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原文传递上承式拱桥施工用钢拱架分节段移动与吊装系统及方法

专利名称：	上承式拱桥施工用钢拱架分节段移动与吊装系统及方法
摘要：	本发明公开了一种上承式拱桥施工用钢拱架分节段移动与吊装系统及方法，该系统包括对拱架拼装节段进行吊装的缆索吊机和对拱架拼装节段进行逐一移动的拱架分段移送装置；拱架分段移送装置包括对拱架拼装节段逐一进行水平移动的拼装节段移动装置和供拼装节段移动装置水平移动的水平移动通道，水平移动通道布设于后侧梁段支撑结构上；该方法包括步骤：一、桥梁下部支撑结构施工；二、缆索吊机与拱架分段移送装置施工；三、钢拱架拼装。本发明设计合理且使用效果好，将拱架分段移送装置与缆索吊机相配合使用，拱架分段移送装置将拱架拼装节段移动至缆索吊机的起吊区域，缆索吊机将拱架拼装节段吊装到位，能简便、快速完成钢拱架拼装过程。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	重庆;50
申请人：	中铁二十局集团第三工程有限公司
发明人：	任高峰;朱朋刚;王锋;张亮;孙鹏;唐辉
专利状态：	有效
申请日期：	2019-08-22T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-01T00:00:00+0800
申请号：	CN201910780242.X
公开号：	CN110396943A
代理机构：	西安创知专利事务所
代理人：	谭文琰
分类号：	E01D21/00(2006.01);E;E01;E01D;E01D21
申请人地址：	400065 重庆市南岸区黄桷垭镇崇文路28号附7
主权项：	1.一种上承式拱桥施工用钢拱架分节段移动与吊装系统，其特征在于：包括对所拼装钢拱架(1)的拱架拼装节段(1-1)进行吊装的缆索吊机和对拱架拼装节段(1-1)进行逐一移动的拱架分段移送装置；所拼装钢拱架(1)为对所施工上承式拱桥的拱肋(2)进行施工的钢拱架，所拼装钢拱架(1)沿纵桥向布设且其由多个沿纵桥向从前至后布设的拱架拼装节段(1-1)拼接而成；所述拱肋(2)的前后两端分别支撑于一个永久支座(6)上，所述永久支座(6)为钢筋混凝土支座；所述拱肋(2)沿纵桥向布设且其为钢筋混凝土拱圈，所述拱肋(2)支撑于所拼装钢拱架(1)的正上方；所施工上承式拱桥包括拱肋(2)和支撑于拱肋(2)上的主梁，所述主梁的前后两端分别支撑于一个桥台(8)上，所述主梁呈水平布设且其包括支撑于拱肋(2)上的中部梁段(3)和两个分别位于中部梁段(3)前后两侧的侧部梁段(4)，所述中部梁段(3)连接于两个所述侧部梁段(4)之间且三者均沿纵桥向布设，所述中部梁段(3)与拱肋(2)之间通过多个沿纵桥向由前至后布设的竖向立柱(5)紧固连接；每个所述侧部梁段(4)下方均沿纵桥向由前至后布设有多个呈竖直向布设的支撑墩柱(7)，所述支撑墩柱(7)为钢筋混凝土墩柱，每个所述侧部梁段(4)均支撑于一个所述桥台(8)和多个所述支撑墩柱(7)上，每个所述侧部梁段(4)下方所支撑的一个所述桥台(8)和多个所述支撑墩柱(7)均组成一个侧部梁段支撑结构；两个所述侧部梁段支撑结构分别为位于拱肋(2)前侧的前侧梁段支撑结构和位于拱肋(2)后侧的后侧梁段支撑结构，两个所述永久支座(6)分别为位于拱肋(2)前端下方的前侧支座和位于拱肋(2)后端下方的后侧支座；所述拱架分段移送装置包括对拱架拼装节段(1-1)逐一进行水平移动的拼装节段移动装置和供所述拼装节段移动装置水平移动的水平移动通道，所述水平移动通道呈水平布设且其沿纵桥向布设；所述水平移动通道布设于所述后侧梁段支撑结构上，所述后侧梁段支撑结构为移动通道支撑结构；所述水平移动通道包括一个支撑于所述移动通道支撑结构上的纵向支撑梁(3-1)，所述拼装节段移动装置为一个能在纵向支撑梁(3-1)上进行前后移动且移动过程中带动所移动拱架拼装节段(1-1)进行同步移动的水平移动装置，所述纵向支撑梁(3-1)呈水平布设且其沿纵桥向布设；所述水平移动装置布设于纵向支撑梁(3-1)上，所移动拱架拼装节段(1-1)水平支撑于所述水平移动装置上；所述纵向支撑梁(3-1)的后端为支撑于所述移动通道支撑结构中桥台(8)上的桥台支撑端，所述纵向支撑梁(3-1)的前端为起吊端；所述纵向支撑梁(3-1)的起吊端上设置有对所述水平移动装置进行限位的水平限位件(9)；所述缆索吊机包括前后两个塔架(17)、安装于两个所述塔架(17)上的工作索(17-8)和能沿工作索(17-8)进行前后移动且对拱架拼装节段(1-1)进行吊装的起重小车，所述起重小车安装在工作索(17-8)上且其位于两个所述塔架(17)之间，所述起重小车位于拱肋(2)上方；两个所述塔架(17)与拱肋(2)和纵向支撑梁(3-1)均位于同一竖直面上，两个所述塔架(17)分别为位于拱肋(2)前侧的前塔架和位于拱肋(2)后侧的后塔架；所述后侧梁段支撑结构中位于最前侧的支撑墩柱(7)为前墩柱，所述纵向支撑梁(3-1)的起吊端位于所述后塔架前侧，所述纵向支撑梁(3-1)的起吊端支撑于所述前墩柱上，所述纵向支撑梁(3-1)为从所述后塔架中部穿过的水平支撑梁；所述后塔架和所述前墩柱均支撑于所述后侧支座上，所述前墩柱位于所述后塔架前侧。 2.按照权利要求1所述的上承式拱桥施工用钢拱架分节段移动与吊装系统，其特征在于：两个所述桥台(8)分别为支撑于所述主梁前端下方的前桥台和支撑于所述主梁后端下方的后桥台，所述前桥台的正前方设置有前锚锭(15-1)，所述后桥台的正后方设置有后锚锭(15-2)；每个所述塔架(17)上均设置有拱架临时固定机构，所述拱架临时固定机构包括左右两组呈对称布设且对已吊装到位的拱架拼装节段(1-1)进行临时固定的扣索(17-10)，每组所述扣索(17-10)均与一个所述竖向支撑架(17-1)布设于同一竖直面上；每组所述扣索(17-10)均包括多道由上至下布设于同一竖直面上的扣索(17-10)，多道所述扣索(17-10)均沿纵桥向布设；所述缆索吊机中每个所述竖向支撑架(17-1)上均由上至下布设有多个供扣索(17-10)安装的扣索滑轮(17-11)，每个所述竖向支撑架(17-1)上所布设的所有扣索滑轮(17-11)均位于同一竖直面上，每道所述扣索(17-10)均安装在一个所述扣索滑轮(17-11)上；所述后塔架中每道所述扣索(17-10)的前端均固定在一个已吊装到位的拱架拼装节段(1-1)上，所述后塔架中每道所述扣索(17-10)的后端均固定在后锚锭(15-2)上；所述前塔架中每道所述扣索(17-10)的后端均固定在一个所述拱架拼装节段(1-1)上，所述前塔架中每道所述扣索(17-10)的前端均固定在前锚锭(15-1)上。 3.按照权利要求1或2所述的上承式拱桥施工用钢拱架分节段移动与吊装系统，其特征在于：每个所述塔架(17)均包括组装式架体，所述组装式架体包括左右两个对称布设的竖向支撑架(17-1)；所述后塔架中两个所述竖向支撑架(17-1)均支撑于所述后侧支座上，所述后塔架中两个所述竖向支撑架(17-1)对称布设于所述水平移动通道的左右两侧，所述后塔架中两个所述竖向支撑架(17-1)的净距大于所述水平移动通道的宽度。 4.按照权利要求3所述的上承式拱桥施工用钢拱架分节段移动与吊装系统，其特征在于：每个所述塔架(17)还包括供所述组装式架体底部安装的塔架底座(17-3)，所述塔架底座(17-3)呈水平布设且其沿横桥向布设，所述组装式架体位于塔架底座(17-3)正上方；每个所述竖向支撑架(17-1)底部均设置有安装于塔架底座(17-3)上的三角架(17-4)，所述三角架(17-4)底部与位于其下方的塔架底座(17-3)之间以铰接方式进行连接；每个所述塔架底座(17-3)的正下方设置有一道底部分配梁(17-7)，所述底部分配梁(17-7)呈水平布设且其沿横桥向布设；位于所述后塔架底部的底部分配梁(17-7)固定在所述后侧支座上，位于所述前塔架底部的底部分配梁(17-7)固定在所述前侧支座上。 5.按照权利要求4所述的上承式拱桥施工用钢拱架分节段移动与吊装系统，其特征在于：所述架体底座(17-3)包括水平底座(17-31)和安装在水平底座(17-31)上的铰接座(17-32)，所述水平底座(17-31)水平支撑于底部分配梁(17-7)上，所述三角架(17-4)底部与位于其下方的铰接座(17-32)之间以铰接方式进行连接；所述水平底座(17-31)为能沿横桥向在底部分配梁(17-7)进行水平移动的滑移座，所述底部分配梁(17-7)上设置有对水平底座(17-31)进行导向的导向件，所述导向件呈水平布设且其沿横桥向布设。 6.按照权利要求1或2所述的上承式拱桥施工用钢拱架分节段移动与吊装系统，其特征在于：所述塔架(17)中每个所述竖向支撑架(17-1)上均设置有供工作索(17-8)安装的索鞍(21)；所述工作索(17-8)的数量为两道，两道所述工作索(17-8)均沿纵桥向布设且二者对称布设于拱肋(2)的左右两侧上方；每道所述工作索(17-8)上均安装有前后两个所述起重小车，两个所述起重小车均位于两个所述塔架(17)之间；所述缆索吊机中四个所述起重小车组成对拱架拼装节段(1-1)进行吊装的吊装装置；两道所述工作索(17-8)分别为左侧工作索和位于所述左侧工作索右侧的右侧工作索，每个所述塔架(17)中的两个所述竖向支撑架(17-1)分别为左侧支撑架和位于所述左侧支撑架右侧的右侧支撑架；所述左侧工作索支撑于两个所述塔架(17)的所述左侧支撑架上，所述右侧工作索支撑于两个所述塔架(17)的所述右侧支撑架上。 7.按照权利要求1或2所述的上承式拱桥施工用钢拱架分节段移动与吊装系统，其特征在于：每个所述支撑墩柱(7)均包括左右两个对称布设的竖向墩柱(7-1)和一个水平支撑于两个所述竖向墩柱(7-1)上的盖梁(7-2)，所述盖梁(7-2)呈水平布设且其沿横桥向布设，所述纵向支撑梁(3-1)支撑于所述移动通道支撑结构中的多个盖梁(7-2)上；所述拱架分段移送装置还包括一个对所移动拱架拼装节段(1-1)进行限位的限位绳(14)，所述限位绳(14)位于所述水平移动通道上方，所述限位绳(14)位于所述拼装节段移动装置后方，所述限位绳(14)的后端固定在位于所述水平移动通道正后方的后锚锭(15-2)或锚固基础上，所述限位绳(14)的前端固定在所移动拱架拼装节段(1-1)上。 8.一种利用如权利要求1所述系统对所拼装钢拱架进行分节段移动与吊装的方法，其特征在于：所拼装钢拱架(1)包括拱顶拼接节段(1-01)和前后两个对称布设的侧部拼接架，所述拱顶拼接节段(1-01)连接于两个所述侧部拼接架之间，每个所述侧部拼接架均由多个从下至上布设的拱架拼装节段(1-1)拼接而成，所述拱顶拼接节段为一个所述拱架拼装节段(1-1)；对所拼装钢拱架(1)进行分节段移动与吊装时，过程如下：步骤一、桥梁下部支撑结构施工：对两个所述永久支座(6)和两个所述侧部梁段支撑结构分别进行施工，获得施工成型的所述前侧梁段支撑结构、所述后侧梁段支撑结构、所述前侧支座和所述后侧支座；步骤二、缆索吊机与拱架分段移送装置施工：在步骤一中施工成型的所述后侧梁段支撑结构上施工所述水平移动通道，并在所述水平移动通道安装所述拼装节段移动装置，获得施工完成的所述拱架分段移送装置；同时，对所述缆索吊机进行施工，并将所述缆索吊机中的所述后塔架支撑于所述后侧支座上；步骤三、钢拱架拼装：对所拼装钢拱架(1)进行拼装，包括以下步骤：步骤301、侧部拼接架拼装：对所拼装钢拱架(1)的两个所述侧部拼接架进行对称拼装；对任一个所述侧部拼接架进行拼装时，均由下至上对组成该侧部拼接架的多个所述拱架拼装节段(1-1)进行拼装，过程如下：步骤3011、第一个拱架拼装节段拼装：采用所述拱架分段移送装置将当前所拼装的拱架拼装节段(1-1)向前平移至所述水平移动通道的前端上方，再采用所述缆索吊机的所述起重小车对拱架拼装节段(1-1)进行吊装并下放到位，完成当前所拼装拱架拼装节段(1-1)的拼装过程；本步骤中，当前所拼装的拱架拼装节段(1-1)为所述侧部拼接架中位于最底部的一个所述拱架拼装节段(1-1)；步骤3012、上一个拱架拼装节段拼装：采用所述拱架分段移送装置将上一个所拼装的拱架拼装节段(1-1)向前平移至所述水平移动通道的前端上方，再采用所述缆索吊机的所述起重小车对拱架拼装节段(1-1)进行吊装并下放到位，同时将下放到位的拱架拼装节段(1-1)与位于其下方且已拼装完成的拱架拼装节段(1-1)连接，完成当前所拼装拱架拼装节段(1-1)的拼装过程；步骤3013、一次或多次重复步骤3012，完成所述侧部拼接架中所有拱架拼装节段(1-1)的拼装过程，获得拼装完成的所述侧部拼接架；步骤302、拱顶拼接节段拼装：待所拼装钢拱架(1)的两个所述侧部拼接架均拼装完成后，采用所述拱架分段移送装置将拱顶拼接节段(1-01)向前平移至所述水平移动通道的前端上方，再采用所述缆索吊机的所述起重小车对拱顶拼接节段(1-01)进行吊装并下放到位，同时将下放到位的拱顶拼接节段(1-01)与已拼装完成的两个所述侧部拼接架连接，完成所拼装钢拱架(1)的合拢过程，获得拼装成型的所拼装钢拱架(1)。 9.按照权利要求8所述的方法，其特征在于：两个所述侧部拼接架分别为位于拱顶拼接节段(1-01)前侧的前侧拼装架和位于拱顶拼接节段(1-01)后侧的后侧拼装架；两个所述桥台(8)分别为支撑于所述主梁前端下方的前桥台和支撑于所述主梁后端下方的后桥台，所述前桥台的正前方设置有前锚锭(15-1)，所述后桥台的正后方设置有后锚锭(15-2)；每个所述塔架(17)上均设置有拱架临时固定机构，所述拱架临时固定机构包括左右两组呈对称布设且对已吊装到位的拱架拼装节段(1-1)进行临时固定的扣索(17-10)，每组所述扣索(17-10)均与一个所述竖向支撑架(17-1)布设于同一竖直面上；每组所述扣索(17-10)均包括多道由上至下布设于同一竖直面上的扣索(17-10)，多道所述扣索(17-10)均沿纵桥向布设；所述缆索吊机中每个所述竖向支撑架(17-1)上均由上至下布设有多个供扣索(17-10)安装的扣索滑轮(17-11)，每个所述竖向支撑架(17-1)上所布设的所有扣索滑轮(17-11)均位于同一竖直面上，每道所述扣索(17-10)均安装在一个所述扣索滑轮(17-11)上；所述后塔架中每道所述扣索(17-10)的前端均固定在所述后侧拼装架中一个已吊装到位的拱架拼装节段(1-1)上，所述后塔架中每道所述扣索(17-10)的后端均固定在后锚锭(15-2)上；所述前塔架中每道所述扣索(17-10)的后端均固定在所述前侧拼装架中一个所述拱架拼装节段(1-1)上，所述前塔架中每道所述扣索(17-10)的前端均固定在前锚锭(15-1)上；步骤3012中将下放到位的拱架拼装节段(1-1)与位于其下方且已拼装完成的拱架拼装节段(1-1)连接后，还需通过一道所述扣索(17-10)对本步骤中所拼装的拱架拼装节段(1-1)进行临时固定。 10.按照权利要求8或9所述的方法，其特征在于：所述工作索(17-8)的数量为两道，两道所述工作索(17-8)均沿纵桥向布设且二者对称布设于拱肋(2)的左右两侧上方；每道所述工作索(17-8)上均安装有前后两个所述起重小车，两个所述起重小车均位于两个所述塔架(17)之间，两个所述起重小车分别为前跑车(26)和位于前跑车(26)后侧的后跑车(27)；所述缆索吊机中四个所述起重小车组成对拱架拼装节段(1-1)进行吊装的吊装装置；两道所述工作索(17-8)分别为左侧工作索和位于所述左侧工作索右侧的右侧工作索，每个所述塔架(17)中的两个所述竖向支撑架(17-1)分别为左侧支撑架和位于所述左侧支撑架右侧的右侧支撑架；所述左侧工作索支撑于两个所述塔架(17)的所述左侧支撑架上，所述右侧工作索支撑于两个所述塔架(17)的所述右侧支撑架上；步骤3011中进行第一个拱架拼装节段拼装时和步骤3012中进行上一个拱架拼装节段拼装时，均采用所述拱架分段移送装置将当前所拼装的拱架拼装节段(1-1)向前平移；当拱架拼装节段(1-1)的前端移动至所述前墩柱上方时，所移动拱架拼装节段(1-1)进入所述缆索吊机的起吊区域，此时将前跑车(21)与所移动拱架拼装节段(1-1)的前端连接，完成前跑车(21)对所移动拱架拼装节段(1-1)前端进行吊装；再利用所述拱架分段移送装置将拱架拼装节段(1-1)沿纵桥向继续向前移动，直至将所移动拱架拼装节段(1-1)的前端移动至所述前墩柱上方后，将后跑车(22)与所移动拱架拼装节段(1-1)的后端连接，完成后跑车(22)对所移动拱架拼装节段(1-1)后端进行吊装；待后跑车(22)与所移动拱架拼装节段(1-1)的后端连接后，完成所述缆索吊机的所述吊装装置对拱架拼装节段(1-1)的起吊过程，再通过所述缆索吊机的所述吊装装置将拱架拼装节段(1-1)吊装并下放到位。
所属类别：	发明专利