CN117988243B - 一种悬索桥上构多功能高效牵引系统及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种悬索桥上构多功能高效牵引系统及其施工方法，属于悬索桥施工牵引设备技术领域，具体通过双筒卷扬机出线端的钢丝绳经过A岸转向装置的第一转向轮、A岸索塔顶过线工装的一滑轮槽、B岸索塔顶过线工装的一滑轮槽、B岸转向装置、容绳收紧卷扬机、B岸索塔顶过线工装的另一滑轮槽、A岸索塔顶过线工装的另一滑轮槽、A岸转向装置的第二转向轮到双筒卷扬机的进线端形成异向等速牵引回路，本发明的该牵引回路针对猫道承重索、主缆、主桥钢梁三个工序的牵引，实现快速转换，大大提高效率，降低成本，效益更好，而且牵引钢丝绳用量更少，牵引工效更高。

Description

一种悬索桥上构多功能高效牵引系统及其施工方法

技术领域

本发明属于悬索桥钢梁吊装牵引装置技术领域，涉及一种悬索桥上构多功能高效牵引系统，还涉及一种悬索桥上构多功能高效牵引系统的施工方法。

背景技术

某特大桥为主跨1080m的双塔单跨简支钢桁梁悬索桥，桥跨布置为：4m（桥台）+4×40m（装配式T梁）+1080m（钢桁梁悬索桥）+8×60m（钢—混组合梁）+3×40m（预应力砼现浇箱梁）+5m（桥台），全长1849m。两根主缆中心距为28m，成桥状态下的中跨垂跨比为l：10，吊索标准水平间距为15m。

全桥上、下游共计2根主缆，单根主缆直径约为0.8米，每根主缆由199根索股组成，每根索股由91丝直径为5.25mm、抗拉强度1960MPa镀锌高强度钢丝组成。每根索股长度约为1909米，重约29.52吨。

猫道跨径为 260m+1080m+430m，在左右幅对应于主缆中心线下方各设一幅猫道，共设两 根主缆，其中心距为 28 米；猫道由猫道承重索、猫道门架承重索、扶手索、猫道面层、猫道门架、塔顶转索鞍及变 位系统、横向通道、锚固体系等组成，承重索技术参数为：48，1870MPa，6×36WS+IWR镀锌钢丝绳。

钢桁梁立面位于0.6%和-2.0%组成的人字坡上，全桥共 73 个节段吊装单元，包括钢桁架和正交异性钢桥面板两部分，板桁结合，节段最大吊装重量 231.3t。正交异性钢桥面板由桥面板、U 肋、三道纵梁和次横梁组成，桥面板厚 16mm，全桥等厚，桥面板与主横桁架上横粱顶面平齐，正交异性钢桥面板均为焊接结构。

目前悬索桥钢梁吊装的缆索牵引系统，常规都为双线往复式牵引系统，不仅牵引线路过长（浪费施工材料投入高）而且工效非常低；而且目前国内特大型悬索桥常规的猫道承重索牵引多采用单线往复式牵引系统与主缆索股牵引（双线往复式牵引）系统一般为2套独立的系统，主桥钢梁吊装又采用以上不同的往复式牵引系统，即是：猫道承重索、主缆、主桥钢梁吊装的牵引系统，采用3套不同的牵引系统，设备转换过程复杂且所需时间较长，效率、效益较低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种悬索桥上构多功能高效牵引系统及其施工方法，以解决现有技术中存在的设备转换过程复杂且所需操作时间较长、效率、效益较低的技术问题。

本发明采取的技术方案为：一种悬索桥上构多功能高效牵引系统，包括双筒卷扬机、A岸转向装置、容绳收紧卷扬机、B岸转向装置、A岸索塔顶过线工装和B岸索塔顶过线工装，双筒卷扬机出线端的钢丝绳经过A岸转向装置的第一转向轮、A岸索塔顶过线工装的一滑轮槽、B岸索塔顶过线工装的一滑轮槽、B岸转向装置、容绳收紧卷扬机、B岸索塔顶过线工装的另一滑轮槽、A岸索塔顶过线工装的另一滑轮槽、A岸转向装置的第二转向轮到双筒卷扬机的进线端形成闭合拉放回路系统，双筒卷扬机和A岸转向装置安装在A岸重力锚前平台上，A岸索塔顶过线工装和B岸索塔顶过线工装分别安装在A岸索塔和B岸索塔的顶部横梁上，容绳收紧卷扬机和B岸转向装置安装在B岸重力锚前平台上，吊重拽拉器悬吊在承重索上，吊重拽拉器固定安装在钢丝绳上，吊重拽拉器固定连接猫道承重索自由端、主缆索或运梁跑车上，其中，猫道承重索自由端、主缆索卷绕在放索盘上，运梁跑车悬吊在承重索上。

进一步地，上述双筒卷扬机在A岸左右幅各布置一个，双筒卷扬机和A岸转向装置安装在A岸重力锚前平台上，容绳收紧卷扬机和B岸转向装置安装在B岸重力锚前平台上。

进一步地，上述用于猫道承重索和主缆索股牵引时，在A岸重力锚处布置一个双筒卷扬机，在A岸和B岸布置A岸转向装置的导向轮和容绳收紧卷扬机，A岸和B岸的塔顶门分别安装A岸索塔顶过线工装和B岸索塔顶过线工装。

进一步地，上述A岸转向装置和B岸转向装置采用预埋锚固体转向轮，在散索鞍或者重力锚的钢筋安设时，进行预埋设置， 锚固体转向轮的预埋件设置是采用在重力锚或者散索鞍支墩混凝土浇筑前，预先设置钢板和钢筋，钢板尾端焊接25号的钢筋，钢筋与重力锚结构主钢筋焊接连接。

进一步地，上述钢板的长*宽*厚分别为500*50*5毫米。

一种悬索桥上构多功能高效牵引系统的施工方法，该方法包括以下步骤：

步骤一：索塔顶吊装门架设置，在A岸索塔和B岸索塔的顶钢筋施工时，设置门架预埋件，并焊接和螺栓连接安装门架，并设置相应导向轮组；

步骤二：预埋锚固体转向轮，在散索鞍或者重力锚的钢筋安设时，进行锚固体转向轮的预埋设置；

步骤三：设置地形和高差转向轮，在A岸重力锚前平台和B岸重力锚前平台浇筑混凝土时，设置预埋件，根据设计图纸进行设置；

步骤四：设置塔顶过线装置：制作预埋件和过线杆件，在索塔上横梁钢筋安装时设置索塔顶过线工装的预埋件，并安设索塔顶过线工装，即A岸索塔顶过线工装和B岸索塔顶过线工装；

步骤五：猫道承重索施工：

5.1、在两岸重力锚处安装牵引双筒卷扬机（40吨）、A岸转向装置和B岸转向装置的导向轮、容绳收紧卷扬机，锚碇、塔顶门加上安装导轮组；

5.2、人工牵引钢丝绳至岸边，驳船牵引一岸钢丝绳过河对接，钢丝绳入导轮组、锚固体转向轮、双筒卷扬机后利用吊重拽拉器连接，吊重拽拉器连接处需计算好位置，并将牵引系统暂时解除连接容绳收紧卷扬机；

5.3、牵引系统拉通（Φ36mm钢丝牵引索），设置大功率的双筒卷扬机（40吨），猫道承重索和主缆索股牵引，设置1台双筒卷扬机的牵引系统，并使用转向轮实现左或右幅牵引走线；

双筒卷扬机出线端的钢丝绳经过A岸转向装置的第一导向轮、A岸索塔顶过线工装、B岸索塔顶过线工装、与吊重拽拉器固定、B岸转向装置、容绳收紧卷扬机、B岸索塔顶过线工装、A岸索塔顶过线工装、A岸转向装置的第二导向轮和双筒卷扬机的进线端，卷绕在放索盘上的猫道承重索和主缆索股的自由端固定连接在吊重拽拉器上，该结构形成闭合拉放回路系统（悬索桥上构多功能高效牵引系统）；

步骤六：猫道承重索牵引，完成猫道架设后，将猫道承重索牵引置入猫道门架导轮组，启动收紧装置调节牵引索垂度，系统试运转、调试完成后，进行主缆索股牵引架设施工；

步骤七：主桥钢梁吊装牵引施工：

承重索和主缆索施工完成之后，将双筒卷扬机改移到在A岸重力锚前平台，将钢丝绳置入A岸索塔顶过线工装（5）和B岸索塔顶过线工装（6），并连接B岸的容绳收紧卷扬机，并每幅桥梁增加1台双筒卷扬机，形成两台双筒卷扬机（1）并联同步动作，双筒卷扬机的动力系统试运转、调试完成后，试吊结束，进行主桥钢梁吊装牵引施工；

步骤八：主桥钢梁吊装牵引系统双控制实施，在主桥钢梁吊装牵引过程中，双筒卷扬机的中央控制系统是执行双控：中央控制系统调配数据，及通过控制室视频及与现场指挥人员的连麦，双保险控制主桥钢梁吊装牵引。

本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明效果如下：

1）本发明将猫道牵引系统、主缆索股牵引系统及主桥钢梁吊装牵引系统有效统一起来，利用同一套牵引系统同时完成猫道钢丝绳、主缆索股的架设施工及主桥钢梁吊装牵引施工，结构大大简化，不同工序之间牵引设备转换时间更短，效率更高；

2）悬索桥钢梁吊装采用异向等速回路牵引系统，左幅或右幅仅需要1台大功率双筒卷扬机、1台容绳收紧卷扬机及2个转向装置，而且牵引索相比常规的数量减少三分之一，牵引工效比常规高约五分之三，该多重功能异向等速回路牵引系统还适用于主缆、猫道承重索的牵引施工，仅需调整双筒卷扬机调整到A岸散索鞍后支墩作业平台，并配置转向设置（转向双筒卷扬机+转向轮）。多重功能异向等速回路牵引系统在悬索桥上构执行牵引施工作业时，做到了三效合一，经济高效，操作简便；

2）由于牵引索长，串联容绳收紧卷扬机，是协助收放牵引系统运行过程中的绳子，避免牵引绳在运行过程中过长，造成施工不便，而且有安全隐患；

3）吊装钢梁用的索塔顶部过线工装，将承重索、牵引索和起重牵引索集成在一个设备上，布局合理，结构更紧凑，成本更低，而且避免了承重索的变形大问题。

综上，该系统运行路径短，没有多余转弯或者其它多余回路设置，全部是有效路径，牵引受力高效，动力损失少，操作便捷。该系统能够同时兼顾提供猫道承重索、主缆和主桥钢梁吊装的牵引动力，经济高效，相比常规施工节约施工成本约35%，缩短施工工期五分之一。由于该系统高效共用性，相比常规，节约牵引系统卷扬机4台（大功率），节约牵引索约2000米。本牵引系统与传统双线往复式牵引系统（339.26万）相比节约成本167.67万元。

附图说明

图1为悬索桥上构多功能高效牵引系统结构原理示意图；

图2为钢梁吊装牵引系统结构原理示意图；

图3为猫道承重索自由端和主缆索牵引系统结构示意图；

图4为钢梁吊装索塔顶过线工装安装结构示意图；

图5为图4中1-1剖面结构示意图；

图6为钢梁吊装索塔顶过线工装安装俯视结构示意图；

图7为钢梁吊装索塔顶过线工装（左侧或右侧索鞍）结构示意图；

图8为钢梁吊装索塔顶过线工装左视结构示意图；

图9为图3中A部放大结构示意图；

图10为A岸/B岸转向装置安装结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体的实施例对本发明进行进一步介绍。

实施例1：如图1-9所示，一种悬索桥上构多功能高效牵引系统，包括双筒卷扬机1、A岸转向装置2、容绳收紧卷扬机3、B岸转向装置4、A岸索塔顶过线工装5和B岸索塔顶过线工装6，双筒卷扬机1出线端的钢丝绳经过A岸转向装置2的第一转向轮、A岸索塔顶过线工装5的一滑轮槽、与吊重拽拉器7固定、B岸索塔顶过线工装6的一滑轮槽、B岸转向装置4、容绳收紧卷扬机3、B岸索塔顶过线工装6的另一滑轮槽、A岸索塔顶过线工装5的另一滑轮槽、A岸转向装置2的第二转向轮到双筒卷扬机1的进线端形成闭合拉放回路系统， A岸索塔顶过线工装5和B岸索塔顶过线工装6分别安装在A岸索塔9和B岸索塔10的顶部横梁上，吊重拽拉器7固定安装在钢丝绳上，吊重拽拉器7固定连接猫道承重索自由端、主缆索或运梁跑车上，其中，猫道承重索自由端、主缆索卷绕在放索盘22上，运梁跑车悬吊在承重索12上。

猫道承重索、主缆索股及主梁吊装牵引施工，各道工序转换时，根据现场地形情况，在猫道、散索鞍后施工平台上，设置转向轮实现双筒卷扬机上下出绳，分别从索塔横梁过线之后，连接吊重拽拉器一侧，之后从对岸横梁过线之后，从对岸散索鞍转向轮实施转向，然后与连接吊重拽拉器另一侧，形成悬索桥上构多功能高效牵引系统，牵引运梁跑车、猫道承重索或主缆索，实现主梁吊装和猫道承重索或主缆索施工牵引；

针对钢梁吊装时：双筒卷扬机1在A岸左右幅各布置一个，双筒卷扬机1和A岸转向装置2安装在A岸重力锚前平台8上，容绳收紧卷扬机3和B岸转向装置4安装在B岸重力锚前平台11上，吊重拽拉器7安装在运梁跑车上，运梁跑车悬吊在承重索12上。如图2所示，在A岸起始A端设置大功率的双筒卷扬机（异向等速回路牵引动力），设置位置为重力锚前平台，在重力锚前平台的基础上设置钢梁吊装牵引索锚固预埋件并施作转向轮，在A岸索塔和B岸索塔的顶部横梁顶面施作索塔顶过线工装，确定牵引钢丝绳规格型号，并组织对牵引回路系统各构成要素施工。牵引用的钢丝绳连接施工过程为：双筒卷扬机出线→经过A岸重量锚基础上A岸转向设置→经过A岸索塔上横梁顶面上的A岸索塔顶过线工装→重载吊装→经过B岸索塔上横梁顶面上的B岸索塔顶过线工装→再通过B岸散索鞍基础前支墩预埋的B岸转向装置→容绳卷扬机→经过B岸索塔上横梁顶面上的B岸索塔顶过线工装→经过A岸索塔上横梁顶面上的A岸索塔顶过线工装→经过A岸重量锚基础上的A岸转向装置→双筒卷扬机进线。最终使得本发明的钢丝绳形成回路，即起始A端大功率双筒卷扬机（异向等速回路牵引动力）—方位转向设置——高程转向设置——索塔顶过线工装A-B——收紧/容绳卷扬机+终B端回路工装，回路连接线是钢丝绳。为了让钢丝绳牵引过程中更稳定，钢丝绳绕过B岸索塔顶过线工装6的另一滑轮槽和A岸索塔顶过线工装5的另一滑轮槽之间一段穿过吊重拽拉器7上的定滑轮，穿过吊重拽拉器，多一个辅助支撑稳定点，针对大跨距桥梁使用时，使得牵引更稳定。

A岸索塔顶过线工装5和B岸索塔顶过线工装6均包括第一索鞍13、第二索鞍14和第三索鞍15，第一索鞍13、第二索鞍14和第三索鞍15对应安装在顶部横梁上且朝向索塔从边跨到中跨方向依次均匀布置，其中第一索鞍13与第三索鞍15相对第二索鞍14对称布置，且第二索鞍14高于第一索鞍13和第三索鞍15，第一索鞍13与第二索鞍14之间和第二索鞍14与第三索鞍15之间均固定连接有十字交叉的加固斜撑16，采用斜撑将第一索鞍、第二索鞍和第三索鞍连成一体结构，强度和刚性更好，支撑更稳定；第一索鞍13、第二索鞍14和第三索鞍15均包括牵引索过轮17、承重索过轮18和起重牵引索过轮19，牵引索过轮17采用两个，固定连接在索鞍横梁20两端，承重索过轮18固定连接在索鞍横梁20中部，索鞍横梁20通过支撑钢腿21固定连接在预埋钢板上，支撑钢腿21包括中部竖直钢腿和两侧的斜钢腿，预埋钢板固定连接在顶部横梁的预埋钢筋上，起重牵引索过轮19安装在承重索过轮18下方的顶部横梁上，将牵引索、承重索、起重牵引索集成为一个过线装置，结构更紧凑，布置更合理，成本更低，支撑结构更加安全高效，也有效避免承重索的变形。牵引索过轮17、承重索过轮18和起重牵引索过轮19上方安装有防脱横向钢条23，能够对钢丝绳起到防脱作用，使用更加安全；索鞍横梁20采用两根工字钢对拼焊接而成，两侧槽内设置有加固筋板，索鞍横梁支撑刚性和强度更高，支撑稳定性更好。

根据牵引重力、地形地貌和施工便捷性等影响施工影响因素，设计牵引回路路径，仅在悬索桥一岸设置1台大功率双向回路牵引双筒卷扬机动力，并配合转向设置、容绳收紧卷扬机及索塔顶过线工装等设施，形成异向等速回路牵引系统（以下简称系统），钢梁吊装牵引左右幅各采用2台套系统，系统起点和终端区域回路的两线为异向等速运行模式。

钢梁吊装牵引技术原理：运梁小车吊装钢梁（重量约200吨）时，开动双筒卷扬机并执行往需要方向滑动的操作指令，相应的牵引索向既定拖/拉到需要位置，牵引索通过塔顶过线鞍槽的滑轮、B岸转向轮、收紧/容绳卷扬机及双筒卷扬机，构成异向等速回路牵引系统。

具体吊梁牵引作业操作为：当需要吊装A岸拼装场的钢梁时，双筒卷扬机牵引索A执行往A岸的拉动力，此时，牵引索B执行反向运行形成运输回路；当吊重拽拉器沿着承重索滑向A岸的钢梁拼装场上空，启动跑车配置的提升系统的起重索，提升梁板到猫道最低点以下10-20米位置，然后由牵引索B执行拖跑车往B岸方向移动直到吊装位置的吊索处，待工人完成连接钢梁与吊索作业之后，启动跑车提升系统，把吊架下发到猫道最低点以下10-20米位置，之后卷扬机牵引索A拉动跑车往A岸滑动，重复上述操作完成全部钢梁吊装任务。

针对猫道承重索和主缆索股牵引时，如图3所示，双筒卷扬机1出线端的钢丝绳经过A岸转向装置2的第一导向轮、A岸索塔顶过线工装5、B岸索塔顶过线工装6、与吊重拽拉器7固定、B岸转向装置4、容绳收紧卷扬机3、B岸索塔顶过线工装6、A岸索塔顶过线工装5、A岸转向装置2的第二导向轮和双筒卷扬机1的进线端，卷绕在放索盘22上的猫道承重索和主缆索股的自由端固定连接在吊重拽拉器7上。

B岸转向装置4与容绳收紧卷扬机3之间还安装有无动力的双筒卷扬机。

A岸索塔顶过线工装和B岸索塔顶过线工装均采用两对万向轮（导轮组），两对万向轮分别安装在A/B岸索塔的顶门上。

在两岸重力锚处安装牵引双筒卷扬机（40吨）、导向轮、容绳收紧卷扬机，锚碇、塔顶门加上安装导轮组，如图3所示，人工牵引先导索至岸边，驳船牵引一岸先导索过河对接，先导索以小换大为牵引索（Φ36mm钢丝牵引索），牵引索入导轮组、导向轮、双筒卷扬机后利用吊重拽拉器连接，吊重拽拉器连接处需计算好位置，并将牵引系统暂时解除连接容绳收紧卷扬机。牵引系统拉通（Φ36mm钢丝牵引索），设置大功率的双筒卷扬机（40吨），猫道承重索和主缆索股牵引，仅设置1台双筒卷扬机牵引系统，并使用转向轮实现左右幅牵引走线；主桥钢梁吊装，根据最大吊装梁重量确定双筒卷扬机设置数量，一般情况左右幅各设置2台独立并联双筒卷扬机牵引系统。

如图3所示，牵引系统一侧钢丝绳走线方向：双筒卷扬机→A岸转向装置的锚固转向轮→A岸索塔横梁顶过线（A岸索塔顶过线工装）→连接吊重拽拉器的一侧。

牵引系统另一侧钢丝绳走线方向：双筒卷扬机→A岸锚固转向轮→A岸索塔横梁顶过线（A岸索塔顶过线工装）→B岸转向装置的锚固转向轮→B岸索塔横梁顶过线（B岸索塔顶过线工装）→连接吊重拽拉器的另一侧（吊重拽拉器固定连接放索盘22上的猫道承重索和主缆索股的自由端）→形成闭合拉放回路系统。

如图10所示，上述A岸转向装置2和B岸转向装置4采用预埋锚固体转向轮201，在散索鞍或者重力锚205的钢筋安设时，进行预埋设置， 锚固体转向轮201的预埋件设置是采用在重力锚205或者散索鞍支墩混凝土浇筑前，预先设置钢板202和钢筋203，钢板202尾端焊接25号的钢筋203，钢筋203与重力锚205的主钢筋204焊接连接；钢板202的长*宽*厚分别为500*50*5毫米。

实施例2：一种悬索桥上构多功能高效牵引系统的施工方法包括以下步骤：

步骤一：索塔顶吊装门架设置，在A岸索塔9和B岸索塔10的顶钢筋施工时，设置门架预埋件，并焊接和螺栓连接安装门架，并设置相应导向轮组；

在实施步骤一之前，需要施工准备。编写并报审悬索桥上构猫道、主缆及主梁吊装施工牵引系统施工专项方案，并根据方案分别编写猫道承重索牵引施工作业指导书、主缆牵引施工作用指导书及主梁吊装牵引施工作业指导书，做好施工安全技术交底，及作业人员培训。施工材料、设备投入准备。牵引卷扬机（大功率双筒）、牵引钢丝绳、转向轮及预埋设置钢材、塔顶过线装置及其相应设置钢材、吊重拽拉器、两岸锚固装置（散索鞍或者重力锚）等；

步骤二：预埋锚固体转向轮201，在散索鞍或者重力锚205的钢筋安设时，进行锚固体转向轮201的预埋设置；

步骤三：设置地形和高差转向轮，在A岸重力锚前平台8和B岸重力锚前平台11浇筑混凝土时，设置预埋件，根据设计图纸进行设置；

步骤四：设置塔顶过线装置：制作预埋件和过线杆件，在索塔上横梁钢筋安装时设置预埋件，并安设索塔顶过线工装，即A岸索塔顶过线工装5和B岸索塔顶过线工装6；

步骤五：猫道承重索施工：

5.1、在两岸重力锚处安装牵引双筒卷扬机1（40吨）、A岸转向装置2和B岸转向装置4的导向轮和容绳收紧卷扬机3，锚碇、塔顶门加上安装导轮组；

5.2、人工牵引钢丝绳至岸边，驳船牵引一岸钢丝绳过河对接，钢丝绳入导轮组、锚固体转向轮201、双筒卷扬机1后利用吊重拽拉器7连接，吊重拽拉器7连接处需计算好位置，并将牵引系统暂时解除连接容绳收紧卷扬机；

5.3、牵引系统拉通（Φ36mm钢丝牵引索），设置大功率的双筒卷扬机1（40吨），猫道承重索和主缆索股牵引，设置1台双筒卷扬机1的牵引系统，并使用转向轮实现左或右幅牵引走线；

双筒卷扬机出线端的钢丝绳经过A岸转向装置2的第一导向轮、A岸索塔顶过线工装5、B岸索塔顶过线工装6、与吊重拽拉器7固定、B岸转向装置4、容绳收紧卷扬机3、B岸索塔顶过线工装6、A岸索塔顶过线工装5、A岸转向装置2的第二导向轮和双筒卷扬机1的进线端，卷绕在放索盘22上的猫道承重索和主缆索股的自由端固定连接在吊重拽拉器7上，该结构形成闭合拉放回路系统（悬索桥上构多功能高效牵引系统）；

步骤六：猫道承重索牵引，完成猫道架设后，将猫道承重索牵引置入猫道门架导轮组，启动收紧装置调节牵引索垂度，系统试运转、调试完成后，进行主缆索股牵引架设施工；

步骤七：主桥钢梁吊装牵引施工：

承重索和主缆索施工完成之后，将双筒卷扬机1改移到在A岸重力锚前平台8，将牵引用的钢丝绳置入A岸索塔顶过线工装5和B岸索塔顶过线工装6，并连接B岸容绳收紧卷扬机3，并每幅桥梁增加1台双筒卷扬机1，形成两台双筒卷扬机（1）并联同步动作，双筒卷扬机1的动力系统试运转、调试完成后，试吊结束，进行主桥钢梁吊装牵引施工；

步骤八：主桥钢梁吊装牵引系统双控制实施，在主桥钢梁吊装牵引过程中，双筒卷扬机的中央控制系统是执行双控：中央控制系统调配数据，及通过控制室视频及与现场指挥人员的连麦，双保险控制主桥钢梁吊装牵引。

步骤九：吊装实施期间，要每天巡检吊装牵引系统，并对卷扬机进行定期维修保养。

步骤十：吊装作业完成，根据施工方案，及时组织对吊装牵引系统进行拆除。

施工注意事项：

①牵引系统架设完成后空载试运行调试，调试主要检查卷扬机运行是否正常、操作系统是否灵敏有效、卷扬机各节点连接焊接是否牢固、牵引索（钢丝绳）与导轮之间有无摩擦。

②缆索牵引过程对钢绳、锚固件等的安全定期检查连接状况并记录备查。

③牵引索垂度调节，调节前确保牵引索覆盖区域无人，调节后需对其系统重新试运行，正常后方可投入主缆索股牵引工作。

④在猫道承重索牵引时，两绳头间采用卸扣连接，主缆架设时，改为拽拉器连接，并在水平向设置2套收紧装置对牵引钢丝绳进行张力调整。

⑤单套牵引系统设置1台40t双筒摩擦式卷扬机、1台20t收紧/容绳普通卷扬机（B岸左右幅各1台）、牵引索2根（φ36mm钢丝绳）、转向轮（若干）、塔顶弧形导轮（4道）、卷扬机控制系统（1套）、牵引器（2个）等结构组成。

实施例3：一种悬索桥主桥钢梁吊装牵引系统的具体施工方法，该方法包括以下步骤：

步骤一：施工准备。编写并报审悬索桥上构猫道、主缆及主梁吊装施工牵引系统施工专项方案，并根据方案分别编写猫道承重索牵引施工作业指导书、主缆牵引施工作用指导书及主梁吊装牵引施工作业指导书，做好施工安全技术交底，及作业人员培训。

施工材料、设备投入准备。牵引卷扬机（大功率双筒）、牵引钢丝绳、转向轮及预埋设置钢材、塔顶过线装置及其相应设置钢材、吊重拽拉器、两岸锚固装置（散索鞍或者重力锚）等。

预埋A岸转向装置和B岸转向装置的锚固体转向轮，在散索鞍或者重力锚的钢筋安设时，进行预埋设置， 锚固体转向轮的预埋件设置是采用在重力锚或者散索鞍支墩混凝土浇筑前，预先设置钢板（长*宽*厚度为50公分*5公分*5毫米）和钢筋，钢板尾端焊接25号的钢筋，钢筋与重力锚的主钢筋焊接连接；

步骤二：设置地形和高差转向轮，在A岸重力锚前平台8和B岸重力锚前平台11浇筑混凝土时，在两岸设置地形和高差转向轮的预埋件；

步骤三：在两岸分别设置A岸索塔顶过线工装和B岸索塔顶过线工装：制作预埋件和过线杆件，在索塔上横梁钢筋安装时设置预埋件，并安设过线装置，过线装置包括牵引索过轮、承重索过轮和起重牵引索过轮；

过线装置由型钢和滑槽构成，预埋件由钢板焊接连接索塔上横梁竖直钢筋上，过线型钢支架/支腿与预埋件采用焊接连接，各项材质特性：预埋件为钢板Q235、Φ299×10支撑钢腿Q345、支撑钢腿顶钢板Q345；

步骤四：根据牵引系统结构组成，在重力锚前平台上布设双筒卷扬机、转向装置和容绳收紧卷扬机，并进行现场布线；

步骤五：主桥钢梁吊装牵引施工：

将双筒卷扬机设置到在A岸重力锚前平台，将牵引置入索塔顶过线工装，并连接B岸容绳收紧卷扬机，钢主梁吊装施工，由于牵引绳长，设置容绳卷扬机，是协助收放牵引系统运行过程中的绳子，避免牵引索在运行过程中过长，造成施工不便，而且有安全隐患；

步骤六：待系统试运转、调试完成后，试吊结束，进行主桥钢梁吊装牵引施工；

步骤七：启动双筒卷扬机电源，并执行双筒卷扬机进线操作，双筒卷扬机索拉着吊重拽拉器往A岸移动的拉指令，即是双筒卷扬机执行进线操作时，双筒卷扬机索拉着吊重拽拉器往A岸钢梁拼装场方向滑移；

步骤八：等滑移到A岸拼装场上空时关闭双筒卷扬机电源，启动吊重拽拉器的运输天车的起重索提升系统，下放提升钢丝绳到钢梁吊装处，固定起重索到吊架上，并进行提升绳指令，把钢梁从从钢梁拼装场地面往吊索缓慢提升；

步骤九：当提升到猫道下方20-30米时，启动双筒卷扬机电源并执行卷扬机出线功能牵引，此时双筒卷扬机索拖着吊重拽拉器往B岸桥跨方向滑移；

步骤十：当吊重拽拉器滑移到吊装钢梁位置的吊索处（吊索上端与主缆上的锁夹连接）时，关闭双筒卷扬机电源，工人把吊索和钢梁吊耳进行螺栓连接安装固定；

步骤十一：钢梁与吊索连接安装完成之后，此时吊重拽拉器属于空载状态，启动双筒卷扬机电源并执行进线操作，即是双筒卷扬机拉着吊重拽拉器往A岸拼装场滑移；

步骤十二：重复以上步骤八至此十一，逐一完成钢梁吊装作业；

步骤十三：主梁吊装过程双控，在主梁吊装牵引过程中，双筒卷扬机的中央控制系统是执行双控：中央控制系统调配数据中心集中控制人员，及通过控制室视频及与现场指挥人员的连麦，双保险控制主桥钢梁吊装牵引。

牵引索过轮17、承重索过轮18和起重牵引索过轮19的滑槽尺寸能够确保钢丝绳被压扁1/3～1/4直径，该尺寸的滑槽槽口确保过线顺畅及稳定不跳线；尤其是承重索的稳定性更好。

悬索桥钢梁吊装用索塔顶过线工装的施工方法为：在索塔横梁顶浇筑混凝土时，预埋件使用预埋钢板焊接25-30号的预埋钢筋，预埋钢筋固定焊接预埋钢板之后与索塔钢筋焊接连接，然后，预埋钢板顶面焊接索塔顶过线工装的支撑钢腿，在支撑钢腿上焊接双拼工字钢形成索鞍横梁，在索鞍横梁顶部牵引索过轮17与承重索过轮18和下方安装起重牵引索过轮19，牵引索过轮17采用两个，分别固定在索鞍横梁顶部两侧，该施工方法能够让索塔顶过线工装更加稳固。

施工注意事项

①牵引系统架设完成后空载试运行调试，调试主要检查卷扬机运行是否正常、操作系统是否灵敏有效、卷扬机各节点连接焊接是否牢固、牵引索（钢丝绳）与导轮之间有无摩擦。

②缆索牵引过程对钢绳、锚固件等的安全定期检查连接状况并记录备查。

③牵引索垂度调节，调节前确保牵引索覆盖区域无人，调节后需对其系统重新试运行，正常后方可投入主缆索股牵引工作。

④在猫道承重索牵引时，两绳头间采用卸扣连接，主缆架设时，改为拽拉器连接，并在水平向设置2套收紧装置对牵引钢丝绳进行张力调整。

⑤单套牵引系统设置1台40t双筒摩擦式卷扬机、1台20t收紧/容绳普通卷扬机（B岸左右幅各1台）、牵引索2根（φ36mm钢丝绳）、转向轮（若干）、塔顶弧形导轮（4道）、卷扬机控制系统（1套）、牵引器（2个）等结构组成。

步骤十五：吊装作业完成，根据施工方案，及时组织对吊装牵引系统进行拆除。

本发明的施工方法具有如下效果：

（1）应用效果

常规的猫道承重索架设常采用“单线往复式牵引系统”，与主缆架设牵引系统一般为两套独立的系统，在猫道架设完成后需进行牵引系统钢丝绳的转换后进行索股架设施工，主桥钢梁吊装，应用不同于以上2牵引系统的另一套吊装系统。常规以上3牵引系统单独设置，费工费时，而且施工成本大。

针对传统“往复式牵引系统”在场地布置上要求较高、牵引速率慢、垂度调节繁琐等问题，本发明结合桥址地形地貌、运输条件，为确保桥梁施工工期，综合提高山区大跨梁桥的施工经济性和技术水平。

本发明在猫道承重索安装阶段，由于卷扬机牵引能力以及牵引索承载能力限制，须设置天线及兜绳辅助猫道承重索安装工作，其平均每天可完成承重索牵引1根。主缆架设阶段，仅需将猫道牵引系统改挂到猫道小门架上，并拆除一岸卷扬机动力与制动装置后，即可投入使用，牵引系统转换程序简单、易于操作，且牵引索牵引垂度（张力）调节简单，牵引过程顺畅，仅一台动力卷扬机工作，另一台卷扬机可做备用设备，给整个牵引系统上了一道保险。

本发明的工艺技术，解决了“传统往复式系统”用途单一、猫道牵引与主缆牵引转换过程复杂等不足。且具有速度快、对场地要求较小、经济高效等特性，相比传统“单线往复式牵引系统”相同跨径桥梁情况下牵引速率提高1倍，节约工期30~40%；相比传统双线往复式牵引系统，不需要大容量容绳卷扬机、减少了约1倍钢丝绳用量。不仅节约了工期，还达到了降本增效的目的，如表1所示，成本降低167.67万元，同时为后续国内山区大跨度悬索桥缆索牵引施工提供了技术参考。

（2）前景及社会效益

使用本发明的牵引系统，与传统双线往复式牵引系统相比，可减少近一倍的牵引钢丝绳投入，且在猫道承重索、主缆架设及主桥钢梁吊装牵引三个阶段可快速进行转换，既经济又实用。可广泛应用于各种跨度悬索桥主缆索股、猫道承重索、缆索吊承重索等缆索结构牵引施工，在行业内，对于大跨度悬索桥缆索牵引施工具有较高的推广应用的价值。

本发明的牵引系统与传统双线往复式牵引系统相比节约成本167.67万元。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种悬索桥上构多功能高效牵引系统的施工方法，其特征在于：该悬索桥上构多功能高效牵引系统包括双筒卷扬机（1）、A岸转向装置（2）、容绳收紧卷扬机（3）、B岸转向装置（4）、A岸索塔顶过线工装（5）和B岸索塔顶过线工装（6），双筒卷扬机（1）出线端的钢丝绳经过A岸转向装置（2）的第一转向轮、A岸索塔顶过线工装（5）的一滑轮槽、B岸索塔顶过线工装（6）的一滑轮槽、B岸转向装置（4）、容绳收紧卷扬机（3）、B岸索塔顶过线工装（6）的另一滑轮槽、A岸索塔顶过线工装（5）的另一滑轮槽、A岸转向装置（2）的第二转向轮到双筒卷扬机（1）的进线端形成闭合拉放回路系统， A岸索塔顶过线工装（5）和B岸索塔顶过线工装（6）分别安装在A岸索塔（9）和B岸索塔（10）的顶部横梁上，吊重拽拉器（7）固定安装在钢丝绳上，吊重拽拉器（7）固定连接猫道承重索自由端、主缆索或运梁跑车上，其中，猫道承重索自由端、主缆索卷绕在放索盘（22）上，运梁跑车悬吊在承重索（12）上；

所述的悬索桥上构多功能高效牵引系统的施工方法包括以下步骤：

步骤一：索塔顶吊装门架设置，在A岸索塔（9）和B岸索塔（10）的顶钢筋施工时，设置门架预埋件，并焊接和螺栓连接安装门架，并设置相应导向轮组；

步骤二：预埋锚固体转向轮（201），在散索鞍或者重力锚（205）的钢筋安设时，进行锚固体转向轮（201）的预埋设置；

步骤三：设置地形和高差转向轮，在A岸重力锚前平台（8）和B岸重力锚前平台（11）浇筑混凝土时，设置预埋件，根据设计图纸进行设置；

步骤四：设置塔顶过线装置：制作预埋件和过线杆件，在索塔上横梁钢筋安装时设置索塔顶过线工装的预埋件，并安设索塔顶过线工装，即A岸索塔顶过线工装（5）和B岸索塔顶过线工装（6）；

步骤五：猫道承重索施工：

5.1、在两岸重力锚处安装牵引双筒卷扬机（1）、A岸转向装置（2）和B岸转向装置（4）的导向轮和容绳收紧卷扬机（3），锚碇、塔顶门加上安装导轮组；

5.2、人工牵引钢丝绳至岸边，驳船牵引一岸钢丝绳过河对接，钢丝绳入导轮组、锚固体转向轮（201）、双筒卷扬机（1）后利用吊重拽拉器（7）连接，并将牵引系统暂时解除连接容绳收紧卷扬机（3）；

5.3、牵引系统拉通，设置大功率的双筒卷扬机（1），猫道承重索和主缆索股牵引，设置1台双筒卷扬机（1）的牵引系统，并使用转向轮实现左或右幅牵引走线；

双筒卷扬机（1）出线端的钢丝绳经过A岸转向装置（2）的第一导向轮、A岸索塔顶过线工装（5）、B岸索塔顶过线工装（6）、与吊重拽拉器（7）固定、B岸转向装置（4）、容绳收紧卷扬机（3）、B岸索塔顶过线工装（6）、A岸索塔顶过线工装（5）、A岸转向装置（2）的第二导向轮和双筒卷扬机（1）的进线端，卷绕在放索盘（22）上的猫道承重索和主缆索股的自由端固定连接在吊重拽拉器（7）上；

步骤六：猫道承重索牵引，完成猫道架设后，将猫道承重索牵引置入猫道门架导轮组，启动收紧装置调节牵引索垂度，系统试运转、调试完成后，进行主缆索股牵引架设施工；

步骤七：主桥钢梁吊装牵引施工：

承重索和主缆索施工完成之后，将双筒卷扬机（1）改移到在A岸重力锚前平台（8），将牵引用的钢丝绳置入A岸索塔顶过线工装（5）和B岸索塔顶过线工装（6），并连接B岸的容绳收紧卷扬机（3），并在每幅桥梁增加1台双筒卷扬机（1），形成两台双筒卷扬机（1）并联同步动作，双筒卷扬机（1）的动力系统试运转、调试完成后，试吊结束，进行主桥钢梁吊装牵引施工；

步骤八：主桥钢梁吊装牵引系统双控制实施，在主桥钢梁吊装牵引过程中，双筒卷扬机（1）的中央控制系统是执行双控：中央控制系统调配数据，及通过控制室视频及与现场指挥人员的连麦，双保险控制主桥钢梁吊装牵引。

2.根据权利要求1所述的一种悬索桥上构多功能高效牵引系统的施工方法，其特征在于：用于钢梁吊装的牵引时，双筒卷扬机（1）在A岸左右幅各布置一个，双筒卷扬机（1）和A岸转向装置（2）安装在A岸重力锚前平台（8）上，容绳收紧卷扬机（3）和B岸转向装置（4）安装在B岸重力锚前平台（11）上。

3.根据权利要求1所述的一种悬索桥上构多功能高效牵引系统的施工方法，其特征在于：用于猫道承重索和主缆索股牵引时，在A岸重力锚处布置一个双筒卷扬机（1），在A岸和B岸分别布置A岸转向装置的导向轮和容绳收紧卷扬机，A岸和B岸的塔顶门分别安装A岸索塔顶过线工装（5）和B岸索塔顶过线工装（6）。

4.根据权利要求2所述的一种悬索桥上构多功能高效牵引系统的施工方法，其特征在于： A岸转向装置（2）和B岸转向装置（4）采用预埋锚固体转向轮（201），在散索鞍或者重力锚（205）的钢筋安设时，进行预埋设置， 锚固体转向轮（201）的预埋件设置是采用在重力锚（205）或者散索鞍支墩混凝土浇筑前，预先设置钢板（202）和钢筋（203），钢板（202）尾端焊接25号的钢筋（203），钢筋（203）与重力锚（205）的主钢筋（204）焊接连接。

5.根据权利要求4所述的一种悬索桥上构多功能高效牵引系统的施工方法，其特征在于：钢板（202）的长宽/>厚分别为500/>50/>5毫米。