缆索吊机及其安装方法
【专利摘要】本发明提供一种缆索吊机包括至少一组两端分别固定在第一固定面和第二固定面的承重索、支托所述承重索的索鞍、以及由所述承重索支承以用于起吊钢桁梁节段的起重和牵引系统。相比于现有技术，本发明的缆索吊机的承重索由待施工桥梁自身索塔支承，不需要设置塔架，总体结构简单、施工方法便捷、施工速度快；能发挥缆索吊机跨度大、不受气候与地形条件限制的优势，扩大了作业范围，降低了斜拉桥桥梁施工难度；其索鞍布置于大桥自身索塔的上横梁外伸悬臂处，不需要考虑上下游索鞍对拉，简化了总体结构，降低了施工难度；其不受对称吊装的影响，施工方法简单。
【专利说明】
缆索吊机及其安装方法
技术领域
[0001]本发明涉及桥梁施工领域。具体而言，本发明涉及一种应用于斜拉桥桥梁施工用的缆索吊机及其安装方法。
【背景技术】
[0002]斜拉桥具有良好的抗震性能和经济性能，在我国桥梁建设领域具有举足轻重的地位。但是斜拉桥的施工却存在许多技术难点。随着斜拉桥跨度的增大以及主塔高度增高，斜拉桥施工阶段结构稳定性逐渐降低，钢桁梁架设难度也随之加大。因此大跨径的斜拉桥在合拢之前存在因失稳而易遭受破坏的风险。由此，在斜拉桥施工阶段，加快钢桁梁和钢箱梁吊装的施工进度非常关键。
[0003]目前传统的施工方法往往工期很长，施工难度较大，增加了桥梁建设的经济成本和时间成本。
[0004]缆索吊机以柔性钢索作为大跨距架空承载构件，供悬吊重物的载重小车在承重索上往返运行，水平或垂直地运输货物。其在桥梁施工中，尤其是在大跨径桥梁施工过程中，得到了广泛应用。目前已有将缆索吊机运用于悬索桥和拱桥施工的技术，但其尚未运用至斜拉桥施工。将缆索吊应用于斜拉桥施工存在诸多难点。
【发明内容】
[0005]本发明的首要目的旨在提供一种适用于斜拉桥桥梁施工的缆索吊机，在该缆索吊机的辅助下，斜拉桥桥梁施工简单化、桥梁施工速度加快。
[0006]为了实现上述目的，本发明提供了一种缆索吊机，用于斜拉桥桥梁施工，包括至少一组两端分别固定在第一固定面和第二固定面的承重索、支托所述承重索的索鞍，以及由所述承重索支承以用于起吊钢桁梁节段的起重和牵引系统。
[0007]进一步地，还包括锚固系统，所述锚固系统包括用于将所述承重索的两端分别固定在所述第一固定面和第二固定面的承重索地锚。
[0008]进一步地，所述承重索地锚为预应力岩锚。
[0009]进一步地，所述第一固定面和第二固定面分别为所述斜拉桥的两岸地面。
[0010]进一步地，所述承重索至少设置两组，每组所述承重索由多根钢丝绳组成。
[0011]进一步地，所述索鞍布置于所述斜拉桥的索塔的上横梁外伸悬臂处。
[0012]进一步地，所述起重和牵引系统包括沿所述承重索布置的起重索、悬挂在所述承重索上的跑车和与所述起重索的一端相连的固定在所述第一固定面的起升卷扬机;所述锚固系统还包括设置在所述第二固定面的与所述起重索的另一端相固定的起重索地锚。
[0013]进一步地，所述起重和牵引系统还包括一对分别连接在所述跑车两侧的沿所述承重索布置的牵引索和固定在所述第一固定面和第二固定面的分别与所述一对牵引索的末端连接的牵引卷扬机。
[0014]进一步地，每组所述承重索上布置有两台所述跑车，所述跑车之间用钢索相连。
[0015]进一步地，还包括由所述承重索从所述索鞍处延伸至所述第一固定面或第二固定面的背索、同时套设在所述承重索、起重索和牵引索上的分索器和用于悬挂所述分索器的定位索。
[0016]本发明还提供了一种缆索吊机的安装方法，安装如上所述的缆索吊机，所述缆索吊机的起重和牵引系统包括卷扬机，其特征在于，包括如下步骤:
[0017](I)在已有的斜拉桥的结构上安装所述索鞍；
[0018](2)安装所述卷扬机；
[0019](3)根据所述索鞍的位置安装与调整所述承重索；
[0020](4)在所述承重索上安装所述起重和牵引系统的其他部分；
[0021]进一步地，所述已有的斜拉桥的结构为索塔。
[0022]进一步地，所述起重和牵引系统其他部分包括起重索、牵引索、跑车和吊点，其安装包括如下步骤:先布置与调整所述起重索和牵引索;后安装跑车和设定吊点的位置。
[0023]进一步地，还包括步骤(5)，对所述缆索吊进行调试，其步骤如下:
[0024](I)在所述跑车空载的情况下进行试运行；
[0025](2)对所述跑车的荷载进行逐级加载并且试运行；
[0026](3)在设计荷载的情况下对所述跑车进行试运行；
[0027](4)上述步骤的试运行情况正常时，所述缆索吊机调试完毕。
[0028]相比于现有技术，本发明的缆索吊机具有如下优势:
[0029](I)承重索由待施工桥梁自身索塔支承，不需要设置塔架，总体结构简单、施工方法便捷、施工速度快，节约施工成本；
[0030](2)本发明的缆索吊机运用于斜拉桥桥梁施工，能发挥缆索吊机跨度大、不受气候与地形条件限制的优势，创新了斜拉桥的施工工艺，扩大了作业范围，降低了斜拉桥桥梁施工难度；
[0031](3)本发明的缆索吊机的索鞍布置于搭桥自身索塔的上横梁外伸悬臂处，不需要考虑上下游索鞍对拉，简化了总体结构，降低了施工难度;本发明的缆索吊机不受对称吊装的影响，施工方法简单。
[0032]本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
【附图说明】
[0033]本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0034]图1为本发明的缆索吊机的正面结构示意图；
[0035]图2为本发明的缆索吊机在左岸的局部放大图；
[0036]图3为本发明的缆索吊机跑车及缆索处的局部放大图；
[0037]图4为本发明的缆索吊机的俯视结构示意图。
【具体实施方式】
[0038]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
[0039]本发明的缆索吊机根据斜拉桥的特点进行设计，专用于斜拉桥桥梁的施工过程。本缆索吊机包括至少一组两端分别固定在在第一固定面和第二固定面的的承重索1、支托所述承重索I的索鞍2、以及由所述承重索支承以用于起吊钢桁梁节段的起重和牵引系统3。
[0040]下面以某工程缆索吊机为例，详述本发明:
[0041]如图1所示，在本实施例中，本发明的缆索吊机设有两组承重索I，每组承重索I由12根Φ 60钢丝绳组成，两组承重索中心距为35.5m。
[0042]由于斜拉桥结构具有索塔这一结构物，故专用于斜拉桥施工的本发明的缆索吊机的承重索I可直接由斜拉桥自身的索塔支承，无需另设塔架。对应地，也无需另设缆风系统。在本实施例中，所述第一固定面和第二固定面分别为所述斜拉桥的两岸地面。为了固定所述承重索1，本发明的缆索吊机还包括锚固系统4，所述锚固系统4包括分别固定在所述第一固定面和第二固定面并用于固定承重索I两端的承重索地锚41。每组承重索I的两端连接承重索地锚41并由承重索地锚41固定于待施工桥梁的两岸。
[0043]如图1、图2和图4所示，在本实施例中，所述承重索地锚41为预应力岩锚，两侧锚固点中心距均为40m。在其他实施方式中，所述承重索地锚41可根据工程场地地质等具体情况选用其他锚固方式。
[0044]在本实施例中，斜拉桥的索塔采用H型索塔，索塔的上横梁顶面标高为1359.009m，主梁顶面标高1272.509m，高出桥面86.5m，且上横梁在索塔外侧向外悬出有3.5m的悬臂，本发明的缆索吊机的索鞍2设置于所述上横梁外伸悬臂处。具体地，所述索鞍2主要由预埋件、支架系统、承重滑轮组构成。在其他实施方式中，可视情况根据不同的索塔型式(如A型、倒Y型等)调整所述索鞍2的位置。
[0045]所述起重和牵引系统3包括沿所述承重索I布置的起重索31、牵引索32、悬挂在所述承重索I上的跑车33、固定在所述第一固定面和第二固定面的分别与所述一对牵引索32的末端连接的牵引卷扬机34和固定在所述第一固定面的起升卷扬机35。
[0046]进一步地，如图1所示，所述起重索31—端与起升卷扬机35相连，所述锚固系统4还包括设置在所述第二固定面的与所述起重索31的另一端相固定的起重索地锚41。这样的连接方式能在跑车33沿桥跨往返运行于承重索I上时，保持跑车33与吊钩间所述起重索31的长度不随之产生变化。
[0047]所述牵引索32用于牵引所述跑车33在承重索I上沿桥跨方向移动。在本实施例中，所述起重和牵引系统3包括一对牵引索32，所述一对牵引索32分别连接于设置在桥跨两侧的牵引卷扬机34上。在其他的实施方式中，所述牵引索32也可和栓在一台双滚筒卷扬机上。
[0048I如图3所示，所述跑车33设置在承重索I上，在本实施例中，每组承重索I上布置有两台所述跑车33，所述跑车33之间用钢索相连，单边两跑车吊点中心距为8m。在其他的实施方式中，可根据荷载等具体要求设置相应数量的跑车，对应的跑车吊点的设置也做适应性调整。
[0049]为了使承重索1、起重索31、牵引索32之间不产生干扰与影响，在本实施例中，还设有套设在所述承重索1、起重索31和牵引索32上的分索器52和用于悬挂所述分索器52的定位索51。所述分索器52用于避免承重索1、起重索31、牵引索32在作业过程中相互产生干扰。所述定位索51用于悬挂所述分索器52，其仅承受自重和分索器52的重量。
[0050]进一步的，在本实施例中，由于索塔较高，偏位明显，故还设置有由所述承重索从所述索鞍处延伸至所述第一固定面或第二固定面的背索6以控制索塔的变位，减小施工影响。本发明还提供了一种前述的缆索吊机的安装方法，具体步骤如下:
[0051](I)基础施工:
[0052]根据施工现场的实际地形，选定基础和承重索地锚位置。根据选定的位置的实际地质情况确定锚固形式，然后进行放样，开挖、扎钢筋、埋置预埋件、浇注混凝土、回填。
[0053](2)在已有的斜拉桥的结构上安装所述索鞍:具体地，所述已有的斜拉桥的结构为索塔。在本实施例中，所述索塔为H型索塔，索鞍的安装位置在索塔上横梁的外伸悬臂处。用附着式摇臂扒杆将索鞍构件吊上索塔上横梁的外伸悬臂处，对好螺栓或穿好贝雷销并进行索鞍与主塔的加固处理，保证索鞍与索塔上横梁外伸悬臂处的连接处能承受足够大弯矩和剪力，满足缆索吊机计算要求；
[0054](3)根据所述索鞍的位置安装所述卷扬机，包括起升卷扬机和牵引卷扬机:
[0055]根据施工现场实际地形，考虑视眼开阔、钢丝绳走向方便，选定卷扬机位置。根据选定的位置放样，然后平整场地、开挖卷扬机地锚，安装卷扬机并调整就位。
[0056](4)根据所述索鞍的位置安装与调整所述承重索:
[0057]由于承重索的钢丝绳多为大直径钢丝绳，如本实施例中，所述钢丝绳为Φ60钢丝绳，故一次安装就位难度较大。
[0058]在安装承重索时，先人工将小直径的钢丝绳，如Φ8的钢丝绳，从左岸的承重索地锚经过左岸索塔上的索鞍、跑车、右岸索塔上的索鞍，最后经承重索地锚滑车进入卷扬机；
[0059]再将相对小直径，如Φ 26的钢丝绳捆于Φ 8的钢丝绳在左岸的承重索地锚的一头，开动右岸卷扬机带动Φ 8的钢丝绳，将Φ 26的钢丝绳从左岸承重索地锚，经过左岸索塔上的索鞍、跑车、右岸索塔上的索鞍，最后进入卷扬机；
[0060]再将相对大直径，如Φ 36的钢丝绳捆于Φ 26的钢丝绳在左岸的承重索地锚的一头，开动右岸卷扬机带动Φ 26的钢丝绳，将Φ 36的钢丝绳从左岸承重索地销，经过左岸索塔上的索鞍、跑车、右岸索塔上的索鞍，最后进入卷扬机；
[0061 ] 再将承重索钢丝绳(即φ 60钢丝绳)捆于Φ 36的钢丝绳在左岸的承重索地锚的一头，开动右岸卷扬机带动Φ 36的钢丝绳并松左岸卷扬机，将承重索钢丝绳从左岸承重索地锚，经过左岸索塔上的索鞍、跑车、右岸索塔上的索鞍，直至进入右岸卷扬机；
[0062]然后将另一根承重索地锚捆于Φ36的钢丝绳在右岸的承重索地锚的一头，开动左岸卷扬机带动Φ 36的钢丝绳并松右岸卷扬机，将承重索钢丝绳从右岸承重索地锚，经过右岸索塔上的索鞍、跑车、左岸索塔上的索鞍，直至进入左岸卷扬机；
[0063]通过前述来回牵引的方法安装所有承重索钢丝绳。
[0064](5)在所述承重索上安装所述起重和牵引系统的其他部分:
[0065]①安装与调整起重索:
[0066]先将吊点置于跑车附近，再利用钢丝绳带动起重索从左岸承重索地锚经左岸索鞍、地面上跑车吊点的滑车组、右岸索鞍、右岸承重索地锚转向滑车，进入右岸起重索卷扬机内，同时将左岸起重索死头捆于承重索地锚千斤头上；
[0067]利用钢丝绳带动起重索从右岸承重索地锚经右岸索鞍、地面上跑车吊点的滑车组、左岸索鞍、左岸承重索地锚转向滑车，进入左岸起重索卷扬机内，同时将右岸起重索死头捆于主地锚千斤头上，至止起重索安装完毕。
[0068]②安装与调整牵引索:
[0069]利用钢丝绳带动起重索从左岸承重索地锚经左岸索鞍、直至跑车，并捆于其上;再利用钢丝绳带动起重索从右岸主地锚经右岸索鞍、直至跑车并捆于其上，最后用连接钢丝绳将两跑车连接起来，至止牵引索安装完毕。
[0070]③安装跑车与吊点:
[0071]利用卷扬机带滑车组收紧承重索索，直至设计垂度，注意保持各主索垂度一致。承重索被收紧，跑车被承重索带起升至空中，开动起重索卷扬机带动起重索，此时吊点被起重索收紧抬至空中。
[0072](6)缆索吊试吊，具体包括如下步骤:
[0073]①在所述跑车空载的情况下进行试运行:
[0074]在不吊重的情况下，开动起重、牵引卷扬机，同时检查是否出现异常。
[0075]如出现异常，立即停止并进行检查更正;如无异常，进行下一步。
[0076]②对所述跑车的荷载进行逐级加载并且试运行:
[0077]进行逐级加载，开动起重、牵引卷扬机，同时检查是否出现异常。如出现异常，立即停止并进行检查更正;如无异常，进行下一步。
[0078]③在设计荷载的情况下对所述跑车进行试运行:
[0079]加载到设计荷载，开动起重、牵引卷扬机，同时检查是否出现异常。
[0080]如出现异常，立即停止并进行检查更正;如无异常，安装缆索吊机调试完毕。
[0081 ]上述步骤的试运行情况正常时，所述缆索吊机调试完毕。
【主权项】
1.一种缆索吊机，用于斜拉桥桥梁施工，其特征在于，包括至少一组两端分别固定在第一固定面和第二固定面的承重索、支托所述承重索的索鞍，以及由所述承重索支承以用于起吊钢桁梁节段的起重和牵引系统。2.根据权利要求1所述的缆索吊机，其特征在于，还包括锚固系统，所述锚固系统包括用于将所述承重索的两端分别固定在所述第一固定面和第二固定面的承重索地锚。3.根据权利要求2所述的缆索吊机，其特征在于，所述承重索地锚为预应力岩锚。4.根据权利要求1所述的缆索吊机，其特征在于，所述第一固定面和第二固定面分别为所述斜拉桥的两岸地面。5.根据权利要求1所述的缆索吊机，其特征在于，所述承重索至少设置两组，每组所述承重索由多根钢丝绳组成。6.根据权利要求1所述的缆索吊机，其特征在于，所述索鞍布置于所述斜拉桥的索塔的上横梁外伸悬臂处。7.根据权利要求2所述的缆索吊机，其特征在于，所述起重和牵引系统包括沿所述承重索布置的起重索、悬挂在所述承重索上的跑车和与所述起重索的一端相连的固定在所述第一固定面的起升卷扬机;所述锚固系统还包括设置在所述第二固定面的与所述起重索的另一端相固定的起重索地锚。8.根据权利要求7所述的缆索吊机，其特征在于，所述起重和牵引系统还包括一对分别连接在所述跑车两侧的沿所述承重索布置的牵引索和固定在所述第一固定面和第二固定面的分别与所述一对牵引索的末端连接的牵引卷扬机。9.根据权利要求7所述的缆索吊机，其特征在于，每组所述承重索上布置有两台所述跑车，所述跑车之间用钢索相连。10.根据权利要求1所述的缆索吊机，其特征在于，还包括由所述承重索从所述索鞍处延伸至所述第一固定面或第二固定面的背索、同时套设在所述承重索、起重索和牵引索上的分索器和用于悬挂所述分索器的定位索。11.一种缆索吊机的安装方法，安装如权利要求1所述的缆索吊机，所述缆索吊机的起重和牵引系统包括卷扬机，其特征在于，包括如下步骤: (1)在已有的斜拉桥的结构上安装所述索鞍； (2)安装所述卷扬机； (3)根据所述索鞍的位置安装与调整所述承重索； (4)在所述承重索上安装所述起重和牵引系统的其他部分。12.根据权利要求11所述的安装方法，其特征在于，所述已有的斜拉桥的结构为索塔。13.根据权利要求11所述的安装方法，其特征在于，所述起重和牵引系统其他部分包括起重索、牵引索、跑车和吊点，其安装包括如下步骤:先布置与调整所述起重索和牵引索;后安装跑车和设定吊点的位置。14.根据权利要求13所述的安装方法，其特征在于，还包括步骤(5)，对所述缆索吊进行调试，其步骤如下: (1)在所述跑车空载的情况下进行试运行； (2)对所述跑车的荷载进行逐级加载并且试运行； (3)在设计荷载的情况下对所述跑车进行试运行；(4)上述步骤的试运行情况正常时，所述缆索吊机调试完毕。
【文档编号】E01D11/04GK106012841SQ201610327464
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月16日
【发明人】肖向荣, 刘怀刚, 高世强, 庄值政, 孙战赢, 张凤凰, 安邦, 檀兴华, 张铮, 葛纪平
【申请人】中交路桥华南工程有限公司, 中交路桥建设有限公司