專利名稱：大跨度大口徑過江橋管安裝施工設(shè)備及其施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種大跨度大口徑過江橋管安裝施工設(shè)備及其施工方法。
背景技術(shù)：
橋管工程是管道工程的一個組成部份。供水管道的鋪設(shè)一般都在陸地施工，當(dāng)管道隨同橋梁越經(jīng)河流，則構(gòu)成橋管工程，其敷設(shè)的難度當(dāng)然要比陸地上大得多。而且每個工程視其施工現(xiàn)場的實際情況之不同而各不相同。為此，要針對每個具體工程的具體條件而進行施工技術(shù)研究。
對無法用吊車等起重設(shè)備進行吊裝和運輸?shù)臉蚬芄こ?，例如大橋跨度超過30米以上，按照傳統(tǒng)的施工方案，要在大橋的一側(cè)建造有若干橋墩的管線橋，管道架在管線橋上過江。而建造管線橋則需要經(jīng)過勘察、打樁、結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工建造等一整套程序。因此，據(jù)核算長為790米的管線橋需耗資約600萬元。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有過江橋管施工浪費成本、浪費人工、浪費時間的缺陷，而提供的一種新型的大跨度大口徑過江橋管安裝施工設(shè)備及其施工方法。采用本施工設(shè)備和本施工方法，可以省去了建造管線橋的時間、成本和人力，從而提高經(jīng)濟效益和社會效益。
為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明采取的技術(shù)措施是大跨度大口徑過江橋管安裝施工設(shè)備，其特點是包括一管道垂直提升平臺、至少兩運管小車、一安裝維修小車；所述的管道垂直提升平臺由角鋼與槽鋼焊接構(gòu)成平臺本體；平臺本體中心設(shè)有鋼管放置點，放置點由兩個液壓頂頭和設(shè)在液壓頂頭下的液壓桿構(gòu)成，利用液壓泵驅(qū)動頂頭，將鋼管頂至安裝高度；所述的各運管小車包括車本體，其底部設(shè)有四個轉(zhuǎn)輪；車本體上通過立桿安置一套吊裝葫蘆，用以牽引鋼管；還包括一對可讓運管小車的轉(zhuǎn)輪在其上滾動的軌道；
所述的安裝維修小車包括車本體，車本體兩側(cè)設(shè)有四個吊臂，吊臂頂端有滾輪；該兩側(cè)中有一側(cè)還設(shè)有一吊裝葫蘆；還包括一對設(shè)在主橋跨橋梁底面的滑槽，所述的滾輪懸掛在該滑槽的槽口內(nèi)。
上述大跨度大口徑過江橋管安裝施工設(shè)備，其中所述的安裝維修小車上設(shè)有保險限位裝置，以防止?jié)L輪出軌墮落江中；該保險限位裝置由在滑槽外側(cè)設(shè)置的擋塊構(gòu)成。
上述大跨度大口徑過江橋管安裝施工設(shè)備，其中所述的安裝維修小車上裝有剎車裝置，該剎車裝置由在滾輪上設(shè)置的剎車片控制該剎車片動作的手桿構(gòu)成。
上述大跨度大口徑過江橋管安裝施工設(shè)備，其中還包括多個懸掛部件，每個懸掛部件由一對吊桿和一個與該對吊桿連接的托架構(gòu)成。
上述大跨度大口徑過江橋管安裝施工設(shè)備，其中所述的各吊桿的兩端設(shè)有螺紋，所述的托架兩端設(shè)有可穿越吊桿的孔。
上述大跨度大口徑過江橋管安裝施工設(shè)備，其中還包括一調(diào)節(jié)管道固定坡度的調(diào)節(jié)機構(gòu)，該調(diào)節(jié)機構(gòu)由分別設(shè)置在吊桿上端和下端的螺母構(gòu)成。
一種采用上述大跨度大口徑過江橋管安裝施工設(shè)備進行施工的方法，其特點是，包括以下步驟a、首先將管道垂直提升平臺放置于邊橋跨一側(cè)；b、在橋肚下位于鋪設(shè)管道位置的下方借用橋本體的結(jié)構(gòu)鋪設(shè)一條帶軌道的鋼板通道，將兩運管小車分別置于邊橋跨下和主橋跨下鋼板通道的軌道上；c、在主橋跨位于鋪設(shè)管道位置的橋面下鋪設(shè)一對滑槽，將安裝維修小車懸掛于主橋跨下的滑槽中；d、用吊車將鋼管吊到管道垂直提升平臺上，并控制管道設(shè)計中心的軸線必須對準(zhǔn)提升平臺中心的鋼管放置點，利用液壓泵把鋼管頂升至橋底板下的安裝高度；e、通過運管小車上的滑輪和葫蘆將提升平臺上已頂升至安裝高度的鋼管牽引至邊橋跨下的運管小車上；f、推動邊橋跨運管小車至邊橋跨與主橋跨的相交處；g、通過主橋跨運管小車上的吊裝葫蘆將邊橋跨運管小車上的鋼管牽引至主橋跨運管小車上并將鋼管推至安裝位置；h、站在安裝維修小車上用吊裝葫蘆吊起運管小車上的鋼管，然后退出運管小車；i、站在安裝維修小車上，用懸掛部件將鋼管固定，并焊接、拼裝對接的鋼管；j、站在安裝維修小車上，調(diào)節(jié)吊桿的下螺帽，將鋼管調(diào)整到所需的坡度；k、如此，直至所有過江橋管過橋安裝完畢。
上述大跨度大口徑過江橋管安裝施工設(shè)備進行施工的方法，其中，步驟i還包括在焊接、拼裝鋼管后在鋼管外涂抹外防腐材料。
上述大跨度大口徑過江橋管安裝施工設(shè)備進行施工的方法，其中，步驟i所述的用懸掛部件指吊桿和托架的組合，其將鋼管固定的方法是i-1、首先在橋梁的橋面上對應(yīng)設(shè)置過江管道的部位預(yù)先間隔設(shè)置多對安裝孔；i-2、將所述的吊桿的上端穿過安裝孔至橋面板上方再用螺母固定；i-3、將所述的吊桿的下端穿過托架兩端的孔，再用螺母固定；i-4、將管道吊裝在該托架上即可。
由于本發(fā)明采用了以上的技術(shù)方案，既能保證工程的精度要求，又能避免高空作業(yè)的危險性。同時，由于管道安裝在橋肚底下，俯視根本看不見，從而可以改善城市的市容市貌，以符合當(dāng)前城市建設(shè)的要求。
本發(fā)明設(shè)備使用時具有以下的效果1、由于施工的客觀條件不具備吊裝凈空高度(僅250mm)，因此不能使用吊裝設(shè)備進行施工，故采用管道垂直提升平臺進行垂直提升。要求提升平臺的中心必須對準(zhǔn)管道設(shè)計中心的軸線，然后利用液壓泵把鋼管提升至橋底板下的安裝高度。
2、由于提升平臺只能固定在一個點上，因此也只能解決鋼管運送中的高度問題，而鋼管在空中的水平運輸尚待解決。為此，設(shè)計了配套的運管小車和安裝維修小車。運管小車有2輛，主橋中心跨與邊跨各有1輛。由于主橋中心跨和邊跨結(jié)構(gòu)全然不同，所以邊跨的運管小車只能將鋼管運到邊跨與中心跨的相交處，因而主橋中心跨還需安裝一輛運管小車，此小車上裝有滑輪，可用牽引法把邊跨運管小車上的鋼管牽引到主跨運管小車上去，然后再運送到主跨的安裝點。2輛運管小車均安裝在輕軌上，以人力來推動。而主跨另有1輛懸掛式維修小車，以其滾輪懸掛在2根槽鋼的槽口中，槽鋼則敷設(shè)在吊桿下面，并裝有保險限位裝置，以保證小車的可靠安全，即使小車滾輪出軌也不會墮落江中。其用途除了安裝管道外在今后的管道維修保養(yǎng)也器作用。
3、由于橋管與大橋的坡度是一致的，也有上坡和下坡，所以必須對管道的坡度加以控制。利用懸掛部件的吊桿下端的螺紋來調(diào)節(jié)，可以使管道的設(shè)計坡度得到較為精確的保證。


本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)特征由以下的實施例及其附圖進一步描述。
圖1是本發(fā)明的管道垂直提升平臺的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明運管小車的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明安裝維修小車的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本發(fā)明兩運管小車運管銜接工作時的原理示意圖。
圖5是本發(fā)明運管小車運管與安裝維修小車銜接工作時的原理示意圖。
圖6是本發(fā)明橋面設(shè)置安裝孔的示意圖。
圖7是本發(fā)明懸掛部件懸掛管道的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖8是本發(fā)明整個施工效果示意圖。
具體實施例方式
請參閱圖1、圖2、圖3。本發(fā)明大跨度大口徑過江橋管安裝施工設(shè)備，包括一管道垂直提升平臺1、至少兩運管小車2、一安裝維修小車3；其中管道垂直提升平臺1由角鋼與槽鋼焊接構(gòu)成平臺本體11，平臺本體的中心設(shè)有鋼管8放置點，放置點由兩個液壓頂頭12和設(shè)在液壓頂頭下的液壓桿13構(gòu)成，利用液壓泵14驅(qū)動頂頭，將鋼管頂升至安裝高度。平臺本體11下安裝四個輪子15，便于運輸。
運管小車2有兩臺，邊橋跨與主橋跨各有一臺，其結(jié)構(gòu)相同。每臺運管小車包括車本體21，車本體21下安裝四個輪子22，車本體上通過立桿23安置一套吊裝葫蘆24，用以牽引平臺上或邊橋跨運管小車上的鋼管。運管小車的四個輪子22在兩根軌道25中滾動，以人力來推動。為減少牽引鋼管的阻力，在車本體21上安裝一對導(dǎo)軌26，兩導(dǎo)軌間間隔設(shè)有滾輪27。
安裝維修小車3包括車本體31，其兩側(cè)有四個吊臂32，吊臂頂端有滾輪33，滾輪懸掛在兩根滑槽的槽口34中。安裝維修小車3的一側(cè)圍欄上設(shè)有支撐桿35，其頂端設(shè)有吊裝設(shè)備葫蘆36。設(shè)有安裝維修小車置于主橋跨下面，其移動則由操作工通過鋼管地抓推來實現(xiàn)。該安裝維修小車上裝有保險限位裝置，以防止?jié)L輪出軌墮落江中；該保險限位裝置由在滑槽外側(cè)設(shè)置的擋塊(未圖示)構(gòu)成。安裝維修小車上還裝有剎車裝置，該剎車裝置由在滾輪上設(shè)置的剎車片控制該剎車片動作的手桿(未圖示)構(gòu)成。
本發(fā)明大跨度大口徑過江橋管安裝施工設(shè)備，還包括多個懸掛部件5，請配合參見圖7，每個懸掛部件由一對吊桿51和一個與該對吊桿連接的托架52構(gòu)成。所述的各吊桿的兩端設(shè)有螺紋，所述的托架兩端設(shè)有可穿越吊桿的孔。
還包括一調(diào)節(jié)管道固定坡度的調(diào)節(jié)機構(gòu)，該調(diào)節(jié)機構(gòu)由分別設(shè)置在吊桿上端和下端的螺母54、55構(gòu)成。
請參見圖4～圖7。本發(fā)明一種上述大跨度大口徑過江橋管安裝施工設(shè)備進行施工的方法，包括以下步驟a、首先將管道垂直提升平臺放置于邊橋跨一側(cè)；b、在橋肚下位于鋪設(shè)管道位置的下方借用橋本體的結(jié)構(gòu)鋪設(shè)一條帶軌道的鋼板通道，將兩運管小車分別置于邊橋跨下和主橋跨下鋼板通道的軌道上；c、在主橋跨位于鋪設(shè)管道位置的橋面下鋪設(shè)一對滑槽，將安裝維修小車懸掛于主橋跨下的滑槽中；d、用吊車將鋼管吊到管道垂直提升平臺上，并控制管道設(shè)計中心的軸線必須對準(zhǔn)提升平臺中心的鋼管放置點，利用液壓泵把鋼管頂升至橋底板下的安裝高度；e、通過運管小車上的滑輪和葫蘆將提升平臺上已頂升至安裝高度的鋼管牽引至邊橋跨下的運管小車上；f、推動邊橋跨運管小車至邊橋跨與主橋跨的相交處；g、通過主橋跨運管小車上的吊裝葫蘆將邊橋跨運管小車上的鋼管牽引至主橋跨運管小車上并將鋼管推至安裝位置；h、站在安裝維修小車上用吊裝葫蘆吊起運管小車上的鋼管，然后退出運管小車；i、站在安裝維修小車上，用懸掛部件將鋼管固定，并焊接、拼裝對接的鋼管；j、站在安裝維修小車上，調(diào)節(jié)吊桿的下螺帽，將鋼管調(diào)整到所需的坡度；k、如此，直至所有過江橋管過橋安裝完畢。
本發(fā)明大跨度大口徑過江橋管安裝施工設(shè)備進行施工的方法，其中，步驟i還包括在焊接、拼裝鋼管后在鋼管外涂抹外防腐材料。
下面舉一實施例詳細(xì)說明本發(fā)明的施工方法。
例如安裝一全長790米的過江橋管，其中主橋中心跨230米，兩邊跨各280米。主橋中心跨穿越某水域主河道，離水面約15米。直徑為900mm(DN900)的自來水過橋管為該大橋配套工程。根據(jù)設(shè)計院提供的管道標(biāo)高，安裝后管道頂面與橋底板的間距僅剩250mm，因此不具備吊裝凈空高度。因水域?qū)挘L(fēng)力大，懸空作業(yè)危險性極大。施工的客觀條件相當(dāng)惡劣。
按照本發(fā)明的方法，在中間主橋中心跨230米，采用抱箍式騰空懸掛在公路橋的橋肚下；另外兩邊跨各280米乃穿過橋墩，安裝在公路橋原有的箱形結(jié)構(gòu)的涵孔內(nèi)，則采用懸掛式固定安裝。
首先進行管道進行拼裝焊接先將管道垂直提升平臺放置于邊橋跨一側(cè)；在橋肚下位于鋪設(shè)管道位置的下方借用橋本體的結(jié)構(gòu)鋪設(shè)一條帶軌道的鋼板通道，將兩運管小車分別置于邊橋跨下和主橋跨下鋼板通道的軌道上；在主橋跨位于鋪設(shè)管道位置的橋面下鋪設(shè)一對滑槽，將安裝維修小車懸掛于主橋跨下的滑槽中；用吊車將鋼管吊到管道垂直提升平臺上，并控制管道設(shè)計中心的軸線必須對準(zhǔn)提升平臺中心的鋼管放置點，利用液壓泵把鋼管頂升至橋底板下的安裝高度；通過運管小車上的滑輪和葫蘆將提升平臺上已頂升至安裝高度的鋼管牽引至邊橋跨下的運管小車上；以運管小車將管道運送至拼裝焊接點(配合參見圖4)，再利用維修小車上的手動葫蘆，把運管小車上的管道吊起(配合參見圖5)，退出運管小車，調(diào)整管子高度至設(shè)計標(biāo)高，與前一節(jié)管道的端口相吻合，即進行拼裝焊接。為保證焊接質(zhì)量，要求采用著色探傷和射線探傷相結(jié)合的檢驗方法。
將對合的管道8采用吊桿與托架進行懸掛(配合參見圖7)，使主橋跨的管道托架成抱箍式。由于主橋跨與邊橋跨的橋體結(jié)構(gòu)完全不同，邊橋跨安裝在箱形結(jié)構(gòu)的涵孔內(nèi)，而主橋跨沒有箱形結(jié)構(gòu)之涵孔，所以采用抱箍來固定。但是，兩者有一個共同點，都是利用橋面板7上的予留孔71(配合參見圖6)。例如在主橋中心跨每2米一檔設(shè)有2個φ30mm的予留孔。利用予留孔，穿入φ23×1560的吊桿，吊桿兩頭有M22螺紋。吊桿需經(jīng)防腐處理，在橋面未澆筑之前，由橋面插入予留孔中，在與橋面板的接觸處加墊100×100×10的鋼板墊。鋼管的底面由管道托架托住托架兩端的螺絲過孔與吊桿相連接。
再對鋼管進行防腐處理。每節(jié)鋼管的內(nèi)外防腐均在地面上預(yù)先進行處理，然后吊裝拼接，只是接口部份的內(nèi)外防腐需在拼裝焊接后進行。其中內(nèi)防腐由于管徑甚大(DN900)，可以直接由施工人員鉆入管內(nèi)噴涂水泥砂漿與于加工的內(nèi)防腐層完全密合，不得留有縫隙；外防腐施工人員可站在維修小車上完成，涂刷環(huán)氧氯酊橡膠漆，以延長鋼管的壽命。
技術(shù)指標(biāo)1.強度試驗強度試驗壓力為10kg/cm2，經(jīng)3分鐘，跌泵不超過0.2kg/cm2。
2.水密性試驗經(jīng)15分鐘，跌泵不超過0.5kg/cm2。
3.探傷檢驗著色探傷和射線探傷相結(jié)合。
4.鋼管外防腐(1)除銹應(yīng)達(dá)到SA1/2級。
(2)包布涂層厚度達(dá)到0.5mm以上。
(3)電火花試驗電壓≥2500V，每m2面積上允許一處針孔擊穿，剝開面積耐壓500V。
圖8是施工后的示意圖。
本發(fā)明可推廣應(yīng)用于市政建設(shè)的大跨度橋管工程，可以解決距離河面高度較高及需較長距離運輸而又不具備吊裝條件的管道施工。當(dāng)然，此施工工藝并不局限于上水管道，也可應(yīng)用于污水管道以及輸送其它液體、氣體等介質(zhì)的管道之橋管敷設(shè)。
權(quán)利要求
1.大跨度大口徑過江橋管安裝施工設(shè)備，其特征在于包括一管道垂直提升平臺、至少兩運管小車、一安裝維修小車；所述的管道垂直提升平臺由角鋼與槽鋼焊接構(gòu)成平臺本體；平臺本體中心設(shè)有鋼管放置點，放置點由兩個液壓頂頭和設(shè)在液壓頂頭下的液壓桿構(gòu)成，利用液壓泵驅(qū)動頂頭，將鋼管頂至安裝高度；所述的各運管小車包括車本體，其底部設(shè)有四個轉(zhuǎn)輪；車本體上通過立桿安置一套吊裝葫蘆，用以牽引鋼管；還包括一對可讓運管小車的轉(zhuǎn)輪在其上滾動的軌道；所述的安裝維修小車包括車本體，車本體兩側(cè)設(shè)有四個吊臂，吊臂頂端有滾輪；該兩側(cè)中有一側(cè)還設(shè)有一吊裝葫蘆；還包括一對設(shè)在主橋跨橋梁底面的滑槽，所述的滾輪懸掛在該滑槽的槽口內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大跨度大口徑過江橋管安裝施工設(shè)備，其特征在于所述的安裝維修小車上設(shè)有保險限位裝置，以防止?jié)L輪出軌墮落江中；該保險限位裝置由在滑槽外側(cè)設(shè)置的擋塊構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大跨度大口徑過江橋管安裝施工設(shè)備，其特征在于所述的安裝維修小車上裝有剎車裝置，該剎車裝置由在滾輪上設(shè)置的剎車片控制該剎車片動作的手桿構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大跨度大口徑過江橋管安裝施工設(shè)備，其特征在于還包括多個懸掛部件，每個懸掛部件由一對吊桿和一個與該對吊桿連接的托架構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的大跨度大口徑過江橋管安裝施工設(shè)備，其特征在于所述的各吊桿的兩端設(shè)有螺紋，所述的托架兩端設(shè)有可穿越吊桿的孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大跨度大口徑過江橋管安裝施工設(shè)備，其特征在于還包括一調(diào)節(jié)管道固定坡度的調(diào)節(jié)機構(gòu)，該調(diào)節(jié)機構(gòu)由分別設(shè)置在吊桿上端和下端的螺母構(gòu)成。
7.一種采用權(quán)利要求1所述的大跨度大口徑過江橋管安裝施工設(shè)備進行施工的方法，其特征在于，包括以下步驟a、首先將管道垂直提升平臺放置于邊橋跨一側(cè)；b、在橋肚下位于鋪設(shè)管道位置的下方借用橋本體的結(jié)構(gòu)鋪設(shè)一條帶軌道的鋼板通道，將兩運管小車分別置于邊橋跨下和主橋跨下鋼板通道的軌道上；c、在主橋跨位于鋪設(shè)管道位置的橋面下鋪設(shè)一對滑槽，將安裝維修小車懸掛于主橋跨下的滑槽中；d、用吊車將鋼管吊到管道垂直提升平臺上，并控制管道設(shè)計中心的軸線必須對準(zhǔn)提升平臺中心的鋼管放置點，利用液壓泵把鋼管頂升至橋底板下的安裝高度；e、通過運管小車上的滑輪和葫蘆將提升平臺上已頂升至安裝高度的鋼管牽引至邊橋跨下的運管小車上；f、推動邊橋跨運管小車至邊橋跨與主橋跨的相交處；g、通過主橋跨運管小車上的吊裝葫蘆將邊橋跨運管小車上的鋼管牽引至主橋跨運管小車上并將鋼管推至安裝位置；h、站在安裝維修小車上用吊裝葫蘆吊起運管小車上的鋼管，然后退出運管小車；i、站在安裝維修小車上，用懸掛部件將鋼管固定，并焊接、拼裝對接的鋼管；j、站在安裝維修小車上，調(diào)節(jié)吊桿的下螺帽，將鋼管調(diào)整到所需的坡度；k、如此，直至所有過江橋管過橋安裝完畢。
8.一種采用權(quán)利要求1所述的大跨度大口徑過江橋管安裝施工設(shè)備進行施工的方法，其特征在于，步驟i還包括在焊接、拼裝鋼管后在鋼管外涂抹外防腐材料。
9.一種采用權(quán)利要求1所述的大跨度大口徑過江橋管安裝施工設(shè)備進行施工的方法，其特征在于，步驟i所述的用懸掛部件指吊桿和托架的組合，其將鋼管固定的方法是i-1、首先在橋梁的橋面上對應(yīng)設(shè)置過江管道的部位預(yù)先間隔設(shè)置多對安裝孔；i-2、將所述的吊桿的上端穿過安裝孔至橋面板上方再用螺母固定；i-3、將所述的吊桿的下端穿過托架兩端的孔，再用螺母固定；i-4、將管道吊裝在該托架上即可。
全文摘要
本發(fā)明大跨度大口徑過江橋管安裝施工設(shè)備及其施工方法，其特點是設(shè)備包括一管道垂直提升平臺、至少兩運管小車、一安裝維修小車；操作時首先將管道垂直提升平臺放置于主橋跨一側(cè)；將兩運管小車分別置于邊橋跨下和主橋跨下的軌道上；將安裝維修小車懸掛于主橋跨下的滑槽中；用吊車將鋼管吊到平臺安置點，利用液壓泵把鋼管頂升至橋底板下的安裝高度；將鋼管牽引至邊橋跨下的運管小車上；推動邊橋跨運管小車至邊橋跨與主橋跨的相交處；將邊橋跨運管小車上的鋼管牽引至主橋跨運管小車上并將鋼管推至安裝位置；站在安裝維修小車上，用懸掛部件將鋼管固定，并焊接、拼裝；站在安裝維修小車上，調(diào)節(jié)吊桿的下螺帽，將鋼管調(diào)整到所需的坡度；如此，直至所有過橋江管過橋安裝完畢。既能保證工程的精度要求，又能避免高空作業(yè)的危險性。同時，節(jié)約成本，改善市容市貌。
文檔編號F16L1/00GK1458435SQ0211166
公開日2003年11月26日 申請日期2002年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月15日
發(fā)明者鄭小明, 楊文燦, 陶偉元, 魏思平, 馮益 申請人:上海自來水給水設(shè)備工程公司