CN101117795A - 钢箱提篮拱单榀节段安装方法 - Google Patents

Abstract

一种钢箱提篮拱单榀节段安装方法，其特征在于：主桥钢箱拱肋安装采用缆索吊机无支架悬臂安装，根据现场制作、拼装、起吊条件，采用单榀钢箱拱逐节段吊装，经实验表明：钢箱拱肋缆索吊机单榀节段吊装达到了经济、安全、高效、优质的效果。采用此方法，不仅进度快，平均2－3天一个周期，而且精度高。在一个周期内需施工完成的作业有的吊装、对位、临时连接、栓接、焊接、扣锚索挂设、线形调整、内力调整等，可谓作业效率高，同时也保证了施工质量。

Description

钢箱提篮拱单榀节段安装方法

技术领域

本发明涉及一种可广泛用于各种形式的钢拱桥架设的方法，特别是涉及钢箱提篮拱节段的单榀安装方法。

背景技术

钢拱桥常见有钢箱拱、钢管拱和钢桁拱等形式，在大中跨度钢拱桥的施工中，多采用无支架双榀节段吊装施工方案。下面重点介绍钢箱提篮拱的架设方法。

一、双榀安装。钢箱拱双榀安装是指拱肋单个节段在工厂组装成双榀节段，利用水陆运输设备将双榀节段运输到桥址，再利用吊装设备安装。这种方法的优点是对接、安装精度高，吊装荷载对称，不需配重，吊装比较容易。但是，双榀安装需要较大的双榀组拼场地，又因其体积大，所需空间大，对运输设备要求高，故易受到运输条件的限制，并且双榀节段的临时连接件多，临时材料需量大。

二、支架法单榀安装。支架法安装是先把支架按拱肋线形搭设起来，再在支架上面拼装拱肋节段。此法便于拱肋对位，易于拼装，安装精度高，但也存在局限性，如所需支架系统庞大。若施工场地处于峡谷地带，或跨跃江河，则支架搭设难度大，要求更高，施工困难，甚至难以实现。一般来说，支架法单榀安装多用于位于陆地或市区的小跨径的拱桥。

三、单榀吊装。单榀吊装为在工厂对钢箱拱肋单榀组拼，然后解体成单个节段，分批运输至桥址，再利用起吊设备吊装。其优点是只需进行单榀节段的预拼，占地小，运输相对容易，起吊吊重小，有时需配平衡吊重。其难点是拱段在空中对位困难，施工控制难度大。

发明目的

本发明的目的在于提供一种钢箱提篮拱单榀节段安装方法，意在解决钢箱拱节段受双榀预拼场地和双榀节段运输条件限制的问题以及其它形式钢拱桥存在的类似问题。

本发明的目的可以通过以下技术措施来达到，即这种钢箱提篮拱单榀节段安装方法是：主桥钢箱拱肋安装采用缆索吊机无支架悬臂安装，根据现场制作、拼装、起吊条件，采用单榀钢箱拱逐节段吊装，步骤如下：

A.施工准备，各钢箱拱节段在工厂整体节段单榀预拼；

B.单榀解体，钢箱拱节段装船，运输至桥位指定起吊处；

C.缆索吊吊装起拱节段、安装定位，灌注钢混结合部位砼；

D.单榀吊装拱肋第二节段，与第一节段对接、挂扣、锚索，吊机松构；

E.从第二节段开始，每段拱肋下端与拱脚或已拼装拱肋联接，上部的悬臂端采用扣索扣挂于扣索塔架上，并设相应背索，并增设临时横撑，作横向定位，南北岸顺序吊装其余节段，张拉扣索和锚索，钢箱焊接滞后一个节段；

F.调整扣索索力和拱肋线型，监控拱肋各控制点标高；

G.吊装拱顶合拢段，对接焊接，主拱合拢。

本发明所述钢箱提篮拱单榀节段安装方法，经实验表明：钢箱拱肋缆索吊机单榀节段吊装达到了经济、安全、高效、优质的效果。采用此方法，不仅进度快，平均2-3天一个周期，而且精度高。在一个周期内，单榀节段安装需施工完成的作业有吊装、对位、临时连接、栓接、焊接、扣锚索挂设、线形调整、内力调整等，可谓作业效率高；同时也保证了施工质量，实验表明，单榀节段安装的各项偏差均达到了有关设计规范的要求，可谓安装精度高。

附图说明

以下将结合附图对本发明的实施例作进一步的说明。

图1为本发明钢箱提篮拱单榀节段安装方法步骤一：钢箱拱节段单榀运输示意图；

图2为本发明钢箱提篮拱单榀节段安装方法步骤二：钢箱拱起拱节段起吊、安装示意图；

图3、图4为本发明钢箱提篮拱单榀节段安装方法步骤三：钢箱拱标准节段起吊、安装示意图；

图5、图6、图7为本发明钢箱提篮拱单榀节段安装方法步骤四：钢箱拱临时横撑和永久横撑起吊、安装示意图；

图8为本发明钢箱提篮拱单榀节段安装方法步骤五：钢箱拱合拢段起吊、安装示意图；

图9、图10在A-A处对接，构成本发明钢箱提篮拱单榀节段安装所需的大型临时设施----缆索吊机系统示意图；

图11是图9的俯视图；

图12是图10的俯视图；

图13是图9的左视图。

上述附图中各编号的名称见下表：

各部分名称与编号的对应关系

各部分名称	代表编号
		驳船	1
Y型刚构前、后悬臂9#块	2
		起拱段S0	3
起拱段S20	4
		Y型刚构钢-混接点	5
拱肋S1节段	6
		横向调整临时缆风绳	7
拱肋S19节段	8
		临时横撑	9
拱肋S2节段	10
		拱肋S18节段	11
拱肋S3节段	12
		拱肋S17节段	13
扣索	14
		锚索	15
拱肋S4节段	16
		拱肋16节段	17
拱肋S5节段	18
		拱肋S15节段	19
拱肋S6节段	20
		拱肋S14节段	21
拱肋S7节段	22
		拱肋S13节段	23
拱肋S8节段	24
		拱肋S12节段	25
拱肋S9节段	26
		拱肋S11节段	27

拱肋S10a节段	28
		拱肋S10b节段	29
拱肋S10c节段	30
		钢箱拱	31
缆风	32
		主索	33
缆索吊机塔架	34
		定位船	35
牵引索	36
		起重索	37
跑车	38
		支索器	39
锚碇	40
		卷扬机	41
钢桁梁	42
		缆风分配梁	43
索鞍	44
		Y构顶部	45
前次横梁	46

具体实施方式

首先，按设计要求，各钢箱拱节段在工厂进行整体节段单榀预拼，然后对单榀解体，再将钢箱拱节段装船，运输至桥位指定起吊处。以下介绍主桥钢箱拱从起吊到安装完毕的整个安装过程，详细如下：

1、参见图1，钢箱拱肋单榀节段运输。

钢箱拱在拼装场制作完成后，用两艘驳船1装运。拱段在船上横放，从拼装场运至桥址缆索吊机(参见图9、图10、图11、图12、图13，图9和图10、图11和图12的A-A断面重合)下方，满足钢箱拱段顺桥向放置，便于起吊。

2、参见图2，钢箱拱起拱段吊、安装。

①Y型刚构前、后悬臂梁9#块2施工。Y型刚构前悬臂9#块2施工时，预埋起拱段钢-混接点连接钢筋、连接预应力粗钢筋，同时预埋型钢劲性骨架支撑起拱段3、4。Y型刚构后悬臂和前悬臂9#块2施工完成后，精确测量Y型刚构钢-混接点5部位空间坐标。

②吊装准备工作。起吊前在现场进行相应的准备工作，如在船上焊接吊耳、扣索下锚点加固，脚手平台拼装工作，并确认紧前工作已经完成。

③缆索吊机起吊起拱段S0 3。缆索吊机吊带与拱肋吊耳连接，调整内外侧软吊带长度，慢慢起升吊钩，前后端同时起升，并边起升边倾斜，再横移，反复操作以调整拱肋倾角与设计安装一致。待拱段横向位置、纵向倾角和内倾角均已调整好，整体提升到一定高度后，天车纵移到对接位置。

④拱肋定位。缆索吊机移动起拱段S0 3与Y型刚构前悬臂9#块2前端布置的劲性骨架连接，利用劲性骨架将起拱段S0 3准确定位，焊接固定起拱段S0 3。

⑤钢混结合段砼灌注、张拉。在起拱段S0 3与Y型刚构前悬臂9#块2之间扎筋、立模，浇筑Y型刚构前悬臂10#块混凝土，养护、张拉，形成Y型刚构钢-混接点5。同样，缆索吊机起吊安装另一端起拱段S20 4。起拱段安装完毕。

3、参见图3、图4，钢箱拱标准节段起吊、安装。

①准备工作。单榀节段船舶运输到缆索吊机下方，除上述准备工作外，在船上增加一项在拱段内侧焊接临时连接座工作。

②拱肋起吊。缆索吊机起吊钢箱拱段(从拱肋S1节段6起)至拼接段的前方，通过导链和缆吊起落，调整对接面，使其对接角度和高度达到设计、安装位置。

③拱肋定位。利用3t导链辅助，将拱段拉向拼接面，穿Φ40mm长拉杆螺栓将拱段对接初定位，再在拱段四周外侧外法兰上穿临时连接螺栓(临时固结)进行精定位。待节段前端空间坐标和扭角合乎监控要求时，连接箱内纵向加劲板高栓。

④扣索挂设、张拉。拧紧高栓后，挂设扣索14和锚索15，并张拉到设计吨位的60％。在节段的前端挂设横向调整临时缆风绳7，后端锚于前一个节段的临时横撑或永久横撑根部，用15吨导链收紧，缆索吊机徐徐松钩。再次张拉扣锚索至100％的设计吨位。

⑤缆索吊机起吊对称节段，对接、临时连接、调整、固定、高强螺栓连接、扣锚索张拉等，达到④步骤安装状态，缆索吊机徐徐松钩。

4、参见图5、图6、图7，钢箱拱临时横撑和永久横撑安装。

⑥横撑起吊、安装。缆索吊机起吊临时横撑9，移到已经安装就位的节段前方，一端与拱段内侧的连接座连接，一端设置千斤顶或导链以调节一对箱拱的间距和拱段内倾角度，检查合格后，将临时横撑9与拱段连接，将上下游拱段连接成整体。拆除临时横向缆风绳。

⑦拱肋线形调整。复测钢箱拱前端线形，若有偏差，调节扣、锚索索力，调节线形偏差。合格后，可安装临时横撑后方的永久横撑(在拱肋S3节段12、拱肋S6节段20、拱肋S9节段26、拱肋S11节段27、拱肋S14节段21、拱肋S17节段13之间设有永久横撑)。实测永久横撑上、下之间的距离，包括对接四点的空间位置。根据实测的间距，对永久钢横撑进行切割(顶板、腹板及内部劲板)。吊装永久钢横撑就位，先用临时锁定螺栓连接，再焊接内部肋板。高栓连接后，最后焊接外围的顶板、腹板。若没有永久横撑横撑，前端临时横撑安装后，即可开始下一节段的钢箱拱安装。

5、参见图8，钢箱拱合拢段安装。

①南北岸同步、对称安装钢箱拱肋。按照上述3、4步骤①-⑦，南岸安装到拱肋S10c节段30，北岸安装到拱肋S10a节段28节段。安装一个节段，挂扣、锚索，并张拉。对上一个节段的扣锚索不作调整，除非监控另行要求，需要对其进行调整。

②合拢口参数观测。安装调整好拱肋S9节段26和拱肋S11节段27后，开始观测温度变化对已拼装拱节段前端的标高变化、长度变化以及已安装拱段的线型和监测温度变化下各扣锚索的索力变化。安装拱肋S10a节段28、拱肋S10c节段30，调整合拢端口三维坐标，测量合拢口数据在不同温度下的变化。

③合拢段吊装。缆索吊机同时或先后起吊两合拢段S10b节段29到合拢处，一端与拱肋S10c节段30对接，长拉杆对接，外法兰打入冲钉定位，外侧焊接马板，临时锁定。另一端放于拱肋S10a节段28托架上。

④等待合拢温度。当气温达到要求的温度条件时，复测合拢缝和对接情况。测量合拢段线型和扭角，与监控数值相比较，合格后，根据温度变化对钢箱拱长度变化的影响确定对接板长度，将一端钢箱拱内部纵向加劲板拼接板按合拢温度下的长度值在现场套钻连接。打上冲钉，拧紧高强螺栓；若有偏差，使用长拉杆和外法兰螺栓进行就位调整，使之达到监控规定的要求。

⑤拱肋焊接。箱内加劲肋处高强螺栓连接，高强螺栓拧紧后，焊接合拢段两端的合拢缝(最好四条缝同时焊接)。焊接检查、合拢工作结束后，解除所有临时横撑9和拱上临时连接件。

Claims (3)

1.一种钢箱提篮拱单榀节段安装方法，其特征在于：主桥钢箱拱肋安装采用缆索吊机无支架悬臂安装，根据现场制作、拼装、起吊条件，采用单榀钢箱拱逐节段吊装，步骤如下：

A.施工准备，各钢箱拱节段在工厂整体节段单榀预拼；

B.单榀解体，运输钢箱拱节段至桥位指定起吊处；

C.缆索吊吊装起拱节段、安装定位，灌注钢混结合部位砼；

D.单榀吊装拱肋第二节段，与第一节段对接、挂扣、锚索，吊机松构；

E.从第二节段开始，每段拱肋下端与拱脚或已拼装拱肋联接，上部的悬臂端采用扣索扣挂于扣索塔架上，并设相应背索，并增设临时横撑，作横向定位，南北岸顺序吊装其余节段，张拉扣索和锚索，钢箱焊接滞后一个节段；

F.调整扣索索力和拱肋线型，监控拱肋各控制点标高；

G.吊装拱顶合拢段，对接焊接，主拱合拢。

2.根据权利要求1所述的钢箱提篮拱单榀节段安装方法，其特征在于，所述步骤C的方法是：

①Y型刚构前、后悬臂梁9#块(2)施工，在Y型刚构前悬臂9#块(2)施工时，预埋起拱段钢-混接点连接钢筋、连接预应力粗钢筋，同时预埋型钢劲性骨架支撑起拱段(3、4)，在Y型刚构后悬臂和前悬臂9#块(2)施工完成后，精确测量Y型刚构钢-混接点(5)部位空间坐标；

②吊装准备工作，起吊前在现场进行相应的准备工作，确认紧前工作已经完成；

③缆索吊机起吊起拱段S0(3)，缆索吊机吊带与拱肋吊耳连接，调整内外侧软吊带长度，慢慢起升吊钩，前后端同时起升，并边起升边倾斜，再横移，反复操作以调整拱肋倾角与设计安装一致；待拱段横向位置、纵向倾角和内倾角均已调整好，整体提升到一定高度后，天车纵移到对接位置；

④拱肋定位，缆索吊机移动起拱段S0(3)与Y型刚构前悬臂9#块(2)前端布置的劲性骨架连接，利用劲性骨架将起拱段S0(3)准确定位，焊接固定起拱段S0(3)。

⑤钢混结合段砼灌注、张拉。在起拱段S0(3)与Y型刚构前悬臂9#块(2)之间扎筋、立模，浇筑Y型刚构前悬臂10#块混凝土，养护、张拉，形成Y型刚构钢-混接点(5)；同样，缆索吊机起吊安装另一端起拱段S20(4)，起拱段安装完毕。

3.根据权利要求1所述的钢箱提篮拱单榀节段安装方法，其特征在于，所述步骤G的方法是：

①南北岸同步、对称安装钢箱拱肋，直至南岸安装到拱肋S10c节段(30)，北岸安装到拱肋S10a节段(28)节段；安装一个节段，挂扣、锚索，并张拉；对上一个节段的扣锚索不作调整，除非监控另行要求，需要对其进行调整；

②合拢口参数观测，安装调整好拱肋S9节段(26)和拱肋S11节段(27)后，开始观测温度变化对已拼装拱节段前端的标高变化、长度变化以及已安装拱段的线型和监测温度变化下各扣锚索的索力变化。安装拱肋S10a节段(28)、拱肋S10c节段(30)，调整合拢端口三维坐标，测量合拢口数据在不同温度下的变化；

③合拢段吊装，缆索吊机同时或先后起吊两合拢段S10b节段(29)到合拢处，一端与拱肋S10c节段(30)对接，长拉杆对接，外法兰打入冲钉定位，外侧焊接马板，临时锁定，另一端放于拱肋S10a节段(28)托架上；

④等待合拢温度，当气温达到要求的温度条件时，复测合拢缝和对接情况，测量合拢段线型和扭角，与监控数值相比较，合格后，根据温度变化对钢箱拱长度变化的影响确定对接板长度，将一端钢箱拱内部纵向加劲板拼接板按合拢温度下的长度值在现场套钻连接；打上冲钉，拧紧高强螺栓；若有偏差，使用长拉杆和外法兰螺栓进行就位调整，使之达到监控规定的要求；

⑤拱肋焊接，箱内加劲肋处高强螺栓连接，高强螺栓拧紧后，焊接合拢段两端的合拢缝，四条缝同时焊接；焊接检查、合拢工作结束后，解除所有临时横撑(9)和拱上临时连接件。

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