专利名称：分段顶推架设悬索桥主桁的方法及所采用的重物滚移装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种架设悬索桥主桁的方法及所采用的设备，特别是一种分段 顶推架设悬索桥主桁的方法及所采用的重物滚移装置。
背景技术：
连续梁桥采用顶推法施工，具有占地少、孔内不需支架、施工安全方便、 设备少、成本低廉的优点，是中小跨度连续梁桥中最具有竞争力的一种架桥工 艺。由于顶推设备及主梁跨度限制，连续梁桥整体全长顶推工艺难以应用于大 跨度的桥梁施工。由于顶推设备及主梁跨度限制，连续梁桥整体全长顶推工艺 难以应用于大跨度的桥梁施工；特别是至今，还没有关于采用顶推法架设悬索 桥主桁及能平移百千吨重物的的配套设备的报导。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种分段顶推架设悬索桥主桁的方法及所 采用的重物滚移装置，本发明的方法是将跨度为数百米或千米以上的悬索桥主 桁梁分成多段，逐段分别顶推来架设。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是 一种重物滚移装置，吊索夹头 固定在主缆上，吊索紧固在吊索夹头上；四根吊索与上吊板紧固连接，与上吊 板紧固连接的两根高差调整索的下端分别与垂直千斤顶的活塞杆紧固连接，垂 直千斤顶安装在油缸支架中，油缸支架与下吊板连为一体；下吊板通过大销轴 与纵向分配梁铰接，纵向分配梁两侧通过小销轴与辊子式挂轮的上孔铰接，辊 柱滚动配合安装在辊子式挂轮的槽孔中；在钢桁梁上方用高强度螺栓安装铸钢 轨道，辊子式挂轮的辊柱与铸钢轨道滚动配合。
一种采用上述重物滚移装置进行分段顶推架设悬索桥主桁的方法，悬索桥主 桁是通过固定在主缆上的吊索夹头及紧固在吊索夹头上的吊索悬挂在主缆上； 悬索桥主桁全长为EL，每个节间钢桁架的长度为a， n个节间钢桁架组拼成一 段长度为na、宽度为B的钢桁架段；在左右两岸各组m段钢桁架，左右两岸各 组拼m段钢桁架的总长为L二 2XnaXm;所述架设方法包括三个工序 [1]在组拼台座上组拼n个节间钢桁架；
① 悬索桥主桁的杆件、节点板均在专业钢结构工厂加工，经质量检验，在厂内 进行立体组装后再拆分成构件单元，便于用火车或汽车运到架桥现场位于左右 两岸的钢桁梁组拼台座；
② 在组拼台座场地设有起吊能力不小于20吨的龙门吊车，在龙门吊车顶部 安装钢塑防雨、防晒工棚以及灯光照明装置，以保证日夜连续进行钢桁梁拼装作业；
③用龙门吊车组拼每段为n个节间的钢桁梁；
在钢桁梁上方用高强度螺栓安装铸钢轨道及辊子式挂轮，下方安装牵引索 及水平千斤顶；
在组拼台座的前方三根吊索上安装上吊板，并用纵向钢绞索沿主缆方向串 联固定；
⑥ 将四台垂直千斤顶的高差调整索穿入吊杆的下吊板并固定；
⑦ 开动水平千斤顶，将组拼钢桁梁拉出组拼台座。 [2]双向对拉水平纵向顶推n个节间钢桁架；
A. 准备工序及安装所采用的重物滚移装置；
①吊重10t的辅助工作缆吊主索的跨径与主缆相同，主索及主缆都紧固在塔 顶横梁上，位于钢桁梁外侧各1.5m处，上下游各一套；
利用辅助工作缆吊在两岸拼装台座前方28\29#、30#三根吊索中安装上吊板， 作为钢桁梁推出时的柔性支承；
③所述的重物滚移装置及其安装包括设有吊索夹头和减震架的吊杆与上吊 板紧固连接，将高差调整索的上端穿入上吊板的安装孔内，用夹片锚卡紧固定 位；高差调整索的下端与调整高差用的垂直千斤顶的活塞杆紧固连接，垂直千 斤顶安装在油缸支架中，油缸支架与下吊板连为一体；下吊板通过大销轴与纵 向分配梁铰接；
在钢桁梁上方用高强度螺栓安装铸钢轨道，纵向分配梁两侧的轴孔通过小 销轴与辊子式挂轮铰接，挂轮的辊柱与铸钢轨道滚动配合；在钢桁梁下方安装 牵引索及水平千斤顶；
⑤在两岸第一段钢桁架底部安装牵引索n根，其中(n-2)根穿入水平千斤顶。
B. 钢桁梁顶推出台座；
① 在拼装台座上、钢桁梁底部之间设置滑移块，同时用水平千斤顶张拉钢桁 梁底部牵引索，使串联成节段的钢桁梁移出拼装台座；
② 与此同时，张拉上弦下吊板上四台150t垂直千斤顶收紧高差调整索，直至 调平钢桁梁；
③ 重复上述两个操作，使43.5m长钢桁梁逐渐移出拼装台座，进入了全部由吊 索柔性竖向支承状态。
C.两岸双向对拉顶推； ①钢桁梁底部前方的水平千斤顶收紧后，用索盘将钢铰线巻起；而后方的水 平千斤顶相应放松，即在索盘上放出钢铰线。前、后千斤顶同步工作，由计算 机数码系统控制水平千斤顶；② 钢桁梁在对拉顶推过程中，随着主缆的下垂变形，吊索相应变化，使钢桁 梁的桁面不平，此时三排吊杆的高差调整索应通过垂直千斤顶的调节来适应变 化，以保持桁面标高的水平；上吊板与下吊板之间的十二根高差调整索的长度 变化由计算机数码系统控制；
③ 上述"牵引索水平牵引"和"调整索竖向调高"两项工作是同时、对称、 均匀进行的，实际上由于牵引索顶推的速度很慢，所以操作上并不困难.，每当 前进14. 5m时还要暂停顶推，要在工作缆吊挂篮上将前方辊子式挂轮的高差调 整索插进前方的上吊板，以及相应将后方的上吊板高差调整索解脱，并将辊子 式挂轮移至前方，即把辊子式挂轮从铸钢轨道取出或喂进。
D.顶推设备的转移 考虑到减少施工临时设备的数量，本发明的钢桁梁的顶推设备，包括上吊板、 下吊板、纵向分配梁、挂轮及铸钢轨道只有两套，左岸、右岸各一套；因此， 当第一段钢桁梁到位被跨缆吊机安装完毕后，要全部拆卸，用工作缆吊逐件运 回两岸的拼装台座。垂直提升和安装钢箱梁；
① 中部全长为L 二870m的钢桁梁采用双向对拉顶推法水平移动到位后，采用 现有常规的非负重行走跨缆吊机提升钢桁梁，并为其安装与主缆相连接的吊杆；
② 两岸的边节段的钢桁梁不需用顶推法架设，采用现有常规的跨缆吊机提升 安装钢桁梁。
n、 a、 m的数值决定于实际施工时悬索桥主桁梁的全长EL， B的数值由实 际需要决定。
本发明的有益效果是
1、 本发明是将大跨度的悬索桥主桁梁分成多段，采用与其配套的能顶推平 移百千吨的钢桁梁组的重物滚移装置，逐段分别顶推来架设逐段分别顶推来架 设；使得顶推架桁的方法能推广到架设跨度为数百米或千米以上的悬索桥；至 今尚未査阅到国内外有关本发明所述技术方案的报导。
2、 本发明具有占地少、孔内不需支架、技术成熟、安全可靠、施工速度快 的优点；且施工设备均可以重复使用或租用、节省辅助用钢量、从而大大降低 施工成本。
图1是一个节段钢桁梁纵向双向顶推示意图。 图2是图1的左视图。
图3是吊杆下重物滚移装置的结构示意图。 图4是图3的左视图。图5辊柱式挂轮的立体图。
图6悬索桥正中首段钢桁梁对拉顶推就位示意图。 图7是m段钢桁梁梁对拉顶推就位示意图。 图8是两桥台钢桁梁安装就位示意图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
实施例1如图3-5所示 一种重物滚移装置，吊索夹头2固定在主缆1上， 吊索3紧固在吊索夹头2上；四根吊索3与上吊板9紧固连接，与上吊板9紧 固连接的两根高差调整索10的下端分别与垂直千斤顶14的活塞杆紧固连接， 垂直千斤顶14安装在油缸支架13中，油缸支架13与下吊板11连为一体；下 吊板11通过大销轴19与纵向分配梁15铰接，纵向分配梁15两侧通过小销轴 20与辊子式挂轮16的上孔铰接，辊柱18滚动配合安装在辊子式挂轮16的槽孔 中；在钢桁梁4上方用高强度螺栓21安装铸钢轨道17，辊子式挂轮16的辊柱 18与铸钢轨道17滚动配合。
实施例2如图1-8所示 一种采用实施例1所述的重物滚移装置进行分段 顶推架设悬索桥主桁的方法；
一座深山峡谷悬索桥的主梁全长为EL =1000. 5m，每个节间钢桁架4的长 度为a=14. 5m， n=3个节间钢桁架4组拼成一段长度为na=3X 14. 5=43. 5m的 钢桁架，其宽度为B=27m。在左右两岸依次各组拼m=10段钢桁架4后的总长为 L二2 X na X m =2 X 43. 5m X 10=870m 〈悬索桥主桁全长E L=L+72. 5m+58m= 1000. 5m。两岸还各有72.5m和58m的边节段的钢桁梁是不能用顶推法架设，两 岸可采用一台常规的跨缆吊机来安装。
悬索桥主桁是通过固定在主缆1上的吊索夹头2及紧固在吊索夹头2上的 吊索3悬挂在主缆1上。分段顶推架设悬索桥钢桁梁的施工工艺包括三个工序， 如图6-8所示①在组拼台座22上组拼钢桁梁4，②将节段钢桁梁4进行双向 对拉水平纵向顶推平移，③到位后采用现有常规的跨缆吊机提升钢桁梁4，并为 其安装与主缆1相连接的吊杆3;三个工序连续同步施工，构成一个工艺循环， 首段钢桁梁顶推如图6所示，末段钢桁梁顶推如图8所示。 [1]在组拼台座22上组拼3个节间钢桁架4;
① 悬索桥主桁的杆件、节点板均在专业钢结构工厂加工，并经质量检验，在 厂内进行立体组装后再拆分成构件单元，便于用火车或汽车运到架桥现场位于 左右两岸的钢桁梁组拼台座22;两岸的组拼台座纵向长度应大于58m，宽度大 于40m;
② 在组拼台座22场地设有起吊能力不小于20吨的龙门吊车，在龙门吊车顶部安装钢塑防雨、防晒工棚以及灯光照明装置，以保证能够日夜连续进行钢桁 梁拼装作业，以加快进度； ③用龙门吊车组拼每段为n个节间的钢桁梁4;
在钢桁梁4上方用高强度螺栓21安装铸钢轨道17及辊子式挂轮16，下方 安装牵引索5及水平千斤顶6;
在组拼台座22的前方三根吊索3上安装上吊板9，并用纵向钢绞索8沿主 缆方向串联固定；
⑥ 将紧固在第一个挂轮16的下吊板11上的四台垂直千斤顶14的高差调整索 10穿入30#吊杆的下吊板11并固定；
⑦ 开动水平千斤顶6，将组拼钢桁梁4拉出组拼台座22。双向对拉水平顶推；
A. 准备工序及安装所采用的重物滚移装置；
① 吊重10t的辅助工作缆吊7主索的跨径与主缆1相同，主索及主缆1都紧 固在塔顶横梁上，位于钢桁梁外侧各1.5m处，上下游各一套，即两套辅助工作 缆吊7的中心距为B+2X1. 5m =27+2X 1. 5m=30 m;
② 利用辅助工作缆吊7在两岸拼装台座前方28s、 29s、 30#三根吊索3中安装 上吊板9，作为钢桁梁4推出时的柔性支承；
③ 所述的重物滚移装置及其安装包括设有吊索夹头2和减震架的吊杆3 与上吊板9紧固连接，将十根015.24钢绞线的高差调整索IO的上端穿入上吊 板9的安装孔内，用夹片锚卡紧固定位；高差调整索IO的下端与调整高差用的 垂直千斤顶M的活塞杆紧固连接，垂直千斤顶14安装在油缸支架13中，油缸 支架13与下吊板ll连为一体；下吊板ll通过大销轴19与纵向分配梁15铰接；
在钢桁梁4上方用高强度螺栓21安装铸钢轨道17，纵向分配梁15两侧的 轴孔通过小销轴20与辊子式挂轮16铰接，挂轮16的辊柱18与铸钢轨道17滚 动配合；在钢桁梁4下方安装牵引索5及水平千斤顶6;
在两岸第一段钢桁架4底部侧边安装由015.24钢绞线构成的两根贯通的 导向索12和六根由①15.24钢绞线构成的牵引索5，六根牵引索5穿入水平千 斤顶6。
B. 钢桁梁4顶推出拼装台座22;
① 在拼装台座22上、钢桁梁4底部之间设置滑移块，同时用水平千斤顶6张 拉钢桁梁底部牵引索5，使钢桁梁4移出拼装台座22;
② 与此同时，张拉上弦下吊板8上四台150吨级垂直千斤顶M收紧高差调整 索10，直至调平钢桁梁4;
③ 重复上述两个操作，使43. 5m长钢桁梁4逐渐移出拼装台座22,进入了全部由吊索3柔性竖向悬挂于主缆1的状态。
C. 两岸双向对拉顶推；
① 钢桁梁4底部前方的水平千斤顶6收紧后，用索盘将钢铰线巻起；而后方 的水平千斤顶6相应放松，即在索盘上放出钢铰线。前、后千斤顶6同步工作， 由计算机数码系统控制水平千斤顶6;
② 钢桁梁4在对拉顶推过程中，随着主缆l的下垂变形，吊索3相应变化，使 钢桁梁4的桁面不平，此时三排吊杆的高差调整索10应通过垂直千斤顶14的 调节来适应变化(高差在土50cm以内)，以保持桁面标高的水平；上吊板9与下 吊板11之间的十二根高差调整索10的长度变化由计算机数码系统控制；
③ 上述"牵引索水平牵引"和"调整索竖向调高"两项工作是同时、对称、 均匀进行的，实际上由于牵引索顶推的速度很慢，所以操作上并不困难；每当 前进14. 5m时还要暂停顶推，要在工作缆吊7挂篮上将前方辊子式挂轮16的高 差调整索10插进前方的上吊板9，以及相应将后方的上吊板9高差调整索10 解脱，并将辊子式挂轮16移至前方，即把辊子式挂轮16从铸钢轨道17取出或 喂进。
D. 顶推设备的转移；
① 钢桁梁4的顶推速度按一天一段计算，即43. 5m/天，第一段顶推435m需要 十天，第十段只需要一天，平均速度为6天/段；故跨中20段的全长1^870m， 净顶推时间约10X6=60天；
② 考虑到减少施工临时设备的数量，本发明的钢桁梁的顶推设备，包括上吊 板9、下吊板ll、纵向分配梁15、挂轮16及铸钢轨道17只有两套，左岸、右 岸各一套；因此，当第一段钢桁梁到位被跨缆吊机安装完毕后，要全部拆卸， 用工作缆吊7逐件运回两岸的拼装台座22。采用非负重行走跨缆吊机提升和安装钢桁梁4;
① 中部全长为L =870m钢桁梁4采用双向对拉顶推法水平移动到位后，采用 四台非负重行走的400吨级跨缆吊机进行钢桁梁4提升，并为其安装与主缆1 相连接的吊杆3;
② 两岸还剩余72. 5m和58m长的边节段钢桁梁4不能用顶推法架设，采用现 有的非负重行走跨缆吊机安装钢桁梁4。
权利要求
1. 一种重物滚移装置，其特征在于吊索夹头(2)固定在主缆(1)上，吊索(3)紧固在该吊索夹头(2)上；四根吊索(3)与上吊板(9)紧固连接，与该上吊板(9)紧固连接的两根高差调整索(10)的下端分别与垂直千斤顶(14)的活塞杆紧固连接，该垂直千斤顶(14)安装在油缸支架(13)中，油缸支架(13)与下吊板(11)连为一体；所述下吊板(11)通过大销轴(19)与纵向分配梁(15)铰接，该纵向分配梁(15)两侧通过小销轴(20)与辊子式挂轮(16)的上孔铰接，辊柱(18)滚动配合安装在辊子式挂轮(16)的槽孔中；在钢桁梁(4)上方用高强度螺栓(21)安装铸钢轨道(17)，辊子式挂轮(16)的辊柱(18)与铸钢轨道(17)滚动配合。
2. —种采用权利要求1所述的重物滚移装置进行分段顶推架设悬索桥主桁的方 法，悬索桥主桁是通过固定在所述主缆(1)上的吊索夹头(2)及紧固在该吊索夹头(2)上的吊索(3)悬挂在主缆(1)上，其特征在于悬索桥主桁全长为EL，每个 节间钢桁架(4)的长度为a， n个节间钢桁架(4)组拼成一段长度为na、宽度为B 的钢桁架段；在左右两岸各组m段钢桁架(4)，左右两岸各组拼m段钢桁架(4)的总 长为L4XnaXm;所述架设方法包括三个工序[1]在组拼台座(22)上组拼n个节间钢桁架(4);① 悬索桥主桁的杆件、节点板均在专业钢结构工厂加工，经质量检验，在厂内进行 立体组装后再拆分成构件单元，便于用火车或汽车运到架桥现场位于左右两岸的钢桁 梁组拼台座(22);② 在组拼台座(22)场地设有起吊能力不小于20吨的龙门吊车，在龙门吊车顶部 安装钢塑防雨、防晒工棚以及灯光照明装置，以保证日夜连续进行钢桁梁拼装作业；③ 用龙门吊车组拼每段为n个节间的钢桁梁(4); 在钢桁梁(4)上方用高强度螺栓(21)安装铸钢轨道(17)及辊子式挂轮(16)， 下方安装牵引索(5)及水平千斤顶(6);⑤ 在组拼台座(22)的前方三根吊索(3)上安装上吊板(9)，并用纵向钢绞索(8) 沿主缆方向串联固定；⑥ 将四台垂直千斤顶(14)的高差调整索(10)穿入吊杆的下吊板(11)并固定；⑦ 开动水平千斤顶(6)，将组拼钢桁梁(4)拉出组拼台座(22); [2]双向对拉水平纵向顶推n个节间钢桁架(4);A.准备工序及安装所述的重物滚移装置；① 吊重10t的辅助工作缆吊(7)主索的跨径与主缆相同，主索及主缆(1)都紧固 在塔顶横梁上，位于钢桁梁外侧各1.5m处，上下游各一套；② 利用辅助工作缆吊(7)在两岸拼装台座前方28#、 29**、 30#三根吊索(3)中安装 上吊板(9)，作为钢桁梁(4)推出时的柔性支承；③安装顶推平移钢桁梁(4)的所述重物滚移装置；设有吊索夹头(2)和减震架的 吊杆(3)与上吊板(9)紧固连接，将高差调整索(10)的上端穿入上吊板(9)的安 装孔内，用夹片锚卡紧固定位；高差调整索(10)的下端与调整高差用的垂直千斤顶(14)的活塞杆紧固连接，垂直千斤顶(14)安装在油缸支架(13)中，油缸支架(13) 与下吊板(11)连为一体；下吊板(11)通过大销轴(19)与纵向分配梁(15)铰接; 在钢桁梁(4)上方用高强度螺栓(21)安装铸钢轨道(17)，纵向分配梁(15)两侧 的轴孔通过小销轴(20)与辊子式挂轮(16)铰接，挂轮(16)的辊柱(18)与铸钢 轨道(17)滚动配合；在钢桁梁(4)下方安装牵引索(5)及水平千斤顶(6); 在两岸第一段钢桁架(4)底部安装牵引索(5) n根，其中(n-2)根穿入水平千 斤顶(6);B. 钢桁梁(4)顶推出台座；① 在拼装台座(22)上、钢桁梁(4)底部之间设置滑移块，同时用水平千斤顶(6) 张拉钢桁梁底部牵引索(5)，使串联成节段的钢桁梁(4)移出拼装台座(22);② 与此同时，张拉上弦下吊板(11)上四台150t垂直千斤顶(14)收紧高差调整索 (10)，直至调平钢桁梁(4);③ 重复上述两个操作，使钢桁梁(4)逐渐移出拼装台座,进入了全部由吊索(3)柔 性竖向支承状态；C. 两岸双向对拉顶推；① 钢桁梁(4)底部前方的水平千斤顶(6)收紧后，用索盘将钢铰线巻起；而后方 的水平千斤顶(6)相应放松，即在索盘上放出钢铰线。前、后千斤顶(6)同步工作， 由计算机数码系统控制水平千斤顶(6);② 钢桁梁(4)在对拉顶推过程中，随着主缆(1)的下垂变形，吊索(3)相应变化， 使钢桁梁(4)的桁面不平，此时三排吊杆的高差调整索(10)应通过垂直千斤顶(14) 的调节来适应变化，以保持桁面标高的水平；上吊板(9)与下吊板(11)之间的12 根高差调整索(10)的长度变化由计算机数码系统控制；③ 上述"牵引索水平牵引"和"调整索竖向调高"两项工作是同时、对称、均匀进 行的，实际上由于牵引索顶推的速度很慢，所以操作上并不困难；每当前进14.5m时 还要暂停顶推，要在工作缆吊(7)挂篮上将前方辊子式挂轮(16)的高差调整索(10) 插进前方的上吊板(9)，以及相应将后方的上吊板(9)高差调整索(10)解脱，并将 辊子式挂轮(16)移至前方，即把辊子式挂轮(16)从铸钢轨道(17)取出或喂进；D. 顶推设备的转移；考虑到减少施工临时设备的数量，本发明的钢桁梁的顶推设备，包括上吊板(9)、 下吊板(11)、纵向分配梁(15)、挂轮(16)及铸钢轨道(17)只有二套，左岸、右 岸各一套；因此，当第一段钢桁梁到位被跨缆吊机安装完毕后，要全部拆卸，用工作缆吊(7)逐件运回两岸的拼装台座(22); [3]垂直提升和安装钢箱梁(4);① 中部全长为L的钢桁梁(4)采用双向对拉顶推法水平移动到位后，采用现有常规的非负重行走跨缆吊机提升钢桁梁(4)，并为其安装与主缆(1)相连接的吊杆(3);② 两岸的边节段的钢桁梁(4)不需用顶推法架设，采用现有常规的跨缆吊机提升安装钢桁梁(4);所述三个工序连续同步施工。
全文摘要
本发明涉及一种分段顶推架设悬索桥主桁的方法及所采用的重物滚移装置。分段顶推架设悬索桥钢桁梁的施工工艺包括三个工序①在台座上组拼钢桁梁，②双向对拉水平纵向顶推，③到位后采用现有常规的非负重行走跨缆吊机提升钢桁梁，并为其安装与主缆相连接的吊杆。本发明是将跨度为数百米或千米以上的悬索桥主桁梁分成多段，采用与其配套的能顶推平移百千吨的钢桁梁组的重物滚移装置，逐段分别顶推来架设。本发明具有占地少、孔内不需支架、技术成熟、安全可靠、施工速度快的优点；且施工设备均可以重复使用或租用、节省辅助用钢量、从而大大降低施工成本。
文档编号E01D21/00GK101446068SQ200810136628
公开日2009年6月3日 申请日期2008年12月25日 优先权日2008年12月25日
发明者上官兴, 刘玉兰, 叶新平, 周湘政, 华 官, 梁振西, 郭友根, 陆尚武, 陈明宪 申请人:湖南路桥建设集团公司