一种斜拉桥钢箱梁悬臂吊装匹配系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及桥梁施工技术领域，具体涉及一种斜拉桥钢箱梁悬臂吊装匹配系统及方法，该斜拉桥钢箱梁悬臂吊装匹配系统包括：桥面吊机、姿态监测装置和姿态调整装置。其中，桥面吊机在使用时设在已拼装钢箱梁节段的悬臂端，用于起吊待拼装钢箱梁节段至设定高度；姿态监测装置在使用时设在已拼装钢箱梁节段和待拼装钢箱梁节段上，用于监测所述待拼装钢箱梁节段设定位置的坐标；姿态调整装置设在所述桥面吊机上，并在使用时与所述待拼装钢箱梁节段连接，用于调整所述待拼装钢箱梁节段的姿态，以使其与所述已拼装钢箱梁节段连接。能够解决现有技术中钢箱梁节段采用“人工+经验”的匹配工艺工法存在效率低下、匹配精度难以保证的问题。匹配精度难以保证的问题。匹配精度难以保证的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种斜拉桥钢箱梁悬臂吊装匹配系统及方法


[0001]本专利技术涉及桥梁施工
，具体涉及一种斜拉桥钢箱梁悬臂吊装匹配系统及方法。

技术介绍

[0002]斜拉桥钢箱梁一般采用桥面吊机整体吊装悬拼施工，悬拼施工过程中很重要的一个工序是钢箱梁节段的匹配，节段间的匹配精度直接影响主梁的线形，从而间接影响桥梁结构的受力状态。
[0003]目前节段匹配采用人工+经验的方式控制，主要步骤为(第N#节段已经施工完成，现准备悬拼施工第N+1#节段)：a、第N#节段施工完成后，桥面吊机前行至第N#节段前端，准备起吊第N+1#节段；b、第N+1#节段运至桥址处(水路运输为主)，调整运输船位置准备吊装；c、桥面吊机起吊第N+1#节段后端与第N#节段前端大致相同的高度，然后将节段进行临时锁定；d、采用全站仪、水准仪测量第N+1#节段左、右侧高差，若高差超过规范限值，则人工操作桥面吊机进行调整，调整后再采用全站仪、水准仪测量节段上、下游高差，若高差超限则人工操作桥面吊机进行调整，此步骤一直循环至第N+1#节段左、右侧高差满足规范限值；e、采用全站仪、水准仪测量第N#节段前后端实测相对高程，根据监控指令提供的节段间相对夹角、第N#节段前后端实测相对高程计算第N+1#节段前后端相对高程计算值；f、采用全站仪、水准仪测量第N+1#节段前后对端相对高程，与计算值进行对比，若误差超过规范限值，则人工操作桥面吊机进行调整，调整后再对第N+1#节段相对高程进行测量，并与计算值进行对比，依次循环操作直到第N+1#节段前后端实测高程与计算高程误差满足规范要求；g、对第N+1#节段左、右侧高程进行复核，如左、右侧高程差满足规范要求，则可以进行节段间焊缝的焊接，如果左、右侧高差因为调整前后端高差而改变，不满足左、右侧高差限值的要求，则回到第e步骤重新进行调整，依次循环至第N+1#节段左、右侧高差、前后端高差均满足规范要求，才能对节段间焊缝进行焊接。
[0004]但是，现在采用的钢箱梁节段匹配工艺工法中的关键步骤为节段高程测量、桥面吊机调整以及现场施工监控人员的控制。测量技术人员的技术水平、桥面吊机操作人员的熟练程度以及施工监控人员的经验对节段间的匹配起着决定性作用；钢箱梁节段匹配均在凌晨进行，采用全站仪、水准仪测量节段上下游高差、前后端高差效率较低下，而且夜间测量容易产生误差；当节段间高差不满足规范要求时，桥面吊机操作人员进行调整，调整幅度完全依靠操作人员的经验(或者说是手感)，现场经常出现调整完后误差更大的情况。
[0005]因此，现在钢箱梁节段采用“人工+经验”的匹配工艺工法存在效率低下、匹配精度难以保证的问题。

技术实现思路

[0006]针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种斜拉桥钢箱梁悬臂吊装匹配系统及方法，能够解决现有技术中钢箱梁节段采用“人工+经验”的匹配工艺工法存在
效率低下、匹配精度难以保证的问题。
[0007]为达到以上目的，本专利技术采取的技术方案是：
[0008]本专利技术提供一种斜拉桥钢箱梁悬臂吊装匹配系统，包括：
[0009]桥面吊机，其在使用时设在已拼装钢箱梁节段的悬臂端，用于起吊待拼装钢箱梁节段至设定高度；
[0010]姿态监测装置，其在使用时设在已拼装钢箱梁节段和待拼装钢箱梁节段上，用于监测所述待拼装钢箱梁节段设定位置的坐标；
[0011]姿态调整装置，其设在所述桥面吊机上，并在使用时与所述待拼装钢箱梁节段连接，用于调整所述待拼装钢箱梁节段的姿态，以使其与所述已拼装钢箱梁节段连接。
[0012]一些可选的实施例中，所述姿态监测装置包括两组坐标监测组，每组所述坐标监测组包括至少4个坐标监测器，其分别设于待拼装钢箱梁节段和悬臂端的已拼装钢箱梁节段上。
[0013]一些可选的实施例中，每组所述坐标监测组包括6个坐标监测器，其分别设于待拼装钢箱梁节段和悬臂端的已拼装钢箱梁节段的四个角和中轴线上。
[0014]一些可选的实施例中，所述坐标监测器采用GPS或者北斗。
[0015]一些可选的实施例中，所述桥面吊机包括：
[0016]机架，其包括固定部和伸出部，所述固定部在使用时设在已拼装钢箱梁节段的悬臂端，所述伸出部伸出所述已拼装钢箱梁节段的悬臂端，用于起吊待拼装钢箱梁节段；
[0017]至少两条扁担梁，其在使用时顺桥向设在所述待拼装钢箱梁节段上；
[0018]卷扬机，其设于所述固定部上，所述卷扬机的牵引绳通过设置在所述固定部和伸出部上的转向轮转向后与所述扁担梁连接。
[0019]一些可选的实施例中，所述伸出部包括两条顺桥向的支臂，两条所述支臂均设有滑道，所述滑道上设有滑动梁，所述滑动梁上有使所述牵引绳转向的转向轮，所述姿态调整装置包括顺向调整油缸，其一端与所述滑动梁连接，另一端与所述伸出部连接，用于调整所述滑动梁的位置。
[0020]一些可选的实施例中，所述扁担梁上方设有与其连接的一条连接梁，所述牵引绳与连接梁连接，所述姿态调整装置还包括角度调整油缸，所述角度调整油缸的一端与所述连接梁转动连接，另一端与所述扁担梁转动连接。
[0021]一些可选的实施例中，所述连接梁与扁担梁通过连接系连接，且所述扁担梁与连接系转动连接，所述连接梁与连接系固定连接。
[0022]另一方面，本专利技术提供一种斜拉桥钢箱梁悬臂吊装匹配方法，包括以下步骤：
[0023]将桥面吊机移动至所述已拼装钢箱梁节段的悬臂端并固定，桥面吊机起吊待拼装钢箱梁节段至设定高度；
[0024]通过设在已拼装钢箱梁节段和待拼装钢箱梁节段上的姿态监测装置监测所述待拼装钢箱梁节段设定位置的坐标；
[0025]姿态调整装置根据监测到的设定位置的坐标，调整所述待拼装钢箱梁节段的姿态，以使其与所述已拼装钢箱梁节段连接。
[0026]一些可选的实施例中，所述的姿态调整装置根据监测到的设定位置的坐标，调整所述待拼装钢箱梁节段的姿态，以使其与所述已拼装钢箱梁节段连接，包括以下步骤：
[0027]根据监测到的已拼装钢箱梁节段上设定位置的坐标，计算已拼装钢箱梁节段前后端的相对高差和轴线偏位；
[0028]根据已拼装钢箱梁节段前后端的相对高差、中线前后端的相对高差和轴线偏位，计算待拼装钢箱梁节段前后端的理论高差和理论轴线偏位；
[0029]计算待拼装钢箱梁节段的实测位置形态与理论高差和理论轴线偏位之间的偏差，向姿态调整装置调整指令，进行待拼装钢箱梁节段的自动精确匹配，以使其与所述已拼装钢箱梁节段连接。
[0030]一些可选的实施例中，所述的进行待拼装钢箱梁节段的自动精确匹配，具体包括以下步骤：
[0031]通过调整卷扬机牵引绳的伸长量来调整待拼装钢箱梁节段的高程和横桥向偏转角度；
[0032]通过调整顺向调整油缸的伸缩量来调整所述滑动梁的位置，以调整待拼装钢箱梁节段的顺桥向位置；
[0033]通过角度调整油缸的伸缩量来调整所述待拼装钢箱梁节段的顺桥向偏转角度。
[0034]与现有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种斜拉桥钢箱梁悬臂吊装匹配系统，其特征在于，包括：桥面吊机(1)，其在使用时设在已拼装钢箱梁节段(2)的悬臂端，用于起吊待拼装钢箱梁节段(3)至设定高度；姿态监测装置(4)，其在使用时设在已拼装钢箱梁节段(2)和待拼装钢箱梁节段(3)上，用于监测所述待拼装钢箱梁节段(3)设定位置的坐标；姿态调整装置(5)，其设在所述桥面吊机(1)上，并在使用时与所述待拼装钢箱梁节段(3)连接，用于调整所述待拼装钢箱梁节段(3)的姿态，以使其与所述已拼装钢箱梁节段(2)连接。2.如权利要求1所述的斜拉桥钢箱梁悬臂吊装匹配系统，其特征在于，所述姿态监测装置(4)包括两组坐标监测组，每组所述坐标监测组包括至少4个坐标监测器，其分别设于待拼装钢箱梁节段(3)和悬臂端的已拼装钢箱梁节段(2)上。3.如权利要求2所述的斜拉桥钢箱梁悬臂吊装匹配系统，其特征在于，每组所述坐标监测组包括6个坐标监测器，其分别设于待拼装钢箱梁节段(3)和悬臂端的已拼装钢箱梁节段(2)的四个角和中轴线上，所述坐标监测器采用GPS或者北斗。4.如权利要求2或3所述的斜拉桥钢箱梁悬臂吊装匹配系统，其特征在于，所述桥面吊机(1)包括：机架(11)，其包括固定部(111)和伸出部(112)，所述固定部(111)在使用时设在已拼装钢箱梁节段(2)的悬臂端，所述伸出部(112)伸出所述已拼装钢箱梁节段(2)的悬臂端，用于起吊待拼装钢箱梁节段(3)；至少两条扁担梁(13)，其在使用时顺桥向设在所述待拼装钢箱梁节段(3)上；卷扬机(12)，其设于所述固定部(111)上，所述卷扬机(12)的牵引绳通过设置在所述固定部(111)和伸出部(112)上的转向轮转向后与所述扁担梁(13)连接。5.如权利要求4所述的斜拉桥钢箱梁悬臂吊装匹配系统，其特征在于，所述伸出部(112)包括两条顺桥向的支臂，两条所述支臂均设有滑道，所述滑道上设有滑动梁，所述滑动梁上有使所述牵引绳转向的转向轮，所述姿态调整装置(5)包括顺向调整油缸(51)，其一端与所述滑动梁连接，另一端与所述伸出部(112)连接，用于调整所述滑动梁的位置。6.如权利要求4所述的斜拉桥钢箱梁悬臂吊装匹配系统，其特征在于，所述扁担梁(13)上方设有与其连接的一条连接梁，...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹力，邓志华，刘细军，曾磊，钟继卫，郑波涛，彭仙淼，苏从辉，张宗强，赵子翔，孟园英，齐治国，张鹏，
申请(专利权)人：广州市高速公路有限公司中铁大桥局集团有限公司，
类型：发明
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