大悬臂钢脊骨梁施工装置及施工方法

技术领域

本发明涉及一种大悬臂钢脊骨梁施工装置及施工方法，主要适用于大悬臂钢脊骨梁顶推施工。

背景技术

传统装配式桥梁主要采用预制安装施工技术，其桥梁上部结构主要采用预制T梁、预制箱梁、钢箱梁、钢板梁等施工结构形式。大悬臂脊骨梁模块化独塔斜拉桥主要采用钢结构加工制作、拼装、焊接技术。大悬臂脊骨梁模块化桥梁结构组合技术能够实现斜拉桥建造的工业化，梁体采用工厂化节段加工、现场焊接组拼的建造方式，相较于同等规模钢结构桥梁其结构受力合理、结构新颖、构思巧妙，但施工难度较大。

因此亟需针对大悬臂脊骨梁工厂化节段加工、现场焊接组拼、变截面尺寸形式、悬臂端尺寸长、跨河施工、脊骨梁拼装定位精度要求高、顶推难度大、安装空间小、作业面受限、空间定位精度要求高等重难点问题，在总结传统施工方法的基础上对大悬臂脊骨梁施工方式进行创新，提出一种大悬臂钢脊骨梁施工装置及施工方法，来提升独塔斜拉桥模块化脊骨梁顶推精确就位。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种大悬臂钢脊骨梁施工装置及施工方法。

这种大悬臂钢脊骨梁施工装置，包括：钢管柱、高程调节块、贝雷梁、履带式重物移运器、三向调节装置和定型化安全通道；

所述钢管柱顶面通过槽型平台板设有中桩顶承重梁，钢管柱底面设有钻孔灌注桩，中桩顶承重梁上设有贝雷梁，贝雷梁顶面设有中轨道分配梁，中轨道分配梁顶面设有轨道承重梁；

轨道承重梁上方设有履带式重物移运器，履带式重物移运器顶面设有高程调节块；

轨道承重梁上还设有三向调节装置，三向调节装置上设有竖向千斤顶，三向调节装置一侧设有薄型千斤顶；

贝雷梁靠近中桩顶承重梁端部一侧设有定型化安全通道，定型化安全通道另一侧设有安全通道加强贝雷梁；大悬臂钢脊骨梁的悬臂下方设有边桩顶承重梁，边桩顶承重梁下方也设有钢管柱。

作为优选：所述钻孔灌注桩顶部设有锚板，锚板下方设有锚筋，锚筋间设有加劲角钢，锚板底面设有锚板加强角钢，锚板顶面设有预留螺杆，锚板上设有钢柱底板，钢柱底板上设有底板预留孔，预留螺杆穿过底板预留孔并固定，所述钢柱底板上设有加劲板。

作为优选：所述钢管柱顶面设置钢管顶板，钢管顶板上设有槽型平台板，槽型平台板包括抱箍弧板，抱箍弧板端部设有抱箍耳板，两个槽型平台板通过抱箍耳板和抱箍螺栓抱箍于钢管桩上，槽型平台板顶面设有中桩顶承重梁，槽型平台板和中桩顶承重梁之间通过平台板螺栓连接，钢管柱之间设有钢管平联剪刀撑，槽型平台板设有加劲工字钢。

作为优选：所述轨道承重梁两侧分别设有承重梁加劲角钢，轨道承重梁顶面设有限位槽钢，履带式重物移运器设于限位槽钢顶面。

作为优选：所述轨道承重梁上还设有三向调节装置，薄型千斤顶底部设有千斤顶底座，三向调节装置四周分别设有上托盘和下托盘，三向调节装置还设有液压油管。

作为优选：所述定型化安全通道底部设有通道加劲槽钢，定型化安全通道两端部分别通过通道固定槽钢连接贝雷梁和安全通道加强贝雷梁，通道固定槽钢通过固定螺栓连接贝雷梁和安全通道加强贝雷梁，安全通道加强贝雷梁顶面设有护栏，护栏间设有防护网，防护网底部通过防护网固定板固定于定型化安全通道上。

作为优选：所述大悬臂钢脊骨梁两侧悬臂底部分别设有楔形顶块，楔形顶块置于边桩顶承重梁上。

这种大悬臂钢脊骨梁施工装置的施工方法，包括以下步骤：

步骤一、轻量化顶推滑移支架施工：施工钻孔灌注桩和钢管柱，随后在钢管顶板上安装中桩顶承重梁，并依次安装贝雷梁、中轨道分配梁、轨道承重梁、履带式重物移运器和高程调节块；

步骤二、拼装平台支架施工：在轨道承重梁上设置三向调节装置，大悬臂钢脊骨梁悬臂下方通过钢管柱、边桩顶承重梁和楔形顶块支撑；

步骤三、定型化安全通道安装：在中桩顶承重梁端部安装安全通道加强贝雷梁，随后安定型化安全通道，并安装护栏和防护网；

步骤四、节段顶推施工：拼装大悬臂钢脊骨梁，并通过轻量化顶推滑移支架进行顶推施工，通过履带式重物移运器来托起大悬臂脊骨梁梁段的清退位移，用高程调节块调节大悬臂脊骨梁梁段整体平衡性；

步骤五、梁段拼装位置调节：梁大悬臂钢脊骨梁梁段定位后，通过三向调节装置进行梁段的精确定位。

作为优选，步骤一具体为：施工钻孔灌注桩并安装锚板，将锚板上的预留螺杆穿过钢柱底板上的底板预留孔，完成钢管柱的安装；随后在钢管柱顶面的钢管顶板上安装槽型平台板，两块槽型平台板通过抱箍弧板抱箍于钢管柱上，抱箍弧板之间通过抱箍耳板上的抱箍螺栓固定，钢管柱间安装钢管平联剪刀撑；在槽型平台板顶面安装中桩顶承重梁，并通过平台板螺栓固定，随后在中桩顶承重梁上安装贝雷梁，贝雷梁顶面安装中轨道分配梁，中轨道分配梁顶面安装轨道承重梁，轨道承重梁上安装履带式重物移运器，履带式重物移运器上设置高程调节块。

本发明的有益效果是：

1)采用钻孔灌注桩与钢管桩连接对中桩顶承重梁进行支撑，可大幅提高施工效率。

2)在轨道承重梁上方设有履带式重物移运器，履带式重物移运器顶面设有高程调节块，形成轻量化顶推支架系统，可节约钢管支撑系统材料的投入，进而极大地提升施工安全保障和有助于模块化脊骨梁的定位精度控制，有效的提高了施工效率。

3)通过通道固定槽钢在贝雷梁和安全通道加强贝雷梁之间架设定型化安全通道，提高了安全通道安装的施工效率，同时，定型化安全通道设于中桩顶承重梁两端，可方便顶推施工的跟踪检查及支架体系的安全检查，大幅度提升高空作业安全性和可操作性。

附图说明

图1是本发明大悬臂钢脊骨梁施工整体示意图；

图2是钻孔灌注桩与钢管柱拼装立面图；

图3是钻孔灌注桩与钢管柱拼装平面图；

图4是钢管柱与中桩顶承重梁安装示意图；

图5是钢管柱与中桩顶承重梁安装节点放大图；

图6是钢管柱与中桩顶承重梁安装时的槽型平台板结构示意图；

图7是顶推施工履带式重物移运器位置示意图；

图8是图7的侧视图；

图9是三向调节装置平面图；

图10是三向调节装置立面图；

图11是定型化安全通道剖面图；

图12是定型化安全通道立面图。

其中：1.钻孔灌注桩2.锚筋3.加劲角钢4.锚板加强角钢5.预留螺杆6.钢柱底板7.底板预留孔8.加劲板9.钢管柱10.锚板12.高程调节块13.钢管平联剪刀撑15.限位槽钢16.槽型平台板17.平台板螺栓18.加劲工字钢19.钢管顶板20.抱箍螺栓21.抱箍弧板22.抱箍耳板28.贝雷梁36.轨道承重梁37.履带式重物移运器38.三项调节装置39.液压油管40.千斤顶底座41.薄型千斤顶42.竖向千斤顶43.上托盘44.下托盘45.中轨道分配梁46.承重梁加劲角钢47.安全通道加强贝雷梁48.通道固定螺栓49.通道固定槽钢50.通道加劲槽钢51.定型化安全通道52.护栏53.防护网54.防护网固定板55.大悬臂钢脊骨梁56.边桩顶承重梁57.楔形顶块58.中桩顶承重梁。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

实施例一

作为一种实施例，如图1所示，这种大悬臂钢脊骨梁施工装置，包括：钢管柱9、高程调节块12、贝雷梁28、履带式重物移运器37、三向调节装置38和定型化安全通道51；

所述钢管柱9顶面设有中桩顶承重梁58，中桩顶承重梁58上设有贝雷梁28，贝雷梁28顶面设有中轨道分配梁45，中轨道分配梁45顶面设有轨道承重梁36；大悬臂钢脊骨梁55两悬臂下方设置楔形顶块57，楔形顶块57下方设有边桩顶承重梁56，边桩顶承重梁56下方也设有钢管柱9。

如图2和图3所示，钢管柱9底面设有钻孔灌注桩1，钻孔灌注桩1顶部设置锚板10，锚板10上设置锚筋2，两锚筋2间设置加劲角钢3，锚板2底面设置锚板加强角钢4，锚板2顶面设置预留螺杆5，钢柱底板6上设有底板预留孔7，预留螺杆5穿过底板预留孔7并固定，所述钢柱底板6上设置加劲板8。

如图4至图6所示，钢管柱9顶面设置钢管顶板19，钢管顶板19上设置两块槽型平台板16，槽型平台板16一侧设抱箍弧板21抱箍于钢管桩9上，抱箍弧板21端部设有抱箍耳板22，两抱箍耳板22间设置抱箍螺栓20，槽型平台板16顶面设置中桩顶承重梁58，两者间设置平台板螺栓17，两钢管柱间设置钢管平联剪刀撑13，槽型平台板16设置加劲工字钢18。

如图7和图8所示，贝雷梁28顶面设置中轨道分配梁45，分配梁顶面设置轨道承重梁36，轨道承重梁36两侧边设置承重梁加劲角钢46，轨道承重梁36顶面设置限位槽钢15，限位槽钢15顶面设置履带式重物移运器37，履带式重物移运器37顶面设置高程调节块12。

如图9和图10所示，拼装处轨道承重梁36上设置三向调节装置38，所述三向调节装置38上设置竖向千斤顶42，一侧设置薄型千斤顶41，薄型千斤顶41底部设置千斤顶底座40，四周各设置上托盘43及下托盘44，并设置液压油管39。

如图11和图12所示，轨道承重梁58上设置一组贝雷梁28及安全通道加强贝雷梁47，所述定型化安全通道51底部设置通道加劲槽钢50，两端部设置通道固定槽钢49，与贝雷梁28及安全通道加强贝雷梁47间通过通道固定螺栓48连接，安全通道加强贝雷梁47顶面设置护栏52，护栏52间设置防护网53，防护网底部设置防护网固定板54固定于定型化安全通道51上。

实施例二

作为另一种实施例，实施例一中的大悬臂钢脊骨梁施工装置的施工方法，包括以下步骤：

步骤一、轻量化顶推滑移支架施工：首先施工钻孔灌注桩1，施工时安装锚板，随后在锚板的预留螺杆5上安装钢管柱9，安装时将钢柱底板6上的底板预留孔7穿过预留螺杆5完成安装，随后在钢管柱9顶面的钢管顶板19上上安装槽型平台板16，通过抱箍弧板21抱箍于钢管柱9上，并通过两侧抱箍耳板22上的抱箍螺栓20固定，钢管柱9间安装钢管平联剪刀撑13并在槽型平台板16顶面安装中桩顶承重梁58，并通过平台板螺栓17固定，随后在中桩顶承重梁58上安装贝雷梁28，贝雷梁28顶面安装中轨道分配梁45，中轨道分配梁45顶面安装轨道承重梁36，轨道承重梁36上安装履带式重物移运器37，履带式重物移运器37上设置高程调节块12。

步骤二、拼装平台支架施工：支架平台搭设与轻量化顶推滑移支架施工一致，不同之处在于轨道承重梁36上设置三向调节装置38，大悬臂钢脊骨梁55的悬臂下方亦设置钢管柱9，并在钢管柱9顶面安装边桩顶承重梁56，同时在边桩顶承重梁56上安装楔形顶块57支撑大悬臂钢脊骨梁55的悬臂。

定型化安全通道安装：在中桩顶承重梁58端部安装安全通道加强贝雷梁47，随后安定型化安全通道，通过通道固定槽钢49及通道固定螺栓48固定，随后安装护栏52及防护网53。

节段顶推施工：待大悬臂钢脊骨梁55拼装完成后通过轻量化顶推滑移支架进行顶推施工，通过履带式重物移运器37来托起大悬臂脊骨梁55梁段的清退位移，高程调节块12用以调节大悬臂钢脊骨梁55梁段整体平衡性。

梁段拼装位置调节：待梁大悬臂钢脊骨梁55梁段定位后通过三向调节装置38进行梁段的精确定位。