一种应用于空间主缆悬索桥猫道的施工方法与流程

文档序号:30581444发布日期:2022-06-29 12:28阅读:222来源:国知局
一种应用于空间主缆悬索桥猫道的施工方法与流程

1.本发明涉及桥梁工程技术领域,特别是涉及一种应用于空间主缆悬索桥猫道的施工方法。


背景技术:

2.猫道是悬索桥施工时架设在主缆之下、平行于主缆的线形临时施工便道。它是施工人员进行施工作业的高空脚手架,是主缆系统乃至悬索桥整个上部结构的施工平台。施工人员在其上完成诸如索股牵引、调索、整形入鞍、紧缆、索夹及吊索安装、箱梁吊装及工地连接、主缆缠丝、防护涂装等重要任务。上下游各一条,断面通常呈u型,狭长且有一些摇晃,故称“猫道”,英文为catwalk。它是悬索桥施工中极其重要的临时设施,大桥竣工后将被拆除。而传统的悬索桥的两根主缆一般是平行设置的,因此用于传统的悬索桥的猫道间距为固定值的分离式的结构,而目前应用到主缆变间距形成椭圆形排布的悬索桥,传统的固定分离式的猫道无法适用于这种类型的悬索桥。且传统的悬索桥固定分离式的猫道结构之间设有一定数量的横向通道,以增加施工期间的猫道抗风性能,这样类型的抗风结构不适合距离可变的猫道结构。


技术实现要素:

3.鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种应用于空间主缆悬索桥猫道的施工方法,用于解决背景技术中的问题。
4.为实现上述目的及其他相关目的,本发明提供一种应用于空间主缆悬索桥猫道的施工方法,包括猫道的安装施工方法和抗风系统的安装施工方法;
5.猫道的安装施工方法包括猫道的整体施工方法和猫道的分离施工方法,猫道在整体施工过程中两个猫道为一体式的结构,通过猫道的分离施工方法将整体猫道分离成两个独立的猫道,猫道的整体施工方法包括:
6.s11.将锚固块运至塔顶与预埋的爬锥连接完成预安装,之后利用精轧螺纹钢将锚固块锚固在塔顶上,锚固梁与大拉杆、小拉杆组装完成后与锚固块连接;
7.s12.预先架设先导索,通过轮船牵引先导索渡海并于岸处连接第一引索,岸与k岸分别为悬索桥的对立的两岸,再通过第一引索带动第二引索架设在岸与k岸之间,再通过第二引索带动第三引索架设在岸与k岸之间,先导索、第一引索、第二引索、第三引索的索径依次增大;
8.s13.将托架承重绳的通过第三引索的拽拉器从岸往k岸牵引,并锚固在k岸的塔顶上;托架承重绳架设完成后,架设托架定位绳,托架定位绳和第三引索连接,将托架挂在托架承重绳上,托架定位绳在长度方向上间隔设置有连接点,各个托架和各个连接点分别对应连接;
9.s14.架设猫道承重索,猫道承重索通过第三引索的拽拉器从岸牵引到k岸,猫道承重索的两端与小拉杆连接,猫道承重索按照左右幅对称、两边跨对称的顺序进行依次架
设,架设过程中根据两岸主塔的偏位情况调整架设顺序;猫道承重绳和小拉杆连接的前端位置安装变位钢架来调整各个猫道承重绳的间距;
10.s15.牵引门架承重绳;
11.s16.在猫道承重绳上铺设猫道面网;
12.s17.安装猫道栏杆和猫道门架,完成整体猫道的安装;
13.猫道在处于整体式的情况下进行抗风系统的安装,抗风系统的安装施工方法包括:
14.s21.架设抗风索,利用索股牵引系统将抗风索牵引至托架上;
15.s22.利用抗风吊杆连接猫道和抗风索;
16.s23.利用塔顶卷扬机配合转向装置将抗风索牵引至锚固装置附近,
17.s24.通过塔吊配合将抗风索的锚头连接到锚固装置的第二拉杆上,之后锚固装置中通过千斤顶对抗风索进行张拉,张拉完成后安装锚固钢带完成抗风索的固定;
18.猫道的分离施工方法包括先进行主缆索股牵引,再进行顶推系统的安装,通过顶推系统将猫道从中间往两侧顶推,形成分离式的猫道结构。
19.可选的,在s12中,在k岸预先架设先导索,在岸预先架设第一引索,将先导索的一端牵引到岸与第一引索连接,之后通过卷扬机驱动先导索将第一引索牵引到k岸;在k岸预架设第二引索,将第二引索和第一引索连接,通过卷扬机驱动第一引索将第二引索牵引到岸;在岸预架设第三引索,将第三引索和第二引索连接,通过卷扬机驱动第二引索将第三引索牵引到k岸,完成牵引。
20.可选的,在s13中,托架按照100米间距均匀布置,托架定位绳通过第三引索由岸向k岸拽拉,当托架定位绳每拽出100米时,其中一个托架与托架定位绳连接,依次进行直至托架定位绳拽拉至k岸塔顶。
21.可选的,在s11中,利用用塔吊将锚固梁和大拉杆、小拉杆整个组件吊运至塔顶,与锚固块通过钢销连接,同时将锚固梁两端用钢绳和手拉葫芦吊在塔顶门架上,利用手拉葫芦将锚固块调到猫道的倾斜角度。
22.可选的,猫道承重绳采用三角高程测量方式进行垂度的调整,依次测量单根承重绳跨中垂度,中跨垂度调整通过张拉猫道承重绳两端的小拉杆来调整,同一根中跨的猫道承重绳两端应同时对称张拉,直到调整到对应的垂度位置;边跨猫道承重绳调整通过张拉塔顶小拉杆。
23.可选的,猫道面网铺设采用滑移法铺设,塔吊将面网吊运至塔顶平台,人工将面网搬运至猫道承重绳上,之后进行防滑木条的绑扎及大小方钢的安装,中跨将塔顶变位钢架至塔顶段先用木板及面网铺设好,同时将该段两侧设置防护栏杆,边跨将调节拉杆至塔顶段先用木板及面网铺设好,也将该段两侧设置防护栏杆,中跨面网下滑时在猫道面网前端设置配重,利用塔顶卷扬机控制猫道面层的下放,当猫道面网不能自由下放时,利用牵引系统牵引猫道面网下放。
24.可选的,猫道面层铺设完成后利用螺栓固定安装猫道栏杆,猫道栏杆间隔布置在猫道上,扶手绳和栏杆绳通过牵引的方式安装在猫道栏杆上,之后利用绑扎带将栏杆网与猫道承重绳、栏杆绳、扶手绳、猫道栏杆固定。
25.可选的,猫道门架安装的安装步骤:(1)在k岸和岸两岸的塔顶引桥上组装猫道
门架;(2)将猫道门架框架吊运到塔顶与门架绳通过u型螺栓连接,猫道门架前端连接牵引钢绳,后端连接塔顶卷扬机反拉钢绳;(3)先将第一个猫道门架牵引到跨中位置,将猫道门架与下横梁通过钢销连接;(4)依次将剩余的猫道门架安装跨中至两岸塔顶及塔顶至锚碇处的各个位置。
26.可选的,各个位置处的抗风吊件根据初始的安装位置情况选择从钢绳盘上用切割片切下对应长度的固定钢绳,抗风吊件在安装完成后,通过调节抗风吊件上的调节链条长度来控制抗风索的线形。
27.可选的,锚固装置安装在桥塔承台的两端,将各个转向装置安装在两个锚固装置和塔顶卷扬机投影在桥塔承台的位置之间的桥塔承台上。
28.如上所述,本发明的一种应用于空间主缆悬索桥猫道的施工方法,至少具有以下有益效果:
29.本发明提供了一种用于空间主缆悬索桥猫道的施工方法,包括了猫道的安装施工方法和抗风系统的安装施工方法,其中猫道的施工方法包括了猫道的整体施工方法和猫道的分离施工方法,本发明中相较于传统的悬索桥来说主缆的间距值为非恒定值,而通过本发明的安装施工方法可以实现猫道从整体式变为分离式以适应悬索桥主缆施工及钢箱梁节段安装的施工需求;同时本发明中的抗风系统的安装方法可以很好地实现本发明中当悬索桥的猫道为整体式结构时满足其抗风系统与猫道的配合,可以有效地解决在复杂风场环境下空间主缆悬索桥整体式猫道的抗风稳定性问题,增强整体式猫道的纵横向刚度。
附图说明
30.图1显示为本发明中先导索带动第一引索的架设示意图;
31.图2显示为本发明中锚固梁和锚固块的配合示意图;
32.图3显示为本发明中锚固装置和转向装置的排布示意图。
具体实施方式
33.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式,熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
34.请参阅图1至图3。须知,本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本发明可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时,本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语,亦仅为便于叙述的明了,而非用以限定本发明可实施的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更技术内容下,当亦视为本发明可实施的范畴。
35.以下各个实施例仅是为了举例说明。各个实施例之间,可以进行组合,其不仅仅限于以下单个实施例展现的内容。
36.请参阅图1和图2,本发明提供一种应用于空间主缆悬索桥猫道的施工方法,包括猫道的安装施工方法和抗风系统的安装施工方法;猫道的安装施工方法包括猫道的整体施工方法和猫道的分离施工方法,猫道在整体施工过程中两个猫道为一体式的结构,通过猫
道的分离施工方法将整体猫道分离成两个独立的猫道,猫道的整体施工方法包括:
37.s11.将锚固块运至塔顶与预埋的爬锥连接完成预安装,之后利用精轧螺纹钢将锚固块锚固在塔顶上,锚固梁与大拉杆、小拉杆组装完成后与锚固块连接;
38.s12.预先架设先导索,通过轮船牵引先导索渡海并于岸处连接第一引索,,岸与k岸分别为悬索桥的对立的两岸,再通过第一引索带动第二引索架设在岸与k岸之间,再通过第二引索带动第三引索架设在岸与k岸之间,先导索4-1、第一引索4-2、第二引索、第三引索的索径依次增大;
39.s13.将托架承重绳的通过第三引索的拽拉器从岸往k岸牵引,并锚固在k岸的塔顶上;托架承重绳架设完成后,架设托架定位绳,托架定位绳和第三引索连接,将托架挂在托架承重绳上,托架定位绳在长度方向上间隔设置有连接点,各个托架和各个连接点分别对应连接;
40.s14.架设猫道承重索,猫道承重索通过第三引索的拽拉器从岸牵引到k岸,猫道承重索的两端与小拉杆连接,猫道承重索按照左右幅对称、两边跨对称的顺序进行依次架设,架设过程中根据两岸主塔的偏位情况调整架设顺序;猫道承重绳和小拉杆连接的前端位置安装变位钢架来调整各个猫道承重绳的间距;
41.s15.牵引门架承重绳;
42.s16.在猫道承重绳上铺设猫道面网;
43.s17.安装猫道栏杆和猫道门架,完成整体猫道的安装;
44.猫道在处于整体式的情况下进行抗风系统的安装,抗风系统的安装施工方法包括:
45.s21.架设抗风索,利用索股牵引系统将抗风索牵引至托架上;
46.s22.利用抗风吊杆连接猫道和抗风索;
47.s23.利用塔顶卷扬机配合转向装置将抗风索牵引至锚固装置附近,
48.s24.通过塔吊配合将抗风索的锚头连接到锚固装置的第二拉杆上,之后锚固装置中通过千斤顶对抗风索进行张拉,张拉完成后安装锚固钢带完成抗风索的固定;
49.猫道的分离施工方法包括先进行主缆索股牵引,再进行顶推系统的安装,通过顶推系统将猫道从中间往两侧顶推,形成分离式的猫道结构。
50.本发明中因为猫道承重绳的绳径较大,且重量很重,如果直接架设操作施工会非常麻烦,而本发明中通过索径依次增大的先导索4-1、第一引索4-2、第二引索、第三引索依次连接架设的方式实现牵引系统的形成,施工操作更加方便,也更有利于粗绳索的架设,这样的索径循序渐进、小绳依次拉动大绳的架设方式可以更好地为后续的猫道承重绳和其它的绳索实现牵引;猫道承重绳在牵引渡海的过程中为了防止其自重过大而垂到海面上影响航道安全,因此猫道承重绳在牵引的过程中受到托架的支撑,将其重量转移到托架承重绳上,减小猫道承重绳的垂度和张力;托架通过托架定位绳在一定的间隔距离内依次连接,可以更加均匀有效地实现托架的分布安装。安装体设置在桥塔上,猫道承重绳的端部连接有锚固梁2-1,锚固梁2-1上设有大拉杆2-2,大拉杆2-2的一端设有连接头,连接头和铰接轴连接。在传统的悬索桥施工过程中,猫道承重绳与小拉杆2-3连接后直接和索鞍或混凝土结构的塔顶进行连接,而承重绳的拉应力非常大,长期以这样直接的定点连接的方式不仅不稳固,并且容易将塔顶的混凝土结构拉裂造成严重的安全事故,而本方案中的锚固组合结构
可应用到空间主缆悬索桥之上,通过锚固块3-2与塔顶连接,通过采用对称连接的方式并且采用了多点配合的连接方式,使得承重绳与塔顶从单点接触连接的方式转变为通过锚固块3-2中间传递的连接方式,降低了塔顶混凝土结构因为应力集中的单点连接被直接拉裂的风险,使得连接更加稳固,降低了施工的事故风险性。锚固梁2-1、大拉杆2-2和小拉杆2-3的组合,实现所述猫道承重绳的安装连接即长度角度等位置参数的调整,大拉杆可转动设置在桥塔的锚固块上实现其角度的调整,大拉杆和小拉杆与所述锚固梁位移配合可实现其承重绳到塔顶的长度距离变化进而实现其长度的调整,相较于传统技术能够更好地实现对猫道承重绳的位置变化的调整进而更好地实现对猫道的位置调整。为了便于调整猫道线形,在组装时按照大小拉杆的设计基准位置进行安装,中跨侧大拉杆长度为8700mm,小拉杆长度为3700mm;边跨侧大拉杆长度为7500mm,小拉杆长度为3700mm;门架承重绳为分离式,k岸边跨四根门架承重绳,单索同盘,每根长度320.4725m;中跨四根门架承重绳,每根长度1185.6374m,共四个索盘,k岸和岸各两盘;岸边跨四根门架承重绳,单索同盘,每根长度298.288m。中跨及边跨门架承重绳的牵引方式与猫道承重绳相同,此处不再重复叙述,锚碇处锚固边跨承重绳牵引到位后,将门架承重绳放入锚碇门架上的索鞍里,再将绳头通过鸡心环与锚碇上的预埋件连接。在塔顶处连接时将塔顶绳头放进塔顶门架上的索鞍里,绳头与塔顶卷扬机连接,通过卷扬机将门架承重调整到设计垂度,用绳卡临时锚固在塔顶门架上。中跨与边跨门架承重绳调到设计垂度及锚固完毕以后,应在塔顶将中跨与边跨的承重绳用绳卡连接;在猫道承重绳架设完毕以后进行托架及托架定位索的拆除。中跨托架拆除是将定位索绳头一端缠绕在塔塔顶卷扬机上,另一端绳头从锚固点解除并与拽拉器联接。利用牵引系统与塔顶卷扬机,逐个回收托架及托架定位索,在塔塔顶进行拆除;本发明提供了一种用于空间主缆悬索桥猫道的施工方法,包括了猫道的安装施工方法和抗风系统的安装施工方法,其中猫道的施工方法包括了猫道的整体施工方法和猫道的分离施工方法,本发明中相较于传统的悬索桥来说主缆的间距值为非恒定值,而通过本发明的安装施工方法可以实现猫道从整体式变为分离式以适应悬索桥主缆施工及钢箱梁节段安装的施工需求;同时本发明中的抗风系统的安装方法可以很好地实现本发明中当悬索桥的猫道为整体式结构时满足其抗风系统与猫道的配合,可以有效地解决在复杂风场环境下空间主缆悬索桥整体式猫道的抗风稳定性问题,增强整体式猫道的纵横向刚度。
51.本实施例中,请参阅图1,在s12中,在k岸预先架设先导索4-1,在岸预先架设第一引索4-2,将先导索4-1的一端牵引到岸与第一引索4-2连接,之后通过卷扬机驱动先导索4-1将第一引索4-2牵引到k岸;在k岸预架设第二引索,将第二引索和第一引索4-2连接,通过卷扬机驱动第一引索4-2将第二引索牵引到岸;在岸预架设第三引索,将第三引索和第二引索连接,通过卷扬机驱动第二引索将第三引索牵引到k岸,完成牵引。先导索4-1可选用规格的高强缆绳,第一引索4-2、第二引索和第三引索可依次选择φ16、φ24、φ36的钢绳,先导索4-1可通过船只运载从k岸牵引到岸的底部与第一引索4-2相连接。
52.本实施例中,在s13中,托架按照100米间距均匀布置,托架定位绳通过第三引索由岸向k岸拽拉,当托架定位绳每拽出100米时,其中一个托架与托架定位绳连接,依次进行直至托架定位绳拽拉至k岸塔顶。
53.本实施例中,在s11中,利用用塔吊将锚固梁和大拉杆、小拉杆整个组件吊运至塔
顶,与锚固块通过钢销连接,同时将锚固梁两端用钢绳和手拉葫芦吊在塔顶门架上,利用手拉葫芦将锚固块调到猫道的倾斜角度。
54.本实施例中,猫道承重绳采用三角高程测量方式进行垂度的调整,依次测量单根承重绳跨中垂度,中跨垂度调整通过张拉猫道承重绳两端的小拉杆来调整,同一根中跨的猫道承重绳两端应同时对称张拉,直到调整到对应的垂度位置;边跨猫道承重绳调整通过张拉塔顶小拉杆。猫道承重绳架设完成后,理论上猫道线形为设计线形,但是由于温度、加工误差、安装误差导致实际垂度与设计垂度不一致,因此需要对猫道承重绳的垂度进行微调。每一根猫道承重绳垂度相对高差控制在3cm以内,绝对高差控制在5cm以内。
55.本实施例中,猫道面网铺设采用滑移法铺设,塔吊将面网吊运至塔顶平台,人工将面网搬运至猫道承重绳上,之后进行防滑木条的绑扎及大小方钢的安装,中跨将塔顶变位钢架至塔顶段先用木板及面网铺设好,同时将该段两侧设置防护栏杆,边跨将调节拉杆至塔顶段先用木板及面网铺设好,也将该段两侧设置防护栏杆,中跨面网下滑时在猫道面网前端设置配重,利用塔顶卷扬机控制猫道面层的下放,当猫道面网不能自由下放时,利用牵引系统牵引猫道面网下放。猫道面层铺设完成后利用螺栓固定安装猫道栏杆,猫道栏杆间隔布置在猫道上,扶手绳和栏杆绳通过牵引的方式安装在猫道栏杆上,之后利用绑扎带将栏杆网与猫道承重绳、栏杆绳、扶手绳、猫道栏杆固定。
56.本实施例中,猫道门架安装的安装步骤:(1)在k岸和岸两岸的塔顶引桥上组装猫道门架;(2)将猫道门架框架吊运到塔顶与门架绳通过u型螺栓连接,猫道门架前端连接牵引钢绳,后端连接塔顶卷扬机反拉钢绳;(3)先将第一个猫道门架牵引到跨中位置,将猫道门架与下横梁通过钢销连接;(4)依次将剩余的猫道门架安装跨中至两岸塔顶及塔顶至锚碇处的各个位置。
57.本实施例中,各个位置处的抗风吊件根据初始的安装位置情况选择从钢绳盘上用切割片切下对应长度的固定钢绳,抗风吊件在安装完成后,通过调节抗风吊件上的调节链条长度来控制抗风索的线形。每个抗风吊件中的固定钢绳长度通过现场下料决定长度的多少,需要多少就对应从钢绳盘上切下对应的长度以供抗风吊件的组成,而在抗风吊件安装完成后再根据连接的情况依靠抗风吊件上的链条进行连接长度的调节用以控制抗风索的线形。
58.本实施例中,请参阅图3,锚固装置安装在桥塔承台的两端,将各个转向装置安装在两个锚固装置和塔顶卷扬机投影在桥塔承台的位置之间的桥塔承台上。其中锚固装置2包括锚固件、第一锚梁、第二锚梁、第一拉杆和第二拉杆;锚固件固定在塔柱承台上;第一拉杆的一端和第一锚梁配合,第一拉杆的另一端安装在锚固件上;第二拉杆的一端和第二锚梁配合,第二拉杆的另一端用于连接抗风索;当第二拉杆连接抗风索之后需要调节抗风索的张力时,第一锚梁和第二锚梁之间设有调节拉杆,调节拉杆的两端分别和第一锚梁、第二锚梁配合,第二锚梁上设有驱动件,驱动件可驱动反力架以确定第一锚梁和第二锚梁之间的距离;当抗风索的张力调节完成后,第一锚梁和第二锚梁之间设有多个锚固连接件,锚固连接件的一端固定在第一锚梁上,锚固连接件的另一端固定在第二锚梁上。转向装置包括锚固块和单轮滑车,锚固块和单轮滑车相互连接,锚固块固定在桥塔承台上,牵引绳3-1和单轮滑车配合。因为抗风索与锚固装置2之间有一定的距离,安装连接难度较大,本发明中通过牵引装置驱动牵引绳3-1拉动抗风索向对应的锚固装置2位置处靠近,有效地解决了抗
风索和锚固装置2连接的问题,同时实现了抗风索实现有效工作的张力需求;各个转向装置安装在两个锚固装置和塔顶卷扬机投影在桥塔承台的位置之间的桥塔承台上可有效调整牵引绳3-1的导向方向最终实现与抗风索连接,同时避免牵引绳3-1在传递的过程中触碰到塔柱或其它零部件造成其结构损坏的问题,耐用度和安全性更好。可选的,转向装置中包括了第一转向装置3-21、第二转向装置3-22和第三转向装置3-23,第一转向装置3-21靠近锚固装置2,第三转向装置3-23与塔顶的牵引装置处于同一条铅垂线上,第二转向装置3-22位于第一转向装置3-21和第三转向装置3-23之间且第二转向装置3-22和第三转向装置3-23位于桥塔承台的同一横断面上。
59.综上,本发明提供了一种用于空间主缆悬索桥猫道的施工方法,包括了猫道的安装施工方法和抗风系统的安装施工方法,其中猫道的施工方法包括了猫道的整体施工方法和猫道的分离施工方法,本发明中相较于传统的悬索桥来说主缆的间距值为非恒定值,而通过本发明的安装施工方法可以实现猫道从整体式变为分离式以适应悬索桥主缆施工及钢箱梁节段安装的施工需求;同时本发明中的抗风系统的安装方法可以很好地实现本发明中当悬索桥的猫道为整体式结构时满足其抗风系统与猫道的配合,可以有效地解决在复杂风场环境下空间主缆悬索桥整体式猫道的抗风稳定性问题,增强整体式猫道的纵横向刚度。所以,本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
60.上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。
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