一种自顶升式拱肋竖转提升架安装系统及方法

摘要

本发明提供一种自顶升式拱肋竖转提升架安装系统及方法，拱肋竖转提升架的两顶层节段与桁架在地面预先连接，并在每个顶层节段底部安装一顶升套架及顶升油缸，组成自顶升式拱肋竖转提升架安装系统；进行拱肋竖转提升架安装时，将顶升套架套设在塔架下部的两个已安装完成的标准节段上，通过顶升油缸将顶层节段每次顶升大于一个标准节段高度，然后用安装在桁架上的天车提吊一个标准节段进行安装。施工过程中不用采用大型吊机，不受高度及施工环境的限制，且施工安全性高。

说明书

技术领域

本发明属于钢拱桥施工技术领域，涉及的是一种拱桥拱肋竖转提升架的安装系统及安装方法。

背景技术

钢拱桥的拱肋采用低位卧拼法拼装完成后，需要进行竖向旋转，将其转动到设计的安装角度和位置。拱肋竖转施工需要通过竖转提升架进行。如图1所示，拱肋竖转提升架包括位于拱肋两侧的塔架1，每个塔架1的主体由多个标准节段上下连接而成，塔架1的顶部设有顶层节段2，两塔架顶层节段间搭设有桁架3，桁架3上安装有操作平台4和液压提升系统5。

拱肋竖转提升架在安装施工时，通常是采用大型吊机将各标准节段逐段吊装，最后吊装顶层节段和桁架。由于塔架高度较高，高空吊装施工危险性较高，而且拱桥施工位置一般在山区或狭窄的河谷地区，大型起吊设备往往无法展开，给拱肋竖转提升架安装造成一定困难。

发明内容

本发明的目的针对现有拱肋竖转提升架在在采用大型吊机安装过程中遇到的问题，提供一种自顶升式拱肋竖转提升架安装系统及方法，不用大型吊机进行拱肋竖转提升架安装，以适应狭窄的河谷地区的施工条件，并提高安装施工安全性。

为实现上述目的，本发明首先提供一种自顶升式拱肋竖转提升架安装系统，其特征在于：包括两个顶升套架，每个顶升套架包括4根竖杆，所述竖杆的长度大于拱肋竖转提升架的一个标准节段的长度；每个顶升套架的4根竖杆上端分别与一拱肋竖转提升架的顶层节段底部4个角焊接，两个顶层节段顶部固定搭设一桁架，所述桁架上安装有可沿桁架纵向移动的天车；沿所述桁架两侧，在每个顶升套架的两根竖杆间设置两个竖向的顶升油缸，每个顶升油缸的上端与顶层节段的横杆通过销轴连接，两顶升油缸的下端分别与一支撑梁的顶边通过销轴连接；两顶升套架相对侧的每个竖杆上设置一可折叠式三角托架，所述三角托架包括一托架横杆和一斜撑杆，所述托架横杆一端与顶升套架的竖杆通过销轴连接，托架横杆另一端与斜撑杆的上端通过销轴连接，斜撑杆的下端通过销轴与竖杆连接；所述竖杆上位于托架横杆与竖杆的连接处下方设一竖向的滑槽，斜撑杆与竖杆连接的销轴穿插在所述滑槽中并可沿滑槽上下滑动。

本发明还提供一种采用上述自顶升式拱肋竖转提升架安装系统进行拱肋竖转提升架安装的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)根据拱肋竖转提升架的设计安装位置，将竖转提升架两塔架的第一个标准节段分别固定在混凝土基础上，然后用吊机将两塔架的第二个标准节段吊放到第一标准节段上并连接固定；预先在每个标准节段的每根立柱横桥向两侧的外壁上靠近下端处焊接一支撑板，所述支撑板顶部设有用于与支撑梁两端卡接的卡口；

(2)用吊机将自顶升式拱肋竖转提升架安装系统吊放到已安装好的标准节段上，每个顶升套架套在已安装好的标准节段外围，顶层节段支撑在第二标准节段的顶部；支撑梁的两端分别支撑在第二标准节段下部的支撑板上；

(3)同步启动所有顶升油缸，将顶层节段向上顶升大于一个标准节段的高度；

(4)通过桁架上的天车起吊一个塔架的的第三标准节段，并吊至顶升套架上的三角托架以上的高度；将一侧塔架上的顶升套架上的三角托架展开；

(5)天车提吊第三标准节段移动到展开的三角托架上方，并将其下放到该三角托架上；然后在顶层节段上及顶升套架内设置手拉葫芦，将手拉葫芦的倒链与三角托架上的第三标准节段连接；

(6)通过手拉葫芦将第三标准节段移动到顶升套架内，并与下方的第二标准节段连接固定；折叠该侧的三角托架，然后采用同样的方法安装另一侧塔架的第三标准节段；

(7)收缩油缸，使顶层节段下降并支撑在已安装的第三标准节段顶部，将顶层节段与第三标准节段临时连接固定；

(8)继续收缩油缸，使油缸下端连接的支撑梁离开第二标准节段上的支撑板，然后解除一个油缸与支撑梁之间的销轴连接，使支撑梁竖向悬吊在另一油缸下端；

(9)再继续收缩油缸，使油缸下端上升到第三标准节段下部的支撑板上方，然后将支撑梁与油缸通过销轴重新连接；调整油缸的伸缩，将支撑梁的两端支撑在第三标准节段下部的支撑板上；

(10)解除顶层节段与第三标准节段的连接，采用上述步骤(3)到(9)的方法依次吊装后续标准节段；

(11)所有标准节段安装完成后，将顶层节段与最上层标准节段连接固定，然后在一侧塔架上安装爬梯，在桁架上安装操作平台，在操作平台上安装拱肋液压提升系统，完成拱肋竖转提升架的安装。

本发明将拱肋竖转提升架的顶层节段与桁架在地面预先连接，顶层节段底部安装顶升套架，顶升套架套设在已安装完成的标准节段上，通过油缸将顶层节段每次顶升大于一个标准节段高度，然后用安装在桁架上的天车逐段提吊标准节段进行安装，不用采用大型吊机，施工不受高度及施工环境的限制，有较强的适用性，且施工安全性高。

附图说明

图1是拱肋竖转提升架的整体结构示意图；

图2是自顶升式拱肋竖转提升架安装系统的正视结构示意图，其中一侧的三角托架为展开状态，另一侧的三角托架为折叠状态；

图3是自顶升式拱肋竖转提升架安装系统的侧视结构示意图；

图4是拱肋竖转提升架两塔架最下部的两个标准节段安装后的状态示意图；

图5是自顶升式拱肋竖转提升架安装系统使用时的安装状态示意图；

图6是自顶升式拱肋竖转提升架安装系统油缸顶升时的状态示意图；

图7是天车起吊一个标准节段时的状态示意图；

图8是天车将标准节段放置在三角托架上的状态示意图；

图9是将吊装的标准节段与下方已安装的标准节段进行连接固定的状态示意图；

图10是两塔架上同样高度的两个标准节段安装完成后的状态示意图；

图11是顶升油缸收缩后解除支撑梁与一油缸销轴连接的状态示意图；

图12是自顶升式拱肋竖转提升架安装系统进行下一循环标准节段安装前的状态示意图。

具体实施方式

如图2、图3所示，本发明提供的一种自顶升式拱肋竖转提升架安装系统，包括两个顶升套架，每个顶升套架包括4根竖杆6，所述竖杆6的长度应大于拱肋竖转提升架的一个标准节段的长度，具体实施时，竖杆的长度最好能接近但不大于两个标准节段的高度；每个顶升套架的4根竖杆6上端分别与一拱肋竖转提升架的顶层节段2底部4个角焊接，两个顶层节段2顶部固定搭设一桁架3，所述桁架3上安装有可沿桁架纵向移动的天车7；沿所述桁架两侧，在每个顶升套架的两根竖杆6间设置两个竖向的顶升油缸8，每个顶升油缸8的上端与顶层节段2的横杆通过销轴连接，两顶升油缸8的下端分别与一支撑梁9的顶边通过销轴连接；两顶升套架相对侧的每个竖杆6上设置一可折叠式三角托架，所述三角托架包括一托架横杆10和一斜撑杆11，所述托架横杆10一端与顶升套架的竖杆6通过销轴连接，托架横杆10另一端与斜撑杆11的上端通过销轴连接，斜撑杆11的下端通过销轴与竖杆连接；所述竖杆6上位于托架横杆与竖杆的连接处下方设一竖向的滑槽12，斜撑杆11与竖杆6连接的销轴穿插在所述滑槽12中并可沿滑槽上下滑动。

图2中，右侧顶升套架上的三角托架为展开状态；左侧顶升套架上的三角托架为折叠状态。将展开状态的折叠套架的托架横杆10向上转动，斜撑杆11下端的销轴可沿滑槽向上滑动，托架横杆10转动到与竖杆6平行时，三角托架转换成折叠状态，将托架横杆与斜撑杆连接的销轴插入到竖杆上的销孔中，使三角托架保持折叠状态。

采用上述自顶升式拱肋竖转提升架安装系统进行拱肋竖转提升架安装时，具体施工方法如下：

(1)如图4所示，根据拱肋竖转提升架的设计安装位置，将竖转提升架两塔架位于最下部的第一个标准节段13分别固定在混凝土基础上，然后用吊机将两塔架的第二个标准节段14分别吊放到两个第一标准节段13上并连接固定。

预先在每个标准节段的每根立柱横桥向两侧的外壁上靠近下端处焊接一支撑板15，作为顶升油缸顶升时的支撑结构；可在所述支撑板顶部开设卡口，便于在后续过程中支撑梁两端卡在支撑板上保持稳定。

(2)如图5所示，用吊机将自顶升式拱肋竖转提升架安装系统吊放到已安装好的标准节段上，每个顶升套架套在已安装好的标准节段外围，顶升套架的4根竖杆6分别对应标准节段的4个立柱，顶层节段2支撑在第二标准节段的顶部；将顶升油缸8下端连接的支撑梁9的两端分别支撑在第二标准节段下部的两支撑板15上。

(3)如图6所示，同步启动所有顶升油缸8，将两顶层节段2向上顶升大于一个标准节段的高度。

(4)如图7所示，通过桁架3上的天车7起吊一个塔架的第三标准节段16，并吊至顶升套架上的三角托架顶部以上的高度；将一侧塔架上的顶升套架上的三角托架展开；

(5)如图8所示，天车提吊第三标准节段16移动到展开的三角托架上方，并将第三标准节段下放到该三角托架上；然后在顶层节段上及顶升套架内设置手拉葫芦17，将手拉葫芦的倒链18与三角托架上的标准节段连接；

(6)如图9所示，通过手拉葫芦17将第三标准节段16移动到顶升套架内，并与下方的第二标准节段14连接固定。

折叠已安装完成第三标准节段一侧的三角托架；然后采用同样的方法安装另一侧塔架的第三标准节段；

(7)如图10所示，所有油缸8同步收缩，使顶层节段2下降并支撑在已安装完成的第三标准节段16顶部，将顶层节段2与第三标准节段16临时连接固定；

(8)如图11所示，继续收缩油缸8，使油缸下端连接的支撑梁9上升并离开第二标准节段上的支撑板，然后解除一个油缸与支撑梁9之间的销轴连接，使支撑梁9竖向悬吊在另一油缸下端，以避免向上提升时被第三标准节段上的支撑板阻挡；

(9)如图12所示，再继续收缩油缸8，使油缸下端上升到第三标准节段16下部的支撑板15上方，然后将支撑梁9与两油缸8都用销轴连接；调整油缸的伸缩，将支撑梁9的两端支撑在第三标准节段下部的支撑板15上。

(10)解除顶层节段2与第三标准节段16的连接，循环采用上述步骤(3)到(9)的方法依次吊装后续标准节段。

(11)塔架1的所有标准节段安装完成后，将顶层节段2与塔架最上层标准节段连接固定，然后如图1所示，在一侧塔架上安装爬梯18，施工人员通过爬梯到桁架上安装操作平台4，在操作平台上安装拱肋液压提升系统5，完成拱肋竖转提升架的安装。