CN101519864B - 一种箱型拱桥安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种箱型拱桥安装方法，包括以下步骤：(1)开挖主拱桥台土石方，安装缆索系统；(2)浇注主拱桥台混凝土及拱段；(3)拱段吊装；(4)拱上排架安装；(5)T梁安装；(6)桥面系施工。在拱段吊装中，第一拱肋的安装完成后摘除用于稳定拱段的扣索，将该扣索用于第二拱肋的安装，依次类推使用同一套扣索完成所有拱肋的安装。本发明简化了箱型拱桥的安装程序，同时还大大节约了工程成本。

Description

一种箱型拱桥安装方法

技术领域

本发明属于桥梁的修建方法技术领域，具体的说，涉及一种箱型拱桥安装方法。

背景技术

目前，箱型拱桥的安装主要采用以下步骤完成：

(1)、开挖主拱桥台土石方，安装缆索系统；

(2)、浇注主拱桥台混凝土及拱段；

(3)、拱段吊装

(4)、拱上排架安装

(5)、T梁安装

(6)、桥面系施工

在所述拱段吊装中通过缆索系统将浇注成型的拱段吊装到位，其中拱段的安装采取单肋合拢形成拱圈，其具体步骤如下：

(1)、采用缆索系统将第一拱段1吊装就位，通过左一扣索2将所述第一拱段1悬挂，并扣挂第一风缆绳3，调整所述第一拱段1的轴线同时固定第一风缆绳3；

(2)、采用缆索系统将第二拱段4吊装就位，使该第二拱段4的连接端与所述第一拱段1的连接端对接，并通过螺栓将两者连接；通过左二扣索5将所述第二拱段4悬挂，并扣挂第二风缆绳6，调整所述第二拱段4的轴线同时固定第二风缆绳6；

(3)、采用上述拱段吊装中的步骤1与步骤2的相同方式将第四拱段7及第五拱段8安装到位；

(4)、采用缆索系统将拱顶段9吊装到位，使该拱顶段9两端分别与第二拱段4与第四拱段7的两连接端对接，同时通过螺栓连接；调整第一拱段1、第二拱段4、第四拱段7及第五拱段8四拱段上各个扣索的拉力直至所述第二拱段4、第四拱段7与拱顶段9之间形成轴线推力，同时扣挂上拱顶段9的第三风缆绳10，从而形成第一拱肋；

(5)、采用上述第一拱肋的安装方式完成其它拱肋的安装，最终形成拱圈；

在第一拱肋的安装完成后采用第二套扣索完成第二拱肋安装，其中第一拱肋上的扣索保持连接在拱段上，目的在于预防拱段失稳造成的事故，当完成第二拱肋的安装安装后将第一拱肋或第二拱肋上的任一套扣索解除用于第三拱肋的安装，依次类推完成其余拱肋的安装。

上述方法存在着以下一些不足之处：

1、需要两套扣索系统，成本较高。

2、使用两套扣索系统，安装工序较复杂且可能相互干扰，影响工程进度。

3、如果两套扣索均采用相同的地锚固定，地锚的受力按两套扣索所连接的两肋拱所施力计算，其地锚的稳固性要求较高，必会增加地锚的成本。若将两套扣索连接到不同的地锚上则需要增加新的地锚，同样增加了工程成本。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明的目的在于提供了一种能节约工程成本并简化了安装程序的箱型拱桥安装方法。

本发明的技术方案如下：

一种箱型拱桥安装方法，包括以下步骤：

(1)、开挖主拱桥台土石方，安装缆索系统；

(2)、浇注主拱桥台混凝土及拱段；

(3)、拱段吊装

(4)、拱上排架安装

(5)、T梁安装

(6)、桥面系施工

在所述拱段吊装中通过缆索系统将浇注成型的拱段吊装到位，其中拱段的安装采取单肋合拢形成拱圈，其具体步骤如下：

(1)、采用缆索系统将第一拱段吊装就位，通过左一扣索将所述第一拱段悬挂，并扣挂第一风缆绳，调整所述第一拱段的轴线同时固定第一风缆绳；

(2)、采用缆索系统将第二拱段吊装就位，使该第二拱段的连接端与所述第一拱段的连接端对接，并通过螺栓将两者连接；通过左二扣索将所述第二拱段悬挂，并扣挂第二风缆绳，调整所述第二拱段的轴线同时固定第二风缆绳；

(3)、采用上述拱段吊装中的步骤1与步骤2的相同方式将第四拱段及第五拱段安装到位；

(4)、采用缆索系统将拱顶段吊装到位，使该拱顶段两端分别与第二拱段与第四拱段的两连接端对接，同时通过螺栓连接；调整第一拱段、第二拱段、第四拱段及第五拱段四拱段上各个扣索的拉力直至所述第二拱段、第四拱段与拱顶段之间形成轴线推力，同时扣挂上拱顶段的第三风缆绳，从而形成第一拱肋；

(5)、采用上述第一拱肋的安装方式完成其它拱肋的安装，最终形成拱圈；

在第一拱肋的安装完成后摘除用于稳定拱段的扣索，将该扣索用于第二拱肋的安装，依次类推使用同一套扣索完成所有拱肋的安装。

采用上述方案只需一套扣索即可完成整个拱圈的安装，从而省去了一套扣索的成本，而且简化了安装程序，避免了两套扣索在安装过程中的干扰，而且所需的扣索地锚只需承受一套扣索拉力标准即可，成本比两套扣索对扣索地锚的要求成本低。在拱段的稳定方面通过各段拱段之间的轴向推力达到纵向稳定，同时利用风缆的拉力控制拱段的横向稳定。

所述缆索系统由主索地锚、主索、起吊滑车组及驱动装置组成，所述主索位于箱型拱桥的上方并将其两端通过索卡锚固于位于江两岸所固定的主索地锚上，所述起吊滑车组吊挂在所述主索上，所述驱动装置的动力输出端通过钢绳连接到所述起吊滑车组的滑轮上。

所述每一拱段上均设置的两个风缆孔，该两个风缆孔上分别连接有风缆，所述拱段通过两根风缆稳固到江岸所设置的风缆地锚上。

所述扣索均采用钢铰线，每根扣索由四股钢铰线构成。

所述左一扣索及右一扣索的一端通过油顶锚固于两拱脚端所浇注的横墙上，左二扣索及右二扣索的一端通过油顶锚固于主索地锚上；所述扣索的另一端均通过固定架与拱段上的精轧螺纹钢筋相连。

所述精轧螺纹钢筋穿过拱段主体，锚接到所述拱段的下沿。

通过拱肋侧面预留的横向连接部件将两两拱肋依次连接起来，并在两两拱肋之间的缝隙浇注混凝土。所述驱动装置采用卷扬机。

有益效果：本发明简化了箱型拱桥的安装程序，同时还大大节约了工程成本。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1为本发明中箱型拱桥主体及吊装系统布置示意图；

图2为本发明中拱肋的安装示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

实施例，如图1、2所示：一种箱型拱桥安装方法，包括以下步骤：

(1)、开挖主拱桥台土石方，安装缆索系统；

(2)、浇注主拱桥台混凝土及拱段；

(3)、拱段吊装

(4)、拱上排架安装

(5)、T梁安装

(6)、桥面系施工

在所述拱段吊装中通过缆索系统将浇注成型的拱段吊装到位，其中拱段的安装采取单肋合拢形成拱圈，其具体步骤如下：

(1)、采用缆索系统将第一拱段1吊装就位，通过左一扣索2将所述第一拱段1悬挂，并扣挂第一风缆绳3，调整所述第一拱段1的轴线同时固定第一风缆绳3；

(2)、采用缆索系统将第二拱段4吊装就位，使该第二拱段4的连接端与所述第一拱段1的连接端对接，并通过螺栓将两者连接；通过左二扣索5将所述第二拱段4悬挂，并扣挂第二风缆绳6，调整所述第二拱段4的轴线同时固定第二风缆绳6；

(3)、采用上述拱段吊装中的步骤1与步骤2的相同方式将第四拱段7及第五拱段8安装到位；

(4)、采用缆索系统将拱顶段9吊装到位，使该拱顶段9两端分别与第二拱段4与第四拱段7的两连接端对接，同时通过螺栓连接；调整第一拱段1、第二拱段4、第四拱段7及第五拱段8四拱段上各个扣索的拉力直至所述第二拱段4、第四拱段7与拱顶段9之间形成轴线推力，同时扣挂上拱顶段9的第三风缆绳10，从而形成第一拱肋；

(5)、采用上述第一拱肋的安装方式完成其它拱肋的安装，最终形成拱圈；

在第一拱肋的安装完成后摘除用于稳定拱段的扣索，将该扣索用于第二拱肋的安装，依次类推使用同一套扣索完成所有拱肋的安装。

所述缆索系统由主索地锚11、主索12、起吊滑车组14及驱动装置组成，所述主索12位于箱型拱桥的上方并将其两端通过索卡锚固于位于江两岸所固定的主索地锚11上，所述起吊滑车组14吊挂在所述主索12上，所述驱动装置的动力输出端通过钢绳连接到所述起吊滑车组14的滑轮上。

所述每一拱段上均设置的两个风缆孔16，该两个风缆孔16上分别连接有风缆，所述拱段通过两根风缆稳固到江岸所设置的风缆地锚17上。

所述扣索均采用钢铰线，每根扣索由四股钢铰线构成。

所述左一扣索2及右一扣索18的一端通过油顶锚固于两拱脚端所浇注的横墙19上，左二扣索5及右二扣索20的一端通过油顶锚固于主索地锚11上；所述扣索的另一端均通过固定架与拱段上的精轧螺纹钢筋13相连。

所述精轧螺纹钢筋12穿过拱段主体，锚接到所述拱段的下沿。

通过拱肋侧面预留的横向连接部件将两两拱肋依次连接起来，并在两两拱肋之间的缝隙浇注混凝土。所述驱动装置采用卷扬机。

其中上述扣索采用φ_j15.24的低松弛钢铰线。

综上箱型拱桥安装方法，在整个工程中完善以下工作：

一、吊装准备工作

1.拱段质量检查及准备

①拱段起吊安装前必须进行质量检查，经监理工程师检验合格后方可吊装。

②拱段接头和端头采用样板校验，突出部分应予以凿除，保证端头面与拱段中线相垂直。接头混凝土表面进行凿毛处理。螺栓孔应用样板套孔，如不合适时用锉适当扩孔。将拱段的接头及端头中线标出。

③仔细检测拱段上下弦长，如与设计不符者，将长度大的弧长凿短。

④设置拱段就位时高程观测标尺。拱段就位的高程控制，主要是控制接头处的高程，为了在拱段就位时快速测设需要，故在第一拱段接头和第二拱段接头处用红漆喷设高程观测标尺。在第一拱段接头和第二拱段及拱顶处设置轴线观测标识，用红漆在接头角钢上设轴线标识，以便拱段就位时轴线控制。

2.拱座质量检查

拱段安装前对拱座拱脚处混凝土面进行修整，拱座预埋连接钢板表面要清理干净。在拱座面上标示出拱段安装位置的合口线及中线。用红外测距仪复核跨径，每个拱座在拱段宽度范围内左右均至少丈量两次。

3.跨径与拱段的误差调整

每段拱段预制时拱背弧长都小于设计弧长0.5cm，使拱段合拢时接合面保留上缘张口，便于填塞调整钢片，调整拱轴线。通过丈量和计算所得的拱段长度和拱座之间净跨的施工误差，可以在拱座处垫钢板来调整。背垫板的厚度一般比计算值增加1cm-2cm，以缩短跨径。合拢后，再次复核接头标高以修正计算中一些未考虑的因素和丈量误差。

4、完善缆索吊装系统

地锚锚桩设置观测点，检查各锚桩在各阶段施工扣索及其它钢索时的受力按设计布置，不超负荷。

检查拱段各风缆锚固点的情况是否满足施工受力要求。

通讯信号、对讲机的准备，在吊装过程中保证指挥信号和各操作点的信号畅通。

拱段端头施工观测点的准备和岸上水准点的设置。每肋拱段纵轴线和观测点的设置。

二、吊装设备的检查与试吊

主索系统试吊一般分跑车空载反复运转、静载试吊和吊重运行三步骤。

第一步骤：吊装系统完成，跑车空载运转后，观测主索垂度和主索受力的均匀程度；动力装置工作状态、牵引索、起重索在各转向轮上运转情况；主索地锚稳定情况，建立相应数据指标台账。

第二步骤：作静载试吊，跑车置于堆箱场上空，与试吊拱段为正吊正落位，将试吊边梁(65吨)缓慢提升1米高位置停留，观测主索垂度和主索受力的均匀程度；动力装置工作状态、牵引索、起重索在各转向轮上运转情况；主索地锚稳定情况，建立相应数据指标台账。将试吊边梁(65吨)加载20％为78吨后(在拱段上堆码水泥)，缓慢提升1米高度停留，再提升2米高度停留，观测主索垂度和主索受力的均匀程度；动力装置工作状态、牵引索、起重索在各转向轮上运转情况；主索地锚稳定情况，建立相应数据指标台账。

第三步骤：吊重运行，将试吊边梁(65吨)提升2米高度后，启动牵引卷扬机，将拱段吊运至缆索跨中位置停留，观测塔架位移、主索垂度和主索受力的均匀程度；动力装置工作状态、牵引索、起重索在各转向轮上运转情况；主索地锚稳定情况，建立相应数据指标台账，以及检查通讯、指挥系统的通畅性能和各作业组之间的协调情况。

试吊后应综合各种观测数据和检查情况，对设备的技术状况进行分析和鉴定，确定能否进行吊装。

三、吊装观测

1.主索垂度观测

观测主索垂度用水平仪进行。先观测出起吊前主索最低点的标高，然后再观测起吊拱段后，拱段运行至最低点的标高，根据此时的观测标高即可求出主索垂度。

2.拱段轴线观测

①拱段预制完成后，在接头上缘和顶部位置刷上一块轴线标尺。上缘和顶部轴线标尺同时观看的主要目的是用于检查拱肋是否偏位和扭曲，顶部轴线标尺主要是在安装下一节段时使用。

②拱段安装前在左右岸横墙顶设置轴线观测点(此轴线点需进行多次校正复核)。

③轴线观测时，先将两台全站仪置于两岸横墙的拱段轴线点上，以另一岸的拱肋轴线点作后视进行观测。

3.标高观测

拱肋安装的标高观测按常规办法进行，就是在拱肋的侧面腹板上设置观测标尺，用水平仪进行观测。水平仪架设在右岸右侧的山坡平台上。观测平台比拱肋“0”点标高低80cm左右，以便水平仪架设好后，可以坐着观测，减少疲劳。

四、吊装扣索设置

考虑拱肋安装的安全、稳定和快捷，扣挂系统采用钢绞线进行。左一扣索、右一扣索均锚固在横墙顶；扣索配置相应吨位的千斤顶以便于调节其松紧程度，扣点横梁处采用挤压式P型锚头，张拉端锚具夹片采用低应力防松夹片。

五、拱段缆索吊装

1.第一拱段的悬挂定位

①第一拱段悬挂就位时，下端头先对准拱座上标画的中线落位，上端用上、下游风缆索使其中线位置大致符合。然后调整上端头标高，使其比设计标高值高出约10cm-20cm(包括预加拱度值在内)，然后收紧扣索并卡紧；

②徐徐松弛起重索，将其力逐渐转移到扣索；

③调整扣索，使端头标高比设计值高出10cm-20cm，然后用钢板填塞拱座背面，并卡紧扣索；

④调整拱段中线，使偏差不大于1cm；

⑤固定风缆。

2.第二拱段定位

由于第二拱段就位在第一拱肋的端头上，使扣索受力增加，第一拱段接头标高降低。为保持第一段与第二段拱段接头轴线平顺，避免拱段在接头附近发生开裂，第二拱段定位后，上、下接头处的预加高度近似控制为：Δ_y上＝2Δ_y下(Δ_y上、Δ_y下分别指第二拱段定位后上、下端头的预加高度)。

第二拱段段定位后，增设一对风缆以控制拱段中线位置。当接头对好，安上接头螺栓后，各用一部水平仪观测上下接头，以调整标高。先收紧第二扣索，然后松一次起重索，如此反复多次，直到起重索松完。

第一拱段第二定位完成后，应使Δ_y下(第一拱段接头)约高于设计高程5cm，Δ_y上(第二拱段接头)约高于设计高程10cm，中线左右偏差不超过1cm。

用同样的方法吊装定位另一侧第三拱段和第四拱段。

3.拱顶段拱段定位

拱顶段拱段吊装就位时，需用两台水准仪观测两侧4个接头的标高，并用经纬仪观测和控制拱段中线，具体操作为：

①缓慢放松起重索，当拱顶段左右两端头标高比设计高出1cm-3cm时关闭起重卷扬机；

②按照先第一扣索，后第二扣索的松索顺序两侧均匀、对称地放松扣索，反复循环直到与拱顶段拱段接头合拢；

③通过风揽精确调整拱肋中线位置，左右偏移在0.5cm-1cm以内时固定风缆。

④装好接头螺栓，并将各个接头螺栓旋紧；

4.拱段松索成拱

①松索调整拱轴线。调整拱轴线时应观测各接头标高、拱顶及1/8跨径处截面标高。调整轴线时精度要求为：每个接头点与设计标高之差不大于±1.5cm，两对称接头点相对高差不大于2cm，中线偏差不超过0.5cm-1cm。

②在拱段调整时，对接头间隙用薄钢板填塞拱肋接头缝隙。

③将各接头螺栓旋紧。

④待拱段接头连接工序基本完成后再逐步松索。

⑤松索时应按边扣索、次边扣索、起重索三者的先后顺序对称均匀地进行。

⑥拱段松索成拱是一个反复循环的过程，将缆索放松压紧接头缝后，拱段中线偏差应控制在0.5cm-1cm以内。固定风缆索，将接头连接螺栓最终旋紧、焊死。完全松索成拱。

施工人员均从预留人孔进入到接头处进行对接螺栓安装，在拱腹安装风缆及扣索时，在两侧设置挂蓝，保险绳、安全带均栓在就近的拱段4号钢筋上。

六、拱段施工稳定措施

拱段的稳定包括纵向稳定和横向稳定。纵向稳定主要取决于拱段的纵向刚度。在拱段的设计中已考虑裸拱状态下的纵向稳定，一般都满足。

拱段的横向稳定，在施工中设置风缆和临时横向联系来实现。固定风缆不可过早或中途拆除，在第一拱肋全部合拢、接头工序全部完成后，风缆不动。当第二拱肋安装时，可不挂风缆，将要安装的拱段直接固结于相邻拱段上，用链条滑车收拢挂靠以安装好相邻拱段。

风缆须配备便于操作的收紧装置，一般用链滑车，随时调整拱肋的位置。风缆布置对称，以避免因风缆受力不均而引起拱肋接头不对称变形。

Claims (8)

1.一种箱型拱桥安装方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)、开挖主拱桥台土石方，安装缆索系统；

(2)、浇注主拱桥台混凝土及拱段；

(3)、拱段吊装；

(4)、拱上排架安装；

(5)、T梁安装；

(6)、桥面系施工；

在所述拱段吊装中通过缆索系统将浇注成型的拱段吊装到位，其中拱段的安装采取单肋合拢形成拱圈，其具体步骤如下：

(1)、采用缆索系统将第一拱段(1)吊装就位，通过左一扣索(2)将所述第一拱段(1)悬挂，并扣挂第一风缆绳(3)，调整所述第一拱段(1)的轴线同时固定第一风缆绳(3)；

(2)、采用缆索系统将第二拱段(4)吊装就位，使该第二拱段(4)的连接端与所述第一拱段(1)的连接端对接，并通过螺栓将两者连接；通过左二扣索(5)将所述第二拱段(4)悬挂，并扣挂第二风缆绳(6)，调整所述第二拱段(4)的轴线同时固定第二风缆绳(6)；

(3)、采用上述拱段吊装中的步骤1与步骤2的相同方式将第四拱段(7)及第五拱段(8)安装到位；

(4)、采用缆索系统将拱顶段(9)吊装到位，使该拱顶段(9)两端分别与第二拱段(4)与第四拱段(7)的两连接端对接，同时通过螺栓连接；调整第一拱段(1)、第二拱段(4)、第四拱段(7)及第五拱段(8)四拱段上各个扣索的拉力直至所述第二拱段(4)、第四拱段(7)与拱顶段(9)之间形成轴线推力，同时扣挂上拱顶段(9)的第三风缆绳(10)，从而形成第一拱肋； 

(5)、采用上述第一拱肋的安装方式完成其它拱肋的安装，最终形成拱圈；

在第一拱肋的安装完成后摘除用于稳定拱段的扣索，将该扣索用于第二拱肋的安装，依次类推使用同一套扣索完成所有拱肋的安装。

2.根据权利要求1所述的一种箱型拱桥安装方法，其特征在于：所述缆索系统由主索地锚(11)、主索(12)、起吊滑车组(14)及驱动装置组成，所述主索(12)位于箱型拱桥的上方并将其两端通过索卡锚固于位于江两岸所固定的主索地锚(11)上，所述起吊滑车组(14)吊挂在所述主索(12)上，所述驱动装置的动力输出端通过钢绳连接到所述起吊滑车组(14)的滑轮上。

3.根据权利要求1所述的一种箱型拱桥安装方法，其特征在于：所述每一拱段上均设置的两个风缆孔(16)，该两个风缆孔(16)上分别连接有风缆，所述拱段通过两根风缆稳固到江岸所设置的风缆地锚(17)上。

4.根据权利要求1所述的一种箱型拱桥安装方法，其特征在于：所述扣索均采用钢绞线，每根扣索由四股钢绞线构成。

5.根据权利要求1所述的一种箱型拱桥安装方法，其特征在于：所述左一扣索(2)及右一扣索(18)的一端通过油顶锚固于两拱脚端所浇注的横墙(19)上，左二扣索(5)及右二扣索(20)的一端通过油顶锚固于主索地锚(11)上；所述扣索的另一端均通过固定架与拱段上的精轧螺纹钢筋(13)相连。

6.根据权利要求5所述的一种箱型拱桥安装方法，其特征在于：所述精轧螺纹钢筋(12)穿过拱段主体，锚接到所述拱段的下沿。

7.根据权利要求1所述的一种箱型拱桥安装方法，其特征在于：通过拱肋侧面预留的横向连接部件将两两拱肋依次连接起来，并在两两拱肋之间的缝隙浇注混凝土。 

8.根据权利要求2所述的一种箱型拱桥安装方法，其特征在于：所述驱动装置采用卷扬机。 

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