第一节塔冠11包括由预埋横向筋板111、预埋纵向筋板112焊接而成的长方体钢制框架113；长方体钢制框架113上设置有钢板锚固钢筋与剪力钢筋114。
进一步地，本实施例中，第二节塔冠12为塔冠外露段，高3.0m，最大横截面长、宽为4.0*3.0m，自重9吨。第二节塔冠12在工厂制造完成后运输至现场，并于第一节塔冠11浇筑完成后采用塔吊吊装就位，与第一节塔冠11顶部焊接固定。
具体地，第二节塔冠12由四面塔冠第一面板121以及设置于四面塔冠第一面板121内部的第一横隔板122、第一纵向筋板123构成；其中，第一纵向筋板123自下而上地穿过第一横隔板122，第一纵向筋板123的顶部通过螺栓与连接固定板15的底部固定相连。
进一步地，本实施例中，第三节塔冠13为塔冠外露段，长、宽、高为4.0*3.0*2.8m，自重4.5吨。第三节塔冠13在工厂制造完成运输至现场，并于斜拉索施工完成后采用塔吊安装就位，与第二节塔冠12顶部螺栓固定。
具体地，第三节塔冠13由四面塔冠第二面板131以及设置于四面塔冠第二面板131内部的第二横隔板132、第二纵向筋板133构成；其中，第二纵向筋板133自下而上地穿过第二横隔板132，第二纵向筋板133的底部通过螺栓与连接固定板15的顶部固定相连。
上述新型主塔塔冠结构的分节安装方法：
S1、分三节制造第一节塔冠11、第二节塔冠12与第三节塔冠13，并分别运输至施工现场；
S2、在塔柱顶节浇筑前，将第一节塔冠11安装就位，并临时固定；
S3、浇筑塔柱顶节与第一节塔冠11；
S4、待第一节塔冠11浇筑完成，采用塔吊吊装第二节塔冠12于第一节塔冠11顶部，并采用现场焊接方式将二者连接固定；
S5、主塔斜拉索施工；斜拉索施工时，利用塔冠内部空腔吊装锚具和设备进入塔内。
S6、待斜拉索施工完成，采用塔吊吊装第三节塔冠13于第二节塔冠12顶部；再通过连接固定板15与螺栓的配合将第三节塔冠13与第二节塔冠12固定相连。
本实施例的有益之处：
(1)本发明分节制造每个节段自重及几何尺寸小，可方便在工厂移动、吊装，便于制造人员焊接，且可解决塔冠顶部节段内部空间小焊接困难问题，保证塔冠制造质量；
(2)传统塔冠整体焊接时因斜坡段长度较长，焊接时易产生焊接变形，变形修复难度大；本发明采用分节焊接制造可减少焊接变形的产生，提高制造精度和质量；
(3)本发明分节制造可便于每节段运输，避免大型构件运输超宽、超高问题，保证运输安全；
(4)本发明分节制造可便于现场吊装，后期可利用现场小吨位塔吊能够满足吊装需要可减少大型塔吊设备租赁费用；分节安装自重及尺寸小，便于安装精度的控制，同时便于临时安装定位加固，保障安装安全；
(5)本发明分节安装可方便后期主塔斜拉索施工，第三节塔冠13可待主塔斜拉索安装完成后吊装就位，斜拉索施工时可利用塔冠内部空腔吊装锚具和设备进入塔内；
(6)本发明第二节塔冠12、第三节塔冠13安装通过在塔冠筋板设计连接板采用高强螺栓连接可便于现场施工操作，同时能够保障塔冠整体结构的安全、质量；
(7)本发明分节安装可便于后期桥梁维修拆卸，方便塔柱内拉索、钢结构的吊装更换。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种新型主塔塔冠结构，其特征在于，包括塔冠本体；所述塔冠本体为三段分节结构，且沿其高度方向自下而上地依次分节为第一节塔冠、第二节塔冠与第三节塔冠；其中，所述第一节塔冠与第二节塔冠以塔冠的斜坡段起点开始分节，且第一节塔冠与第二节塔冠之间采用焊接方式固定；所述第二节塔冠与第三节塔冠在所述斜坡段上开始分节，且在分节处设置有加强横隔板，在加强横隔板处设置有连接固定板；所述第二节塔冠与第三节塔冠通过所述连接固定板固定相连。
2.根据权利要求1所述的新型主塔塔冠结构，其特征在于，所述塔冠本体为锥体钢结构；所述第二节塔冠与第三节塔冠具体在所述锥体钢结构的斜坡段垂直高度3m处开始分节。
3.根据权利要求1所述的新型主塔塔冠结构，其特征在于，所述第一节塔冠为塔冠预埋段，长、宽、高为4.5*3.5*1m，自重11吨；所述第一节塔冠在工程制造完成后运输至现场，并于塔柱顶节浇筑前安装就位。
4.根据权利要求1所述的新型主塔塔冠结构，其特征在于，所述第一节塔冠包括由预埋横向筋板、预埋纵向筋板焊接而成的长方体钢制框架；所述长方体钢制框架上设置有钢板锚固钢筋与剪力钢筋。
5.根据权利要求1所述的新型主塔塔冠结构，其特征在于，所述第二节塔冠为塔冠外露段，高3.0m，最大横截面长、宽为4.0*3.0m，自重9吨；所述第二节塔冠在工厂制造完成后运输至现场，并于第一节塔冠浇筑完成后采用塔吊吊装就位，并与所述第一节塔冠顶部焊接固定。
6.根据权利要求1所述的新型主塔塔冠结构，其特征在于，所述第二节塔冠由四面塔冠第一面板以及设置于所述四面塔冠第一面板内部的第一横隔板、第一纵向筋板构成；其中，所述第一纵向筋板自下而上地穿过所述第一横隔板，且第一纵向筋板的顶部通过螺栓与所述连接固定板固定相连。
7.根据权利要求1所述的新型主塔塔冠结构，其特征在于，所述第三节塔冠为塔冠外露段，长、宽、高为4.0*3.0*2.8m，自重4.5吨；所述第三节塔冠在工厂制造完成运输至现场，并于斜拉索施工完成后采用塔吊安装就位，与所述第二节塔冠顶部螺栓固定。
8.根据权利要求1所述的新型主塔塔冠结构，其特征在于，所述第三节塔冠由四面塔冠第二面板以及设置于所述四面塔冠第二面板内部的第二横隔板、第二纵向筋板构成；其中，所述第二纵向筋板自下而上地穿过所述第二横隔板，且第二纵向筋板的底部通过螺栓与所述连接固定板固定相连。
9.一种如权利要求1～8任一所述的新型主塔塔冠结构的分节安装方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)分三节制造第一节塔冠、第二节塔冠与第三节塔冠，并分别运输至施工现场；
(2)在塔柱顶节浇筑前，将第一节塔冠安装就位，并临时固定；
(3)开始塔柱顶节与第一节塔冠的浇筑施工；
(4)待第一节塔冠浇筑完成，采用塔吊吊装第二节塔冠于所述第一节塔冠顶部，并采用现场焊接方式将二者连接固定；
(5)主塔斜拉索施工；
(6)待斜拉索施工完成后，采用塔吊吊装第三节塔冠于所述第二节塔冠顶部，并通过连接固定板与第二节塔冠螺栓连接固定。
10.根据权利要求9所述的新型主塔塔冠结构的分节安装方法，其特征在于，所述步骤(5)中，斜拉索施工时，利用塔冠内部空腔吊装锚具和设备进入塔内。
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