一种多塔连跨起吊缆索起重机的制作方法

本发明涉及桥梁建筑工程领域，具体为一种多塔连跨起吊缆索起重机。

背景技术：

随着公路、铁路建设的发展，许多跨越高山峡谷，以及大跨径河流的桥梁工程创造了一个又一个之最，其中缆索起重机在拱桥、悬索桥以及斜拉桥等桥梁工程中的建设发挥了举足轻重的作用。

目前，在桥梁工程中采用的是双索塔单跨起吊的缆索起重机，当桥梁跨径较大或进行多跨桥梁工程安装时，缆索起重机为覆盖整个桥梁工程吊装区域，同时满足缆索起重机承重索最小垂度以及构件安装高度的要求，在施工高度不受限的条件下，根据设计及施工要求，往往缆索起重机索塔的高度较高。

例如新建南广铁路肇庆西江特大桥，主桥为中承式钢箱提篮拱桥，主跨跨径450m，矢跨比为1/4，采用双索塔单跨起吊缆索起重机对主跨进行吊装，其缆索起重机的组合跨径为189m（边跨）+476m（起吊跨）+226m（边跨），索塔高度（扣塔+主塔+索鞍结构）为175m。又例如明州大桥主桥为中承式钢箱系杆双肢提篮拱桥，主跨跨径450m，矢跨比为1/5，采用双索塔单跨起吊缆索起重对主跨进行吊装，其缆索起重机的组合跨径为230m（边跨）+450m（起吊跨）+230m（边跨），索塔高度（扣塔+主塔+索鞍结构）为154m。

梧州市西江四桥主桥为特大公路无推力式钢箱系杆拱桥，大桥主桥由 300m 中跨和两侧对称布置的129m边跨组成，主桥全长为558 m。如果采用双索塔单跨起吊缆索起重机对边跨和中跨的拱桥进行吊装，根据现场条件、吊装区域及起吊高度，缆索起重机的组合跨径布置大约为330m(边跨）+660m(起吊跨）+330m(边跨），索塔高度（扣塔+主塔+索鞍结构）大约为170m，根据当地有关规定，所有建筑物或结构物限高100m，采用双索塔缆索起重机进行桥梁工程施工不满足高度受限的要求。对于总长更长、起吊跨度更大的双索塔缆索起重机，与常规的双索塔缆索起重机相比，对索塔基础的强度、稳定性要求高，同时增加索塔的高度，并对索塔的刚度、强度、稳定性提出更高的要求，以及增加承重索设计强度值的级数，从而增加了缆索起重机的工程造价。

为了有效解决高度受限、有效控制索塔的高度，减少索塔基础、索塔塔身以及承重索、牵引起重系统的规模，降低缆索起重机的工程造价，适用于多跨或大跨径桥梁工程的施工，必须研发合理的缆索起重机结构体系，为超长、多跨径桥梁工程的施工提供有利的技术支撑。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种多塔连跨起吊缆索起重机，对于多跨、大跨径桥梁工程采用缆索起重施工时，以有效控制缆索起重机索塔的高度，减少索塔基础、索塔塔身以及承重索、牵引起重系统的规模，从而降低缆索起重机工程造价，实现不同起吊跨的吊装。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种多塔连跨起吊缆索起重机，其特征在于，包括M个索塔，依次连接在M个索塔上的N个起吊跨，承重索，天车吊具，牵引系统，起重系统，以及锚碇系统；所述索塔包括扣塔和设置在扣塔顶部的主塔，该主塔的顶部设有用于支撑所述承重索的索鞍结构；单组承重索的两端用于与位于两岸的锚碇系统相连；相邻两个索塔之间形成一个起吊跨，至少两个起吊跨相连而成而形成多塔连跨结构；所述牵引系统用于牵引单套天车吊具在相邻起吊跨之间移动，所述起重系统用于通过天车吊具进行物料起吊；所述N和M均为自然数，且M≥3，N=M-1。

由此，本发明通过设置多个索塔而形成多个起吊连跨，与常规双索塔单起吊跨的缆索起重机相比，大幅降低了索塔的高度，有效的控制了索塔的高度。

根据本发明的实施例，还可以对本发明作进一步的优化，以下为优化后形成的技术方案：

为平衡索塔各工况的不平衡水平力，所述还包括用于稳定索塔的缆风系统。进一步地，所述缆风系统包括落地斜缆风索，起吊跨主塔与地面之间、以及起吊跨扣塔与地面之间均通过落地斜缆风索连接；优选所述缆风系统还包括通缆风索；起吊跨的两个主塔塔顶之间、以及起吊跨的两个扣塔塔顶之间均通过通缆风索连接。由此，当只有两个起吊跨，不设置通缆风索，直接将起吊跨主塔与地面之间和起吊跨扣塔与地面之间通过落地斜缆风索连接。当起吊跨数量为3个以上时，可配备通缆风索，用于连接在起吊跨的两个主塔塔顶之间和起吊跨的两个扣塔塔顶之间，以提高稳定性，减少配置缆风索的工程成本。

为了释放因多跨相连导致在主塔塔顶产生不平衡水平力对扣塔塔顶的弯矩，所述扣塔和主塔铰接相连。

优选地，所述牵引系统包括布置在两岸的牵引卷扬机、牵引索以及牵引索轮轴组件。

优选地，所述起重系统包括布置在两岸的起重卷扬机、起重索以及起重索轮轴组件。

通过牵引系统的牵引，单套天车吊具可以跨越位于中间的索塔的索鞍结构进入相邻的起吊跨。

所述锚碇系统为钢筋混凝土结构。

为了方便定位缆索，以及天车吊具能顺利跨越索鞍进入相邻起吊跨，所述索鞍结构为U型结构。

根据本发明的实施例，所述索塔为钢结构；优选为钢管格构柱、型钢格构柱、万能杆件或贝雷桁架拼装而成的索塔。

优选地，所述M为3-8。

从上述技术方案可以看出，本发明具有以下的有益效果：

1、本发明提供的多塔连跨起吊缆索起重机，采用单组通长的承重索，并支撑于M个索塔主塔塔顶的索鞍结构内，相邻索塔间形成一起吊跨，形成至少两起吊跨相连而成的多塔连跨起吊缆索起重机；与常规的双索塔单跨起吊缆索起重机相比，多塔连跨起吊缆索起重机的各起吊跨跨径大大减少，从而有效的控制了缆索起重机索塔的高度，可以控制在80-90m的范围，解决了索塔高度受限的问题。

2、本发明提供的多塔连跨起吊缆索起重机，所有索塔的主塔与扣塔采用铰接连接方式，有效的释放了因多跨相连的单组承重索、牵引索、起重索以及风荷载等在主塔塔顶产生不平衡水平力对扣塔塔顶的弯矩，减少了扣塔稳定缆风索设置的数量，节约了工程成本。

3、本发明提供的多塔连跨起吊缆索起重机，在索塔主塔塔顶通过设置天车吊具跨越的U型索鞍结构，有效解决天车吊具跨塔的问题，实现连跨起吊。

4、本发明提供的多塔连跨起吊缆索起重机，因大大降低了索塔的高度度，减少了索塔的自重，从而减少了索塔的材料费以及索塔基础费用，而且多塔连跨起吊缆索起重机采用单组天车吊具、单套牵引系统、单套起重系统，节约了工程成本。

总之，多塔连跨起吊缆索起重机能有效控制索塔的高度，解决了大跨径或多跨桥梁工程连跨起吊的问题，缆索起重机体系中所采用的起重、牵引、天车吊具的配置与双索塔单跨起吊缆索起重机配置相同，大大降低了索塔基础、索塔以及承重索的费用，节约了工程成本。

附图说明

图1 是依照本发明实施例的一种4塔3连跨起吊缆索起重机正视图;

图2是依照本发明实施例的索塔主塔与扣塔铰接连接示意图；

图3是依照本发明实施例的U型索鞍结构示意图。

在图中：

1-索塔； 2-扣塔；3-主塔；4-铰接结构；5-承重索；6-天车；7-吊具；8-牵引索；9-牵引卷扬机；10-起重索；11-起重卷扬机；12-索鞍结构；13-通缆风索；14-落地斜缆风索；15-锚碇系统。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

本发明提供了一种多塔连跨起吊缆索起重机，包括N个依次连接的起吊跨、M个索塔1、单组承重索5、单套天车6和吊具7、单套牵引系统、单套起重系统、索鞍结构12、锚碇系统15、以及稳定索塔的缆风系统，N和M均为自然数，且M≥3，N=M-1；索塔1包括扣塔2和主塔3，扣塔2与主塔3采用铰接结构4相连，以释放主塔3塔顶不平衡力在主塔3与扣塔2连接部位产生的弯矩。单组承重索5支撑于M个索塔主塔3塔顶的U型索鞍结构12内，单组承重索5两端与两岸的锚碇系统15相连，相邻索塔间形成一起吊跨，共有至少两起吊跨相连而成的多塔连跨起吊缆索起重机；通过设置多个索塔1而形成多个起吊连跨，与常规双索塔单起吊跨的缆索起重机相比，大幅降低了索塔的高度，有效解决了索塔高度受限的问题，实现了多跨缆索起重机起吊的施工工艺。

其中索塔1为钢结构，具体为钢管格构柱、型钢格构柱、万能杆件、或贝雷桁架等所拼装而成的索塔1。

为解决吊车吊具能跨越中间索塔的问题，其中单套天车6吊具7可通过牵引系统牵引跨越中间索塔1的U型索鞍结构12进入相邻起吊跨进行物料起吊，由此可以实现不同起吊跨的吊装。单套牵引系统由布置在两岸的牵引卷扬机9、牵引索8以及牵引索轮轴组件所组成。单套起重系统由布置在两岸的起重卷扬机11、起重索10以及起重索轮轴组件所组成；锚碇系统采用钢筋混凝土结构15。

为平衡索塔各工况的不平衡水平力，以设置缆索系统以提高索塔的稳定性，在索塔的主塔及扣塔设置稳定索塔的缆风系统，缆风系统包括通缆风索13和落地斜缆风索14；其中通缆风索13设置在边起吊跨主塔3塔顶之间的连接、以及扣塔2塔顶之间的连接，落地斜缆风索14设置在中间起吊跨主塔3和扣塔2的稳定风缆，通缆风索13和落地斜缆风索14均为钢索。

为解决天车吊具跨越中间索塔的问题，主塔3塔顶的索鞍结构采用具有可跨越的U型索鞍结构12。

如图1所示，图1是所依照本发明实施例的一种4塔3连跨起吊缆索起重机的正视图，在本实施例中，该多塔连跨起吊缆索起重机包括三个依次连接的起吊跨，4个索塔1，单组承重索5、单套天车6吊具7、单套牵引系统、单套起重系统、U型索鞍结构12、钢筋混凝土锚碇15、稳定索塔的通缆风索13和落地缆风索14。

索塔1的扣塔2和主塔3采用铰接结构4相连，以释放主塔3塔顶不平衡力在主塔3与扣塔2连接部位产生的弯矩；单组承重索5支撑于4个索塔1主塔3塔顶的U型索鞍结构12内，单组承重索5两端与两岸的钢筋混凝土锚碇15相连，相邻索塔1间形成一起吊跨，共三个起吊跨相连而成4塔3连跨起吊缆索起重机。与常规双索塔单起吊跨的缆索起重机相比，大幅降低了索塔的高度，有效解决了索塔高度受限的问题，实现了多跨缆索起重机起吊的施工工艺。

其中索塔1为钢管格构柱、型钢格构柱、万能杆件、或贝雷桁架等所拼装而成的钢结构承重塔；单套天车6吊具7通过牵引系统牵引跨越中间索塔1的U型索鞍结构12进入相邻起吊跨进行物料起吊；单套牵引系统由布置在两岸的牵引卷扬机9、牵引索8以及牵引索轮轴组件所组成。单套起重系统由布置在两岸的起重卷扬机11、起重索10以及起重索轮轴组件所组成。

为提高索塔的稳定性，在索塔的主塔3及扣塔2设置稳定索塔的缆风系统，缆风系统包括通缆风索13和落地斜缆风索14；其中通缆风索13连接在边起吊跨的主塔3塔顶之间和起吊跨的扣塔2塔顶之间，落地斜缆风索14设置在中间的起吊跨的主塔3之间和中间的起吊跨的扣塔2之间，形成稳定风缆。优选通缆风索13和落地斜缆风索14均为钢索。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。