CN101289836A - 一种钢桁拱桥的水平索辅助架设方法 - Google Patents

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龚国锋
连泽平
邓加华
张耀军
董广文
高培成
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    • C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
    • C04B2111/28—Fire resistance, i.e. materials resistant to accidental fires or high temperatures

Abstract

一种钢桁拱桥的水平索辅助架设方法，系提供一种在大跨度连续钢桁拱桥施工中，进行完全对称的双悬臂架设时，采用多层水平索来辅助钢桁拱的悬臂安装，并通过调整水平索的内力来控制合龙口位移实现合龙，而不需对钢桁拱进行顶落的架设和合龙方法。该方法在钢桁拱架设中需设置可以调节的墩旁托架，用以安装墩顶起始几个节间的钢梁，并在施工过程中能定位、导向以及调整已架设钢桁拱的空间位置，同时也用以抵抗施工不平衡力的作用。

Description

一种钢桁拱桥的水平索辅助架设方法
技术领域
本发明涉及一种钢桁拱桥的架设方法。具体而言就是进行完全对称的双悬臂架设桁拱时，以主墩为基础设置墩旁托架，在墩旁托架上安装墩顶数个节间的钢梁，在可调的墩旁托架精确调整钢梁中线和高程后与钢梁固结，安装两台全回转架梁吊机，之后逐根安装钢梁杆件，形成双悬臂架设体系。架设过程中通过设置多层水平拉索控制杆件应力，并且通过调整水平拉索内力来控制合龙口位移实现合龙，不需要对钢桁拱进行顶落。
背景技术
传统的钢桁拱进行悬臂架设时，一般在每个拱脚处设置吊索塔架辅助钢桁悬臂施工，以调整钢桁拱施工中的内力和位移，最后通过钢桁的顶落来实现钢桁拱合龙。
京沪高速铁路南京大胜关长江大桥主桥为(108+192+336+336+192+108)m六跨连续钢桁拱，设计时速为300km/h，三桁承重结构，桁宽为2×15m，搭载六线铁路：京沪高速铁路双线、沪汉蓉铁路双线和南京过江地铁双线。本桥施工具有结构跨度大、杆件重、合龙口多、安装精度要求高等难点，结构构造复杂，施工技术难度大。
由于结构跨度大、恒载重，主墩支点反力大，采用传统的通过顶落梁实现拱合龙的方法由于支座反力太大而难以实现；而且在完全对称的桁拱双悬臂架设时，如果采用传统的吊索塔架辅助施工，则需投入大量的临时结构和延长工期。为此，针对本桥结构特点，在完全对称的桁拱双悬臂架设时设置水平拉索辅助，比传统施工方法省去了吊索塔架，并且在合龙时，通过调整水平拉索内力来调整合龙口位移，不需要对钢桁拱进行顶落。
发明内容
本发明的目的是针对大跨度连续钢桁拱的结构特点，提供一种技术先进、经济合理、施工便捷、安全可靠的架设方法。
进行完全对称的双悬臂架设钢桁拱时，以主墩为基础设置可调墩旁托架5，安装墩顶数个节间的钢梁，在墩旁托架5精确调整钢梁中线和高程后，采用多层水平索6辅助进行钢桁拱的双悬臂架设，并且通过调整水平索6内力来控制合龙口位移实现合龙，不需要对钢桁拱进行顶落。
本架设方法中需设置可以调节的墩旁托架5，用以安装墩顶起始几个节间的钢梁，同时也用以抵抗施工不平衡力的作用。墩旁托架能够使钢桁拱在架设过程中的双悬臂体系始终保持平衡，并能定位、导向以及调整已架设桁的空间位置。在安装完数个起始节间后，调整钢桁中线及高程，之后墩旁托架5与钢桁拱固接，直至拆除。
在钢桁拱悬臂架设过程中，每隔两个或三个节间挂设一层水平拉索6并张拉索力。通过设置多层水平拉索6来调整钢桁内力和变形，比传统施工方法省去了吊索塔架。要完成合龙时，通过调整水平拉索6的索力来调节合龙口的竖向位移和转角，并通过对钢桁的纵移，实现主拱合龙，不需要对钢桁进行顶落。
大跨度连续钢桁拱架设施工见图8～16，步骤如下：
(1)利用浮吊7安装主墩墩旁托架5，在托架上安装起始节间钢梁。
(2)调整钢梁中线及高程。
(3)利用浮吊8在主墩拱顶钢梁上对称安装2台爬行架梁吊机3，爬行架梁吊机3双悬臂安装钢桁拱。
(4)安装水平拉索6，随着钢桁拱向前架设延伸，分次挂索并张拉。
(5)至主拱合龙前，进行调索，依次合龙主拱。
(6)拆除墩旁托架5，解除各个支座的纵桥向临时约束，逐渐放松索力，依次合龙主拱系杆。
(7)继续放松索力，完成桥面铺装。
附图说明
图1a、图1b钢桁梁安装边跨合龙前和中跨合龙前布置典型示意图
图2钢桁梁横断面示意图
图3a、图3b架梁吊机构造主视图、俯视图
图4a、图4b、图4c、图4d中主墩提升站构造图1-1断面、2-2断面、3-3断面、4-4断面图
图5a～图5h主墩墩旁托架构造图
图6～图14钢桁梁安装施工步骤图
具体实施方式
钢桁拱桥的水平索辅助架设方法主要由：墩旁托架5安装、水平拉索6、主跨钢桁拱安装、合龙组成。
1、墩旁托架
墩旁托架5分为底节和顶节两段，两节之间设置可调分离口，在钢桁安装阶段用钢垫块和连接板将分离口抄死。托架底节采用钢管混凝土立柱，钢管立柱和墩身之间，以及钢管柱之间设置联结系，形成墩旁托架5底节平台；墩旁托架5顶节采用箱形杆件和墩顶起始节间钢桁2拱脚加劲弦预留出来的节点板连为一体，在钢桁安装阶段可以看作是主跨钢桁的一部分。墩旁托架5底节钢管立柱施工完毕后，对钢管柱进行平面位置和立柱顶高程精确测量，调整施工误差，之后安装纵横向联结系，形成墩旁托架5底节平台。在立柱顶安装钢垫块，安装托架顶节杆件，并将托架顶节和底节之间的分离口临时锁定，之后安装钢桁支座(支座均按设计位置安装)和墩顶起始节间钢桁2杆件。测量墩顶起始节间钢桁2高程、中线偏差，解除分离口的临时锁定，在托架底节顶托盘上安装千斤顶设备，精确调整钢桁中线和高程后，焊接钢板将分离口完全锁定。安装架梁吊机3，拼装完剩余节段钢桁。主墩墩旁托架5构造见图5。
主墩承台、墩身施工过程，确保托架预埋件位置的正确和质量。在承台预埋板上精确测放托架底节立柱位置，利用浮吊8吊装立柱对位、焊接，确保立柱的安装垂度。立柱安装完成之后，安装联结系，灌注混凝土。
2、水平拉索
在完全对称的两联拱的中间墩(墩④)顶设置多层水平拉索7，水平拉索采用高强度平行钢丝，外包PE保护层。
3、主跨钢桁拱安装
主墩墩顶起始节间钢桁2由浮吊8在墩旁托架5上安装，其正式支座均放在设计位置。主墩④在钢桁第四节间拱肋下弦设一个吊挂梁提升站8，主墩④顶钢桁杆件由船运至待架钢桁位置下，由架梁吊机3从水面上起吊安装。吊挂梁提升站9构造见图4。
利用水上浮吊8在墩旁托架5上安装完墩顶4个节间钢桁后，安装架梁吊机3进行钢桁双悬臂安装。在悬臂拼装过程中，分次挂设水平拉索7并张拉，直至主拱合龙口。
4、合龙
钢桁拼装至合龙口后，实测合龙口水平距离和转角及高差，通过索力调整和墩③(⑤)钢桁纵向微调，使合龙口两端节点的x(纵桥向位移)、z(竖向位移)值及转角一致，然后依次按设计杆件长度安装下弦、上弦和斜杆，完成主拱的合龙。
同时准备辅助合龙预案。合龙预案有：合龙口两侧杆件上预留抗剪圆销孔以及定位长圆孔；在合龙口安装水平顶拉设施用千斤顶对顶或对拉调整；逐步打入冲顶调整；架梁吊机3移位或者提升另一侧合龙端口以改变竖向集中力；温度变化调整；导链对拉调整；以及最后1～2个节段部分桥面板后装等等。
依次完成主拱合龙之后，拆除墩旁托架5，解除各个支座的纵桥向临时约束，逐渐放松索力，依次合龙主拱系杆，实现全桥合龙。

Claims (4)

1、一种钢桁拱桥的水平索辅助架设方法，其特征为：
进行完全对称的双悬臂架设钢桁拱时，以主墩为基础设置可调墩旁托架，安装墩顶数个节间的钢梁，在墩旁托架精确调整钢梁中线和高程后，采用多层水平索辅助进行钢桁拱的双悬臂架设，并且通过调整水平索内力来控制合龙口位移实现合龙，不需要对钢桁拱进行顶落。
2、根据权利要求1所述的一种钢桁拱桥的水平索辅助架设方法，其特征在于：设置可以调节的墩旁托架，用以安装墩顶起始几个节间的钢梁，同时也用以抵抗施工不平衡力的作用。墩旁托架能够使钢桁拱在架设过程中的双悬臂体系始终保持平衡，并在施工过程中能定位、导向以及调整已架设钢桁拱的空间位置。
3、根据权利要求1所述的一种钢桁拱桥的水平索辅助架设方法，其特征在于：采用全回转变坡爬行架梁吊机，固定在钢梁的上弦上，有自行及爬坡能力。
4、根据权利要求1所述的一种钢桁拱桥的水平索辅助架设方法，其特征在于：利用已架设钢桁拱的杆件设置临时提升站，以便从钢桁拱下提升重物，配合钢桁拱的架设。
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