專利名稱：無背索斜拉橋鋼塔豎向轉(zhuǎn)體施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及大橋鋼塔施工方法，尤其是涉及一種無背索斜拉橋鋼塔豎向轉(zhuǎn) 體施工方法。
技術(shù)背景隨著我國的經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，需要修建的大跨度橋梁也越來越多，橋梁的結(jié)構(gòu) 形式也越來越新穎。無背索斜拉橋鋼塔的安裝方法一般采用纜索吊機(jī)、大跨度 龍門吊機(jī)或塔吊方案施工，這幾種施工方法均需在塔后布置強(qiáng)大的支撐體系， 同時(shí)避免不了高空焊接作業(yè)，對(duì)焊縫質(zhì)量不容易控制。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種能避免高空焊接作業(yè)、對(duì)焊縫質(zhì)量更容易控 制、提高安全質(zhì)量控制能力、采用計(jì)算機(jī)全過程控制、更加安全可靠、降低施 工成本、加快施工進(jìn)度的無背索斜拉橋鋼塔豎向轉(zhuǎn)體施工方法。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的 一種無背索斜拉橋鋼塔豎向轉(zhuǎn)體施工方法， 特征是A、 先在已建造好的主墩鋼梁上固定安裝好鋼塔塔座，再利用已完成的鋼 梁橋面作為焊接施工平臺(tái)拼焊完成好鋼塔的全部節(jié)段，鋪設(shè)縱向滑移設(shè)施，縱 向拖拉處于水平狀態(tài)的鋼塔，使鋼塔底部的轉(zhuǎn)軸精確進(jìn)入鋼塔塔座的圓弧形的 轉(zhuǎn)鉸窩內(nèi)；B、 然后安裝由拉桿鉸支架、壓桿鉸支架和橫梁構(gòu)成的三角扒桿，其中拉 桿鉸支架又由拉桿拉耳、拉桿鉸支架銷軸、拉桿和拉桿4交支架聯(lián)系腹桿組成， 壓桿鉸支架又由壓桿拉耳、壓桿鉸支架銷軸、壓桿和壓桿鉸支架聯(lián)系腹桿組成， 即先利用拼焊鋼塔節(jié)段的龍門吊機(jī)將壓桿鉸支架吊起，用壓桿鉸支架銷軸將壓 桿底端的壓桿拉耳與鋼塔下部的壓桿支座固定在一起，再將壓桿鉸支架支撐 好；然后安裝橫梁，用高強(qiáng)螺栓將壓桿鉸支架的壓桿頂端與橫梁連接起來，接 著起吊拉桿鉸支架，將拉桿鉸支架的頂端和橫梁上的拉耳用橫梁銷軸連接；C、再安裝由液壓千斤頂、油缸連接構(gòu)件、油缸地錨銷軸、油缸錨點(diǎn)連接 件和連接軸組成的油缸地錨，整個(gè)油缸地錨結(jié)構(gòu)固定安裝在已完成的鋼梁橋面 上，油缸地錨的連接軸錨固在斜拉索錨箱上，油缸錨點(diǎn)連接件錨固在連接軸上， 油缸連接構(gòu)件與鋼梁橋面上的油缸錨點(diǎn)連接件通過油缸地錨銷軸連接，液壓千 斤頂安裝在油缸連接構(gòu)件里面，將柔性承重鋼絞線穿入液壓千斤頂和橫梁上的 鋼絞線錨固座之中，啟動(dòng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的中的液壓泵站將柔性承重鋼絞線 張緊，逐漸提升三角扒桿到位，用拉桿鉸支架銷軸將拉桿底端的拉桿拉耳與鋼
塔中上部的拉桿支座固定在一起，這樣拉桿鉸支架、壓桿鉸支架和鋼塔就形成了一個(gè)穩(wěn)定的三角形結(jié)構(gòu)，并且所有連接均為鉸接；D、最后通過計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的控制系統(tǒng)控制液壓千斤頂同步張拉柔性承重鋼絞線將鋼塔沿豎直面轉(zhuǎn)到預(yù)定位置安裝就位，然后將鋼塔的底部與鋼塔 塔座焊接固定在一起。轉(zhuǎn)鉸窩為 一弧形半圓墊，在轉(zhuǎn)軸和轉(zhuǎn)鉸窩之間安裝有與它們同心的弧形半圓銅墊，且轉(zhuǎn)軸和轉(zhuǎn)鉸窩的材質(zhì)均為30鍛。為保證豎轉(zhuǎn)過程中鋼塔的橫向穩(wěn)定，除設(shè)置了橫向纜風(fēng)外，在轉(zhuǎn)軸的側(cè)邊 還安裝有防橫向穩(wěn)定耳板，防橫向穩(wěn)定耳板與轉(zhuǎn)軸同心，耳板底邊同鋼梁焊接， 其它邊焊接固定在鋼塔塔座上。為了保證安裝精度，在鋼塔塔座上設(shè)置了用槽鋼制成的導(dǎo)向和限位裝置。在所有銷軸的兩端均設(shè)置了銷軸卡板，以防銷軸在水平外力作用下滑出。拉桿鉸支架中的拉桿和壓桿鉸支架中的壓桿均采用鋼管結(jié)構(gòu)，拉桿鉸支架 聯(lián)系腹桿和壓桿鉸支架聯(lián)系腹桿均為槽鋼。拉桿鉸支架銷軸、壓桿鉸支架銷軸和油缸地錨銷軸的材料均為40Cr,并經(jīng) 調(diào)質(zhì)處理。按照轉(zhuǎn)軸的半徑和長度制造了 一對(duì)同心軸，將同心軸按設(shè)計(jì)要求安放在轉(zhuǎn) 鉸窩上，在同心軸和轉(zhuǎn)鉸窩的間隙內(nèi)填充巴氏合金，然后在轉(zhuǎn)鉸窩的周邊焊上 6mm厚鋼板將其封閉以提高巴氏合金的抗壓能力，經(jīng)過上述處理后轉(zhuǎn)鉸窩的安 裝結(jié)果非常理想，標(biāo)高、里程和同心度誤差均在lmm以內(nèi)。柔性承重鋼絞線采用高強(qiáng)度低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線，公稱直徑為15.24mm， 抗拉強(qiáng)度為1860N/腿，根據(jù)便于液壓千斤頂退錨的要求，鋼絞線左右旋各一半。本發(fā)明的施工結(jié)構(gòu)由鋼塔結(jié)構(gòu)本身、豎轉(zhuǎn)體系和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)組成，其 中豎轉(zhuǎn)體系包括三角扒桿、柔性承重鋼絞線和錨固系統(tǒng)，錨固系統(tǒng)又包括油缸 地錨、橋梁本身結(jié)構(gòu)上的鋼梁和斜拉索錨箱，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)由提升油缸、液 壓泵站及控制系統(tǒng)組成。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1、 鋼塔在平面上焊接完成，避免了傳統(tǒng)的高空焊接作業(yè)，對(duì)焊縫質(zhì)量更 容易控制，提高安全質(zhì)量控制能力，而且利用柔性承重鋼絞線來平衡自重，不 需要強(qiáng)大的塔后支撐體系，進(jìn)而降低施工成本，加快施工進(jìn)度，體現(xiàn)了其高效 的特點(diǎn)，并具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益；2、 豎轉(zhuǎn)全過程采用計(jì)算機(jī)控制液壓同步技術(shù)，操作簡單，易于控制，可 以全過程反映結(jié)構(gòu)的受力大小，使其更加安全可靠。3、 實(shí)際操作時(shí)可以保證轉(zhuǎn)鉸窩和轉(zhuǎn)軸等機(jī)加工件的精度，同時(shí)保證其耦 合面充分潤滑，消除了由于接觸及潤滑不良引起的振動(dòng)和異響，起塔過程十分 平穩(wěn)。4、 利用鋼梁節(jié)^1自重來平衡臨時(shí)柔性承重鋼絞線產(chǎn)生的豎向力，依靠鋼 梁本身的軸向承載能力抵抗其水平力，并將水平力傳到主墩。5、 采用鋼梁斜拉索錨箱作為地錨承重是非常成功、非常合理、也是非常經(jīng)濟(jì)的。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為圖1中A區(qū)域的放大結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為豎向轉(zhuǎn)體施工到位后的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為轉(zhuǎn)鉸窩的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為轉(zhuǎn)軸的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6為壓桿鉸支架的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7為圖1中B區(qū)域的放大結(jié)構(gòu)示意圖； 圖8為拉桿鉸支架的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖9為圖1中C區(qū)域的放大結(jié)構(gòu)示意圖； 圖10為油缸錨點(diǎn)連接的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖11為防橫向穩(wěn)定耳板的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖12為液壓千斤頂位置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖13為橫梁的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。 一種無背索斜拉橋鋼塔豎向轉(zhuǎn)體施工方法為A、 先在已建造好的主墩1上固定安裝好鋼塔塔座2，再利用已完成的鋼梁 橋面3作為焊接施工平臺(tái)拼焊完成好鋼塔5的全部節(jié)段，鋪設(shè)縱向滑移設(shè)施， 縱向拖拉處于水平狀態(tài)的鋼塔5，使鋼塔5底部的轉(zhuǎn)軸12精確進(jìn)入鋼塔塔座2 的圓弧形的轉(zhuǎn)鉸窩13內(nèi)；B、 然后安裝由拉桿鉸支架6、壓桿鉸支架8和橫梁7構(gòu)成的三角扒桿，其 中拉桿鉸支架6又由拉桿拉耳17、拉桿鉸支架銷軸18、拉桿19和拉桿鉸支架 聯(lián)系腹桿16組成，壓桿鉸支架8又由壓桿拉耳25、壓桿鉸支架銷軸22、壓桿 23和壓桿鉸支架聯(lián)系腹桿24組成，即先利用拼焊鋼塔節(jié)段的龍門吊機(jī)將壓桿 鉸支架8吊起，用壓桿鉸支架銷軸22將壓桿23底端的壓桿拉耳25與鋼塔5 下部的壓桿支座26固定在一起，再將壓桿鉸支架8支撐好；然后安裝橫梁7， 用高強(qiáng)螺栓33將壓桿鉸支架8的壓桿23頂端與橫梁7連接起來，接著起吊拉 桿鉸支架6，將拉桿鉸支架6的頂端和橫梁7的上拉耳32用橫梁銷軸35連接；C、 再安裝由液壓千斤頂27、油缸連接構(gòu)件28、油缸地錨銷軸29、油缸錨 點(diǎn)連接件30和連接軸31組成的油缸地錨4，整個(gè)地錨結(jié)構(gòu)固定安裝在已完成
的鋼梁橋面3上，油缸地錨4的連接軸31錨固在斜拉索錨箱10上，油缸錨點(diǎn) 連接件30錨固在連接軸31上，油缸連接構(gòu)件28與鋼梁橋面3上的油缸錨點(diǎn) 連接件30通過油缸地錨銷軸29連接，液壓千斤頂27安裝在油缸連接構(gòu)件28 里面，將柔性承重鋼絞線9穿入液壓千斤頂27和橫梁7上的鋼絞線錨固座34 之中，啟動(dòng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的中的液壓泵站將柔性承重鋼絞線9張緊，逐漸 提升三角扒桿到位，用拉桿鉸支架銷軸18將拉桿19底端的拉桿拉耳17與鋼 塔5中上部的拉桿支座20固定在一起，這樣拉桿鉸支架6、壓桿鉸支架8和鋼 塔5就形成了一個(gè)穩(wěn)定的三角形結(jié)構(gòu)，并且所有連接均為鉸接；D、最后通過計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的控制系統(tǒng)控制液壓千斤頂27同步張拉柔 性承重鋼絞線9將鋼塔5沿豎直面轉(zhuǎn)到預(yù)定位置安裝就位，然后將鋼塔5的底 部與鋼塔塔座2焊接固定在一起。轉(zhuǎn)鉸窩13為一弧形半圓墊，在轉(zhuǎn)軸12和轉(zhuǎn)鉸窩13之間安裝有與它們同 心的弧形半圓銅墊14,且轉(zhuǎn)軸12和轉(zhuǎn)鉸窩13的材質(zhì)均為30鍛。為保證豎轉(zhuǎn)過程中鋼塔5的橫向穩(wěn)定，除設(shè)置了橫向纜風(fēng)外，在轉(zhuǎn)軸12 的側(cè)邊還安裝有防橫向穩(wěn)定耳板11,防橫向穩(wěn)定耳板11與轉(zhuǎn)軸12同心，耳板 11底邊同鋼梁3焊接，其它邊焊接固定在鋼塔塔座2上。為了保證安裝精度，在鋼塔塔座2上設(shè)置了用槽鋼制成的導(dǎo)向和限位裝置15。在壓桿鉸支架銷軸22的兩端固定有壓桿鉸支架銷軸卡板27，在拉桿鉸支 架銷軸18的兩端固定有拉桿鉸支架銷軸卡板21 ，以防銷軸在水平外力作用下 滑出。拉桿4交支架6中的拉桿19和壓桿4交支架8中的壓桿23均采用鋼管結(jié)構(gòu)， 拉桿鉸支架聯(lián)系腹桿16和壓桿鉸支架聯(lián)系腹桿24均為槽鋼。拉桿鉸支架銷軸18、壓桿鉸支架銷軸22和油缸地錨銷軸29的材料均為 40Cr，并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。按照轉(zhuǎn)軸12的半徑和長度制造了一對(duì)同心軸，將同心軸按設(shè)計(jì)要求安放 在轉(zhuǎn)鉸窩13上，在同心軸和轉(zhuǎn)鉸窩13的間隙內(nèi)填充巴氏合金，然后在轉(zhuǎn)鉸窩 13的周邊焊上6mm厚鋼板將其封閉以提高巴氏合金的抗壓能力，經(jīng)過上述處理 后轉(zhuǎn)鉸窩的安裝結(jié)果非常理想，標(biāo)高、里程和同心度誤差均在1,以內(nèi)。柔性承重鋼絞線9采用高強(qiáng)度低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線，公稱直徑為15. 24mm, 抗拉強(qiáng)度為1860N/mm，根據(jù)便于液壓千斤頂27退錨的要求，鋼絞線左右旋各一 半。
權(quán)利要求
1、 一種無背索斜拉橋鋼塔豎向轉(zhuǎn)體施工方法，其特征在于A、 先在已建造好的主墩(1)上固定安裝好鋼塔塔座(2 )，再利用已完成 的鋼梁橋面(3)作為焊接施工平臺(tái)拼焊完成好鋼塔(5)的全部節(jié)段，鋪設(shè)縱 向滑移設(shè)施，縱向拖拉處于水平狀態(tài)的鋼塔(5 ),使鋼塔(5 )底部的轉(zhuǎn)軸(12 ) 精確進(jìn)入鋼塔塔座(2)的圓弧形的轉(zhuǎn)鉸窩(13)內(nèi)；B、 然后安裝由拉桿鉸支架(6 )、壓桿鉸支架(8 )和橫梁(7 )構(gòu)成的三 角扒桿，其中拉桿鉸支架(6)又由拉桿拉耳(17)、拉桿鉸支架銷軸(18)、 拉桿(19)和拉桿鉸支架聯(lián)系腹桿(16)組成，壓桿鉸支架(8)又由壓桿拉 耳(25 )、壓桿鉸支架銷軸(")、壓桿(B )和壓桿鉸支架聯(lián)系腹桿(24 )組 成，即先利用拼焊鋼塔節(jié)段的龍門吊機(jī)將壓桿鉸支架(8)吊起，用壓桿鉸支 架銷軸(22 )將壓桿(23 )底端的壓桿拉耳(25 )與鋼塔(5 )下部的壓桿支 座(26)固定在一起，再將壓桿鉸支架(8)支撐好；然后安裝橫梁(7)，用 高強(qiáng)螺栓(33 )將壓桿4交支架(8 )的壓桿(23 )頂端與橫梁(7 )連接起來， 接著起吊拉桿鉸支架(6 )，將拉桿鉸支架(6 )的頂端和橫梁(7 )的上拉耳(32 ) 用橫梁銷軸(35)連接；C、 再安裝由液壓千斤頂(27 )、油缸連接構(gòu)件(28 )、油缸地錨銷軸(29 )、 油缸錨點(diǎn)連接件(30 )和連接軸(31 )組成的油缸地錨(4 )，整個(gè)地錨結(jié)構(gòu)固 定安裝在已完成的鋼梁橋面(3 )上，油缸地錨(4 )的連接軸(n )錨固在斜 拉索錨箱(10)上，油缸錨點(diǎn)連接件(30)錨固在連接軸(31)上，油缸連接 構(gòu)件(28 )與鋼梁橋面(3 )上的油缸錨點(diǎn)連接件(30 )通過油缸地錨銷軸(29 ) 連接，液壓千斤頂(27)安裝在油缸連接構(gòu)件(28)里面，將柔性承重鋼絞線(9)穿入液壓千斤頂(")和橫梁(7)上的鋼絞線錨固座(34)之中，啟動(dòng) 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的中的液壓泵站將柔性承重鋼絞線(9)張緊，逐漸提升三 角扒桿到位，用拉桿鉸支架銷軸(18 )將拉桿(19 )底端的拉桿拉耳(l7 )與 鋼塔(5)中上部的拉桿支座(20)固定在一起，這樣拉桿鉸支架(6)、壓桿 鉸支架(8)和鋼塔(5)就形成了一個(gè)穩(wěn)定的三角形結(jié)構(gòu)，并且所有連接均為 鉸接；D、 最后通過計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的控制系統(tǒng)控制液壓千斤頂(27)同步張 拉柔性承重鋼絞線(9)將鋼塔(5)沿豎直面轉(zhuǎn)到預(yù)定位置安裝就位，然后將 鋼塔(5 )的底部與鋼塔塔座(2 )焊接固定在一起。
2、 如權(quán)利要求1所述的無背索斜拉橋鋼塔豎向轉(zhuǎn)體施工方法，其特征在于 轉(zhuǎn)鉸窩(13)為一弧形半圓墊，在轉(zhuǎn)軸(12)和轉(zhuǎn)鉸窩(13)之間安裝有與它 們同心的弧形半圓銅墊(14)，且轉(zhuǎn)軸(12)和轉(zhuǎn)鉸窩(13)的材質(zhì)均為30 鍛。
3、 如權(quán)利要求1所述的無背索斜拉橋鋼塔豎向轉(zhuǎn)體施工方法，其特征在于 在轉(zhuǎn)軸(12 )的側(cè)邊還安裝有防橫向穩(wěn)定耳板(11 ),防橫向穩(wěn)定耳板(11 )與轉(zhuǎn)軸(12)同心，其底邊同鋼梁(3)焊接，其它邊焊接固定在鋼塔塔座(2) 上。
4、 如權(quán)利要求1或2所述的無背索斜拉橋鋼塔豎向轉(zhuǎn)體施工方法，其特征在 于在鋼塔塔座(2)上設(shè)置了用槽鋼制成的導(dǎo)向和限位裝置(15)。
5、 如權(quán)利要求1所述的無背索斜拉橋鋼塔豎向轉(zhuǎn)體施工方法，其特征在于 在壓桿鉸支架銷軸(22)的兩端固定有壓桿鉸支架銷軸卡板(27),在拉桿鉸 支架銷軸(18)的兩端固定有拉桿鉸支架銷軸卡板(21)。
6、 如權(quán)利要求1所述的無背索斜拉橋鋼塔豎向轉(zhuǎn)體施工方法，其特征在于 拉桿鉸支架(6 )中的拉桿(19 )和壓桿鉸支架(8 )中的壓桿(23 )均采用鋼 管結(jié)構(gòu)，拉桿鉸支架聯(lián)系腹桿(16)和壓桿鉸支架聯(lián)系腹桿(24)均為槽鋼。
7、 如權(quán)利要求1所述的無背索斜拉橋鋼塔豎向轉(zhuǎn)體施工方法，其特征在于 拉桿鉸支架銷軸(18)、壓桿鉸支架銷軸(22)和油缸地錨銷軸(29)的材料 均為40Cr,并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。
8、 如權(quán)利要求1所述的無背索斜拉橋鋼塔豎向轉(zhuǎn)體施工方法，其特征在于 按照轉(zhuǎn)軸(12)的半徑和長度制造了一對(duì)同心軸，將同心軸按設(shè)計(jì)要求安放在 轉(zhuǎn)鉸窩(13)上，在同心軸和轉(zhuǎn)鉸窩(13)的間隙內(nèi)填充巴氏合金，然后在轉(zhuǎn) 鉸窩(13 )的周邊焊上6mm厚鋼板將其封閉以提高巴氏合金的抗壓能力，標(biāo)高、 里程和同心度誤差均控制在lmm以內(nèi)。
9、 如權(quán)利要求1所述的無背索斜拉橋鋼塔豎向轉(zhuǎn)體施工方法，其特征在于 柔性承重鋼絞線(9)采用高強(qiáng)度低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線，公稱直徑為15.24mm, 抗拉強(qiáng)度為1860N/mm,根據(jù)便于液壓千斤頂(27)退錨的要求，鋼絞線左右旋 各一半。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無背索斜拉橋鋼塔豎向轉(zhuǎn)體施工方法，它是利用橋面作為焊接施工平臺(tái)拼焊完成好鋼塔，再縱向拖拉使鋼塔底部的轉(zhuǎn)軸進(jìn)入塔座的轉(zhuǎn)鉸窩內(nèi)，然后安裝由拉桿鉸支架、壓桿鉸支架和橫梁構(gòu)成的三角扒桿，再安裝油缸地錨，將柔性承重鋼絞線穿入液壓千斤頂和橫梁之中，啟動(dòng)液壓泵站將柔性承重鋼絞線張緊，逐漸提升三角扒桿到位，最后通過計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)控制液壓千斤頂同步張拉柔性承重鋼絞線將鋼塔沿豎直面轉(zhuǎn)到預(yù)定位置安裝就位。本發(fā)明具有如下1.鋼塔在平面上焊接完成，對(duì)焊縫質(zhì)量更容易控制；2.利用柔性承重鋼絞線來平衡自重，不需要強(qiáng)大的塔后支撐體系；3.采用計(jì)算機(jī)全過程控制，使其更安全可靠；4.降低施工成本，加快施工進(jìn)度。
文檔編號(hào)E01D21/08GK101122114SQ200710009548
公開日2008年2月13日 申請(qǐng)日期2007年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月14日
發(fā)明者劭克華, 卞有明, 周外男, 孫鳳祥, 氫 張, 張紅心, 彭建萍, 戴鵬飛, 李述寶, 王雄鷹, 范俊平, 范大意, 謝季軍, 趙煜澄 申請(qǐng)人:中鐵大橋局集團(tuán)第五工程有限公司