专利名称：飞艇牵引先导索技术的施工方法
技术领域：
本发明属于悬索桥施工技术领域，是利用飞艇将先导索牵引过江的施工技术，特别是飞艇牵引先导索技术的施工方法。
背景技术：
随着我国国民经济建设的不断发展 ，特别是城市的拓展、西部经济大开发等，掀起了新一轮公路、铁路建设高潮，其中跨越跨度大的悬索桥不断涌现，这也给了建桥人提出了更高要求。猫道是悬索桥施工的最主要大临结构物，是整个上部结构施工的生命线，而先导索施工是猫道施工的第一道工序，至关重要。先导索施工主要受桥跨跨度、社会资源、地形地貌、航运、天气、成本、安全风险等因素影响，目前先导索过江施工主要有水下牵引、快艇水面牵引、直升机空中牵引、炮弹空中牵引、陆地人工拖拽牵引等，这些方法安全风险高、成本大，且在施工时需要封闭航道，实施起来有诸多不便。
发明内容
本发明的目的是提供一种飞艇牵引先导索技术的施工方法，同时可以推广应用于各类跨海、跨江、跨湖以及跨山峡的悬索桥先导索施工。本发明的技术方案是飞艇牵引先导索技术的施工方法，它的设备包括飞艇、轻质纤维绳、放索架、卷扬机、三相限位导向轮、标志旗、抛绳锤、牵引器、测风仪、风向标和若干对讲机，轻型飞艇上设置有抛绳锤和牵引器，两座桥塔分为是桥塔A和桥塔B，桥塔A顶部设置有卷扬机和缠绕轻质纤维绳的放索架，桥塔B顶部设置有卷扬机和三相限位导向轮，桥塔A和B的底部锚碇处分别设置有卷扬机，每座桥塔都配有施工人员并携带对讲机，其特征是轻质纤维绳与钢丝绳过渡索和牵引索固定连接，轻质纤维绳是由2_迪尼玛绳、3_迪尼玛绳和13mm迪尼玛绳依次连接构成，这种飞艇牵引先导索的施工方法按照如下的步骤进行
步骤1，测风向和风速；在桥塔顶部利用测风仪和风向标，根据实测风速明确飞艇飞
行；
步骤2，插放标志旗；在飞艇起飞点、桥塔A、桥塔B和降落点分别插放标志旗，明确飞艇飞行路径；
步骤3，先导索悬挂；飞艇操作手控制飞艇由起飞点起飞，飞艇飞行至桥塔A正上方20米处时停止并悬浮，控制抛绳锤掷下牵引器，由塔桥A的施工人员将轻质纤维绳的绳头，与牵引器固定连接，即将2_迪尼玛绳与牵引器固定连接；飞艇操作手控制飞艇收回抛绳锤和牵引器；
步骤4，先导索牵引；飞艇操作手控制飞艇由桥塔A处飞至桥塔B的正上方20米处停止并悬浮；控制抛绳锤掷下牵引器，由桥塔B的施工人员将牵引器上固定轻质纤维绳的绳头取下，并与三相限位导向轮固定；飞艇操作手控制飞艇收回抛绳锤和牵引器，并飞至降落点降落；
步骤5，先导索置换；桥塔B的施工人员将轻质纤维绳的绳头与桥塔B的卷扬机固定连接，桥塔A的施工人员将轻质纤维绳从放索架上取下与桥塔A的卷扬机固定连接，利用桥塔A和B顶部的卷扬机将2mm迪尼玛绳依次置换为3mm迪尼玛绳和13mm迪尼玛绳,然后利用桥塔A和B底部的卷扬机将13mm迪尼玛绳换为钢丝绳过渡索和牵引索，并将钢丝绳过渡索和牵引索与桥塔A和B固定连接，整个飞艇牵引先导索的施工方法结束。三塔两跨式飞艇牵引先导索技术的施工方法，它的设备包括飞艇、轻质纤维绳、放索架、卷扬机、三相限位导向轮、标志旗、抛绳锤、牵引器、测风仪、风向标和若干对讲机，轻型飞艇上设置有抛绳锤和牵引器，两座桥塔分为是桥塔A、桥塔B和桥塔C，桥塔A顶部设置有卷扬机和缠绕轻质纤维绳的放索架，桥塔B和c顶部设置有卷扬机和三相限位导向轮，桥塔A、B和C的底部锚碇处分别设置有卷扬机，每座桥塔都配有施工人员并携带对讲机，其特征是轻质纤维绳与钢丝绳过渡索和牵引索固定连接，轻质纤维绳是由2mm迪尼玛绳、 3mm迪尼玛绳和13mm迪尼玛绳依次连接构成,这种飞艇牵引先导索的施工方法按照如下的步骤进行这种三塔两跨式悬索桥的飞艇牵引先导索的施工方法按照如下步骤进行
步骤1，测风向和风速；在桥塔顶部利用测风仪和风向标，根据实测风速明确飞艇飞
行；
步骤2，插放标志旗；在飞艇起飞点、桥塔A、桥塔B、桥塔C和降落点分别插放标志旗，明确飞艇飞行路径；
步骤3，先导索悬挂；飞艇操作手控制飞艇由起飞点起飞，飞艇飞行至桥塔A正上方20米处时停止并悬浮，控制抛绳锤掷下牵引器，由塔桥A的施工人员将轻质纤维绳的绳头，与牵引器固定连接，即将2_迪尼玛绳与牵引器固定连接；飞艇操作手控制飞艇收回抛绳锤和牵引器；
步骤4，桥塔A至B的先导索牵引；飞艇操作手控制飞艇由桥塔A处飞至桥塔B的正上方20米处停止并悬浮；控制抛绳锤掷下牵引器，由桥塔B的施工人员将牵引器上固定轻质纤维绳的绳头取下，并与三相限位导向轮固定；飞艇操作手控制飞艇收回抛绳锤和牵引器；
步骤5，桥塔B至C的先导索牵引；飞艇操作手控制飞艇由桥塔B处飞至桥塔C的正上方20米处停止并悬浮；控制抛绳锤掷下牵引器，由桥塔C的施工人员将牵引器上固定轻质纤维绳的绳头取下，并与三相限位导向轮固定；飞艇操作手控制飞艇收回抛绳锤和牵引器，并飞至降落点降落；
步骤6，先导索置换；桥塔B和C的施工人员将轻质纤维绳的绳头与桥塔B和C的卷扬机固定连接，桥塔A的施工人员将轻质纤维绳从放索架上取下与桥塔A的卷扬机固定连接，利用桥塔A、B和C顶部的卷扬机将2_迪尼玛绳依次置换为3_迪尼玛绳和13_迪尼玛绳，然后利用桥塔A和C底部的卷扬机将13mm迪尼玛绳换为钢丝绳过渡索和牵引索，并将钢丝绳过渡索和牵引索与桥塔A和C固定连接，整个飞艇牵引先导索的施工方法结束。所述的飞艇具有如下的参数艇长Sm ;全高2. 2m,即艇身与吊舱的总高度2. 2m ；气囊总容积16立方；最大航速80km/h ;续航时间90min ;发动机容积35ccX2 ;最大静拉力15kg ;最大有效荷8. 2kg ;最大抗风能力7级；安全作业风速小于12m/s ;遥控距离1200m ；一次最大施放线长度3000m ;使用燃料为汽油。
所述的轻质纤维绳是由2mm迪尼玛绳、3mm迪尼玛绳和13mm迪尼玛绳依次连接构成，每段迪尼玛绳的长度不小于飞艇飞行的总长度。所述的飞艇起飞点场地不小于30平方米。根据权利要求I和2中所述的飞艇牵引先导索技术的施工方法，其特征是所述的飞艇操作手需要2名，施工人员需要10名。从桥塔A至桥塔B或从桥塔B至桥塔C单跨的先导索牵引施工过程持续15min。本发明的特点是这种飞艇牵引先 导索技术的施工方法具有跨越能力大、施工速度快、不影响通航、安全风险小、成本低、社会资源丰富、场地要求小的特点，具体施工工艺简便灵活，所需人工、设备少，具有广泛的推广应用价值。
图I是二塔两跨式悬索桥的不意图。图2是三塔两跨式悬索桥的先导索悬挂示意图。图3是三塔两跨式悬索桥的A至B先导索牵引示意图。图4是三塔两跨式悬索桥的B至C先导索牵引示意图。图5是三塔两跨式悬索桥的先导索置换不意图。
具体实施例方式实施例I
以三座桥塔为例，两座桥塔分别是桥塔A、桥塔B和桥塔C。桥塔A顶部设置有卷扬机和缠绕轻质纤维绳的放索架，桥塔B和C顶部设置有卷扬机和三相限位导向轮，桥塔A和C的底部锚碇处分别设置有卷扬机，每座桥塔都配有施工人员并携带对讲机。轻质纤维绳是由2mm迪尼玛绳、3mm迪尼玛绳和13mm迪尼玛绳依次连接构成,绳头是2mm迪尼玛绳，绳尾是13mm迪尼玛绳，绳尾与钢丝绳过渡索和牵引索固定连接。每段迪尼玛绳不小于桥塔A与B和桥塔B与C之间的距离的总和。采用轻型飞艇，飞艇的参数要求如下
艇长8m ；
全高2. 2m,即艇身与吊舱的总高度2. 2m ；
气囊总容积16立方；
最大航速80km/h ；
续航时间90min ；
发动机容积35ccX2 ；
最大静拉力15kg ；
最大有效荷8. 2kg ；
最大抗风能力7级；
安全作业风速小于12m/s ；
遥控距离1200m ；
一次最大施放线长度3000m ；使用燃料为汽油。这种三塔两跨式悬索桥的飞艇牵引先导索的施工方法按照如下步骤进行
步骤1，测风向和风速；在桥塔顶部利用测风仪和风向标，根据实测风速明确飞艇飞行。步骤2，如图I所示，插放标志旗；在飞艇起飞点、桥塔A、桥塔B、桥塔C和降落点分别插放标志旗，明确飞艇飞行路径。飞艇起飞点的场地不小于30平方米。 步骤3，如图2所示，先导索悬挂；飞艇操作手控制飞艇由起飞点起飞，飞艇飞行至桥塔A正上方20米处时停止并悬浮，控制抛绳锤掷下牵引器，由塔桥A的施工人员将轻质纤维绳的绳头，与牵引器固定连接，即将2_迪尼玛绳与牵引器固定连接；飞艇操作手控制飞艇收回抛绳锤和牵引器。飞艇操作手需要两名，两名操作手控制飞艇的飞行与抛绳锤的掷下，确保整个施工过程的安全，其余施工人员共需要10名，分布在各桥塔与飞艇的起飞和降落点。步骤4，如图3所示，桥塔A至B的先导索牵引；飞艇操作手控制飞艇由桥塔A处飞至桥塔B的正上方20米处停止并悬浮；控制抛绳锤掷下牵引器，由桥塔B的施工人员将牵引器上固定轻质纤维绳的绳头取下，并与三相限位导向轮固定；飞艇操作手控制飞艇收回抛绳锤和牵引器；
步骤5，如图4所示，桥塔B至C的先导索牵引；飞艇操作手控制飞艇由桥塔B处飞至桥塔C的正上方20米处停止并悬浮；控制抛绳锤掷下牵引器，由桥塔C的施工人员将牵引器上固定轻质纤维绳的绳头取下，并与三相限位导向轮固定；飞艇操作手控制飞艇收回抛绳锤和牵引器，并飞至降落点降落；
步骤6，如图5所示，先导索置换；桥塔B和C的施工人员将轻质纤维绳的绳头与桥塔B和C的卷扬机固定连接，桥塔A的施工人员将轻质纤维绳从放索架上取下与桥塔A的卷扬机固定连接，利用桥塔A、B和C顶部的卷扬机将2mm迪尼玛绳依次置换为3mm迪尼玛绳和13mm迪尼玛绳，然后利用桥塔A和C底部的卷扬机将13mm迪尼玛绳换为钢丝绳过渡索和牵引索，并将钢丝绳过渡索和牵引索与桥塔A和C固定连接，整个飞艇牵引先导索的施工方法结束。这种飞艇牵引先导索技术的施工方法对场地要求小，只需要30平米的起飞场地，且所需人工少，只需要2名飞艇操作手和10名辅助施工人员，具有广泛的推广应用价值，单跨先导索施工过程也只持续15分钟，具有跨越能力大、施工速度快、不影响通航、安全风险小、成本低、社会资源丰富的特点。实施例2
本实施例与实施例I的设备和施工过程基本相同，不同的是针对只有两座桥塔A和B的单跨施工。单跨的施工过程按照如下的5个步骤进行即可
步骤1，测风向和风速；在桥塔顶部利用测风仪和风向标，根据实测风速明确飞艇飞
行；
步骤2，插放标志旗；在飞艇起飞点、桥塔A、桥塔B和降落点分别插放标志旗，明确飞艇飞行路径；步骤3，先导索悬挂；飞艇操作手控制飞艇由起飞点起飞，飞艇飞行至桥塔A正上方20米处时停止并悬浮，控制抛绳锤掷下牵引器，由塔桥A的施工人员将轻质纤维绳的绳头，与牵引器固定连接，即将2_迪尼玛绳与牵引器固定连接；飞艇操作手控制飞艇收回抛绳锤和牵引器；
步骤4，先导索牵引；飞艇操作手控制飞艇由桥塔A处飞至桥塔B的正上方20米处停止并悬浮；控制抛绳锤掷下牵引器，由桥塔B的施工人员将牵引器上固定轻质纤维绳的绳头取下，并与三相限位导向轮固定；飞艇操作手控制飞艇收回抛绳锤和牵引器，并飞至降落点降落；
步骤5，先导索置换；桥塔B的施工人员将轻质纤维绳的绳头与桥塔B的卷扬机固定连接，桥塔A的施工人员将轻质纤维绳从放索架上取下与桥塔A的卷扬机固定连接，利用桥塔A和B顶部的卷扬机将2mm迪尼玛绳依次置换为3mm迪尼玛绳和13mm迪尼玛绳,然后利用 桥塔A和B底部的卷扬机将13mm迪尼玛绳换为钢丝绳过渡索和牵引索，并将钢丝绳过渡索和牵引索与桥塔A和B固定连接，整个飞艇牵引先导索的施工方法结束。
权利要求
1.飞艇牵引先导索技术的施工方法，它的设备包括飞艇、轻质纤维绳、放索架、卷扬机、三相限位导向轮、标志旗、抛绳锤、牵引器、测风仪、风向标和若干对讲机，轻型飞艇上设置有抛绳锤和牵引器，两座桥塔分为是桥塔A和桥塔B，桥塔A顶部设置有卷扬机和缠绕轻质纤维绳的放索架，桥塔B顶部设置有卷扬机和三相限位导向轮，桥塔A和B的底部锚碇处分别设置有卷扬机，每座桥塔都配有施工人员并携带对讲机，其特征是轻质纤维绳与钢丝绳过渡索和牵引索固定连接，轻质纤维绳是由2mm迪尼玛绳、3mm迪尼玛绳和13mm迪尼玛绳依次连接构成，这种飞艇牵引先导索的施工方法按照如下的步骤进行 步骤1，测风向和风速；在桥塔顶部利用测风仪和风向标，根据实测风速明确飞艇飞行； 步骤2，插放标志旗；在飞艇起飞点、桥塔A、桥塔B和降落点分别插放标志旗，明确飞艇飞行路径； 步骤3，先导索悬挂；飞艇操作手控制飞艇由起飞点起飞，飞艇飞行至桥塔A正上方20米处时停止并悬浮，控制抛绳锤掷下牵引器，由塔桥A的施工人员将轻质纤维绳的绳头，与牵引器固定连接，即将2_迪尼玛绳与牵引器固定连接；飞艇操作手控制飞艇收回抛绳锤和牵引器； 步骤4，先导索牵引；飞艇操作手控制飞艇由桥塔A处飞至桥塔B的正上方20米处停止并悬浮；控制抛绳锤掷下牵引器，由桥塔B的施工人员将牵引器上固定轻质纤维绳的绳头取下，并与三相限位导向轮固定；飞艇操作手控制飞艇收回抛绳锤和牵引器，并飞至降落点降落； 步骤5，先导索置换；桥塔B的施工人员将轻质纤维绳的绳头与桥塔B的卷扬机固定连接，桥塔A的施工人员将轻质纤维绳从放索架上取下与桥塔A的卷扬机固定连接，利用桥塔A和B顶部的卷扬机将2mm迪尼玛绳依次置换为3mm迪尼玛绳和13mm迪尼玛绳,然后利用桥塔A和B底部的卷扬机将13mm迪尼玛绳换为钢丝绳过渡索和牵引索，并将钢丝绳过渡索和牵引索与桥塔A和B固定连接，整个飞艇牵引先导索的施工方法结束。
2.三塔两跨式飞艇牵引先导索技术的施工方法，它的设备包括飞艇、轻质纤维绳、放索架、卷扬机、三相限位导向轮、标志旗、抛绳锤、牵引器、测风仪、风向标和若干对讲机，轻型飞艇上设置有抛绳锤和牵引器，两座桥塔分为是桥塔A、桥塔B和桥塔C，桥塔A顶部设置有卷扬机和缠绕轻质纤维绳的放索架，桥塔B和c顶部设置有卷扬机和三相限位导向轮，桥塔A、B和C的底部锚碇处分别设置有卷扬机，每座桥塔都配有施工人员并携带对讲机，其特征是轻质纤维绳与钢丝绳过渡索和牵引索固定连接，轻质纤维绳是由2_迪尼玛绳、3_迪尼玛绳和13mm迪尼玛绳依次连接构成，这种飞艇牵引先导索的施工方法按照如下的步骤进行这种三塔两跨式悬索桥的飞艇牵引先导索的施工方法按照如下步骤进行 步骤1，测风向和风速；在桥塔顶部利用测风仪和风向标，根据实测风速明确飞艇飞行； 步骤2，插放标志旗；在飞艇起飞点、桥塔A、桥塔B、桥塔C和降落点分别插放标志旗，明确飞艇飞行路径； 步骤3，先导索悬挂；飞艇操作手控制飞艇由起飞点起飞，飞艇飞行至桥塔A正上方20米处时停止并悬浮，控制抛绳锤掷下牵引器，由塔桥A的施工人员将轻质纤维绳的绳头，与牵引器固定连接，即将2_迪尼玛绳与牵引器固定连接；飞艇操作手控制飞艇收回抛绳锤和牵引器； 步骤4，桥塔A至B的先导索牵引；飞艇操作手控制飞艇由桥塔A处飞至桥塔B的正上方20米处停止并悬浮；控制抛绳锤掷下牵引器，由桥塔B的施工人员将牵引器上固定轻质纤维绳的绳头取下，并与三相限位导向轮固定；飞艇操作手控制飞艇收回抛绳锤和牵引器； 步骤5，桥塔B至C的先导索牵引；飞艇操作手控制飞艇由桥塔B处飞至桥塔C的正上方20米处停止并悬浮；控制抛绳锤掷下牵引器，由桥塔C的施工人员将牵引器上固定轻质纤维绳的绳头取下，并与三相限位导向轮固定；飞艇操作手控制飞艇收回抛绳锤和牵引器，并飞至降落点降落； 步骤6，先导索置换；桥塔B和C的施工人员将轻质纤维绳的绳头与桥塔B和C的卷扬机固定连接，桥塔A的施工人员将轻质纤维绳从放索架上取下与桥塔A的卷扬机固定连接，利用桥塔A、B和C顶部的卷扬机将2_迪尼玛绳依次置换为3_迪尼玛绳和13_迪尼玛绳，然后利用桥塔A和C底部的卷扬机将13mm迪尼玛绳换为钢丝绳过渡索和牵引索，并将钢丝绳过渡索和牵引索与桥塔A和C固定连接，整个飞艇牵引先导索的施工方法结束。
3.根据权利要求I或2中所述的飞艇牵引先导索技术的施工方法，其特征是所述的飞艇具有如下的参数艇长8m ;全高2. 2m,即艇身与吊舱的总高度2. 2m ;气囊总容积16立方；最大航速80km/h ;续航时间90min ;发动机容积35ccX2 ;最大静拉力15kg ;最大有效荷8.2kg ;最大抗风能力7级；安全作业风速小于12m/s ;遥控距离1200m ;—次最大施放线长度3000m;使用燃料为汽油。
4.根据权利要求I或2中所述的飞艇牵引先导索技术的施工方法，其特征是所述的轻质纤维绳是由2mm迪尼玛绳、3mm迪尼玛绳和13mm迪尼玛绳依次连接构成,每段迪尼玛绳的长度不小于飞艇飞行的总长度。
5.根据权利要求I或2中所述的飞艇牵引先导索技术的施工方法，其特征是所述的飞艇起飞点场地不小于30平方米。
6.根据权利要求I和2中所述的飞艇牵引先导索技术的施工方法，其特征是所述的飞艇操作手需要2名，施工人员需要10名。
7.根据权利要求I或2中所述的飞艇牵引先导索技术的施工方法，其特征是从桥塔A至桥塔B或从桥塔B至桥塔C单跨的先导索牵引施工过程持续15min。
全文摘要
本发明是飞艇牵引先导索技术的施工方法。轻型飞艇上设置有抛绳锤和牵引器，两座桥塔分为是桥塔A和桥塔B，桥塔A顶部设置有卷扬机和缠绕轻质纤维绳的放索架，桥塔B顶部设置有卷扬机和三相限位导向轮，桥塔A和B的底部锚碇处分别设置有卷扬机，每座桥塔都配有施工人员并携带对讲机，其特征是轻质纤维绳与钢丝绳过渡索和牵引索固定连接，轻质纤维绳是由2mm迪尼玛绳、3mm迪尼玛绳和13mm迪尼玛绳依次连接构成，并按照测风向和风速、插放标志旗、先导索悬挂、先导索牵引、先导索置换的步骤进行。该方法具有跨越能力大、施工速度快、不影响通航、安全风险小、成本低、场地要求小的特点，且简便灵活，所需人工、设备少，具有广泛的推广应用价值。
文档编号E01D19/16GK102787561SQ201210313959
公开日2012年11月21日 申请日期2012年8月30日 优先权日2012年8月30日
发明者朱小金, 李昊天, 杨敏, 欧阳祖亮, 聂宁, 胡旭来, 薛光雄, 金仓, 霰建平, 鲜亮 申请人:中交二公局第五工程有限公司