專利名稱：一種雙套拱斜拉鋼箱梁大橋的主拱塔的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種斜拉橋的鋼拱塔。
背景技術：
雙套拱斜拉鋼箱梁大橋的結構入圖1所示鋼箱梁橋面2的主跨部分21和副跨部分22架設在三組橋墩1上，鋼箱梁橋面2主跨部分21靠近副跨部分22的后部左右兩側分別設主塔塔基3，整體成倒U型的主拱塔4架設在兩個主塔塔基3上，井向前方傾斜。兩個主塔塔基3的前方分別設對應的副塔塔基5，整體成倒U型的副拱塔6架設在兩個副塔塔基5上，副拱塔6比主拱塔4低且窄，副拱塔6位于主拱塔4內側并向后方傾斜。主拱塔4 與副拱塔6之間通過多根鋼拉桿7連接。主拱塔4上半部的左右兩側分別設多根斜拉索8 向前連接主跨部分21前部同側的鋼箱梁。副拱塔6上半部的左右兩側分別設多根斜拉索 8向后連接主跨部分21后部及副跨部分22同側的鋼箱梁。主拱塔4左右兩側的下端為拱腳段，分別固定在同側主塔塔基3頂部的混凝土承臺中。主拱塔4左右兩側拱腳段以上為同側的塔梁結合段，左右兩側塔梁結合段的軸線均為直線。主拱塔4左右兩側塔梁結合段的下端低于鋼箱梁，上部高于鋼箱梁橋面2。主拱塔 4左右兩側塔梁結合段以上為軸線向內彎的主拱塔同側下內彎段和同側連接斜拉索8的上內彎段，主拱塔4頂部向下彎曲的塔頂段兩端分別連接主拱塔對應側上內彎段的上端。副拱塔6的結構與主拱塔4相似。主拱塔4從下向上由截面尺寸逐漸減小的八角形鋼箱分段組成，高數十米，主拱塔4的各鋼箱內沿徑向設有環(huán)形筋板，總重量達數百噸。副拱塔6從下向上由等截面尺寸的八角形鋼箱分段組成，高度也有數十米，副拱塔6的各鋼箱內沿徑向設有環(huán)形筋板，總重量也達數百噸?，F(xiàn)有的施工方法是先在エ廠按圖紙將主拱塔4和副拱塔6的各個鋼箱制作完成，運到現(xiàn)場將數個鋼箱焊接成適合吊裝的分段，依次對分段后每ー節(jié)段實施拼接吊裝和焊接，最后進行油漆等裝飾作業(yè)。主拱塔4和副拱塔6的拱軸線型為為二次拋物線，拱跨高，如何確保成橋后鋼管拱的線形至關重要，所以應盡量減少空中安裝時間及焊接次數。但是主拱塔4和副拱塔6分段減少后，單ー節(jié)段重量太大使用傳統(tǒng)的分段吊裝エ藝很難實現(xiàn)。又由于主拱塔4和副拱塔 6的分段拼接吊裝和焊接為高空作業(yè)，無論構件拼裝精度，還是焊接質量及測控精度上都難以得到有效保障。另外油漆等裝飾作業(yè)也是高空作業(yè)，效率低，施工周期長。

實用新型內容本實用新型_在提供一種雙套拱斜拉鋼箱梁大橋的主拱塔，可在現(xiàn)場快速、精確地完成拼接吊裝、焊接和油漆等裝飾作業(yè)。本實用新型的技術方案是一種雙套拱斜拉鋼箱梁大橋的主拱塔，整體成倒U型， 其左右兩側分別有拱腳段、塔梁結合段、下內彎段和上內彎段，主拱塔頂部有塔頂段；其左右兩側塔梁結合段高于鋼箱梁橋面的部分分作三段，這三段的中間一段為預先空缺的嵌補
3段；每ー側塔梁結合段位于嵌補段下方的鋼箱節(jié)段內固定有下凸耳板，該下凸耳板設有鉸軸孔的凸起部伸向嵌補段；每ー側塔梁結合段位于嵌補段上方的鋼箱節(jié)段內固定有上凸耳板，該上凸耳板設有鉸軸孔的凸起部伸向嵌補段；每ー側塔梁結合段位于嵌補段上、下方的鋼箱節(jié)段的上、下凸耳板的鉸軸孔對合并設銷軸，相互鉸接；每ー側塔梁結合段位于嵌補段上方的鋼箱節(jié)段與同側下內彎段焊接為ー個整體；該主拱塔左右兩側下內彎段和上內彎段，與頂部的塔頂段在橋面上平面整體拼裝并焊接成ー個U形體；該U形體左右兩側上內彎段分別設提升吊耳；在該U形體提升豎轉到位后，該上、下凸耳板及銷軸焊為一體，最后在嵌補段上、下方的鋼箱節(jié)段間焊接固定鋼板形成相應的鋼箱節(jié)段。所述每ー側塔梁結合段位于嵌補段下方的鋼箱節(jié)段內從上端的環(huán)形筋板到下一個環(huán)形筋板固定有兩塊整體式的下凸耳板和分段式的兩塊下筋板；兩塊下凸耳板沿橋面的前后方向設置，兩塊下筋板沿橋面的左右方向設置，兩塊下筋板與兩塊下凸耳板成井字形固定連接并與該鋼箱節(jié)段內壁固定連接；所述每ー側塔梁結合段位于嵌補段上方的鋼箱節(jié)段內從下端的環(huán)形筋板到上一個環(huán)形筋板固定有兩組上凸耳板和兩塊分段式的上筋板；每組上凸耳板有兩塊沿橋面的前后方向設置且設有鉸軸孔凸起部可夾持對應下凸耳板設有鉸軸孔凸起部的整體式的上凸耳板，兩塊分段式的上筋板沿橋面的左右方向設置，兩塊下筋板與兩組下凸耳板成井字形固定連接并與該鋼箱節(jié)段內壁固定連接；每ー側塔梁結合段位于嵌補段上、下方的鋼箱節(jié)段的兩組上凸耳板的各個鉸軸孔與兩塊下凸耳板的鉸軸孔對合并設銷軸，相互鉸接。這種結構可以對塔梁結合段位于嵌補段上、下方的鋼箱節(jié)段與上、 下凸耳板之間形成均衡的傳カ機制，使起吊過程中U形體巨大的重力可以通過鉸接機構順利地傳遞到同側主塔塔基而不破壞塔梁結合段位于嵌補段上、下方的鋼箱節(jié)段。所述每ー側塔梁結合段位于嵌補段下方的鋼箱節(jié)段中兩個下凸耳板的鉸軸孔偏向主拱塔側傾向下的ー側且從該鋼箱節(jié)段上端的環(huán)形筋板到兩個下凸耳板的鉸軸孔下方設T形筋板；所述每ー側塔梁結合段位于嵌補段上方的鋼箱節(jié)段中兩組上凸耳板的鉸軸孔偏向主拱塔側傾向下的ー側且從該鋼箱節(jié)段下端的環(huán)形筋板到兩組上凸耳板的鉸軸孔上方設T形筋板。這種上、下凸耳板的結構便于起吊U形體，上、下T形筋板可以分別加強上、 下凸耳板露出對應環(huán)形筋板部分的受カ強度。所述U形體左右兩側上內彎段設提升吊耳的鋼箱內部設井字形固定連接的筋板。 這種結構可以與對應鋼箱內環(huán)形筋板配合，大幅度提高該鋼箱在U形體提升過程中的抗變形能力。所述U形體左右兩側上內彎段提升吊耳的上方設副拱塔提升吊耳，并在與副拱塔提升吊耳相對的另一表面上設后拉吊耳。在主拱塔安裝完成后，可利用副拱塔提升吊耳和后拉吊耳由主拱塔作為提升門架提升安裝具有與主拱塔結構相似的副拱塔。本實用新型雙套拱斜拉鋼箱梁大橋的主拱塔，通過預留嵌補段，并在嵌補段內設置鉸接機構的方式，將主拱塔左右兩側下內彎段和上內彎段，與頂部的塔頂段在橋面上平面整體拼裝并焊接成ー個U形體；該U形體左右兩側上內彎段分別設提升吊耳；在該U形體提升豎轉到位后，該上、下凸耳板及銷軸焊為一體，最后在嵌補段上、下方的鋼箱節(jié)段間焊接固定鋼板形成相應的鋼箱節(jié)段。最終完成主拱塔的整體安裝。主拱塔鋼結構主要的拼裝、 焊接及油漆等工作在地面進行，施工效率高，施工周期可以大幅度縮短，安全防護工作易于組織，施工質量易于保證；由于主拱塔鋼結構在地面整體拼裝；便于使用機械化焊接作業(yè)，從而使焊接質量和裝配精度及檢測精度上更容易得到保證，該方案エ藝先迸，符合橋梁大噸位安裝施工的發(fā)展趨勢。

圖1為雙套拱斜拉鋼箱梁大橋的側面結構示意圖。圖2為本實用新型雙套拱斜拉鋼箱梁大橋的主拱塔一個實施例的正面結構示意圖。圖3為圖2實施例的側面結構示意圖。圖4為圖2實施例中橋面左側位于塔梁結合段上部的局部剖視結構示意圖。圖5為圖4中塔橋連接段的嵌補段以下部分側面結構示意圖。圖6為圖5中A-A向的結構示意圖。圖7為圖5中B-B向的結構示意圖。圖8為圖5中C-C向的結構示意圖。圖9為圖4中左側塔梁結合段的嵌補段以上部分側面結構示意圖。圖10為圖9中D-D向的結構示意圖。圖11為圖9中E-E向的結構示意圖。圖12為圖9中F-F向的側面結構示意圖。圖13為圖2實施例中銷軸的結構示意圖。圖14為圖2實施例中銷軸擋片的結構示意圖。圖15為圖2實施例中左側上段后側提升吊耳部分的正面結構示意圖。圖16為圖15中G部提升吊耳的局部放大示意圖。圖17為圖15中G部提升吊耳的側視結構示意圖。圖18為圖15的剖面結構示意圖。圖19為圖18中H-H向的結構示意圖。圖20為圖2實施例在橋面上準備吊裝的側面結構示意圖。圖21為圖2實施例在橋面上準備吊裝的俯視結構示意圖。圖22為圖2實施例在橋上安裝完畢的側面結構示意圖。圖23為圖2實施例在橋上準備吊裝副拱塔的側面結構示意圖。
具體實施方式
本實用新型雙套拱斜拉鋼箱梁大橋的主拱塔一個實施例的正面結構，如圖2所示，該主拱塔4整體成倒U型，主拱塔4從下向上由截面尺寸逐漸減小的八角形鋼箱分段組成，高數十米，主拱塔4的各鋼箱內沿徑向設有環(huán)形筋板。主拱塔4左右兩側的下端為拱腳段41，分別固定在同側主塔塔基3頂部的混凝土承臺中。主拱塔4左右兩側拱腳段41以上為同側的塔梁結合段42，左右兩側塔梁結合段42的軸線均為直線。主拱塔4左右兩側塔梁結合段42的下端低于鋼箱梁，上部高于鋼箱梁橋面2。主拱塔4左右兩側塔梁結合段42 以上為軸線向內彎的主拱塔同側下內彎段44和同側連接斜拉索8的上內彎段45，主拱塔4 頂部向下彎曲的塔頂段46兩端分別連接主拱塔4對應側上內彎段45的上端。請參看圖3 主拱塔4左右兩側上內彎段45后側面分別設提升吊耳451，并在提升吊耳的上方設副拱塔提升吊耳452。在主拱塔4左右兩側上內彎段45前側面與副拱塔提升吊耳452相對地設后拉吊耳453。圖4示出主拱塔4在橋面左側的塔梁結合段42上部的局部剖視結構。主拱塔4 左側塔梁結合段42高于鋼箱梁橋面的部分分作三段，這三段的中間一段為預先空缺的嵌補段43 ；上邊的一段我們記為塔梁結合段上端部42’。左側塔梁結合段42位于嵌補段43 下方的鋼箱節(jié)段421內固定有下凸耳板424，該下凸耳板4M設有鉸軸孔的凸起部伸向嵌補段43。左側塔梁結合段42位于嵌補段43上方的塔梁結合段上端部42’內固定有上凸耳板 424’，該上凸耳板424’設有鉸軸孔的凸起部伸向嵌補段43。左側塔梁結合段42的嵌補段 43內部上凸耳板424’的鉸軸孔與下凸耳板424的鉸軸孔對合并設銷軸432相互鉸接。請參看圖5-8，左側塔梁結合段位42于嵌補段43下方的鋼箱節(jié)段421內從上端的環(huán)形筋板423到下一個環(huán)形筋板422固定有兩塊整體式的下凸耳板4M和兩塊分段式的下筋板425 ；兩塊下凸耳板似4沿橋面的前后方向設置，兩塊下筋板425沿橋面的左右方向設置，兩塊下筋板425與兩塊下凸耳板4M成井字形固定連接并與該鋼箱節(jié)段421內壁固定連接。鋼箱節(jié)段421中兩個下凸耳板424的鉸軸孔4241偏向主拱塔側傾向下的路面前側且從該鋼箱節(jié)段421上端的環(huán)形筋板423到兩個下凸耳板424的鉸軸孔4241下方設T形筋板似6。請參看圖9-12，左側塔梁結合段位42于嵌補段43上方塔梁結合段上端部42’的鋼箱節(jié)段421’內從下端的環(huán)形筋板423’到上一個環(huán)形筋板422’固定有兩組上凸耳板424’ 和兩塊分段式的上筋板425’ ；每組上凸耳板424’有兩塊沿橋面的前后方向設置的整體式的上凸耳板424’，這兩塊上凸耳板424’設有鉸軸孔似41’凸起部可夾持對應下凸耳板似4 設有鉸軸孔4241凸起部。兩塊分段式的上筋板425’沿橋面的左右方向設置，兩塊下筋板 425’與兩組下凸耳板424’成井字形固定連接并與該鋼箱節(jié)段421’內壁固定連接；鋼箱節(jié)段421’中兩組上凸耳板424’的鉸軸孔似41’偏向主拱塔4側傾向下的路面前側且從該鋼箱節(jié)段421，下端的環(huán)形筋板423，到兩組上凸耳板424，的鉸軸孔4241’上方設T形筋板 426'ο左側塔梁結合段42位于嵌補段43上方的鋼箱節(jié)段421，的兩組上凸耳板424， 的各個鉸軸孔4241’與鋼箱節(jié)段421的兩塊下凸耳板424的鉸軸孔4241對合并通過圖13 所示的銷軸432相互鉸接。銷軸4321的一端4321被擋在鋼箱節(jié)段421，的一組上凸耳板 424’，固定在銷軸4321另一端卡槽4322中的兩片半環(huán)形銷軸擋片433 (見圖14)擋住鋼箱節(jié)段421，的另ー組上凸耳板424，。主拱塔4右側塔梁結合段42高于鋼箱梁橋面的部分的結構與前述主拱塔4左側塔梁結合段42高于鋼箱梁橋面的部分相同，不再贅述。主拱塔4每ー側塔梁結合段42位于嵌補段43上方塔梁結合段上端部42’的鋼箱節(jié)段與同側下內彎段44焊接為ー個整體。請參看圖20和圖21，主拱塔4左右兩側下內彎段44和上內彎段45，與頂部的塔頂段46在鋼箱梁橋面2主跨部分21中部的橋面上平面整體拼裝并焊接成ー個U形體；該U形體左右兩側上內彎段45的上側表面(即工作狀態(tài)的后側表面)分別設提升吊耳451。請參看圖15-19 提升吊耳451有四塊沿橋面前后向間隔地平行設置的凸耳板4511和兩篇分別焊接在這四塊凸耳板4511上下兩側根部的折板4512 組成。該U形體左右兩側上內彎段45設提升吊耳451的鋼箱450內部從上向下依次設有三塊徑向的環(huán)形筋板454、455、456，提升吊耳451大致位于中將的徑向環(huán)形筋板455所處的位置。在鋼箱450內對應提升吊耳451的四塊凸耳板4511設置四塊豎立的整體式的環(huán)形筋板457，每塊環(huán)形筋板457的形狀如圖19所示的長八邊形，中間的孔4571為長圓形。另設兩塊分段式水平的筋板458與四塊環(huán)形筋板457組成井字形固定連接，上述的各環(huán)形筋板457及筋板458的邊緣均與鋼箱450的內壁固定連接。U形體左右兩側上內彎段45提升吊耳451的上方所設副拱塔提升吊耳452的結構及U形體左右兩側上內彎段45的下側表面(即工作狀態(tài)的前側表面)后拉吊耳453的結構均與上述提升吊耳451相同，其所在鋼箱內部的筋板結構也相同，只是尺寸略小一些。請參看圖20和圖21，為提升U形體，在鋼箱梁橋面2主跨部分21左右兩側主塔塔基3的后方設兩個臨時門架基礎11，將ー副門式塔架13安裝在這兩個臨時門架基礎11上。 在鋼箱梁橋面2副跨部分22左右兩側兩組橋墩1之間設兩個臨時后拉墩12，在每個臨時后拉墩12與門式塔架13同側的頂角之間設后拉索14.在門式塔架13左右兩側的頂角各設一個液壓提升器15，每個液壓提升器15經ー根鋼絞線連接U形體上同側的提升吊耳451。 用液壓同步提升技木，先利用門式塔架13將U形體同步提升豎轉到位；然后將嵌補段43內的兩組上凸耳板424’與對應的下凸耳板似4及銷軸423焊為一體，最后在嵌補段43上、下方的鋼箱節(jié)段間焊接固定鋼板形成相應的鋼箱節(jié)段，請參看圖22。對于副拱塔6，請參看圖23，也采用上述主拱塔4的結構處理方式，將副拱塔6的U 形體64在現(xiàn)場橋面進行平面整體拼裝，在副拱塔6底部62設置轉動絞機構632，在副拱塔 6U形體64上內彎段65的兩側提升吊耳處各設一個液壓提升器18，每個液壓提升器18經一根鋼絞線連接主拱塔4上同側的副拱塔提升吊耳452。然后在主拱塔4的后拉吊耳453 與鋼箱梁橋面2主跨部分21適當的鋼索孔之間設置后拉索19，用液壓同步提升技術將副拱塔6U形體同步提升豎轉到位。然后將副拱塔6嵌補段內的焊為一體，最后在該嵌補段上、 下方的鋼箱節(jié)段間焊接固定鋼板形成相應的鋼箱節(jié)段。以上所述，僅為本實用新型較佳實施例，不以此限定本實用新型實施的范圍，依本實用新型的技術方案及說明書內容所作的等效變化與修飾，皆應屬于本實用新型涵蓋的范圍。
權利要求1.一種雙套拱斜拉鋼箱梁大橋的主拱塔，整體成倒U型，其左右兩側分別有拱腳段、塔梁結合段、下內彎段和上內彎段，主拱塔頂部有塔頂段；其特征在于其左右兩側塔梁結合段高于鋼箱梁橋面的部分分作三段，這三段的中間一段為預先空缺的嵌補段；每ー側塔梁結合段位于嵌補段下方的鋼箱節(jié)段內固定有下凸耳板，該下凸耳板設有鉸軸孔的凸起部伸向嵌補段；每ー側塔梁結合段位于嵌補段上方的鋼箱節(jié)段內固定有上凸耳板，該上凸耳板設有鉸軸孔的凸起部伸向嵌補段；每ー側塔梁結合段位于嵌補段上、下方的鋼箱節(jié)段的上、 下凸耳板的鉸軸孔對合并設銷軸，相互鉸接；每ー側塔梁結合段位于嵌補段上方的鋼箱節(jié)段與同側下內彎段焊接為ー個整體；該主拱塔左右兩側下內彎段和上內彎段，與頂部的塔頂段在橋面上平面整體拼裝并焊接成ー個U形體；該U形體左右兩側上內彎段分別設提升吊耳；在該U形體提升豎轉到位后，該上、下凸耳板及銷軸焊為一體，最后在嵌補段上、下方的鋼箱節(jié)段間焊接固定鋼板形成相應的鋼箱節(jié)段。
2.根據權利要求1所述的ー種雙套拱斜拉鋼箱梁大橋的主拱塔，其特征在于所述每一側塔梁結合段位于嵌補段下方的鋼箱節(jié)段內從上端的環(huán)形筋板到下一個環(huán)形筋板固定有兩塊整體式的下凸耳板和分段式的兩塊下筋板；兩塊下凸耳板沿橋面的前后方向設置， 兩塊下筋板沿橋面的左右方向設置，兩塊下筋板與兩塊下凸耳板成井字形固定連接并與該鋼箱節(jié)段內壁固定連接；所述每ー側塔梁結合段位于嵌補段上方的鋼箱節(jié)段內從下端的環(huán)形筋板到上一個環(huán)形筋板固定有兩組上凸耳板和兩塊分段式的上筋板；每組上凸耳板有兩塊沿橋面的前后方向設置且設有鉸軸孔凸起部可夾持對應下凸耳板設有鉸軸孔凸起部的整體式的上凸耳板，兩塊分段式的上筋板沿橋面的左右方向設置，兩塊下筋板與兩組下凸耳板成井字形固定連接并與該鋼箱節(jié)段內壁固定連接；每ー側塔梁結合段位于嵌補段上、 下方的鋼箱節(jié)段的兩組上凸耳板的各個鉸軸孔與兩塊下凸耳板的鉸軸孔對合并設銷軸，相互鉸接。
3.根據權利要求2所述的ー種雙套拱斜拉鋼箱梁大橋的主拱塔，其特征在于所述每一側塔梁結合段位于嵌補段下方的鋼箱節(jié)段中兩個下凸耳板的鉸軸孔偏向主拱塔側傾向下的ー側且從該鋼箱節(jié)段上端的環(huán)形筋板到兩個下凸耳板的鉸軸孔下方設T形筋板；所述每ー側塔梁結合段位于嵌補段上方的鋼箱節(jié)段中兩組上凸耳板的鉸軸孔偏向主拱塔側傾向下的ー側且從該鋼箱節(jié)段下端的環(huán)形筋板到兩組上凸耳板的鉸軸孔上方設T形筋板。
4.根據權利要求1或2或3所述的ー種雙套拱斜拉鋼箱梁大橋的主拱塔，其特征在于 所述U形體左右兩側上內彎段設提升吊耳的鋼箱內部設井字形固定連接的筋板。
5.根據權利要求4所述的ー種雙套拱斜拉鋼箱梁大橋的主拱塔，其特征在于所述U 形體左右兩側上內彎段提升吊耳的上方設副拱塔提升吊耳，并在與副拱塔提升吊耳相対的另ー表面上設后拉吊耳。
專利摘要本實用新型一種雙套拱斜拉鋼箱梁大橋的主拱塔，涉及斜拉橋的鋼拱塔。該主拱塔整體成倒U型，左右兩側塔梁結合段高于鋼箱梁橋面的部分分作三段，中間一段為預先空缺的嵌補段；每一側塔梁結合段位于嵌補段上、下方的鋼箱節(jié)段內分別固定有上凸耳板或下凸耳板，上、下凸耳板設有鉸軸孔的凸起部伸向嵌補段；所有鉸軸孔對合并設銷軸相互鉸接；每一側嵌補段上方的鋼箱節(jié)段與同側下內彎段焊接為一個整體；該主拱塔左右兩側下內彎段和上內彎段，與塔頂段在橋面上平面整體拼裝并焊接成一個U形體；該U形體左右兩側設提升吊耳；在該U形體提升豎轉到位后，該上、下凸耳板及銷軸焊為一體，最后在嵌補段焊接固定鋼板。
文檔編號E01D19/14GK202298462SQ20112040732
公開日2012年7月4日 申請日期2011年10月21日 優(yōu)先權日2011年10月21日
發(fā)明者劉安岐, 徐建寧, 念家香, 李世清, 李宏濤, 甘貴超, 胡艷, 解葉龍, 高宏杰 申請人:中鐵一局集團廈門建設工程有限公司