CN209128886U - 一种用于自锚式悬索桥快速建造施工的塔梁止推连接装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于自锚式悬索桥快速建造施工的塔梁止推连接装置，包括梁端预留钢板和塔端承压钢板，所述的梁端预留钢板和塔端承压钢板相互垂直布设，所述的梁端预留钢板上固定安装有梁端阻推器，所述的塔端承压钢板上固定安装有塔端阻推器，所述的梁端阻推器与塔端阻推器之间设置有推力传导器。本实用新型的塔梁止推连接装置能够将空缆状态下主缆产生的水平力传递给桥塔承担，简单且有效的解决了主缆水平力在主梁施工完成前的平衡问题。构造简单，安装拆卸方便，避免设置传统大型临时锚碇，降低施工风险。

Description

一种用于自锚式悬索桥快速建造施工的塔梁止推连接装置

技术领域

本实用新型属于道路桥梁领域，涉及自锚式悬索桥，具体涉及一种用于自锚式悬索桥快速建造施工的塔梁止推连接装置。

背景技术

自锚式悬索桥不同于一般的地锚式悬索桥，不需要巨大的锚碇，主缆锚固于边跨主梁端部，由主梁承担主缆的水平分力和竖向分力，解决了地质条件不允许修建锚碇而建造悬索桥的问题，并且保留了传统悬索桥的优美外形。

自锚式悬索桥由于主缆直接锚固在主梁上，施工过程中主缆将产生巨大的水平分力，所以在施工方法上一般采用先搭设临时支撑完成主梁施工，然后架设主缆的施工方案，即“先梁后缆”施工工艺。

然而这种“先梁后缆”工艺会明显导致工期延长。由于主缆的架设需要等到主梁全部安装完成后才能开始，故不同工种(即缆索架设与主梁安装)无法同步展开，明显导致现场施工工期延长，现场安全风险增加。

现有技术中虽然公开了一种塔梁临时锚固装置，第一格栅架的一个端面和第二格栅架的一个端面相对设置，形成传力撑的作用面；第一格栅架和第二格栅架相对设置的两个端面之间通过传力撑支撑传力，在施工过程中将边跨主梁上承受的水平力传递给桥塔；由内筒和外筒组成的可伸缩套筒内安装有千斤顶，千斤顶的一端固结在外筒远离内筒的端部设置的钢架上，千斤顶的油管通过设置在外筒侧壁上的油管进出口进入外筒内部。但是现有的塔梁临时锚固装置存在以下问题：

(A)液压传动对油温变化极其敏感，由于施工现场的环境与进度变动很大，实际应用中发现现有技术很容易出现油液泄露，且油液也难以始终保持清洁，严重影响传力过程的稳定性；

(B)面对临时塔锚式自锚式悬索桥快速施工，液压传动在能量转化的过程中承受巨大压力，流量损失大，系统工作效率低下；

(C)现有临时支撑中不论是内外筒之间的螺纹转动还是千斤顶的液压传动，均对元件制造的材料强度、制造精度提出苛刻的要求，使得临时构件的工艺复杂，成本较高；

(D)现有临时支撑中内外筒的转动构造以及千斤顶液压传动构造对精度要求苛刻，首次使用后内外筒连接处常常出现无法恢复的细小变形，无法实现重复多次使用。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于，提供一种用于自锚式悬索桥快速建造施工的塔梁止推连接装置，解决现有技术中自锚式悬索桥难以同步施工，施工工期长的技术问题。

为了解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案予以实现：

一种用于自锚式悬索桥快速建造施工的塔梁止推连接装置，包括梁端预留钢板和塔端承压钢板，所述的梁端预留钢板和塔端承压钢板相互垂直布设，所述的梁端预留钢板上固定安装有梁端阻推器，所述的塔端承压钢板上固定安装有塔端阻推器，所述的梁端阻推器与塔端阻推器之间设置有推力传导器；

所述的推力传导器包括外筒和内筒，所述的外筒的一端开放，所述的内筒的两端封闭，外筒的封闭端安装在塔端阻推器上，内筒的一端安装在梁端阻推器上，内筒的另一端插入外筒的开放端使得外筒内形成砂腔，砂腔内填充有砂粒；内筒的另一端与外筒的内壁之间设置有橡胶密封层；

所述的外筒上设置有与砂腔连通的进砂阀和排砂阀。

本实用新型还具有如下技术特征：

所述的外筒的封闭端通过第一端承板安装在塔端阻推器上，所述的内筒的一端通过第二端承板顶在梁端阻推器上；所述的第一端承板上设置有预留连接孔。

所述的外筒外壁上靠近开放端的位置设置有环向加强板。

所述的内筒内浇筑有水泥混凝土。

所述的外筒内壁和内筒外壁之间的间隙尺寸控制在1～2mm范围内。

本实用新型与现有技术相比，有益的技术效果是：

本实用新型的塔梁止推连接装置能够将空缆状态下主缆产生的水平力传递给桥塔承担，简单且有效的解决了主缆水平力在主梁施工完成前的平衡问题。构造简单，安装拆卸方便，避免设置传统大型临时锚碇，降低施工风险。本实用新型的止推连接装置造价经济，无需建造临时承载构件，只需要低价的临时连接构件用于推力传导，部分构件经拆除可在之后的施工工序中作为永久性构件进行重复性使用，明显降低施工成本。

附图说明

图1是本实用新型的塔梁止推连接装置的整体结构示意图。

图2是本实用新型的推力传导器的外部结构示意图。

图3是本实用新型的推力传导器的内部结构示意图。

图4是本实用新型的梁端阻推器的内部结构示意图。

图5是本实用新型的塔端阻推器的内部结构示意图。

图6是本实用新型的主缆和主梁的协同安装的过程示意图。

图7是本实用新型建造的自锚式悬索桥的结构示意图。

图中各个标号的含义为：1-梁端预留钢板，2-塔端承压钢板，3-梁端阻推器，4-塔端阻推器，5-推力传导器，6-边跨主梁，7-桥塔，8-主缆，9-中跨主梁，10-吊杆，11-支架，12-桥墩，13-塔梁止推连接装置；

301-锚固前板，302-锚固后板，303-顶板，304-底板，305-水平加劲板，306-外腹板，307-内腹板，308-纵向加劲肋，309-过焊孔；

401-横向板，402-纵向板，403-斜向板；

501-外筒，502-内筒，503-砂腔，504-砂粒，505-橡胶密封层，506-进砂阀，507-排砂阀，508-第一端承板，509-第二端承板，510-预留连接孔，511-环向加强板，512-水泥混凝土。

以下结合附图和实施例对本实用新型的具体内容作进一步详细解释说明。

具体实施方式

以下给出本实用新型的具体实施例，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。

实施例1：

本实施例给出一种用于自锚式悬索桥快速建造施工的塔梁止推连接装置，如图1至图5所示，包括梁端预留钢板1和塔端承压钢板2，所述的梁端预留钢板1和塔端承压钢板2相互垂直布设，所述的梁端预留钢板1上固定安装有梁端阻推器3，所述的塔端承压钢板2上固定安装有塔端阻推器4，所述的梁端阻推器3与塔端阻推器4之间设置有推力传导器5；

所述的推力传导器5包括外筒501和内筒502，所述的外筒501的一端开放，所述的内筒502的两端封闭，外筒501的封闭端安装在塔端阻推器4上，内筒502的一端安装在梁端阻推器3上，内筒502的另一端插入外筒501的开放端使得外筒501内形成砂腔503，砂腔503内填充有砂粒504；内筒502的另一端与外筒501的内壁之间设置有橡胶密封层505；

所述的外筒501上设置有与砂腔503连通的进砂阀506和排砂阀507。

作为本实施例的一种优选方案，外筒501的封闭端通过第一端承板508安装在塔端阻推器4上，所述的内筒502的一端通过第二端承板509顶在梁端阻推器3上；所述的第一端承板508上设置有预留连接孔510。通过螺栓和塔端阻推器的端面固定连接，限制推力传导器5的竖向位移，方便施工。

作为本实施例的一种优选方案，外筒501外壁上靠近开放端的位置设置有环向加强板511。确保传力过程中外筒501的安全性与稳定性。

作为本实施例的一种优选方案，内筒502内浇筑有水泥混凝土512。使得内筒502具有强大的轴向抗压能力。

作为本实施例的一种优选方案，外筒501内壁和内筒502外壁之间的间隙尺寸控制在1～2mm范围内。避免间隙过小造成“卡死”现象或者间隙过大造成“溢砂”现象。

本实施例中，梁端阻推器3包括锚固前板301和锚固后板302，锚固前板301和锚固后板302之间水平设置有平行的顶板303和底板304，顶板303和底板304之间设置有平行于顶板303的水平加劲板305；锚固前板301和锚固后板302之间垂直设置有平行的一对外腹板306，一对外腹板306之间设置有平行外腹板306的内腹板307，外腹板306和内腹板307与顶板303、底板304和水平加劲板305之间水平交错设置；所述的锚固前板301和锚固后板302之间设有连续的纵向加劲肋308，保证轴力的顺畅传递；所述的内腹板307、外腹板306和纵向加劲肋308在靠近锚固后板302侧留有四分之一圆的过焊孔309，保证焊接质量，减少应力集中。所述的梁端阻推器3采用吊索钢锚箱形式，为全焊结构。

本实施例中，塔端阻推器4的截面轮廓呈直角梯形状结构，包括相互垂直交错设置的多块横向板401和多块纵向板402，横向板401位于直角梯形的顶边和底边和平行与顶边的位置，直角梯形的斜边位置设置有与横向板401固接的斜向板403。优选的横向板401为4块，纵向板402为5块。

本实施例中，梁端预留钢板1和塔端承压钢板2相互垂直布设，梁端预留钢板1的侧面安装梁端阻推器3，塔端承压钢板2的正面固定塔端阻推器4，这种临时锚固方式，更适合自锚式悬索桥的快速建造。

需要说明的是，除了传力撑构造不同之外，本实用新型中塔梁止推连接装置的整体结构设计在现有技术基础上也有明显改变，呈“牛腿构造”，特别是针对塔锚部分，将塔端阻推器固定安装于塔柱正面，避免其在巨大推力作用下发生滑移，提高整个临时连接件在传力过程中的稳定性及安全性，也明显改善塔柱的局部受力情况。

采用本实用新型的塔梁止推连接装置的自锚式悬索桥快速建造施工方法，如图6和图7所示，该方法包括以下步骤：

步骤一，同步施工边跨主梁6与桥塔7；

步骤1.1，对桥塔7和桥墩12的基础进行地基处理，施工桥塔7基础、桥墩12基础、桥塔7及桥墩12；

步骤1.2，搭设锚跨预应力混凝土主梁以及边中跨主梁安装所需的支架11，在支架11上现浇锚跨混凝土梁段，张拉预应力钢束，完成锚跨主梁施工；

步骤1.3，在支架11上逐段架设边跨主梁6，浇筑钢-混结合段，张拉结合段预应力钢束。

步骤二，安装塔梁止推连接装置对边跨主梁6与桥塔7进行临时连接；

步骤2.1，在桥塔7的塔柱正面边跨侧的塔端承压钢板2上固定安装塔端阻推器4；

步骤2.2，安装推力传导器5，先在外筒501的外壁以及外筒501和内筒502的端面分别焊接环向加强板511、第一端承板508和第二端承板509，之后在砂腔503内填充烘干的砂粒504，振捣压实后将内筒502安装在砂腔503内压于砂粒504之上，确保砂腔503内无空隙且砂粒504预压严实后，用橡胶密封层505对外筒501和内筒502侧壁之间的空隙进行封闭处理；拼装完成后，将推力传导器5进行水平固定安装，即通过预留连接孔510和螺栓将外筒的第一端承板508与塔端阻推器4的端面进行固定连接，若砂腔503内砂粒504填充仍不密实，可打开进砂阀506进行灌砂填实；

步骤2.3，在边跨主梁6腹板外侧上的梁端预留板1上固定安装梁端阻推器3，并保证内筒502的第二端承板509完全顶在梁端阻推器3的端面上，形成推力传导支撑，实现塔梁临时锚固。

步骤三，主缆8架设与中跨主梁9安装同步施工；

步骤3.1，架设猫道，安装主索鞍与转索鞍并调整预偏量；在猫道上架设主缆8，同步在支架11上进行中跨主梁9的施工；

步骤3.2，中跨主梁9的梁段全部安装完成后，与边跨主梁6连接形成整体。

步骤四，拆卸塔梁止推连接装置，完成第一次体系转换；

步骤4.1，打开排砂阀507和进砂阀506，若砂粒504不能在重力作用下自动流出，,用钢筋从上侧进砂阀506捅向下侧排砂阀507，使砂粒能从排砂阀507顺利排出，同时内筒502在纵向推力作用下进行缓慢回缩；

步骤4.2，待砂粒504停止流出，松开预留连接孔510处的螺栓，移走推力传导器5，拆除梁端阻推器3和塔端阻推器4，其中梁端阻推器3作为吊索锚箱在之后的施工工序中进行重复使用。

本实施例中，第一次体系转换指的是待中跨主梁支架施工完成，与边跨主梁连接形成整体之后，缓慢卸载推力传导器，使主缆施加给边跨主梁的水平分力由桥塔转移给中跨主梁，完成第一次体系转换。

步骤五，张拉吊杆10，拆除支架11，完成第二次体系转换。

步骤5.1，按照监控指令张拉吊杆10，调整吊索；

步骤5.2，主缆8防腐施工，拆除猫道，施工索鞍以上部分塔柱，进行桥面铺装施工；

步骤5.3，拆除支架11，完成全桥施工。

本实施例中，第二次体系转换指的是按照监控指令完成吊索张拉，拆除临时支架，使梁段重量从支架转移到主缆，完成第二次体系转换。

本实施例中，自锚式悬索桥的桥塔7的塔柱内侧与边跨主梁6腹板外侧的水平间隙小于70cm。

本实用新型的方法采用塔梁止推连接装置能够安全且经济地实现主缆和主梁的协同安装，从而大幅节省现场作业时间；其特点是比传统工艺增加一次主梁的体系转换。

本实用新型的该施工技术能将主缆以及猫道的施工时间并入到主梁的施工期间，实现了自锚式悬索桥主缆和主梁的同步施工，缩短工期2～3个月，直接提高经济效益；间接降低现场河道施工风险。

本实用新型的施工方法安全可靠，主塔抗推刚度大，作为临时推力承载构件，能够平衡主缆架设过程中产生的水平力且建造过程中无拉应力出现。

Claims (5)

1.一种用于自锚式悬索桥快速建造施工的塔梁止推连接装置，包括梁端预留钢板(1)和塔端承压钢板(2)，其特征在于，所述的梁端预留钢板(1)和塔端承压钢板(2)相互垂直布设，所述的梁端预留钢板(1)上固定安装有梁端阻推器(3)，所述的塔端承压钢板(2)上固定安装有塔端阻推器(4)，所述的梁端阻推器(3)与塔端阻推器(4)之间设置有推力传导器(5)；

所述的推力传导器(5)包括外筒(501)和内筒(502)，所述的外筒(501)的一端开放，所述的内筒(502)的两端封闭，外筒(501)的封闭端安装在塔端阻推器(4)上，内筒(502)的一端安装在梁端阻推器(3)上，内筒(502)的另一端插入外筒(501)的开放端使得外筒(501)内形成砂腔(503)，砂腔(503)内填充有砂粒(504)；内筒(502)的另一端与外筒(501)的内壁之间设置有橡胶密封层(505)；

所述的外筒(501)上设置有与砂腔(503)连通的进砂阀(506)和排砂阀(507)。

2.如权利要求1所述的用于自锚式悬索桥快速建造施工的塔梁止推连接装置，其特征在于，所述的外筒(501)的封闭端通过第一端承板(508)安装在塔端阻推器(4)上，所述的内筒(502)的一端通过第二端承板(509)顶在梁端阻推器(3)上；所述的第一端承板(508)上设置有预留连接孔(510)。

3.如权利要求1所述的用于自锚式悬索桥快速建造施工的塔梁止推连接装置，其特征在于，所述的外筒(501)外壁上靠近开放端的位置设置有环向加强板(511)。

4.如权利要求1所述的用于自锚式悬索桥快速建造施工的塔梁止推连接装置，其特征在于，所述的内筒(502)内浇筑有水泥混凝土(512)。

5.如权利要求1所述的用于自锚式悬索桥快速建造施工的塔梁止推连接装置，其特征在于，所述的外筒(501)内壁和内筒(502)外壁之间的间隙尺寸控制在1～2mm范围内。