CN1205431C - 大跨度大口径过江桥管安装施工设备及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明大跨度大口径过江桥管安装施工设备及其施工方法，其特点是：设备包括：一管道垂直提升平台、至少两运管小车、一安装维修小车；操作时：首先将管道垂直提升平台放置于主桥跨一侧；将两运管小车分别置于边桥跨下和主桥跨下的轨道上；将安装维修小车悬挂于主桥跨下的滑槽中；用吊车将钢管吊到平台安置点，利用液压泵把钢管顶升至桥底板下的安装高度；将钢管牵引至边桥跨下的运管小车上；推动边桥跨运管小车至边桥跨与主桥跨的相交处；将边桥跨运管小车上的钢管牵引至主桥跨运管小车上并将钢管推至安装位置；站在安装维修小车上，用悬挂部件将钢管固定，并焊接、拼装； 站在安装维修小车上，调节吊杆的下螺帽，将钢管调整到所需的坡度；如此，直至所有过桥江管过桥安装完毕。既能保证工程的精度要求，又能避免高空作业的危险性。同时，节约成本，改善市容市貌。

Description

大跨度大口径过江桥管安装施工设备及其施工方法

技术领域

本发明涉及一种大跨度大口径过江桥管安装施工设备及其施工方法。

背景技术

桥管工程是管道工程的一个组成部份。供水管道的铺设一般都在陆地施工，当管道随同桥梁越经河流，则构成桥管工程，其敷设的难度当然要比陆地上大得多。而且每个工程视其施工现场的实际情况之不同而各不相同。为此，要针对每个具体工程的具体条件而进行施工技术研究。

对无法用吊车等起重设备进行吊装和运输的桥管工程，例如大桥跨度超过30米以上，按照传统的施工方案，要在大桥的一侧建造有若干桥墩的管线桥，管道架在管线桥上过江。而建造管线桥则需要经过勘察、打桩、结构设计和施工建造等一整套程序。因此，据核算：长为790米的管线桥需耗资约600万元。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有过江桥管施工浪费成本、浪费人工、浪费时间的缺陷，而提供的一种新型的大跨度大口径过江桥管安装施工设备及其施工方法。采用本施工设备和本施工方法，可以省去了建造管线桥的时间、成本和人力，从而提高经济效益和社会效益。

为了实现本发明的目的，本发明采取的技术措施是：

大跨度大口径过江桥管安装施工设备，其特点是：包括：一管道垂直提升平台、至少两运管小车、一安装维修小车；

所述的管道垂直提升平台由角钢与槽钢焊接构成平台本体；平台本体中心设有钢管放置点，放置点由两个液压顶头和设在液压顶头下的液压杆构成，利用液压泵驱动顶头，将钢管顶至安装高度；

所述的各运管小车包括车本体，其底部设有四个转轮；车本体上通过立杆安置一套吊装葫芦，用以牵引钢管；还包括一对设在车本体上的导轨，两导轨间间隔设有多个滚轮；

所述的安装维修小车包括车本体，车本体两侧设有四个吊臂，吊臂顶端有滑轮；该两侧中有一侧还设有一吊装葫芦；还包括一对设在主桥跨桥梁底面的滑槽，所述的滑轮悬挂在该滑槽的槽口内。

上述大跨度大口径过江桥管安装施工设备，其中：所述的安装维修小车上设有保险限位装置，以防止滑轮出轨堕落江中；该保险限位装置由在滑槽外侧设置的挡块构成。

上述大跨度大口径过江桥管安装施工设备，其中：所述的安装维修小车上装有刹车装置，该刹车装置由在滑轮上设置的刹车片控制该刹车片动作的手杆构成。

上述大跨度大口径过江桥管安装施工设备，其中：还包括多个悬挂部件，每个悬挂部件由一对吊杆和一个与该对吊杆连接的托架构成。

上述大跨度大口径过江桥管安装施工设备，其中：所述的各吊杆的两端设有螺纹，所述的托架两端设有可穿越吊杆的孔。

上述大跨度大口径过江桥管安装施工设备，其中：还包括一调节管道固定坡度的调节机构，该调节机构由分别设置在吊杆上端和下端的螺母构成。

一种大跨度大口径过江桥管安装施工的方法，其特点是，包括以下步骤：

a、首先将管道垂直提升平台放置于边桥跨一侧；

b、在桥肚下位于铺设管道位置的下方借用桥本体的结构铺设一条带轨道的钢板通道，将两运管小车分别置于边桥跨下和主桥跨下钢板通道的轨道上；

c、在主桥跨位于铺设管道位置的桥面下铺设一对滑槽，将安装维修小车悬挂于主桥跨下的滑槽中；

d、用吊车将钢管吊到管道垂直提升平台上，并控制管道设计中心的轴线必须对准提升平台中心的钢管放置点，利用液压泵把钢管顶升至桥底板下的安装高度；

e、通过运管小车上的滚轮和葫芦将提升平台上已顶升至安装高度的钢管牵引至边桥跨下的运管小车上；

f、推动边桥跨运管小车至边桥跨与主桥跨的相交处；

g、通过主桥跨运管小车上的吊装葫芦将边桥跨运管小车上的钢管牵引至主桥跨运管小车上并将钢管推至安装位置；

h、站在安装维修小车上用吊装葫芦吊起运管小车上的钢管，然后退出运管小车；

i、站在安装维修小车上，用悬挂部件将钢管固定，并焊接、拼装对接的钢管；

j、站在安装维修小车上，调节吊杆的下螺帽，将钢管调整到所需的坡度；

k、如此，直至所有过江桥管过桥安装完毕。

上述大跨度大口径过江桥管安装施工的方法，其中，步骤i还包括在焊接、拼装钢管后在钢管外涂抹外防腐材料。

上述大跨度大口径过江桥管安装施工的方法，其中，步骤i所述的用悬挂部件指吊杆和托架的组合，其将钢管固定的方法是：

i-1、首先在桥梁的桥面上对应设置过江管道的部位预先间隔设置多对安装孔；

i-2、将所述的吊杆的上端穿过安装孔至桥面板上方再用螺母固定；

i-3、将所述的吊杆的下端穿过托架两端的孔，再用螺母固定；

i-4、将管道吊装在该托架上即可。

由于本发明采用了以上的技术方案，既能保证工程的精度要求，又能避免高空作业的危险性。同时，由于管道安装在桥肚底下，俯视根本看不见，从而可以改善城市的市容市貌，以符合当前城市建设的要求。

本发明设备使用时具有以下的效果：

1、由于施工的客观条件不具备吊装净空高度(仅250mm)，因此不能使用吊装设备进行施工，故采用管道垂直提升平台进行垂直提升。要求提升平台的中心必须对准管道设计中心的轴线，然后利用液压泵把钢管提升至桥底板下的安装高度。

2、由于提升平台只能固定在一个点上，因此也只能解决钢管运送中的高度问题，而钢管在空中的水平运输尚待解决。为此，设计了配套的运管小车和安装维修小车。运管小车有2辆，主桥中心跨与边跨各有1辆。由于主桥中心跨和边跨结构全然不同，所以边跨的运管小车只能将钢管运到边跨与中心跨的相交处，因而主桥中心跨还需安装一辆运管小车，此小车上装有滚轮，可用牵引法把边跨运管小车上的钢管牵引到主跨运管小车上去，然后再运送到主跨的安装点。2辆运管小车均安装在轻轨上，以人力来推动。而主跨另有1辆悬挂式维修小车，以其滑轮悬挂在2根槽钢的槽口中，槽钢则敷设在吊杆下面，并装有保险限位装置，以保证小车的可靠安全，即使小车滑轮出轨也不会堕落江中。其用途除了安装管道外在今后的管道维修保养也起作用。

3、由于桥管与大桥的坡度是一致的，也有上坡和下坡，所以必须对管道的坡度加以控制。利用悬挂部件的吊杆下端的螺纹来调节，可以使管道的设计坡度得到较为精确的保证。

附图说明

本发明的具体结构特征由以下的实施例及其附图进一步描述。

图1是本发明的管道垂直提升平台的结构示意图。

图2是本发明运管小车的结构示意图。

图3是本发明安装维修小车的结构示意图。

图4是本发明两运管小车运管衔接工作时的原理示意图。

图5是本发明运管小车运管与安装维修小车衔接工作时的原理示意图。

图6是本发明桥面设置安装孔的示意图。

图7是本发明悬挂部件悬挂管道的结构示意图。

图8是本发明整个施工效果示意图。

具体实施方式

请参阅图1、图2、图3。本发明大跨度大口径过江桥管安装施工设备，包括：一管道垂直提升平台1、至少两运管小车2、一安装维修小车3；其中：

管道垂直提升平台1由角钢与槽钢焊接构成平台本体11，平台本体的中心设有钢管8放置点，放置点由两个液压顶头12和设在液压顶头下的液压杆13构成，利用液压泵14驱动顶头，将钢管顶升至安装高度。平台本体11下安装四个轮子15，便于运输。

运管小车2有两台，边桥跨与主桥跨各有一台，其结构相同。每台运管小车包括车本体21，车本体21下安装四个轮子22，车本体上通过立杆23安置一套吊装葫芦24，用以牵引平台上或边桥跨运管小车上的钢管。运管小车的四个轮子22在由桥跨下钢板通道上设置的两根轨道25中滚动，以人力来推动。为减少牵引钢管的阻力，在车本体21上安装一对导轨26，两导轨间间隔设有滚轮27。

安装维修小车3包括车本体31，其两侧有四个吊臂32，吊臂顶端有滑轮33，滑轮悬挂在两根滑槽的槽口34中。安装维修小车3的一侧围栏上设有支撑杆35，其顶端设有吊装设备葫芦36。设有安装维修小车置于主桥跨下面，其移动则由操作工通过钢管地抓推来实现。该安装维修小车上装有保险限位装置，以防止滑轮出轨堕落江中；该保险限位装置由在滑槽外侧设置的挡块(未图示)构成。安装维修小车上还装有刹车装置，该刹车装置由在滑轮上设置的刹车片控制该刹车片动作的手杆(未图示)构成。

本发明大跨度大口径过江桥管安装施工设备，还包括多个悬挂部件5，请配合参见图7，每个悬挂部件由一对吊杆51和一个与该对吊杆连接的托架52构成。所述的各吊杆的两端设有螺纹，所述的托架两端设有可穿越吊杆的孔。

还包括一调节管道固定坡度的调节机构，该调节机构由分别设置在吊杆上端和下端的螺母54、55构成。

请参见图4～图7。本发明一种上述大跨度大口径过江桥管安装施工设备进行施工的方法，包括以下步骤：

a、首先将管道垂直提升平台放置于边桥跨一侧；

b、在桥肚下位于铺设管道位置的下方借用桥本体的结构铺设一条带轨道的钢板通道，将两运管小车分别置于边桥跨下和主桥跨下钢板通道的轨道上；

c、在主桥跨位于铺设管道位置的桥面下铺设一对滑槽，将安装维修小车悬挂于主桥跨下的滑槽中；

d、用吊车将钢管吊到管道垂直提升平台上，并控制管道设计中心的轴线必须对准提升平台中心的钢管放置点，利用液压泵把钢管顶升至桥底板下的安装高度；

e、通过运管小车上的滚轮和葫芦将提升平台上已顶升至安装高度的钢管牵引至边桥跨下的运管小车上；

f、推动边桥跨运管小车至边桥跨与主桥跨的相交处；

g、通过主桥跨运管小车上的吊装葫芦将边桥跨运管小车上的钢管牵引至主桥跨运管小车上并将钢管推至安装位置；

h、站在安装维修小车上用吊装葫芦吊起运管小车上的钢管，然后退出运管小车；

i、站在安装维修小车上，用悬挂部件将钢管固定，并焊接、拼装对接的钢管；

j、站在安装维修小车上，调节吊杆的下螺帽，将钢管调整到所需的坡度；

k、如此，直至所有过江桥管过桥安装完毕。

本发明大跨度大口径过江桥管安装施工设备进行施工的方法，其中，步骤i还包括在焊接、拼装钢管后在钢管外涂抹外防腐材料。

下面举一实施例详细说明本发明的施工方法。

例如安装一全长790米的过江桥管，其中主桥中心跨230米，两边跨各280米。主桥中心跨穿越某水域主河道，离水面约15米。直径为900mm(DN900)的自来水过桥管为该大桥配套工程。根据设计院提供的管道标高，安装后管道顶面与桥底板的间距仅剩250mm，因此不具备吊装净空高度。因水域宽，风力大，悬空作业危险性极大。施工的客观条件相当恶劣。

按照本发明的方法，在中间主桥中心跨230米，采用抱箍式腾空悬挂在公路桥的桥肚下；另外两边跨各280米乃穿过桥墩，安装在公路桥原有的箱形结构的涵孔内，则采用悬挂式固定安装。

首先进行管道进行拼装焊接：先将管道垂直提升平台放置于边桥跨一侧；在桥肚下位于铺设管道位置的下方借用桥本体的结构铺设一条带轨道的钢板通道，将两运管小车分别置于边桥跨下和主桥跨下钢板通道的轨道上；在主桥跨位于铺设管道位置的桥面下铺设一对滑槽，将安装维修小车悬挂于主桥跨下的滑槽中；用吊车将钢管吊到管道垂直提升平台上，并控制管道设计中心的轴线必须对准提升平台中心的钢管放置点，利用液压泵把钢管顶升至桥底板下的安装高度；通过运管小车上的滚轮和葫芦将提升平台上已顶升至安装高度的钢管牵引至边桥跨下的运管小车上；以运管小车将管道运送至拼装焊接点(配合参见图4)，再利用维修小车上的手动葫芦，把运管小车上的管道吊起(配合参见图5)，退出运管小车，调整管子高度至设计标高，与前一节管道的端口相吻合，即进行拼装焊接。为保证焊接质量，要求采用着色探伤和射线探伤相结合的检验方法。

将对合的管道8采用吊杆与托架进行悬挂(配合参见图7)，使主桥跨的管道托架成抱箍式。由于主桥跨与边桥跨的桥体结构完全不同，边桥跨安装在箱形结构的涵孔内，而主桥跨没有箱形结构之涵孔，所以采用抱箍来固定。但是，两者有一个共同点，都是利用桥面板7上的予留孔71(配合参见图6)。例如在主桥中心跨每2米一档设有2个φ30mm的予留孔。利用予留孔，穿入φ23×1560的吊杆，吊杆两头有M22螺纹。吊杆需经防腐处理，在桥面未浇筑之前，由桥面插入予留孔中，在与桥面板的接触处加垫100×100×10的钢板垫。钢管的底面由管道托架托住托架两端的螺丝过孔与吊杆相连接。

再对钢管进行防腐处理。每节钢管的内外防腐均在地面上预先进行处理，然后吊装拼接，只是接口部份的内外防腐需在拼装焊接后进行。其中内防腐由于管径甚大(DN900)，可以直接由施工人员钻入管内喷涂水泥砂浆与于加工的内防腐层完全密合，不得留有缝隙；外防腐施工人员可站在维修小车上完成，涂刷环氧氯酊橡胶漆，以延长钢管的寿命。

技术指标

1.强度试验：强度试验压力为10kg/cm²，经3分钟，跌泵不超过0.2kg/cm²。

2.水密性试验：经15分钟，跌泵不超过0.5kg/cm²。

3.探伤检验：着色探伤和射线探伤相结合。

4.钢管外防腐：(1)除锈应达到SA级。

5.包布涂层厚度达到0.5mm以上。

6.电火花试验：电压≥2500V，每m²面积上允许一处针孔击穿，剥开面积耐压500V。

图8是施工后的示意图。

本发明可推广应用于市政建设的大跨度桥管工程，可以解决距离河面高度较高及需较长距离运输而又不具备吊装条件的管道施工。当然，此施工工艺并不局限于上水管道，也可应用于污水管道以及输送其它液体、气体等介质的管道之桥管敷设。

Claims (9)

1、大跨度大口径过江桥管安装施工设备，其特征在于：包括：一管道垂直提升平台、至少两运管小车、一安装维修小车；

所述的管道垂直提升平台由角钢与槽钢焊接构成平台本体；平台本体中心设有钢管放置点，放置点由两个液压顶头和设在液压顶头下的液压杆构成，利用液压泵驱动顶头，将钢管顶至安装高度；

所述的各运管小车包括车本体，其底部设有四个转轮；车本体上通过立杆安置一套吊装葫芦，用以牵引钢管；还包括一对设在车本体上的导轨，两导轨间间隔设有多个滚轮；

所述的安装维修小车包括车本体，车本体两侧设有四个吊臂，吊臂顶端有滑轮；该两侧中有一侧还设有一吊装葫芦；还包括一对设在主桥跨桥梁底面的滑槽，所述的滑轮悬挂在该滑槽的槽口内。

2、根据权利要求1所述的大跨度大口径过江桥管安装施工设备，其特征在于：所述的安装维修小车上设有保险限位装置，以防止滑轮出轨堕落江中；该保险限位装置由在滑槽外侧设置的挡块构成。

3、根据权利要求1所述的大跨度大口径过江桥管安装施工设备，其特征在于：所述的安装维修小车上装有刹车装置，该刹车装置由在滑轮上设置的刹车片、及控制该刹车片动作的手杆构成。

4、根据权利要求1所述的大跨度大口径过江桥管安装施工设备，其特征在于：还包括多个悬挂部件，每个悬挂部件由一对吊杆和一个与该对吊杆连接的托架构成。

5、根据权利要求4所述的大跨度大口径过江桥管安装施工设备，其特征在于：所述的各吊杆的两端设有螺纹，所述的托架两端设有可穿越吊杆的孔。

6、根据权利要求1所述的大跨度大口径过江桥管安装施工设备，其特征在于：还包括一调节管道固定坡度的调节机构，该调节机构由分别设置在吊杆上端和下端的螺母构成。

7、一种大跨度大口径过江桥管安装施工的方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、首先将管道垂直提升平台放置于边桥跨一侧；

b、在桥肚下位于铺设管道位置的下方借用桥本体的结构铺设一条带轨道的钢板通道，将两运管小车分别置于边桥跨下和主桥跨下钢板通道的轨道上；

c、在主桥跨位于铺设管道位置的桥面下铺设一对滑槽，将安装维修小车悬挂于主桥跨下的滑槽中；

d、用吊车将钢管吊到管道垂直提升平台上，并控制管道设计中心的轴线必须对准提升平台中心的钢管放置点，利用液压泵把钢管顶升至桥底板下的安装高度；

e、通过运管小车上的滚轮和葫芦将提升平台上已顶升至安装高度的钢管牵引至边桥跨下的运管小车上；

f、推动边桥跨运管小车至边桥跨与主桥跨的相交处；

g、通过主桥跨运管小车上的吊装葫芦将边桥跨运管小车上的钢管牵引至主桥跨运管小车上并将钢管推至安装位置；

h、站在安装维修小车上用吊装葫芦吊起运管小车上的钢管，然后退出运管小车；

i、站在安装维修小车上，用悬挂部件将钢管固定，并焊接、拼装对接的钢管；

j、站在安装维修小车上，调节吊杆的下螺帽，将钢管调整到所需的坡度；

k、如此，直至所有过江桥管过桥安装完毕。

8、根据权利要求7所述的大跨度大口径过江桥管安装施工的方法，其特征在于，步骤i还包括在焊接、拼装钢管后在钢管外涂抹外防腐材料。

9、根据权利要求7所述的大跨度大口径过江桥管安装施工的方法，其特征在于，步骤i所述的用悬挂部件指吊杆和托架的组合，其将钢管固定的方法是：

i-1、首先在桥梁的桥面上对应设置过江管道的部位预先间隔设置多对安装孔；

i-2、将所述的吊杆的上端穿过安装孔至桥面板上方再用螺母固定；

i-3、将所述的吊杆的下端穿过托架两端的孔，再用螺母固定；

i-4、将管道吊装在该托架上即可。

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