[发明专利]钢拱桥吊杆更换用的工具吊杆装置及其更换方法

说明书

技术领域

本发明属于桥梁工程，具体地指一种钢拱桥吊杆更换用的工具吊杆装置及其更换方法。

背景技术

随着经济社会的发展，钢拱桥，包括钢管混凝土拱桥的建设越来越多，对钢拱桥吊杆的维护是桥梁运营管养的重要事项。一般来说，现有桥梁规范要求桥梁的设计使用寿命不少于100年，而吊杆的使用寿命通常不足20年，也就是说，吊杆钢拱桥要达到设计要求，在正常使用维护过程中至少需要更换吊杆4次。我国拥有成千上万的钢拱桥，这些桥梁吊杆更换数量多，施工任务非常艰巨。

早些年设计的钢拱桥桥面系多为简支悬吊结构，任何一处吊杆出现异常均可能引起重大的质量安全事故，因此，在吊杆的更换过程中，吊杆更换用的工具吊杆装置的设计和使用安全至关重要。

目前，我国已实施了多座钢拱桥吊杆更换的工程实例，也初步形成了以下常用的四种吊杆更换用的工具吊杆装置实施方法，这四种方法各有利弊和适应范围。

方法一：在桥面设置贝雷架，贝雷梁上设置张拉装置，并在桥面系横梁下设置兜吊装置，通过精轧螺纹钢连接张拉装置和兜吊装置，在拱顶或横梁底通过千斤顶张拉精轧螺纹钢，将吊杆力转换到相邻的吊杆承担，该种工具吊杆装置施工简单，但需要占用较大的桥面施工空间，并且较难控制桥面的变形。

方法二：在拱肋上对称于吊杆焊接2处找平装置，找平装置上设置2根悬臂梁，并在桥面系横梁下对称于吊杆设置2处兜吊装置，通过精轧螺纹钢或钢绞线连接悬臂梁和兜吊装置，在拱顶或横梁底通过千斤顶张拉精轧螺纹钢或钢绞线，将吊杆力转换到临时工具吊杆装置上，该种工具吊杆装置能较好地实现力的等效替换，但找平装置设置和拆除复杂，需采用4套同步张拉装置，并需占用一定的桥面行车空间。

方法三：在拱肋上对称吊杆开2个临时孔，临时孔上设置找平装置和锚板，并在桥面系横梁下对称于吊杆设置1处兜吊装置，通过精轧螺纹钢或钢绞线连接锚板和兜吊装置，在拱顶或横梁底通过千斤顶张拉精轧螺纹钢或钢绞线，将吊杆力转换到临时工具吊杆装置上，该种工具吊杆装置能较好地实现力的等效替换，但拱肋钻孔难度大，并消弱拱肋截面，降低了拱肋的承载力。

方法四：在拱肋上对称吊杆设置钢丝绳，钢丝绳直接捆住桥面系横梁，通过卷扬机牵引钢丝绳滑车，将吊杆力转换到临时工具吊杆装置上，该种工具吊杆装置实现难度不大，但无法较好地实现力的等效替换，桥面变形较难控制。

钢拱桥多为重要的城市或高等级公路的桥梁，一般吊杆更换时不能中断交通，为确保动荷载情况下拱桥结构的安全，必须选择一种适应于不中断交通情况下的工具吊杆装置。

单支钢管拱桥（钢管混凝土拱桥）以及哑铃型截面钢管拱桥（钢管混凝土拱桥）的吊杆更换主要特点为，拱顶为圆弧形或椭圆形，拱顶较难设置找平装置，实心拱圈钻孔难度很大，钻孔降低拱肋承载能力较大，因此，不中断交通情况下，方法一、方法二、方法三不能使用；而方法四较难保证结构安全和减少桥面变形，也不适应于桥面通行交通的情况。为此，本发明结合方法三和方法四的优点，提出了一种既能适应于通车情况，又能保证吊杆更换安全实施的工具吊杆装置及其实施方法。

发明内容

本发明的目的就是要克服现有技术所存在的不足，提供一种钢拱桥工具吊杆装置及其更换方法。

为实现上述目的，本发明所设计的钢拱桥吊杆更换用的工具吊杆装置，它包括对称设置在吊杆两侧的限位装置、钢丝绳、中间转换装置和钢绞线，以及固定在吊杆横梁下方的兜吊装置，所述限位装置包括安装在拱圈顶部弧面上的水平限位装置和安装在拱圈两侧的竖向限位装置，所述水平限位装置与拱圈顶面之间铺设有橡胶垫块，所述钢丝绳环绕在拱圈上，并通过限位装置固定，所述钢丝绳的两端与中间转换装置连接，所述中间转换装置的另一端与钢绞线的上端连接，所述钢绞线的下端与兜吊装置连接，所述兜吊装置的底部设置有张拉钢绞线的千斤顶。

优选的，所述橡胶垫块的纵向宽度比水平限位装置的纵向宽度长20cm，所述橡胶垫块的横向长度长于拱圈周长的一半。这样，可避免水平限位装置的棱角损伤钢丝绳，防止可能脱空的拱圈钢管局部压屈服，并且提高水平限位装置的抗下滑摩擦力，减少在张拉过程中的晃动，提高稳定性。

优选的，所述设置在吊杆两侧的水平限位装置之间的纵水平投影距离大于吊杆横梁的宽度，拱圈两侧竖向限位装置和拱圈顶面的水平限位装置在竖向平面内成三角形布置。这样，钢丝绳被限位于该竖向平面内，并在拱圈底部与正下方的中间转换装置连成整体，将工具吊杆装置的上锚固点置于拱圈平面以内，不仅节省了空间，不占桥面系以上的净空，不会对桥面交通造成安全隐患，而且对称设置的更换装置的受力均匀，可保证吊杆更换等效替换。