[发明专利]一种桥塔竖转系统及其施工方法

权利要求书

1.一种桥塔竖转系统，其特征在于，包括竖转装置(1)、牵引装置(2)和竖绞系统(3)；所述竖绞系统(3)安装于桥塔的塔根侧桥墩上，用于铰接桥塔的塔根端；所述竖转装置(1)顶端架设于桥塔的中部，底端架设于牵引装置(2)上；所述牵引装置(2)固定部件架设于水平桥墩上支撑住竖转装置(1)的底端，活动部件水平连接在竖转装置(1)的底端和牵引装置(2)动力部件之间。

2.根据权利要求1所述的桥塔竖转系统，其特征在于，所述竖转装置(1)为桁架式结构，包括顶边杆(101)、底边杆(102)、侧边杆(103)、前拉杆(104)和后拉杆(105)；

所述侧边杆(103)为两根，两根侧边杆(103)对称铰接于顶边杆(101)和底边杆(102)的两端，形成一个长方形空间桁架结构；

所述前拉杆(104)一端铰接于顶边杆(101)，另一端连接在桥塔背部前端；

其中后拉杆(105)一端铰接于顶边杆(101)，另一端连接在桥塔背部后端；

所述前拉杆(104)、后拉杆(105)和其在桥塔上的接触段之间形成三角形空间桁架结构。

3.根据权利要求2所述的桥塔竖转系统，其特征在于，所述牵引装置(2)包括牵引钢绳(201)、滑道(202)和卷扬机(203)；

所述底边杆(102)两端各设置接地轴承(107)，形成滑动端；

所述牵引钢绳(201)设置多根，牵引钢绳(201)的一端连接于竖转装置(1)的底边杆(102)，另一端设置在卷扬机(203)中；

所述滑道(202)水平的安装于桥墩上，其宽度与竖转装置(1)相适配；所述底边杆(102)滑动设置于所述滑道(202)上；

所述卷扬机(203)安装于桥塔的塔根侧桥墩上且通过牵引钢绳(201)连接底边杆(102)。

4.根据权利要求3所述的桥塔竖转系统，其特征在于，所述竖绞系统(3)包括绞盘承台(301)、塔底节段、竖转接口和位置传感器(304)，

所述绞盘承台(301)竖直固定于桥塔的塔根侧桥墩上，所述塔底节段设置于绞盘承台(301)的顶部，所述竖转接口设置于塔底节段内铰接桥塔的塔根端；所述位置传感器(304)设置于旋转接口中与卷扬机(203)的处理器相连，用于监测桥塔的竖转位置。

5.根据权利要求4所述的桥塔竖转系统，其特征在于，在两个所述侧边杆(103)的中间设置多根加强杆(106)。

6.根据权利要求5所述的桥塔竖转系统，其特征在于，所述桥塔背部前端设置有第一凹槽(4)，后端设置有第二凹槽(5)；所述前拉杆(104)和/或后拉杆(105)设置多根，其中多根前拉杆(104)的一端均匀铰接在顶边杆(101)上，另一端铰接于在桥塔背部前端的第一凹槽(4)内，其中多根后拉杆(105)的一端均匀铰接在顶边杆(101)上，另一端铰接于在桥塔背部后端的第二凹槽(5)内。

7.根据权利要求6所述的桥塔竖转系统，其特征在于，所述滑道(202)上设置抗拔槽(204)，底边杆(102)两端设置抗跳销(108)，所述抗跳销(108)卡在抗拔槽(204)中。

8.根据权利要求7所述的桥塔竖转系统，其特征在于，还包括稳定索(6)，所述稳定索(6)一端连接在桥塔的塔头端桥墩上，另一端连接在桥塔的塔头上。

9.一种用于权利要求8中所述桥塔竖转系统的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：按设计图纸施工设置桥塔的桥墩，在桥墩指定端建设绞盘承台(301)，并将塔底节段设置于绞盘承台(301)上表面，在底节段中开设竖转接口；

步骤二：设置地基支架，完成异形桥搭的搭建，其中异形桥搭的塔根端连接在竖转接口中；

步骤三：安装牵引装置(2)，其中滑道(202)水平设置于桥墩上，并根据设计图纸要求调整宽度；其中卷扬机(203)安装在桥塔的塔根侧桥墩上；

安装竖转装置(1)，将前拉杆(104)和后拉杆(105)的一端同时铰接于顶边杆(101)上，将前拉杆(104)的另一端连接在桥塔背部第一凹槽(4)内，将后拉杆(105)的另一端连接在桥塔背部第二凹槽(5)内，组成三角形空间桁架结构；将底边杆(102)安放到滑道(202)上，将两根侧边杆(103)铰接式连接于顶边杆(101)和底边杆(102)的两侧，形成平行四边形空间桁架结构；

将牵引钢绳(201)一端缠绕在卷扬机(203)中，另一端连接到底边杆(102)上，当牵引钢绳(201)拉紧时与滑道(202)平行；

将稳定索(6)一端连接在桥塔的塔头侧桥墩上，另一端连接在桥塔的塔头上；

步骤四：竖转动作即围绕塔根端向上旋转桥塔：启动牵引装置(2)的卷扬机(203)正向动作收拢牵引钢绳(201)，底边杆(102)的底部在牵引钢绳(201)作用下沿滑道(202)逐渐靠近桥塔的塔根，底边杆(102)的底部推动侧边杆(103)围着顶边杆(101)旋转，同时侧边杆(103)的顶部逐渐升高并顶起顶边杆(101)，顶边杆(101)抬起前拉杆(104)和后拉杆(105)从而带动桥塔竖转，直至位置传感器(304)监测到桥塔提升至指定位置，卷扬机(203)根据位置传感器(304)信号自动降低功率至指定值，维持牵引钢绳(201)抵挡桥塔的自身重量形成的水平分力，然后通过螺栓将桥塔固结于塔底节段中防止其自动倒下，且可通过硬质卡块抵住底边杆(102)防止其自动向桥塔的塔头滑动；当桥塔位置稳定后关闭卷扬机(203)；当桥塔旋转超过阈值时，稳定索(6)刚好被拉直将桥塔带住；

步骤五：复位动作：根据工程进度需求进行反向旋转即围绕塔根端向下旋转桥塔时，先启动卷扬机(203)正向动作适当收拢小段牵引钢绳(201)至可以退出硬质卡块和螺栓，然后控卷扬机(203)反向动作，缓慢放出牵引钢绳(201)，桥塔在重力作用下挤压斜边杆，斜边杆产生水平分力推动底边杆(102)向桥塔的塔头运动，直至位置传感器(304)监测到桥塔放置至指定位置，卷扬机(203)根据位置传感器(304)信号自动降低功率至关机；

步骤六：待桥塔形成稳定结构后拆除牵引装置(2)、竖转装置(1)、稳定索(6)等设备；

步骤七：将桥塔的塔根端和竖转接口固结封铰，对于钢桥塔可在竖转接口位置焊接接嵌补段实现固结，对于混凝土桥塔可在竖转接口位置浇筑混凝土实现固结，依具体工程进行下一步工序。