本發(fā)明屬于橋梁，涉及空間索形懸索橋，具體涉及一種橫向大偏位纜索架設(shè)的空間貓道裝置及使用方法。

背景技術(shù)：

1、空間索形懸索橋因為具有獨特的傳力機制，受力合理，充分發(fā)揮材料強度，擁有極大地跨越能力，廣泛的應(yīng)用于各種超大跨徑橋梁。在運用的過程中，空間主纜結(jié)構(gòu)也越發(fā)被人們重視。與傳統(tǒng)的平行纜索懸索橋不同，空間索面的主纜一般是對稱向中心傾斜的，在成橋狀態(tài)下主纜受力并不是豎直方向，主纜不僅受重力在豎向呈懸鏈線，受到傾斜的拉力也會在平面上也會呈現(xiàn)曲線，橫向張開的主纜加吊索與加勁梁構(gòu)成一個穩(wěn)定的三角形，使得主纜擁有一類似鐘擺的回復(fù)力，從而提高整體扭轉(zhuǎn)剛度。

2、空間索形懸索橋在空纜狀態(tài)下與成橋狀態(tài)下的主纜橫橋向位置相差很大，主纜架設(shè)后的空纜狀態(tài)只有豎向垂度，成橋狀態(tài)時主纜還擁有橫向偏位。因此主纜在施工過程的橫橋向線形轉(zhuǎn)換是空間索形懸索橋施工的關(guān)鍵問題。針對在施工中對主纜線形進行變換該問題，已有工程有兩種方法解決：臨時拉索法以及臨時橫撐法，目前這兩種方法都是先將兩根主纜索股分別在鉛垂狀態(tài)下架設(shè)好，之后安裝索夾，再采取外部裝置(斜拉索或纜間橫撐)將空纜向兩邊張開，使得空纜線形在橫橋向接近成橋線形，然后再進行安裝吊索等后續(xù)工序。

3、但是上述鉛垂面架設(shè)空纜的方法存在一定缺陷，即安裝索夾時空纜處于鉛錘狀態(tài)，而不是設(shè)計時的成橋空間曲線狀態(tài)；這種狀態(tài)不一致隨著空間主纜的橫向偏位增大而愈發(fā)嚴重，索股鋼絲將產(chǎn)生明顯的扭轉(zhuǎn)，可能導(dǎo)致主纜內(nèi)部產(chǎn)生鼓絲、亂絲等現(xiàn)象，引起主纜內(nèi)部應(yīng)力分布不均勻、主纜強度降低等安全隱患。此外，上述方法在主纜張開的過程中，貓道等裝置也會跟隨轉(zhuǎn)動，這將導(dǎo)致貓道等附屬裝置的扭轉(zhuǎn)，無法保證工作面的平穩(wěn)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種橫向大偏位纜索架設(shè)的空間貓道裝置及使用方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中的空間索形懸索橋在施工過程中由于扭轉(zhuǎn)導(dǎo)致主纜內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力分布不均勻的技術(shù)問題。

2、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

3、一種橫向大偏位纜索架設(shè)的空間貓道裝置，包括兩組貓道承重纜和兩組貓道門架纜，貓道承重纜位于貓道門架纜上方，兩組貓道承重纜和兩組貓道門架纜之間橫向安裝有至少一個橫向撐開機構(gòu)。

4、每個橫向撐開機構(gòu)包括兩個貓道門架，所述的兩個貓道門架中的一個貓道門架安裝在同一側(cè)的一組貓道承重纜和一組貓道門架纜之間，兩個貓道門架中的另一個貓道門架安裝在同一側(cè)的另一組貓道承重纜和另一組貓道門架纜之間。

5、所述的貓道門架包括門架主體，門架主體內(nèi)安裝有豎向設(shè)置的主纜橫向約束架。

6、所述的兩個貓道門架的兩個門架主體的豎向頂部分別通過上牽引機構(gòu)與同一個上橫撐桁架連接，所述的兩個貓道門架的兩個門架主體的豎向底部分別通過下牽引機構(gòu)與同一個下橫撐桁架連接，使得貓道門架能夠在上橫撐桁架和下橫撐桁架之間橫向牽引移動。

7、本發(fā)明還具有如下技術(shù)特征：

8、所述的主纜橫向約束架的頂部和門架主體之間設(shè)置有上橫向調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，所述的主纜橫向約束架的底部和門架主體之間設(shè)置有下橫向調(diào)節(jié)機構(gòu)，上橫向調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)和下橫向調(diào)節(jié)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)相同且上下對稱設(shè)置。

9、所述的下橫向調(diào)節(jié)機構(gòu)包括安裝在門架主體上的兩對螺桿安裝座，每一對螺桿安裝座之間安裝有一個能夠轉(zhuǎn)動的調(diào)節(jié)螺桿，兩個調(diào)節(jié)螺桿垂直于橫向水平平行布設(shè)，兩個調(diào)節(jié)螺桿上通過螺紋套裝有同一個移動底座，同一個移動底座內(nèi)鉸接有一對平行設(shè)置的耳座的一端，一對耳座的另一端固定安裝在主纜橫向約束架的端部。

10、所述的門架主體內(nèi)的豎向下方安裝有主纜引導(dǎo)滑輪，門架主體內(nèi)的豎向上方安裝有主纜牽引滑輪，主纜引導(dǎo)滑輪和主纜牽引滑輪位于主纜橫向約束架的同一側(cè)。

11、所述的上牽引機構(gòu)與下牽引機構(gòu)的結(jié)構(gòu)相同且上下對稱設(shè)置。

12、所述的下牽引機構(gòu)包括兩對齒輪，兩對齒輪分別通過齒輪軸可轉(zhuǎn)動式安裝在所述的門架主體的底部，兩對齒輪嚙合在雙幅齒軌上，雙幅齒軌設(shè)置在所述的下橫撐桁架的頂面上。

13、所述的兩對齒輪中的一對齒輪的齒輪軸上安裝有一組門架滑輪，門架滑輪通過鋼絞線驅(qū)動，帶動齒輪在雙幅齒軌上運動，使得貓道門架能夠相對于下橫撐桁架在橫向牽引移動。

14、所述的齒輪為自鎖齒輪；所述的門架主體底部還設(shè)置有至少一個自鎖鎖舌，自鎖鎖舌能夠與自鎖齒輪相配合實現(xiàn)單向自鎖。

15、所述的門架主體和貓道承重纜之間通過導(dǎo)向抱夾機構(gòu)進行鏈接，所述的門架主體和貓道門架纜之間也通過導(dǎo)向抱夾機構(gòu)進行鏈接，所述的導(dǎo)向抱夾機構(gòu)包括導(dǎo)向器，導(dǎo)向器的前方設(shè)置有抱夾器。

16、所述的導(dǎo)向器包括安裝在門架主體內(nèi)部的導(dǎo)向輪架，導(dǎo)向輪架上安裝有非對稱異型橫向?qū)л喓头菍ΨQ異型豎向?qū)л啞?/p>

17、所述的抱夾器包括安裝在門架主體內(nèi)部的抱夾架，抱夾架內(nèi)部的上側(cè)安裝有固定塊，抱夾架內(nèi)部的下側(cè)安裝有活動塊；活動塊與滑動軸的一端固定相連，滑動軸的另一端穿出抱夾架側(cè)壁上開設(shè)的滑動槽，滑動軸的另一端通過螺紋孔與提拉旋轉(zhuǎn)螺桿垂直安裝；所述的提拉旋轉(zhuǎn)螺桿的一端垂直螺紋連接在提拉轉(zhuǎn)動座上，提拉轉(zhuǎn)動座可轉(zhuǎn)動式垂直安裝在滑動槽一側(cè)的抱夾架的外壁上，提拉旋轉(zhuǎn)螺桿通過提拉轉(zhuǎn)動座的提拉轉(zhuǎn)動能夠帶動活動塊運動。

18、所述的滑動槽另一側(cè)的抱夾架的外壁上還垂直固定設(shè)置有剎車瓦，剎車瓦上開設(shè)有貫通剎車瓦內(nèi)外兩側(cè)的鎖止槽，提拉旋轉(zhuǎn)螺桿的另一端穿過鎖止槽且安裝有鎖止轉(zhuǎn)動把手，鎖止轉(zhuǎn)動把手和剎車瓦之間的提拉旋轉(zhuǎn)螺桿上固定有剎車片，提拉旋轉(zhuǎn)螺桿相對于提拉轉(zhuǎn)動座的螺紋旋轉(zhuǎn)進給能夠?qū)崿F(xiàn)剎車片與剎車瓦之間的摩擦鎖止。

19、所述的上橫撐桁架和下橫撐桁架的結(jié)構(gòu)相同且上下對稱設(shè)置；所述的上橫撐桁架和下橫撐桁架的外側(cè)分別設(shè)置有預(yù)應(yīng)力張弦。

20、所述的兩組貓道承重纜中，每組貓道承重纜分為兩小組貓道承重纜，每小組貓道承重纜為三根；兩組貓道門架纜中，每組貓道門架纜分為兩小組貓道門架纜，每小組貓道門架纜為一根。

21、本發(fā)明還保護一種橫向大偏位纜索架設(shè)的空間貓道裝置的用方法，該方法通過上牽引機構(gòu)和下牽引機構(gòu)來調(diào)整不同橫向撐開機構(gòu)上的貓道門架的位置，在架設(shè)主纜之前，提前確定主纜的設(shè)計空間線型，主纜直接沿著設(shè)計空間線型進行架設(shè)。

22、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下技術(shù)效果：

23、(ⅰ)本發(fā)明的貓道裝置使得空間索形懸索橋在主纜架設(shè)之前即可有現(xiàn)有的空間線型貓道平臺以提供施工所用，即主纜可以直接沿著設(shè)計的空間線型進行架設(shè)避免了在水平張開時產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)等影響。并且使得在貓道多股承重纜水平張開之時的不同步伸張可以得到釋放，承重纜線形更自然且應(yīng)力均勻。

24、(ⅱ)本發(fā)明的橫向大偏位纜索架設(shè)空間貓道裝置是在貓道承重纜架設(shè)完成后直接橫向撐開，因此不需要傳統(tǒng)方法將承重纜從外側(cè)橫向張拉，便于在特殊地形以及“先纜后梁”方法下使用，可以避免在空間張拉時出現(xiàn)的約束扭轉(zhuǎn)造成的結(jié)構(gòu)以及應(yīng)力損失,在主纜架設(shè)時即可保證索股的方向正確。

25、(ⅲ)本發(fā)明的橫向大偏位纜索架設(shè)空間貓道裝置為超靜定四邊矩形結(jié)構(gòu)，因此在兩邊對稱施工的情況下，荷載重量一致，上下橫撐將保持水平狀態(tài)，貓道門架也會保持初始方向，因此貓道門架的工作平面將會保證水平，有利于工人在上施工與操作。

26、(ⅳ)本發(fā)明的橫向大偏位纜索架設(shè)空間貓道裝置是在貓道空間定型之后再搭設(shè)主纜，因此不需要傳統(tǒng)方法的主纜空間張拉，而可以避免在空間張拉時出現(xiàn)的約束扭轉(zhuǎn)造成的結(jié)構(gòu)以及應(yīng)力損失，在主纜架設(shè)時即可保證索股的方向形狀正確。

27、(ⅴ)本發(fā)明的橫向大偏位纜索架設(shè)空間貓道裝置，由于在工作狀態(tài)時會受到兩端主纜自然下垂產(chǎn)生的水平分力，對橫撐來說為一偏心力矩，上下橫撐外部受拉，此外當橫撐長度較大時自重所產(chǎn)生的力矩也會使得下部受拉。本發(fā)明在橫撐中預(yù)留了體外預(yù)應(yīng)力張弦安裝空間，在使用體外預(yù)應(yīng)力時可以顯著改善橫撐應(yīng)力分布。并且可以考慮為增加全向體外預(yù)應(yīng)力，可大大增加結(jié)構(gòu)剛度。

28、(ⅵ)本發(fā)明的橫向大偏位纜索架設(shè)空間貓道裝置，在導(dǎo)向輪架處采用了新設(shè)計的非對稱異型導(dǎo)輪，由于承重纜對裝置的接觸傳力為斜向內(nèi)側(cè)，因此傳統(tǒng)導(dǎo)輪會與承重纜貼合脫空，使用新型導(dǎo)輪可完美貼合，側(cè)向也加裝新型導(dǎo)輪。對不同直徑的承重纜可以重新設(shè)計型號尺寸。

29、(ⅶ)本發(fā)明的橫向大偏位纜索架設(shè)空間貓道裝置，對豎向的主纜橫向約束架采用下側(cè)鉸接上側(cè)滑動的設(shè)計，使得主纜橫向約束架在受到主纜水平力作用時可以自由伸縮變形，對外側(cè)門架僅產(chǎn)生水平力不產(chǎn)生彎矩，最大限度減少了裝置的變形與內(nèi)部應(yīng)力。

30、(ⅷ)本發(fā)明的橫向大偏位纜索架設(shè)空間貓道裝置，采用了新設(shè)計的抱夾器作為鎖定裝置。此抱夾器在最兩側(cè)各設(shè)計一具。以兩半夾具環(huán)抱纜索的摩擦力來產(chǎn)生鎖定效果。新設(shè)計的抱夾裝置采用提拉手柄來夾緊，旋轉(zhuǎn)手柄來鎖定夾緊。一個人可以完成兩邊的鎖定動作。

31、(ⅸ)本發(fā)明的橫向大偏位纜索架設(shè)空間貓道裝置由于結(jié)構(gòu)尺寸以及重量較大，采用在主塔頂端處搭建完成后沿著先導(dǎo)纜滑落到預(yù)定位置后鎖止即可開始施工。