CN102561191A - 一种拱桥拱肋的整体提升系统及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种拱桥拱肋的整体提升系统及施工方法，该系统包括拱桥的三角刚架、提升站、拱肋支架、整体拱肋以及用于运送整体拱肋的驳船，所述三角刚架为一对，该对三角刚架固定架设在桥墩上，对称布置在拱桥主跨的两侧，每一个三角刚架靠近拱桥主跨的内侧均设置有与整体拱肋合拢的拱肋合拢段，所述提升站也为两个，分别设置在两个三角刚架上，所述拱肋支架架设在所述驳船上，拱肋支架承托所述的整体拱肋，所述提升站通过提升钢绞线与整体拱肋连接，整体拱肋经提升后与拱肋合拢段合拢固定，构成整体拱桥。该系统能适应条件恶劣的施工环境，加快施工进度。本发明同时提供该拱桥拱肋的整体提升施工方法。

Description

一种拱桥拱肋的整体提升系统及施工方法

技术领域

本发明涉及拱桥拱肋的提升系统及施工方法，具体是一种拱桥拱肋的整体提升系统及施工方法。

背景技术

目前国内拱桥拱肋的施工方案有：缆索吊装方案；满堂支架方案；转体施工方案等。每种施工方案都有自己的优势与劣势，缆索吊装法一是需要大吨位的缆机，二是需要拼装两座较高的塔架，并设置扣索和背索及地锚，如桥位处地势平缓，采用缆索吊投入大，造价高；满堂支架法施工一是需要大量的支架材料，二是影响通航，并且施工工期较长，主要适合于小跨径且没有通航要求的拱桥；转体施工可减少大量的高空作业，施工安全，并可大幅度的减少对桥下水上交通的干扰，但由于受转动体系的能力和经济性所限，故只适合于中小跨度的拱桥。随着科技的发展，先进吊装设备的出现和吊装能力的增强，长大段吊装成为大跨度拱桥施工的趋势。为此，在某些条件允许的情况下，考虑到恶劣的施工环境，提出了拱肋整体吊装方法。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种拱桥拱肋的整体提升系统，该系统能适应条件恶劣的施工环境，加快施工进度。

本发明的上述目的是通过如下技术方案来实现的：一种拱桥拱肋的整体提升系统，其特征在于：该系统包括拱桥的三角刚架、提升站、拱肋支架、整体拱肋以及用于运送整体拱肋的驳船，所述三角刚架为一对，该对三角刚架固定架设在桥墩上，对称布置在拱桥主跨的两侧，每一个三角刚架靠近拱桥主跨的内侧均设置有与整体拱肋合拢的拱肋合拢段，所述提升站也为两个，分别设置在两个三角刚架上，所述拱肋支架架设在所述驳船上，拱肋支架承托所述的整体拱肋，所述提升站通过提升钢绞线与整体拱肋连接，所述提升站能够整体提升驳船运送来的整体拱肋，整体拱肋经提升后按照设计标高要求调整到适当位置与拱肋合拢段合拢固定，构成整体拱桥。

本发明的拱桥拱肋利用整体提升的工艺进行施工，减小了恶劣环境下施工的难度，由于拱肋节段是在工厂加工，在船厂或桥位处岸边工地拼装成整体，经由驳船运至桥位处整体提升，减少了传统施工方法中拱肋在桥位处拼装的高空作业，提高了施工质量并加快了施工过程，具有突出的经济及社会效益。

本发明中，所述提升站包括提升支架、拉索及提升操控系统，所述的提升支架为钢桁梁结构，提升支架固定安装在所述三角刚架上，所述拉索为斜向设置的斜拉钢索，拉索的一端与提升支架固定连接，另一端固定锚接在所述三角刚架上，所述提升钢绞线布置在提升支架的悬臂前端，所述提升操控系统与提升钢绞线连接，用于控制提升钢绞线以提升整体拱肋。

本发明中，所述的提升操控系统包括主控计算机、液压千斤顶及与液压千斤顶配套的液压泵站，所述主控计算机设置在控制室内，与液压千斤顶连接，控制液压千斤顶动作，所述液压千斤顶及配套的液压泵站设置在提升站的吊点之后，液压千斤顶与提升钢绞线连接。

本发明中，所述的三角刚架包括斜向设置的前斜腿、后斜腿以及横向设置的主梁，所述提升站设置在主梁上。

本发明中，所述整体拱肋还包括临时系杆和临时横撑，所述临时系杆横向张拉，临时系杆的两端分别张拉在整体拱肋的两端并绷紧，所述整体拱肋在两端附近分别设有吊点，所述临时横撑为布置在整体拱肋处吊点处的钢桁梁结构。

本发明中，所述拱肋支架为对称设置的一对钢支架，共同承托所述的整体拱肋。

本发明的目的之二是提供一种拱桥拱肋的整体提升施工方法，该该施工方法利用在三角刚架主跨侧前端布置的提升站，在提升系统的控制下对经驳船运至拱肋提升处的拱肋进行整体提升。

本发明的这一目的是通过如下技术方案来实现的：一种拱桥拱肋的整体提升施工方法，包括如下步骤：

(1)拱肋拼装场地平整硬化、拱肋拼装支架基础施工，滑移轨道及栈桥基础施工；拱肋拼装支架施工、拱肋滑移支腿施工，安装调拱鞍座；在三角刚架位于拱桥主跨的两侧布置由桁架组成的提升站，并采用合适的提升操控系统；

(2)拱肋节段在工厂加工预制，运输到拱肋拼装场地，现场节段吊装，在拱肋拼装支架上对称拼装拱肋节段，通过调控鞍座的调节千斤顶将拱肋线形调整到设计线形，拼装形成整体拱肋；

(3)当整体拱肋及临时横撑拼装完成后，拆除调拱鞍座，在整体拱肋的端部节段相应位置焊接张拉槽口并穿过作为临时系杆的钢绞线，通过临时系杆将整体拱肋张拉绷紧，然后对称拆除拱肋拼装支架仅保留拱肋支架，并使拱肋支架与地面脱离；

(4)将驳船锚定至预定位置，采用液压千斤顶将整体拱肋从拱肋拼装位置顶推滑移到拱肋上船位置，将拱肋支架与驳船销接固定；

(5)通过驳船运送整体拱肋，当驳船调整到整体拱肋的提升位置后安装提升钢绞线，同时解除驳船对拱肋支架的竖向约束，通过提升站、提升钢绞线以及提升系统将整体拱肋提升到拱桥的设计标高，整体拱肋按照设计标高要求提升到适当位置后与安装在三角刚架上的拱肋合拢段合拢固定，构成整体拱桥。

与现有技术相比，本发明具有如下显著效果：

1.本发明的拱肋节段在工厂预制，在船厂或桥位处岸边工地现场组拼成整体，可施工性和施工质量均有较大程度的提高。

2.本发明的整体拱肋减少了传统拱肋施工方法中的高空作业，提高了施工的安全性。

3.本发明由于拱肋是整体吊装，时间历程很短，对桥下的通航影响小。

4.本发明在恶劣的施工环境下的优势明显，拱肋整体提升可以缩短拱肋的施工工期，加快施工进度，节省劳动力，保障在恶劣环境下的施工质量，具有良好的社会及经济效益。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1为本发明的拱桥的整体结构示意图；

图2为本发明的拱桥拱肋施工示意图，此时整体拱肋与拱肋合拢段处于未合拢状态；

图3为本发明的拱桥拱肋施工示意图，此时整体拱肋与拱肋合拢段处于合拢状态；

图4为本发明的拱桥拱肋的局部结构图，显示三角刚架和提升站的具体结构。

附图标记说明

1、提升站；2、拉索；3、提升钢绞线；4、整体拱肋；5、合拢段；

6、临时系杆；7、临时横撑；8、驳船；9、拱肋支架；10、三角刚架；

11、悬臂；12、桥墩；101、前斜腿；102、后斜腿；103、主梁

具体实施方式

如图1至图4所示的一种拱桥拱肋的整体提升系统，该系统包括拱桥的三角刚架10、提升站1、拱肋支架9、拱形的整体拱肋4以及用于运送整体拱肋4的驳船8，三角刚架10为一对，该对三角刚架10固定架设在桥墩12上，对称布置在拱桥主跨的两侧，每一个三角刚架10靠近拱桥主跨的内侧均设置有与整体拱肋4合拢的拱肋合拢段5，提升站1也为两个，分别设置在两个三角刚架10上，拱肋支架9架设在驳船8上，拱肋支架9承托整体拱肋4，提升站1通过提升钢绞线3与整体拱肋4连接，提升站1能够整体提升驳船8运送来的整体拱肋4，整体拱肋4经提升后按照设计标高要求调整到适当位置与拱肋合拢段5合拢固定，构成整体拱桥。

提升站1包括提升支架、拉索2及提升操控系统，提升支架为钢桁梁结构，提升支架固定安装在三角刚架10上，拉索2为斜向设置的斜拉钢索，拉索2的一端与提升支架固定连接，另一端固定锚接在三角刚架10上，提升钢绞线3布置在提升支架的悬臂11前端，提升操控系统与提升钢绞线3连接，用于控制提升钢绞线3以提升整体拱肋4。

提升操控系统包括主控计算机、液压千斤顶及与液压千斤顶配套的液压泵站，主控计算机设置在控制室内，与液压千斤顶连接，控制液压千斤顶动作，液压千斤顶及配套的液压泵站设置在提升站1的吊点之后，液压千斤顶与提升钢绞线3连接。

本实施例中的整体拱肋4还包括临时系杆6和临时横撑7，临时系杆6横向张拉，临时系杆6的两端分别张拉在整体拱肋4的两端并绷紧，整体拱肋4在两端附近分别设有吊点，临时横撑7为拱肋组拼完成之后，布置在整体拱肋4处吊点处的钢桁梁结构，临时系杆6为拱肋组拼完成之后，在两端安装张拉，拱肋合拢段5为拱肋吊装就位之后，通过滑道滑移就位后与前后拱肋焊连。

三角刚架10包括斜向设置的前斜腿101、后斜腿102以及横向设置的主梁103，提升站1设置在主梁上，斜腿101、后斜腿102和主梁103构成三角刚架10的三条边。拱肋支架9为对称设置的一对钢支架，共同承托拱形的整体拱肋4。

驳船8包括整体拱肋下河、整体拱肋的运输就位，整体拱肋下河为拱肋节段在支架上组拼成整体，与拱肋支架9整体经陆上滑道和水上栈道滑移至驳船8上，整体拱肋运输就位为驳船8运输整体拱肋4至提升水域，驳船整体转过90°，首尾原地抛锚，利用锚机，慢慢的将驳船8移至提升点正下方。

本发明的驳船8运载整体拱肋4在拱肋提升处就位后，用提升钢绞线3与整体拱肋4端部相连，运用提升站1对整体拱肋4整体进行提升。待整体拱肋4提升初步就位后，通过提升液压千斤顶微调整体拱肋4安装高程，精调拱肋平面位置、高程和线形，然后安装合拢段5，施拧高强螺栓，完成整体拱肋4与拱肋合拢段5的合拢，随后对环缝进行对称施焊，完成拱圈合拢，焊缝检查合格后拆除临时系杆6。

上述拱桥拱肋的整体提升施工方法，包括如下步骤：

(1)拱肋拼装场地平整硬化、拱肋拼装支架基础施工，滑移轨道及栈桥基础施工；拱肋拼装支架施工、拱肋滑移支腿施工，安装调拱鞍座；在三角刚架位于拱桥主跨的两侧布置由桁架组成的提升站，并采用合适的提升操控系统；

(2)拱肋节段在工厂加工预制，运输到拱肋拼装场地，现场节段吊装，在拱肋拼装支架上对称拼装拱肋节段，通过调控鞍座的调节千斤顶将拱肋线形调整到设计线形，拼装形成整体拱肋；

(3)当整体拱肋及临时横撑拼装完成后，拆除调拱鞍座，在整体拱肋的端部节段相应位置焊接张拉槽口并穿过作为临时系杆的钢绞线，通过临时系杆将整体拱肋张拉绷紧，然后对称拆除拱肋拼装支架仅保留拱肋支架，并使拱肋支架与地面脱离；

(4)将驳船锚定至预定位置，采用液压千斤顶将整体拱肋从拱肋拼装位置顶推滑移到拱肋上船位置，将拱肋支架与驳船销接固定，在低潮水位时，船舱排水将拱肋滑移支腿与栈桥脱离并拆除滑移支腿，通过拖轮绞锚将驳船绞出栈桥区域并将其拖移到桥位提升位置；

(5)通过驳船运送整体拱肋，当驳船调整到整体拱肋的提升位置后安装提升钢绞线，同时解除驳船对拱肋支架的竖向约束，通过提升站、提升钢绞线以及提升系统将整体拱肋提升到拱桥的设计标高，整体拱肋按照设计标高要求提升到适当位置后与安装在三角刚架上的拱肋合拢段合拢固定，构成整体拱桥。

Claims (7)

1.一种拱桥拱肋的整体提升系统，其特征在于：该系统包括拱桥的三角刚架、提升站、拱肋支架、整体拱肋以及用于运送整体拱肋的驳船，所述三角刚架为一对，该对三角刚架固定架设在桥墩上，对称布置在拱桥主跨的两侧，每一个三角刚架靠近拱桥主跨的内侧均设置有与整体拱肋合拢的拱肋合拢段，所述提升站也为两个，分别设置在两个三角刚架上，所述拱肋支架架设在所述驳船上，拱肋支架承托所述的整体拱肋，所述提升站通过提升钢绞线与整体拱肋连接，所述提升站能够整体提升驳船运送来的整体拱肋，整体拱肋经提升后按照设计标高要求调整到适当位置与拱肋合拢段合拢固定，构成整体拱桥。

2.根据权利要求1所述的拱桥拱肋的整体提升系统，其特征在于：所述提升站包括提升支架、拉索及提升操控系统，所述的提升支架为钢桁梁结构，提升支架固定安装在所述三角刚架上，所述拉索为斜向设置的斜拉钢索，拉索的一端与提升支架固定连接，另一端固定锚接在所述三角刚架上，所述提升钢绞线布置在提升支架的悬臂前端，所述提升操控系统与提升钢绞线连接，用于控制提升钢绞线以提升整体拱肋。

3.根据权利要求2所述的拱桥拱肋的整体提升系统，其特征在于：所述的提升操控系统包括主控计算机、液压千斤顶及与液压千斤顶配套的液压泵站，所述主控计算机设置在控制室内，与液压千斤顶连接，控制液压千斤顶动作，所述液压千斤顶及配套的液压泵站设置在提升站的吊点之后，液压千斤顶与提升钢绞线连接。

4.根据权利要求1至3任一项所述的拱桥拱肋的整体提升系统，其特征在于：所述的三角刚架包括斜向设置的前斜腿、后斜腿以及横向设置的主梁，所述提升站设置在主梁上。

5.根据权利要求1所述的拱桥拱肋的整体提升系统，其特征在于：所述整体拱肋还包括临时系杆和临时横撑，所述临时系杆横向张拉，临时系杆的两端分别张拉在整体拱肋的两端并绷紧，所述整体拱肋在两端附近分别设有吊点，所述临时横撑为布置在整体拱肋处吊点处的钢桁梁结构。

6.根据权利要求1所述的拱桥拱肋的整体提升系统，其特征在于：所述拱肋支架为对称设置的一对钢支架，共同承托所述的整体拱肋。

7.一种拱桥拱肋的整体提升施工方法，包括如下步骤：

(1)拱肋拼装场地平整硬化、拱肋拼装支架基础施工，滑移轨道及栈桥基础施工；拱肋拼装支架施工、拱肋滑移支腿施工，安装调拱鞍座；在三角刚架位于拱桥主跨的两侧布置由桁架组成的提升站，并采用合适的提升操控系统；

(2)拱肋节段在工厂加工预制，运输到拱肋拼装场地，现场节段吊装，在拱肋拼装支架上对称拼装拱肋节段，通过调控鞍座的调节千斤顶将拱肋线形调整到设计线形，拼装形成整体拱肋；

(3)当整体拱肋及临时横撑拼装完成后，拆除调拱鞍座，在整体拱肋的端部节段相应位置焊接张拉槽口并穿过作为临时系杆的钢绞线，通过临时系杆将整体拱肋张拉绷紧，然后对称拆除拱肋拼装支架仅保留拱肋支架，并使拱肋支架与地面脱离；

(4)将驳船锚定至预定位置，采用液压千斤顶将整体拱肋从拱肋拼装位置顶推滑移到拱肋上船位置，将拱肋支架与驳船销接固定；

(5)通过驳船运送整体拱肋，当驳船调整到整体拱肋的提升位置后安装提升钢绞线，同时解除驳船对拱肋支架的竖向约束，通过提升站、提升钢绞线以及提升系统将整体拱肋提升到拱桥的设计标高，整体拱肋按照设计标高要求提升到适当位置后与安装在三角刚架上的拱肋合拢段合拢固定，构成整体拱桥。

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