一种空间缆索悬索桥临时横撑及其吊装施工方法技术

本发明专利技术的提供了一种空间缆索悬索桥临时横撑及其吊装施工方法，它包括以下步骤：首先安装主缆，其次通过在跨中、1/4跨、3/4跨处安装桁架对撑空缆形成成桥空间索面，然后安装索夹和吊索，最后吊装钢箱梁。本方法采用先架设主缆再吊装加劲梁的施工方法，可以保证施工期间的通航要求，克服设临时支架的弊端；通过设置桁架横撑，可以实现主缆由空缆平面线形过渡到成桥空间索形，无需将索夹进行横桥向预偏转，只需按成桥状态下吊索与顺桥向垂直倾角安装索夹，保证钢箱梁吊装过程中索夹耳板与吊索耳板处不产生弯折。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于桥梁领域，涉及空间缆索悬索桥，具体涉及一种空间缆索悬索桥临时 横撑及其吊装施工方法。
技术介绍
传统的悬索桥一般是平面索形地锚式悬索桥，包括主缆、吊索、加劲梁、主塔和主 缆锚固构件。主缆和吊索位于同一个铅垂平面内形成一个缆索索面，即主缆只有坚向垂度 而没有横向垂度，全部吊索铅垂挂设且没有横桥向倾角。传统悬索桥往往由两个相互平行 的缆索索面组成。传统悬索桥采用吊装施工，即先缆后梁法，步骤如下：①在猫道上架设 主缆，此时的主缆线形称为空缆线形；②在主缆上安装吊索索夹；③安装吊索，吊索的上端 与索夹连接；④吊装加劲梁，在吊索下端吊装加劲梁梁段，直至所有梁段吊装完成，此时各 梁段之间临时铰接；⑤调整加劲梁线形，焊接为整体；⑥二期铺装、拆除猫道。 由于传统悬索桥主缆和吊索位于同一个铅垂平面内，所以上述吊装施工过程中， 步骤②吊索索夹的安装无需考虑横桥向倾角，直接在缆索索面内铅垂定位即可。 相对传统悬索桥而言，空间缆索悬索桥最大的特点是：主缆和吊索形成的面是一 个空间曲面，主缆不仅有坚向垂度还有横向垂度，吊索横桥向从上至下朝外倾斜且倾角各 不相同。 空间缆索悬索桥由于横桥向倾斜的吊索将主缆拉开到一定程度，空间缆索悬索桥 的吊索和主缆均具有保向力，横桥向倾斜的吊索与加劲梁构成一个稳定的三角形，每对斜 吊索中的横桥向水平分力将加劲梁夹住，使得主梁有类似钟摆的回复力，从而提高整体扭 转刚度。空间缆索悬索桥其动力性能优越，抗风能力强，且其线形优美，造型新型，已经越来 越受人们青睐。 空间缆索悬索桥吊装施工的优点：根据锚固形式的不同，空间缆索悬索桥可分为 地铺式和自铺式。 对于空间缆索地锚式悬索桥，可以按照平面索形地锚式悬索桥的先缆后梁施工 方法建造。 对于空间缆索自锚式悬索桥，传统的施工方法是先梁后缆，即搭设支架-->支 架上架设主梁--> 架设主缆，主缆两端锚固于梁端--> 张拉吊索--> 二期铺装--> 拆除支架。这种方法由于必须搭设满堂支架，不可避免的干扰航道或路面交通，且存在大跨 度搭设支架费用高、不安全因素多、安全及工期风险高等问题。 通过采用相关临时措施，空间缆索自锚式悬索桥也可以用先缆后梁施工方法建 造，这样不仅避免因搭设支架带来的经济与安全问题，同时可避免对航道等交通的干扰。 空间缆索悬索桥吊装施工需要克服的问题：对于空间缆索悬索桥，无论采用先梁 后缆法还是先缆后梁法，都会存在以下需要解决的问题：主缆架设后的空缆状态为平面 索形，即只有坚向垂度没有横向垂度，与成桥状态下的空间索形在横桥向位置相差很大。因 此，安装吊索索夹时需要调整的索夹横桥向倾角较大，控制难度高，以至于吊索耳板无法插 入索夹耳板，导致吊索无法安装，即使插入在索夹耳板与吊索耳板处容易产生较大的弯折， 减少吊索的使用寿命。 对于采用先梁后缆法施工的空间缆索悬索桥，目前的解决方法是采用临时吊索 将空缆横向朝外张开，使得空缆线形在横桥向接近成桥线形，然后再安装吊索索夹，张拉吊 索等工序，等二期铺装后拆除临时吊索。临时吊索的上端与主缆的临时吊索索夹连接，下端 固定在已经施工的主梁上。 上述临时吊索方案需要下端锚固支撑，但对于采用先缆后梁法施工的空间缆索 悬索桥，由于主梁尚未施工好，不存在下端锚固支撑，故临时吊索方案无法使用。另外，为了 保证航道等交通通畅，设置临时下端锚固支撑势必阻断航道等交通，故临时吊索方案同样 无法使用。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于为空间缆索悬索桥吊装施工提供一 种横撑，使得在钢箱梁吊装过程中，无需将吊索索夹预偏转，既可以保证吊索耳板顺利插入 索夹耳板，使得吊索安装顺利进行，又可保证索夹耳板与吊索耳板不产生弯折，不影响吊索 的使用寿命。 本专利技术的另一目的在于，为空间缆索悬索桥提供一种吊装施工方法，克服现有施 工方法干扰航道交通的缺陷。 为了实现上述技术任务，本专利技术采用如下技术方案予以实现： 一种空间缆索悬索桥临时横撑，包括横梁和主缆拉移临时索夹，所述的横梁包括 三片平行的桁架，每片桁架包括上弦杆、下弦杆、坚杆和斜杆，三片桁架之间通过横杆和侧 斜杆连接为整体； 横梁底部两端各自设置有操作平台，两个操作平台之间的横梁1底部对称安装有 两个止向架和两个反力架，两个止向架靠近横梁中心位置对称安装在横梁底部，两个止向 架之间的距离小于空间缆索悬索桥呈空缆线形时两根主缆之间的距离；两个反力架远离横 梁中心位置对称安装在横梁1底部并靠近操作平台，两个反力架之间的距离大于空间缆索 悬索桥呈成桥线形时两根主缆之间的距离； 所述的主缆拉移临时索夹包括左半索夹和右半索夹,左半索夹和右半索夹合并固 定在一起夹紧主缆，左半索夹和右半索夹的顶端设置有主缆拉移导轨凹槽，主缆拉移导轨 凹槽沿着横梁的下弦杆运动，左半索夹或右半索夹上固定设置有精轧螺纹钢锚固套头； 横梁的下弦杆搁置于主缆拉移临时索夹上的主缆拉移导轨凹槽内，横梁的三根下 弦杆作为主缆拉移临时索夹的主缆拉移导轨；反力架上靠近操作平台的一端安装有千斤 顶，拉移精轧螺纹钢的一端锚固于主缆拉移临时索夹上的精轧螺纹钢锚固套头内，拉移精 轧螺纹钢的另一端穿过反力架与千斤顶的尾端锚固，在操作平台上通过操作千斤顶对拉移 精轧螺纹钢进行张拉，使得主缆拉移临时索夹带动主缆横向移动，将两根主缆由空缆线形 撑开。 本专利技术还具有如下技术特征： 所述的止向架和反力架之间安装有用于保证止向架和反力架协同受力的安全防 护缆。 所述的横梁1的下弦杆为一对角钢焊接而成的截面为矩形的弦杆，对应的主缆拉 移临时索夹上的主缆拉移导轨凹槽为分别垂直焊接在左半索夹和右半索夹上的三对钢板 形成的凹槽，截面为矩形的下弦杆搁置在主缆拉移导轨凹槽上，使得主缆拉移导轨凹槽沿 着横梁的下弦杆运动。 所述的横梁的下弦杆为工字钢型的弦杆，对应的主缆拉移临时索夹上的主缆拉移 导轨凹槽为分别焊接在左半索夹和右半索夹上的三对角钢形成的凹槽，三对角钢形成的凹 槽卡在工字钢型的下弦杆上使得主缆拉移导轨凹槽沿着横梁的下弦杆运动。 -种采用所述的临时横撑的空间缆索悬索桥吊装施工方法，该方法按照以下步骤 进行： 步骤一，在猫道上安装主缆，形成主缆的空缆线形； 步骤二，在主缆的跨中、1/4跨和3/4跨处分别将主缆拉移临时索夹的左半索夹和 右半索夹紧固安装在主缆上； 步骤三，同步吊装主缆的1/4跨位置处和主缆的3/4跨位置处的空间缆索悬索桥 临时横撑的横梁，横梁的下弦杆分别置于1/4跨和3/4跨的主缆拉移临时横撑上的主缆拉 移导轨凹槽内；在猫道上用临时锁定钢丝绳将主缆拉移临时索夹与下弦杆连为一体，保证 横梁1稳定；在猫道上将拉移精轧螺纹钢一端与主缆拉移临时索夹的精轧螺纹钢锚固套头 锚固在一起，并用临时锁定钢丝绳将拉移精轧螺纹钢与下弦杆连为一体，在操作平台上，将 拉移精轧螺纹钢的另一端穿过反力架锚固于千斤顶尾端；逐步放松并拆除临时锁定钢丝 绳，在操作平台上启动千斤顶对拉移精轧螺纹钢进行张拉，1/4跨和3/4跨位置处的主缆同 时进行张拉，通过主缆拉移临时索夹带动主缆横向移本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空间缆索悬索桥临时横撑，包括横梁(1)和主缆拉移临时索夹(2)，其特征在于：所述的横梁(1)包括三片平行的桁架(1‑1)，每片桁架(1‑1)包括上弦杆(1‑2)、下弦杆(1‑3)、竖杆(1‑4)和斜杆(1‑5)，三片桁架(1‑1)之间通过横杆(1‑6)和侧斜杆(1‑7)连接为整体；横梁(1)底部两端各自设置有操作平台(3)，两个操作平台(3)之间的横梁(1)底部对称安装有两个止向架(4)和两个反力架(5)，两个止向架(4)靠近横梁(1)中心位置对称安装在横梁(1)底部，两个止向架(4)之间的距离小于空间缆索悬索桥呈空缆线形时两根主缆(6)之间的距离；两个反力架(5)远离横梁(1)中心位置对称安装在横梁(1)底部并靠近操作平台(3)，两个反力架(5)之间的距离大于空间缆索悬索桥呈成桥线形时两根主缆(6)之间的距离；所述的主缆拉移临时索夹(2)包括左半索夹(2‑1)和右半索夹(2‑2)，左半索夹(2‑1)和右半索夹(2‑2)合并固定在一起夹紧主缆(6)，左半索夹(2‑1)和右半索夹(2‑2)的顶端设置有主缆拉移导轨凹槽(2‑3)，主缆拉移导轨凹槽(2‑3)沿着横梁(1)的下弦杆(1‑3)运动，左半索夹(2‑1)或右半索夹(2‑2)上固定设置有精轧螺纹钢锚固套头(2‑4)；横梁(1)的下弦杆(1‑3)搁置于主缆拉移临时索夹(2)上的主缆拉移导轨凹槽(2‑3)内，横梁(1)的三根下弦杆(1‑3)作为主缆拉移临时索夹(2)的主缆拉移导轨；反力架(5)上靠近操作平台(3)的一端安装有千斤顶(7)，拉移精轧螺纹钢(8)的一端锚固于主缆拉移临时索夹(2)上的精轧螺纹钢锚固套头(2‑4)内，拉移精轧螺纹钢(8)的另一端穿过反力架(5)与千斤顶(7)的尾端锚固，在操作平台(3)上通过操作千斤顶(7)对拉移精轧螺纹钢(8)进行张拉，使得主缆拉移临时索夹(2)带动主缆(6)横向移动，将两根主缆(6)由空缆线形撑开。...

【技术特征摘要】
1. 一种空间缆索悬索桥临时横撑，包括横梁（1)和主缆拉移临时索夹（2)，其特征在 于：所述的横梁（1)包括三片平行的桁架（1-1)，每片桁架（1-1)包括上弦杆（1-2)、下弦杆 (1-3)、坚杆（1-4)和斜杆（1-5)，三片桁架（1-1)之间通过横杆（1-6)和侧斜杆（1-7)连接 为整体； 横梁（1)底部两端各自设置有操作平台（3)，两个操作平台（3)之间的横梁（1)底部对 称安装有两个止向架（4)和两个反力架（5)，两个止向架（4)靠近横梁（1)中心位置对称安 装在横梁（1)底部，两个止向架（4)之间的距离小于空间缆索悬索桥呈空缆线形时两根主 缆（6)之间的距离；两个反力架（5)远离横梁（1)中心位置对称安装在横梁（1)底部并靠 近操作平台（3)，两个反力架（5)之间的距离大于空间缆索悬索桥呈成桥线形时两根主缆 (6)之间的距离； 所述的主缆拉移临时索夹（2)包括左半索夹（2-1)和右半索夹（2-2)，左半索夹（2-1) 和右半索夹（2-2)合并固定在一起夹紧主缆￠)，左半索夹（2-1)和右半索夹（2-2)的顶 端设置有主缆拉移导轨凹槽（2-3)，主缆拉移导轨凹槽（2-3)沿着横梁（1)的下弦杆（1-3) 运动，左半索夹（2-1)或右半索夹（2-2)上固定设置有精轧螺纹钢锚固套头（2-4); 横梁（1)的下弦杆（1-3)搁置于主缆拉移临时索夹（2)上的主缆拉移导轨凹槽（2-3) 内，横梁（1)的三根下弦杆（1-3)作为主缆拉移临时索夹（2)的主缆拉移导轨；反力架（5) 上靠近操作平台（3)的一端安装有千斤顶（7)，拉移精轧螺纹钢（8)的一端锚固于主缆拉移 临时索夹（2)上的精轧螺纹钢锚固套头（2-4)内，拉移精轧螺纹钢（8)的另一端穿过反力 架（5)与千斤顶（7)的尾端锚固，在操作平台（3)上通过操作千斤顶（7)对拉移精轧螺纹 钢（8)进行张拉，使得主缆拉移临时索夹（2)带动主缆（6)横向移动，将两根主缆￠)由空 缆线形撑开。2. 如权利要求1所述的空间缆索悬索桥临时横撑，其特征在于：所述的止向架（4)和 反力架（5)之间安装有用于保证止向架（4)和反力架（5)协同受力的安全防护缆（9)。3. 如权利要求1所述的空间缆索悬索桥临时横撑，其特征在于：所述的横梁（1)的下 弦杆（1-3)为一对角钢焊接而成的截面为矩形的弦杆，对应的主缆拉移临时索夹（2)上的 主缆拉移导轨凹槽（2-3)为分别垂直焊接在左半索夹（2-1)和右半索夹（2-2)上的三对钢 板形成的凹槽，截面为矩形的下弦杆（1-3)搁置在主缆拉移导轨凹槽（2-3)上，使得主缆拉 移导轨凹槽（2-3)沿着横梁（1)的下弦杆（1-3)运动。4. 如权利要求1所述的空间缆索悬索桥临时横撑，其特征在于：所述的横梁（1)的下 弦杆（1-3)为工字钢型的弦杆，对应的主缆拉移临时索夹（2)上的主缆拉移导轨...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓明，李红玉，陈峰，胡明，杨纪鹏，甄宁，胡泽峰，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61