CN103452048A - 一种钢-混凝土组合桁梁桥的钢腹杆拼装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢-混凝土组合桁梁桥的钢腹杆拼装方法，具体包括以下步骤：膺架搭设、门式起重机的安装、组装平台的搭建、“△”形腹杆支撑的安装、腹杆的安装和腹杆的调整。本发明的拼装方法操作简单、施工控制简易，施工进度快，施工工期较短。

Description

一种钢-混凝土组合桁梁桥的钢腹杆拼装方法

技术领域

本发明属于桥梁施工技术领域，尤其涉及一种钢—混凝土组合桁梁桥的钢腹杆拼装方法。 

背景技术

近年来随着材料与计算技术的发展，钢-混凝土组合结构以其较高的经济效益、良好的力学性能和优美的外形，在国内外的有关研究和工程应用中越来越受亲睐，使其成为结构研究的热点之一。此种桥梁的钢腹杆施工综合技术则成为了今后公路、铁路建设至关重要的施工配套技术，桥梁钢腹杆施工安装主要包括贝雷梁及其支墩与基础的施工、门式起重机或龙门吊及其附属设施的安装、钢构件标高和预拱度调整措施的安装及钢构件的拼装等，该过程程序复杂、技术难度较高。 

当前，现有技术中对于桥梁钢腹杆的施工安装技术一般采用吊装设备结合定位支架法进行施工，定位支架法是在两墩之间搭设安装平台，搭设2组龙门吊，先安装桥梁跨中的一个“▽”形钢构架单元，该钢构架单元是由左右对称设置的两根腹杆和连接两根腹杆上端部的上纵连杆组成，以此跨中“△”钢构架单元为基准，对称向桥两端逐节点安装，其安装顺序如下所述： 

①安装跨中钢构架单元的腹杆支架→吊装跨中钢构架单元腹杆→安装上纵连杆→形成跨中“△”钢构架单元（基准）；②安装上纵向连杆→吊装腹杆→临时连接→安装横向连杆→检测→调整→临时紧固；③安装下纵向连杆→吊装腹杆→临时连接→安装横向连杆→检测→调整→临时紧固；对上一循环再次检测，全节点换装高强度螺栓。节点套节点循环安装至桥支座位置，全桥安装结束再拆除跨中钢构架单元的两个腹杆支架。

腹杆的调整在腹杆与支架的斜面之间用楔木调整；腹杆位置合格后，安装将上下弦节点之间的横向连接杆，再次测量与调整腹杆位置；合格后，腹杆耳板与节点板用冲钉定位并用普通螺栓紧固，其余栓孔位置用冲钉和普通螺栓紧固。 

传统的定位支架法施工技术能够满足一般桥梁钢腹杆拼装施工，但定位支架法存在以下缺点和不足：1、支撑结构复杂，拼装精度不宜保障，支撑结构对后续施工影响较大；2、一次性投入物资设备过多，资金投入大；施工时需配置龙门吊、多台大型起重设备，定做多个腹杆支架，同时需要大吨位吊机配合，大吨位吊机租赁费较高；3、施工进度慢，施工工期长，拼装一孔梁最快需要12天时间；4、在施工中支架需多个拼装，使用频率不高，施工效率较低，安全风险较大；5、受天气影响较大。 

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提出一种钢—混凝土组合桁梁桥的钢腹杆拼装方法，该方法能够降低施工成本，使钢腹杆的拼装精度高，施工过程安全。 

为了实现上述发明目的，本发明采用如下所述的技术方案： 

一种钢—混凝土组合桁梁桥的钢腹杆拼装方法，具体包括以下步骤：

（1）、膺架搭设

所述的膺架是由贝雷梁和用于支撑贝雷梁的底部临时支撑系统组成的上承式多跨简支梁； 

（2）、门式起重机的安装

在步骤（1）的贝雷梁上铺设轨道，并在轨道上架设门式起重机；

（3）、组装平台的搭建

在膺架延伸段的组装场地搭建一个组装平台；

（4）、“△”形腹杆支撑的安装

腹杆支撑设有若干组，每组腹杆支撑均是由两侧的支架和顶部的横梁连接组成，支架是由两根互成角度的支杆构成，腹杆支撑的底端连接有底座，腹杆支撑的四根支杆均与底座通过丝杆连接，通过丝杆可以调节腹杆支撑的顶端高度；所述的若干组腹杆支撑均平行相邻布置在贝雷梁上，且腹杆支撑的横梁的布置方向为横桥向，所述的底座与贝雷梁之间固定连接；

利用吊车将腹杆支撑的支杆、横梁和底座吊至步骤（3）中的组装平台上进行组装，然后利用步骤（2）中的门式起重机将组装后的腹杆支撑和底座吊至贝雷梁上并固定安装；

（5）、腹杆的安装 

每组腹杆均是由横杆和连接于横杆左右两端的侧杆架组成，侧杆架是由两根互成角度的侧杆和连接两根侧杆底端的下纵连杆构成的“△”结构，且两根侧杆之间的夹角与步骤（3）中两根支杆之间的夹角相同；

每组腹杆安装时，利用吊车将腹杆的侧杆架吊至步骤（3）中的组装平台上进行组装，然后将组装后的“△”形侧杆架利用步骤（2）中的门式起重机吊至腹杆上进行安装，接着安装下组腹板的侧杆架，待所有组腹杆的侧杆架安装完毕后，再将每组腹杆的横杆、下纵连杆分别吊至腹杆支撑上与其对应的侧杆架固定安装； 

（6）、腹杆的调整

通过腹杆支撑上设置的调整机构，调整“△”形腹杆的横桥向、纵桥向、高度方向位置，并借用倒链调整其垂直度及下节点位置，合适后，进行临时固定。

由于采用上述技术方案，本发明具有以下优越性： 

1、所施工桥梁的桥梁跨度不受标准跨度影响，标准和非标准梁均可使用。

2、所投入物资设备少，施工过程中需使用设备主要包括贝雷梁、龙门吊、钢支架、千斤顶等，不仅投资少，而且方便倒运和拼装。 

3、施工控制简易，所有节段梁均放置于膺架主梁上的分配梁上，使用钢架支撑、千斤顶进行精确调位，施工较为方便。 

4、施工进度快，施工工期较短，实际施工过程中，通过合理配置资源，拼装每孔梁的速度最快可达到7 天。 

5、所使用的物资设备资金投入较少，且所使用的物资可以反复倒用，且使用范围较广，能够推广到其他桥梁的施工过程中。 

附图说明

图1为腹杆支撑的结构示意图； 

图2为腹杆的结构示意图；

图3为图2的侧视图；

图4为8组腹杆安装后的整体结构示意图；

图中：1-横梁；2-支杆；3-侧杆；4-下纵连杆；5-横杆；6-上纵连杆。

具体实施方式

下面以西平铁路太峪80m钢—混凝土组合桁梁桥钢腹杆的安装过程为例，来具体说明说一下本发明的技术方案。 

1、场地及设施准备 

1.1. 腹杆拼装前的准备工作；

现场准备、临时支架搭设、铺设木条、支架预压，与此同时进行钢构件的加工。由于施工现场位于公路附近，在施工之前需要进行安全防护布置工作；在该桥施工过程中进行支架预压的主要目的是消除非弹性变形，而弹性变形受实际施工阶段的影响，由于预压荷载无法真实模拟施工阶段荷载，所以预压所得的弹性变形不具参考性，每个施工阶段的弹性变形通过计算和修正来获得，钢构件的加工在工厂进行；

太峪大桥80米钢—混凝土组合桁梁桥施工采用钢管立柱+贝雷梁支架方法施工。贝雷梁设置为单层，纵向共设8排钢管立柱支墩，间距约为15m；

预压时，全梁通长进行预压，压载根据荷载分部及出现时间段拟采用三级压载，三级卸载进行七次观测，经计算当第一次加载到60%时，采用混凝土预压块624块和2000kg砂袋148袋；第二次加载到80%时，采用2000kg砂袋299袋；第三次加载到100%时，采用砂袋加载，共需2000kg砂袋299袋。

1.2起重设备； 

20吨门式起重机一台，最大轮压18t,共四个车轮；轨距11m，轮距8.8m，跨度11m，起吊高度12m；另外，50吨汽车吊一台。

1.3腹杆支撑8组； 

1.4准备好水平仪、经纬仪、倒链等，具体工具如下

序号	名称	数量	备注
				1	钢丝	300米	2mm
2	粉线	300米
				3	水平仪	1
4	经纬仪	1
				5	水平尺	3
6	磁性铅坠	2
				7	对讲机	2
8	棕绳	100米	φ25
				9	扭矩扳手	1	PID-2000型
10	电动扭矩扳手	1	PID-2000型
				11	套筒	4
12	扳手	4
				13	开口扳手	2
14	漆膜测厚仪	1
				15	20m钢卷尺	2把
16	100m钢卷尺	1把
				17	磨光机	2
18	大锤	2
				19	手锤	6
20	电焊机	2
				21	气割具	2
22	撬杠	8
				23	管式测力计	1
24	千斤顶	18	20吨
				25	吊环	2	55吨
26	钢丝绳	6米	φ30
				27	倒链	12	2吨
28	安全带	20
				29	安全帽	33
30	手持式测风仪	1
				31	现场指挥车	1

2、腹板支撑构件的要求

     2.1栓接板面应平整、无焊接飞溅物、无油污、孔边、板边应无毛刺和飞边，严禁在栓接板面上做任何标记；

2.2栓接板面采用喷砂处理，出厂时栓接板面抗滑移系数的最小值不得小于0.55；工地现场前栓接板面抗滑移系数的最小值不得小于0.45；

2.3制造厂在发送构件时，必须提供出厂时测试的栓接板面抗滑移系数试验数据。抗滑移系数试件的设计、制作和测试应符合铁道部标准《铁路钢桥栓接面抗滑移系数试验方法》（TB2137-1990）的规定。

2.4加工厂在发送构件时，必须提供随梁的抗滑移系数试件，该试件应符合要求。 

3、门式起重机的安装 

3.1、20吨门式起重机安装

3.1.1门式起重机轨道要求

1）轨道间距：11m；

2）轨道型号：43kg/m；

3）最大轮压：18t；

4）轮距：8.8m；

5）轨道长度：95m（2.5m+80m+12.5m），延长12.5米在靠近容易运输的桥墩延伸处。

3.1.2轨道材料 

1）轨道梁支撑： 工20a（1.2米）间隔0.75米垂直铺设于贝雷梁上，与贝雷梁用U型螺栓连接；

2）钢轨： 43轨  12.5米 数量：16根；  

3) 鱼尾板        数量：16套；  

4) 压板          数量：512套；

4、组装平台的搭建

在膺架上延伸段的组装场地上做一个组装平台，组装平台用于腹杆支撑和腹杆的拼装，所述组装平台长20m，高度高于膺架底模0.8m，并确保组装平台上标高在同一水平面上。

5、“△”形腹杆支撑的安装 

腹杆支撑设有8组，如图1所示，每组腹杆支撑均是由两侧的支架和顶部的横梁1连接组成，支架是由两根互成角度的支杆2构成，腹杆支撑的底端连接有底座，腹杆支撑的四根支杆2均与底座通过丝杆连接，通过丝杆可以调节腹杆支撑的顶端高度；所述的若干组腹杆支撑均平行相邻布置在贝雷梁上，且腹杆支撑的横梁的布置方向为横桥向，所述的底座与贝雷梁之间固定连接。

利用50吨吊车将腹杆支撑的支杆、横梁和底座吊至组装平台上进行组装，然后利用门式起重机将组装后的腹杆支撑和底座吊至贝雷梁上并固定安装，将其安装在预先已经定位并安装好的可调整的支撑基础上，其中支撑基础设置在泄水孔中，腹杆支撑和支撑基础之间采用螺栓将二者固定，组成钢构架拼装支撑调整装置，每个泄水孔中的支撑基础实际支撑重量为10墩。按照设计和复核结果，为了和整个梁体预拱度保持一致，需要在8组腹杆支撑顶面预先设置相应的预拱度，预拱度的设置通过腹杆支撑与底座之间连接的丝杆来提调整实现。 

6、腹杆的安装 

如图2、3所示，每组腹杆均是由横杆5和连接于横杆左右两端的侧杆架组成，侧杆架是由两根互成角度的侧杆3和连接两根侧杆底端的下纵连杆4构成的“△”结构，且两根侧杆3之间的夹角与腹杆支撑中两根支杆1之间的夹角相同；

如图4所示，腹杆安装时，利用50吨吊车将腹杆的侧杆架吊至组装平台上进行组装，然后将组装后的“△”形侧杆架利用门式起重机吊至腹杆上进行安装，接着安装下组腹杆的侧杆架，待8组腹杆的侧杆架安装完毕后，再将每组腹杆的横杆、下纵连杆分别吊至腹杆支撑上与其对应的侧杆架固定安装；相邻两组腹杆的横杆两端部分别对应安装一上纵连杆6，相邻两组腹杆对应侧的下纵连杆之间通过一下弦连接板紧固。  

7、腹杆的调整

8组腹杆安装完毕后构成整体钢桁梁，先对钢桁梁进行测量，发现尺寸、预拱度与设计要求不符时，通过调整机构调整：

7.1、钢桁梁标高调整：先用千斤顶把要调整的侧杆架的下弦节点支撑起来，所述的下弦节点即为下纵连杆与侧杆的连接处，然后通过调节腹杆支撑来调整钢桁梁的标高。通过这样的方法反复调整，最后达到设计的标高要求。        

7.2、钢桁梁横向距离的调整：通过在每组腹杆上相对应的侧杆之间安装临时调节丝杆来调整横向距离。

7.3、钢桁梁横向、纵向位置调整：通过千斤顶来顶推腹杆支撑的横梁来微调钢桁梁横向、纵向方向。 

7.3.1钢桁梁上弦横向位置的调整：由于侧杆架重量大，用撬杠无法调整，所以必须用千斤顶调整，把千斤顶支撑到腹杆支撑的横梁上，然后逐个调整一次，然后用经纬仪和钢尺测量，发现位置不符时，用同样的方法继续调整。如此反复的调整以达到设计的要求。 

7.3.2钢桁梁下弦横向位置的调整：把倒链的一端固定到待调整的侧杆架上，把另一端固定到相邻的腹杆支撑上，然后通过倒链的伸缩调整每个节点的位置，调整完一次后，用然后用经纬仪和钢尺测量，发现位置不符时，继续调整。如此反复的调整以达到设计的要求。 

7.4、待上下弦节点调整完毕后，再次测量构件的标高，发现有变化时，继续调整标高到设计要求。 

7.5、调整完毕后钢桁梁的固定：用2吨倒链固定到腹杆支撑的支架上。   

以上说明为本发明的较佳实例，并非对本发明作任何限制。凡是根据本发明的技术实质对以上事例所作的任何简单修改以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (1)

1.一种钢—混凝土组合桁梁桥的钢腹杆拼装方法，其特征是：具体包括以下步骤：

（1）、膺架搭设

所述的膺架是由贝雷梁和用于支撑贝雷梁的底部临时支撑系统组成的上承式多跨简支梁； 

（2）、门式起重机的安装

在步骤（1）的贝雷梁上铺设轨道，并在轨道上架设门式起重机；

（3）、组装平台的搭建

在膺架延伸段的组装场地搭建一个组装平台；

（4）、“△”形腹杆支撑的安装

腹杆支撑设有若干组，每组腹杆支撑均是由两侧的支架和顶部的横梁连接组成，支架是由两根互成角度的支杆构成，腹杆支撑的底端连接有底座，腹杆支撑的四根支杆均与底座通过丝杆连接，通过丝杆可以调节腹杆支撑的顶端高度；所述的若干组腹杆支撑均平行相邻布置在贝雷梁上，且腹杆支撑的横梁的布置方向为横桥向，所述的底座与贝雷梁之间固定连接；

利用吊车将腹杆支撑的支杆、横梁和底座吊至步骤（3）中的组装平台上进行组装，然后利用步骤（2）中的门式起重机将组装后的腹杆支撑和底座吊至贝雷梁上并固定安装；

（5）、腹杆的安装 

每组腹杆均是由横杆和连接于横杆左右两端的侧杆架组成，侧杆架是由两根互成角度的侧杆和连接两根侧杆底端的下纵连杆构成的“△”结构，且两根侧杆之间的夹角与步骤（3）中两根支杆之间的夹角相同；

每组腹杆安装时，利用吊车将腹杆的侧杆架吊至步骤（3）中的组装平台上进行组装，然后将组装后的“△”形侧杆架利用步骤（2）中的门式起重机吊至腹杆上进行安装，接着安装下组腹板的侧杆架，待所有组腹杆的侧杆架安装完毕后，再将每组腹杆的横杆、下纵连杆分别吊至腹杆支撑上与其对应的侧杆架固定安装； 

（6）、腹杆的调整

通过腹杆支撑上设置的调整机构，调整“△”形腹杆的横桥向、纵桥向、高度方向位置，并借用倒链调整其垂直度及下节点位置，合适后，进行临时固定。

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