一种空间扭曲曲线异型反对称钢主塔内支撑及张拉系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种空间扭曲曲线异型反对称钢主塔内支撑及张拉系统，包括内支撑结构和张拉结构，所述内支撑结构包括主塔钢箱梁、立柱和水平桁架；所述张拉结构包括呈直线拉伸的钢绞线临时索，钢绞线临时索的张拉端设置在钢主塔凹型弧形面的一侧，且与塔节段的锚箱连接，钢绞线临时索的固定端设置在桥面钢箱梁处；钢绞线临时索和水平桁架从塔节段左右两侧相互配合支撑保持钢主塔的线型。本发明通过钢绞线临时索和水平桁架从塔节段左右两侧相互配合，同时支撑和拉伸，保证了钢主塔的线型结构，以及主塔横向和纵向的稳定性。
【专利说明】
一种空间扭曲曲线异型反对称钢主塔内支撑及张拉系统
技术领域
[0001]本发明涉及桥梁建设领域，特别是一种空间扭曲曲线异型反对称钢主塔内支撑及张拉系统。
【背景技术】
[0002]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，特别是进入二十一世纪以来，桥梁建设事业蓬勃发展，跨越河道的大跨径桥梁不胜枚举，占绝大多数的主要为斜拉桥和悬索桥，其中，斜拉桥主要以索塔、主梁、斜拉索为承重构件，索塔型式多为A型、倒Y型、H型、独柱，而空间扭曲曲线异型反对称的钢主塔形式尚不多见，目前，在斜拉桥钢主塔施工过程中，由于钢塔柱受到气温及各种误差的影响，钢塔柱各节段安装前均需要采用必要、有效的措施将其定位准确，保证钢主塔的稳定性及线型，保证垂直度、轴线偏差等参数满足相关规范。
[0003]针对于空间扭曲曲线异型反对称钢主塔，对于线型和稳定性的控制尤其困难。
【发明内容】
[0004]本发明提供了一种空间扭曲曲线异型反对称钢主塔内支撑及张拉系统，结构简单，安装快捷，可全面保证钢主塔的线型和稳定性。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:
一种空间扭曲曲线异型反对称钢主塔内支撑及张拉系统，包括内支撑结构和张拉结构，所述内支撑结构包括主塔钢箱梁、立柱和水平桁架，所述主塔钢箱梁设置在钢主塔下部且与钢主塔横向连接，所述立柱设置在主塔钢箱梁上面并与水平桁架垂直连接，所述水平桁架设有若干层，水平桁架的两端与钢主塔的内侧连接；
所述张拉结构包括呈直线拉伸的钢绞线临时索，所述钢绞线临时索设置有偶数条，在钢主塔的两侧呈反对称设置，钢绞线临时索的张拉端设置在钢主塔凹型弧形面的一侧，且与塔节段的锚箱连接，钢绞线临时索的固定端设置在桥面钢箱梁处；
钢绞线临时索和水平桁架从塔节段左右两侧相互配合支撑保持钢主塔的线型。
[0006]进一步的，所述钢绞线临时索包括若干条钢绞线、张拉端锚具装置和固定端锚具装置，若干条钢绞线的张拉端通过张拉端锚具装置与塔节段的锚箱连接，固定端通过固定端锚具装置与桥面钢箱梁连接。
[0007]进一步的，所述张拉端锚具装置包括拉索导管、张拉端锚板、张拉端锚具垫板和张拉端锚具，拉索导管前部穿过塔节段壁板套在张拉端锚板内侧，张拉端锚板的前面设有张拉端锚具垫板，张拉端锚具垫板的前面设有张拉端锚具，钢绞线的张拉端依次穿过拉索导管、张拉端锚板、张拉端锚具垫板和张拉端锚具，并由张拉端锚具挤压固定。
[0008]进一步的，所述固定端锚具装置包括固定端锚板、固定端锚具垫板、固定端锚具、夹片和P锚，固定端锚板后面设有固定端锚具垫板，固定端锚具垫板后面设有固定端锚具，钢绞线的固定端依次穿过固定端锚板、固定端锚具垫板、固定端锚具、夹片和P锚，并由夹片夹紧、配合P锚挤压固定。
[0009]进一步的，所述水平桁架的两端头通过接头与塔节段壁板连接;所述接头由钢管制成，接头与水平桁架的连接处环形焊接有若干个连接条。
[0010]优选的，所述张拉端锚具垫板由厚度为4cm的钢板制成，中间开设有通孔，通孔半径与张拉端锚具相匹配。
[0011]优选的，所述固定端锚具垫板由厚度为4cm的钢板制成，中间开设有通孔，通孔半径与固定端锚具相匹配。
[0012]优选的，钢绞线临时索包括4?6条钢绞线。
[0013]—种利用空间扭曲曲线异型反对称钢主塔内支撑及张拉系统进行施工的方法，包括以下步骤:
(1)在空间扭曲曲线异型反对称钢主塔的下部塔节段安装完成后，将主塔钢箱梁顶推就位，就位完成后将主塔钢箱梁与下部塔节段的内侧固结在一起；
(2)在主塔钢箱梁上安装立柱，并吊装中部塔节段，在中部塔节段顶部之间焊接水平桁架，水平桁架与塔节段连接在一起以保持钢主塔的稳定性；
(3)当吊装至钢主塔上部的塔节段时，在塔节段之间安装立柱、水平桁架，在钢主塔凹型弧形面的一侧安装钢绞线临时索的张拉端，在桥面钢箱梁处安装钢绞线临时索的固定端，在钢主塔上设置张拉平台对钢绞线临时索进行张拉，以调整钢主塔的线型；
(4)吊装钢主塔顶部的塔节段，吊装完成后由高至低逐层拆除内支撑结构和张拉结构。
[0014]进一步的，在步骤(3)中，在张拉平台上采用液压千斤顶对钢绞线临时索进行张拉，张拉时所需的最大张拉力为34?36t。
[0015]以上所述的空间扭曲曲线异型反对称钢主塔内支撑及张拉系统，用于支撑和张拉空间扭曲曲线异型反对称钢主塔，本发明的有益效果是:(I)本发明通过主塔钢箱梁、立柱和水平桁架组成的内支撑结构，提高了钢主塔的稳定性；(2)本发明通过钢绞线临时索和水平桁架从塔节段左右两侧相互配合，同时支撑和拉伸，保证了钢主塔的线型结构，以及主塔横向和纵向的稳定性;(3)本发明通过张拉端锚具装置和固定端锚具装置的加强设计，满足了钢绞线临时索对塔节段的张拉需求，保证了施工的安全性;(4)钢绞线临时索的固定端直接设置在桥面钢箱梁上，张拉端设置在塔节段的锚箱上，都是利用桥面和钢主塔的已有结构来实现张拉目的，结构简单，有效的节约了成本。
【附图说明】
[0016]图1是本发明的内支撑结构的结构示意图；
图2是图1的正视结构不意图；
图3是本发明张拉结构的结构示意图；
图4是水平桁架与塔节段连接的结构示意图；
图5是钢绞线临时索的张拉端的结构示意图；
图6是钢绞线临时索的固定端的结构示意图。
[0017]图中，主塔钢箱梁I，水平桁架2，钢主塔3，立柱4，塔节段5，钢绞线临时索6，桥面钢箱梁7，连接条8，接头9，钢绞线10，拉索导管11，张拉端锚板12，张拉端锚具垫板13，张拉端锚具14，固定端锚具垫板15，固定端锚具16，P锚17，固定端锚板18。
【具体实施方式】
[0018]以下结合附图，对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围不限于以下实施例。
[0019]—种空间扭曲曲线异型反对称钢主塔内支撑及张拉系统，包括内支撑结构和张拉结构，所述内支撑结构包括主塔钢箱梁1、立柱4和水平桁架2，主塔钢箱梁I设置在钢主塔3下部且与钢主塔3横向连接，立柱4设置在主塔钢箱梁I上面并与水平桁架2垂直连接，所述水平桁架2设有若干层，水平桁架2的两端与钢主塔3的内侧连接；
张拉结构包括呈直线拉伸的钢绞线临时索6，所述钢绞线临时索6设置有偶数条，在钢主塔3的两侧呈反对称设置，钢绞线临时索6的张拉端设置在钢主塔3凹型弧形面的一侧，且与塔节段5的锚箱连接，钢绞线临时索6的固定端设置在桥面钢箱梁7处；
钢绞线临时索6和水平桁架2从塔节段5左右两侧相互配合支撑保持钢主塔3的线型。
[0020]将以上所述的系统用于支撑和张拉空间扭曲曲线异型反对称钢主塔，实施时钢主塔3两侧由底部到顶部依次反对称设置有Tl?Tl 3塔节段5。在T7塔节段5顶部、T9塔节段5顶部、Tl I塔节段5顶部及T12塔节段5顶部，安装有水平桁架2，水平桁架2的两端与塔节段5的内侧连接，在水平桁架2的两端头与塔节段5的连接处，预留0.9?1.1m，通过接头9与塔节段5壁板连接，接头9由钢管制成，接头9与水平桁架2的连接处环形焊接有若干个连接条8，连接条8由钢板制成，接头与塔节段5壁板采用全周满焊，焊脚尺寸为8mm。接头9是在施工现场待塔节段5精确定位后加工制成，如此可根据塔节段5之间的实际尺寸对接头9进行加工，以保证横向连接的精确尺寸。
[0021]在TlO塔节段5顶部、Tll塔节段5顶部及T12塔节段5顶部，设置6条钢绞线临时索6。钢绞线临时索6包括若干条钢绞线10、张拉端锚具装置和固定端锚具装置，若干条钢绞线10的张拉端通过张拉端锚具装置与塔节段5的锚箱连接，固定端通过固定端锚具装置与桥面钢箱梁7连接。
[0022]由于塔节段5的高度高，重量大，需对锚具装置做加强设计，张拉端锚具装置包括拉索导管11、张拉端锚板12、张拉端锚具垫板13和张拉端锚具14，拉索导管11前部穿过塔节段5壁板套在张拉端锚板12内侧，张拉端锚板12的前面设有张拉端锚具垫板13，张拉端锚具垫板13的前面设有张拉端锚具14，钢绞线10的张拉端依次穿过拉索导管11、张拉端锚板12、张拉端锚具垫板13和张拉端锚具14，并由张拉端锚具14挤压固定。张拉端锚具14采用0VMG15-4锚具，张拉端锚板12开孔直径为388mm，张拉端锚具14直径为200mm，张拉端锚具垫板13由厚度为4cm的钢板制成，中间开设有通孔，通孔半径与张拉端锚具14相匹配。
[0023]固定端锚具装置包括固定端锚板18、固定端锚具垫板15、固定端锚具16、夹片和P锚17，固定端锚板18后面设有固定端锚具垫板15，固定端锚具垫板15后面设有固定端锚具16，钢绞线10的固定端依次穿过固定端锚板18、固定端锚具垫板15、固定端锚具16、夹片和P锚17，并由夹片夹紧、配合P锚17挤压固定。固定端锚具16采用OVMGl5-4锚具，固定端锚板18开孔直径为406mm，固定端销具16直径为200mm，固定端销具垫板由厚度为4cm的钢板制成，中间开设有通孔，通孔半径与固定端锚具相匹配，夹片为15G夹片。
[0024]为满足钢绞线临时索6张拉的要求，钢绞线临时索包括4条钢绞线。
[0025]利用以上所述的空间扭曲曲线异型反对称钢主塔内支撑及张拉系统进行施工的方法，包括以下步骤: (I)在空间扭曲曲线异型反对称钢主塔的下部的T1~T5塔节段5安装完成后，将主塔钢箱梁I顶推就位，就位完成后将主塔钢箱梁I与下部塔节段5的内侧固结在一起；
(2 )在主塔钢箱梁I上安装立柱4，并吊装中部的Τ6、Τ7塔节段5，在中部Τ7塔节段5顶部之间焊接水平桁架2，水平桁架2与塔节段5连接在一起以保持钢主塔的稳定性；
(3)当吊装至钢主塔上部的Τ8?Τ12塔节段5时，在塔节段5之间安装立柱4、水平桁架2，在T9塔节段5顶部、Tll塔节段5顶部及Τ12塔节段5顶部之间焊接水平桁架2，在TlO塔节段5顶部、Tll塔节段5顶部及Τ12塔节段5顶部、钢主塔3凹型弧形面的一侧安装钢绞线临时索6的张拉端，在桥面钢箱梁7处安装钢绞线临时索6的固定端，在钢主塔3上设置张拉平台对钢绞线临时索6进行张拉，以调整钢主塔3的线型；
(4)吊装钢主塔顶部的塔节段5，吊装完成后由高至低逐层拆除内支撑结构和张拉结构。
[0026]在步骤(3)中，在张拉平台上采用液压千斤顶对钢绞线临时索进行张拉，张拉时所需的最大张拉力为34?36t。
【主权项】
1.一种空间扭曲曲线异型反对称钢主塔内支撑及张拉系统，包括内支撑结构和张拉结构，其特征在于: 所述内支撑结构包括主塔钢箱梁、立柱和水平桁架，所述主塔钢箱梁设置在钢主塔下部且与钢主塔横向连接，所述立柱设置在主塔钢箱梁上面并与水平桁架垂直连接，所述水平桁架设有若干层，水平桁架的两端与钢主塔的内侧连接； 所述张拉结构包括呈直线拉伸的钢绞线临时索，所述钢绞线临时索设置有偶数条，在钢主塔的两侧呈反对称设置，钢绞线临时索的张拉端设置在钢主塔凹型弧形面的一侧，且与塔节段的锚箱连接，钢绞线临时索的固定端设置在桥面钢箱梁处； 钢绞线临时索和水平桁架从塔节段左右两侧相互配合支撑保持钢主塔的线型。2.根据权利要求1所述的空间扭曲曲线异型反对称钢主塔内支撑及张拉系统，其特征在于: 所述钢绞线临时索包括若干条钢绞线、张拉端锚具装置和固定端锚具装置，若干条钢绞线的张拉端通过张拉端锚具装置与塔节段的锚箱连接，固定端通过固定端锚具装置与桥面钢箱梁连接。3.根据权利要求2所述的空间扭曲曲线异型反对称钢主塔内支撑及张拉系统，其特征在于: 所述张拉端锚具装置包括拉索导管、张拉端锚板、张拉端锚具垫板和张拉端锚具，拉索导管前部穿过塔节段壁板套在张拉端锚板内侧，张拉端锚板的前面设有张拉端锚具垫板，张拉端锚具垫板的前面设有张拉端锚具，钢绞线的张拉端依次穿过拉索导管、张拉端锚板、张拉端锚具垫板和张拉端锚具，并由张拉端锚具挤压固定。4.根据权利要求2所述的空间扭曲曲线异型反对称钢主塔内支撑及张拉系统，其特征在于: 所述固定端锚具装置包括固定端锚板、固定端锚具垫板、固定端锚具、夹片和P锚，固定端锚板后面设有固定端锚具垫板，固定端锚具垫板后面设有固定端锚具，钢绞线的固定端依次穿过固定端锚板、固定端锚具垫板、固定端锚具、夹片和P锚，并由夹片夹紧、配合P锚挤压固定。5.根据权利要求1所述的空间扭曲曲线异型反对称钢主塔内支撑及张拉系统，其特征在于: 所述水平桁架的两端头通过接头与塔节段壁板连接;所述接头由钢管制成，接头与水平桁架的连接处环形焊接有若干个连接条。6.根据权利要求3所述的空间扭曲曲线异型反对称钢主塔内支撑及张拉系统，其特征在于: 所述张拉端锚具垫板由厚度为4cm的钢板制成，中间开设有通孔，通孔半径与张拉端锚具相匹配。7.根据权利要求4所述的空间扭曲曲线异型反对称钢主塔内支撑及张拉系统，其特征在于: 所述固定端锚具垫板由厚度为4cm的钢板制成，中间开设有通孔，通孔半径与固定端锚具相匹配。8.根据权利要求2所述的空间扭曲曲线异型反对称钢主塔内支撑及张拉系统，其特征在于: 钢绞线临时索包括4?6条钢绞线。9.利用权利要求1?8任一项所述的空间扭曲曲线异型反对称钢主塔内支撑及张拉系统进行施工的方法，其特征在于包括以下步骤: (1)在空间扭曲曲线异型反对称钢主塔的下部塔节段安装完成后，将主塔钢箱梁顶推就位，就位完成后将主塔钢箱梁与下部塔节段的内侧固结在一起； (2)在主塔钢箱梁上安装立柱，并吊装中部塔节段，在中部塔节段顶部之间焊接水平桁架，水平桁架与塔节段连接在一起以保持钢主塔的稳定性； (3)当吊装至钢主塔上部的塔节段时，在塔节段之间安装立柱、水平桁架，在钢主塔凹型弧形面的一侧安装钢绞线临时索的张拉端，在桥面钢箱梁处安装钢绞线临时索的固定端，在钢主塔上设置张拉平台对钢绞线临时索进行张拉，以调整钢主塔的线型； (4)吊装钢主塔顶部的塔节段，吊装完成后由高至低逐层拆除内支撑结构和张拉结构。10.根据权利要求9所述的利用空间扭曲曲线异型反对称钢主塔内支撑及张拉系统进行施工的方法，其特征在于: 在步骤(3)中，在张拉平台上采用液压千斤顶对钢绞线临时索进行张拉，张拉时所需的最大张拉力为34?36t。
【文档编号】E01D101/32GK106012834SQ201610580195
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月22日
【发明人】唐俊, 刘明友, 翟溯, 黄忠睦, 吴宏剑, 姜杰, 朱淑兰
【申请人】中铁上海工程局集团有限公司