塔梁止推连接装置及自锚式悬索桥快速建造施工方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种塔梁止推连接装置及自锚式悬索桥快速建造施工方法，塔梁止推连接装置中所述的梁端预留钢板上固定安装有梁端阻推器，所述的塔端承压钢板上固定安装有塔端阻推器，所述的梁端阻推器与塔端阻推器之间通过推力传导器相连；该方法包括以下步骤：步骤一，同步施工边跨主梁与桥塔；步骤二，安装塔梁止推连接装置对边跨主梁与桥塔进行临时连接；步骤三，主缆架设与主梁安装同步施工；步骤四，拆卸塔梁止推连接装置，完成第一次体系转换；步骤五，张拉吊杆，拆除支架，完成第二次体系转换。本发明专利技术的方法采用塔梁止推连接装置能够安全且经济地实现主缆和主梁的协同安装，从而大幅节省现场作业时间；其特点是比传统工艺增加一次主梁的体系转换。

Tower-beam thrust connection device and self-anchored suspension bridge rapid construction method

The invention provides a tower-beam thrust connection device and a fast construction method of self-anchored suspension bridge. A beam end blocker is fixed on the reserved steel plate at the beam end of the tower-beam thrust connection device, and a tower end blocker is fixed on the tower end bearing steel plate. The beam end blocker is connected with the tower end blocker through a thrust conductor. Steps: Step 1, synchronous construction of side-span main girder and bridge tower; Step 2, installation of tower-beam thrust connection device for temporary connection between side-span main girder and bridge tower; Step 3, main cable erection and Main Girder Installation synchronous construction; Step 4, disassembly of tower-beam thrust connection device to complete the first system conversion; Step 5, tension of suspender, removal of support, complete the second system conversion. The method of the invention adopts a tower-beam thrust connection device, which can safely and economically realize the coordinated installation of the main cable and the main beam, thereby greatly saving on-site operation time, and is characterized by adding a system conversion of the main beam compared with the traditional process.

【技术实现步骤摘要】
塔梁止推连接装置及自锚式悬索桥快速建造施工方法
本专利技术属于道路桥梁领域，涉及自锚式悬索桥，具体涉及一种塔梁止推连接装置及自锚式悬索桥快速建造施工方法。
技术介绍
自锚式悬索桥不同于一般的地锚式悬索桥，不需要巨大的锚碇，主缆锚固于边跨主梁端部，由主梁承担主缆的水平分力和竖向分力，解决了地质条件不允许修建锚碇而建造悬索桥的问题，并且保留了传统悬索桥的优美外形。自锚式悬索桥由于主缆直接锚固在主梁上，施工过程中主缆将产生巨大的水平分力，所以在施工方法上一般采用先搭设临时支撑完成主梁施工，然后架设主缆的施工方案，即“先梁后缆”施工工艺。然而这种“先梁后缆”工艺会明显导致工期延长。由于主缆的架设需要等到主梁全部安装完成后才能开始，故不同工种(即缆索架设与主梁安装)无法同步展开，明显导致现场施工工期延长，现场安全风险增加。现有技术中虽然公开了一种塔梁临时锚固装置，第一格栅架的一个端面和第二格栅架的一个端面相对设置，形成传力撑的作用面；第一格栅架和第二格栅架相对设置的两个端面之间通过传力撑支撑传力，在施工过程中将边跨主梁上承受的水平力传递给桥塔；由内筒和外筒组成的可伸缩套筒内安装有千斤顶，千斤顶的一端固结在外筒远离内筒的端部设置的钢架上，千斤顶的油管通过设置在外筒侧壁上的油管进出口进入外筒内部。但是现有的塔梁临时锚固装置存在以下问题：(A)液压传动对油温变化极其敏感，由于施工现场的环境与进度变动很大，实际应用中发现现有技术很容易出现油液泄露，且油液也难以始终保持清洁，严重影响传力过程的稳定性；(B)面对临时塔锚式自锚式悬索桥快速施工，液压传动在能量转化的过程中承受巨大压力，流量损失大，系统工作效率低下；(C)现有临时支撑中不论是内外筒之间的螺纹转动还是千斤顶的液压传动，均对元件制造的材料强度、制造精度提出苛刻的要求，使得临时构件的工艺复杂，成本较高；(D)现有临时支撑中内外筒的转动构造以及千斤顶液压传动构造对精度要求苛刻，首次使用后内外筒连接处常常出现无法恢复的细小变形，无法实现重复多次使用。
技术实现思路
针对现有技术中存在的不足，本专利技术的目的在于，提供一种塔梁止推连接装置及自锚式悬索桥快速建造施工方法，解决现有技术中自锚式悬索桥难以同步施工，施工工期长的技术问题。为了解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案予以实现：一种塔梁止推连接装置，包括梁端预留钢板和塔端承压钢板，所述的梁端预留钢板和塔端承压钢板相互垂直布设，所述的梁端预留钢板上固定安装有梁端阻推器，所述的塔端承压钢板上固定安装有塔端阻推器，所述的梁端阻推器与塔端阻推器之间设置有推力传导器；所述的推力传导器包括外筒和内筒，所述的外筒的一端开放，所述的内筒的两端封闭，外筒的封闭端安装在塔端阻推器上，内筒的一端安装在梁端阻推器上，内筒的另一端插入外筒的开放端使得外筒内形成砂腔，砂腔内填充有砂粒；内筒的另一端与外筒的内壁之间设置有橡胶密封层；所述的外筒上设置有与砂腔连通的进砂阀和排砂阀。本专利技术还具有如下区别技术特征：所述的外筒的封闭端通过第一端承板安装在塔端阻推器上，所述的内筒的一端通过第二端承板顶在梁端阻推器上；所述的第一端承板上设置有预留连接孔。所述的外筒外壁上靠近开放端的位置设置有环向加强板。所述的内筒内浇筑有水泥混凝土。所述的外筒内壁和内筒外壁之间的间隙尺寸控制在1～2mm范围内。一种自锚式悬索桥快速建造施工方法，该方法采用如上所述的塔梁止推连接装置。该方法包括以下步骤：步骤一，同步施工边跨主梁与桥塔；步骤二，安装塔梁止推连接装置对边跨主梁与桥塔进行临时连接；步骤三，主缆架设与主梁安装同步施工；步骤四，拆卸塔梁止推连接装置，完成第一次体系转换；步骤五，张拉吊杆，拆除支架，完成第二次体系转换。所述的自锚式悬索桥的桥塔的塔柱内侧与边跨主梁腹板外侧的水平间隙小于70cm。步骤一的具体过程为：步骤1.1，对桥塔和桥墩的基础进行地基处理，施工桥塔基础、桥墩基础、桥塔及桥墩；步骤1.2，搭设锚跨预应力混凝土主梁以及边中跨主梁安装所需的支架，在支架上现浇锚跨混凝土梁段，张拉预应力钢束，完成锚跨主梁施工；步骤1.3，在支架上逐段架设边跨主梁，浇筑钢-混结合段，张拉结合段预应力钢束。步骤二的具体过程为：步骤2.1，在桥塔的塔柱正面边跨侧的塔端承压钢板上固定安装塔端阻推器；步骤2.2，安装推力传导器，先在外筒的外壁以及外筒和内筒的端面分别焊接环向加强板、第一端承板和第二端承板，之后在砂腔内填充烘干的砂粒，振捣压实后将内筒安装在砂腔内压于砂粒之上，确保砂腔内无空隙且砂粒预压严实后，用橡胶密封层对外筒和内筒侧壁之间的空隙进行封闭处理。拼装完成后，将推力传导器进行水平固定安装，即通过预留连接孔和螺栓将外筒的第一端承板与塔端阻推器的端面进行固定连接，若砂腔内砂粒填充仍不密实，可打开进砂阀进行灌砂填实；步骤2.3，在边跨主梁腹板外侧上的梁端预留板上固定安装梁端阻推器，并保证内筒的第二端承板完全顶在梁端阻推器的端面上，形成推力传导支撑，实现塔梁临时锚固。步骤三的具体过程为：步骤3.1，架设猫道，安装主索鞍与转索鞍并调整预偏量；在猫道上架设主缆，同步在支架上进行中跨主梁的施工；步骤3.2，中跨主梁的梁段全部安装完成后，与边跨主梁连接形成整体。步骤四的具体过程为：步骤4.1，打开排砂阀和进砂阀，若砂粒不能在重力作用下自动流出，,用钢筋从上侧进砂阀捅向下侧排砂阀，使砂粒能从排砂阀顺利排出，同时内筒在纵向推力作用下进行缓慢回缩；步骤4.2，待砂粒停止流出，松开预留连接孔处的螺栓，移走推力传导器，拆除梁端阻推器和塔端阻推器，其中梁端阻推器作为吊索锚箱在之后的施工工序中进行重复使用。步骤五的具体过程为：步骤5.1，按照监控指令张拉吊杆，调整吊索；步骤5.2，主缆防腐施工，拆除猫道，施工索鞍以上部分塔柱，进行桥面铺装施工；步骤5.3，拆除支架，完成全桥施工。本专利技术与现有技术相比，有益的技术效果是：(Ⅰ)本专利技术的塔梁止推连接装置能够将空缆状态下主缆产生的水平力传递给桥塔承担，简单且有效的解决了主缆水平力在主梁施工完成前的平衡问题。构造简单，安装拆卸方便，避免设置传统大型临时锚碇，降低施工风险。本专利技术的止推连接装置造价经济，无需建造临时承载构件，只需要低价的临时连接构件用于推力传导，部分构件经拆除可在之后的施工工序中作为永久性构件进行重复性使用，明显降低施工成本。(Ⅱ)本专利技术的方法采用塔梁止推连接装置能够安全且经济地实现主缆和主梁的协同安装，从而大幅节省现场作业时间；其特点是比传统工艺增加一次主梁的体系转换。(Ⅲ)该施工技术能将主缆以及猫道的施工时间并入到主梁的施工期间，实现了自锚式悬索桥主缆和主梁的同步施工，缩短工期2～3个月，直接提高经济效益；间接降低现场河道施工风险。(Ⅳ)本专利技术的施工方法安全可靠，主塔抗推刚度大，作为临时推力承载构件，能够平衡主缆架设过程中产生的水平力且建造过程中无拉应力出现。附图说明图1是本专利技术的塔梁止推连接装置的整体结构示意图。图2是本专利技术的推力传导器的外部结构示意图。图3是本专利技术的推力传导器的内部结构示意图。图4是本专利技术的梁端阻推器的内部结构示意图。图5是本专利技术的塔端阻推器的内部结构示意图。图6是本专利技术的主缆和主梁的协同安装的过程示意图。图7是本专利技术建造的自锚式悬索本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种塔梁止推连接装置，包括梁端预留钢板(1)和塔端承压钢板(2)，其特征在于，所述的梁端预留钢板(1)和塔端承压钢板(2)相互垂直布设，所述的梁端预留钢板(1)上固定安装有梁端阻推器(3)，所述的塔端承压钢板(2)上固定安装有塔端阻推器(4)，所述的梁端阻推器(3)与塔端阻推器(4)之间设置有推力传导器(5)；所述的推力传导器(5)包括外筒(501)和内筒(502)，所述的外筒(501)的一端开放，所述的内筒(502)的两端封闭，外筒(501)的封闭端安装在塔端阻推器(4)上，内筒(502)的一端安装在梁端阻推器(3)上，内筒(502)的另一端插入外筒(501)的开放端使得外筒(501)内形成砂腔(503)，砂腔(503)内填充有砂粒(504)；内筒(502)的另一端与外筒(501)的内壁之间设置有橡胶密封层(505)；所述的外筒(501)上设置有与砂腔(503)连通的进砂阀(506)和排砂阀(507)。

【技术特征摘要】
1.一种塔梁止推连接装置，包括梁端预留钢板(1)和塔端承压钢板(2)，其特征在于，所述的梁端预留钢板(1)和塔端承压钢板(2)相互垂直布设，所述的梁端预留钢板(1)上固定安装有梁端阻推器(3)，所述的塔端承压钢板(2)上固定安装有塔端阻推器(4)，所述的梁端阻推器(3)与塔端阻推器(4)之间设置有推力传导器(5)；所述的推力传导器(5)包括外筒(501)和内筒(502)，所述的外筒(501)的一端开放，所述的内筒(502)的两端封闭，外筒(501)的封闭端安装在塔端阻推器(4)上，内筒(502)的一端安装在梁端阻推器(3)上，内筒(502)的另一端插入外筒(501)的开放端使得外筒(501)内形成砂腔(503)，砂腔(503)内填充有砂粒(504)；内筒(502)的另一端与外筒(501)的内壁之间设置有橡胶密封层(505)；所述的外筒(501)上设置有与砂腔(503)连通的进砂阀(506)和排砂阀(507)。2.如权利要求1所述的塔梁止推连接装置，其特征在于，所述的外筒(501)的封闭端通过第一端承板(508)安装在塔端阻推器(4)上，所述的内筒(502)的一端通过第二端承板(509)顶在梁端阻推器(3)上；所述的第一端承板(508)上设置有预留连接孔(510)。3.如权利要求1所述的塔梁止推连接装置，其特征在于，所述的外筒(501)外壁上靠近开放端的位置设置有环向加强板(511)。4.一种自锚式悬索桥快速建造施工方法，其特征在于，该方法采用如权利要求1至3任一权利要求所述的塔梁止推连接装置，该方法包括以下步骤：步骤一，同步施工边跨主梁(6)与桥塔(7)；步骤二，安装塔梁止推连接装置对边跨主梁(6)与桥塔(7)进行临时连接；步骤三，主缆(8)架设与中跨主梁(9)安装同步施工；步骤四，拆卸塔梁止推连接装置，完成第一次体系转换；步骤五，张拉吊杆(10)，拆除支架(11)，完成第二次体系转换。5.如权利要求4所述的自锚式悬索桥快速建造施工方法，其特征在于，所述的自锚式悬索桥的桥塔(7)的塔柱内侧与边跨主梁(6)腹板外侧的水平间隙小于70cm。6.如权利要求4所述的自锚式悬索桥快速建造施工方法，其特征在于，步骤一的具体过程为：步骤1.1，对桥塔(7)和桥墩(12)的基础进行地基处理，施工桥塔(7)基础、桥墩(12)基础、桥塔(7)及桥墩(12)；步骤1.2，搭设锚跨预应力混凝土主梁以及边中跨主梁安装所需的支架(11)，在支架(11)上现浇锚跨混凝土梁段，张拉预应力钢束，完成锚跨主梁施工；步骤1.3，在支架(11)上逐段...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓明，邓耀，白云腾，贺耀北，王欢，茅相源，金蝶，汤圣鹏，舒鹏，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61