CN117904979B - 一种斜拉桥钢索高空悬运输装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种斜拉桥钢索高空悬运输装置，涉及桥梁施工技术领域。包括控制器和固定在塔顶顶端的支撑架，所述支撑架两侧端部均设置有水平移动组件，水平移动组件包括若干根横向支撑杆，横向支撑杆的杆体上设置有至少一个纵向移动组件；纵向移动组件能够在横向支撑杆杆体上进行纵向移动；支撑架顶端通过连接杆活动连接滚盘，支撑架顶端还设置有支撑滑轮；本发明设置有驱动机构、两个水平移动组件及若干个纵向移动组件，通过驱动机构带动两侧拉绳的同步收卷，从而实现对两侧拉索进行运输，适用于相对承重塔进行两侧同时施工的桥体，使钢索在同一时间段内进行同步安装，减少了拉索的安装周期，提高了建设速度。

Description

一种斜拉桥钢索高空悬运输装置

技术领域

本发明涉及桥梁施工技术领域，具体为一种斜拉桥钢索高空悬运输装置。

背景技术

斜拉桥是将主梁用斜拉索直接拉在塔索上的一种桥梁，是由承压的塔、受拉的索和承弯的梁体组合起来的一种结构体系。

中国发明专利，公开号“CN 108149928 A”公开了一种斜拉索的塔端安装方法，以斜拉索在塔端的安装位置为基准，通过提升装置自身包括的旋转部件，适应性根据施工工序要求进行旋转调整，其旋转过程简单，简化了整体的施工设备以及施工工序。

中国发明专利，公开号“CN 105442458 A”公开了一种特殊施工环境下斜拉桥异形塔柱的斜拉索挂设安装方法。此套吊装系统占用高度小，可以进行斜向吊装，有效的解决了常规塔吊、塔顶吊架占用高度大，仅能进行竖向提升的问题，保证了塔柱异形情况下斜拉索吊装的施工安全。

上述方案解决了其背景技术中提出的技术问题。但是，上述技术方案及现有拉索的高空运输及安装技术至少存在下列缺陷：

1、由于斜拉桥相对承重塔一般是对称施工，当一段桥面施工完成后可以进行双向拉索安装，而现有技术中，单次只能对单侧的一根拉索进行运输及安装，拉索的安装周期长，从而降低了建设速度；

2、拉索锚头与对接头的安装过程中，人工参与的程度较高，需要大量人力参与拉索锚头与对接头的组装，从而导致人力消耗较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种斜拉桥钢索高空悬运输装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种斜拉桥钢索高空悬运输装置，包括控制器和固定在塔顶顶端的支撑架，所述支撑架两侧端部均设置有水平移动组件，水平移动组件包括若干根横向支撑杆，横向支撑杆的杆体上设置有至少一个纵向移动组件；

纵向移动组件能够在横向支撑杆杆体上进行纵向移动；

支撑架顶端通过连接杆活动连接滚盘，支撑架顶端还设置有支撑滑轮；

塔顶的顶端设置有对一对拉绳进行升降的驱动机构，驱动机构包括安装板和绕绳绞盘，拉绳一侧绕接在绕绳绞盘上，拉绳另一侧绳体与滚盘的侧面抵压后穿过纵向移动组件；

通过驱动机构带动一对拉绳进行同步升降，实现对两侧拉索进行同时运输，减少了拉索的安装周期；

拉绳的端部设置有悬挂组件，悬挂组件包括调节绳和竖绳，调节绳和竖绳的端部通过挂钩分别与固定在锚头及固定在中部拉索上的拽拉器连接；

通过悬挂组件对锚头的仰角进行调节，方便锚头插入对接头。

更进一步的，所述驱动机构还包括电机、滚轴和两个转轴，转轴对称设置在安装板的顶部；

电机的输出端与滚轴的端部相固定；

转轴的轴体固定有蜗轮，滚轴的轴体上形成有螺旋方向相反蜗杆，蜗轮和蜗杆相啮合。

更进一步的，一侧所述纵向移动组件设置有一个；

所述转轴包括一个侧轴和一个中部轴；

侧轴和中部轴相对侧均固定有若干个齿条，侧轴和中部轴之间插接有拨盘，拨盘通孔内壁开设有若干个与齿条相适配的卡槽；

安装板顶端固定多个支撑块和两组推动部；

支撑块分布在中部轴的两侧，并与中部轴滚动连接；

每组所述推动部包括第二单头液压缸和叉板，叉板固定在第二单头液压缸伸缩端的端部；

叉板顶部与拨盘相适配。

更进一步的，一侧所述纵向移动组件和绕绳绞盘均设置有两个；

所述转轴包括两个侧轴和一个中部轴；

侧轴和中部轴相对侧均固定有若干个齿条，侧轴和中部轴之间插接有拨盘，拨盘通孔内壁开设有若干个与齿条相适配的卡槽；

安装板顶端固定多个支撑块和两组推动部；

支撑块分布在中部轴的两侧，并与中部轴滚动连接；

每组所述推动部包括双头液压缸和两个叉板，两个叉板分别固定在双头液压缸伸缩端的端部；

叉板顶部与拨盘相适配。

更进一步的，所述水平移动组件还包括两个桁架，每个桁架架体上均设置有电动牵引小车，横向支撑杆两端分别与两个电动牵引小车相固定。

更进一步的，所述纵向移动组件包括第一单头液压缸、框板和两个横向轴；

第一单头液压缸两端分别与框板和电动牵引小车相固定；

两个横向轴的轴体上均活动连接有多个行走轮，横向支撑杆位于两个竖向的行走轮之间；

框板的顶端左侧和正面分别设置有第一滑轮和第三滑轮。

更进一步的，所述框板的顶端右侧和底端左侧分别固定有第二滑轮和第四滑轮。

更进一步的，所述悬挂组件还包括顶部架和底部架；

顶部架和底部架四角之间固定有竖向杆，底部架顶端固定有电动绞盘，调节绳绕接在电动绞盘上，调节绳活动贯穿底部架顶部的活动槽；

通过电动绞盘拉动调节绳来调节锚头的仰角。

更进一步的，所述纵向移动组件底端固定有测距传感器，测距传感器对纵向移动组件与悬挂组件之间的距离进行测量。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

该斜拉桥钢索高空悬运输装置，设置有驱动机构、两个水平移动组件及若干个纵向移动组件，通过驱动机构带动两侧拉绳的同步收卷，从而实现对两侧拉索进行运输，适用于相对承重塔进行两侧同时施工的桥体，使钢索在同一时间段内进行同步安装，减少了拉索的安装周期，提高了建设速度。

另外，对驱动机构中的双头液压缸的控制带动相应位置拨盘进行移动，实现双侧拉绳的同步提升，可以根据需要（人力不足、施工不同等因素）分别对两侧分布的四个拉绳的单个绳体进行提升，实现对拉索分别进行竖向运输及安装，进而使得该装置的实用性更强。

同时，除了驱动机构、两个水平移动组件及若干个纵向移动组件外，还设置有悬挂组件，使用时，将调节绳和竖绳的端部通过挂钩分别与固定在锚头及固定在中部拉索上的拽拉器连接，通过驱动机构实现对拉绳及拉索的提升，通过第一单头液压缸，实现纵向移动组件带动拉绳及拉索向两侧移动，使锚头的中轴线与对接头的中轴线重合，最后通过电动牵引小车和电机的相互配合，实现锚头沿着对接头的中轴线进行移动，直至锚头插入对接头，从而有效的减少现有技术中的人工参与量，节约了人力。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明第一轴视图；

图3为本发明第二轴视图；

图4为本发明纵向移动组件和水平移动组件的细节图；

图5为本发明驱动机构的轴视；

图6为本发明驱动机构的半剖图；

图7为本发明悬挂组件的细节图；

图8为本发明仰视图；

图9为本发明锚头与对接头对接示意图。

图中：1、塔顶；101、对接头；2、支撑架；3、水平移动组件；301、桁架；302、电动牵引小车；303、横向支撑杆；4、纵向移动组件；401、框板；402、行走轮；403、第一滑轮；404、第二滑轮；405、第三滑轮；406、第四滑轮；407、第一单头液压缸；5、驱动机构；501、安装板；502、转轴；503、绕绳绞盘；504、滚轴；505、蜗杆；506、蜗轮；507、双头液压缸；508、拨盘；509、叉板；510、齿条；511、支撑块；512、中部轴；6、悬挂组件；601、顶部架；602、底部架；603、调节绳；604、电动绞盘；7、连接杆；8、滚盘；9、支撑滑轮；10、拉绳；111、中部拉索；112、锚头；113、拽拉器；12、测距传感器。

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图8所示，本发明提供一种技术方案：一种斜拉桥钢索高空悬运输装置，包括控制器和固定在塔顶1顶端的支撑架2，由于斜拉桥一般是对称施工，为保持承重塔受力均匀，钢索在同一时间段内进行同步安装，在本方案中，支撑架2两侧端部均设置有水平移动组件3，其中，水平移动组件3包括若干根横向支撑杆303，本方案中，横向支撑杆303的数量根据拉索的重量由工程师进行计算设定，不少于三根，其以水平方式等距排布，横向支撑杆303的杆体上设置有至少一个纵向移动组件4。

需要知道的是，纵向移动组件4能够在横向支撑杆303杆体上进行纵向移动，支撑架2顶端通过连接杆7活动连接滚盘8，在支撑架2顶端还设置有支撑滑轮9，本方案中，连接杆7与支撑架2相固定，滚盘8与连接杆7活动连接，这样的设置目的是保证拉绳10在拉动拉索时处于绷直状态，减少拉绳10受到的摩擦力，在降低动力消耗的同时提高拉绳10的使用寿命，在塔顶1的顶端设置有对拉绳10进行升降的驱动机构5，在拉绳10的端部设置有悬挂组件6，其中，悬挂组件6包括调节绳603和竖绳，调节绳603和竖绳的端部通过挂钩分别与固定在锚头112及固定在中部拉索111上的拽拉器113连接。

如图3、图5和图6所示，其中，驱动机构5包括与塔顶1顶端相固定的安装板501，安装板501的顶部设置绕绳绞盘503，拉绳10一侧绕接在绕绳绞盘503上，拉绳10另一侧绳体与滚盘8的侧面抵压后穿过纵向移动组件4，另外，驱动机构5还包括电机、滚轴504和两个转轴502，转轴502对称设置在安装板501的顶部，电机与安装板501相固定，其输出端与滚轴504的端部相固定，电机优选为速度可控、位置精度较高的伺服电机，电机与控制器电性连接，转轴502的轴体固定有蜗轮506，滚轴504的轴体上形成有螺旋方向相反蜗杆505，并且蜗轮506和蜗杆505相啮合，具体的，控制器控制电机启动时，电机带动滚轴504进行转动，两个螺纹方向相反的蜗杆505分别带动与其适配的蜗轮506进行转动，从而带动绕绳绞盘503进行相反方向转动，实现对两侧的拉绳10的绕卷，进而实现拉绳10的同步升降。

在本方案的一个实施例中，一侧设置一个纵向移动组件4，此时纵向移动组件4可以设置在横向支撑杆303的中部，从而对相应侧的拉索进行运输，该种方式可以应用于承重塔两侧桥体段施工不同步或者拉索安装人力较少的情形，也可以应用于拉索呈单排形式安装在桥面的中部的安装（布置）方式。

如图5和图6所示，其中，转轴502包括一个侧轴和一个中部轴512，在侧轴和中部轴512相对侧均固定有若干个等距设置的齿条510，侧轴和中部轴512之间插接有拨盘508，在拨盘508通孔内壁开设有若干个与齿条510相适配的卡槽，安装板501顶端固定四个支撑块511和两组推动部，两个支撑块511分布在中部轴512的两侧，并与中部轴512滚动连接，从而对中部轴512进行支撑，每组推动部包括一个第二单头液压缸和叉板509，第二单头液压缸和叉板509位于中部轴512的正下方，叉板509固定在第二单头液压缸伸缩端的端部，叉板509顶部与拨盘508相适配。

具体的，当进行一侧拉绳10收卷，实现单侧拉索提升，控制器控制相对侧的第二单头液压杆伸长，第二单头液压杆伸长时通过叉板509推动拨盘508，直至将拨盘508移动到相对侧的侧轴上，从而使侧轴和中部轴512分离，这样，该中部轴512上的蜗轮506在蜗杆505的带动下可以进行转动，但是不会将动力传送给绕绳绞盘503，最后通过控制器控制电机启动，电机带动滚轴504进行转动，通过传动实现蜗轮506的转动，从而带动绕绳绞盘503进行转动，实现拉绳10的绕卷，进而实现拉绳10对相应侧的拉索的高空运输。

在本方案的另一个实施例中，如图3-图5所示，一侧的纵向移动组件4和绕绳绞盘503均设置有两个，该种分布方式可以应用于拉索呈双排形式安装在桥面的两侧的安装（布置）方式，此时纵向移动组件4可以设置在横向支撑杆303的两侧，从而对相应侧的拉索进行运输，该种方式可以应用于承重塔两侧桥体段施工同步或者拉索安装人力充足的情形，当然也可以应用于承重塔两侧桥体段施工不同步而导致两侧拉索安装不同步或者拉索安装人力较少的情形。

具体的，转轴502包括两个侧轴和一个中部轴512，侧轴和中部轴512相对侧均固定有若干个齿条510，侧轴和中部轴512之间插接有拨盘508，拨盘508通孔内壁开设有若干个与齿条510相适配的卡槽，安装板501顶端固定四个支撑块511和两组推动部，支撑块511分布在中部轴512的两侧，并与中部轴512滚动连接，从而对中部轴512进行支撑，每组推动部包括双头液压缸507和两个叉板509，双头液压缸507可以为两个单向液压缸进行尾对尾固定而成，通过各自的阀门控制其伸缩杆进行同步或者异步伸缩，也可以通过厂家定制实现上述伸缩功能，两个叉板509分别固定在双头液压缸507伸缩端的端部，叉板509顶部与拨盘508相适配。

其具体工作原理上文已进行阐述，不再进行赘述。

需要明白的是，通过双头液压缸507带动拨盘508的两侧移动，可以实现双侧拉绳10的同步上升，也可以根据需要（人力不足、施工进度不同等因素）分别对两侧分布的四个拉绳10的单个绳体进行提升，实现对拉索的分别安装，进而使得该装置的实用性更强。

如图3和图4所示，水平移动组件3还包括两个桁架301，桁架301与支撑架2之间为可拆卸式固定，每个桁架301架体上均设置有电动牵引小车302，横向支撑杆303两端分别与两个电动牵引小车302相固定，电动牵引小车302与控制器电性连接，即控制器能够控制电动牵引小车302进行设定距离移动。

如图4所示，纵向移动组件4包括第一单头液压缸407、框板401和两个横向轴，能知道的是，第一单头液压缸407两端分别与框板401和电动牵引小车302相固定，通过控制器控制第一单头液压缸407伸缩实现对框板401的移动，从而实现拉绳10带动拉索沿着桥面进行纵向移动，将锚头112移动到对接头101底部，两个横向轴的轴体上均活动连接有多个行走轮402，横向支撑杆303位于两个竖向的行走轮402之间，这样的设置可以减少纵向移动组件4移动时摩擦力，减少系统动力消耗的同时提高了该装置的稳定性，为对拉绳10进行支撑，在框板401的顶端左侧和正面分别设置有第一滑轮403和第三滑轮405，为使拉绳10处于竖直状态，及减少在对纵向移动组件4进行移动时拉绳10受到晃动，在框板401的顶端右侧和底端左侧分别固定有第二滑轮404和第四滑轮406。

具体的，拉绳10穿过第二滑轮404和第一滑轮403后再穿过第三滑轮405和第四滑轮406，能理解的是，此时，安装后的拉绳10的竖直段位于第四滑轮406的右侧，还需要知道的是，在本装置中，第二滑轮404与拉绳10的绳体产生挤压力（与张紧轮原理相同），从而提高拉绳10的稳定性。

如图7所示，悬挂组件6还包括顶部架601和底部架602，为保证顶部架601和底部架602之间的连接稳定性，在顶部架601和底部架602四角之间均固定有竖向杆，在底部架602顶端固定有电动绞盘604，调节绳603绕接在电动绞盘604上，调节绳603活动贯穿底部架602顶部的活动槽，这样，可以通过电动绞盘604拉动调节绳603来调节锚头112的仰角。

对于本方案的补充，使用时，将调节绳603和竖绳的端部通过挂钩分别与固定在锚头112及固定在中部拉索111上的拽拉器113连接，控制器控制电机启动，实现对拉绳10及拉索的提升，控制器控制第一单头液压缸407收缩，实现纵向移动组件4带动拉绳10及拉索向两侧移动，当中部拉索111和锚头112移动到对接头101的正下方时，提拉拉绳10及调节绳603，使锚头112的中轴线与对接头101的中轴线重合，最后启动电动牵引小车302和电机，电动牵引小车302带动拉绳10及锚头112朝向对接头101移动，电机带动拉绳10及锚头112向上移动，从而实现锚头112沿着对接头101的中轴线进行移动，直至锚头112插入对接头101，在此过程中需要通过人工进行辅助，如观察锚头112的位置及角度，但是，该装置的人力消耗相对于现有技术中的人工参与量得到有效的减少。

为在减少微调次数同时提高该装置的智能性、便捷性和可操作性，在纵向移动组件4底端固定有测距传感器12，测距传感器12可以选用为超声波测距传感器或者激光测距传感器，能够理解的是，测距传感器12对纵向移动组件4与悬挂组件6之间的距离进行测量，即对对接过程中拉绳10的竖向移动量进行测定，如图9所示，假设电动牵引小车302带动锚头112横向的移动速度为B每秒，对接头101与塔顶1形成的角度为A，计算得出拉绳10的竖向移动速度为B/tanA每秒，能理解的是，由于拉绳10在绕绳绞盘503产生堆叠，使得恒定的电机转动速度不易对拉绳10的竖向移动量进行精确控制，本方案中，通过对拉绳10的竖向移动量进行测量，经相关计算实现控制器控制电机的转动速度，实现对拉绳10的竖向移动速度的控制，使拉绳10的竖向移动速度适应锚头112横向的移动速度，完成快速对接，减少了人力。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附实施例及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种斜拉桥钢索高空悬运输装置，包括控制器和固定在塔顶（1）顶端的支撑架（2），其特征在于：所述支撑架（2）两侧端部均设置有水平移动组件（3），水平移动组件（3）包括若干根横向支撑杆（303），横向支撑杆（303）的杆体上设置有至少一个纵向移动组件（4）；

纵向移动组件（4）能够在横向支撑杆（303）杆体上进行纵向移动；

支撑架（2）顶端通过连接杆（7）活动连接滚盘（8），支撑架（2）顶端还设置有支撑滑轮（9）；

塔顶（1）的顶端设置有对拉绳（10）进行升降的驱动机构（5），驱动机构（5）包括安装板（501）和绕绳绞盘（503），每根拉绳（10）一侧绕接在绕绳绞盘（503）上，拉绳（10）另一侧绳体与滚盘（8）的侧面抵压后穿过纵向移动组件（4）；

通过驱动机构（5）带动一对拉绳（10）进行同步升降，实现对两侧拉索进行同时运输；

拉绳（10）的端部设置有悬挂组件（6），悬挂组件（6）包括调节绳（603）和竖绳，调节绳（603）和竖绳的端部通过挂钩分别与固定在锚头（112）及固定在中部拉索（111）上的拽拉器（113）连接；

通过悬挂组件（6）对锚头（112）的仰角进行调节，方便锚头（112）插入对接头（101）;

所述驱动机构（5）还包括电机、滚轴（504）和两个转轴（502），两个转轴（502）对称设置在安装板（501）的顶部；

电机的输出端与滚轴（504）的端部相固定；

转轴（502）的轴体固定有蜗轮（506），滚轴（504）的轴体上形成有螺旋方向相反蜗杆（505），蜗轮（506）和蜗杆（505）相啮合;

一侧所述纵向移动组件（4）和绕绳绞盘（503）均设置有两个；

所述转轴（502）包括两个侧轴和一个中部轴（512）；

侧轴和中部轴（512）相对侧均固定有若干个齿条（510），侧轴和中部轴（512）之间插接有拨盘（508），拨盘（508）通孔内壁开设有若干个与齿条（510）相适配的卡槽；

安装板（501）顶端固定多个支撑块（511）和两组推动部；

支撑块（511）分布在中部轴（512）的两侧，并与中部轴（512）滚动连接；

每组所述推动部包括双头液压缸（507）和两个叉板（509），两个叉板（509）分别固定在双头液压缸（507）伸缩端的端部；

叉板（509）顶部与拨盘（508）相适配。

2.根据权利要求1所述的一种斜拉桥钢索高空悬运输装置，其特征在于：一侧所述纵向移动组件（4）设置有一个；

所述转轴（502）包括一个侧轴和一个中部轴（512）；

侧轴和中部轴（512）相对侧均固定有若干个齿条（510），侧轴和中部轴（512）之间插接有拨盘（508），拨盘（508）通孔内壁开设有若干个与齿条（510）相适配的卡槽；

安装板（501）顶端固定多个支撑块（511）和两组推动部；

支撑块（511）分布在中部轴（512）的两侧，并与中部轴（512）滚动连接；

每组所述推动部包括第二单头液压缸和叉板（509），叉板（509）固定在第二单头液压缸伸缩端的端部；

叉板（509）顶部与拨盘（508）相适配。

3.根据权利要求1所述的一种斜拉桥钢索高空悬运输装置，其特征在于：所述水平移动组件（3）还包括两个桁架（301），每个桁架（301）架体上均设置有电动牵引小车（302），横向支撑杆（303）两端分别与两个电动牵引小车（302）相固定。

4.根据权利要求3所述的一种斜拉桥钢索高空悬运输装置，其特征在于：所述纵向移动组件（4）包括第一单头液压缸（407）、框板（401）和两个横向轴；

第一单头液压缸（407）两端分别与框板（401）和电动牵引小车（302）相固定；

两个横向轴的轴体上均活动连接有多个行走轮（402），横向支撑杆（303）位于两个竖向的行走轮（402）之间；

框板（401）的顶端左侧和正面分别设置有第一滑轮（403）和第三滑轮（405）。

5.根据权利要求4所述的一种斜拉桥钢索高空悬运输装置，其特征在于：所述框板（401）的顶端右侧和底端左侧分别固定有第二滑轮（404）和第四滑轮（406）。

6.根据权利要求1所述的一种斜拉桥钢索高空悬运输装置，其特征在于：所述悬挂组件（6）还包括顶部架（601）和底部架（602）；

顶部架（601）和底部架（602）四角之间固定有竖向杆，底部架（602）顶端固定有电动绞盘（604），调节绳（603）绕接在电动绞盘（604）上，调节绳（603）活动贯穿底部架（602）顶部的活动槽；

通过电动绞盘（604）拉动调节绳（603）来调节锚头（112）的仰角。

7.根据权利要求1所述的一种斜拉桥钢索高空悬运输装置，其特征在于：所述纵向移动组件（4）底端固定有测距传感器（12），测距传感器（12）对纵向移动组件（4）与悬挂组件（6）之间的距离进行测量。