一种山区拱桥的不对称缆索扣挂施工系统及其施工方法与流程

本发明涉及桥梁施工的，尤其是一种山区拱桥的不对称缆索扣挂施工系统及其施工方法。

背景技术：

1、近年来，我国各地正在大规模建设交通路网，而桥梁作为一种常见的跨越江河湖海的结构形式在每条交通路网上也会经常采用，桥梁的种类越来越多，施工方式也各式各样。其中拱桥作为各种桥梁中的一种型式新颖、外形美观的重要跨越式桥梁结构，在山区峡谷和河流桥梁结构形式中应用越来越广泛。

2、国内山区、河谷地区拱桥拱肋吊装一般采取缆索吊机架设或者转体施工，采用平面或竖面转体施工的两岸地形一般较为宽敞。山区的常规缆索吊机建造方法有：(1)等边跨对称、扣缆塔分离式(2)等边跨对称、扣缆塔合一式。

3、某些地形较为复杂，山谷两岸的山体陡峭，山体岩石坚硬爆破成本高，两岸拱座位置场地狭小，周期性起风且昼夜温差极大，如我国西北地区。常规的建造方法的缺点就会暴露。采用等边跨对称、扣缆塔分离式缆索吊机的缺点是拱座后方扣、缆塔占用较多场地，场地开挖平整成本投入较大；扣塔和缆塔的钢塔架用钢量较大，施工周期较长，施工安全风险控制时间长。采用等边跨对称、扣缆塔合一式缆索吊机的缺点是在陡峭山体复杂地形条件下，缆索吊机等边跨设计山体需要爆破开挖量极大，工序繁琐，成本大，安全风险高。公开号为cn109750600a的中国专利公开了一种不对称缆索吊机的施工方法，虽能降低施工难度，但仍需在山区的大里程侧和小里程侧施作塔架。

技术实现思路

1、本发明的目的是根据上述现有技术的不足，提供了一种山区拱桥的不对称缆索扣挂施工系统及其施工方法，在山区大里程侧不设置塔架时，可以保证拱肋吊装的可靠性。

2、本发明目的实现由以下技术方案完成：

3、一种山区拱桥的不对称缆索扣挂施工系统，其特征在于：包括设于山区的大里程侧的台阶式锚碇和台阶型镂空式锚碇，以及设于所述山区的小里程侧的塔架、扣索地锚和混凝土锚碇，所述台阶式锚碇包括设于硬化岩层上的台阶式锚碇混凝土层以及安装在所述台阶式锚碇混凝土层上的第一锚梁，所述第一锚梁通过预应力锚索分别锚固在所述台阶式锚碇混凝土层不同的台阶斜面上，位于低处的所述第一锚梁上安装有第一卷扬机转向轮，位于高处的所述第一锚梁上安装有第一主索鞍；所述台阶型镂空式锚碇包括两个相对间隔设置台阶式锚碇混凝土层以及安装在两个所述台阶式锚碇混凝土层上的第二锚梁，所述第二锚梁通过钢绞线锚固在所述台阶式锚碇混凝土层上，所述第二锚梁通过扣索同拱桥的拱肋连接。

4、所述第一卷扬机转向轮通过竖向支撑柱同所述台阶式锚碇混凝土层的台阶平面连接。

5、所述第一锚梁底部通过设于所述台阶式锚碇混凝土层的台阶平面上的抄垫进行支撑。

6、所述台阶式锚碇位置高于所述塔架顶部位置，所述塔架顶部位置高于所述混凝土锚碇位置。

7、所述塔架包括扣塔和缆塔，所述扣塔安装在山体上，所述缆塔通过铰座安装在所述扣塔顶部，所述缆塔顶部设有第二主索鞍；所述混凝土锚碇包括锚碇混凝土层以及安装在所述锚碇混凝土层上的第三锚梁，所述第三锚梁通过预应力锚索锚固在所述锚碇混凝土层的混凝土斜面上，所述第三锚梁上安装有第二卷扬机转向轮和第三主索鞍，所述第三主索鞍位置高于所述第二卷扬机转向轮位置；所述第一主索鞍同主索的一端连接，所述主索的另一端经所述第二主索鞍同所述第三主索鞍连接；所述扣塔和所述铰座上均设置有固定装置，所述固定装置一端通过锚索同所述扣索地锚连接、另一端通过扣索同所述拱桥的拱肋连接。

8、所述第二锚梁设于所述台阶式锚碇混凝土层的台阶平面与台阶竖向面的连接处。

9、所述钢绞线外套有pvc软管。

10、还包括牵引索卷扬机、天车、第一牵引索导向轮、第二牵引索导向轮和第三牵引索导向轮，所述牵引索卷扬机设于山区的小里程侧的卷扬机锚碇上，所述塔架顶部安装有若干所述第一牵引索导向轮，所述第二牵引索导向轮设于所述天车上，所述第三牵引索导向轮安装在转向锚碇上，所述转向锚碇包括设于所述山区的小里程侧的所述混凝土锚碇和设于所述山区的大里程侧的所述台阶式锚碇；所述牵引索卷扬机设置有两台，其中一台所述牵引索卷扬机的牵引索经所述第一牵引索导向轮、所述第二牵引索导向轮和所述山区的小里程侧的转向锚碇上的第三牵引索导向轮同所述山区的小里程侧的转向锚碇连接，另一台所述牵引索卷扬机的牵引索经所述第一牵引索导向轮、所述第二牵引索导向轮和所述山区的大里程侧的转向锚碇上的第三牵引索导向轮同所述山区的大里程侧的转向锚碇连接。

11、所述第一牵引索导向轮设置有五个，所述山区的小里程侧的转向锚碇上的第三牵引索导向轮设置有一个，所述山区的大里程侧的转向锚碇上的第三牵引索导向轮设置有两个，所述天车设置有两台，每台所述天车上均设有四个所述第二牵引索导向轮；一台所述牵引索卷扬机的牵引索依次缠绕于所述第一牵引索导向轮、所述第二牵引索导向轮、所述第一牵引索导向轮、所述山区的小里程侧的转向锚碇上的第三牵引索导向轮、所述第一牵引索导向轮、所述第二牵引索导向轮和所述第一牵引索导向轮；另一台所述牵引索卷扬机的牵引索依次缠绕于所述第一牵引索导向轮、所述山区的大里程侧的转向锚碇上的第三牵引索导向轮、所述第二牵引索导向轮、所述山区的大里程侧的转向锚碇上的第三牵引索导向轮和所述第二牵引索导向轮；两台所述天车的第三牵引索导向轮之间通过跑车连接绳缠绕连接在一起。

12、一种山区拱桥的不对称缆索扣挂施工系统的施工方法，其特征在于：所述施工方法包括以下步骤：

13、s1：在山区的大里程侧施作台阶式锚碇和台阶型镂空式锚碇，其中，所述台阶式锚碇上安装有第一卷扬机转向轮和第一主索鞍；在所述山区的小里程侧施作塔架、扣索地锚、混凝土锚碇和卷扬机锚碇，其中，所述塔架上安装有固定装置和第二主索鞍，所述混凝土锚碇上安装有第二卷扬机转向轮和第三主索鞍，所述卷扬机锚碇上安装有牵引索卷扬机和起重索卷扬机；

14、s2：安装索系统，其中，在主索安装完成后，将两台天车安装在所述主索上，接着安装牵引索，最后安装起重索；

15、s3：所述索系统完成后，通过所述天车上的吊具吊装拱肋。

16、本发明的优点是：

17、无塔架侧缆索体系斜向下，采用台阶式锚碇，将锚梁支撑在硬化处理后岩层上，保证锚碇受力，可以有效减少工程量；

18、非塔架侧采用台阶型镂空式锚碇设计，利用锚碇直接进行扣索张拉；

19、卷扬机及其锚碇的布置，减少牵引索卷扬机两台，集中布置减少锚碇工程量。

技术特征：

1.一种山区拱桥的不对称缆索扣挂施工系统，其特征在于：包括设于山区的大里程侧的台阶式锚碇和台阶型镂空式锚碇，以及设于所述山区的小里程侧的塔架、扣索地锚和混凝土锚碇，所述台阶式锚碇包括设于硬化岩层上的台阶式锚碇混凝土层以及安装在所述台阶式锚碇混凝土层上的第一锚梁，所述第一锚梁通过预应力锚索分别锚固在所述台阶式锚碇混凝土层不同的台阶斜面上，位于低处的所述第一锚梁上安装有第一卷扬机转向轮，位于高处的所述第一锚梁上安装有第一主索鞍；所述台阶型镂空式锚碇包括两个相对间隔设置台阶式锚碇混凝土层以及安装在两个所述台阶式锚碇混凝土层上的第二锚梁，所述第二锚梁通过钢绞线锚固在所述台阶式锚碇混凝土层上，所述第二锚梁通过扣索同拱桥的拱肋连接。

2.如权利要求1所述的一种山区拱桥的不对称缆索扣挂施工系统，其特征在于：所述第一卷扬机转向轮通过竖向支撑柱同所述台阶式锚碇混凝土层的台阶平面连接。

3.如权利要求1所述的一种山区拱桥的不对称缆索扣挂施工系统，其特征在于：所述第一锚梁底部通过设于所述台阶式锚碇混凝土层的台阶平面上的抄垫进行支撑。

4.如权利要求1所述的一种山区拱桥的不对称缆索扣挂施工系统，其特征在于：所述台阶式锚碇位置高于所述塔架顶部位置，所述塔架顶部位置高于所述混凝土锚碇位置。

5.如权利要求1所述的一种山区拱桥的不对称缆索扣挂施工系统，其特征在于：所述塔架包括扣塔和缆塔，所述扣塔安装在山体上，所述缆塔通过铰座安装在所述扣塔顶部，所述缆塔顶部设有第二主索鞍；所述混凝土锚碇包括锚碇混凝土层以及安装在所述锚碇混凝土层上的第三锚梁，所述第三锚梁通过预应力锚索锚固在所述锚碇混凝土层的混凝土斜面上，所述第三锚梁上安装有第二卷扬机转向轮和第三主索鞍，所述第三主索鞍位置高于所述第二卷扬机转向轮位置；所述第一主索鞍同主索的一端连接，所述主索的另一端经所述第二主索鞍同所述第三主索鞍连接；所述扣塔和所述铰座上均设置有固定装置，所述固定装置一端通过锚索同所述扣索地锚连接、另一端通过扣索同所述拱桥的拱肋连接。

6.如权利要求1所述的一种山区拱桥的不对称缆索扣挂施工系统，其特征在于：所述第二锚梁设于所述台阶式锚碇混凝土层的台阶平面与台阶竖向面的连接处。

7.如权利要求1所述的一种山区拱桥的不对称缆索扣挂施工系统，其特征在于：所述钢绞线外套有pvc软管。

8.如权利要求1所述的一种山区拱桥的不对称缆索扣挂施工系统，其特征在于：还包括牵引索卷扬机、天车、第一牵引索导向轮、第二牵引索导向轮和第三牵引索导向轮，所述牵引索卷扬机设于山区的小里程侧的卷扬机锚碇上，所述塔架顶部安装有若干所述第一牵引索导向轮，所述第二牵引索导向轮设于所述天车上，所述第三牵引索导向轮安装在转向锚碇上，所述转向锚碇包括设于所述山区的小里程侧的所述混凝土锚碇和设于所述山区的大里程侧的所述台阶式锚碇；所述牵引索卷扬机设置有两台，其中一台所述牵引索卷扬机的牵引索经所述第一牵引索导向轮、所述第二牵引索导向轮和所述山区的小里程侧的转向锚碇上的第三牵引索导向轮同所述山区的小里程侧的转向锚碇连接，另一台所述牵引索卷扬机的牵引索经所述第一牵引索导向轮、所述第二牵引索导向轮和所述山区的大里程侧的转向锚碇上的第三牵引索导向轮同所述山区的大里程侧的转向锚碇连接。

9.如权利要求8所述的一种山区拱桥的不对称缆索扣挂施工系统，其特征在于：所述第一牵引索导向轮设置有五个，所述山区的小里程侧的转向锚碇上的第三牵引索导向轮设置有一个，所述山区的大里程侧的转向锚碇上的第三牵引索导向轮设置有两个，所述天车设置有两台，每台所述天车上均设有四个所述第二牵引索导向轮；一台所述牵引索卷扬机的牵引索依次缠绕于所述第一牵引索导向轮、所述第二牵引索导向轮、所述第一牵引索导向轮、所述山区的小里程侧的转向锚碇上的第三牵引索导向轮、所述第一牵引索导向轮、所述第二牵引索导向轮和所述第一牵引索导向轮；另一台所述牵引索卷扬机的牵引索依次缠绕于所述第一牵引索导向轮、所述山区的大里程侧的转向锚碇上的第三牵引索导向轮、所述第二牵引索导向轮、所述山区的大里程侧的转向锚碇上的第三牵引索导向轮和所述第二牵引索导向轮；两台所述天车的第三牵引索导向轮之间通过跑车连接绳缠绕连接在一起。

10.如权利要求1-9任一所述的一种山区拱桥的不对称缆索扣挂施工系统的施工方法，其特征在于：所述施工方法包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种山区拱桥的不对称缆索扣挂施工系统及其施工方法，施工系统包括设于山区的大里程侧的台阶式锚碇和台阶型镂空式锚碇，以及设于山区的小里程侧的塔架、扣索地锚和混凝土锚碇，台阶式锚碇包括设于硬化岩层上的台阶式锚碇混凝土层以及安装在台阶式锚碇混凝土层上的第一锚梁，第一锚梁通过预应力锚索分别锚固在台阶式锚碇混凝土层不同的台阶斜面上；台阶型镂空式锚碇包括两个相对间隔设置台阶式锚碇混凝土层以及安装在两个台阶式锚碇混凝土层上的第二锚梁，第二锚梁通过钢绞线锚固在台阶式锚碇混凝土层上，第二锚梁通过扣索同拱桥的拱肋连接。本发明的优点是：在山区大里程侧不设置塔架时，保证拱肋吊装的可靠性。

技术研发人员：千绍玉,张勇恩,陈秀雯,曹振杰,银民富,张四明,王佳琪,殷正昂,李其恒
受保护的技术使用者：中铁十五局集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14