一种斜拉桥钢梁与桥面板组合吊装设备及吊装方法与流程

本发明涉及斜拉桥施工技术领域，涉及一种用于市政斜拉桥钢梁与桥面板吊装的组合型吊装设备及吊装方法。

背景技术

钢混叠合梁斜拉桥一般包括组成桥梁主体的钢梁，钢梁两侧安装斜拉索与桥塔连接，在钢梁上铺设混凝土桥面板。斜拉桥施工时，钢梁由桥面吊机分段吊装，吊装后通过斜拉索固定，桥面板由桥面板吊机分块吊装在钢梁段上。在市政道路施工中，遇到跨湖、跨河桥梁建设，经常采用大跨径钢混叠合梁形式市政斜拉桥，为满足市政工程需要，桥面需设置非机动车道和人行道，因此整体梁面较宽。在设计阶段考虑到斜拉索受力条件，一般将非机动车道和人行道设计在斜拉索外侧，基于此设计，部分桥面板位于斜拉索外侧，且重量较大，由于吊装桥面板时斜拉索已安装，受斜拉索的阻挡，桥面板吊机无法行走到斜拉索外侧施工，因此使用普通桥面板吊机无法满足吊装桥面板的需求。另外，现有技术中桥面板及钢梁段分别使用专门的起吊装置进行吊装，既影响施工速度也增加施工成本。

技术实现要素：

本发明的目的在于为满足大宽度斜拉桥工程施工桥面板吊装需求，并减小机械投入，提供一种用于斜拉桥钢梁与桥面板吊装的组合吊装设备及吊装方法，以降低施工难度和施工成本。

为实现上述目的，本发明提供一种一种斜拉桥钢梁与桥面板组合吊装设备，包括用于吊装钢梁的桥面吊机，其特征在于：所述桥面吊机包括两个顺桥向水平设置在斜拉桥斜拉索内侧的主梁，两主梁的前端和后端之间分别通过前横梁和后横梁连接，所述主梁及前、后横梁均为桁架结构，设有两上弦杆和两下弦杆；每个主梁底部后端设有后支腿，后支腿上端与主梁的下弦杆通过螺栓连接，后支腿的下端支撑在顺桥向铺设在钢梁顶面的桥面吊机滑轨上，并与钢梁上的吊耳锚固；每个主梁底部中间设有前支腿，所述前支腿上端与主梁下弦杆通过螺栓连接，下端支撑在所述桥面吊机滑轨上，前支腿下端还连接一水平设置的顶推油缸，所述顶推油缸一端与前支腿通过销轴连接，另一端与桥面吊机滑轨通过通过连接板用螺栓锚固，且顶推油缸与桥面吊机滑轨的锚固端位于前支腿与后支腿之间；每个主梁底部位于前支腿与主梁前端之间设有两个辅助支腿，两辅助支腿分别位于主梁两侧，两辅助支腿之间通过支撑轴连接并通过支撑轴支撑在主梁下弦杆底部，两辅助支腿上端通过限位螺杆连接，所述限位螺杆位于主梁下弦杆顶部，将两辅助支腿与主梁锁定，两辅助支腿下端支撑在钢梁顶面；所述主梁顶面后端设有卷扬机，靠近主梁顶面前端设有吊具提吊系统，并通过吊具提吊系统连接吊具，所述吊具提吊系统设有滑轮组，所述卷扬机的牵引绳前端绕过提吊系统的滑轮组后与主梁前端固定连接；所述桥面吊机顶部设一用于吊装桥面板的龙门吊，所述龙门吊两端分别设有两龙门吊支腿，沿桥面吊机主梁外侧上弦杆设置有龙门吊滑轨，所述龙门吊支腿的下端支撑在桥面吊机主梁上的龙门吊滑轨上，龙门吊支腿的上端连接横桥向水平设置的承载梁，所述承载梁的两端延伸到斜拉索外侧形成悬臂，承载梁底部设有滑梁，所述滑梁上连接有两个可沿滑梁纵向滑动的电动葫芦。

本发明还提供一种吊装斜拉桥钢梁及桥面板的方法，采用上述斜拉桥钢梁与桥面板组合吊装设备，其特征在于包括以下步骤：

(1)在斜拉桥0#块钢梁吊装完成、安装0#斜拉索并完成二次张拉后，在0#块钢梁上顺桥向铺设两条用于桥面吊机移动的滑轨，两滑轨分别位于两斜拉索的内侧，调整滑轨为水平状态；

(2)在0#块钢梁上组装斜拉桥钢梁与桥面板组合吊装设备，将桥面吊机的后支腿和前支腿分别支撑在滑轨上；辅助支腿下端支撑在钢梁顶面，上端通过限位螺杆与主梁临时锁定；将后支腿与钢梁顶面的吊耳锚固；桥面吊机上的龙门吊位于后支腿与前支腿之间；

(3)吊装1#钢梁：龙门吊移动到其中心线离桥面吊机前支腿3800mm处，所述龙门吊中心线是指沿承载梁的纵轴线对龙门吊所做的分割线；然后启动卷扬机下放吊具，起吊1#钢梁段至设计安装高度后，锁定卷扬机；

(4)龙门吊再向前移动到离支腿500mm处；将1#钢梁与0#钢梁对接，安装1#钢梁斜拉索，并进行第一次张拉；

(5)安装1#钢梁上的桥面板：龙门吊继续向前移动到前支腿与主梁前端之间，且龙门吊距前支腿1755mm；用运梁车将桥面板运送到1#梁上，先由两个电动葫芦共同吊装位于斜拉索之间的中间桥面板；两斜拉索外侧的桥面板由单个电动葫芦吊装，吊装左侧斜拉索外侧桥面板时，一个电动葫芦先沿承载梁移动到右侧斜拉索处并用吊钩勾住下方的桥面吊机主梁，由另一个电动葫芦吊起桥面板移动到左侧斜拉索外侧，并将桥面板安装到指定位置；然后按同样方法吊装右侧斜拉索外侧桥面板；

(6)桥面板安装完成后，龙门吊后移1255mm，到离前支腿500mm处；

(7)解除辅助支腿与主梁间的限位螺杆，人工将辅助支腿推动到靠近主梁前端，再与主梁用限位螺杆临时锁定；

(8)解除后支腿与主梁吊耳间的锚固；

(9)启动前支腿的顶推油缸，将主梁向前顶推6m；在主梁向前移动的过程中，主梁上部龙门吊同步向后移动；

(10)再次解除辅助支腿与主梁的限位螺杆，并将辅助支腿向前推动2m后，与主梁用限位螺杆锁定；

(11)启动前支腿的顶推油缸将主梁再向前顶推2m，主梁移动过程中，上部龙门吊同步向后移动；

(12)通过步骤(9)到(11)，主梁向前移动到位；将后支腿与主梁吊耳锚固，进行1#钢梁上的斜拉索二次张拉，然后吊装下一钢梁及钢梁上的桥面板，按步骤(3)到(11)循环施工，直至完成所有钢梁及桥面板的吊装。

本发明将钢梁与桥面板的吊装设备组合为一体，实现了钢梁和桥面板吊装共用一机的目的。由桥面吊机吊装钢梁，桥面板吊机采用普通的悬臂龙门吊，安装在桥面吊机上，电动葫芦可移动到龙门吊的悬臂端，可避开斜拉索干扰，便于吊装斜拉索外侧的桥面板；本发明用于市政斜拉桥钢梁与桥面板吊装，在施工中具有安装速度快、安全效果好、施工方便等优点，同时也控制了施工成本，特别是增加了施工中的安全性，并能满足大吨位桥面板吊装需求，为以后同类型桥梁钢梁及桥面板吊装施工提供了借鉴。

附图说明

图1是本发明的顺桥向结构示意图；

图2是本发明的横桥向结构示意图；

图3是桥面吊机后支腿的横桥向结构示意图；

图4是桥面吊机前支腿的横桥向结构示意图；

图5是桥面吊机前支腿的顺桥向结构示意图；

图6是桥面吊机辅助支腿的横桥向结构示意图；

图7是吊具提吊系统的顺桥向结构示意图；

图8是吊具提吊系统的横桥向结构示意图；

图9是龙门吊的顺桥向结构示意图。

具体实施方式

如图1、图2所示，本发明提供的一种斜拉桥钢梁与桥面板组合吊装设备，包括用于吊装钢梁的桥面吊机，所述桥面吊机包括两个顺桥向水平设置在斜拉桥斜拉索100内侧的主梁1，两主梁1的前端和后端之间分别通过前横梁和后横梁2连接，所述主梁1及前横梁、后横梁2均为桁架结构，设有两上弦杆和两下弦杆；每个主梁底部后端设有后支腿3，后支腿3上端与主梁1的下弦杆通过螺栓连接，后支腿的下端支撑在顺桥向铺设在钢梁101顶面的桥面吊机滑轨4上，并与钢梁101上的吊耳锚固；每个主梁底部中间设有前支腿5，所述前支腿5上端与主梁1的下弦杆通过螺栓连接，下端支撑在所述桥面吊机滑轨4上，前支腿5下端还连接一水平设置的顶推油缸6，所述顶推油缸6一端与前支腿5通过销轴连接，另一端与桥面吊机滑轨4通过通过连接板用螺栓锚固，且顶推油缸6与桥面吊机滑轨的锚固端位于前支腿5与后支腿3之间；每个主梁底部位于前支腿与主梁前端之间设有两个辅助支腿7，两辅助支腿7分别位于主梁两侧，两辅助支腿之间通过支撑轴连接并通过支撑轴支撑在主梁下弦杆底部，两辅助支腿上端通过限位螺杆连接，所述限位螺杆位于主梁下弦杆顶部，将两辅助支腿与主梁锁定，两辅助支腿下端支撑在钢梁顶面；每个主梁顶面后端设有卷扬机8，靠近主梁顶面前端设有吊具提吊系统9，并通过吊具提吊系统9连接吊具102，所述吊具提吊系统9设有滑轮组，所述卷扬机8的牵引绳10前端绕过提吊系统的滑轮组后与主梁前端固定连接；所述桥面吊机顶部设一用于吊装桥面板的龙门吊11，所述龙门吊两端分别设有两龙门吊支腿12，沿桥面吊机主梁外侧上弦杆设置有龙门吊滑轨13，所述龙门吊支腿的下端支撑在桥面吊机主梁上的龙门吊滑轨13上，龙门吊支腿的上端连接横桥向水平设置的承载梁14，所述承载梁14的两端延伸到斜拉索外侧形成悬臂，承载梁底部设有滑梁，所述滑梁上连接有两个可沿滑梁纵向滑动的电动葫芦15。

如图3所示，所述后支腿3包括水平设置的后支腿横撑31，所述后支腿横撑31顶部两端分别通过两后支腿连接板32与主梁1的两下弦杆16用螺栓连接，后支腿横撑31底部两端分别设一竖向的后支腿调节油缸33，后支腿调节油缸33支撑在设置钢梁顶面的后支腿垫块34上；后支腿横撑31底部中间设两块竖向的锚固板35，钢梁顶面的吊耳17置于两锚固板35之间，并通过插销将两锚固板35与吊耳17锚固；后支腿横撑31底部位于一后支腿调节油缸31和锚固板35之间设有后支腿滑槽36，所述后支腿滑槽36支撑在所述桥面吊机滑轨4上。

如图4所示，所述前支腿5包括水平设置的前支腿横撑51，所述前支腿横撑51顶部两端分别通过两前支腿连接板52与主梁1的两下弦杆16用螺栓连接，前支腿横撑51底部两端分别设一竖向的前支腿调节油缸53，前支腿调节油缸53支撑在设置钢梁顶面的前支腿垫块54上；前支腿横撑51底部位于两前支腿调节油缸之间设有前支腿滑槽55，所述前支腿滑槽55支撑在所述桥面吊机滑轨4上。

如图5所示，前支腿5下端还连接一水平设置的顶推油缸6，所述顶推油缸6一端与前支腿5通过销轴连接，另一端与桥面吊机滑轨4通过通过连接板用螺栓锚固，且顶推油缸6与桥面吊机滑轨的锚固端位于前支腿5与后支腿3之间。

如图6所示，每个主梁底部位于前支腿与主梁前端之间设置的两辅助支腿7分别位于主梁1两侧，两辅助支腿7之间通过支撑轴71连接并通过支撑轴支撑71在主梁1的下弦杆16底部，两辅助支腿7上端通过限位螺杆72连接，所述限位螺杆72位于主梁下弦杆16顶部，将两辅助支腿与主梁锁定，两辅助支腿下端支撑在钢梁101顶面；所述辅助支腿7底部设有高度调节螺栓73，所述高度调节螺栓73上端与辅助支腿7底部螺接，下端支撑在钢梁101顶面上。

如图7、图8所示，所述吊具提吊系统9包括一设置在主梁1顶部的底座91，所述底座91上设一支座92，所述支座92上固定设置第一定滑轮93和第二定滑轮94，在主梁下方设有一动滑轮95，两定滑轮93、94和动滑轮95组成所述吊具提吊系统的滑轮组，所述卷扬机的牵引绳10依次绕过第一定滑轮93、动滑轮95、第二定滑轮94后，与桥面吊机主梁1前端固定。

如图7所示，所述吊具提吊系统9设有吊具纵向调整油缸96；在所述主梁顶面设有顺桥向设置的底座滑轨97，所述底座底部支撑在所述底座滑轨97上，所述吊具纵向调整油缸96一端与吊具底座的后端连接，另一端顺桥向与底座滑轨97锚固。

如图8所示，所述吊具提吊系统9设有吊具横向调整油缸98，在所述底座91顶面设有横桥向设置的支座滑轨99，所述支座92支撑在所述支座滑轨99上，所述吊具横向调整油缸98一端与吊具支座92固定连接，另一端横桥向与所述底座91的一侧固定连接。

如图9所示，桥面吊机顶部设一用于吊装桥面板的龙门吊11。所述龙门吊11采用现有的普通悬臂龙门吊，龙门吊两端分别设有两龙门吊支腿12，沿桥面吊机主梁1外侧上弦杆设置有龙门吊滑轨13，所述龙门吊支腿的下端支撑在桥面吊机主梁上的龙门吊滑轨13上。龙门吊支腿12的上端连接横桥向水平设置的承载梁14，所述承载梁14的两端延伸到斜拉索外侧形成悬臂，承载梁底部设有滑梁，所述滑梁上连接有两个可沿滑梁纵向滑动的电动葫芦15。

采用上述斜拉桥钢梁与桥面板组合吊装设备吊装斜拉桥钢梁及桥面板，具体施工方法过程如下：

(1)在斜拉桥0#块钢梁吊装完成、安装0#斜拉索并完成二次张拉后，在0#块钢梁上顺桥向铺设两条用于桥面吊机移动的滑轨，两滑轨分别位于两斜拉索的内侧，调整滑轨为水平状态；

(2)在0#块钢梁上组装斜拉桥钢梁与桥面板组合吊装设备，将桥面吊机的后支腿和前支腿分别支撑在滑轨上；辅助支腿下端支撑在钢梁顶面，上端通过限位螺杆与主梁临时锁定；将后支腿与钢梁顶面的吊耳锚固；桥面吊机上的龙门吊位于后支腿与前支腿之间；

(3)吊装1#钢梁：龙门吊移动到其中心线离桥面吊机前支腿3800mm处，所述龙门吊中心线是指沿承载梁的纵轴线对龙门吊所做的分割线；然后启动卷扬机下放吊具，起吊1#钢梁段至设计安装高度后，锁定卷扬机；

(4)龙门吊再向前移动到离支腿500mm处；将1#钢梁与0#钢梁对接，安装1#钢梁斜拉索，并进行第一次张拉；

(5)安装1#钢梁上的桥面板：龙门吊继续向前移动到前支腿与主梁前端之间，且龙门吊距前支腿1755mm；用运梁车将桥面板运送到1#梁上，先由两个电动葫芦共同吊装位于斜拉索之间的中间桥面板；两斜拉索外侧的桥面板由单个电动葫芦吊装，吊装左侧斜拉索外侧桥面板时，一个电动葫芦先沿承载梁移动到右侧斜拉索处并用吊钩勾住下方的桥面吊机主梁，由另一个电动葫芦吊起桥面板移动到左侧斜拉索外侧，并将桥面板安装到指定位置；然后按同样方法吊装右侧斜拉索外侧桥面板；

(6)桥面板安装完成后，龙门吊后移1255mm，到离前支腿500mm处；

(7)解除辅助支腿与主梁间的限位螺杆，人工将辅助支腿推动到靠近主梁前端，再与主梁用限位螺杆临时锁定；

(8)解除后支腿与主梁吊耳间的锚固；

(9)启动前支腿的顶推油缸，将主梁向前顶推6m；在主梁向前移动的过程中，主梁上部龙门吊同步向后移动；

(10)再次解除辅助支腿与主梁的限位螺杆，并将辅助支腿向前推动2m后，与主梁用限位螺杆锁定；

(11)启动前支腿的顶推油缸将主梁再向前顶推2m，主梁移动过程中，上部龙门吊同步向后移动；

(12)通过步骤(9)到(11)，主梁向前移动到位；将后支腿与主梁吊耳锚固，进行1#钢梁上的斜拉索二次张拉，然后吊装下一钢梁及钢梁上的桥面板，按步骤(3)到(11)循环施工，直至完成所有钢梁及桥面板的吊装。