一种钢箱梁复合式提升系统及其施工方法

摘要

本发明涉及一种钢箱梁复合式提升系统及其施工方法，其包括：交界桥墩，设于水、陆交界处；顶推支架，安装于陆地上，且与所述交界桥墩沿纵桥向并排设置；主桁结构，其一端通过支撑装置固定于所述交界桥墩，另一端通过后锚装置锚固于所述顶推支架；用于吊装钢箱梁的提升装置，其固定于所述主桁结构。本发明涉及的一种钢箱梁复合式提升系统及其施工方法，大大节省钢材使用量，能在水中取梁，保障施工期间桥下通航的通行安全；且少占用长江航道，结构轻便、经济合理，受力简单明确，提升稳步匀速、连续快捷，推广性强。

说明书

技术领域

本发明涉及桥梁施工技术领域，特别涉及一种钢箱梁复合式提升系统及其施工方法。

背景技术

目前，钢箱梁桥是桥梁的一种常用结构形式，其具有结构自重轻、抗扭刚度大、抗风稳定性好，施工养护方便的特点。

相关技术中，在钢箱梁桥常规架设方法中，一般采用支架法，其主要特点是在交界墩处搭设落地式支架后用大吨位浮吊吊装墩顶间的钢箱梁梁段，再使用桥面吊机进行安装。

但是，此方法需用大吨位浮吊，对水域行深要求较高且费用昂贵，并且搭设支架消耗大量钢材，影响桥下水域通航。

发明内容

本发明实施例提供一种钢箱梁复合式提升系统及其施工方法，以解决相关技术中采用支架法需用大吨位浮吊，且搭设支架消耗大量钢材，影响桥下水域通航的问题。

第一方面，提供了一种钢箱梁复合式提升系统，其包括：交界桥墩，设于水、陆交界处；顶推支架，安装于陆地上，且与所述交界桥墩沿纵桥向并排设置；主桁结构，其一端通过支撑装置固定于所述交界桥墩，另一端通过后锚装置锚固于所述顶推支架；用于吊装钢箱梁的提升装置，其固定于所述主桁结构。

一些实施例中，所述支撑装置包括：横杆，所述横杆沿横桥向设置于所述交界桥墩的顶部；以及竖直贴附于所述交界桥墩表面的竖杆，所述竖杆的上端与所述横杆铰接，下端通过预埋件与所述交界桥墩固定。

一些实施例中，所述支撑装置还包括：倾斜设置于水平面内的搭接杆，所述搭接杆的一端与所述横杆铰接，另一端与所述交界桥墩固定；倾斜设置于竖直面内的斜杆，所述斜杆的一端与所述横杆铰接，另一端与所述交界桥墩固定。

一些实施例中，所述后锚装置包括：钢架，其锚固于所述顶推支架；用于锚固所述主桁结构的环板，设于所述钢架的上方；所述环板与所述钢架通过对拉精轧螺纹钢筋固定。

一些实施例中，所述环板设有与所述主桁结构匹配的凹槽，所述主桁结构收容于所述凹槽内。

一些实施例中，所述主桁结构包括：水平撑杆，其具有固定于所述顶推支架的第一端，以及固定于所述支撑装置的第二端；走道梁，其后端通过立柱与所述水平撑杆的第二端固定；斜拉杆，其一端铰接于所述顶推支架，另一端铰接于所述走道梁。

一些实施例中，所述主桁结构还包括：斜撑，其一端固定于所述水平撑杆的第二端，另一端与所述走道梁的前端固定；多个腹杆，其一端铰接于所述斜撑，另一端铰接于所述走道梁。

一些实施例中，所述水平撑杆和所述立柱均由多节圆钢管拼装而成，相邻两个所述圆钢管之间通过法兰盘连接。

一些实施例中，所述提升装置包括：固定于所述主桁结构的大梁结构，所述大梁结构设有滑道；设置于所述大梁结构上的千斤顶，所述千斤顶连接用于提升所述钢箱梁的钢绞线，且所述千斤顶可在所述滑道上沿横桥向滑动。

第二方面，提供了一种上述的钢箱梁复合式提升系统的施工方法，包括以下步骤：浇筑成型所述交界桥墩，并在所述交界桥墩上安装所述支撑装置；搭建所述顶推支架，并在所述顶推支架上安装所述后锚装置；将所述主桁结构吊装至所述交界桥墩与所述顶推支架上方，并将所述主桁结构的一端固定于所述支撑装置，将所述主桁结构的另一端固定于所述后锚装置；将所述提升装置吊装至所述主桁结构。

本发明提供的技术方案带来的有益效果包括：

本发明实施例提供了一种钢箱梁复合式提升系统及其施工方法，由于主桁结构的一端通过支撑装置固定于交界桥墩，另一端通过后锚装置锚固于顶推支架，且提升装置固定于主桁结构上，使得整个提升系统以已施工的交界桥墩作为提升装置的支撑点，以顶推支架作为提升装置后锚固点，减少提升装置至河床的支撑高度，大大节省钢材使用量，能在水中取梁，保障施工期间桥下通航的通行安全；且不需要搭建单独支架通过大吨位浮吊来吊装钢箱梁，从而减少了大型水中起吊设备的投入，运梁船行驶至提升装置下方后利用此系统进行提升，做到了绿色环保，少占用长江航道，且结构轻便、经济合理，受力简单明确，提升稳步匀速、连续快捷，推广性强。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种钢箱梁复合式提升系统的结构示意图；

图2为图1中A-A的剖视示意图；

图3为本发明实施例提供的横杆与搭接杆的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的后锚装置的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的主桁结构的结构示意图；

图6为图1中B-B的剖视示意图。

图中：1、交界桥墩；2、顶推支架；3、支撑装置；31、横杆；32、竖杆；33、搭接杆；34、斜杆；35、预埋件；4、后锚装置；41、钢架；42、环板；421、凹槽；43、对拉精轧螺纹钢筋；44、锚杆；45、锚板；5、主桁结构；51、水平撑杆；511、第一端；512、第二端；52、走道梁；53、立柱；54、斜拉杆；55、斜撑；56、腹杆；57、连接系；6、提升装置；61、大梁结构；62、千斤顶底架；63、千斤顶；64、钢绞线；65、卷筒；66、导缆；7、钢箱梁。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种钢箱梁复合式提升系统及其施工方法，其能解决相关技术中采用支架法需用大吨位浮吊，且搭设支架消耗大量钢材，影响桥下水域通航的问题。

参见图1所示，为本发明实施例提供的一种钢箱梁复合式提升系统，其包括：交界桥墩1，设于水、陆交界处，一般交界桥墩1设于江边靠近陆地处；顶推支架2，安装于陆地上，且与交界桥墩1沿纵桥向并排设置，也就是说，顶推支架2沿纵桥向设于交界桥墩1的后方；主桁结构5，其一端通过支撑装置3固定于交界桥墩1，另一端通过后锚装置4锚固于顶推支架2，使主桁结构5沿纵桥向固定于交界桥墩1上；用于吊装钢箱梁7的提升装置6，其固定于主桁结构5，通过主桁结构5使提升装置6固定在交界桥墩1上，使得整个提升系统以已施工的交界桥墩1作为提升装置6的支撑点，以顶推支架2作为提升装置6后锚固点，减少提升装置6至河床的支撑高度，大大节省钢材使用量。

参见图1和图2所示，在一些实施例中，支撑装置3可以包括：横杆31，横杆31可以沿横桥向设置于交界桥墩1的顶部，且可以通过预埋件35以及精轧螺纹钢筋与交界桥墩1固定；以及竖直贴附于交界桥墩1表面的竖杆32，本实施例中，竖杆32设置于交界桥墩1的相对两侧，竖杆32的上端可以与横杆31铰接，下端可以通过预埋件35与交界桥墩1固定，通过设置横纵交错的横杆31和竖杆32，使支撑装置3稳固的固定于交界桥墩1的顶部，且竖杆32与横杆31铰接连接，可以释放竖杆32与横杆31连接处的弯矩，保证横杆31上的竖向载荷传递至竖杆32，竖杆32再传递至交界桥墩1，本实施例中，预埋件35优选钢筋。

参见图1至图3所示，优选的，支撑装置3还可以包括：倾斜设置于水平面内的搭接杆33，搭接杆33的一端与横杆31焊接固定，另一端与交界桥墩1固定，也就是说，搭接杆33相对于交界墩身是倾斜设置的，使得搭接杆33、横杆31与交界墩身三者形成稳定的三角形结构；倾斜设置于竖直面内的斜杆34，斜杆34的一端与横杆31铰接，另一端与交界桥墩1固定，由于斜杆34也是倾斜设置的，使得斜杆34、横杆31与交界桥墩1三者也形成稳定的三角形结构，从而提高支撑装置3整体的稳定性，斜杆34与横杆31铰接，可以释放斜杆34与横杆31连接处的弯矩，保证横杆31上的竖向载荷传递至斜杆34，斜杆34再传递至交界桥墩1。

参见图1和图4所示，在一些实施例中，后锚装置4可以包括：钢架41，其可以锚固于顶推支架2顶部的锚梁上；用于锚固主桁结构5的环板42，设于钢架41的上方；环板42与钢架41可以通过对拉精轧螺纹钢筋43固定，本实施例中，在环板42的两侧均设有对拉精轧螺纹钢筋43，通过对拉精轧螺纹钢筋43可以将环板42与钢架41紧密固定，其中，环板42与钢架41之间还可以夹设有锚杆44，锚杆44优选圆柱状，通过设置锚杆44可以提升环板42的高度，便于将主桁结构5支撑在一定的高度，且圆柱状的锚杆44具有较好的抗弯强度。

参见图1和图4所示，在一些可选的实施例中，环板42可以设有与主桁结构5匹配的凹槽421，主桁结构5收容于凹槽421内，具体的，当主桁结构5为圆柱状时，凹槽421的横截面也为圆弧形，当主桁结构5为方形时，凹槽421的横截面也为方形，通过设置结构匹配的凹槽421，主桁结构5可以卡设于凹槽421内，定位准确，且不易脱离，可以限制主桁结构5在水平面内发生转动，并且可以将主桁结构5与环板42进行焊接固定。

参见图1和图4所示，优选的，后锚装置4还可以包括平行间隔设置的两个锚板45，其下端向下延伸进入锚杆44，并与锚杆44焊接固定，其上端向上延伸穿过环板42与主桁结构5，并与环板42、主桁结构5焊接固定，锚板45可以将锚杆44、环板42、主桁结构5三者连成一个整体。

参见图1和图5所示，在一些实施例中，主桁结构5可以包括两片桁架，其中，单片桁架可以包括：水平撑杆51，其具有固定于顶推支架2的第一端511，以及固定于支撑装置3的第二端512，使水平撑杆51沿纵桥向支撑于交界桥墩1上；走道梁52，采用H型钢和等强接头拼装而成，其后端通过立柱53与水平撑杆51的第二端512固定，也就是说，立柱53是竖直固定在水平撑杆51的第二端512的，通过立柱53可以将走到梁支撑在一定的高度，且走道梁52的前端可以向前延伸超过交界桥墩1，使走道梁52可以位于江面的上方，其下方不会被交界桥墩1遮挡，便于吊装钢箱梁7；斜拉杆54，优选圆钢管，其一端铰接于顶推支架2，另一端铰接于走道梁52，具体的，斜拉杆54的后端可以通过销轴铰接于顶推支架2的锚板45上，使斜拉杆54的后端与顶推支架2锚固，斜拉杆54的前端与走道梁52的后端铰接，使得斜拉杆54在后方拉紧走道梁52，防止走道梁52向前下方倾斜。

参见图1和图5所示，优选的，水平撑杆51和立柱53均可以由多节圆钢管拼装而成，多节圆钢管依次首尾相接连成水平的水平撑杆51，多节钢管依次首尾相接连成竖直的立柱53，立柱53的下端可以与水平撑杆51的第二端512焊接固定，其中，组成水平撑杆51的相邻两个圆钢管之间可以通过法兰盘连接，组成立柱53的相邻两个圆钢管之间也可以通过法兰盘连接，将水平撑杆51和立柱53均采用圆钢管，使得拼装形成的水平撑杆51和立柱53的强度和抗弯性能较好。

参见图1和图5所示，在一些可选的实施例中，单片桁架还可以包括：斜撑55，其一端固定于水平撑杆51的第二端512，另一端与走道梁52的前端固定，使得斜撑55的下端与立柱53、水平撑杆51的第二端512三者固定在同一点，且本实施例中优选采用焊接固定，在立柱53将走道梁52后端撑起的同时，斜撑55可以支撑于走道梁52的前端，提高斜撑55的稳定性；多个腹杆56，优选圆钢管，其一端铰接于斜撑55，另一端铰接于走道梁52，本实施例中，腹杆56铰接于斜撑55的中部，通过设置腹杆56，使走道梁52与斜撑55之间设置多个支撑点，稳定性较好，且采用铰接连接可以释放弯矩。

参见图1所示，优选的，在两片桁架之间还可以设有连接系57，连接系57可以连接并列的两个斜撑55、并列的两个立柱53、以及并列的两个走道梁52，通过连接系57将两片单独的桁架连接成一个整体。

参见图1、图2和图5所示，在一些实施例中，提升装置6可以安装于走道梁52的前端，提升装置6可以包括：固定于主桁结构5的大梁结构61，大梁结构61可以沿横桥向设有滑道，滑道上可以安装有千斤顶底架62，使千斤顶底架62可以在滑道上滑动；以及位于大梁结构61上方的千斤顶63，千斤顶63可以固定于千斤顶底架62上，千斤顶63可以连接有用于提升钢箱梁7的钢绞线64，且千斤顶63可以跟随千斤顶底架62在滑道上沿横桥向滑动，保证提升装置6吊装钢箱梁7时走行滑移方便、稳定；且提升装置6可以根据起吊荷载配置不同数量的千斤顶63，采用设有多重保险装置的连续千斤顶63，保证钢箱梁7高效安全提升到位。

参见图1和图6所示，在一些可选的实施例中，提升装置6还可以包括安装于千斤顶底架62上的卷筒65，钢绞线64可以缠绕于卷筒65上，且卷筒65可以跟随千斤顶63一同沿横桥向移动，千斤顶63与卷筒65之间还可以设有导缆66，连接于千斤顶63上的钢绞线64可以穿过导缆66连接至卷筒65上，通过设置导缆66使钢丝绳按照规定的线路延伸，便于将卷筒65上缠绕的钢绞线64导向至竖直的千斤顶63上。

本发明实施例还提供了一种上述钢箱梁复合式提升系统的施工方法，包括以下步骤：

步骤1：浇筑成型交界桥墩1，并在交界桥墩1上安装支撑装置3。

在一些实施例中，于步骤1中，在浇筑交界桥墩1时，可以在交界桥墩1的预设位置设置用于固定支撑装置3的预埋件35。

步骤2：搭建顶推支架2，并在顶推支架2上安装后锚装置4。

在一些实施例中，于步骤2中，在搭建顶推支架2时，在顶推支架2的顶部安装锚梁，并在锚梁上固设后锚装置4。

步骤3：将主桁结构5吊装至交界桥墩1与顶推支架2上方，并将主桁结构5的一端固定于支撑装置3，将主桁结构5的另一端固定于后锚装置4。

在一些实施例中，于步骤3中，主桁结构5可以包括水平撑杆51、立柱53、走道梁52、斜拉杆54、斜撑55；所述将主桁结构5吊装至交界桥墩1与顶推支架2上方，并将主桁结构5的一端固定于支撑装置3，将主桁结构5的另一端固定于后锚装置4，具体可以包括：通过塔吊分别依次吊装水平撑杆51、立柱53、斜撑55至设计位置，并复核后安装成整体，其中，水平撑杆51的前端固定于支撑装置3上，水平撑杆51的后端固定于后锚装置4上，然后再走道梁52及斜拉杆54，最后焊接主桁结构5的连接系57。

步骤4：将提升装置6吊装至主桁结构5。

在一些实施例中，于步骤4中，可以利用塔吊将提升装置6吊装至主桁结构5上方，并完成安装工作。

在一些可选的实施例中，于步骤4之后，可以利用浮运将钢箱梁7运输至提升装置6正下方，并下放提升装置6的钢丝绳至钢箱梁7吊点处并安装吊点。

在一些实施例中，于步骤4之后，提升装置6包括千斤顶63，利用千斤顶63将钢箱梁7提升至设计高程，使钢箱梁7与导梁或者已架钢箱梁7对位、连接后，利用顶推支架2进行顶推施工。

重复以上步骤直至所有钢箱梁7提升架设完毕。

本发明实施例提供的一种钢箱梁复合式提升系统及其施工方法的原理为：

由于主桁结构5的一端通过支撑装置3固定于交界桥墩1，另一端通过后锚装置4锚固于顶推支架2，且提升装置6固定于主桁结构5上，使得整个提升系统以已施工的交界桥墩1作为提升装置6的支撑点，以顶推支架2作为提升装置6后锚固点，减少提升装置6至河床的支撑高度，大大节省钢材使用量，能在水中取梁，保障施工期间桥下通航的通行安全；且不需要搭建单独支架通过大吨位浮吊来吊装钢箱梁7，从而减少了大型水中起吊设备的投入，运梁船行驶至提升装置6下方后利用此系统进行提升，做到了绿色环保，少占用长江航道，且结构轻便、经济合理，受力简单明确，提升稳步匀速、连续快捷，推广性强，且能够保障高效安全的完成钢箱梁7的提升、安装工作。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是，在本发明中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。