一种采用新型减配重提升结构的大跨径直升式开启桥的制作方法

1.本实用新型涉及桥梁建设工程技术领域，尤其涉及一种采用配重提升的直升式开启桥。


背景技术：

2.在桥梁工程中，一些特别情况下，会采用能够开启的桥梁——开启桥，直升式开启方式由于受力简单、操作方便，是一种开启桥常用的开启方式，其提升可以通过设置平衡配重，大大降低了营运期启闭的动力要求与能量消耗。如广州市番禺光明大桥，其为了减少现有城区的建筑物拆迁，降低了桥面高程，使桥梁在桥头两岸与沿河道路在高程上直接连接，同时也为了保持桥梁所跨河流的通航功能，桥梁设计采用了有配重的直升式开启桥。当需要允许大型船舶通过时，桥梁开启跨需垂直提升抬高一定高度，满足大型船舶的通行净空要求。大型船舶不通行而需陆上交通连通时，桥梁则需下降至最低位置，连通两岸陆上交通。
3.上述光明大桥开启桥提升跨结构总长53.6m，桥总宽24.0m，开启跨提升总重量730吨，其提升配置的平衡配重为开启跨重量的97％，即730
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97％＝708.1吨，采用钢(铁)块做为平衡配重，并隐藏于开启跨四角位置的四座分离式提升塔内。该桥开启跨所需的通航宽度为46m，但为了推广此类桥梁的适用范围，如果根据通航宽度的增加，开启跨径需随着加大时，提升重量亦会增加。如开启跨径加大为80m，若按上述桥面宽度与参考相关重量指标，估计80m跨径的开启跨，其提升重量会达到约：730
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(80/53.6)
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1.3(考虑桥跨增加引起的开启跨结构材料用量增加数)＝1416吨，如亦按配置97％的平衡配重，则平衡配重的重量为1416
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97％＝1373.5吨，配重也采用钢(铁)，则配重的体积为1373.5/7.85＝175立方米，分布在四个塔内的体积分别为43.75立方米，故随着开启跨径的增加，其配置的平衡重不仅用量大、工程费用高，而且由于其体积大，在提升塔内布置困难。故需要寻找一个新型的平衡配重提升结构，以便减少配重的重量和体积，以扩展这种有平衡配重的直升式开启桥的适用跨径。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术存在的缺陷，提供一种实现结构简单、可大幅降低平衡配重的体积和重量、并减少材料成本、采用新型减配重提升结构的大跨径直升式开启桥。
5.为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种采用新型减配重提升结构的大跨径直升式开启桥，包括有开启跨、提升塔、承重吊索、平衡配重和驱动转筒，开启跨位于提升塔之间，驱动转筒安装在提升塔中，承重吊索绕设在驱动转筒上，开启跨和平衡配重分别与承重吊索连接，其特征在于：在开启跨上安装有可随开启跨同步升降的升降滑轮，在提升塔上安装有支承梁板，支撑梁板的位置高于开启跨的提升高度；承重吊索的一端与支承梁板连接固定，承重吊索从支撑梁板往下延伸，绕过升降滑轮后再往上延伸绕过驱
动转筒，并从驱动转筒的另一侧垂下，平衡配重与承重吊索垂下的一端连接固定。
6.进一步地，还包括有固定桥梁，分设在开启跨的两端；开启跨闭合时与两边的固定桥梁连接，通过固定桥梁与两岸连接。
7.优选地，提升塔共设置有四座，分别位于开启跨与固定桥梁对接位置的两侧；提升塔分别通过主桥墩支撑，在主桥墩上还设置有横梁，由横梁支撑固定桥梁和闭合后的开启跨。
8.优选地，在开启跨的两端对应四座提升塔的位置各固定有一升降滑轮，每一升降滑轮上绕设有至少一根承重吊索。
9.进一步地，所述支承梁板安装在提升塔内部并位于驱动转筒的下方，平衡配重升至最高位置时不高于支撑梁板所处的位置。
10.优选地，所述承重吊索为通长不中断的高强度承重索体，其采用钢丝绳或钢绞线制成。
11.优选地，所述平衡配重采用钢(铁)材料制成，其布置在提升塔内远离开启跨的一侧，即靠近固定桥梁。
12.优选地，所述开启跨采用钢桁架桥结构，以获得刚度较大、重量较轻的结构特点。
13.优选地，驱动转筒上设有对承重吊索起限位作用的凹槽，防止使用多根承重吊索时承重吊索发生位置偏移，整个驱动转筒采用铸钢结构或钢构件制成。
14.进一步地，所述驱动转筒除了连接有电动机外，还设有制动刹车锁定装置。
15.本实用新型利用受力平衡与能量守恒原理，通过增加平衡配重的位移量，来减小配重的重量，使得平衡配重下降减少的重力势能大致与开启跨提升需要增加的重力势能相等，或者开启跨下降减少的重力势能大致与平衡重提升增加的重力势能相等，从而可以通过调整平衡配重的大小，来减小开启桥运营期的动力需求与能源消耗。比如，需考虑用平衡配重来平衡97％的开启桥梁重量，则按本系统，平衡配重的配重量减少为0.5倍，为0.5
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97％＝48.5％，由于其降低了配重比例，故可以将有配重的直升式开启桥的适用桥梁跨径大大增加。
附图说明
16.图1为本实用新型直升式开启桥布置示意图；
17.图2为本实用新型直升式开启桥开启过程的示意图；
18.图3为本实用新型直升式开启桥开启后的示意图；
19.图4为本实用新型提升系统工作原理示意图。
20.图中，1为开启跨，2为固定桥梁，3为升降滑轮，4为支承梁板，5为承重吊索，6为平衡配重，7为驱动转筒，8为提升塔，9为主桥墩，10为横梁。
具体实施方式
21.下面结合附图通过具体实施例对本实用新型做进一步说明：
22.本实施例中，参照图1
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图4，所述采用新型减配重提升结构的大跨径直升式开启桥，包括有开启跨1、提升塔8、承重吊索5、平衡配重6和驱动转筒7，开启跨1位于提升塔8之间，驱动转筒7安装在提升塔8中，承重吊索5绕设在驱动转筒7上，开启跨1和平衡配重6分别
与承重吊索5连接；在开启跨1上安装有可随开启跨1同步升降的升降滑轮3，在提升塔8上安装有支承梁板4，支撑梁板4的位置高于开启跨1的提升高度；承重吊索5的一端与支承梁板4连接固定，承重吊索5从支撑梁板4往下延伸，绕过升降滑轮3后再往上延伸绕过驱动转筒7，并从驱动转筒7的另一侧垂下，平衡配重6与承重吊索5垂下的一端连接固定。承重吊索5绕过驱动转筒7时与驱动转筒7为受压接触，必须保证存在一定的摩擦力，使承重吊索5与驱动转筒7的接触点之间不产生相对滑动，驱动转筒7在电动机的驱动下带动承重吊索5运动，驱动转筒7的两侧承重吊索5拉力近似相等，剩余的不平衡力由驱动转筒7在电动机的支持下提供。平衡配重6一侧的承重吊索5的拉力为平衡配重6的重量，根据设计需要平衡的比例来合理配置平衡配重6的重量。
23.还包括有固定桥梁2，分设在开启跨1的两端；开启跨1闭合时与两边的固定桥梁2连接，通过固定桥梁2与两岸连接。
24.提升塔8共设置有四座，分别位于开启跨1与固定桥梁2对接位置的两侧；提升塔8分别通过主桥墩9支撑，在主桥墩9上还设置有横梁10，由横梁10支撑固定桥梁2和闭合后的开启跨1。
25.在开启跨1的两端对应四座提升塔8的位置各固定有一升降滑轮3，每一升降滑轮3上绕设有至少一根承重吊索5。升降滑轮3设有转动轴，其可以沿转动轴灵活转动，承重吊索5绕过的位置设有限位槽，防止承重吊索5偏位，升降滑轮3的材料与尺寸需要满足受力要求。
26.所述支承梁板4安装在提升塔8内部并位于驱动转筒7的下方，平衡配重6升至最高位置时不高于支撑梁板4所处的位置。
27.所述承重吊索5为通长不中断的高强度承重索体，其采用钢丝绳或钢绞线制成。
28.所述平衡配重6采用钢(铁)材料制成，其布置在提升塔8内远离开启跨1的一侧，即靠近固定桥梁2。
29.所述开启跨1采用钢桁架桥结构，以获得刚度较大、重量较轻的结构特点。
30.驱动转筒7上设有对承重吊索5起限位作用的凹槽，防止使用多根承重吊索5时承重吊索发生位置偏移，整个驱动转筒7采用铸钢结构或钢构件制成。
31.所述驱动转筒7除了连接有电动机外，还设有制动刹车锁定装置。
32.以一开启跨径为80m、桥面宽24m的开启桥的提升方案布置为例，参考已建成通车的番禺光明大桥直升式开启桥的相关数据进行推演，数据如下：
33.正如背景技术中所描述的，番禺光明大桥提升跨结构长53.6m，桥宽24.0m，开启跨提升重量730吨，其提升平衡配重按开启跨重量的97％考虑，为708.1吨，采用钢(铁)块做平衡配重，隐藏于开启跨四角位置的四座分离式提升塔内。现假定有相似结构并有平衡配重的直升式开启桥，由于通航的要求，其桥梁开启跨径需加大至80m，若按与上述光明大桥相同的桥体参数，估计其提升重量会达到约：730
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(80/53.6)
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1.3(考虑桥跨增加引起的开启跨结构材料用量增加系数)＝1416吨，如果按平衡配重需平衡97％的开启跨重量，按照类似光明大桥的传统提升配重方式，则平衡配重的重量为1416
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97％＝1373.5吨，配重采用钢(铁)，则配重的体积为1373.5/7.85＝175立方米，分布在4个提升塔内各处的体积43.75立方米，布置起来非常困难。如果按本实用新型提供的技术方案，平衡配重的所需重量计算为：
34.1、由于开启桥跨1需提升的重量为1416吨，在开启跨1的四个角点均布置有提升吊点(即升降滑轮3)与提升塔8，则每个提升吊点需要提升的重量为1416/4＝354吨，其通过升降滑轮3，由每组承重吊索5承担，故每组承重吊索5所受的拉力p1为：2p1＝354吨，p1＝177吨；
35.2、预设平衡重需平衡97％的开启跨1所需提升的重量，则每个提升塔8内驱动转筒7另一侧与平衡配重6连接的的承重吊索5的拉力p2为：p2＝97％
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p1＝97％
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177＝171.69吨；
36.3、p2与p1之间3％的不平衡力由驱动转筒7在电动机的控制下提供；
37.4、已建成的光明大桥需提升的开启跨重730t，按97％的平衡配重，在四个角点设置提升吊点，布置在每个提升吊点的平衡配重重量为：730*97％/4＝177.03吨。
38.5、比较1至4条的各数据，明显可以看出，通过本实用新型的技术方案，采用相同的平衡配重6的重量，就可以将桥梁开启跨1的提升重量增加1倍，桥梁的桥跨可以对应较多增加，从而扩展有配重直升式开启桥的桥跨适用范围。
39.以上已将本实用新型做一详细说明，以上所述，仅为本实用新型之较佳实施例而已，当不能限定本技术实施范围，即凡依本技术范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本实用新型涵盖范围内。