CN208167539U - 一种叠合梁斜拉桥主梁吊装施工缆索吊机系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于叠合梁斜拉桥主梁起吊安装施工技术领域，具体提供了一种叠合梁斜拉桥主梁吊装施工缆索吊机系统，包括工作索、后锚装置、转索鞍装置、跑车单元、牵引和起重动力装置、起吊吊具，转索鞍装置设于两岸主塔中横梁，后锚装置设于两岸边跨主梁端部，牵引和起重动力装置通过工作索连接在后锚装置和转索鞍装置之间，跑车单元通过工作索连接在两岸的转索鞍装置之间，跑车单元的下部连接起吊吊具，解决现有在特殊地形地貌或施工工况受限的条件下，常规吊装设备受到各种因素制约不宜采用时的施工组织缺陷问题，减小了钢主梁和桥面板单元安装施工受各种因素的影响，拓宽了叠合梁斜拉桥主梁吊装施工工法，实用性强，安全性可靠，施工效率高。

Description

一种叠合梁斜拉桥主梁吊装施工缆索吊机系统

技术领域

本实用新型属于叠合梁斜拉桥主梁起吊安装施工技术领域，具体涉及一种叠合梁斜拉桥主梁吊装施工缆索吊机系统。

背景技术

对于缆索吊机系统的设计与施工应用，在悬索桥主梁和拱桥主拱吊装施工领域应用较多，但对于在斜拉桥主梁吊装施工而言，较为常规的是采用桥面吊机或桥面全回转吊机法进行施工组织。随着科学技术的不断进步，桥梁建设得到了突飞猛进的发展，跨越内河、大峡谷的桥梁不胜枚举。在中等跨径桥梁结构设计中，叠合梁斜拉桥以其优越的结构使用性能和性价比，在近年来应用较多，但对于在特殊的桥位地形地貌条件下的斜拉桥主梁安装施工，仅能满足在单岸侧完成吊装施工组织，如何实现斜拉桥主梁的桥位起吊安装，是需要攻克的施工组织难题。

在海上、江河等通航条件下，叠合梁斜拉桥主梁安装施工可采用桥面吊机实现叠合梁单元的整体起吊吊装；在道路通行以及场地规划具备条件时，也可采用桥面全回转吊机(或动臂吊)实现主梁杆件和混凝土桥面板单元的桥位散拼施工。这些方法都有各自的优缺点，也适合了不同的施工环境，但对于在特殊地貌或者非通航条件下的斜拉桥，仅在桥位单岸侧具备场地施工组织规划条件，即在单岸侧完成钢主梁单元的场地组拼和混凝土桥面板单元的预制，叠合梁架设安装施工时，需先完成钢主梁单元的起吊、运输和桥位精确定位安装，然后再完成钢主梁节段对应的混凝土桥面板单元的起吊、运输和精确定位安装。

本实用新型为一种应用于叠合梁斜拉桥主梁吊装施工的缆索吊机系统，该吊机系统设计基于斜拉桥塔梁结构体系。采用该吊机系统，可在单岸组织钢主梁单元场地组拼装和混凝土桥面板单元预制的施工模式下，能够实现钢主梁单元和混凝土桥面板单元的桥位起吊安装施工，即利用本缆索吊机系统自桥塔单侧起吊，单次作业能够完成一节钢主梁单元的起吊、运输及桥位对接安装，单次作业能够完成横桥向3块桥面板单元的起吊、运输和桥位精确安装。通过在斜拉桥体系中建立的缆索吊机系统的设计应用，简化了叠合梁吊装施工组织，大大提高了施工工效，缩短了工期；缆索吊机系统运行安全可靠，最大化的节约了施工成本，为项目和企业创造了良好的经济效益。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中在特殊的地形地貌或施工工况受限的条件下，常规吊装设备受到各种因素制约不宜采用时的施工组织缺陷问题。

为此，本实用新型提供了一种叠合梁斜拉桥主梁吊装施工缆索吊机系统，采用3跨连续布设，包括工作索、后锚装置、转索鞍装置、跑车单元、牵引和起重动力装置、起吊吊具，转索鞍装置设于两岸主塔中横梁，后锚装置设于两岸边跨主梁端部，牵引和起重动力装置通过工作索连接在后锚装置和转索鞍装置之间，跑车单元通过工作索连接在两岸的转索鞍装置之间，跑车单元的下部连接起吊吊具。

所述工作索包括承重索、牵引索和起重索，两岸的后锚装置和转索鞍装置之间通过承重索连接，承重索左右幅各4根。

所述后锚装置采用扩展基础，后锚装置包括锚固基础、预埋钢板带、锚固滑轮，预埋钢板带一端伸入锚固基础，预埋钢板带另一端通过锚固滑轮连接承重索，单岸的左幅和右幅均设1个后锚装置。

所述单岸主塔中横梁上左幅和右幅各设1套转索鞍装置，转索鞍装置包括索鞍支架和索鞍总成，索鞍总成通过索鞍支架连接在单岸主塔中横梁上部，索鞍总成包括承重索导轮组、起重索导轮组和牵引索导轮组，重索导轮组、起重索导轮组和牵引索导轮组均连接在索鞍支架上，承重索通过承重索导轮组连接两岸的后锚装置。

所述跑车单元包括行走机构、牵引机构和起升机构，牵引机构通过牵引索连接行走机构，牵引索和行走机构均连接在承重索上，起升机构通过起重索连接在行走机构的下方，起升机构包括上挂架和下挂架，上挂架和下挂架自上而下通过起重索连接在行走机构的下方。

所述牵引和起重动力装置包括起重卷扬机和牵引卷扬机，起重卷扬机通过起重索和起重索导轮组连接上挂架，牵引卷扬机通过牵引索和牵引索导轮组连接牵引机构。

所述起吊吊具包括主梁，主吊钩和副吊钩，主梁顶部的左部和右部分别设有连接件，主梁底部的左部和右部分别连接副吊钩，主梁底部的中部连接主吊钩。

所述起重卷扬机为18t摩擦卷扬机，牵引卷扬机为30t摩擦型卷扬机，单岸左幅和右幅均设1套起重卷扬机和牵引卷扬机，承重索采用Φ60钢丝绳，规格为6×37+IWR，牵引索和起重索均采用Φ36钢丝绳，规格为6×37+IWR。

本实用新型的有益效果：本实用新型提供的这种叠合梁斜拉桥主梁吊装施工缆索吊机系统，基于斜拉桥塔梁自身结构体系，利用主桥边跨现浇混凝土主梁作为承重索锚固基础，借助主塔中横梁实现承重索的塔端支点；通过叠合梁斜拉桥主梁吊装施工缆索吊机系统能够实现叠合梁单元的桥位纵向水平运输；通过牵引和起重动力装置能够实现叠合梁单元的竖向提升和下落；通过牵引和起重动力装置的联动操控能够实现叠合梁单元桥位精确安装定位控制；采用该叠合梁斜拉桥主梁吊装施工缆索吊机系统可完成叠合梁斜拉桥钢主梁单元和混凝土单元的桥位异步起吊安装施工。对于叠合梁斜拉桥钢主梁单元和混凝土桥面板单元采用缆索吊机系统吊装施工，在桥位单岸侧塔前完成钢主梁单元的场地组拼装，然后利用起吊吊具将钢主梁单元垂直起吊(钢主梁单元安装姿态呈90°水平夹角)，经纵桥向水平运输至桥位安装位置上方，借助起吊吊具可旋转吊钩，采用人工牵引的方式将钢主梁单元空中水平转体90°，然后通过起牵引和起重动力装置完成钢主梁单元桥位悬拼精确对接施工。钢主梁单元安装完成后，采用叠合梁斜拉桥主梁吊装施工缆索吊机系统自单岸侧塔前借助起吊吊具同步起吊3块混凝土桥面板单元，经水平运输至安装位置上方，通过牵引和起重动力装置的操控，在桥位完成混凝土桥面板单元与钢主梁单元的叠合安装施工。该叠合梁斜拉桥主梁吊装施工缆索吊机系统的施工设计，减小了钢主梁和混凝土桥面板单元安装施工受场地、自然条件等因素的影响，拓宽了叠合梁斜拉桥主梁吊装施工工法，实用性强，安全性能可靠，施工效率高，值得在今后山区或特殊地貌条件下的大跨径叠合梁斜拉桥主梁吊装施工中进一步推广应用。

附图说明

以下将结合附图对本实用新型做进一步详细说明。

图1是叠合梁斜拉桥主梁吊装施工缆索吊机系统总体布置图；

图2是工作索走线示意图；

图3是后锚装置结构主视图；

图3-1是后锚装置结构俯视图；

图4是转索鞍装置结构主视图；

图4-1是转索鞍装置结构左视图或右视图；

图5是跑车单元结构主视图；

图5-1是跑车单元结构左视图或右视图；

图5-2是跑车单元结构俯视图；

图6是牵引和起重动力装置布置图；

图7是起吊吊具结构主视图；

图7-1是起吊吊具结构俯视图；

图8是钢主梁单元起吊运输施工示意图；

图9是钢主梁单元空中水平转体施工纵桥向示意图；

图10是桥面板单元起吊示意图；

图11是桥面板单元下落安装就位示意图。

附图标记说明：1、工作索；2、后锚装置；3、转索鞍装置；4、跑车单元；5、牵引和起重动力装置；6、起吊吊具；1-1、承重索；1-2、牵引索；1-3、起重索；2-1、锚固基础；2-2、预埋钢板带；2-3、锚固滑轮；3-1、索鞍支架；3-2、索鞍总成；3-2-1、承重索导轮组；3-2-2、起重索导轮组；3-2-3、牵引索导轮组；4-1、行走机构；4-2、牵引机构；4-3、起升机构；4-3-1、上挂架；4-3-2、下挂架；5-1、起重卷扬机；5-2、牵引卷扬机；6-1、主梁；6-2、连接件；6-3、主吊钩；6-4、副吊钩；5-1、起重卷扬机；5-2、牵引卷扬机。

具体实施方式

实施例1：

如图1所示，一种叠合梁斜拉桥主梁吊装施工缆索吊机系统，其特征在于：采用3跨连续布设，包括工作索1、后锚装置2、转索鞍装置3、跑车单元4、牵引和起重动力装置5、起吊吊具6，转索鞍装置3设于两岸主塔中横梁，后锚装置2设于两岸边跨主梁端部，牵引和起重动力装置5通过工作索1连接在后锚装置2和转索鞍装置3之间，跑车单元4通过工作索1连接在两岸的转索鞍装置3之间，跑车单元4的下部连接起吊吊具6。基于斜拉桥塔梁自身结构体系，利用主桥边跨现浇混凝土主梁作为承重索锚固基础，借助主塔中横梁实现承重索的塔端支点；通过叠合梁斜拉桥主梁吊装施工缆索吊机系统能够实现叠合梁单元的桥位纵向水平运输；通过牵引和起重动力装置5能够实现叠合梁单元的竖向提升和下落；通过牵引和起重动力装置5的联动操控能够实现叠合梁单元桥位精确安装定位控制；采用该叠合梁斜拉桥主梁吊装施工缆索吊机系统可完成叠合梁斜拉桥钢主梁单元和混凝土单元的桥位异步起吊安装施工。该叠合梁斜拉桥主梁吊装施工缆索吊机系统的施工设计，减小了钢主梁和混凝土桥面板单元安装施工受场地、自然条件等因素的影响，拓宽了叠合梁斜拉桥主梁吊装施工工法，实用性强，安全性能可靠，施工效率高，值得在今后山区或特殊地貌条件下的大跨径叠合梁斜拉桥主梁吊装施工中进一步推广应用。

实施例2：

如图2所示，在实施例1的基础上，所述工作索1包括承重索1-1、牵引索1-2和起重索1-3，两岸的后锚装置2和转索鞍装置3之间通过承重索1-1连接，承重索1-1左右幅各4根。承重索1-1左右幅各4根Φ60钢丝绳，共计8根，牵引索1-2和起重索1-3均采用Φ36钢丝绳，其中牵引索1-2采用循环形式，中跨走3线布设，起重索1-3在上下挂架间走8线；确保系统刚度大，稳定性好，更以抵抗风力。

如图3和图3-1所示，所述后锚装置2采用扩展基础，后锚装置2包括锚固基础2-1、预埋钢板带2-2、锚固滑轮2-3，预埋钢板带2-2一端伸入锚固基础2-1，预埋钢板带2-2另一端通过锚固滑轮2-3连接承重索1-1，单岸的左幅和右幅均设1个后锚装置2。两岸共4个后锚装置2，后锚装置2用来固定承重索1-1，扩展基础内配置有结构钢筋(竖向主筋伸入现浇主梁梁体内)，此种后锚装置2抗弯性能好，可充分放大基础底面尺寸，达到减小地基应力的效果，同时可有效地减小埋深，节省材料和土方开挖量，加快工程进度，降低成本。

如图4和图4-1所示，所述单岸主塔中横梁上左幅和右幅各设1套转索鞍装置3，转索鞍装置3包括索鞍支架3-1和索鞍总成3-2，索鞍总成3-2通过索鞍支架3-1连接在单岸主塔中横梁上部，索鞍总成3-2包括承重索导轮组3-2-1、起重索导轮组3-2-2和牵引索导轮组3-2-3，重索导轮组3-2-1、起重索导轮组3-2-2和牵引索导轮组3-2-3均连接在索鞍支架3-1上，承重索1-1通过承重索导轮组3-2-1连接两岸的后锚装置2。如图5、图5-1和图5-2所示，所述跑车单元4包括行走机构4-1、牵引机构4-2和起升机构4-3，牵引机构4-2通过牵引索1-2连接行走机构4-1，牵引索1-2和行走机构4-1均连接在承重索1-1上，起升机构4-3通过起重索1-3连接在行走机构4-1的下方，起升机构4-3包括上挂架4-3-1和下挂架4-3-2，上挂架4-3-1和下挂架4-3-2自上而下通过起重索1-3连接在行走机构4-1的下方。转索鞍装置3设于两岸主塔中横梁，单个横梁上左右幅各设1套，横桥向间距13m，全桥共4套承重索1-1，承重索1-1用来承载跑车单元4，跑车单元4的轮组取四轮结构，跑车轮直径取600mm，每台跑车由40个轮组成，左右幅各1套，全桥共2套。

如图6所示，所述牵引和起重动力装置5包括起重卷扬机5-1和牵引卷扬机5-2，起重卷扬机5-1通过起重索1-3和起重索导轮组3-2-2连接上挂架4-3-1，牵引卷扬机5-2通过牵引索1-2和牵引索导轮组3-2-3连接牵引机构4-2。起重卷扬机5-1通过和起重索导轮组3-2-2带动起升机构4-3上下运动，从而带动起吊吊具6上升和下降，牵引卷扬机5-2通过牵引索1-2和牵引索导轮组3-2-3带动牵引机构4-2左右运动从而带动起吊吊具6达到目标位置，结构简单、操作方便。

如图7和图7-1所示，所述起吊吊具6包括主梁6-1，主吊钩6-3和副吊钩6-4，主梁6-1顶部的左部和右部分别设有连接件6-2，主梁6-1底部的左部和右部分别连接副吊钩6-4，主梁6-1底部的中部连接主吊钩6-3。所述起重卷扬机5-1为18t摩擦卷扬机，牵引卷扬机5-2为30t摩擦型卷扬机，单岸左幅和右幅均设1套起重卷扬机5-1和牵引卷扬机5-2，承重索1-1采用Φ60钢丝绳，规格为6×37+IWR，牵引索1-2和起重索1-3均采用Φ36钢丝绳，规格为6×37+IWR。起吊吊具6采用钢板焊接箱型变截面结构形式，下设3个可旋转起吊吊钩，中间主吊钩采用125t规格，两侧副吊钩采用32t规格，起吊吊具采用钢板焊接箱型变截面结构形式，下设3个可旋转起吊吊钩，中间主吊钩采用125t规格，两侧副吊钩采用32t规格，连接件6-2方便连接钢主梁单元和桥面板单元。

本实用新型的工作原理：叠合梁单元桥位实际吊装施工时，按照先钢主梁后桥面板单元的形式进行桥位安装，钢主梁单元场地拼装完成后，将叠合梁斜拉桥主梁吊装施工缆索吊机系统运行至塔前起吊区，对于钢主梁单元的起吊安装，起重卷扬机5-1通过和起重索导轮组3-2-2带动起升机构4-3上下运动，从而带动起吊吊具6上升和下降，牵引卷扬机5-2通过牵引索1-2和牵引索导轮组3-2-3带动牵引机构4-2左右运动从而带动起吊吊具6达到目标位置(如图8)，起吊后运输至安装位置，然后通过拽拉牵引的方式对钢主梁单元进行空中水平90°转体，经转体后(如图9)，下落进行钢主梁悬臂对接安装，对于桥面板单元的起吊安装，采用如图10中所示的方式，起重卷扬机5-1通过和起重索导轮组3-2-2带动起升机构4-3上下运动，从而带动起吊吊具6上升和下降，牵引卷扬机5-2通过牵引索1-2和牵引索导轮组3-2-3带动牵引机构4-2左右运动从而带动起吊吊具6达到目标位置，一次起吊3块桥面板单元，起吊后经纵桥向水平运输至安装位置上方，然后按照如图11的方式缓慢下落桥面板，与钢主梁进行叠合安装。

本实用新型的有益效果：

1)应用于叠合梁斜拉桥主梁吊装施工缆索吊机系统，在吊机系统结构设计中，缆索吊机额定起吊能力按120t设计，运行期最大风力按6级考虑，安全系数3.0，同时该吊机系统结构设计经第三方复核验证，结构安全可靠。缆索吊机系统加工制造及桥位安装完成后，进行加载运行试验，分别按钢主梁起吊工况和混凝土桥面板单元起吊工况，加载1.2倍额定起重荷载，自桥塔一侧起吊加载配重，水平运输至另一侧塔前再回至起吊位置。缆索吊机加载试验过程中对斜拉桥塔梁偏位和缆索吊机系统的重要结构部位的受力进行了检测，确保结构安全可靠后投入使用。

2)叠合梁斜拉桥主梁吊装施工缆索吊机系统的设立基于斜拉桥塔梁结构体系，采用叠合梁斜拉桥主梁吊装施工缆索吊机系统能够实现叠合梁单元单岸侧起吊安装施工组织，即可完成钢主梁单元的整体起吊、运输和桥位精确定位安装，又能一次性完成3块桥面板单元的桥位吊装；施工安全可靠，吊装工效高，大大缩短了叠合梁的桥位安装施工工期。对于山区、峡谷、非通航河道或受场地地貌限制以及吊装施工工法制约的工况下，简化工艺，减少投入，缩短工期，施工安全高效，实用性强，值得在今后斜拉桥主梁吊装施工中进一步推广，拓宽吊装施工工法新思路。

以上例举仅仅是对本实用新型的举例说明，并不构成对本实用新型的保护范围的限制，凡是与本实用新型相同或相似的设计均属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种叠合梁斜拉桥主梁吊装施工缆索吊机系统，其特征在于：采用3跨连续布设，包括工作索(1)、后锚装置(2)、转索鞍装置(3)、跑车单元(4)、牵引和起重动力装置(5)、起吊吊具(6)，转索鞍装置(3)设于两岸主塔中横梁，后锚装置(2)设于两岸边跨主梁端部，牵引和起重动力装置(5)通过工作索(1)连接在后锚装置(2)和转索鞍装置(3)之间，跑车单元(4)通过工作索(1)连接在两岸的转索鞍装置(3)之间，跑车单元(4)的下部连接起吊吊具(6)。

2.如权利要求1所述的叠合梁斜拉桥主梁吊装施工缆索吊机系统，其特征在于：所述工作索(1)包括承重索(1-1)、牵引索(1-2)和起重索(1-3)，两岸的后锚装置(2)和转索鞍装置(3)之间通过承重索(1-1)连接，承重索(1-1)左右幅各4根。

3.如权利要求2所述的叠合梁斜拉桥主梁吊装施工缆索吊机系统，其特征在于：所述后锚装置(2)采用扩展基础，后锚装置(2)包括锚固基础(2-1)、预埋钢板带(2-2)、锚固滑轮(2-3)，预埋钢板带(2-2)一端伸入锚固基础(2-1)，预埋钢板带(2-2)另一端通过锚固滑轮(2-3)连接承重索(1-1)，单岸的左幅和右幅均设1个后锚装置(2)。

4.如权利要求3所述的叠合梁斜拉桥主梁吊装施工缆索吊机系统，其特征在于：所述单岸主塔中横梁上左幅和右幅各设1套转索鞍装置(3)，转索鞍装置(3)包括索鞍支架(3-1)和索鞍总成(3-2)，索鞍总成(3-2)通过索鞍支架(3-1)连接在单岸主塔中横梁上部，索鞍总成(3-2)包括承重索导轮组(3-2-1)、起重索导轮组(3-2-2)和牵引索导轮组(3-2-3)，重索导轮组(3-2-1)、起重索导轮组(3-2-2)和牵引索导轮组(3-2-3)均连接在索鞍支架(3-1)上，承重索(1-1)通过承重索导轮组(3-2-1)连接两岸的后锚装置(2)。

5.如权利要求4所述的叠合梁斜拉桥主梁吊装施工缆索吊机系统，其特征在于：所述跑车单元(4)包括行走机构(4-1)、牵引机构(4-2)和起升机构(4-3)，牵引机构(4-2)通过牵引索(1-2)连接行走机构(4-1)，牵引索(1-2)和行走机构(4-1)均连接在承重索(1-1)上，起升机构(4-3)通过起重索(1-3)连接在行走机构(4-1)的下方，起升机构(4-3)包括上挂架(4-3-1)和下挂架(4-3-2)，上挂架(4-3-1)和下挂架(4-3-2)自上而下通过起重索(1-3)连接在行走机构(4-1)的下方。

6.如权利要求5所述的叠合梁斜拉桥主梁吊装施工缆索吊机系统，其特征在于：所述牵引和起重动力装置(5)包括起重卷扬机(5-1)和牵引卷扬机(5-2)，起重卷扬机(5-1)通过起重索(1-3)和起重索导轮组(3-2-2)连接上挂架(4-3-1)，牵引卷扬机(5-2)通过牵引索(1-2)和牵引索导轮组(3-2-3)连接牵引机构(4-2)。

7.如权利要求6所述的叠合梁斜拉桥主梁吊装施工缆索吊机系统，其特征在于：所述起吊吊具(6)包括主梁(6-1)，主吊钩(6-3)和副吊钩(6-4)，主梁(6-1)顶部的左部和右部分别设有连接件(6-2)，主梁(6-1)底部的左部和右部分别连接副吊钩(6-4)，主梁(6-1)底部的中部连接主吊钩(6-3)。

8.如权利要求7所述的叠合梁斜拉桥主梁吊装施工缆索吊机系统，其特征在于：所述起重卷扬机(5-1)为18t摩擦卷扬机，牵引卷扬机(5-2)为30t摩擦型卷扬机，单岸左幅和右幅均设1套起重卷扬机(5-1)和牵引卷扬机(5-2)，承重索(1-1)采用Φ60钢丝绳，规格为6×37+IWR，牵引索(1-2)和起重索(1-3)均采用Φ36钢丝绳，规格为6×37+IWR。