CN100545353C - 采用体外偏心预应力体系进行钢梁悬臂架设施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种桥梁的架设方法，具体说是一种采用体外偏心预应力体系进行钢梁悬臂架设施工方法。本发明是在钢梁顶面，施加临时预应力，使钢梁受到一个中性轴以上的偏心压应力，使得钢梁悬臂端上抬，并减少墩顶处上弦杆的拉应力与下弦杆的压应力。使钢梁能继续往前悬拼，直至整孔钢梁拼装完毕。这种方法不需要设置临时墩或吊索塔架或钢导梁，受环境影响小，安全可靠，投入小，具有很强的适应性。

Description

采用体外偏心预应力体系进行钢梁悬臂架设施工方法

技术领域

本发明涉及一种桥梁的架设方法，具体说是一种采用体外偏心预应力体系进行钢梁悬臂架设施工方法。

背景技术

随着我国经济、技术的迅速发展，需要建设的钢梁桥日益增多。在跨越大江大河时经常采用跨度较大、多跨连续(或先临时连续后简支)的钢梁桥。现阶段，大跨度连续钢梁桥在进行架设施工时，有三种常用的方法，——悬臂拼装加吊索塔架施工方法、悬臂拼装加临时墩施工方法和拖拉(顶推)法。

当采用第一种方法，用悬臂拼装加吊索塔架施工方法架设时，又可分两种情况，一种情况是单悬臂法架设，另一种方法是双悬臂法架设。当采用单悬臂法架设时，一般先在支架上拼装第一孔钢梁，并在钢梁上弦拼装架梁吊机，然后从一端往另一端逐个节间向前拼装。而双悬臂法架设时，一般是先在支架上拼装墩顶上的一段，然后在钢梁上拼装架梁吊机，从墩顶两端分别往前对称、逐段悬臂拼装。

因为跨度较大，钢梁悬臂拼装至一定长度时，由于钢梁悬臂端挠度较大、墩顶处的钢梁杆件受力较大，超过设计容许要求，往往在墩顶处设置吊索塔架用斜拉钢索将悬臂端临时拉起来，以减少悬臂端挠度及墩顶处钢梁杆件应力，然后再继续悬拼，直至下一个墩的墩顶或跨中合拢段处。

采用这种方法进行钢梁架设，存在以下三个方面问题：(1)、采用吊索塔架的思路就是，用高塔和斜拉钢索提供钢梁悬臂端的向上的拉力，以减少悬臂端的下挠度，并减小墩顶处钢梁上下弦杆的应力。由于跨度较大，要求吊索塔架较高，受风力影响大，在强风区不宜使用。另外，拼装吊索塔架本身就属于高空作业，拼装工期长，并且不安全。(2)、由于吊索塔架需要提供钢梁悬臂端较大的向上拉力，并且需要前后对称斜拉，塔架需要承受双倍的竖向压力，受力很大，在同时满足竖向高度、刚度要求的情况下，钢塔架本身要求很强，结构很庞大，费用高。(3)、当采用吊索塔架架完当前孔梁，架设下一孔梁时，若是采用单悬臂法架设，需要将塔架往前移动一孔；若是采用双悬臂法架设，则须将塔架拆除转移至下一个墩墩顶重新拼装。由于吊索塔架本身较为庞大，移动或安拆等均较为困难，且不安全因素较多。

当采用第二种方法，用悬臂拼装加临时墩施工方法架设时，也可分单悬臂法和双悬臂法架设两种情况。当采用单悬臂法架设时，一般先在支架上拼装第一孔钢梁，并在钢梁上弦拼装架梁吊机，依靠第一孔钢梁作为锚固孔，然后逐个节间往前拼装。而双悬臂法架设时，一般是先在支架上拼装墩顶上的一段，然后在钢梁上拼装架梁吊机，从墩顶两端往前对称、逐段悬臂拼装。

因为跨度较大，钢梁悬臂拼装至一定长度，由于钢梁悬臂端挠度较大、墩顶处的钢梁杆件受力较大，超过设计容许要求，需在跨中设置临时墩，将悬臂端临时托起，再继续往前悬臂拼装，直至下一个墩墩顶或跨中合拢段处。

这种方法存在以下三个方面问题：(1)、临时墩是以地基承载力作为反力，以提供钢梁悬臂端的向上的顶力，临时墩受环境影响很大。假如在水中、在软弱地基上及桥梁较高时修建临时墩，修建临时墩本身难度就较大，临时墩的投入很大。并且受水流、水深、航运条件的限制，在深水、流急、航运繁忙地段，不宜修建临时墩。(2)、由于临时墩基础需深埋土壤，不适于倒用，浪费大，费用高。(3)、在桥梁施工完后，还需要对临时墩基础进行处理，不能妨碍景观及航道，投入较大。

当采用第三种方法，用拖拉(顶推)法架设时，一般先在支架上拼装第一孔钢梁，在钢梁前端设置临时性的钢导梁，然后在钢梁尾部进行逐个钢梁节段拼装并逐段往前拖拉或顶推，由钢导梁提前达到前一个墩的墩顶上，以减少钢梁前端的挠度及墩顶处钢梁的杆件应力，直至整孔钢梁拼装完成。

这种方法存在以下问题：设置临时性的钢导梁进行钢梁架设，实质上仍然属于大悬臂施工，只不过导梁的自重比正式钢梁轻，其引起的钢梁下挠及墩顶处钢梁杆件的应力比正式杆件较小，但当跨度较大时，较小的导梁将不能满足要求，若用较长、较大的导梁，则其自重也将太大，起不到其应有的作用，并且费用高。因此，临时导梁法只适应跨度不太大的钢梁架设。

综上所述，对于大跨度连续钢梁架设，现阶段缺少一种既不需要大量的高空作业，又对桥梁本身高度、水流、水深、地质不发生关联，同时操作简便、费用低廉、安全质量能得到保证的施工方法。

发明内容

本发明的目的就是针对现有钢梁架设施工方法存在的缺陷，提供一种采用体外偏心预应力体系进行钢梁悬臂架设施工方法，这种方法解决了由于钢梁自重产生的悬臂端较大的挠度及钢梁根部较大的应力，从而导致施工工艺复杂、施工不安全、施工质量得不到保证问题。

本发明的技术方案是这样实现的：它是在钢梁顶面，施加临时预应力，使钢梁受到一个中性轴以上的偏心压应力，使得钢梁悬臂端上抬，并减少墩顶处上弦杆的拉应力与下弦杆的压应力，使钢梁能继续往前悬拼，直至整孔钢梁拼装完毕。

本发明分为以下三种方法：

1、钢梁双悬臂拼装：

根据钢梁的具体情况设计计算出双悬臂拼装时临时预应力施加的位置、大小等，并进行预应力施加处的节点变更设计、锚座及脚手架等辅助设施设计→墩顶段钢梁在支架上进行拼装→在墩顶段两端对称安装钢梁悬拼吊机→继续向两端对称悬拼钢梁节间，按设计要求安装临时预应力锚座→两端及上、下游对称张拉临时预应力束并检测墩顶处钢梁杆件应力→两端继续对称悬拼钢梁节间第二次或更多次(如有需要)按照设计要求安装临时预应力锚座→两端及上、下游对称张拉临时预应力束并检测墩顶钢梁杆件应力→两端继续对称悬拼钢梁节间至前一墩顶，或者与对面墩悬拼过来的钢梁在跨中合拢。

2、钢梁单悬臂拼装：

根据钢梁的具体情况设计计算出单悬臂拼装时临时预应力施加的位置、大小等，并进行预应力施加处的节点变更设计、锚座及脚手架等辅助设施设计→第一孔钢梁在支架上拼装→安装钢梁悬拼吊机→继续向前悬拼钢梁节间→按照设计要求安装临时预应力锚座→张拉临时预应力束并检测墩顶钢梁杆件应力→继续悬拼钢梁节间，第二次或更多次(如有需要)按照设计要求安装临时预应力锚座→张拉临时预应力束并检测墩顶钢梁杆件应力→继续悬拼钢梁节间至前一墩顶→第二孔钢梁悬臂拼装→将前一孔的临时预应力体系倒用至这孔梁上并张拉临时预应力→按此循环施工直至全部钢梁安装完毕。

3、钢梁拖拉(顶推)架设：

根据钢梁的具体情况设计计算出拖拉(顶推)时临时预应力施加的位置、大小等，并进行预应力施加处的节点变更设计、锚座及脚手架等辅助设施设计→在支架上拼装第一段钢梁→向前拖拉(顶推)一段→原位拼装第二段钢梁→向前拖拉(顶推)第二段→如此循环至钢梁前端悬臂至设计长度→按照设计要求安装临时预应力锚座→张拉临时预应力束并检测墩顶钢梁杆件应力

→继续拼装并拖拉(顶推)钢梁节段→第二次或更多次(如有需要)按照设计要求安装临时预应力锚座→张拉临时预应力束并检测墩顶钢梁杆件应力→继续拼装并拖拉(顶推)钢梁节段至前一墩顶→继续拼装并拖拉(顶推)第二孔钢梁节段→按计算要求调整临时预应力大小，继续拼装并拖拉(顶推)钢梁节段直至全部钢梁拼装完毕。

与背景技术相比较，本发明既不需要大量的高空作业，又与桥梁本身高度、水流、水深、地质状况等不发生关联，受环境影响小，具有操作简便、费用低廉、安全质量有保证等独到的优点。

计算及施工方法

计算方法

结构计算根据结构力学虚功位移原理进行。具体结构采用空间结构分析软件进行计算。

本计算分析均以钢梁三角桁架拼装的施工工况为例进行说明。

同时，为了对计算原理进行详细说明，又以三角桁架双悬臂拼装受力模型为例(施工工况如图1所示，受力模型图如图29所示)进行阐述如下：

在施工状态下结构受力模型中，P为施工荷载，q为钢梁的自重，N为在钢梁上弦施加的临时预应力，计算杆件轴向力N_k。

在单位荷载P＝1作用下，计算出杆件轴向力N_p。

在计算桁架结构变形时，通常只考虑轴向变形的影响，桁架在节点荷载作用下，各杆件只产生轴向力，且每根杆件的轴向力N_k、N_p及杆件的横截面面积A沿杆通常是不变的，L表示杆件长度，E表示杆件的弹性模量，位移Δ及杆件应力σ计算如下：

Δkp＝∑(N_kN_pL/EA)

σ＝N_k/A

根据不同的位置施加不同的预应力，使得钢梁杆件应力及变形处于设计容许范围之内。

具体的施工工况计算模式及变形示意如下：

钢梁双悬臂拼装时详见加载及变形状况图1-图4

钢梁单悬臂拼装时详见加载及变形状况图9-图12

钢梁拖拉(顶推)架设时详见加载及变形状况图18-图21

3.2、施工方法

3.2.1、钢梁悬臂拼装：

首先根据钢梁的具体结构，编制施工组织设计，确定是进行单悬臂还是用双悬臂方法进行钢梁悬臂拼装，设计计算出钢梁悬臂拼装时，钢梁悬臂端的挠度及墩顶钢梁杆件的最大应力，以及钢梁的稳定性。然后计算在钢梁顶面什么高程处施加预应力，锚固点设置在哪里，需要分成几级张拉，每级张拉的预应力是多少等。根据设计计算，加工出异型节点及预应力锚固的锚座等。除了进行正常的钢梁架设准备外，还需要进行预应力张拉的材料、机具的准备。

当采用钢梁双悬臂拼装时，在桥墩的两侧搭设墩旁支架，将预拼好的钢梁杆件运至墩旁，在支架上进行墩顶段钢梁拼装并安装支座，将支座临时固定。在已架设的钢梁上拼装架梁吊机，用架梁吊机在墩顶段钢梁两端对称悬拼钢梁节段，直至悬臂端挠度、墩顶处钢梁杆件应力达设计容许值，按设计要求安装临时预应力锚固的锚座，并且在两端及上下游两侧对称张拉临时预应力束，检测墩顶处钢梁杆件应力，控制其在设计容许范围内。两端继续对称悬拼钢梁节间，直至前一墩顶，或者与对面墩悬拼过来的钢梁在跨中合拢。期间如果设计计算需要时，可以对悬臂端进行第二次或更多次的对称张拉、检测墩顶钢梁杆件应力。待此一工区的钢梁拼装完毕，即可拆除临时预应力体系，调整钢梁支座及钢梁的纵、横向轴线及高程，将支座进行灌浆固定。在设计温度时，将钢梁与支座锁定，完成钢梁架设。

当采用钢梁单悬臂拼装时，用支架法进行第一孔钢梁的架设。先拼装支架，安装第一个墩的支座并临时固定，然后，将预拼好的钢梁杆件运至支架旁，用吊机起吊架设。在已经拼装好的钢梁上拼装钢梁悬拼吊机，逐个节间向前拼装。当第二孔梁第一个节间拼装完毕，在支点处起顶，安装第二个墩支座，然后继续进行第二孔钢梁悬臂拼装。越往前悬拼，悬臂端挠度越大，同时墩顶处钢梁杆件上弦受拉、下弦受压，应力越来越大。当接近设计容许值时，安装临时预应力锚固的锚座，安装预应力束，按设计计算值上下游对称进行张拉，使悬臂端向上拉抬。此时，墩顶处钢梁上弦杆件受压，下弦杆件受拉，但须控制在容许范围之内。继续往前悬臂拼装，直至悬臂端达到前一墩的墩顶。期间将按设计计算值，决定是否进行多点分级张拉。当第二孔钢梁悬臂拼装完毕，紧接着进行第三孔钢梁的悬臂拼装。第三孔钢梁悬臂拼装的方法与第二孔钢梁悬臂拼装相同，用于第二孔钢梁张拉的材料、机具可以倒用到第三孔钢梁使用。用同样的方法逐孔进行钢梁悬臂拼装直至全部钢梁拼装完毕。最后，拆除临时预应力体系，精确调整钢梁的纵、横向轴线位置及钢梁的高程，调整好钢梁支座的位置及高程，将支座进行灌浆固定。在设计温度时，将钢梁与支座进行锁定，完成钢梁架设。

3.2.2、钢梁拖拉(顶推)架设：

首先根据钢梁的具体情况，设计计算出钢梁拖拉(顶推)架设时，钢梁悬臂端的挠度及墩顶钢梁杆件的最大应力，然后计算在钢梁顶面什么高程处施加预应力，锚固点设置在哪里，需要分成几级张拉，每级张拉的预应力是多少等。根据设计计算，加工出异型节点及预应力锚固的锚座等。除了进行正常的钢梁架设准备外，还需要进行预应力张拉的材料、机具的准备。

用支架法进行最远端一段钢梁的拼装。先拼装支架，然后，将预拼好的钢梁杆件运至支架旁，用吊机起吊架设。安装拖拉(顶推)设备，向前拖拉(顶推)一段，继续在钢梁的尾端，原位拼装第二段钢梁，并安装拖拉(顶推)设备，向前拖拉(顶推)第二段钢梁，这样拼装一段即往前拖拉(顶推)一段，直至钢梁前端悬臂至设计允许长度。按照设计要求安装临时预应力锚固的锚座，安装张拉设备及临时预应力束，上下游对称张拉临时预应力束并检测墩顶钢梁杆件应力。然后继续拼装并拖拉(顶推)钢梁节段，视设计计算情况，决定是否需要进行分级多次张拉。再继续拼装并拖拉(顶推)钢梁节段，直至悬臂端达到前一墩的墩顶。拖拉(顶推)架设该孔钢梁完毕，继续拼装并拖拉(顶推)架设第二孔钢梁。由于第一孔钢梁在悬臂拖拉(顶推)至后半孔时钢梁的悬臂与施加预应力的工况，与第二孔钢梁在悬臂拖拉(顶推)前半孔时钢梁的悬臂与施加预应力的工况不同，在顶推过程中，需要根据计算及现场监控情况调整临时预应力的大小。按此方法，继续拼装并拖拉(顶推)钢梁节段直至全部钢梁拼装完毕。待此一工区的钢梁拼装完毕，即可拆除临时预应力体系，精确调整钢梁的纵、横向轴线位置及钢梁的高程，调整好钢梁支座的位置及高程，将支座进行灌浆固定。在设计温度时，将钢梁与支座进行锁定完成钢梁架设。

附图说明

图1是本发明采用双悬臂方法进行钢梁架设加载模型图

图2是采用双悬臂方法进行钢梁架设在未施加临时预应力时结构变形示意图

图3是采用双悬臂方法进行钢梁架设在施加临时预应力后结构变形示意图

图4是采用双悬臂方法进行钢梁架设施加临时预应力并继续进行钢梁架设后结构变形示意图

图5是本发明采用双悬臂方法进行钢梁架设墩顶段的施工示意图

图6是采用双悬臂方法进行钢梁架设的施工示意图

图7是采用双悬臂方法进行钢梁架设时安装临时预应力体系的示意图

图8是采用双悬臂方法进行钢梁架设时在施加预应力后，继续架设钢梁的示意图

图9是本发明采用单悬臂方法进行钢梁架设加载模型图

图10是采用单悬臂方法进行钢梁架设未施加临时预应力时结构变形示意图

图11是采用单悬臂方法进行钢梁架设施加临时预应力后结构变形示意图

图12是采用单悬臂方法进行钢梁架设施加临时预应力，并继续进行钢梁架设后结构变形示意图

图13是采用单悬臂架设法在支架上进行边跨钢梁架设示意图

图14是采用单悬臂架设法进行边跨钢梁架设并拼装悬拼吊机示意图

图15是采用单悬臂架设法进行边跨钢梁架设完后，继续往前悬拼示意图

图16是采用单悬臂架设法安装临时预应力体系的示意图

图17是采用单悬臂架设法在施加临时预应力后继续架设钢梁示意图

图18是采用拖拉(顶推)法进行钢梁架设加载模型图

图19是采用拖拉(顶推)法进行钢梁架设未施加临时预应力时结构变形示意图：

图20是采用拖拉(顶推)法进行钢梁架设在施加临时预应力后结构变形示意图

图21是采用拖拉(顶推)法进行钢梁架设施加临时预应力并继续进行钢梁架设后结构变形示意图

图22是采用拖拉(顶推)法进行远端跨钢梁拼装的示意图

图23是采用拖拉(顶推)法进行钢梁架设拼装一段、拖拉(顶推)一段施工示意步骤图

图24是采用拖拉(顶推)法进行钢梁架设前端钢梁悬臂的施工示意图

图25是采用拖拉(顶推)法进行钢梁架设安装临时张拉预应力体系的示意图

图26是采用拖拉(顶推)法进行钢梁架设施加临时预应力，测试合格后继续拼装钢梁的示意图

图27是进行临时预应力张拉时，预应力锚固示意图

图28是图27的侧视图

图29是在单位荷载作用下双悬臂拼装受力模型图

具体实施方式

第1工况：采用双悬臂进行钢梁架设

1、加载模型如图1。

2、在未施加临时预应力时，结构变形示意图如图2；

P为施工荷载

Δ为结构在自重、施工荷载作用下节点的竖向位移。

3、在施加临时预应力后，结构变形示意图如图3；

P为施工荷载，N为施加的临时预应力，Δ1为结构在自重、施工荷载、预应力共同作用下节点的竖向位移。Δ2为结构在自重、施工荷载、预应力共同作用钢梁悬臂部分的竖向反弯位移。

4、施加临时预应力并继续进行钢梁架设后，结构变形示意图如图4P为施工荷载，N为施加预应力；

Δ1为结构在自重、施工荷载、预应力共同作用下施加预应力节点的竖向位移；

Δ2为结构在自重、施工荷载、预应力共同作用下前节点的竖向位移。主要施工步骤：

施工步骤一：

1、在墩旁拼装钢梁安装支架。

2、利用墩旁吊机在支架上安装起始节段钢梁，将支座临时固定。

3、安装完毕起始节段钢梁后，在钢梁两端分别安装架梁吊机。如图5所示。

施工步骤二：

1、利用架梁吊机往两端分别对称安装钢梁。如图6。

施工步骤三：

1、利用架梁吊机继续往两端对称安装钢梁至设计张拉处。

2、安装预应力锚座等预应力体系。如图7、图27、图28。图27和图28中，1为预应力束、2锚座、3锚具、4为锚垫板、5为上弦杆、

H为上弦杆件高度、X为临时预应力束锚固位置距钢梁顶面的距离。

施工步骤四：

1、按设计要求进行临时预应力张拉。

2、测量钢梁前端节点位移及钢梁根部杆件的应力。

3、测试合格后，继续往前架设钢梁。如图8。

施工步骤五：

1、在前面施工的基础上继续架设钢梁，最后进行钢梁合拢或者达到前一个墩的墩顶。

2、合拢或达到前一个墩的墩顶后，解除预应力体系。

3、精确调整钢梁高程及纵、横向轴线位移，调整并安装支座，在设计温度时落梁，将钢梁与支座锁定，完成钢梁架设。

说明：

(1)、根据结构变形及钢梁悬臂根部受力情况进行临时预应力体系设计。

(2)、根据各个桥梁具体情况，可设计为分段、分批次进行临时预应力张拉施工。

(3)、临时预应力张拉机具、材料、及施工注意事项。

预应力张拉使用的机具有：预应力穿心千斤顶、高压油泵、精密油压表等；

预应力张拉材料：预应力钢绞线、预应力锚具、与钢梁节点连接在一起的锚座等；

预应力张拉注意事项：①、张拉前，需在钢梁顶面铺设脚手板，若在钢梁端部张拉，则需在钢梁端部搭设脚手平台，以方便操作。②、预应力千斤顶、预应力锚具、高压油泵、油压表等需要按规范要求进行检验、标定，使其精度符合要求。③、根据设计位置施加临时预应力，应上下游对称进行。④、进行预应力张拉时，人员不能站在千斤顶的后面，以防锚具飞出伤人。

(4)、架设悬臂端钢梁时，应防止倾覆。

(5)、本方法也适用于钢箱梁架设。

第2工况：采用单悬臂进行钢梁架设

1、加载模型如图9。

2、在未施加临时预应力时，结构变形示意图如图10。

P为施工荷载

Δ为结构在自重、施工荷载作用下前节点的竖向位移。

3、临时预应力后，结构变形示意图如图11。

P为施工荷载，N为施加预应力。

Δ为结构在自重、施工荷载、预应力共同作用下节点的竖向位移。

4、施加临时预应力并继续进行钢梁架设后，结构变形示意图如图12。

P为施工荷载，N为施加预应力。

Δ1为结构在自重、施工荷载、预应力共同作用下施加预应力节点的竖向位移。

Δ2为结构在自重、施工荷载、预应力共同作用下前节点的竖向位移。

主要施工步骤：

施工步骤一：

1、首先支架上进行边跨钢梁架设。如图13。

2、在已经架设好的边跨钢梁上安装钢梁悬拼吊机。如图14。

施工步骤二：

1、利用架梁吊机继续往前悬臂安装钢梁。如图15。

施工步骤三：

1、用架梁吊机悬臂安装钢梁至设计张拉处。

2、按设计要求安装预应力锚座等临时预应力体系。如图16、图27。

施工步骤四：

1、进行临时预应力张拉并测试局部杆件的应力。

2、测量钢梁端部挠度。

3、测试合格后，继续架设钢梁，如图17。

施工步骤五：

1、在前面施工的基础上继续架设钢梁，最后进行钢梁合拢或者达到前一个墩的墩顶。

2、合拢或达到前一个墩的墩顶后，解除预应力体系。

3、精确调整钢梁高程及纵、横向轴线位移，调整并安装支座，在设计温度时落梁，将钢梁与支座锁定，完成钢梁架设。

说明：

(1)、根据结构变形及钢梁悬臂根部受力情况进行预应力体系设计。

(2)、根据各个桥梁具体情况，可设计为分段、分批次进行临时预应力张拉施工。

(3)、临时预应力张拉机具、材料、及施工注意事项

预应力张拉使用的机具有：预应力穿心千斤顶、高压油泵、精密油压表等；

预应力张拉材料：预应力钢绞线、预应力锚具、与钢梁节点连接在一起的锚座等；

预应力张拉注意事项：①、张拉前，需在钢梁顶面铺设脚手板，若在钢梁端部张拉，则需在钢梁端部搭设脚手平台，以方便操作。②、预应力千斤顶、预应力锚具、高压油泵、油压表等需要按规范要求进行检验、标定，使其精度符合要求。③、根据设计位置施加临时预应力，应上下游对称进行。④、进行预应力张拉时，人员不能站在千斤顶的后面，以防锚具飞出伤人。

(4)、架设悬臂端钢梁时，应防止倾覆。

(5)、本方法也适用于钢箱梁架设。

第3工况：采用拖拉(顶推)法进行钢梁架设

1、加载模型如图18。

2、在未施加临时预应力时，结构变形示意图如图19。

Δ为结构在自重作用下前节点的竖向位移。

3、在施加临时预应力后，结构变形示意图如图20。

N为施加预应力；

Δ为结构在自重、预应力共同作用下节点的竖向位移。

4、施加临时预应力并继续进行钢梁架设后，结构变形示意图如图21N为施加预应力；

Δ为结构在自重、预应力共同作用下施加预应力节点的竖向位移。

主要施工步骤：

施工步骤一：

1、首先分段在支架上进行最远端跨钢梁拼装，如图22。

2、在原位拼装一段，就向前顶推(拖拉)一段，往对岸前进，如图23。

施工步骤二：

1、继续在原位拼装并向前顶推(拖拉)架设钢梁，如图24。

施工步骤三：

1、继续在原位拼装并向前顶推(拖拉)架设钢梁至钢梁前端悬臂达到设计张拉处。

2、安装预应力锚座等临时张拉预应力体系，如图25、图27。

施工步骤四：

1、按设计要求进行临时预应力张拉，并测试局部杆件的应力。

2、测量钢梁悬臂端挠度。

3、测试合格后，继续拼装钢梁，如图26。

施工步骤五：

1、在前面施工的基础上继续架设钢梁，最后进行钢梁合拢(当在两岸分别向对岸拖拉(顶推)时)或者达到前一个墩的墩顶。

2、合拢或达到前一个墩的墩顶后，如果以后的孔跨跨径一样，则不需要改变临时预应力体系的位置，只需调整预应力大小，即可适应继续往前拖拉(顶推)的需要。

3、当最后一孔钢梁拖拉(顶推)到位，精确调整钢梁高程及纵、横向轴线位移，调整并安装支座，在设计温度时落梁，将钢梁与支座锁定，完成钢梁架设。

说明：

(1)、根据结构变形及钢梁悬臂根部受力情况进行预应力体系设计。

(2)、根据各个桥梁具体情况，可设计为分段、分批次进行临时预应力张拉施工。

(3)、临时预应力张拉机具、材料、及施工注意事项

预应力张拉使用的机具有：预应力穿心千斤顶、高压油泵、精密油压表等；

预应力张拉材料：预应力钢绞线、预应力锚具、与钢梁节点连接在一起的锚座等；

预应力张拉注意事项：①、张拉前，需在钢梁顶面铺设脚手板，若在钢梁端部张拉，则需在钢梁端部搭设脚手平台，以方便操作。②、预应力千斤顶、预应力锚具、高压油泵、油压表等需要按规范要求进行检验、标定，使其精度符合要求。③、根据设计位置施加临时预应力，应上下游对称进行。④、进行预应力张拉时，人员不能站在千斤顶的后面，以防锚具飞出伤人。

(4)、在悬臂拖拉(顶推)钢梁时，应防止倾覆。

(5)、本方法也适用于钢箱梁架设。

Claims (3)

1、一种采用体外偏心预应力体系进行钢梁悬臂架设施工方法，其特征是：它是在钢梁顶面施加临时预应力，使钢梁受到一个中性轴以上的偏心压应力，使得钢梁悬臂端上抬，并减少墩顶处上弦杆的拉应力与下弦杆的压应力，使钢梁的挠度、应力符合设计要求的钢梁架设施工方法，它包括以下步骤：

(1)、根据钢梁的具体情况设计计算出双悬臂拼装时临时预应力施加的位置、大小，并进行预应力施加处的节点变更设计、预应力束锚固的锚座及脚手架辅助设施设计；

(2)、拼装墩顶段钢梁；

(3)、在墩顶段钢梁两侧对称安装钢梁悬拼吊机；

(4)、继续向墩顶段钢梁两端对称悬拼钢梁节间；

(5)、按设计要求安装临时预应力锚固的锚座；

(6)、在钢梁两端及上、下游对称张拉临时预应力束，并检测墩顶处钢梁杆件应力；

(7)、按计算要求调整临时预应力大小，两端继续对称悬拼钢梁节间至前一墩顶，或者与对面墩悬拼过来的钢梁在跨中合拢。

2、一种采用体外偏心预应力体系进行钢梁悬臂架设施工方法，其特征是：它是在钢梁顶面施加临时预应力，使钢梁受到一个中性轴以上的偏心压应力，使得钢梁悬臂端上抬，并减少墩顶处上弦杆的拉应力与下弦杆的压应力，使钢梁的挠度、应力符合设计要求的钢梁架设施工方法，它包括以下步骤：

(1)、根据钢梁的具体情况设计计算出单悬臂拼装时临时预应力施加的位置、大小，并进行预应力施加处的节点变更设计、预应力束锚固的锚座及脚手架辅助设施设计；

(2)、将第一孔钢梁在支架上拼装；

(3)、在第一孔钢梁上安装钢梁悬拼吊机，继续向前悬拼钢梁节间；

(4)、按照设计要求安装临时预应力锚固构件，张拉临时预应力束并检测墩顶钢梁杆件应力；

(5)、按计算要求调整临时预应力大小，继续悬拼钢梁节间至前一墩顶；

(6)、第二孔钢梁悬臂拼装，将前一孔的临时预应力体系倒用至这孔梁上并张拉预应力，按此循环施工直至全部钢梁安装完毕。

3、一种采用体外偏心预应力体系进行钢梁悬臂架设施工方法，其特征是：它是在钢梁顶面施加临时预应力，使钢梁受到一个中性轴以上的偏心压应力，使得钢梁悬臂端上抬，并减少墩顶处上弦杆的拉应力与下弦杆的压应力，使钢梁的挠度、应力符合设计要求的钢梁架设施工方法，它包括以下步骤：

(1)、根据钢梁的具体情况设计计算出拖拉或顶推时临时预应力施加的位置、大小，并进行预应力施加处的节点变更设计、预应力束锚固的锚座及脚手架辅助设施设计；

(2)、将第一段钢梁在支架上拼装；

(3)、向前拖拉或顶推一段，原位拼装第二段钢梁；

(4)、向前拖拉或顶推第二段钢梁，如此循环至钢梁前端悬臂至设计长度，按照设计要求安装临时预应力锚固构件，张拉临时预应力束并检测墩顶钢梁杆件应力；

(5)、按计算要求调整临时预应力大小，继续原位拼装并拖拉或顶推钢梁节段至前一墩顶；

(6)、根据第二钢梁的悬臂情况，按计算要求调整临时预应力大小，继续原位拼装并拖拉或顶推钢梁节段直至全部钢梁拼装完毕。

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