一种主塔竖转施工装置的制作方法

1.本发明属于建筑施工技术领域，具体而言，涉及一种主塔竖转施工装置。


背景技术：

2.随着斜拉桥施工技术的不断发展，索塔的设计和施工逐渐趋于成熟，越来越多的斜拉桥出现在人们的生活中。传统的斜拉桥索塔施工采用搭设整体支架的施工方式，其施工周期较长，施工较为繁琐，且施工措施费较高。桥梁的转体施工中，平转应用较多，但竖转应用较少。索塔竖转采用“横拼竖转”法，即将索塔节段通过吊车吊装到胎架上的准确位置，并将索塔节段焊接成整体，然后安装转体临时结构，包括拉索、背索、压杆、转铰，千斤顶施加牵引力，使桥塔绕转铰转动，到达指定的位置，从而完成索塔竖转。在“横拼竖转”的施工中，竖转是非常关键的一步，也是最容易发生危险的一步。
3.现在将主塔进行竖转，主要在塔身上安装牵引索，直接进行拉动，这样会导致主塔在拉动旋转时非常不稳定，容易发生意外，同时需要输出同样大小的力进行拉动，使整个过程难度增加。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供一种主塔竖转施工装置，能够解决现有主塔在拉动旋转时非常不稳定，容易发生意外的问题；同时还能够解决现有主塔在拉动旋转过程中需要输出同样大小的力进行拉动，使整个过程难度增加的问题。
5.本发明是这样实现的：
6.本发明提供一种主塔竖转施工装置，其中，具有转体结构和辅助转体结构，所述转体结构包括牵引索、拉索、背索以及连续千斤顶，所述辅助转体结构包括刚性撑杆以及压杆格构柱；将前锚点以及第一锚梁设置在桥面一侧位置，将第二锚点以及第二锚梁设置在刚性撑杆顶部中心靠近前锚点的一侧，将第三锚点以及第三锚梁设置在所述刚性撑杆的背面与所述第二锚点相对应的位置，将第四锚点和第四锚梁设置在主塔顶部中心位置，将第五锚点以及第五锚梁设置在所述主塔的背面与所述第四锚点对应的位置，将后锚点以及第六锚梁设置在桥面另一侧；所述牵引索的一侧与所述第一锚梁固定连接，所述牵引索的另一侧与所述第二锚梁固定连接，用于连接桥面与所述刚性撑杆；所述拉索的一侧与所述第三锚梁固定连接，所述拉索的另一侧与所述第四锚梁固定连接，用于连接所述刚性撑杆与所述主塔；所述背索的一侧与所述第五锚梁固定连接，所述背索的另一侧与所述第六锚梁固定连接，用于连接所述主塔与所述桥面；所述拉索为两根，分别通过旋转连接装置固定在所述主塔的两侧，所述刚性撑杆焊接在所述压杆格构柱的顶部，所述压杆格构柱在底部垫梁端部还设置有刚性抄垫，所述刚性抄垫用以调节所述压杆格构柱的角度；所述主塔通过所述销轴旋转机构固定在所述桥面的墩上。本发明提供的一种主塔竖转施工装置的技术效果如下：通过设置转体结构，实现将主塔竖直旋转，节省人力，操作简便，缩短了施工工期；通过设置辅助转体结构，实现辅助主塔进行竖直旋转；通过设置牵引索，实现将主塔从胎架上
拉起到一定角度，使得主塔的安装更为方便、安全；通过设置拉索，使得牵引索与拉索形成稳固的三角形结构，更稳定、便捷地将主塔竖直旋转；通过设置背索，防止牵引索松脱，增加一层安全保障，避免危险的发生；通过设置刚性撑杆以及压杆格构柱，实现将主塔稳定地竖直旋转，避免振动过大，导致无法预估的危险发生；通过设置第一锚梁、第四锚梁、第五锚梁、第六锚梁、第二锚梁以及第三锚梁，固定牵引索、拉索和背索，使得主塔沿所预设方向旋转了，节省人力；通过设置刚性抄垫，实现对压杆格构柱角度的调整，更加精准地带动主塔旋转到合适位置；通过设置销轴旋转机构，使得主塔实现绕主塔底部一侧旋转，防止发生偏移。
7.在上述技术方案的基础上，本发明的一种主塔竖转施工装置还可以做如下改进:
8.其中，还包括多个杠杆仪，所述杠杆仪依次固定设置在所述桥面与所述刚性撑杆之间，所述牵引索依次连接所述杠杆仪；所述杠杆仪包括齿圈、太阳齿轮、行星齿轮、中心轴、传动臂、行星架、传动装置、从动齿轮以及主动齿轮，所述行星齿轮固定在所述中心轴上，所述齿圈与所述中心轴转动连接，所述行星齿轮分别与所述太阳齿轮以及所述齿圈啮合，所述传动装置连接所述行星齿轮，所述行星齿轮用于带动所述传动装置转动；所述传动臂通过轴承连接所述中心轴，所述传动臂与所述传动装置连接，所述传动装置又连接在所述行星齿轮上；所述传动装置包括传动盘以及传动轴，所述传动盘固定在所述行星齿轮上，所述传动轴的一端与所述传动臂连接，所述传动轴的另一端安装在一个轴承上，所述轴承与所述传动盘连接；所述传动臂上固定连接有所述从动齿轮，所述从动齿轮与所述中心轴转动连接；所述主动齿轮的一侧与所述齿圈固定连接，所述主动齿轮的另一侧与所述中心轴转动连接；所述齿圈通过所述行星架与所述主动齿轮固定连接；所述齿圈内圈为齿圈，其齿与所述行星齿轮啮合连接。
9.采用上述改进方案的有益效果为：通过设置杠杆仪，节省输出的力，实现最大程度以一定的力持续输出最大的功，更加方便地将主塔竖直旋转；通过设置太阳齿轮、行星齿轮，实现行星齿轮通过传动装置带动传动臂以中心轴为中心转动，形成杠杆结构，节省用力；通过设置齿圈，实现带动行星齿轮自转且围绕太阳齿轮公转；通过设置传动装置，实现力从齿圈到传动臂的传动；通过设置从动齿轮，实现将传动臂上的力输出到外界；通过设置行星架以及主动齿轮，实现主动齿轮通过行星架带动齿圈转动，节省用力。
10.其中，所述前锚点远离所述主塔的一侧还设置有连续千斤顶，所述牵引索经过所述第一锚梁与所述连续千斤顶固定连接，所述连续千斤顶用于逐步收紧所述前锚点与所述刚性撑杆之间的所述牵引索。
11.采用上述改进方案的有益效果为：通过设置连续千斤顶，逐渐缩短牵引索的长度，通过机械手段带动主塔旋转，节省用力，使主塔建设更加容易。
12.其中，所述主塔的顶部设置有高度传感器，所述主塔的底部设置有角度传感器，所述高度传感器用于监测所述主塔的高度，所述角度传感器用于监测所述主塔转动的角度。
13.采用上述改进方案的有益效果为：通过设置高度传感器以及角度传感器，实时监测主塔旋转的角度及升高的高度，避免通过人工观测带来的误差，同时避免危险的发生。
14.其中，所述销轴旋转机构包括旋转销轴和第二耳板，所述旋转销轴设置在所述主塔的底部，所述第二耳板设置在所述桥面的墩上，所述旋转销轴穿设在所述第二耳板的通孔中。
15.采用上述改进方案的有益效果为：通过设置旋转销轴以及第二耳板，带动主塔实现绕主塔底部一侧旋转，防止发生偏移。
16.其中，所述旋转连接装置包括转座以及主销轴，所述转座包括钢箱梁和第一耳板，所述钢箱梁固定在所述刚性撑杆上，所述第一耳板固定在所述主塔上，所述主销轴穿设在所述钢箱梁与所述第一耳板对应的通孔中。
17.采用上述改进方案的有益效果为：通过设置钢箱梁以及第一耳板，用于将压杆格构柱荷载传递至主塔。
18.其中，还包括控制器以及通信装置，所述控制器与所述通信装置、所述连续千斤顶、所述高度传感器以及所述角度传感器电连接。
19.采用上述改进方案的有益效果为：通过设置通信装置，实现通过其他设备来远程控制该施工装置，避免意外危险造成人员伤亡；通过设置控制器，实现对连续千斤顶、高度传感器以及角度传感器的控制。
20.其中，所述主塔上还设置有多个索道管，所述索道管用于安装斜拉索。
21.采用上述改进方案的有益效果为：通过设置索道管，用于方便安装斜拉索。
22.其中，所述牵引索、所述拉索以及所述背索采用直径φ17.8mm的钢绞线。
23.采用上述改进方案的有益效果为：通过设置牵引索、拉索以及背索为钢绞线，使得牵引索、拉索和背索在拉伸过程中不易被破坏，避免危险的发生。
24.其中，所述杠杆仪设置为多个。
25.采用上述改进方案的有益效果为：通过设置多个杠杆仪，不断减小拉力，使得拉伸过程更加容易。
26.与现有技术相比较，本发明提供的一种主塔竖转施工装置的有益效果是：通过设置转体结构，实现将主塔竖直旋转，节省人力，操作简便，缩短了施工工期；通过设置辅助转体结构，实现辅助主塔进行竖直旋转；通过设置牵引索，实现将主塔从胎架上拉起到一定角度，使得主塔的安装更为方便、安全；通过设置拉索，使得牵引索与拉索形成稳固的三角形结构，更稳定、便捷地将主塔竖直旋转；通过设置背索，防止牵引索松脱，增加一层安全保障，避免危险的发生；通过设置刚性撑杆以及压杆格构柱，实现将主塔稳定地竖直旋转，避免振动过大，导致无法预估的危险发生，能够解决现有主塔在拉动旋转时非常不稳定，容易发生意外的问题；通过设置第一锚梁、第四锚梁、第五锚梁、第六锚梁、第二锚梁以及第三锚梁，固定牵引索、拉索和背索，使得主塔沿所预设方向旋转了，节省人力；通过设置刚性抄垫，实现对压杆格构柱角度的调整，更加精准地带动主塔旋转到合适位置；通过设置销轴旋转机构，使得主塔实现绕主塔底部一侧旋转，防止发生偏移；通过设置杠杆仪，节省输出的力，实现最大程度以一定的力持续输出最大的功，更加方便地将主塔竖直旋转，能够解决现有主塔在拉动旋转过程中需要输出同样大小的力进行拉动，使整个过程难度增加的问题。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1为一种主塔竖转施工装置的结构示意图；
29.图2为图1中a处放大示意图；
30.图3为图1中b处放大示意图；
31.图4为图1中c处放大示意图；
32.图5为图1中d处放大示意图；
33.图6为杠杆仪结构示意图；
34.图7为销轴旋转机构结构示意图；
35.图8为一种主塔竖转施工装置的第二实施例结构示意图；
36.图9为一种主塔竖转施工装置的电连接图；
37.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
38.10、转体结构；11、牵引索；12、拉索；13、背索；14、连续千斤顶；16、前锚点；161、第一锚梁；17、第四锚点；171、第四锚梁；18、第五锚点；181、第五锚梁；19、后锚点；191、第六锚梁；20、辅助转体结构；21、刚性撑杆；22、压杆格构柱；23、第二锚点；231、第二锚梁；24、第三锚点；241、第三锚梁；25、旋转连接装置；251、转座；2511、钢箱梁；2512、第一耳板；252、主销轴；26、刚性抄垫；30、销轴旋转机构；31、旋转销轴；32、第二耳板；40、杠杆仪；41、齿圈；42、太阳齿轮；43、行星齿轮；44、中心轴；45、传动臂；46、行星架；47、传动装置；471、传动盘；472、传动轴；48、从动齿轮；49、主动齿轮；50、高度传感器；51、角度传感器；60、控制器；61、通信装置；70、索道管。
具体实施方式
39.为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
40.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
41.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
42.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
43.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，
除非另有明确具体的限定。
44.如图1-7以及9所示，是本发明提供的一种主塔竖转施工装置的第一实施例，在本实施例中，具有转体结构10和辅助转体结构20，转体结构10包括牵引索11、拉索12、背索13以及连续千斤顶14，辅助转体结构20包括刚性撑杆21以及压杆格构柱22；将前锚点16以及第一锚梁161设置在桥面一侧位置，将第二锚点23以及第二锚梁231设置在刚性撑杆21顶部中心靠近前锚点16的一侧，将第三锚点24以及第三锚梁241设置在刚性撑杆21的背面与第二锚点23相对应的位置，将第四锚点17和第四锚梁171设置在主塔顶部中心位置，将第五锚点18以及第五锚梁181设置在主塔的背面与第四锚点17对应的位置，将后锚点19以及第六锚梁191设置在桥面另一侧；牵引索11的一侧与第一锚梁161固定连接，牵引索11的另一侧与第二锚梁231固定连接，用于连接桥面与刚性撑杆21；拉索12的一侧与第三锚梁241固定连接，拉索12的另一侧与第四锚梁171固定连接，用于连接刚性撑杆21与主塔；背索13的一侧与第五锚梁181固定连接，背索13的另一侧与第六锚梁191固定连接，用于连接主塔与桥面；拉索12为两根，分别通过旋转连接装置25固定在主塔的两侧，刚性撑杆21焊接在压杆格构柱22的顶部，压杆格构柱22在底部垫梁端部还设置有刚性抄垫26，刚性抄垫26用以调节压杆格构柱22的角度；主塔通过销轴旋转机构30固定在桥面的墩上。
45.使用时，将牵引索11固定在第一锚梁161以及第二锚梁231之间，将拉索12固定在第三锚梁241以及第四锚梁171之间，将背索13固定在第五锚梁181以及第六锚梁191之间；拉动牵引索11，使得牵引索11逐步缩短，带动主塔竖直旋转。
46.其中，在上述技术方案中，还包括多个杠杆仪40，杠杆仪40依次固定设置在桥面与刚性撑杆21之间，牵引索11依次连接杠杆仪40；杠杆仪40包括齿圈41、太阳齿轮42、行星齿轮43、中心轴44、传动臂45、行星架46、传动装置47、从动齿轮48以及主动齿轮49，行星齿轮43固定在中心轴44上，齿圈41与中心轴44转动连接，行星齿轮43分别与太阳齿轮42以及齿圈41啮合，传动装置47连接行星齿轮43，行星齿轮43用于带动传动装置47转动；传动臂45通过轴承连接中心轴44，传动臂45与传动装置47连接，传动装置47又连接在行星齿轮43上；传动装置47包括传动盘471以及传动轴472，传动盘471固定在行星齿轮43上，传动轴472的一端与传动臂45连接，传动轴472的另一端安装在一个轴承上，轴承与传动盘471连接；传动臂45上固定连接有从动齿轮48，从动齿轮48与中心轴44转动连接；主动齿轮49的一侧与齿圈41固定连接，主动齿轮49的另一侧与中心轴44转动连接；齿圈41通过行星架46与主动齿轮49固定连接；齿圈41内圈为齿圈，其齿与行星齿轮43啮合连接。
47.使用时，在第一锚梁161段的牵引索11上施加力，通过牵引索11传导到杠杆仪40位置时，通过齿圈41给行星齿轮43一个动力f，太阳齿轮42也会同样给行星齿轮43一个动力f，行星齿轮43为匀速转动，根据力的平衡原理可以得出，行星齿轮43会受到一个相反的力与动力f和f平衡，即传动装置47会对行星齿轮43施加一个阻力，其大小会f+f；根据相互作用力的原理，行星齿轮43会对传动装置47施加一个反作用力，其大小为f+f，传动装置47将反作用力f+f进一步传递给传动臂45，传动臂45受到力f+f而转动，从而输出动力f+f继续到牵引索11上；牵引索11继续将力向下传递，并不断增加，直至出传递到刚性撑杆21上，拉动主塔竖直旋转。
48.如图8所示，是本发明提供的一种主塔竖转施工装置的第二实施例，在本实施例中，具有两个牵引索11，同时拉动主塔进行旋转。
49.其中，在上述技术方案中，前锚点16远离主塔的一侧还设置有连续千斤顶14，牵引索11经过第一锚梁161与连续千斤顶14固定连接，连续千斤顶14用于逐步收紧前锚点16与刚性撑杆21之间的牵引索11。
50.使用时，连续千斤顶14逐步缩短前锚点16与刚性撑杆21之间的牵引索11，拉动主塔进行竖直转动。
51.其中，在上述技术方案中，主塔的顶部设置有高度传感器50，主塔的底部设置有角度传感器51，高度传感器50用于监测主塔的高度，角度传感器51用于监测主塔转动的角度。
52.使用时，高度传感器50以及角度传感器51实时监测主塔旋转时距离地面的高度以及旋转的角度。
53.其中，在上述技术方案中，销轴旋转机构30包括旋转销轴31和第二耳板32，旋转销轴31设置在主塔的底部，第二耳板32设置在桥面的墩上，旋转销轴31穿设在第二耳板32的通孔中。
54.使用时，主塔绕主塔底部固定在桥面的墩上的一侧旋转。
55.其中，在上述技术方案中，旋转连接装置25包括转座251以及主销轴252，转座251包括钢箱梁2511和第一耳板2512，钢箱梁2511固定在刚性撑杆21上，第一耳板2512固定在主塔上，主销轴252穿设在钢箱梁2511与第一耳板2512对应的通孔中。
56.其中，在上述技术方案中，还包括控制器60以及通信装置61，控制器60与通信装置61、连续千斤顶14、高度传感器50以及角度传感器51电连接。
57.使用时，通信装置61将电信号传输控制器60，控制器60进行一定逻辑处理后，发出控制信号，连续千斤顶14接收到控制器60发出的控制信号后运行，带动主塔进行旋转；高度传感器50以及角度传感器51接收到控制器60发出的控制信号后持续对主塔的高度和角度进行监测。其中，高度传感器50可选用深圳市电应普科技有限公司生产的型号为dyp-a21-v1.0的年高度传感器；角度传感器51可选用欧姆龙鼎悦电子官方专卖店生产的传感器。
58.其中，在上述技术方案中，主塔上还设置有多个索道管70，索道管70用于安装斜拉索。
59.其中，在上述技术方案中，牵引索11、拉索12以及背索13采用直径的钢绞线。
60.其中，在上述技术方案中，杠杆仪40设置为多个。
61.使用场景一：当进行对主塔进行施工时，将整个装置设置在主塔和桥面上，对主塔进行旋转。
62.使用场景二：当在前锚点16处施加的力不足以拉动主塔竖转时，在前锚点16和刚性撑杆21之间设置多个杠杆仪40，节省用力，带动主塔选转。
63.具体的，本发明的原理是：通信装置61将电信号传输控制器60，控制器60进行一定逻辑处理后，发出控制信号，连续千斤顶14接收到控制器60发出的控制信号后运行，通过连续千斤顶14施加在牵引索11上一个力，力通过牵引索11传导到杠杆仪40位置时，通过齿圈41给行星齿轮43一个动力f，太阳齿轮42也会同样给行星齿轮43一个动力f，行星齿轮43为匀速转动，根据力的平衡原理可以得出，行星齿轮43会受到一个相反的力与动力f和f平衡，即传动装置47会对行星齿轮43施加一个阻力，其大小会f+f；根据相互作用力的原理，行星齿轮43会对传动装置47施加一个反作用力，其大小为f+f，传动装置47将反作用力f+f进一
步传递给传动臂45，传动臂45受到力f+f而转动，从而输出动力f+f继续到牵引索11上；牵引索11继续将力向下传递，并不断增加，直至出传递到刚性撑杆21上，通过刚性撑杆21拉动主塔竖直旋转；高度传感器50以及角度传感器51接收到控制器60发出的控制信号后持续对主塔的高度和角度进行监测。
64.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。