CN116219904A - 一种钢桁梁悬索桥先梁后缆施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种钢桁梁悬索桥先梁后缆施工方法，首先利用辅助塔架将主梁部分节段在主塔两侧对称竖向拼装，利用水平千斤顶初始转动后，通过扣挂系统卸落转动至水平，再吊装主塔区域的主梁节段和跨中合拢段，再利用辅助塔架安装主缆，再安装吊索，最后拆除辅助措施。本发明具有钢梁拼装速度快，线性控制精度高，无需大型水上吊装机械，水中设置临时支撑，临时设施少，经济性好，不占用航道的优势，使用范围广，适用于跨越高铁、公路等复杂障碍的情况或水上桥梁施工。

Description

一种钢桁梁悬索桥先梁后缆施工方法

技术领域

本发明涉及桥梁施工的技术领域，尤其涉及一种钢桁梁悬索桥先梁后缆施工方法。

背景技术

目前，悬索桥的施工方法有“先梁后缆”和“先缆后梁”两种。其中，“先梁后缆”法需在主梁下方需搭设大量的临时支架，用钢量大、造价高、工期长，对于不具备搭设临时支架的情况，如桥下通航较为繁忙河段、深水裸岩区域等，该方法实施难度大，适用性差。

发明内容

本发明旨在解决现有技术的不足，而提供一种钢桁梁悬索桥先梁后缆施工方法。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种钢桁梁悬索桥先梁后缆施工方法，具体步骤为：

S1、辅助措施施工

辅助措施包括：钢梁拼装平台、辅助塔架、扣挂系统、临时铰和水平千斤顶组件；

钢梁拼装平台锚固于主塔的承台上表面左右两侧；

辅助塔架包括锚固在主塔顶部的辅助塔身，辅助塔身顶部设有塔顶吊架，塔顶吊架顶部左右两侧设有提升滑车，提升滑车底部连有吊绳；

每个扣挂系统均包括预埋在主塔、辅助塔架侧壁内的若干组拉杆锚固机构，每组拉杆锚固机构的外部连有拉杆连接组件，拉杆连接组件通过销轴铰接有调整拉杆，两个调整拉杆上依次穿设有调整梁一、调整梁二，调整拉杆上在调整梁二外侧设有拉杆锚固件，调整梁一、调整梁二上穿设有两根扣索，扣索上在调整梁一、调整梁二内侧均设有扣索锚固件，两根扣索端部通过扣索连接件与主梁铰接，调整梁一、调整梁二之间固设有千斤顶；

临时铰包括上铰座、下铰座和铰轴，上铰座焊接在主梁端部下弦杆上，下铰座焊接在钢梁拼装平台顶部，上铰座、下铰座通过铰轴转动铰接；

水平千斤顶组件包括对称支设在主塔左右两侧壁上端的支架，支架上安装有水平千斤顶；

扣挂系统的拉杆锚固机构和辅助塔架底部的锚固组件在主塔施工过程中预留，利用主塔施工时的塔吊拼装辅助塔身，安装提升滑车，完成辅助塔架的安装；安装水平千斤顶组件；利用辅助塔架完成钢梁拼装平台的施工；

S2、主梁部分节段对称竖向拼装

利用辅助塔架依次吊装主梁的节段，竖向拼接，主梁拼装到一定高度后，依次安装若干个扣挂系统，实现已拼装完成的主梁节段与主塔的连接；

主梁的首节段固定于钢梁拼装平台上，主梁的首节段端部下弦杆焊接上铰座，钢梁拼装平台顶部焊接下铰座，二者通过铰轴连接，保证主梁的首节段在钢梁拼装平台上转动；

S3、主梁部分节段对称竖向转动

利用扣挂系统对称将主梁卸索一定长度，启动水平千斤顶，先对称将主梁转动偏移一定角度，然后继续利用扣挂系统对称卸索，实现主梁的竖向转动，直到卸落至辅助墩上，中跨卸落至水平位置；

S4、主梁剩余节段安装

利用辅助塔架依次安装主梁剩余节段，安装跨中主梁的合拢段；

S5、安装主缆

已安装的主梁上水平铺设主缆，然后，利用辅助塔架整体吊装至主塔顶部的索鞍上，调整线形；

S6、安装吊索

依次对称安装吊索，中跨安装顺序为从中间向两侧，边跨安装顺序为，从辅助墩向主塔；

S7、拆除辅助施工措施

吊索全部安装后，从上到下对称拆除扣挂系统；拆除水平千斤顶组件，解除临时铰，将主梁全部荷载传递至主塔和辅助墩上，拆除钢梁拼装平台；调整吊索索力，拆除临时铰，完成钢桁梁悬索桥的施工。

步骤S3中，扣挂系统卸索的步骤为：解除调整梁二内侧的扣索锚固件，千斤顶回程，紧固调整梁二内侧的扣索锚固件，解除调整梁一内侧的扣索锚固件，千斤顶伸缸，紧固调整梁一内侧的扣索锚固件，重复，直到扣索伸长至设计长度。

步骤S1中，钢梁拼装平台由钢管立柱和型钢梁焊接而成，作为施工中的支撑；临时铰的上铰座、下铰座和铰轴均为钢结构。

步骤S1中，扣挂系统的拉杆锚固机构包括预埋在主塔、辅助塔身侧壁内的预埋钢板以及若干预埋钢筋，预埋钢筋焊接在预埋钢板内侧。

步骤S1中，扣挂系统的拉杆连接组件包括焊接在拉杆锚固机构预埋钢板上的两个拉杆连接耳板，拉杆连接耳板与调整拉杆端头通过拉杆连接销轴铰接。

步骤S1中，扣挂系统的扣索连接件包括焊接在主梁上的两个扣索连接耳板，两个扣索连接耳板与调整拉杆端头通过扣索连接销轴铰接。

步骤S1中，扣挂系统的调整梁一、调整梁二为型钢，调整梁一、调整梁二上对称预留调整拉杆孔和扣索孔。

本发明的有益效果是：本发明具有钢梁拼装速度快，线性控制精度高，无需大型水上吊装机械，水中设置临时支撑，临时设施少，经济性好，不占用航道的优势，使用范围广，适用于跨越高铁、公路等复杂障碍的情况或水上桥梁施工。

附图说明

图1为本发明的施工流程图；

图2为本发明步骤S1的示意图；

图3为本发明步骤S2的示意图；

图4为本发明步骤S3的示意图；

图5为本发明步骤S4的示意图；

图6为本发明步骤S5的示意图；

图7为本发明步骤S6的示意图；

图8为本发明步骤S7的示意图；

图9为本发明中辅助塔架的结构示意图；

图10为本发明中扣挂系统的结构示意图；

图11为图10中A的放大图；

图12为图10中B的放大图；

图13为本发明中临时铰的结构示意图；

图14为本发明中水平千斤顶组件的结构示意图；

图中：

1-主塔；2-辅助墩；3-主梁；4-主缆；5-吊索；6-钢梁拼装平台；7-辅助塔架；8-扣挂系统；9-临时铰；10-水平千斤顶组件；

71-辅助塔身；72-塔顶吊架；73-提升滑车；74-吊绳；

81-调整梁一；82-调整梁二；83-调整拉杆；84-千斤顶；85-扣索；86-扣索锚固件；87-拉杆锚固件；88-拉杆连接组件；881-拉杆连接耳板；882-拉杆连接销轴；89-拉杆锚固机构；810-扣索连接件；8101-扣索连接耳板；8102-扣索连接销轴；

91-上铰座；92-下铰座；93-铰轴；

101-支架；102-水平千斤顶；

以下将结合本发明的实施例参照附图进行详细叙述。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

一种钢桁梁悬索桥先梁后缆施工方法，如图1所示，具体步骤为：

S1、辅助措施施工，如图2所示：

辅助措施包括：钢梁拼装平台6、辅助塔架7、扣挂系统8、临时铰9和水平千斤顶组件10；

钢梁拼装平台6锚固于主塔1的承台上表面左右两侧；钢梁拼装平台6由钢管立柱和型钢梁焊接而成，作为施工中的支撑；

如图9所示，辅助塔架7包括锚固在主塔1顶部的辅助塔身71，辅助塔身71顶部设有塔顶吊架72，塔顶吊架72顶部左右两侧设有提升滑车73，提升滑车73底部连有吊绳74；

如图10、11、12所示，每个扣挂系统8均包括预埋在主塔1、辅助塔架7侧壁内的若干组拉杆锚固机构89，每组拉杆锚固机构89的外部连有拉杆连接组件88，拉杆连接组件88通过销轴铰接有调整拉杆83，两个调整拉杆83上依次穿设有调整梁一81、调整梁二82，调整拉杆83上在调整梁二82外侧设有拉杆锚固件87，调整梁一81、调整梁二82上穿设有两根扣索85，扣索85上在调整梁一81、调整梁二82内侧均设有扣索锚固件86，两根扣索85端部通过扣索连接件810与主梁3铰接，调整梁一81、调整梁二82之间固设有千斤顶84；

扣挂系统8的拉杆锚固机构89包括预埋在主塔1、辅助塔身71侧壁内的预埋钢板以及若干预埋钢筋，预埋钢筋焊接在预埋钢板内侧。

扣挂系统8的拉杆连接组件88包括焊接在拉杆锚固机构89预埋钢板上的两个拉杆连接耳板881，拉杆连接耳板881与调整拉杆83端头通过拉杆连接销轴882铰接。

扣挂系统8的扣索连接件810包括焊接在主梁3上的两个扣索连接耳板8101，两个扣索连接耳板8101与调整拉杆83端头通过扣索连接销轴8102铰接。

扣挂系统8的调整梁一81、调整梁二82为型钢，调整梁一81、调整梁二82上对称预留调整拉杆孔和扣索孔；

如图13所示，临时铰9包括上铰座91、下铰座92和铰轴93，上铰座91焊接在主梁3端部下弦杆上，下铰座92焊接在钢梁拼装平台6顶部，上铰座91、下铰座92通过铰轴93转动铰接；临时铰9的上铰座91、下铰座92和铰轴93均为钢结构；

如图14所示，水平千斤顶组件10包括对称支设在主塔1左右两侧壁上端的支架101，支架101上安装有水平千斤顶102；

扣挂系统8的拉杆锚固机构89和辅助塔架7底部的锚固组件在主塔1施工过程中预留，利用主塔1施工时的塔吊拼装辅助塔身71，安装提升滑车73，完成辅助塔架7的安装；安装水平千斤顶组件10；利用辅助塔架7完成钢梁拼装平台6的施工；

S2、主梁3部分节段对称竖向拼装，如图3所示：

利用辅助塔架7依次吊装主梁3的节段，竖向拼接，主梁3拼装到一定高度后，依次安装若干个扣挂系统8，实现已拼装完成的主梁3节段与主塔1的连接；

主梁3的首节段固定于钢梁拼装平台6上，主梁3的首节段端部下弦杆焊接上铰座91，钢梁拼装平台6顶部焊接下铰座92，二者通过铰轴93连接，保证主梁3的首节段在钢梁拼装平台6上转动；

S3、主梁3部分节段对称竖向转动，如图4所示：

利用扣挂系统8对称将主梁3卸索一定长度，启动水平千斤顶102，先对称将主梁3转动偏移一定角度，然后继续利用扣挂系统8对称卸索，实现主梁3的竖向转动，直到卸落至辅助墩2上，中跨卸落至水平位置；

扣挂系统8卸索的步骤为：解除调整梁二82内侧的扣索锚固件86，千斤顶84回程，紧固调整梁二82内侧的扣索锚固件86，解除调整梁一81内侧的扣索锚固件86，千斤顶84伸缸，紧固调整梁一81内侧的扣索锚固件86，重复，直到扣索85伸长至设计长度；

S4、主梁3剩余节段安装，如图5所示：

利用辅助塔架7依次安装主梁3剩余节段，安装跨中主梁3的合拢段；

S5、安装主缆4，如图6所示：

已安装的主梁3上水平铺设主缆4，然后，利用辅助塔架7整体吊装至主塔1顶部的索鞍上，调整线形；

S6、安装吊索5，如图7所示：

依次对称安装吊索5，中跨安装顺序为从中间向两侧，边跨安装顺序为，从辅助墩2向主塔1；

S7、拆除辅助施工措施，如图8所示：

吊索5全部安装后，从上到下对称拆除扣挂系统8；拆除水平千斤顶组件10，解除临时铰9，将主梁3全部荷载传递至主塔1和辅助墩2上，拆除钢梁拼装平台6；调整吊索5索力，拆除临时铰9，完成钢桁梁悬索桥的施工。

本发明首先利用辅助塔架7将主梁3部分节段在主塔1两侧对称竖向拼装，利用水平千斤顶102初始转动后，通过扣挂系统8卸落转动至水平，再吊装主塔1区域的主梁3节段和跨中合拢段，再利用辅助塔架7安装主缆4，再安装吊索5，最后拆除辅助措施。

本发明具有钢梁拼装速度快，线性控制精度高，无需大型水上吊装机械，水中设置临时支撑，临时设施少，经济性好，不占用航道的优势，使用范围广，适用于跨越高铁、公路等复杂障碍的情况或水上桥梁施工。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种钢桁梁悬索桥先梁后缆施工方法，其特征在于，具体步骤为：

S1、辅助措施施工

辅助措施包括：钢梁拼装平台(6)、辅助塔架(7)、扣挂系统(8)、临时铰(9)和水平千斤顶组件(10)；

钢梁拼装平台(6)锚固于主塔(1)的承台上表面左右两侧；

辅助塔架(7)包括锚固在主塔(1)顶部的辅助塔身(71)，辅助塔身(71)顶部设有塔顶吊架(72)，塔顶吊架(72)顶部左右两侧设有提升滑车(73)，提升滑车(73)底部连有吊绳(74)；

每个扣挂系统(8)均包括预埋在主塔(1)、辅助塔架(7)侧壁内的若干组拉杆锚固机构(89)，每组拉杆锚固机构(89)的外部连有拉杆连接组件(88)，拉杆连接组件(88)通过销轴铰接有调整拉杆(83)，两个调整拉杆(83)上依次穿设有调整梁一(81)、调整梁二(82)，调整拉杆(83)上在调整梁二(82)外侧设有拉杆锚固件(87)，调整梁一(81)、调整梁二(82)上穿设有两根扣索(85)，扣索(85)上在调整梁一(81)、调整梁二(82)内侧均设有扣索锚固件(86)，两根扣索(85)端部通过扣索连接件(810)与主梁(3)铰接，调整梁一(81)、调整梁二(82)之间固设有千斤顶(84)；

临时铰(9)包括上铰座(91)、下铰座(92)和铰轴(93)，上铰座(91)焊接在主梁(3)端部下弦杆上，下铰座(92)焊接在钢梁拼装平台(6)顶部，上铰座(91)、下铰座(92)通过铰轴(93)转动铰接；

水平千斤顶组件(10)包括对称支设在主塔(1)左右两侧壁上端的支架(101)，支架(101)上安装有水平千斤顶(102)；

扣挂系统(8)的拉杆锚固机构(89)和辅助塔架(7)底部的锚固组件在主塔(1)施工过程中预留，利用主塔(1)施工时的塔吊拼装辅助塔身(71)，安装提升滑车(73)，完成辅助塔架(7)的安装；安装水平千斤顶组件(10)；利用辅助塔架(7)完成钢梁拼装平台(6)的施工；

S2、主梁(3)部分节段对称竖向拼装

利用辅助塔架(7)依次吊装主梁(3)的节段，竖向拼接，主梁(3)拼装到一定高度后，依次安装若干个扣挂系统(8)，实现已拼装完成的主梁(3)节段与主塔(1)的连接；

主梁(3)的首节段固定于钢梁拼装平台(6)上，主梁(3)的首节段端部下弦杆焊接上铰座(91)，钢梁拼装平台(6)顶部焊接下铰座(92)，二者通过铰轴(93)连接，保证主梁(3)的首节段在钢梁拼装平台(6)上转动；

S3、主梁(3)部分节段对称竖向转动

利用扣挂系统(8)对称将主梁(3)卸索一定长度，启动水平千斤顶(102)，先对称将主梁(3)转动偏移一定角度，然后继续利用扣挂系统(8)对称卸索，实现主梁(3)的竖向转动，直到卸落至辅助墩(2)上，中跨卸落至水平位置；

S4、主梁(3)剩余节段安装

利用辅助塔架(7)依次安装主梁(3)剩余节段，安装跨中主梁(3)的合拢段；

S5、安装主缆(4)

已安装的主梁(3)上水平铺设主缆(4)，然后，利用辅助塔架(7)整体吊装至主塔(1)顶部的索鞍上，调整线形；

S6、安装吊索(5)

依次对称安装吊索(5)，中跨安装顺序为从中间向两侧，边跨安装顺序为，从辅助墩(2)向主塔(1)；

S7、拆除辅助施工措施

吊索(5)全部安装后，从上到下对称拆除扣挂系统(8)；拆除水平千斤顶组件(10)，解除临时铰(9)，将主梁(3)全部荷载传递至主塔(1)和辅助墩(2)上，拆除钢梁拼装平台(6)；调整吊索(5)索力，拆除临时铰(9)，完成钢桁梁悬索桥的施工。

2.根据权利要求1所述的一种钢桁梁悬索桥先梁后缆施工方法，其特征在于，步骤S3中，扣挂系统(8)卸索的步骤为：解除调整梁二(82)内侧的扣索锚固件(86)，千斤顶(84)回程，紧固调整梁二(82)内侧的扣索锚固件(86)，解除调整梁一(81)内侧的扣索锚固件(86)，千斤顶(84)伸缸，紧固调整梁一(81)内侧的扣索锚固件(86)，重复，直到扣索(85)伸长至设计长度。

3.根据权利要求2所述的一种钢桁梁悬索桥先梁后缆施工方法，其特征在于，步骤S1中，钢梁拼装平台(6)由钢管立柱和型钢梁焊接而成，作为施工中的支撑；临时铰(9)的上铰座(91)、下铰座(92)和铰轴(93)均为钢结构。

4.根据权利要求3所述的一种钢桁梁悬索桥先梁后缆施工方法，其特征在于，步骤S1中，扣挂系统(8)的拉杆锚固机构(89)包括预埋在主塔(1)、辅助塔身(71)侧壁内的预埋钢板以及若干预埋钢筋，预埋钢筋焊接在预埋钢板内侧。

5.根据权利要求4所述的一种钢桁梁悬索桥先梁后缆施工方法，其特征在于，步骤S1中，扣挂系统(8)的拉杆连接组件(88)包括焊接在拉杆锚固机构(89)预埋钢板上的两个拉杆连接耳板(881)，拉杆连接耳板(881)与调整拉杆(83)端头通过拉杆连接销轴(882)铰接。

6.根据权利要求5所述的一种钢桁梁悬索桥先梁后缆施工方法，其特征在于，步骤S1中，扣挂系统(8)的扣索连接件(810)包括焊接在主梁(3)上的两个扣索连接耳板(8101)，两个扣索连接耳板(8101)与调整拉杆(83)端头通过扣索连接销轴(8102)铰接。

7.根据权利要求6所述的一种钢桁梁悬索桥先梁后缆施工方法，其特征在于，步骤S1中，扣挂系统(8)的调整梁一(81)、调整梁二(82)为型钢，调整梁一(81)、调整梁二(82)上对称预留调整拉杆孔和扣索孔。

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