一种非对称空间线形Y型钢构及其安装方法

技术领域

本发明涉及大桥施工领域，尤其是涉及一种非对称空间线形Y型钢构及其安装方法。

背景技术

目前随着我国的经济发展，需要修建的大跨度桥梁也越来越多，桥梁的结构形式也越来越新颖，其中Y型钢构就是其中一种；Y型钢构是从V墩连续刚构演变而来的桥型，具有连续梁和斜腿刚架的受力特性，这种桥型与相同跨径的连续梁桥相比，结构轻巧美观，是城市跨河桥梁的较好桥型。

现有的，当完成主塔和钢混结合段部分的施工后，并在需要对前悬臂和后悬臂进行逐节施工前，需要在前悬臂和后悬臂对应施工位置正下方先从地面朝上架设Y构支架；然后通过缆索依次吊装各节段至相应位置后，并且落在Y构支架上，再将节段焊接在钢混结合段处，从而完成各节段的施工。

针对上述中的相关技术，若在需要保持通航的较高桥梁施工时，一般会在河道两侧位置架设主塔，因此若需要在施工前悬臂和后悬臂位置处均架设Y构支架，则不仅需要在河道中架设，架设难度大，而且所需要的整体支架较多，特别是针对双Y型钢构，其所需要花费的支架则会成倍增加，对应的所需成本也会大幅度增加。

发明内容

为了降低施工难度，并且降低所需成本，本申请提供一种非对称空间线形Y型钢构及其安装方法。

第一方面，本申请提供的一种非对称空间线形Y型钢构，采用如下的技术方案：

一种非对称空间线形Y型钢构，包括：一对相互内扣设置的Y型钢构单体；所述Y型钢构单体均包括：主塔、钢混结合段、后悬臂、前悬臂和边主梁，所述钢混结合段设置在所述主塔的顶部，所述后悬臂和所述前悬臂分别焊接于所述钢混结合段的两侧，所述后悬臂与所述主塔之间的夹角小于所述前悬臂与所述主塔之间的夹角；所述边主梁架设于所述后悬臂和所述前悬臂之间；两所述Y型钢构单体中的所述钢混结合段之间连接有中横梁；两所述后悬臂的尾端位置之间安装有后端梁，所述边主梁与所述后端梁相连接。

通过采用上述技术方案，先建筑好主塔，再在主塔的顶部灌注形成钢混结合段，并且灌注形成中横梁，提高两个钢混结合段之间的整体稳定性；接着将后悬臂和前悬臂分别通过焊接的方式焊接于钢混结合段的两侧处，并且使得钢混结合段、后悬臂和前悬臂呈内扣设置，从而使得后续承压的过程中，使得整体所受应力方向朝内，减少出现两个Y型钢构单体朝外弯曲的情况，提高整体安全性；最后完成边主梁的施工，使得钢混结合段、后悬臂、前悬臂和边主梁之间形成三角形，提升整体稳定性；设置后端梁则使得两条后悬臂之间的连接稳定更强。

优选的，所述后悬梁和所述前悬臂均包括若干节段，相邻所述节段之间相互焊接设置。

通过采用上述技术方案，便于后悬梁和前悬梁的施工便利性，且在进行吊装的过程中自由度更高。

第二方面，本申请提供的一种非对称空间线形Y型钢构安装方法，采用如下的技术方案：

一种非对称空间线形Y型钢构安装方法，基于所述非对称空间线形Y型钢构，所述安装方法包括：

步骤一：在两条后悬臂的后段位置处搭建Y构支架，在两个钢混结合段上搭建斜拉吊塔；

步骤二：将后悬臂第一节段吊装至钢混结合段处，并将所述后悬臂第一节段焊接于所述钢混结合段，通过斜拉索将所述后悬臂第一节段挂设在所述斜拉吊塔，再缆索松钩；采用以上述方法将前悬臂第一节段完成施工；

步骤三：采用步骤二中的方法将后悬臂施工至对应所述Y构支架前的位置；

步骤四：将后悬臂后节段依次吊装至搁置于所述Y构支架上，完成焊接施工，并且将与所述后悬臂后节段同样数量的前悬臂后节段吊装至相应位置，完成焊接施工；并通过对拉索将相对应的所述后悬臂后节段和所述前悬臂后节段之间进行对拉，再缆索松钩；

步骤五：将后端梁吊装至两条后悬臂的最后节段之间位置，将所述后端梁与所述后悬臂进行焊接，再缆索松钩；

步骤六：自后悬臂朝前悬臂的方向依次安装Y型钢构单体顶部两侧位置的边主梁，直至形成完整的Y型钢构单体。

通过采用上述技术方案，参照图1，针对一些需要保证通航或者在高山区域进行搭桥时，主塔则搭设在横跨区域的两侧位置处，其主塔高度较高，因此仅在后悬臂且对应后段位置处搭建Y构支架，该位置由于在岸上一侧且海拔高度较高，搭建Y构支架难以程度较低；并且在钢混结合段上搭建斜拉吊塔，在该位置搭建斜拉吊塔不仅搭建方便，而且距离后悬臂和前悬臂的较近，使得在后续安装后悬臂和前悬臂的前半段的各节段时更加稳定；从而依次安装后悬臂和前悬臂的前半段的节段，其中每安装一节段时通过斜拉索将其挂设在斜拉吊塔；而在对后悬臂后节段进行安装时，则可通过Y构支架进行支撑，在对前悬臂后节段进行安装时，每安装一节段时，则通过对拉索将相对应的前悬臂后节段和后悬臂后节段进行对拉，完成对前悬臂后节段的稳定；当完成后悬臂和前悬臂的安装后，再进行边主梁的安装，一同形成三角形的稳定结构。

优选的，所述步骤二-步骤三中，在缆索松钩前，所述方法还包括：

在各节段的两侧绑定临时缆风绳，其中一侧的所述临时缆风绳绑定于地面、另一侧的所述临时缆风绳绑定于所述中横梁；

所述步骤四-步骤五中，在缆索松钩前，所述方法还包括：

将拆除所述步骤二-步骤三中绑定的所述临时缆风绳，将所述临时缆风绳绑定于所述步骤四-步骤五中安装的节段。

通过采用上述技术方案，由于后悬臂和前悬臂的施工位置较高，因此在对个节段进行安装的过程中，均采用缆风绳的作用，对各节段的两侧进行拉紧，可提高整个安装过程中的稳定性；另外当进行安装后悬臂的后节段和前悬臂的后节段时，此时后悬臂和前悬臂已完成安装部分已稳定，则拆除之前的临时缆风绳，再用于绑定后悬臂的后节段和前悬臂的后节段，达到重复利用的目的。

优选的，所述步骤六的具体方法包括：

自后悬臂朝前悬臂的方向逐节安装Y型钢构单体顶部两侧位置的边主梁，直至达到架设于所述斜拉吊塔处；

在所述后悬臂的尾端和所述前悬臂的尾端之间安装边跨永久系杆；

拆除所述后悬臂后节段和所述前悬臂后节段之间的所述对拉索；

继续铺设边主梁，直至形成完整的Y型钢构单体。

通过采用上述技术方案，在安装边主梁的过程中，由于后悬臂与所述主塔之间的夹角小于所述前悬臂与所述主塔之间的夹角，因此对拉索呈倾斜状态，当边主梁搭设的过程中对拉索会造成阻碍；从而先将边主梁搭设至斜拉吊塔处，通过斜拉吊塔进行承托；然后在后悬臂的尾端和前悬臂的尾端之间安装边跨永久系杆，再拆除后悬臂后节段和前悬臂后节段之间的对拉索，解除阻碍，使得边主梁顺利完成整体安装。

优选的，在所述步骤五之后，在所述步骤六之前，所述方法包括：

在所述后悬臂远离所述钢混结合段的一端和所述前悬臂远离所述钢混结合段的一端均焊接有三角承托块。

通过采用上述技术方案，使得后续在安装边主梁的过程中，边主梁的两端与后悬臂和前悬臂之间的连接更加稳定，进而可进一步提高整体Y型钢构的稳定性。

优选的，每铺设一节所述边主梁，则在所述Y型钢构单体顶部两侧位置的所述边主梁之间位置安装连接梁，形成桁架。

通过采用上述技术方案，可进一步提高位于两个Y型钢构单体中相对应的各节边主梁之间的安装稳定性，也可提高后续在Y型钢构上铺路的稳定性。

优选的，在步骤三之后，步骤四之前，在两条后悬臂之间和两条前悬臂之间安装第一道临时横撑；在步骤四之后，步骤五之前，在两条前悬臂之间远离所述钢混结合段的一端安装第二道临时横撑。

通过采用上述技术方案，第一道临时横撑和第二道临时横撑的设置可进一步提高后悬臂和前悬臂安装过程中的稳定性；也进一步减少因内扣设置而发生倒塌的情况。

优选的，所述斜拉吊塔包括：塔体和若干支撑杆，所述塔体安装于所述钢混结合段；所述塔体的顶端开设有若干滑移槽，若干所述支撑杆分别通过所述滑移槽滑移式安装于所述塔体，所述支撑杆用于抵接于所述边主梁；所述塔体安装有用于限制所述支撑杆滑移位置的限位组件。

通过采用上述技术方案，由于在安装边主梁的过程中，斜拉吊塔需要对边主梁进行支撑，因此当完成整个Y型钢构的安装后，需要拆除斜拉吊塔时，斜拉吊塔依然存在一定的压力，导致难以拆除；从而拆除前，先通过限位组件松开对支撑杆束缚，使得支撑杆在滑移槽内滑移，支撑杆离开边主梁，让斜拉吊塔与边主梁之间存在间隙，便于对斜拉吊塔的拆卸。

优选的，所述支撑杆设置有两排且分别位于所述塔体的两侧，两侧的所述支撑杆一一对应设置，所述限位组件包括：滑移套筒和双向气缸，各所述支撑杆均套设一所述滑移套筒，所述滑移套筒均滑移式安装于所述塔体；相对应的一对所述支撑杆相互远离的一侧均开设有供所述滑移套筒内壁卡入的卡位槽；相对应的两所述支撑杆中的两所述滑移套筒之间均安装一所述双向气缸，所述双向气缸的两活塞杆分别连接于相对应的两所述滑移套筒。

通过采用上述技术方案，当需要松开对支撑杆的束缚时，启动双向气缸，驱使两个滑移套筒朝相互靠近的方向移动，使得滑移套筒的内壁离开卡位槽，从而支撑杆即可通过自身重力滑离边主梁；该结构简单，且驱使同步性高。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.仅在后悬臂且对应后段位置处搭建Y构支架，该位置由于在岸上一侧且海拔高度较高，搭建Y构支架难以程度较低；并且在钢混结合段上搭建斜拉吊塔，在该位置搭建斜拉吊塔不仅搭建方便，而且距离后悬臂和前悬臂的较近，使得在后续安装后悬臂和前悬臂的前半段的各节段时更加稳定；从而依次安装后悬臂和前悬臂的前半段的节段，其中每安装一节段时通过斜拉索将其挂设在斜拉吊塔；而在对后悬臂后节段进行安装时，则可通过Y构支架进行支撑，在对前悬臂后节段进行安装时，每安装一节段时，则通过对拉索将相对应的前悬臂后节段和后悬臂后节段进行对拉，完成对前悬臂后节段的稳定；当完成后悬臂和前悬臂的安装后，再进行边主梁的安装，一同形成三角形的稳定结构；

2.由于后悬臂和前悬臂的施工位置较高，因此在对个节段进行安装的过程中，均采用缆风绳的作用，对各节段的两侧进行拉紧，可提高整个安装过程中的稳定性；另外当进行安装后悬臂的后节段和前悬臂的后节段时，此时后悬臂和前悬臂已完成安装部分已稳定，则拆除之前的临时缆风绳，再用于绑定后悬臂的后节段和前悬臂的后节段，达到重复利用的目的；

3.对拉索呈倾斜状态，当边主梁搭设的过程中对拉索会造成阻碍；从而先将边主梁搭设至斜拉吊塔处，通过斜拉吊塔进行承托；然后在后悬臂的尾端和前悬臂的尾端之间安装边跨永久系杆，再拆除后悬臂后节段和前悬臂后节段之间的对拉索，解除阻碍，使得边主梁顺利完成整体安装；

4.由于在安装边主梁的过程中，斜拉吊塔需要对边主梁进行支撑，因此当完成整个Y型钢构的安装后，需要拆除斜拉吊塔时，斜拉吊塔依然存在一定的压力，导致难以拆除；从而拆除前，先通过限位组件松开对支撑杆束缚，使得支撑杆在滑移槽内滑移，支撑杆离开边主梁，让斜拉吊塔与边主梁之间存在间隙，便于对斜拉吊塔的拆卸。

附图说明

图1是本申请Y型钢构安装环境示意图。

图2是本申请实施例非对称空间线形Y型钢构的Y型钢构单体结构正视图。

图3是本申请实施例非对称空间线形Y型钢构的Y型钢构单体结构俯视图。

图4是本申请实施例非对称空间线形Y型钢构安装方法的S10施工示意图。

图5是本申请实施例非对称空间线形Y型钢构安装方法的S20施工示意图。

图6是本申请实施例非对称空间线形Y型钢构安装方法的S30施工示意图。

图7是本申请实施例非对称空间线形Y型钢构安装方法的临时缆风绳安装示意图。

图8是本申请实施例非对称空间线形Y型钢构安装方法的S40中后悬臂的第三节段施工示意图。

图9是本申请实施例非对称空间线形Y型钢构安装方法的S40中前悬臂的第三节段施工示意图。

图10是本申请实施例非对称空间线形Y型钢构安装方法的后悬臂和前悬臂安装完成后的俯视图。

图11是本申请实施例非对称空间线形Y型钢构安装方法的S70施工示意图。

图12是本申请实施例非对称空间线形Y型钢构安装方法的S80施工示意图。

图13是图12中A的局部放大图。

附图标记说明：

1、Y型钢构单体；11、主塔；12、钢混结合段；13、后悬臂；14、前悬臂；15、边主梁；16、中横梁；17、边跨永久系杆；18、三角承托块；2、Y构支架；3、斜拉吊塔；31、塔体；311、滑移槽；32、支撑杆；321、卡位槽；4、临时缆风绳；5、第一道临时横撑；6、斜拉索；7、对拉索；8、第二道临时横撑；9、限位组件；91、滑移套筒；92、双向气缸。

具体实施方式

以下结合附图1-13对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种非对称空间线形Y型钢构。参照图2和图3，非对称空间线形Y型钢构包括一对Y型钢构单体1，两个Y型钢构单体1均包括主塔11、钢混结合段12、后悬臂13、前悬臂14和边主梁15，主塔11竖直设置，钢混结合段12通过混凝土连接在主塔11的顶部，两个Y型钢构单体1中的钢混结合段12之间连接有中横梁16；后悬臂13和前悬臂14分别焊接于钢混结合段12的两侧，并且后悬臂13与主塔11之间的夹角小于前悬臂14与主塔11之间的夹角，两个Y型钢构单体1中的后悬臂13、前悬臂14和钢混结合段12结合后相互之间呈内扣设置（如图3所示）；后悬臂13和前悬臂14均包括若干节段，在本实施例中，以后悬臂13和前悬臂14均设置有四个节段为例进行描述，相邻所述节段之间相互焊接设置，后悬臂13的最顶端海拔高度低于前悬臂14最顶端海拔高度，并且后悬臂13的每节段的海拔高度均低于前悬臂14的每节段的海拔高度。

边主梁15水平延伸设置，边主梁15位于后悬梁和前悬梁之间的顶部位置，边主梁15的两端分别连接于后悬梁远离钢混结合段12的一端和后悬梁远离钢混结合段12的一端，从而边主梁15、后悬梁和前悬梁之间形成三角形稳定结构；两条后端梁的尾端位置之间安装有后端梁，后端梁与边主梁15相连接，从而进一步提高整体稳定性。

本申请实施例还公开一种非对称空间线形Y型钢构安装方法。安装方法包括如下：

S10：参照图4，在两条后悬臂13的第三节段和第四节段处搭建Y构支架2，在两个钢混结合段12上搭建斜拉吊塔3。

S20：参照图5，将后悬臂13的第一节段通过缆索吊装至钢混结合段12处，调整对位后将所述后悬臂13的第一节段环向焊接于所述钢混结合段12，通过斜拉索6将所述后悬臂13第一节段挂设在所述斜拉吊塔3，再缆索松钩；采用以上述方法将前悬臂14的第一节段完成施工。

S30：参照图6，采用S20中的方法将后悬臂13的第二节段和前悬臂14的第二节段进行施工，即施工至Y构支架2前的位置。

在S20-S30中，在缆索松钩前，方法还包括：

参照图7，在各节段的两侧绑定临时缆风绳4，其中一侧的临时缆风绳4绑定于地面、另一侧的临时缆风绳4绑定于中横梁16。

另外，参照图7，在两条后悬臂13的第二节段之间和两条前悬臂14的第二节段之间均焊接第一道临时横撑5。

S40：参照图8和图9，将后悬臂13后节段依次通过缆索吊装至搁置于Y构支架2上，调整对位后完成焊接施工，即完成后悬臂13的第三节段和第四节段的施工；并且将与后悬臂13后节段同样数量的前悬臂14后节段吊装至相应位置，调整对位后完成焊接施工，即完成前悬臂14的第三节段和第四节段的施工，上述施工是采用：后悬臂13的第三节段-前悬臂14的第三节段-后悬臂13的第四节段-前悬臂14的第四节段的顺序施工；并通过对拉索7将相对应的后悬臂13后节段和前悬臂14后节段之间进行对拉，上述对拉索7的施工是：当完成前悬臂14的第三节段时，通过对拉索7将后悬臂13的第三节段和前悬臂14的第三节段进行对拉，当完成前悬臂14的第四节段时，通过对拉索7将后悬臂13的第四节段和前悬臂14的第四节段进行对拉；最后再缆索松钩。

另外，参照图10，在两条前悬臂14的第四节段之间焊接安装有第二道临时横撑8。

S50：将后端梁吊装至两条后悬臂13的最后节段之间位置，将后端梁与后悬臂13进行焊接，再缆索松钩。

在S40-S50中，在缆索松钩前，方法还包括：

将拆除S20-S30中绑定的临时缆风绳4，将临时缆风绳4依次绑定在S40-S50中安装的节段。

S60：在后悬臂13远离钢混结合段12的一端和前悬臂14远离钢混结合段12的一端均焊接有三角承托块18。

S70：参照图11，自后悬臂13朝前悬臂14的方向逐节安装Y型钢构单体1顶部两侧位置的边主梁15，直至达到架设于斜拉吊塔3处。

S80：参照图12，在后悬臂13的尾端和前悬臂14的尾端之间安装边跨永久系杆17。

S90：拆除后悬臂13后节段和前悬臂14后节段之间的对拉索7。

S100：继续铺设边主梁15，直至形成完整的Y型钢构单体1。

上述在铺设边主梁15的过程中：每铺设一节边主梁15，则在Y型钢构单体1顶部两侧位置的边主梁15之间位置安装连接梁，形成桁架。

参照图12和图13，其中斜拉吊塔3包括塔体31和若干支撑杆32，塔体31竖直设置，塔体31的底部固定安装在钢混结合段12；塔体31的顶端两侧分别开设有一排滑移槽311，两排滑移槽311均一一对应设置；每个滑移槽311内均滑移式安装一根支撑杆32，支撑杆32朝竖直方向滑移，且支撑杆32的顶端抵接于边主梁15；塔体31安装有用于限制支撑杆32滑移位置的限位组件9。

限位组件9包括滑移套筒91和双向气缸92，每根支撑杆32均套设一个滑移套筒91，相对应的两个滑移套筒91均朝相互靠近或远离的方向滑移式安装在塔体31；相对应的一对支撑杆32相互远离的一侧均开设有供滑移套筒91内壁卡入的卡位槽321；塔体31位于相对应的两根支撑杆32中的两个滑移套筒91之间均固定安装一个双向气缸92，双向气缸92的两根活塞杆分别固定安装在相对应的两个滑移套筒91；从而即可同步驱使同一对的两个滑移套筒91朝相互靠近的方向滑移，从而使得滑移套筒91离开卡位槽321，让支撑杆32的顶部离开边主梁15，进而方便拆除整个斜拉吊塔3。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。