專利名稱：大型橋梁鋼塔水平預(yù)拼系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種大型橋梁鋼塔水平預(yù)拼系統(tǒng)，屬大型橋梁制造領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
大型橋梁鋼塔節(jié)段一般要求進(jìn)行預(yù)拼裝，實(shí)物預(yù)拼裝分為立式預(yù)拼裝和水平預(yù)拼 裝兩種對(duì)于塔段長(zhǎng)度較短的(如國(guó)內(nèi)的南京三橋鋼塔)，國(guó)內(nèi)外一般采用立式預(yù)拼裝； 而對(duì)于長(zhǎng)度較大的，由于受起重設(shè)備、廠房高度等限制，只有采用水平預(yù)拼裝。采用水平預(yù) 拼裝時(shí)，最難解決的問(wèn)題是金屬接觸率必須達(dá)到較高的標(biāo)準(zhǔn)要求；塔段的自重不能影響 塔柱線形。其中，如何保證塔段間金屬接觸率要求是水平預(yù)拼裝的難點(diǎn)和關(guān)鍵所在，國(guó)內(nèi)尚 未搞過(guò)鋼塔段水平預(yù)拼裝，國(guó)外如日本等國(guó)，保證塔段間的金屬接觸率要求，主要是靠減小 兩塔段間接口拼接板的孔群距離、采用沖釘擠孔的辦法來(lái)實(shí)現(xiàn)，由于塔段接口拼接板較多， 量配孔群距及孔徑大小本身有一定的誤差，很難達(dá)到預(yù)期目的，而且采用沖釘擠孔，實(shí)施起 來(lái)難度較大。

發(fā)明內(nèi)容設(shè)計(jì)目的避免背景技術(shù)中的不足之處，設(shè)計(jì)一種能夠保證塔段間金屬接觸率要 求的大型橋梁鋼塔水平預(yù)拼系統(tǒng)。 設(shè)計(jì)方案我國(guó)橋梁技術(shù)發(fā)展迅速，目前已經(jīng)達(dá)到了世界先進(jìn)水平。隨著橋位吊裝 設(shè)備的發(fā)展，塔段長(zhǎng)度越來(lái)越大，長(zhǎng)塔段采用立式預(yù)拼有一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，且費(fèi)用很高。故 采用合理的方案解決好水平預(yù)拼裝存在的難題，是保證大型鋼塔順利建造的關(guān)鍵所在。 泰州長(zhǎng)江大橋主橋?yàn)槿煽邕B續(xù)鋼箱梁懸索橋，主纜跨度布置為 390+1080+1080+390 (m)的對(duì)稱結(jié)構(gòu)，是世界上最大跨度的三塔兩跨越千米的懸索橋，為提 高寬闊海域或大江大河、深山峽谷等跨越能力開(kāi)創(chuàng)了先河。該橋型對(duì)中塔既柔又剛的受力 要求，使得中塔選擇了鋼塔結(jié)構(gòu)。 該中塔柱縱向呈人字型結(jié)構(gòu)，縱向從下到上分為三個(gè)區(qū)段，下部斜腿段、交點(diǎn)附近 的曲線過(guò)渡段及上部直線段；塔柱沿高度方向共設(shè)置兩道橫梁，鋼塔高度195. 0m。塔柱斷 面為單箱多室布置，由四周壁板、(中腹板)、邊腹板構(gòu)成。塔柱外側(cè)角部切去0.6mX0.6m 四個(gè)矩形面積，將截面進(jìn)行鈍化。塔柱橫橋向尺寸自塔底至塔頂?shù)葘挒?m;縱橋向尺寸直 線段從塔頂?shù)?. 6m變化到10. 6m，曲線過(guò)渡段從10. 6m變到15. 54m，斜腿段(垂直塔柱) 距離為6.0m。由于吊裝重量限制，D6 D17塔段采用縱向分塊結(jié)構(gòu)，兩塊體之間通過(guò)耳板、 拼接件、高強(qiáng)度螺栓等連接。鋼塔柱主體結(jié)構(gòu)采用Q420qD、Q370qD鋼材。鋼塔壁板、腹板厚 度為50、60mm，均采用板式加勁肋，加勁肋板厚為40、48mm。塔柱共劃分為21種節(jié)段(DO D20)，其中DO為鋼砼結(jié)合段。塔段間一般接口采用"金屬接觸+高強(qiáng)度螺栓"聯(lián)合受力，采 用M30高強(qiáng)度螺栓、(p33mm栓孔。塔段最大重量495t。 根據(jù)受力特點(diǎn)及橋位安裝的1/4000(橫橋向及順橋向)塔柱線形要求，以及 塔段間壁板、腹板金屬接觸率^ 50%、縱肋金屬接觸率>40%的受力要求，對(duì)塔段加工提出了較高的要求塔段端面平面度《0. 25mm(0. 08mm/m)，塔段順橋向和橫橋向垂直度 《1/10000 ;而且，要求相鄰節(jié)段必須兩兩進(jìn)行預(yù)拼(塔段間壁板、腹板金屬接觸率^ 50%、 縱肋金屬接觸率^ 40%，塔柱橫橋向和順橋向垂直度《1. 5/10000)，以確保橋位的安裝精 度。如此高的精度要求，對(duì)厚板大斷面的鋼塔節(jié)段來(lái)說(shuō)，難度是很大的。其中采取必要的措 施實(shí)現(xiàn)塔段預(yù)拼裝目的，也是需要解決的課題之一。 因塔段較長(zhǎng)，采用兩節(jié)段立式預(yù)拼裝，由于對(duì)廠房?jī)艨找筝^高，只能在室外進(jìn)
行，而室外預(yù)拼作業(yè)受天氣、溫度等影響較大，而且滿足吊裝要求的起重設(shè)備投入很大，同
時(shí)存在較大的安全風(fēng)險(xiǎn)；采用水平預(yù)拼裝可以在廠房?jī)?nèi)進(jìn)行，不需要特殊的起重設(shè)備，一般
的運(yùn)梁車就可以，溫度、天氣影響也較小，更沒(méi)有安全風(fēng)險(xiǎn)，但由于水平預(yù)拼不象立式預(yù)拼
或橋位架設(shè)一樣有自重對(duì)金屬接觸率的有利影響，故對(duì)水平預(yù)拼來(lái)說(shuō)，保證金屬接觸率卻
是個(gè)難題，研發(fā)合理的方案來(lái)解決這一難題，則是保證水平預(yù)拼裝順利的關(guān)鍵所在。 技術(shù)方案大型橋梁鋼塔水平預(yù)拼系統(tǒng)，多個(gè)支撐墩上設(shè)有液壓調(diào)整裝置，兩運(yùn)梁
平車將兩塔段運(yùn)進(jìn)且落位在液壓調(diào)整裝置上，在兩塔段上共設(shè)置六對(duì)反力架，布設(shè)六個(gè)計(jì)
算機(jī)控制的數(shù)控穿心油缸加力系統(tǒng)。 本實(shí)用新型與背景技術(shù)相比，一是操作安全，可以有效避免長(zhǎng)節(jié)段立式預(yù)拼帶來(lái) 的安全風(fēng)險(xiǎn)；二是效率高，由于水平預(yù)拼高度較小，可在廠房?jī)?nèi)進(jìn)行，預(yù)拼時(shí)調(diào)整、對(duì)位、配 制接口拼接板等均不受室外下雨(雪)、日光照射的影響；便于操作，比采用拼接板擠孔保 證塔段間金屬接觸率要求效果好的多，且操作極為方便。

圖1是塔段預(yù)拼時(shí)支撐及加力系統(tǒng)示意圖。 圖2是圖1的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式實(shí)施例1 :參照附圖1和2。大型橋梁鋼塔水平預(yù)拼系統(tǒng)，多個(gè)支撐墩4上設(shè)有液壓 調(diào)整裝置2，兩運(yùn)梁平車3將兩塔段5運(yùn)進(jìn)且落位在液壓調(diào)整裝置2上，在兩塔段上共設(shè)置 六對(duì)反力架，布設(shè)六個(gè)計(jì)算機(jī)控制的數(shù)控穿心油缸加力系統(tǒng)。也就是說(shuō)，利用有限元對(duì)塔段 5進(jìn)行分析，找出合理的支點(diǎn)位置，所述合理的支點(diǎn)位置是指用有限元計(jì)算分析出來(lái)的(合 理的支點(diǎn)位置是有限元計(jì)算分析出來(lái)的，即在該位置支撐不會(huì)使塔段水平放置時(shí)因自重產(chǎn) 生的變形而影響端面的1/10000垂直度及橋位吊裝后的塔柱線形要求)，且采用數(shù)控液壓 調(diào)整裝置進(jìn)行支撐，可以避免或大大減小因自重使塔段產(chǎn)生變形而影響鋼塔柱線形。每個(gè) 塔段5采用六個(gè)計(jì)算機(jī)控制的液壓調(diào)整裝置2進(jìn)行支撐、調(diào)整等，可以進(jìn)行塔段高度及水平 方向調(diào)整，且與塔段機(jī)加工狀態(tài)一致。數(shù)控調(diào)整裝置是指由計(jì)算機(jī)控制的、用于支撐塔段 并可以調(diào)整支點(diǎn)高度和水平調(diào)整位移的液壓千斤頂，其支撐力的大小可以由計(jì)算機(jī)進(jìn)行控 制。采用運(yùn)梁平車3將塔段5運(yùn)進(jìn)預(yù)拼廠房?jī)?nèi)，然后，落到數(shù)控調(diào)整裝置上，為了達(dá)到橋位 安裝時(shí)上面塔段自重對(duì)金屬接觸率的有利影響，在水平預(yù)拼時(shí)，在兩塔段5上共設(shè)置六對(duì) 反力架(水平加力用工裝)，布設(shè)六個(gè)計(jì)算機(jī)控制的數(shù)控穿心油缸加力系統(tǒng)(施加水平力的 油壓設(shè)備)，保證每個(gè)加力大小基本一致，且加力總和接近塔段重量，4是支撐墩。 也就是說(shuō)，為了實(shí)現(xiàn)塔段水平預(yù)拼裝的順利進(jìn)行，一要保證鋼塔節(jié)段單件必須滿
4足精度要求；二是需要對(duì)塔段進(jìn)行有限元分析、找出合理的支點(diǎn)位置，且有可以控制支撐力大小的支撐設(shè)備；三是必須有能使兩個(gè)塔段接觸面頂緊的水平加力系統(tǒng)l，該系統(tǒng)可以反映施加力的大小，加力點(diǎn)四周均勻布設(shè)，加力之和接近塔段自重。當(dāng)然，由于鋼塔柱線形精度要求極高，除了實(shí)物預(yù)拼裝以外，還要采用計(jì)算機(jī)模擬預(yù)拼裝，對(duì)塔段端面加工和實(shí)物預(yù)拼裝進(jìn)行驗(yàn)證和指導(dǎo)。 有限元分析(FEA，F(xiàn)inite Element Analysis)的基本概念是用較簡(jiǎn)單的問(wèn)題代替復(fù)雜問(wèn)題后再求解。它將求解域看成是由許多稱為有限元的小的互連子域組成，對(duì)每一單元假定一個(gè)合適的(較簡(jiǎn)單的)近似解，然后推導(dǎo)求解這個(gè)域總的滿足條件(如結(jié)構(gòu)的平衡條件)，從而得到問(wèn)題的解。這個(gè)解不是準(zhǔn)確解，而是近似解，因?yàn)閷?shí)際問(wèn)題被較簡(jiǎn)單的問(wèn)題所代替。由于大多數(shù)實(shí)際問(wèn)題難以得到準(zhǔn)確解，而有限元不僅計(jì)算精度高，而且能適應(yīng)各種復(fù)雜形狀，因而成為行之有效的工程分析手段。 需要理解到的是上述實(shí)施例雖然對(duì)本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)思路作了比較詳細(xì)的文字描述，但是這些文字描述，只是對(duì)本實(shí)用新型設(shè)計(jì)思路的簡(jiǎn)單文字描述，而不是對(duì)本實(shí)用新型設(shè)計(jì)思路的限制，任何不超出本實(shí)用新型設(shè)計(jì)思路的組合、增加或修改，均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求一種大型橋梁鋼塔水平預(yù)拼系統(tǒng)，其特征是多個(gè)支撐墩上設(shè)有液壓調(diào)整裝置，兩運(yùn)梁平車將兩塔段運(yùn)進(jìn)且落位在液壓調(diào)整裝置上，在兩塔段上共設(shè)置六對(duì)反力架，布設(shè)六個(gè)計(jì)算機(jī)控制的數(shù)控穿心油缸加力系統(tǒng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型橋梁鋼塔水平預(yù)拼系統(tǒng)，其特征是所述反力架是指水 平加力用工裝。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型橋梁鋼塔水平預(yù)拼系統(tǒng)，其特征是所述數(shù)控穿心油缸 加力系統(tǒng)是指施加水平力的油壓設(shè)備。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型橋梁鋼塔水平預(yù)拼系統(tǒng)，其特征是所述液壓調(diào)整裝置 是指由計(jì)算機(jī)控制的、用于支撐塔段，并可以調(diào)整支點(diǎn)高度和水平調(diào)整位移的液壓千斤頂， 其支撐力的大小可以由計(jì)算機(jī)控制。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種大型橋梁鋼塔水平預(yù)拼系統(tǒng)，利用有限元對(duì)塔段進(jìn)行分析，找出合理的支點(diǎn)位置，每個(gè)塔段采用六個(gè)計(jì)算機(jī)控制的液壓調(diào)整裝置進(jìn)行支撐、調(diào)整，采用運(yùn)梁平車將塔段運(yùn)進(jìn)預(yù)拼廠房?jī)?nèi)，然后，落到數(shù)控調(diào)整裝置上，為了達(dá)到橋位安裝時(shí)上面塔段自重對(duì)金屬接觸率的有利影響，在水平預(yù)拼時(shí)，在兩塔段上共設(shè)置六對(duì)反力架，布設(shè)六個(gè)計(jì)算機(jī)控制的數(shù)控穿心油缸加力系統(tǒng)，保證每個(gè)加力大小基本一致，且加力總和接近塔段重量。優(yōu)點(diǎn)一是操作安全，有效避免長(zhǎng)節(jié)段立式預(yù)拼帶來(lái)的安全風(fēng)險(xiǎn)；二是效率高，由于水平預(yù)拼高度較小，可在廠房?jī)?nèi)進(jìn)行，預(yù)拼時(shí)調(diào)整、對(duì)位、配制接口拼接板等均不受室外下雨(雪)、日光照射的影響，便于操作。
文檔編號(hào)E01D19/14GK201534280SQ20092019098
公開(kāi)日2010年7月28日 申請(qǐng)日期2009年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月5日
發(fā)明者張寧, 張永利, 成宇海, 李軍平, 李毅 申請(qǐng)人:中鐵寶橋集團(tuán)有限公司