專利名稱：一種梁體吊裝裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于橋梁工程施工領(lǐng)域，具體涉及一種適用于拱形橋施工中配合纜索吊以吊裝梁體的梁體吊裝裝置。
背景技術(shù)：
拱形橋，受力特點為以拱肋承壓，同時拱肋支承處有水平推力，由于與鋼橋及鋼筋砼梁橋相比，具備節(jié)省大量鋼材和水泥、能耐久、養(yǎng)護維修費用少、外型美觀等優(yōu)點，目前拱形橋結(jié)構(gòu)被大量應(yīng)用于現(xiàn)有橋梁施工中。由于其拱肋為主要承重構(gòu)件，實際建造時均以拱肋橫跨江河并以并列平行布置的箱梁作為承載橋面的主體且將其布置于拱肋下方，從而形成整個橋體。由于在橋梁建造好后，如若預(yù)先施工拱肋，那么在后續(xù)施工箱梁橋面時必然會因為拱肋整體位于以箱梁作為承載橋面的上方處而無法實現(xiàn)箱梁的吊裝鋪設(shè)操作；因此，目前所有拱形橋施工均是以“先梁后拱”的方式建造，也即首先在河道上布置好作業(yè)基體，并在該基體上進(jìn)行橋面鋪設(shè)操作，最后再布置好整個橋體的承重基體也即拱肋。目前的上述具體施工方式都為通過支架法來實現(xiàn)，也即在計算好橋梁全長后，通過鋼管支架以及棧橋貝雷梁來實現(xiàn)在河水中的打樁以及承載目的，從而在河水上方人為建立起一個箱梁賴以運輸及作業(yè)的作業(yè)平臺，上述施工方式存在的缺陷在于首先，設(shè)施成本巨大，建立一個作業(yè)平臺，姑且不論在河道內(nèi)打設(shè)樁基等工序所耗費成本，僅僅所需龐大的鋼管支架以及棧橋貝雷梁數(shù)量及成本就已經(jīng)極為巨大了，從而導(dǎo)致其先期投入成本巨大，企業(yè)資金負(fù)擔(dān)較重；其次，環(huán)境污染大，大量布置于河道水體內(nèi)的用于托撐作業(yè)平臺的混凝土樁基以及鋼筋構(gòu)件等異物，長時間浸泡水中必然會給江河本身的水質(zhì)帶來污染；再次，拆除極為不便且設(shè)施遺留隱患大，作業(yè)平臺作為一個臨時的運輸及承載平臺，在橋梁完工后必然是需要拆卸的，以一方面使其不至于影響到原有河道暢通，另一方面也可回收其部分設(shè)施成本，然而，河道以上部分拆卸尚且較為方便，而位于河水以下部分，如何實現(xiàn)其便捷拆卸而不會給河道后期疏通帶來隱患，這些都是目前技術(shù)所迫切需要解決的技術(shù)難題，現(xiàn)有都為通過直接沿河道某段水體高度處進(jìn)行切割以回收樁基上方處鋼材，而對滯留于河道水面以下的鋼材及樁基結(jié)構(gòu)均無法實現(xiàn)完全拆卸，其斷裂遺留的部分樁基不但更易于導(dǎo)致河道污染現(xiàn)象，也給河道運輸?shù)刃袠I(yè)帶來安全隱患；是否可以研制出一種更為投入成本低、操作簡便而工作效率高的拱形橋梁作業(yè)方式，一直為本領(lǐng)域技術(shù)人員所迫待解決的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單的梁體吊裝裝置；其環(huán)境污染小，操作簡便且工作效率高。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案一種梁體吊裝裝置，包括位于指定高度處的用于作為懸吊基體的纜索部，所述纜索部至少包括兩根平行設(shè)置的纜索且各纜索的拉設(shè)方向與拱肋所在平面重合布置；所述梁體吊裝裝置還包括至少一根橫梁，所述橫梁上下部均分別設(shè)置有兩個以上的用于連接纜索和箱梁單元的懸吊點，所述分別設(shè)置于橫梁上下部的兩對懸吊點中的至少一對懸吊點在鉛垂方向上與拱肋間處于避讓位置；所述梁體吊裝裝置還包括用于使箱梁單元作上下動作的升降機構(gòu)以及使其沿纜索部上纜索拉設(shè)方向作同向往復(fù)動作的行走機構(gòu)。本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明摒棄了傳統(tǒng)的費時費力且高成本高維護的“先梁后拱”的施工方式，而首先通過塔吊來實現(xiàn)對于拱肋的加工安放，由于直接先塔吊施工拱肋再采用塔吊來吊裝箱梁時，各纜索必然與相應(yīng)拱肋所處平面重合布置，從而不可避免出現(xiàn)原先塔吊纜繩與拱肋同處一個平面而無法實現(xiàn)位于其下方的箱梁的準(zhǔn)確吊裝目的；本發(fā)明此處通過采用橫梁結(jié)構(gòu)，從而通過人為設(shè)置用于懸掛繩索的懸吊點以實現(xiàn)其與拱肋間的避讓效果，由于懸吊點錯開拱肋，也就保證了連接于懸吊點上的用于懸吊箱梁單元或連接纜索的兩對繩索中，必然有一對是與拱肋錯開布置，最終通過升降機構(gòu)及行走機構(gòu)還可實現(xiàn)同一纜索部上的多次牽引運送目的；其塔身自重小，操作便捷實用，無需通過重復(fù)拆卸塔吊即可獲得與拱肋間的避讓運輸效果，避免了傳統(tǒng)支架法所帶來的高施工成本及高環(huán)境污染的缺陷，工作效率高，同時僅需一次架設(shè)塔吊即可滿足拱肋和箱梁的多次分別安置裝配目的，投入成本可得到極大降低。


圖1為沿拱肋斷面處剖分的本發(fā)明工作狀態(tài)示意圖；圖2為橫梁的使用狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為橫梁端部的局部剖視圖；圖4為拉力板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為橫梁的端面視圖；圖6-8為本發(fā)明在吊裝箱梁單元時的工作流程圖；圖9-10為橫梁的另一種使用狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式一種梁體吊裝裝置，包括位于指定高度處的用于作為懸吊基體的纜索部，所述纜索部至少包括兩根平行設(shè)置的纜索10且各纜索10的拉設(shè)方向與拱肋所在平面重合布置；所述梁體吊裝裝置還包括至少一根橫梁20，所述橫梁20上下部均分別設(shè)置有兩個以上的用于連接纜索和箱梁單元的懸吊點，所述分別設(shè)置于橫梁10上下部的兩對懸吊點中的至少一對懸吊點在鉛垂方向上與拱肋間處于避讓位置；所述梁體吊裝裝置還包括用于使箱梁單元作上下動作的升降機構(gòu)以及使其沿纜索部上纜索拉設(shè)方向作同向往復(fù)動作的行走機構(gòu)。進(jìn)一步則為所述橫梁20上部懸吊點由吊繩30吊設(shè)于纜索部的兩根纜索10上，橫梁20上還設(shè)有用于懸掛下方箱梁單元的懸掛繩40，所述懸掛繩40至少為兩根且分置于橫梁20的下部懸吊點處，各吊繩及懸掛繩間彼此平行設(shè)置；以依靠懸吊點與各繩索間的配合實現(xiàn)對于箱梁單元及纜索10的懸吊目的。本發(fā)明的使用背景，即首先拋棄了傳統(tǒng)的“先梁后拱”的安裝方式，而采用更為簡便的“先拱后梁”的施工方法，其具體流程如圖6-8所示；無論是先期的拱肋a施工還是后期的箱梁單元b的鋪設(shè)，均都可以通過橫亙于河道上方指定高度處的的纜索部來實現(xiàn)吊裝，也就避免了傳統(tǒng)的支架法的既需要打樁建設(shè)承載平臺又需要進(jìn)行后期拆卸所帶來的高施工周期及高污染的缺陷。而“先拱后梁”的施工方法，其主要精髓即在于如何在吊裝完成各拱肋單元并最終完成拱肋a的施工后，不拆除而直接再次依靠位于拱肋a上方的原始吊裝結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)對于拱肋a下方的箱梁單元b的跨越式吊裝；當(dāng)然，通過再次拆卸纜索部以擴大其纜索間距顯然是可以實現(xiàn)，但是，纜索部的拆卸及重裝，其設(shè)施成本幾乎已經(jīng)比擬支架法了。本發(fā)明通過上述橫梁20的設(shè)置，從而使橫梁20的兩端定位布置懸吊點以錯開懸掛繩40和/或吊繩30，也就是說，如果如圖1所示的橫梁20位于拱肋a與纜索10之間時，依靠人為定位橫梁20上的與懸掛繩40的連接點位置，使位于橫梁20下方的懸掛繩40的間距大于拱肋a的最大間距，來實現(xiàn)其無障礙吊裝；其結(jié)構(gòu)同樣可適用于另一種布置方式也即圖9-10所示圖例中，這在下面會對其結(jié)構(gòu)有所說明，此處就不再加以贅述?？偠灾?，本發(fā)明依靠上述橫梁20結(jié)構(gòu)以及懸掛繩40及吊繩30在橫梁20上不同部位的掛設(shè)，從而實現(xiàn)了各繩索與拱肋a間的避讓效果，同時，通過升降機構(gòu)及行走機構(gòu)還可實現(xiàn)同一纜索部上的多次牽引運送目的，其塔身自重小，操作便捷實用，無需通過重復(fù)拆卸塔吊即可獲得與拱肋間的避讓運輸效果，不但避免了傳統(tǒng)支架法所帶來的高施工成本及高環(huán)境污染的缺陷，也避免了重復(fù)拆卸塔吊而帶來的高施工成本問題；其工作效率高，同時僅需一次架設(shè)塔吊即可實現(xiàn)拱肋和箱梁單元的分別安置裝配，整個施工完成后其各部件還可以拆卸下來以重復(fù)利用，從而極大的降低了實際投入成本。作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選方案如圖1及圖6-8所示，所述橫梁20位于拱肋與纜索10之間且其梁長方向垂直拱肋所在平面設(shè)置，所述位于橫梁下方的懸吊點間距大于兩拱肋最大間距。該方案也即上述的懸掛繩40和吊繩30布置的第一種布置狀態(tài)，從而實現(xiàn)對于已安裝完畢的拱肋的避讓目的。進(jìn)一步的，如圖2-5所示，所述橫梁20包括圓筒狀主梁體21及與主梁體21間固接設(shè)置的一體式拉力板22，所述拉力板22外形呈四方板體狀且在其中兩角端貫穿板體設(shè)置有用于構(gòu)成懸吊點的拉索孔，所述拉力板22板面方向與其受拉力方向平行設(shè)置，所述四方板體狀拉力板22呈對稱狀分置于主梁體21兩端處且其兩拉索孔所在角端突出主梁體21外周壁設(shè)置；所述拉力板22外形呈平行四邊形狀且拉索孔布置于其兩銳角端處，所述拉索孔包括用于固接吊繩30的第一拉索孔221和用于固接懸掛繩40的第二拉索孔222，所述第一拉索孔221設(shè)置于主梁體21最上部且第一拉索孔221間距小于第二拉索孔222間距布置；所述第一拉索孔221間距位于拱肋最小間距與拱肋最大間距之間；所述主梁體21上對應(yīng)拉力板22位置貫穿其梁體開設(shè)有條形貫通孔，拉力板22穿過其條形貫通孔并與主梁體21固接，且拉力板22的其中兩平行邊與其受拉力方向平行設(shè)置。上述拱肋中心間距與拱肋最大間距的定義，主要考慮到拱肋本身均為拱形梁體，必然存在有軸向方向上的厚度，拱肋最大間距即為拱肋間的相對最遠(yuǎn)端面間距，而拱肋最小間距，則同理為兩拱肋的相鄰面間距。實際上，當(dāng)橫梁20位于拱肋a與纜索10之間時，如何準(zhǔn)確而可靠的保證橫梁20對于懸掛繩40的支撐效果，同時又要確保吊繩30與纜索10間不至于在工作時收到額外力矩作用。本發(fā)明通過設(shè)置上述拉力板22，確保了懸掛繩40間距始終大于吊繩30間距，最終使橫梁20以及位于橫梁20兩端的懸掛繩40和吊繩30整體上即構(gòu)成了類似上窄而下寬的階梯形結(jié)構(gòu)，這樣，在拱肋a安裝完畢后，無需拆卸纜索部(包括塔吊以及連接兩塔吊并橫跨河道的纜索10)，直接通過原有安置好的限定間距的纜索部即可實現(xiàn)橫跨拱肋a的對于箱梁單元b的鋪設(shè)目的。拉力板22如圖2-5所示的一體式設(shè)計及其獨特的板面平行受力方向的布置構(gòu)造，更是巧妙的依靠整塊板體的高抗拉力，從而實現(xiàn)橫梁20的高抗拉目的；此外，通過貫穿拉力板22的拉索孔作為其懸吊點并以主梁體21上預(yù)設(shè)的條形貫通孔與拉力板22間的插接固定配合，也杜絕了傳統(tǒng)的分體焊接式吊設(shè)裝置所可能帶來的懸吊點焊縫受拉斷裂問題；無論箱梁單元b本身的重量如何，其橫梁結(jié)構(gòu)都能準(zhǔn)確而安全可靠的實現(xiàn)對箱梁單元b的懸吊及運輸目的。由于上述拉力板22已然保證了橫梁20的抗拉性能，此處作為本發(fā)明承力主體，對于橫梁20的自身強度要求也是至關(guān)重要，因此，本發(fā)明下述方案為如圖5所示，主梁體21內(nèi)還布置有用于支撐和連接固定拉力板22的加強筋板211，所述各加強筋板211間呈“十”字形對稱交叉布置于拉力板22兩板面處設(shè)置；所述主梁體21還包括呈翼板狀均勻環(huán)繞其外周壁布置的加強板212，所述加強板212的板長方向平行主梁體21長度方向設(shè)置。各加強筋板211的位于圓筒狀主梁體21內(nèi)的“十”字形對稱交叉結(jié)構(gòu)，也即與拉力板22間整體的形成類似“豐”字形結(jié)構(gòu)，實際如圖5所示；這樣，通過各加強板212及加強筋板211的彼此銜合固接，從而極大的提升了橫梁20抗彎強度；實際采用時或采用由一根橫梁20上向下順延的多根懸掛繩40，甚至還可如圖6-8所示的采用兩組以上的本發(fā)明結(jié)構(gòu)，從而實現(xiàn)懸掛繩40對于下方箱梁單元兩端的多吊點固定吊設(shè)目的，以確保其平穩(wěn)性，最終確保其使用效果滿足實際安全所需。更進(jìn)一步的，所述纜索部上的纜索10為兩根且水平固接于河道兩岸指定高度處；如圖1及圖6-8所示，所述升降機構(gòu)C及行走機構(gòu)d —體式的布置于兩纜索10上并分別連接纜索10與吊繩30設(shè)置。事實上，各纜索10及行走機構(gòu)乃至升降機構(gòu)的布置，在本領(lǐng)域內(nèi)實施方式較多，無論是通過纜索吊卷揚機來實現(xiàn)升降機構(gòu)的升降功能或行走機構(gòu)的位移功能，還是通過電驅(qū)式滑輪組件實現(xiàn)上述同等功效，均為本領(lǐng)域技術(shù)人員結(jié)合本發(fā)明技術(shù)所得出的常規(guī)措施，此處就不再一一贅述。實際上，上述方案中，其橫梁20的布置方法一直都是采用如圖2所示的上部懸吊點間距小于下部懸吊點間距的方式來實行的，按照該種方案實行后，其最終實現(xiàn)的結(jié)果即為以布置于橫梁20上部的兩個懸吊點為一對并以橫梁20下部的另兩個懸吊點為另一對，此時只需橫梁20下部的一對懸吊點在鉛垂方向上與拱肋處于避讓狀態(tài)即可，然后通過將塔吊間距等于拱肋間距并直接進(jìn)行拱肋安裝，之后再安裝上本發(fā)明后以進(jìn)行箱梁單元也即橋面的跨越式鋪設(shè)。然而，事實情況是，由于拱肋a同樣是由若干拱肋單元構(gòu)成并同樣是需要塔吊來協(xié)作完成吊設(shè)，當(dāng)本發(fā)明的橫梁20處于如圖9所示結(jié)構(gòu)狀態(tài)時，其仍可實現(xiàn)本發(fā)明的上述避讓效果；其具體結(jié)構(gòu)可參考圖9-10所示此時首先在布置塔吊時即考慮將纜索10間距調(diào)整為大于拱肋最大間距，先通過圖10所示的橫梁20結(jié)構(gòu)以及懸掛繩40及吊繩30來實現(xiàn)各拱肋單元的安裝；在拱肋安裝完畢后，再行拆除橫梁20以直接依靠吊繩30進(jìn)行箱梁單元的安裝；其實施方式也就實現(xiàn)了本發(fā)明第一段所述的另一種實現(xiàn)效果，即只需橫梁20上部的一對懸吊點在鉛垂方向上與拱肋處于避讓狀態(tài)即可；也即通過將橫梁20進(jìn)行微小的使用狀態(tài)調(diào)整，并相應(yīng)更換塔吊上纜索部的纜索10間距，亦同樣實現(xiàn)“先拱后梁”的安裝目的。這樣，其整體結(jié)構(gòu)不拘泥于一種實施方式，從而更凸顯了其使用的方便快捷性。本發(fā)明通過完全走出現(xiàn)有技術(shù)中“先梁后拱”的常規(guī)思路，而采用一反常態(tài)的“先梁后拱”的施工方法，并克服了本來纜索部的纜索頭與拱肋在同一個平面內(nèi)而導(dǎo)致的無法吊裝箱梁單元的問題；施工人員實際操作快捷方便，避免了傳統(tǒng)的搭設(shè)承載平臺而帶來的高成本高工期的缺陷，只在地面進(jìn)行卷揚機操作即可實現(xiàn)對于升降機構(gòu)和行走機構(gòu)的控制，使其具備了一臺裝置多次牽引運送的目的，其工作效率高，從而最終在橫跨拱肋的獨特吊裝狀態(tài)下實現(xiàn)對于箱梁單元的準(zhǔn)確安裝；此外，在整個橋體施工完成后進(jìn)行本發(fā)明拆除時，其各部件還可以依次取下并重復(fù)利用，也大大減少施工單位的施工成本，其市場前景廣闊。
權(quán)利要求
1.一種梁體吊裝裝置，其特征在于包括位于指定高度處的用于作為懸吊基體的纜索部，所述纜索部至少包括兩根平行設(shè)置的纜索(10)且各纜索(10)的拉設(shè)方向與拱肋所在平面重合布置；所述梁體吊裝裝置還包括至少一根橫梁(20)，所述橫梁(20)上下部均分別設(shè)置有兩個以上的用于連接纜索和箱梁單元的懸吊點，所述分別設(shè)置于橫梁(10)上下部的兩對懸吊點中的至少一對懸吊點在鉛垂方向上與拱肋間處于避讓位置；所述梁體吊裝裝置還包括用于使箱梁單元作上下動作的升降機構(gòu)以及使其沿纜索部上纜索拉設(shè)方向作同向往復(fù)動作的行走機構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的梁體吊裝裝置，其特征在于所述橫梁(20)位于拱肋與纜索 (10)之間且其梁長方向垂直拱肋所在平面設(shè)置，所述位于橫梁下方的懸吊點間距大于兩拱肋最大間距。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的梁體吊裝裝置，其特征在于所述橫梁(20)上部懸吊點由吊繩(30 )吊設(shè)于纜索部的兩根纜索(10 )上，橫梁(20 )上還設(shè)有用于懸掛下方箱梁單元的懸掛繩(40)，所述懸掛繩(40)至少為兩根且分置于橫梁(20)的下部懸吊點處，各吊繩及懸掛繩間彼此平行設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的梁體吊裝裝置，其特征在于所述橫梁(20)包括圓筒狀主梁體(21)及與主梁體(21)間固接設(shè)置的一體式拉力板(22)，所述拉力板(22)外形呈四方板體狀且在其中兩角端貫穿板體設(shè)置有用于構(gòu)成懸吊點的拉索孔，所述拉力板(22)板面方向與其受拉力方向平行設(shè)置，所述四方板體狀拉力板(22)呈對稱狀分置于主梁體(21)兩端處且其兩拉索孔所在角端突出主梁體(21)外周壁設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的梁體吊裝裝置，其特征在于所述拉力板(22)外形呈平行四邊形狀且拉索孔布置于其兩銳角端處，所述拉索孔包括用于固接吊繩(30)的第一拉索孔 (221)和用于固接懸掛繩(40)的第二拉索孔(222)，所述第一拉索孔(221)設(shè)置于主梁體(21)最上部且第一拉索孔(221)間距小于第二拉索孔(222)間距布置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的梁體吊裝裝置，其特征在于所述第一拉索孔(221)間距位于拱肋最小間距與拱肋最大間距之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的梁體吊裝裝置，其特征在于所述主梁體(21)上對應(yīng)拉力板(22)位置貫穿其梁體開設(shè)有條形貫通孔，拉力板(22)穿過其條形貫通孔并與主梁體(21) 固接，且拉力板(22)的其中兩平行邊與其受拉力方向平行設(shè)置。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的梁體吊裝裝置，其特征在于主梁體(21)內(nèi)還布置有用于支撐和連接固定拉力板(22)的加強筋板(211)，所述各加強筋板(211)間呈“十”字形對稱交叉布置于拉力板(22)兩板面處設(shè)置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的梁體吊裝裝置，其特征在于所述主梁體(21)還包括呈翼板狀均勻環(huán)繞其外周壁布置的加強板(212)，所述加強板(212)的板長方向平行主梁體(21) 長度方向設(shè)置。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的梁體吊裝裝置，其特征在于所述纜索部上的纜索 (10)為兩根且水平固接于河道兩岸指定高度處；所述升降機構(gòu)及行走機構(gòu)一體式的布置于兩纜索(10)上并分別連接纜索(10)與吊繩(30)設(shè)置。
全文摘要
本發(fā)明屬于橋梁工程施工領(lǐng)域，具體涉及一種適用于拱形橋施工中配合纜索吊以吊裝梁體的梁體吊裝裝置。本發(fā)明包括纜索部，纜索部至少包括兩根平行設(shè)置的纜索且各纜索的拉設(shè)方向與拱肋所在平面重合布置；梁體吊裝裝置還包括至少一根橫梁，橫梁上下部均分別設(shè)置有兩個以上的用于連接纜索和箱梁單元的懸吊點，分別設(shè)置于橫梁上下部的兩對懸吊點中的至少一對懸吊點在鉛垂方向上與拱肋間處于避讓位置；梁體吊裝裝置還包括用于使箱梁單元作上下動作的升降機構(gòu)以及使其沿纜索部上纜索拉設(shè)方向作同向往復(fù)動作的行走機構(gòu)。本發(fā)明操作便捷實用，無需通過重復(fù)拆卸塔吊即可獲得與拱肋間的避讓運輸效果，工作效率高而成本低。
文檔編號E01D21/00GK103015323SQ201210553329
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月19日
發(fā)明者張汪釗, 焦國華, 趙炳劍 申請人:中鐵十局集團第三建設(shè)有限公司