一种跨越多股道运营线的铁路钢索塔施工方法
阅读说明：本技术 一种跨越多股道运营线的铁路钢索塔施工方法 (Railway cable tower construction method for spanning multi-track operation line ) 是由 刘志锋 郭星亮 刘小青 张乃乐 员利军 陈锋 刘伟 刘志如 常乃超 祝慧娟 刘士 于 2021-05-24 设计创作，主要内容包括：本发明属于桥梁工程施工的技术领域,具体是一种跨越多股道运营线的铁路钢索塔施工方法。包括以下步骤,S100～支架搭设,首先安装设计要求施工基础,基础施工完成后,在基础上搭设若干组钢索塔拼装支架；S200～安装水平转体结构,将承台钢箱埋入下承台,在承台钢箱上依次安装水平转体球铰和索塔底部节段,索塔底部节段上部带有竖转球铰,索塔底部节段周边设置转盘钢箱；S300～索塔卧拼,以索塔底部节段为起点,依次拼装索塔,并焊接连接成整体；S400～竖转系统的安装；S500～竖转施工；S600～水平转体施工,在转盘钢箱上缠绕钢绞线,牵引钢铰线将索塔水平转体至设计位置；S700～进行合拢,利用钢板临时锁定索塔两端,利用天窗点进行索塔合龙施工。(The invention belongs to the technical field of bridge engineering construction, and particularly relates to a construction method of a railway cable tower spanning multiple railway operating lines. S100, erecting a support, namely, firstly installing a design requirement construction foundation, and after the foundation construction is finished, erecting a plurality of groups of steel cable tower splicing supports on the foundation; s200, installing a horizontal swivel structure, burying a bearing platform steel box into a lower bearing platform, sequentially installing a horizontal swivel spherical hinge and a cable tower bottom section on the bearing platform steel box, wherein the upper part of the cable tower bottom section is provided with a vertical swivel spherical hinge, and the periphery of the cable tower bottom section is provided with a turntable steel box; s300, horizontally splicing the cable towers, sequentially splicing the cable towers by taking sections at the bottoms of the cable towers as starting points, and welding the cable towers to form a whole; s400, mounting a vertical rotation system; s500, vertical rotation construction; s600, conducting horizontal rotation construction, winding steel strands on a turntable steel box, and drawing the steel strands to horizontally rotate the cable tower to a designed position; s700, folding, temporarily locking two ends of the cable tower by using steel plates, and performing cable tower closure construction by using skylight points.)
技术领域
本发明属于桥梁工程施工的技术领域，具体是一种跨越多股道运营线的铁路钢索塔施工方法。
背景技术
在桥梁施工过程中，由于跨越深谷、河流及既有线路，往往需要采用转体施工方法，通过靠结构自身旋转就位，不用吊装设备，施工安全快捷，有效解决了施工中场地受限的问题。目前铁路桥梁转体施工主要涉及的结构为主梁，主要是跨运营高速铁路、客运专线铁路、城际铁路及其相关联络线和动车走行线等工况，此时所用转体施工方法多为水平转体法；在钢管拱桥施工中，主梁跨径大等因素导致钢管拱矢高很高，若采用原位支架拼装法施工，支架搭设高度多达60米，一方面，支架稳定性及抗倾性系数较低，施工安全风险大，另一方面钢管用量较大，临时措施费较高，此时钢管拱肋施工方法多为竖向转体法；铁路斜拉桥索塔一般采用混凝土结构，主塔设置于既有线侧面，当线路穿越人员聚居区，狭小空间不满足传统的斜拉桥桥塔的设置条件，需桥塔横跨既有线上方，这时斜拉桥索塔采用钢结构，椭圆形状，此时若采用单一的方法完成拱塔结构施工，均需要投入很大的人力、物力。
发明内容
本发明为了解决临近既有线拱形钢索塔施工中避免支架拱设高度高、安全风险大并减少天窗点作业施工的问题，提供一种跨越多股道运营线的铁路钢索塔施工方法。
本发明采取以下技术方案：一种跨越多股道运营线的铁路钢索塔施工方法，包括以下步骤，S100～支架搭设，首先安装设计要求施工基础，基础施工完成后，在基础上搭设若干组钢索塔拼装支架；S200～安装水平转体结构，将承台钢箱埋入下承台，在承台钢箱上依次安装水平转体球铰和索塔底部节段，索塔底部节段上部带有竖转球铰，索塔底部节段周边设置转盘钢箱；S300～索塔卧拼，以索塔底部节段为起点，依次拼装索塔，并焊接连接成整体；S400～竖转系统的安装；S500～竖转施工；S600～水平转体施工，在转盘钢箱上缠绕钢绞线，牵引钢铰线将索塔水平转体至设计位置；S700～进行合拢，利用钢板临时锁定索塔两端，利用天窗点进行索塔合龙施工。
步骤S400中，根据受力分析确定索塔的最佳顶推位置，在此位置处安装转动节点，将顶推杆的一端与转动节点铰接连接，另一端与滑块铰接连接，滑块与竖转动力装置连接。
竖转动力装置包括设置在转盘钢箱上的竖转拖拉反力架，竖转拖拉反力架上安装连续千斤顶，千斤顶通过钢铰线与滑块连接。
竖转动力装置包括设置在转盘钢箱上的竖转拖拉反力架，在滑块上安装顶推千斤顶，将钢绞线一端固定于转盘钢箱上的竖转拖拉反力架上，别一端与顶推千斤顶连接。
步骤S500中，竖转前需在转盘钢箱顶部区域内设置配重，启动拖拉千斤顶或顶推千斤顶竖转索塔，在竖转即将到达最高点后进行缓慢顶推或拖拉，利用安装顶索塔顶部的全视角棱镜实时监测索塔竖转位置，竖转到设计位置后，利用水平限位装置将滑块限位固定，立即竖转铰封铰。
另一优选情况，步骤S400中，在转盘钢箱的塔根附近安装竖转钢塔架，竖转钢塔架顶部安装千斤顶，千斤顶通过钢绞线与索塔连接固定，在竖转钢塔架上部设有张拉锚梁，转盘钢箱底部的平衡梁上设有固定锚梁，张拉锚梁与竖转钢塔架铰接连接，固定锚梁与平衡梁铰接连接，在钢索塔拼装侧及配重侧安装张拉锚梁与固定锚梁之间的钢铰线，同步预紧钢铰线。
步骤S500中，竖转前需在转盘钢箱顶部区域内设置配重，启动钢塔架顶部的千斤顶，逐步将钢索塔拉高，在竖转即将到达设计位置后缓慢张拉千斤顶，利用安装顶索塔顶部的全视角棱镜实时监测索塔竖转位置，竖转到设计位置后，锁死千斤顶，最后竖转铰封铰。
与现有技术相比，本发明不需要建造几十米的竖转索塔，减少了大型吊装设备的使用，临近既有线施工的安全性显著提高；施工工艺新颖、竖向转体施工受力明确，大大提高了工作效率、节约了建造索塔材料，取得了较好经济效益。
附图说明
图1为本发明中基础及拼装支架安装示意图；
图2为实施例1中顶推竖转系统安装示意图；
图3为实施例1中拖拉竖转系统安装示意图；
图4为实施例2中竖转系统安装示意图；
图5为合拢示意图；
图6为滑块安装示意图；
图7为滑道结构示意图；
图8为滑道结构俯视图；
图9为滑块结构示意图；
图10为滑块安全制动装置示意图；
图11为滑块滑架连接结构俯视图；
图中：1-基础，2-拼装支架，3-立柱，4-连接系，5-调节块，6-承台钢箱，7-下承台，8-水平转体球铰，9-索塔底部节段，10-竖转球铰，11-转盘钢箱，12-索塔，13-转动节点，14-侧板，15-转轴，16-顶推杆，17-滑块，17.1-滑道结构，17.2-滑块结构，17.3-基础层，17.4-填充层，17.5-轨道板，17.6-螺栓I，17.7-顶板，17.8-底板，17.9-腹板，17.10-横隔板，17.11-耐磨板，17.12-安全制动装置，17.13-销轴，17.14-L形钢板，17.15-压缩弹簧结构，17.16-支撑板，17.17-销钉，17.18-滑架连接结构，17.19-滑架连接轴，17.20-锚固结构支撑垫板，17.21-螺栓II，18-限位装置，19-反力架，20-拖拉千斤顶，21-钢铰线，22-顶推千斤顶，23-配重，24-全视角棱镜，25-竖转钢塔架，26-钢立柱，27-横向连接撑，28-锚梁，29-千斤顶，30-合龙临时锁定钢板，31-固定锚梁。
具体实施方式
一种跨越多股道运营线的铁路钢索塔施工方法，包括以下步骤。
S100～支架搭设，首先安装设计要求施工基础1，基础1施工完成后，在基础1上搭设若干组钢索塔拼装支架2；
S200～安装水平转体结构，将承台钢箱6埋入下承台7，在承台钢箱6上依次安装水平转体球铰8和索塔底部节段9，索塔底部节段9上部带有竖转球铰10，索塔底部节段9周边设置转盘钢箱11；
S300～索塔卧拼，以索塔底部节段9为起点，依次拼装索塔12，并焊接连接成整体；
S400～竖转系统的安装；
S500～竖转施工；
S600～水平转体施工，在转盘钢箱11上缠绕钢绞线，牵引钢铰线将索塔水平转体至设计位置；
S700～进行合拢，利用钢板30临时锁定索塔两端，利用天窗点进行索塔合龙施工。
实施例1中，步骤S400中，根据受力分析确定索塔12的最佳顶推位置，在此位置处安装转动节点13，将顶推杆16的一端与转动节点13铰接连接，另一端与滑块17铰接连接，滑块17与竖转动力装置连接。
如图6-11所示，滑块17包括设置在滑道结构17.1上的滑块结构17.2，所述的滑道结构17.1包括由下到上依次设置的基础层17.3、填充层17.4和轨道板17.5，基础层17.3顶部预留有凹槽，凹槽内设置填充层17.4，填充层17.4上安装轨道板17.5，轨道板17.5与基础层17.3之间通过螺栓I17.6连接成整体；所述的滑块结构17.2包括顶板17.7、底板17.8、腹板17.9以及横隔板17.10，顶板17.7和底板17.8之间设置腹板17.9和若干横隔板17.10，底板17.8底部设置有耐磨板17.11，顶板17.7上通过螺栓II17.21安装有滑架连接结构17.18，滑块结构17.2的尾端设置有安全制动装置17.12。
安全制动装置17.12包括L形钢板17.14，L形钢板17.14一端通过销轴17.13与腹板17.9铰接，L形钢板17.14另一端上侧固定有销钉17.17，销钉17.17穿过与腹板17.9固定的支撑板17.16，支撑板17.16上侧的销钉17.17套有弹簧17.15。
竖转动力装置可选择顶推、拖拉两种方式。
顶推方式：竖转动力装置包括设置在转盘钢箱11上的竖转拖拉反力架19，竖转拖拉反力架19上安装连续千斤顶20，千斤顶20通过钢铰线21与滑块17连接。
拖拉方式：竖转动力装置包括设置在转盘钢箱11上的竖转拖拉反力架19，在滑块17上安装顶推千斤顶22，将钢绞线21一端固定于转盘钢箱11上的竖转拖拉反力架19上，别一端与顶推千斤顶22连接。
步骤S500中，竖转前需在转盘钢箱11顶部区域内设置配重23，启动拖拉千斤顶20或顶推千斤顶22竖转索塔12，在竖转即将到达最高点后进行缓慢顶推或拖拉，利用安装顶索塔顶部的全视角棱镜24实时监测索塔竖转位置，竖转到设计位置后，利用水平限位装置将滑块限位固定，立即竖转铰封铰。
实施例2中，步骤S400中，在转盘钢箱11的塔根附近安装竖转钢塔架25，竖转钢塔架25顶部安装千斤顶29，千斤顶29通过钢绞线与索塔12连接固定，在竖转钢塔架25上部设有张拉锚梁28，转盘钢箱11底部的平衡梁上设有固定锚梁31，张拉锚梁28与竖转钢塔架25铰接连接，固定锚梁31与平衡梁铰接连接，在钢索塔拼装侧及配重侧安装张拉锚梁28与固定锚梁31之间的钢铰线，同步预紧钢铰线。
步骤S500中，竖转前需在转盘钢箱顶部区域内设置配重23，启动钢塔架顶部的千斤顶29，逐步将钢索塔拉高，在竖转即将到达设计位置后缓慢张拉千斤顶，利用安装顶索塔顶部的全视角棱镜24实时监测索塔竖转位置，竖转到设计位置后，锁死千斤顶，最后竖转铰封铰。