一种基于悬索桥空中纺线法架设主缆的猫道垂度调整装置及其施工方法与流程

本发明涉及悬索桥主缆施工领域，具体是一种基于悬索桥空中纺线法架设主缆的猫道垂度调整装置及其施工方法。

背景技术：

悬索桥主缆架设有两种施工工艺，一种是预制平行索股法（ppws），即在工厂事先将钢丝预制成平行索股，然后利用牵引系统将其在猫道上牵引架设；另一种是空中纺线（as）法，即在桥位利用纺丝轮往复牵引钢丝形成主缆索股。空中纺线（as）法施工有着悠久的历史，作为主缆施工的主要方法之一目前在国外仍被广泛使用，受传统施工影响，国内悬索桥主缆均采用预制平行索股法（ppws法）进行设计和施工。

随着我国经济建设的持续发展，桥梁建设等基础工程建设得到了前所未有的发展机遇，特别是跨江、跨海、跨峡谷修建超大跨径（2000m以上）悬索桥的需求愈来愈突出，采用空中纺线（as）法架设超大跨径悬索桥主缆较预制平行索股（ppws法）法相比，可解决索股重量过大导致索股运输、牵引难题；猫道可设计为柔性结构，材料用量较少；现场钢丝编缆，节约工厂内制索费用；as法架设主缆在超大跨径悬索桥建设过程中具有广泛的应用前景。

目前空中纺线（as）法架设主缆采用恒张力控制法，钢丝在空中编缆过程中，会有部分钢丝自重传到猫道上，引起猫道的下挠。猫道下挠后，后期继续编制的钢丝长度与前期已编制的钢丝长度不一致，这些钢丝存在一根索股中时，引起同一索股应力分布不均，影响结构安全。故需要对猫道垂度进行调整，使其恢复到初始线形。

技术实现要素：

针对现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种悬索桥猫道垂度调整装置及其施工方法，适用于悬索桥主缆空中纺线(as)法施工，本发明的装置以达到保证主缆索股编丝质量，各索股钢丝受力均匀，索股线型及股内钢丝应力差满足设计要求。

为达上述目的，本发明提供了一种基于悬索桥空中纺线法架设主缆的猫道垂度调整装置，其特殊之处在于，包括索鞍或格栅反力架、万向铰结构、锚固拉杆、猫道垂度调整绳和猫道垂度调整件；

一万向铰结构、一锚固拉杆、一猫道垂度调整绳和一猫道垂度调整件组成一组垂度调整组件，该垂度调整组件至少两组，平行固定连接在所述索鞍或格栅反力架的两端和锚固梁的两端之间；

所述垂度调整组件中的锚固拉杆的一端通过所述万向铰结构与所述索鞍或格栅反力架的一端固定连接，所述锚固拉杆的另一端与所述锚固梁的同侧一端固定连接；

两根猫道垂度调整绳一端固定在所述锚固梁上、且平行设置在两根锚固拉杆之间；

所述猫道垂度调整件设置在背离所述索鞍或格栅反力架锚固梁上锚固拉杆对应的孔位处；

所述猫道垂度调整绳上设置多个索股成型装置。

前述万向铰结构由第一连接件、第二连接件、第一连接销轴和第二连接销轴构成；

所述第一连接件为u型，所述第二连接件由u型连接部和与该u型连接部的底部外侧固定连接的弧形连接耳板构成；

所述第一连接件通过第一连接销轴与所述弧形连接耳板连接；

所述第二连接销轴穿入所述u型连接部上的穿孔，以与固定在所述索鞍或格栅反力架上的锚固耳板连接；

所述第一连接销轴与第二连接销轴相互垂直设置；

所述第一连接件的底部与所述锚固拉杆通过连接螺母固定连接。

前述猫道垂度调整件由支撑马凳及穿心千斤顶构成，所述支撑马凳置于所述锚固梁与所述穿心千斤顶之间。

前述猫道垂度调整绳穿过所述锚固梁且靠近所述索鞍侧的一端通过紧贴所述锚固梁的第一垫板、置于防滑卡绳和第一垫板之间的夹板固定。

前述猫道垂度调整装置，还包括由第一支撑梁与第二支撑梁组成的散索鞍支墩锚固梁，锚固耳焊接在锚固梁上，散索猫道垂度调整绳通过销轴与焊接在所述散索鞍支墩锚固梁上的锚固耳连接，并通过绳卡紧固所述散索猫道垂度调整绳，且该散索猫道垂度调整绳与主缆平行。

一种基于悬索桥空中纺线法架设主缆的猫道垂度调整装置施工方法，包括以下步骤：

s1、完成万向铰结构的安装，并通过锚固耳板实现万向铰结构与主索鞍或格栅反力架的连接，再通过连接螺母完成第一连接件与锚固拉杆的尾端的连接；

s2、通过锚固梁连接板将所有锚固梁连为整体，锚固拉杆的前端穿过锚固梁并通过锚固拉杆垫板和紧固螺母固定于锚固梁上；

s3、猫道垂度调整绳的一端穿过锚固梁并采用夹板及防滑绳卡将其锚固在锚固梁上；

对于主跨，猫道垂度调整绳的另一端绳头依次穿过设置在主跨猫道上的各个索股成型器横梁下方的限位装置，到达对岸主索鞍中跨侧锚梁后，采用夹板及防护绳卡将绳头锚固；

对于边跨侧，猫道垂度调整绳另一端绳头依次穿过边跨侧猫道上设置的索股成型器横梁下方的限位装置，绳头到达散索鞍支墩顶面的散索鞍支墩锚固梁后，通过销轴及绳卡将猫道垂度调整绳的另一端锚固；

s4、索股成型器通过猫道门架底横梁与猫道连为整体，钢丝编缆过程中，钢丝部分重量通过索股成型传递给猫道，随着纺丝数量增加，猫道逐步下挠，当猫道下挠量超过允许值，暂停纺丝作业，在锚固梁上依次安装马凳及穿心千斤顶，拧紧设置在穿心千斤顶的顶部的防松螺母，拧松紧固螺母，同步控制穿心千斤顶，顶推锚固梁向索鞍侧，从而张紧猫道垂度调整绳带动猫道上饶，使其恢复到初始状态位置后，锁紧紧固螺母，将锚固拉杆与锚固梁锚固，拆除防松螺母、穿心千斤顶及支撑马凳。

本发明的优点如下：

猫道垂度调整采用分离式调整方法，主跨与边跨猫道可同时调整，减小猫道调整张力，降低了施工难度，提高了施工效率；2、锚固拉杆通过万向铰与主索鞍或格栅反力架相连，猫道垂度调整时，拉杆能适应垂度调整绳线形转动，始终处于受拉状态，保证了结构受力安全；3、对于超大跨径悬索桥，主跨猫道垂度调整量大，中跨两套猫道垂度调整装置可同时进行对中跨猫道垂度进行调整，调整行程大，调整能力强；4、猫道垂度调整绳与固定在猫道上的索股成型器相连，千斤顶顶推锚梁时，各索股成型器处调整绳受力均匀，可精确控制猫道上挠量，保证猫道恢复至初始线形；5、该种猫道垂度调整装置，制作简单，操作方便，调整能力强，调整精度高，提高了索股制索精度，减小了索股内钢丝应力差，保证了索股架设质量。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚的了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是猫道垂度调整装置平面图；

图2是猫道垂度调整装置锚梁侧面图；

图3是猫道垂度调整装置侧面图；

图4是索股成型器与猫道断面图；

图5是猫道垂度调整件散索鞍支墩处锚固梁立面图；

图6是猫道垂度调整件散索鞍支墩处锚固梁侧面图；

图7是第二连接件结构示意图；

图8是基于悬索桥空中纺线法架设主缆的猫道垂度调整装置的施工作业示意图。

附图标记说明：

0、索鞍或格栅反力架；1、锚固拉杆；2、锚固梁；3、猫道垂度调整绳；4、夹板；5、防滑绳夹；6、第一连接件；7、第一连接销轴；8、第二连接件；9、连接螺母；10、第一连接销轴；11、锚固耳板；12、支撑马凳；13、穿心千斤顶；14、防松螺母；15、紧固螺母；17、锚固拉杆垫板；18、垂度调整绳垫板；19、锚梁连接板；20、第一支撑梁；21、第二支撑梁；22、锚固耳；23、销轴；24、索股成型器；25、限位装置；26、u型连接部；27、弧形连接耳板；28、主缆索股；29、猫道垂度调整件。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

现参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语（包括科技术语）对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

实施例一：

本发明的第一实施方式涉及一种基于悬索桥空中纺线法架设主缆的猫道垂度调整装置，参照图1、图2、图3所示，该装置包括：

锚固拉杆1，锚固拉杆1至少包含2根，锚固拉杆1一端与万向铰万向铰结构相连固定，另一端穿过锚固梁2并通过锚固拉杆垫板17及紧固螺母15锚固；

第一连接件6与第二连接件8通过第一连接销轴7、第二连接销轴10共同组成可适应转动的万向铰结构（具体是：第一连接件6为u型，第二连接件8由图7所示的u型连接部26和与该u型连接部26的底部外侧固定连接的弧形连接耳板27构成；第一连接件6通过第一连接销轴7与弧形连接耳板27连接；第二连接销轴10穿入u型连接部26上的穿孔，以与固定在索鞍或格栅反力架0上的锚固耳板11连接），并通过第二连接销轴10与固定在索鞍或格栅反力架0上的锚固耳板11固定；锚固梁2靠近索鞍侧通过垂度调整绳垫板18、夹板4及防滑绳卡5将猫道垂度调整绳3锚固。锚固梁2通过连接板19连为整体，加紧板16分别设置在锚固梁拉杆1、猫道垂度调整绳3锚固支撑位置，保证结构受力可靠。

实施例二：

在实施例一的基础上，进一步地，如图4、图5、6所示，散索猫道垂度调整绳3设置2根，并穿过猫道上每隔一定距离设置的索股成型装置；第一支撑梁20与第二支撑梁21组成散索鞍支墩锚固梁，锚固耳22焊接在散索鞍支墩锚固梁上，散索猫道垂度调整绳3通过销轴23及绳卡锚固，锚固耳22在散索鞍支墩锚固梁上的设置位置须保证散索猫道垂度调整绳3与主缆平行。

实施例三：

在上述实例的基础上，进一步地猫道垂度调整采用分离式调整方法，在猫道中跨、边跨均设置猫道垂度调整装置，分别对猫道中跨及边跨垂度进行调整；

进一步地对于主跨猫道垂度调整件29，在两岸塔顶索鞍靠近主跨侧分别设置锚固梁2、锚固梁拉杆1及连接装置与索鞍连接固定，猫道垂度调整绳3通过夹板4及防滑绳卡5分别锚固在两岸中跨侧锚梁上；

进一步地对于边跨侧猫道垂度调整件29，在塔顶格栅反力架边跨侧设置锚固梁2、锚固梁拉杆1及连接装置与格栅反力架连接固定，散索鞍支墩顶面设置由第一支撑梁20与第二支撑梁21组成散索鞍支墩锚固梁，猫道垂度调整绳3一端通过夹板4及防滑绳卡5锚固于塔顶边跨侧锚固梁2上，猫道垂度调整绳3的另一端穿过边跨侧猫道上每隔一定距离设置索股成型器横梁底面限位装置后，与设置在散索鞍支墩顶面的散索鞍支墩锚固梁通过锚固耳22、连接销23、防滑绳卡固定。

实施例四：

在上述实例的基础上，进一步地该猫道垂度调整件在锚固梁2上对应锚固梁拉杆孔的位置处分别设置支撑马凳12及穿心千斤顶13，钢丝在猫道上编缆过程中，随着纺丝层数量增加，猫道逐步下挠，当下挠量超过允许值后，通过穿心千斤顶13同步顶推锚固梁2及锚固拉杆1从而张紧调整绳带动猫道上饶，实现猫道垂度调整的目的。

实施例五：

一种基于悬索桥空中纺线（as）法架设主缆的猫道垂度调整装置施工方法，结合图8，具体包括以下步骤：

s1、第一连接件6、第二连接件8、第一连接销轴7组成整体并通过第二连接销轴10与焊接在主索鞍或格栅反力上的锚固耳板11连成整体，安装锚固拉杆1通过连接螺母9固定于第一连接件6上。

s2、锚固梁2通过锚固拉杆垫板17、垂度调整绳垫板18、锚梁连接板19连为整体，锚固拉杆1前端穿过锚固梁2并通过紧固螺母15固定于锚固梁2；

s3、猫道垂度调整绳3一端穿过锚固梁2并采用夹板4及防滑绳卡5将其锚固在锚固梁2上，对于主跨，猫道垂度调整绳3的另一端绳头依次穿过设置在猫道上的各个索股成型器横梁下方的限位装置，到达对岸主索鞍中跨侧锚梁后，采用夹板4及防护绳卡5将绳头锚固；对于边跨侧，猫道垂度调整绳3另一端绳头依次穿过边跨侧猫道上设置索股成型器横梁下方的限位装置，绳头到达散索鞍支墩顶面的散索鞍支墩锚固梁后，通过锚固耳22、连接销23、绳卡固定。

s4、索股成型器通过猫道门架底横梁与猫道连为整体，钢丝编缆过程中，钢丝部分重量通过索股成型传递给猫道，随着纺丝数量增加，猫道逐步下挠，当猫道下挠量超过允许值，暂停纺丝作业，在锚固梁2上依次安装支撑马凳12及穿心千斤顶13，拧紧防松螺母14，拧松紧固螺母15，同步控制穿心千斤顶13，顶推锚固梁2向索鞍侧，从而张紧猫道垂度调整绳3带动猫道上饶，使其恢复到初始状态位置后，锁紧紧固螺母15，将锚固拉杆1与锚固梁2锚固，拆除防松螺母14、穿心千斤顶13及支撑马凳12。

综上所述，本发明提供这种适用于悬索桥主缆空中纺线(as)法施工的猫道垂度调整装置的优点是：

该种猫道垂度调整装置，制作简单，操作方便，调整能力强，调整精度高，提高了索股制索精度，减小了索股内钢丝应力差，保证了索股架设质量。

猫道垂度调整采用分离式调整方法，主跨与边跨猫道可同时调整，减小猫道调整张力，降低了施工难度，提高了施工效率；锚固拉杆通过万向铰与主索鞍或格栅反力架相连，猫道垂度调整时，拉杆能适应垂度调整绳线形转动，始终处于受拉状态，保证了结构受力安全；对于超大跨径悬索桥，主跨猫道垂度调整量大，中跨两套猫道垂度调整装置可同时进行对中跨猫道垂度进行调整，调整行程大，调整能力强；猫道垂度调整绳与固定在猫道上的索股成型器相连，千斤顶顶推锚梁时，各索股成型器处调整绳受力均匀，可精确控制猫道上挠量，保证猫道恢复至初始线形。

以上实施例没有具体描述的部分都属于本技术领域的公知部件和常用结构或常用手段，此处不再一一详细说明。

在不冲突的情况下，本领域的技术人员可以根据实际情况将上述各示例中相关的技术特征相互组合，以达到相应的技术效果，具体对于各种组合情况在此不一一赘述。

以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖性特点相一致的最宽的范围。依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。上面结合附图对本发明的实施方式作了详细的说明，但本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化，其都在该技术的保护范围内。

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