适用于复合截面节段梁桥后装挑臂的单侧轻型吊装设备及施工方法

技术领域：

本发明属于桥梁施工技术领域，具体涉及一种适用于复合截面节段梁桥后装挑臂的单侧轻型吊装设备及施工方法，属于交通工程技术领域。

背景技术：

针对本桥先拼装“预制核心箱梁”、后拼装“预制挑臂”的特点，需要提出受力性能优良、构造简单合理、施工快速便捷的桥梁横向分段预制拼装方法，以及适用于该拼装方法的可行走吊装设备。

目前，预制节段梁纵向拼接工艺已经较为成熟，工程中常用的吊装设备也大多应用于纵桥向节段吊装。此外，常用的吊装设备中，普遍只能单方向吊装，难以实现本工程中双侧预制挑臂的起吊工作；龙门式吊装设备虽可双侧吊装，但设备规模较大。所以，在实现横向节段拼装的同时，能保证吊装设备轻型便捷及安全稳定，是需要研究解决的问题。

发明内容：

本发明针对目前横向预制节段拼装施工所存在的问题，提出了一种适用于横向节段单侧吊装的轻型吊装设备，能够实现预制挑臂和核心纵梁间的精确拼接。该吊装设备规模小，便于安装使用；吊装预制挑臂时，支撑台座与核心纵梁间的锚固装置和吊装设备与预埋临时锚固块间的锚固索，可确保吊装过程的安全稳定；进一步的，可通过转动系统完成对侧预制挑臂的吊装，并张拉临时预应力，此时无需等待接缝混凝土达到强度，将吊装设备顶推至下一节段，继续吊装；从而大大提高了设备的周转效率，缩短了工期。

为实现上述功能，本发明的主要技术方案为：适用于复合截面节段梁桥后装挑臂的单侧轻型吊装设备及施工方法。

所述的吊装设备及施工方法，所基于的结构体系为复合截面节段梁体系，其特征在于包括已建成核心纵梁区段、预制挑臂、预埋临时锚固块、临时预应力、支撑牛腿。

本发明中适用于复合截面节段梁桥后装挑臂的单侧轻型吊装设备包括转动系统、吊装系统、桥面行走系统和支撑锚固系统；转动系统通过支撑锚固系统固定于核心纵梁，吊装系统固定于转动系统并通过吊索吊装预制挑臂，两侧挑臂均吊装完成后，吊装设备通过桥面行走系统进行前移。

所述的转动系统，转盘固定于支撑系统，并连接吊装系统。预制挑臂吊装时，通过转盘将吊臂转动至横桥向，进行吊装；吊装设备桥面行走时，吊臂缩短并转动至纵桥向，移动至下一节段。

所述的吊装系统，包括伸缩吊臂、卷扬机和起吊横梁。吊臂顶端的滑轮组支撑卷扬钢丝绳吊装重物，通过吊臂伸缩或角度变化进行精准定位；且卷扬机钢丝绳下端连接起吊横梁，用于悬吊拼装预制挑臂。吊点的选择必须保证预制挑臂起吊后不转动、不倾斜、不翻倒，优选的，在预制挑臂设置4吊点，其中，顺桥向可在1/4挑臂长处设吊点，横桥向根据挑臂重心位置，对称布置吊点。

所述的桥面行走系统，包括滑座、顺桥向铺设在核心纵梁中间的两条行走轨道、纵向顶推油缸和反扣装置；轨道设置在核心纵梁中间位置，轨道上设有与其配合的滑座，纵向顶推油缸前端顶在滑座，后端铰接于轨道；反扣机构上部通过销轴安装在支撑锚固系统，下部通过滚轮与轨道翼缘外侧接触，防止吊装设备前移时发生倾覆。

所述的支撑锚固系统，包括支撑台座、锚固装置、锚固索和预埋临时锚固块。所述支撑台座通过锚固装置固定于核心纵梁的固定耳座；所述支撑台座通过锚固装置固定于核心纵梁的固定耳座，优选的，锚固装置为方便安装拆除的销轴系统，其上端与支撑台座通过销轴连接，下端与核心纵梁的固定耳座通过销轴连接；吊装时，锚固索将吊装设备锚固于预埋临时锚固块，防止侧翻。

所述的预埋临时锚固块，同时应用于吊装设备的锚固和临时预应力的张拉。所述临时预应力布置形式可为1根、2根或多根，优选的，可采用双根预应力的形式；所述锚固索将吊装设备锚固于已有锚固块上，优选的，所述锚固索将锚固于两个不同的锚固块。其中，预制挑臂上的两个预埋临时锚固块，顺桥向关于挑臂肋板中心线对称，距中心线距离为1/4顺桥向挑臂长，与顺桥向接缝距离为1/3～1/2横桥向挑臂宽；核心纵梁上的两个锚固块，顺桥向关于挑臂肋板中心线对称，与肋板中心线距离为1/4顺桥向挑臂长，横桥向位于核心纵梁腹板上方。

本发明中适用于复合截面节段梁桥后装挑臂的施工方法，其步骤包括：

a架桥机架设拼装完成本段核心纵梁，完成前移，并在核心纵梁上架设挑臂吊装设备。b预制挑臂吊装时，吊装设备通过支撑锚固系统固定于核心纵梁，吊臂起吊装置将预制挑

臂吊装至复合截面节段梁桥一侧，通过吊臂长度变化或倾角的转动，对挑臂位置进行调整，实现精准定位安装；保持悬吊，将预制挑臂与核心纵梁进行临时预应力张拉。c一侧预制挑臂与核心纵梁临时预应力张拉完成，解除吊装悬吊，并拆除吊装设备与核心

纵梁上预埋临时锚固块之间的锚固索；旋转吊臂并重新锚固，进行对侧预制挑臂的吊装。d本节段双侧预制挑臂均完成临时预应力张拉，此时无需等待接缝混凝土达到强度，解除

锚固装置与锚固索，桥面行走系统的纵向顶推油缸顶推滑座，实现吊装设备前移；行进至下一节段挑臂吊装位置，通过锚固系统和锚固索将吊装设备重新固定于核心纵梁，进行下一轮吊装。

本发明的优势在于：

1、轻型便捷：该吊装设备规模小，结构简单，操作方便，便于安装使用；

2、施工过程稳定：提升系统为快速卷扬机驱动，提升过程平稳高效，纵移调整系统采用全液压驱动，行走过程平稳可靠；桥面行走系统具有反扣装置，可有效防止吊装设备在前移的过程中发生倾覆。

3、可完成双侧吊装：本吊装设备能够通过旋转系统完成核心纵梁双侧预制挑臂的吊装，伸缩吊臂可进行长度角度调节，确保拼装对接，具备极强的适应性。

4、锚固方便：预制挑臂吊装时，锚固索将吊装设备锚固于预埋临时锚固块，防止吊装设备侧翻，而所述锚固块同样用于临时预应力锚固张拉，所以无需增设锚固块。

5、吊装设备周转效率高：两侧预制挑臂吊装并完成临时预应力张拉，此时无需等待接缝混凝土达到强度，可解除锚固，行走至下一节段，继续吊装。

附图说明：

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

图1为本发明吊装设备正面示意图；

图2为本发明吊装设备吊装单侧挑臂示意图；

图3为本发明吊装设备吊装对侧挑臂示意图；

图4为本发明吊装设备行走示意图；

图5为本发明临时预应力张拉示意图；

图6为本发明预埋临时锚固块位置示意图；

图7为本发明预制挑臂吊点布置示意图；

图8为本发明所对应的复合截面节段梁体系示意图；

图中：1-核心纵梁；2-后装预制挑臂；3-卷扬机；4-转盘；5-支撑台座；6-伸缩吊臂；7-卷扬钢丝；8-起吊横梁；9-纵向行走轨道；10-临时预应力；11-顶推油缸；12-滑座；13-反扣装置；14-锚固装置；15-固定耳座；16-锚固索；17-支撑牛腿；18-预埋临时锚固块。

具体实施方式：

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。

本实施例采用附图所示吊装设备及施工方法，其区别于现有技术在于：所述单侧轻型吊装设备，包括转动系统、吊装系统、桥面行走系统和支撑锚固系统。所述转动系统通过支撑锚固系统固定于核心纵梁1，吊装系统固定于转动系统并通过吊索吊装预制挑臂2，两侧挑臂均吊装完成后，吊装设备通过桥面行走系统进行前移。所述轻型吊装设备结构简单，锚固方便，可通过旋转系统依次完成两侧的预制挑臂吊装，从而提高吊装设备周转效率，缩短工期。

在具体实施时，本发明的吊装设备及施工方法所基于的结构体系为复合截面节段梁体系，包括已建成核心纵梁1区段、预制挑臂2、预埋临时锚固块18、临时预应力10、支撑牛腿17。

所述的转动系统，其特征在于转盘4固定于支撑系统，并连接吊装系统。

所述的吊装系统，包括伸缩吊臂6和卷扬机3。吊臂顶端的滑轮组支撑卷扬钢丝7吊装重物，卷扬钢丝7下端连接起吊横梁8。吊点的选择必须保证预制挑臂起吊后不转动、不倾斜、不翻倒，优选的，在预制挑臂设置4吊点；如图7所示，近桥侧一对吊点距顺桥向接缝1m,远桥侧一对吊点距顺桥向接缝4m，每对吊点均关于肋板中心线对称，且距中心线距离均为0.75m。

在具体实施时，卷扬钢丝锁扣固定预制挑臂2，卷扬机3将挑臂连续提升，到达指定高度后，通过吊臂6伸缩或倾角变化进行微调；精准对接后，保持悬吊，在预制挑臂2与预埋临时锚固块18之间张拉临时预应力10。如图5所示，所述临时预应力10布置形式可为1根、2根或多根，优选的，可采用双根预应力的形式，即b方案。预埋锚固块18的布置如图6，其中，预制挑臂2上的两个锚固块，关于挑臂肋板中心线对称，与肋板中心线距离为0.75m，与顺桥向接缝距离为2.5m；核心纵梁上的两个锚固块，关于挑臂肋板中心线对称，与肋板中心线距离为0.75m，与顺桥向接缝距离为2m。

所述的桥面行走系统，其特征在于包括滑座12、顺桥向铺设在核心纵梁中间的两条行走轨道9、纵向顶推油缸11和反扣装置13。

所述的支撑锚固系统，包括支撑台座5、锚固装置14、锚固索16和预埋临时锚固块18。所述支撑台座5通过锚固装置14固定于核心纵梁1的固定耳座15，优选的，锚固装置为方便安装拆除的销轴系统，其上端与支撑台座5通过销轴连接，下端与核心纵梁1的固定耳座通过销轴连接。

在具体实施时，两条连续纵向轨道10通长铺设于核心纵梁中央，由销轴机构固定于核心纵梁的预埋固定耳座15；纵向顶推油缸12前端顶在滑座11，后端固定于轨道10，通过沿纵向顶推滑座12，带动吊装设备整体前移；反扣机构13设置于台座的1/4处，每侧数量为2，两侧相同布置，上部固定在支撑台座5，下部通过两侧滚轮与轨道上翼缘下侧接触，吊装设备前移时，防止吊装设备发生倾覆；当吊装设备行走至指定位置，锚固索16将吊装设备锚固于预埋临时锚固块18，锚固装置将支撑台座5锚固于核心纵梁1的固定耳座15，优选的，锚固装置设置于台座的1/2处，每侧数量为1，两侧相同布置。

具体地，本实施方式的适用于复合截面节段梁两侧同步吊装预制挑臂的施工方法，其步骤包括：

a架桥机架设拼装完成本段核心纵梁1，完成前移，并在核心纵梁1上架设挑臂吊装设备。b预制挑臂2吊装时，吊装设备通过支撑锚固系统固定于核心纵梁1，吊臂起吊装置将预制

挑臂2吊装至复合截面节段梁桥一侧，通过吊臂长度变化或倾角的转动，对挑臂位置进行

调整，实现精准定位安装；保持悬吊，将预制挑臂2与核心纵梁1进行临时预应力张拉。c一侧预制挑臂2与核心纵梁1临时预应力张拉完成，解除吊装悬吊，并拆除吊装设备与核

心纵梁1上预埋临时锚固块18之间的锚固；旋转吊臂并重新锚固，进行对侧预制挑臂2

的吊装。

d本节段双侧预制挑臂2均完成临时预应力张拉，解除锚固装置14与锚固索16，桥面行走

系统的纵向顶推油缸11将顶推滑座12，反扣机构滚轮与轨道上翼缘接触，防止吊装设备前移时倾覆，从而实现吊装设备前移；行进至下一节段挑臂吊装位置，通过锚固装置14和锚固索16将吊装设备重新固定于核心纵梁1，进行下一轮吊装。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明具体实施只局限于上述这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。