CN116692694B - 一种缆索吊机系统及其架设方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种缆索吊机系统及其架设方法，具体应用于一侧设置缆塔，另一侧不设置缆塔的缆索吊机系统，包括索台座、锚定座、缆索和调索系统，缆索搭设在索台座上并与锚定座相连。通过将承重索一端的调节滑车组收紧，使每一根承重索在安装完成后均能达到设计空索垂度，完成每一根承重索架设的同时实现承重索垂度初始调节；当跑车及其上起重机安装完成后，再通过与各承重索连接的调索系统对每一根承重索进行垂度的终调，确保施工过程中跑车所承载的重力能够均匀分布在各根主承重索上，能够稳定运行；通过另设调索系统对承重索的垂度进行最终调节，降低了现有卷扬设备的机械费用，同时降低了施工运行中各承重索间的相对误差。

Description

一种缆索吊机系统及其架设方法

技术领域

本发明涉及桥梁施工技术领域，尤其涉及一种缆索吊机系统及其架设方法。

背景技术

目前，在山区大跨度拱桥的施工工程中经常会用到缆索吊机系统，缆索吊机系统属于起重系统，用于桥梁施工过程中构件的吊运；其施工操作空间会因地理因素受到极大的限制，且在解决场地受限问题的同时需要满足大吨位的起重需求。

因此，缆索吊机系统的承重索采用多根平行主索的布置方式，起重小车沿承重索行进过程中，其吊钩所承载的重力需要均匀分布在各根主承重索上，因此需要在缆索吊机架设完成后将承重索垂度调整至设计安装垂度。当缆索吊机系统跨度较大时，会使承重索的调节拉力增大，不仅增大卷扬机驱动难度，还会导致承重索的垂度调节不精准。

发明内容

本发明提供了一种缆索吊机系统及其架设方法，可有效解决背景技术中的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种缆索吊机系统，包括索台座、锚定座、缆索和调索系统，所述缆索搭设在所述索台座上并与所述锚定座相连；

所述索台座包括位于河道两岸的第一索鞍和第二索鞍，所述锚定座包括与所述索台座对应设置的第一锚碇和第二锚碇，所述第一索鞍和所述第二索鞍分别设置在预埋地基和缆塔上，且所述第一索鞍和所述第二索鞍的安装位置分别高于所述第一锚碇和所述第二锚碇；

所述缆索包括承重索、牵引索和起重索，所述承重索的两端分别与所述第一锚碇和所述第二锚碇相连，所述调索系统与所述承重索的一端对应设置，靠近所述缆塔设置有第一卷扬机和第二卷扬机，所述牵引索和所述起重索的一端分别与所述第一卷扬机和所述第二卷扬机相连。

进一步的，所述调索系统包括牵拉轮组、微调支架和第三卷扬机，在所述微调支架上设置有导索轮，所述第三卷扬机上的钢丝绳通过所述导索轮与所述牵拉轮组相连；

所述牵拉轮组包括相对设置的第一滑轮和第二滑轮，所述第一滑轮和所述第二滑轮通过所述钢丝绳相连，且分别与所述承重索和所述第二锚碇连接，所述第三卷扬机位于所述第二锚碇上方，且与所述导索轮和所述第二滑轮呈三角位置布设。

进一步的，所述微调支架包括固定座和设置其上的调节组件，所述调节组件包括竖直设置的支撑杆、液压缸和滑轨，在所述滑轨上设置有滑动支杆并与液压缸输出轴相连，所述支撑杆和所述滑动支杆分别与第一连杆和第二连杆的一端转动连接，所述第一连杆和所述第二连杆的另一端转动连接；

所述导索轮设置在所述第一连杆上，所述支撑杆、所述液压缸和所述滑轨依次沿水平方向设置，所述滑动支杆水平设置。

进一步的，所述液压缸输出轴与所述第二连杆和所述滑动支杆通过同一销轴转动连接，所述导索轮设置在所述第一连杆远离所述第二连杆的一侧。

进一步的，在所述第二锚碇上设置有第一传力梁和第二传力梁，所述承重索的一端与所述第一传力梁相连，所述第二滑轮与所述第二传力梁铰接，所述第一滑轮与设置在所述承重索上的连接件铰接。

进一步的，所述第二锚碇包括支撑平面和支撑斜面，在所述第二锚碇内对应所述支撑平面和所述支撑斜面分别设置有竖向锚索群和斜向锚索群；

所述第一传力梁和所述第二传力梁均与所述斜向锚索群的一端连接，所述微调支架设置在所述支撑平面上并与所述竖向锚索群的一端连接。

进一步的，所述承重索的一端通过调节滑车组与所述第一传力梁相连；

在所述缆索上设置有跑车，所述跑车沿所述缆索长度方向至少设置有两个。

一种缆索吊机系统的架设方法，采用上述缆索吊机系统，包括以下步骤：

在河道两岸进行锚定座、预埋地基和缆塔的施工，并在两岸分别安装索台座；

在两岸索台座之间搭设承重索、牵引索和起重索，并通过设置在承重索一端的调节滑车组对其垂度进行初始调节；

在架设有缆塔的一侧搭建调索系统，解除跑车固定后通过调索系统对承重索进行最终调节。

进一步的，在调节系统的搭建过程中，微调支架设置在第二锚碇上，并通过设置其内的锚索群进行拉紧固定；

通过第一滑轮与设置在承重索上的连接件铰接，通过第二滑轮与设置在第二锚碇上的第二传力梁铰接；

将第三卷扬机固定在位于第二锚碇上方的山体顶部，第三卷扬机上的钢丝绳从其卷筒底部放卷导出，并依次绕过导索轮、第二滑轮和第一滑轮后与第二滑轮固定连接。

进一步的，在承重索垂度的最终调节过程中，首先通过卷扬机的收放卷进行第一次调节，在通过微调支架上的导索轮进行第二次调节；

在第一次调节过程中，先将跑车牵拉至缆索的跨中位置，再驱动第三卷扬机调整第一滑轮与第二滑轮之间的第一段钢丝绳长度，进行承重索的垂度调节；

在第二次调节过程中，先驱动跑车沿缆索全跨运行一回合后牵拉停至靠近缆塔位置，再通过驱动微调支架拉动导索轮与第三卷扬机之间的第二端钢丝绳，进行承重索的垂度微调。

本发明的有益效果为：

在本发明中，一侧岸边设置缆索缆塔，另一侧岸边不设置缆塔，将缆索直接锚固在山体上，采用预应力锚索地锚的方式实现该端缆索的固定；承重索的一端通过调节滑车组与第一传力梁相连；在缆索上设置有跑车，跑车沿缆索长度方向至少设置有两个。

在缆索架设施工过程中，通过将承重索一端的调节滑车组收紧，使每一根承重索在安装完成后均能达到设计空索垂度，完成每一根承重索架设的同时实现承重索垂度初始调节；当跑车及其上起重机安装完成后，再通过与各承重索连接的调索系统对每一根承重索进行垂度的终调，确保施工过程中跑车所承载的重力能够均匀分布在各根主承重索上，能够稳定运行；通过另设调索系统对承重索的垂度进行最终调节，降低了现有卷扬设备的机械费用，同时降低了施工运行中各承重索间的相对误差。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中缆索吊机系统的结构示意图；

图2为本发明实施例中调索系统的结构示意图；

图3为本发明实施例中第二锚碇的结构示意图；

图4为本发明实施例中微调支架的结构示意图；

图5为本发明实施例中调节组件的结构示意图；

图6为本发明实施例中调节组件驱动导索轮运动的示意图；

图7为本发明实施例中牵拉轮组中滑轮的结构示意图；

图8为本发明实施例中缆索吊机系统架设方法的框架示意图。

1、索台座；11、第一索鞍；12、第二索鞍；13、预埋地基；14、缆塔；2、锚定座；21、第一锚碇；22、第二锚碇；221、第一传力梁；222、第二传力梁；223、支撑平面；224、支撑斜面；225、竖向锚索群；226、斜向锚索群；3、缆索；31、承重索；311、调节滑车组；32、牵引索；33、起重索；34、跑车；4、调索系统；41、牵拉轮组；411、第一滑轮；412、第二滑轮；42、微调支架；421、固定座；422、调节组件；422a、支撑杆；422b、液压缸；422c、滑轨；422d、滑动支杆；422e、第一连杆；422f、第二连杆；423、导索轮；43、第三卷扬机；431、钢丝绳；44、连接件；5、第一卷扬机；6、第二卷扬机；71、轮盘部；72、连接部。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。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，并不表示是唯一的实施方式。

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。

如图1至图8所示的一种缆索吊机系统及其架设方法，其中，缆索吊机系统包括索台座1、锚定座2、缆索3和调索系统4，缆索3搭设在索台座1上并与锚定座2相连；

索台座1包括位于河道两岸的第一索鞍11和第二索鞍12，锚定座2包括与索台座1对应设置的第一锚碇21和第二锚碇22，第一索鞍11和第二索鞍12分别设置在预埋地基13和缆塔14上，且第一索鞍11和第二索鞍12的安装位置分别高于第一锚碇21和第二锚碇22；

缆索3包括承重索31、牵引索32和起重索33，承重索31的两端分别与第一锚碇21和第二锚碇22相连，调索系统4与承重索31的一端对应设置，靠近缆塔14设置有第一卷扬机5和第二卷扬机6，牵引索32和起重索33的一端分别与第一卷扬机5和第二卷扬机6相连。

在本发明所公开的缆索吊机系统中，一侧岸边设置缆索3缆塔14，另一侧岸边不设置缆塔14，将缆索3直接锚固在山体上，采用预应力锚索地锚的方式实现该端缆索3的固定；承重索31的一端通过调节滑车组311与第一传力梁221相连；在缆索3上设置有跑车34，跑车34沿缆索3长度方向至少设置有两个。

进一步的，在缆索吊机系统的架设过程中，通过将承重索31一端的调节滑车组311收紧，使每一根承重索31在安装完成后均能达到设计空索垂度，完成每一根承重索31架设的同时实现承重索31垂度初始调节；当跑车34及其上起重机安装完成后，再通过与各承重索31连接的调索系统4对每一根承重索31进行垂度的终调，确保施工过程中跑车34所承载的重力能够均匀分布在各根主承重索31上，能够稳定运行；通过另设调索系统4对承重索31的垂度进行最终调节，降低了现有卷扬设备的机械费用，同时降低了施工运行中各承重索31间的相对误差。

如图2所示的调索系统4中包括牵拉轮组41、微调支架42和第三卷扬机43，在微调支架42上设置有导索轮423，第三卷扬机43上的钢丝绳431通过导索轮423与牵拉轮组41相连；

牵拉轮组41包括相对设置的第一滑轮411和第二滑轮412，第一滑轮411和第二滑轮412通过钢丝绳431相连，且分别与承重索31和第二锚碇22连接，第三卷扬机43位于第二锚碇22上方，且与导索轮423和第二滑轮412呈三角位置布设。

在本实施例中，通过第三卷扬机43收放钢丝绳431实现牵拉轮组41中第一滑轮411和第二滑轮412之间距离的调整，实现对承重索31一端的拉动，进而达到调节对应承重索31垂度的目的。

进一步的，如图7所示为本实施例中滑轮的一种结构示意图，包括轮盘部71和连接部72，连接部72通过定长连接绳索实现与承重索31上连接件44以及第二锚碇22上第二传力梁222的铰接；通过轮盘部71连接第三卷扬机43放卷出的钢丝绳431，通过连接部72实现连接绳索的安装；连接部72与轮盘部71铰接且转动轴心与转盘的旋转轴心垂直设置，实现两滑轮与连接件44和第二传力梁222的铰接，轮盘部71中通过设置多组转盘分担牵拉轮组41的拉力，进而降低第三卷扬机43的调索驱动力，达到了降低卷扬设备机械费用的目的。

如图4所示的微调支架42以及图5所示的调节组件422示意图，其中调节组件422安装在固定座421上，并通过固定座421实现与第二锚碇22的锚固连接，调节组件422包括竖直设置的支撑杆422a、液压缸422b和滑轨422c，在滑轨422c上设置有滑动支杆422d并与液压缸422b输出轴相连，支撑杆422a和滑动支杆422d分别与第一连杆422e和第二连杆422f的一端转动连接，第一连杆422e和第二连杆422f的另一端转动连接；导索轮423设置在第一连杆422e上，支撑杆422a、液压缸422b和滑轨422c依次沿水平方向设置，滑动支杆422d水平设置。

进一步的，液压缸422b输出轴与第二连杆422f和滑动支杆422d通过同一销轴转动连接，导索轮423设置在第一连杆422e远离第二连杆422f的一侧。

在调节组件422的使用过程中，通过液压缸422b输出轴在竖直方向上的伸缩运动，借助第一连杆422e和第二连杆422f实现导索轮423的弧向运动，实现略微拉动钢丝绳431的效果，进一步降低各承重索31之间的垂度误差；在调节组件422中，液压缸422b提供导索轮423运动的驱动力，导索轮423所承受的钢丝绳431压力大多通过滑动支杆422d传递至滑轨422c，并导向固定座421上，保证导索轮423结构稳固的同时确保调节组件422的控制精度。

如图3所示的第二锚碇22结构，其中在第二锚碇22上设置有第一传力梁221和第二传力梁222，承重索31的一端与第一传力梁221相连，第二滑轮412与第二传力梁222铰接，第一滑轮411与设置在承重索31上的连接件44铰接。

进一步的，第二锚碇22包括支撑平面223和支撑斜面224，在第二锚碇22内对应支撑平面223和支撑斜面224分别设置有竖向锚索群225和斜向锚索群226；第一传力梁221和第二传力梁222均与斜向锚索群226的一端连接，微调支架42设置在支撑平面223上并与竖向锚索群225的一端连接。

其中，竖向锚索群225和斜向锚索群226均采用矩阵排列分布方式，锚索均深入山体内部，利用斜向预应力锚索群和竖向预应力锚索群对第二锚碇22进行预压，预应力锚索群和山体间组成复合预应力锚碇，增强第二锚碇22的承载能力。

在本发明中，还进一步公开了一种缆索吊机系统的架设方法，采用上述缆索吊机系统，包括以下步骤：

在河道两岸进行锚定座2、预埋地基13和缆塔14的施工，并在两岸分别安装索台座1；在两岸索台座1之间搭设承重索31、牵引索32和起重索33，并通过设置在承重索31一端的调节滑车组311对其垂度进行初始调节；在架设有缆塔14的一侧搭建调索系统4，解除跑车34固定后通过调索系统4对承重索31进行最终调节。

其中，首先进行锚碇施工，开挖山体至设计的锚碇仰坡面，随后进行清理及放样工作，采用潜孔凿岩设备进行锚索成孔，之后进行锚索制作安装、注浆工作，绑扎锚碇钢筋、安装锚梁，混凝土浇筑锚碇，锚索按设计预应力进行张拉，最后按设计值进行锁定。

缆塔14施工施工中，将底面基础开挖完成后进行清理及放样工作，随后进行钢筋及预埋件安装，浇筑混凝土，通过塔吊由下向上逐节拼装缆塔14，至设计高度后安装横撑和斜撑。

缆塔14搭设完成后进行索鞍安装，将其布置于缆塔14顶横梁上方的滑道梁上，设置零时安装平台并将跑车34置于平台上固定。

在缆索3的安装过程中，将先导索从一侧河岸拉至另一侧河岸，再转向后回拉至原河岸，将先导索的两头分别接入两卷扬机，将待安装缆索3与先导索固定连接，通过驱动两台卷扬机，一牵一放进行替换，完成缆索3的跨岸安装。

在调节系统的搭建过程中，微调支架42设置在第二锚碇22上，并通过设置其内的锚索群进行拉紧固定；通过第一滑轮411与设置在承重索31上的连接件44铰接，通过第二滑轮412与设置在第二锚碇22上的第二传力梁222铰接；将第三卷扬机43固定在位于第二锚碇22上方的山体顶部，第三卷扬机43上的钢丝绳431从其卷筒底部放卷导出，并依次绕过导索轮423、第二滑轮412和第一滑轮411后与第二滑轮412固定连接。

在承重索31垂度的最终调节过程中，首先通过第三卷扬机43的收放卷进行第一次调节，再通过微调支架42上的导索轮423进行第二次调节；在第一次调节过程中，先将跑车34牵拉至缆索3的跨中位置，再驱动第三卷扬机43调整第一滑轮411与第二滑轮412之间的第一段钢丝绳431长度，进行承重索31的垂度调节；在第二次调节过程中，先驱动跑车34沿缆索3全跨运行一回合后牵拉停至靠近缆塔14位置，再通过驱动微调支架42拉动导索轮423与第三卷扬机43之间的第二端钢丝绳431，进行承重索31的垂度微调。

当跑车34与缆索3安装完成后，先启动第一卷扬机5使牵引索32刚好拉紧跑车34，设置临时卷扬机通过钢绳连接靠近跨中的跑车34，且刚好拉紧受力，通过定长连接索将两跑车34连接，解除靠近跨中跑车34的固定，启动临时卷扬机使跑车34钢绳拉紧，解除后跑车34固定，启动第一卷扬机5使两跑车34移至跨中移动，开始通过第三卷扬机43的收放卷进行第一次调节；完成所有承重索31的第一次调节后，使跑车34全跨来回运行一回合；再将跑车34牵引至缆塔14前，再进行二次调整，使所有承重索31垂直度一致，保持平齐，将相对误差控制在10cm内。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种缆索吊机系统，其特征在于，包括索台座、锚定座、缆索和调索系统，所述缆索搭设在所述索台座上并与所述锚定座相连；

所述索台座包括位于河道两岸的第一索鞍和第二索鞍，所述锚定座包括与所述索台座对应设置的第一锚碇和第二锚碇，所述第一索鞍和所述第二索鞍分别设置在预埋地基和缆塔上，且所述第一索鞍和所述第二索鞍的安装位置分别高于所述第一锚碇和所述第二锚碇；

所述缆索包括承重索、牵引索和起重索，所述承重索的两端分别与所述第一锚碇和所述第二锚碇相连，所述调索系统与所述承重索的一端对应设置，靠近所述缆塔设置有第一卷扬机和第二卷扬机，所述牵引索和所述起重索的一端分别与所述第一卷扬机和所述第二卷扬机相连；

所述调索系统包括牵拉轮组、微调支架和第三卷扬机，在所述微调支架上设置有导索轮，所述第三卷扬机上的钢丝绳通过所述导索轮与所述牵拉轮组相连；

所述牵拉轮组包括相对设置的第一滑轮和第二滑轮，所述第一滑轮和所述第二滑轮通过所述钢丝绳相连，且分别与所述承重索和所述第二锚碇连接，所述第三卷扬机位于所述第二锚碇上方，且与所述导索轮和所述第二滑轮呈三角位置布设；

所述微调支架包括固定座和设置其上的调节组件，所述调节组件包括竖直设置的支撑杆、液压缸和滑轨，在所述滑轨上设置有滑动支杆并与液压缸输出轴相连，所述支撑杆和所述滑动支杆分别与第一连杆和第二连杆的一端转动连接，所述第一连杆和所述第二连杆的另一端转动连接；

所述导索轮设置在所述第一连杆上，所述支撑杆、所述液压缸和所述滑轨依次沿水平方向设置，所述滑动支杆水平设置。

2.根据权利要求1所述的缆索吊机系统，其特征在于，所述液压缸输出轴与所述第二连杆和所述滑动支杆通过同一销轴转动连接，所述导索轮设置在所述第一连杆远离所述第二连杆的一侧。

3.根据权利要求1所述的缆索吊机系统，其特征在于，在所述第二锚碇上设置有第一传力梁和第二传力梁，所述承重索的一端与所述第一传力梁相连，所述第二滑轮与所述第二传力梁铰接，所述第一滑轮与设置在所述承重索上的连接件铰接。

4.根据权利要求3所述的缆索吊机系统，其特征在于，所述第二锚碇包括支撑平面和支撑斜面，在所述第二锚碇内对应所述支撑平面和所述支撑斜面分别设置有竖向锚索群和斜向锚索群；

所述第一传力梁和所述第二传力梁均与所述斜向锚索群的一端连接，所述微调支架设置在所述支撑平面上并与所述竖向锚索群的一端连接。

5.根据权利要求3所述的缆索吊机系统，其特征在于，所述承重索的一端通过调节滑车组与所述第一传力梁相连；

在所述缆索上设置有跑车，所述跑车沿所述缆索长度方向至少设置有两个。

6.一种缆索吊机系统的架设方法，其特征在于，采用上述权利要求1~5任一项所述的缆索吊机系统，包括以下步骤：

在河道两岸进行锚定座、预埋地基和缆塔的施工，并在两岸分别安装索台座；

在两岸索台座之间搭设承重索、牵引索和起重索，并通过设置在承重索一端的调节滑车组对其垂度进行初始调节；

在架设有缆塔的一侧搭建调索系统，解除跑车固定后通过调索系统对承重索进行最终调节；

在承重索垂度的最终调节过程中，首先通过第三卷扬机的收放卷进行第一次调节，在通过微调支架上的导索轮进行第二次调节；

在第一次调节过程中，先将跑车牵拉至缆索的跨中位置，再驱动第三卷扬机调整第一滑轮与第二滑轮之间的第一段钢丝绳长度，进行承重索的垂度调节；

在第二次调节过程中，先驱动跑车沿缆索全跨运行一回合后牵拉停至靠近缆塔位置，再通过驱动微调支架拉动导索轮与第三卷扬机之间的第二端钢丝绳，进行承重索的垂度微调。

7.根据权利要求6所述的缆索吊机系统的架设方法，其特征在于，在调节系统的搭建过程中，微调支架设置在第二锚碇上，并通过设置其内的锚索群进行拉紧固定；

通过第一滑轮与设置在承重索上的连接件铰接，通过第二滑轮与设置在第二锚碇上的第二传力梁铰接；

将第三卷扬机固定在位于第二锚碇上方的山体顶部，第三卷扬机上的钢丝绳从其卷筒底部放卷导出，并依次绕过导索轮、第二滑轮和第一滑轮后与第二滑轮固定连接。