CN116695586B - 一种可横移式大吨位无塔架缆索吊装系统及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及吊装系统技术领域，具体涉及一种可横移式大吨位无塔架缆索吊装系统及其施工方法,包括：滑块，包括依次连接的滑块前端、中间段和滑块后端；定位支架，安装于锚碇基坑内，对滑道钢板进行固定；精轧螺纹钢连接结构，连接滑块前端和滑块后端；横移系统，包括滑道和动力端；锚碇体混凝土结构，在锚碇基坑位置成型。本发明中提供一种大吨位、无塔架、可横移式的缆索吊装系统，采用锚碇体混凝土结构、滑块及横移系统一体化设计，纵桥向吊装服务范围从主桥扩大至两岸引桥，横桥向可完成左右两幅拱圈及上部结构吊装作业，节约了两座缆索吊塔成本，减少了引桥吊装设备的投入；实现平行施工作业，增加了工作面，既节约了工期，又降低了成本。

Description

一种可横移式大吨位无塔架缆索吊装系统及其施工方法

技术领域

本发明涉及吊装系统技术领域，具体涉及一种可横移式大吨位无塔架缆索吊装系统及其施工方法。

背景技术

西部山区地形高低起伏、峡谷纵横，相比于山区拱桥建设中的支架法、转体法，缆索吊装系统是受地形条件限制相对较少的一种施工工艺。

缆索吊装系统主要分为承重系统，包括承重绳、锚碇结构和索鞍等；起重系统，包括起重绳、起重滑轮组和起重卷扬机等；牵引系统，包括牵引绳、牵引滑轮组和牵引卷扬机等；以及其他设施，如跑车、支索器和索塔等。常规缆索吊装系统的吊扣索塔可采取索塔扣塔分离独立设置的方式，也可采取吊扣合一的形式，例如索塔扣塔铰接和索塔扣塔固接；传统的缆索吊装系统，索塔通常位于拱桥交界墩位置，只能服务主桥区域，无法覆盖引桥区域吊装作业，缆索吊装系统的施工受到索塔和扣塔的工期制约，成本较高，因此设计一种作业范围广、成本低的缆索吊装系统具有重要意义。

发明内容

本发明中提供了一种可横移式大吨位无塔架缆索吊装系统及其施工方法，从而有效解决背景技术中所指出的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种可横移式大吨位无塔架缆索吊装系统，包括：

滑块，包括依次连接的滑块前端、中间段和滑块后端，所述滑块前端和滑块后端分别自所述中间段两端向下引出，所述滑块前端对分别与承重索、牵引索和起重索对应的滑轮结构进行安装，且所述滑块对应配置有滑道及供所述滑道安装的滑道钢板；

定位支架，安装于锚碇基坑内，在安装所述滑道钢板时，对所述滑道钢板进行固定；

精轧螺纹钢连接结构，在所述滑块静止时，连接所述滑块前端和滑块后端；

横移系统，包括所述滑道和动力端，所述滑道对所述滑块沿横桥向的运动进行导向，所述滑块的运动在所述动力端的作用下进行，且在运动过程中解除与所述精轧螺纹钢连接结构的固定连接；

锚碇体混凝土结构，在所述锚碇基坑位置浇筑成型，对所述定位支架进行包覆，以及通过预埋的管体供所述精轧螺纹钢连接结构贯穿。

进一步地，还包括反压架，对所述滑块后端施加向下的反压力，供所述反压架安装的预埋结构被所述锚碇体混凝土结构包覆；

在所述滑块后端底部设置引出端，所述引出端提供水平的支撑面，所述支撑面与所述反压架贴合受压；

所述反压架包括纵向支撑架、压头和限翻导轨；

所述纵向支撑架上设置有张拉杆，所述张拉杆贯穿位于所述压头上的条形孔，所述条形孔的长度方向沿桥梁长度方向；

所述限翻导轨安装于所述纵向支撑架和压头之间，限制二者仅沿倾斜方向进行直线相对运动；

在所述压头顶部设置有与所述张拉杆连接的挤压结构，对所述压头进行挤压而获得对于所述滑块后端的反压力；

还包括限位结构，在所述压头相对于纵向支撑架斜向下运动时，对运动的极限位置进行限制。

进一步地，还包括倾斜支撑架，所述倾斜支撑架与所述纵向支撑架交叉设置，且在交叉位置连接，二者均与预埋结构连接；

所述限位结构安装于所述倾斜支撑架端部。

进一步地，还包括锚索，穿过所述锚碇体混凝土结构且锚固于山体岩层内，通过钻孔、放索、注浆、张拉及封锚而完成固定。

进一步地，所述滑道钢板水平或竖直设置。

进一步地，所述滑道对滑块前端、中间段、滑块后端进行滑动支撑。

一种如上所述的可横移式大吨位无塔架缆索吊装系统的施工方法，包括：

开挖两岸锚碇基坑；

在所述锚碇基坑内对所述定位支架、供所述精轧螺纹钢连接结构贯穿的管体、所述滑道钢板和滑道进行安装；

浇筑所述锚碇体混凝土结构；

混凝土凝固后，将所述滑块移动至相对于所述滑道的设定位置；

通过贯穿所述管体的精轧螺纹钢连接结构连接所述滑块前端和滑块后端。

进一步地，在所述锚碇基坑施工完成后，还包括：

在所述锚碇基坑内进行岩锚钻孔作业，以及，对供锚索贯穿的管体进行安装，所述管体与所述钻孔对应，所述锚碇体混凝土结构对所述管体进行包覆；

在所述混凝土达到设计规定强度以后，进行锚索张拉及封锚。

进一步地，在所述锚碇基坑内还对与反压架对应的预埋结构进行安装；

通过所述预埋结构对所述反压架进行固定。

通过本发明的技术方案，可实现以下技术效果：

本发明中提供了一种大吨位、无塔架、可横移式的缆索吊装系统，取消了吊塔设计，采用锚碇体混凝土结构、滑块及横移系统一体化设计；采用本发明中的新型缆索吊装系统，纵桥向吊装服务范围可从主桥扩大至两岸引桥，横桥向可完成左右两幅拱圈及上部结构吊装作业，节约了两座缆索吊塔成本，减少了引桥吊装设备的投入；实现了吊装系统、扣挂系统平行施工作业，增加了工作面，既节约了工期，又降低了成本。

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为可横移式大吨位无塔架缆索吊装系统的分解示意图；

图2为可横移式大吨位无塔架缆索吊装系统的结构示意图；

图3为可横移式大吨位无塔架缆索吊装系统的使用场景示意图；

图4为滑块的结构示意图；

图5为定位支架、锚索和锚碇体混凝土结构的组合示意图；

图6为滑块、精轧螺纹钢连接结构和锚碇体混凝土结构的组合示意图；

图7为可横移式大吨位无塔架缆索吊装系统的俯视图；

图8为可横移式大吨位无塔架缆索吊装系统的正视图；

图9为反压架的结构示意图；

图10反压架的分解示意图；

图11为可横移式大吨位无塔架缆索吊装系统的施工方法流程图；

图12为可横移式大吨位无塔架缆索吊装系统的施工方法优化流程图；

附图标记：1、滑块；101、滑块前端；102、中间段；103、滑块后端；2、滑轮结构；3、定位支架；4、反压架；410、纵向支撑架；411、张拉杆；420、压头；430、限翻导轨；5、锚碇体混凝土结构；6、精轧螺纹钢连接结构；7、预埋结构；8、锚索；9、滑道；

01、承重索；02、牵引索；03、起重索。

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。

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。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1~8所示，一种可横移式大吨位无塔架缆索吊装系统，包括：滑块1，包括依次连接的滑块前端101、中间段102和滑块后端103，滑块前端101和滑块后端103分别自中间段102两端向下引出，即，从侧向看三者之间形成内凹空间；滑块前端101对分别与承重索01、牵引索02和起重索03对应的滑轮结构2进行安装，且滑块1对应配置有滑道9及供滑道9安装的滑道钢板；定位支架3，安装于锚碇基坑内，在安装滑道钢板时，对滑道钢板进行固定；精轧螺纹钢连接结构6，在滑块1静止时，连接滑块前端101和滑块后端103；横移系统，包括滑道9和动力端，滑道9对滑块1沿横桥向的运动进行导向，滑块1的运动在动力端的作用下进行，且在运动过程中解除与精轧螺纹钢连接结构6的固定连接；锚碇体混凝土结构5，在锚碇基坑位置浇筑成型，对定位支架3进行包覆，以及通过预埋的管体供精轧螺纹钢连接结构6贯穿。

本发明中提供了一种大吨位、无塔架、可横移式的缆索吊装系统，取消了吊塔设计，采用锚碇体混凝土结构5、滑块1及横移系统一体化设计；采用本发明中新型缆索吊装系统，纵桥向吊装服务范围如图3所示，可从主桥扩大至两岸引桥，横桥向可完成左右两幅拱圈及上部结构吊装作业，节约了两座缆索吊塔成本，减少了引桥吊装设备的投入；实现了吊装系统、扣挂系统平行施工作业，增加了工作面，既节约了工期，又降低了成本。

在安装完毕后，滑块1包括沿滑道9横向移动的运动状态，以及定位于滑道9上设定工作位置的静止状态，通过上述状态的切换可实现工作位置的转变而实现左右两幅拱圈及上部结构吊装作业；精轧螺纹钢连接结构6实现滑块1的稳定定位，具体地，精轧螺纹钢连接结构6一方面通过与滑块前端101和滑块后端103的连接而保证滑块1的形状稳定性，同时通过贯穿锚碇体混凝土结构5而相对于锚碇体混凝土结构5对滑块1进行限制，其贯穿的位置则为锚碇体混凝土结构5位于上述由滑块前端101、中间段102和滑块后端103所形成的内凹空间内的部分。

为了提升缆索吊装系统的使用安全性，作为上述实施例的优选，可横移式大吨位无塔架缆索吊装系统还包括反压架4，对滑块1的滑块后端103施加向下的反压力，供反压架4安装的预埋结构7被锚碇体混凝土结构5包覆；通过反压架4的使用，在锚碇体混凝土结构5前端对于滑块1的固定部位失效无法继续受力时，反压架4可作为整个系统抗倾覆的应急装置。

反压架4可与滑块1对应安装，此种方式下二者同步移动，或者，反压架4与滑块1的工作位置对应安装，此种方式下在滑块1的不同工作位置均对应设置反压架4。定位支架3、滑道钢板和反压架预埋结构的安装范围均需覆盖滑块1的移动范围，从而保证滑块1和反压架4的安装需求；为了使得反压架4更好的对滑块后端103进行施压，在滑块后端103底部设置引出端，引出端提供水平的支撑面，支撑面与反压架4贴合受压，这对于安全性的提升是有帮助的，反压架4的压力需要在设定范围内的。

作为反压架4的一种结构优方式，如图9和10所示，反压架4包括纵向支撑架410、压头420和限翻导轨430；纵向支撑架410上设置有张拉杆411，张拉杆411贯穿位于压头420上的条形孔，条形孔的长度方向沿桥梁长度方向；限翻导轨430安装于纵向支撑架410和压头420之间，限制二者仅沿倾斜方向进行直线相对运动；在压头420顶部设置有与张拉杆411连接的挤压结构，对压头420进行挤压而获得对于滑块后端103的反压力；还包括限位结构，在压头420相对于纵向支撑架410斜向下运动时，对运动的极限位置进行限制。

在反压架4的使用过程中，上述分体的形式对其加工及安装均是有益的；具体地，在安装过程中可首先进行滑块1与纵向支撑架410的同步安装，从而提高施工的效率；随后可进行限翻导轨430的安装，如图9和10所示的一种具体方式，限翻导轨430包括两部分，一部分安装于纵向支撑架410上形成滑槽结构，另一部分安装于压头420上形成滑块结构，在相对于纵向支撑架410进行压头420的安装时，实现滑块结构和滑槽结构的配合安装即可，安装完成后限翻导轨430可避免压头420相对于纵向支撑架410的倾翻，而限制二者仅沿直线相对滑动；当然，在上述实施方式中，滑块结构和滑槽结构可替换安装位置。

压头420可依靠重力的下落而自然的搭设于滑块1的被挤压位置，随后可进行挤压结构的安装，挤压结构可通过相对于张拉杆411的竖直运动对压头420进行挤压，例如螺母类结构的使用，使得压头420与滑块1之间获得合适的反压力，保证压头420和纵向支撑架410之间稳定的位置关系；其中，限位结构的使用要求为不能影响上述挤压目的的实现，同时又需要在压头420并不获得滑块1支撑时，避免压头420的掉落。

作为进一步提升反压架4稳定性的优化方式，反压架4还包括倾斜支撑架，倾斜支撑架与纵向支撑架410交叉设置，且在交叉位置连接，二者均与预埋结构7连接；限位结构安装于倾斜支撑架端部。

在实施过程中，为了使得压头420获得更好的挤压位置，往往会在其相对于滑块1安装到位时，相对于纵向支撑架410向外突出，而与滑块1更好的配合；而当滑块1的支撑作用解除后，向外突出的程度会更加明显，使得整个反压架4形成近似于倒L型的结构，此种情况下，若限位结构与纵向支撑架410连接，往往会使得压头420通过限位结构对纵向支撑架410的一侧施力，这可能会使得纵向支撑架410产生向靠近滑块1一侧倾翻的趋势，而在工作过程中，又可能会产生向远离滑块1一侧倾翻的趋势；为了避免上述问题，反压架4还包括倾斜支撑架，倾斜支撑架与纵向支撑架410交叉设置，且在交叉位置连接，二者均与预埋结构7连接；限位结构安装于倾斜支撑架端部，具体可通过焊接或者连接件连接等方式，通过此种倾斜支撑架的设置，会有效的对上述两种倾翻的趋势进行阻止。

在压头420对滑块1挤压而受到来自于滑块1反作用力的情况下，倾斜支撑架通过交叉位置对纵向支撑架410进行支撑，通过顶推纵向支撑架410而防止其向远离滑块1一侧倾翻；而在压头420对限位结构挤压的情况下，倾斜支撑架端部受力，在交叉位置受到纵向支撑架410的支撑，可保证稳定性。限位结构的形式并不做具体限定，能够实现对压头420的支撑即可。

作为上述实施例的优选，可横移式大吨位无塔架缆索吊装系统还包括锚索8，穿过锚碇体混凝土结构5且锚固于山体岩层内，通过钻孔、放索、注浆、张拉及封锚而完成固定。锚索8设置有至少两层，至少一层锚索8与锚碇体混凝土结构5朝向滑块前端101的侧壁连接，至少一层锚索8与锚碇体混凝土结构5位于滑块前端101底部，且朝向桥体长度方向侧壁连接。

在上述实施例中，滑道钢板水平或竖直设置均可，那么对应的滑道9的支撑面也可朝向顶部或侧方向，即滑道9可以对滑块1的水平侧壁滑动支撑，也可对滑块1的竖直侧壁滑动支撑。

针对滑道9的安装位置，共布置3条，分别对滑块前端101、中间段102和滑块后端103进行滑动支撑；动力端可采用千斤顶，拉住滑块1在滑道9上滑行。

一种如上所述的可横移式大吨位无塔架缆索吊装系统的施工方法，如图11所示，包括：

S01：开挖两岸锚碇基坑；

S02：在锚碇基坑内对定位支架3、供精轧螺纹钢连接结构6贯穿的管体、滑道钢板和滑道9进行安装；

S03：浇筑锚碇体混凝土结构5；

S04：混凝土凝固后，将滑块1移动至相对于滑道9的设定位置；

S05：通过贯穿管体的精轧螺纹钢连接结构6连接滑块前端101和滑块后端103。

在完成前述锚碇系统施工及滑块系统安装后，利用导引索固定承重索01，绕过滑块1上的滑轮结构2，牵引向前跨过峡谷，完成承重索01安装，然后进行牵引索02走线及跑车安装，最后进行起重索03安装，所有牵索安装作业采用卷扬机作为动力系统。

作为上述施工方式的进一步优化方式，如上述所述的可横移式大吨位无塔架缆索吊装系统的施工方法，在锚碇基坑施工完成后，还包括：在锚碇基坑内进行岩锚钻孔作业，以及，对供锚索8贯穿的管体进行安装，管体与钻孔对应，锚碇体混凝土结构5对管体进行包覆；在混凝土达到设计规定强度以后，进行锚索8张拉及封锚，具体如图12所示，步骤如下：

A01：开挖两岸锚碇基坑；

A02：在锚碇基坑内对定位支架3、供精轧螺纹钢连接结构6贯穿的管体、滑道钢板和滑道9进行安装；在锚碇基坑内进行岩锚钻孔作业，以及，对供锚索8贯穿的管体进行安装，管体与钻孔对应,锚碇体混凝土结构5对管体进行包覆；

A03：浇筑锚碇体混凝土结构5，在混凝土达到设计规定强度以后，进行锚索8张拉及封锚；此处所指的“设计规定强度”需满足国家标准《建筑混凝土设计规范》（GB50010-2010）的要求，具体为不低于混凝土设计强度的75%；以采用C30混凝土为例，C30混凝土的设计强度为30MPa，因此本发明中，至少要在C30混凝土强度达到30MPa的75％时，才可进行锚索8张拉及封锚；

A04：混凝土浇筑后，将滑块1移动至相对于滑道9的设定位置；

A05：通过贯穿管体的精轧螺纹钢连接结构6连接滑块前端101和滑块后端103。

作为上述实施例的优选，在锚碇基坑内还对与反压架4对应的预埋结构7进行安装；通过预埋结构7对反压架4进行固定，从而可实现与上述实施例相同的技术目的，此处不再赘述。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。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 (8)

1.一种可横移式大吨位无塔架缆索吊装系统，其特征在于，包括：

滑块，包括依次连接的滑块前端、中间段和滑块后端，所述滑块前端和滑块后端分别自所述中间段两端向下引出，所述滑块前端对分别与承重索、牵引索和起重索对应的滑轮结构进行安装，且所述滑块对应配置有滑道及供所述滑道安装的滑道钢板；

定位支架，安装于锚碇基坑内，在安装所述滑道钢板时，对所述滑道钢板进行固定；

精轧螺纹钢连接结构，在所述滑块静止时，连接所述滑块前端和滑块后端；

横移系统，包括所述滑道和动力端，所述滑道对所述滑块沿横桥向的运动进行导向，所述滑块的运动在所述动力端的作用下进行，且在运动过程中解除与所述精轧螺纹钢连接结构的固定连接；

锚碇体混凝土结构，在所述锚碇基坑位置浇筑成型，对所述定位支架进行包覆，以及通过预埋的管体供所述精轧螺纹钢连接结构贯穿；

还包括反压架，对所述滑块后端施加向下的反压力，供所述反压架安装的预埋结构被所述锚碇体混凝土结构包覆；

在所述滑块后端底部设置引出端，所述引出端提供水平的支撑面，所述支撑面与所述反压架贴合受压；

所述反压架包括纵向支撑架、压头和限翻导轨；

所述纵向支撑架上设置有张拉杆，所述张拉杆贯穿位于所述压头上的条形孔，所述条形孔的长度方向沿桥梁长度方向；

所述限翻导轨安装于所述纵向支撑架和压头之间，限制二者仅沿倾斜方向进行直线相对运动；

在所述压头顶部设置有与所述张拉杆连接的挤压结构，对所述压头进行挤压而获得对于所述滑块后端的反压力；

还包括限位结构，在所述压头相对于纵向支撑架斜向下运动时，对运动的极限位置进行限制。

2.根据权利要求1所述的可横移式大吨位无塔架缆索吊装系统，其特征在于，还包括倾斜支撑架，所述倾斜支撑架与所述纵向支撑架交叉设置，且在交叉位置连接，二者均与预埋结构连接；

所述限位结构安装于所述倾斜支撑架端部。

3.根据权利要求1~2任一项所述的可横移式大吨位无塔架缆索吊装系统，其特征在于，还包括锚索，穿过所述锚碇体混凝土结构且锚固于山体岩层内，通过钻孔、放索、注浆、张拉及封锚而完成固定。

4.根据权利要求1所述的可横移式大吨位无塔架缆索吊装系统，其特征在于，所述滑道钢板水平或竖直设置。

5.根据权利要求1所述的可横移式大吨位无塔架缆索吊装系统，其特征在于，所述滑道对滑块前端、中间段、滑块后端进行滑动支撑。

6.一种如权利要求1所述的可横移式大吨位无塔架缆索吊装系统的施工方法，其特征在于，包括：

开挖两岸锚碇基坑；

在所述锚碇基坑内对所述定位支架、供所述精轧螺纹钢连接结构贯穿的管体、所述滑道钢板和滑道进行安装；

浇筑所述锚碇体混凝土结构；

混凝土凝固后，将所述滑块移动至相对于所述滑道的设定位置；

通过贯穿所述管体的精轧螺纹钢连接结构连接所述滑块前端和滑块后端。

7.根据权利要求6所述的可横移式大吨位无塔架缆索吊装系统的施工方法，其特征在于，在所述锚碇基坑施工完成后，还包括：

在所述锚碇基坑内进行岩锚钻孔作业，以及，对供锚索贯穿的管体进行安装，所述管体与所述钻孔对应，所述锚碇体混凝土结构对所述管体进行包覆；

在所述混凝土达到设计规定强度以后，进行锚索张拉及封锚。

8.根据权利要求6所述的可横移式大吨位无塔架缆索吊装系统的施工方法，其特征在于，在所述锚碇基坑内还对与反压架对应的预埋结构进行安装；

通过所述预埋结构对所述反压架进行固定。