CN104790297A - 一种钢桁梁柔性拱拼装方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种钢桁梁柔性拱拼装方法，采用在边跨和主跨的合适位置处分别搭设钢管桩临时墩，在中间墩纵向两侧设置钢管桩临时支架，同时在中间墩和边墩承台上分别架设一台塔吊，利用塔吊吊送钢桁梁各杆件到运梁小车上，利用悬拼吊机对称悬拼边跨钢桁梁和中间跨钢桁梁至主跨下临时墩墩顶合拢，然后在合拢后的钢桁梁上利用长臂吊机，悬拼合拢拱肋。本发明无需使用高耸塔架、缆索吊机、龙门吊等大型施工设备，减少了施工设备投入，降低了施工风险，多个施工步骤可同时展开，可有效提高施工效率和施工进度。同时尽量减少了水中作业，满足通航要求，施工安全、简单、方便。

Description

一种钢桁梁柔性拱拼装方法

技术领域

本发明属于桥梁施工技术领域，尤其是涉及一种钢桁梁柔性拱拼装方法。

背景技术

在中国高铁“走出去”战略地推动下，中国铁路已进入跨越式发展阶段。在高铁技术逐步成熟，趋于常态化的过程中，诸多问题也逐渐突显。如何以较低的施工成本，较高的施工效率，高质量完成建设任务，已成为人们追求的一种目标。

目前，在铁路钢桁梁拱桥施工过程中，基本都采用临时支墩拼装方案和利用临时塔架及拉索对称悬拼方案。

临时支墩方案：在两边边跨中间搭设临时钢管支墩，在两主跨中间搭设临时墩，在两岸河堤外设置钢梁杆件堆放、预拼场地，在两个次边墩位置安装龙门吊。用龙门吊在两个次边墩位置各安装两个钢梁节段，安装悬拼吊机，然后从两个次边墩位置分别向江侧悬拼钢梁，在中间墩上方或主跨中间位置合拢，最后用悬拼吊机安装拱肋。

临时塔架及拉索对称悬拼方案：通过在两个边墩及中间墩搭设托架，钢桁梁杆件通过船运至三个中间墩墩位，每个中间墩用大吨位塔吊安装4个节段的钢梁，安装悬拼吊机，三个中间墩同时进行钢梁对称悬拼施工，边、中跨分别合拢后，用悬拼吊机安装拱肋。

上述施工的缺点：设备投入多，施工风险较大，施工工期长。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种钢桁梁柔性拱拼装方法，解决了现有技术中需要使用大型施工设备，造成施工设备投入大，施工风险高，施工进度慢的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种钢桁梁柔性拱拼装方法，包括以下步骤：

①在中间墩和两个边墩承台上各架设一台塔吊；

②在两主跨的中间位置以及两边跨的合适位置分别搭设数个钢管桩临时墩；

③在中间墩上搭设钢管桩支架，并用中间墩上的塔吊拼装该处四个节间钢桁梁，并安装永久支座，调好该支座的轴线和标高后，将该处的钢桁梁锚固在钢管桩支架上；

④利用边跨上的塔吊分别拼装两边墩处三个节间钢桁梁，把边跨钢桁梁锚固在边墩墩顶的预埋件上；

⑤在两边跨拼装完成的钢桁梁上，用塔吊各拼装一台悬拼吊机，同时，在中间墩墩顶钢桁梁顶面用塔吊拼装两台悬拼吊机；

⑥两边跨上的悬拼吊机分别向中间墩拼装钢桁梁；同时，主跨上的悬拼吊机分别向两边墩方向对称拼装钢桁梁，直至与边跨钢桁梁在两主跨中间的钢管桩临时墩墩顶位置合拢；

⑦解除边跨锚固措施，调整钢桁梁位置，完成第一次体系转换；

⑧分别将悬拼吊机的臂杆接长，在两主跨上同时进行柔性拱架设，自拱脚到拱顶依次对称安装两拱拱肋和吊杆，同时设置吊杆顺桥向及横桥向的临时支撑，并分别在两边拱脚留出合拢口；

⑨合拢拱肋，利用塔吊拆除桥面以上施工辅助设施，解除所有锚固措施，并调整钢桁梁至设计高程，完成第二次体系转换；

⑩桥面铺装，安装轨道、栏杆。

进一步的，步骤①中，所述塔吊分别固定连接在中间墩和两个边墩预先设置的基础预埋件上，且各塔吊最大吊重均能满足起吊钢桁梁最大杆件的要求。

进一步的，步骤④中，边跨钢桁梁的杆件用汽车通过栈桥运输到塔吊所在边墩处，塔吊直接在栈桥上取梁。

进一步的，进行步骤⑥时，在中间墩的上弦桥面以及边墩桥面板上铺设运梁台车轨道，并在轨道上拼装运梁台车，主跨钢桁梁杆件利用塔吊置于运梁台车上，运送至拼装工作面，由悬拼吊机拼装。

进一步的，步骤⑧中，在临时墩上顶梁、张拉，保证合拢口在各个方向达到设计要求。

进一步的，步骤⑧中，悬拼吊机的臂杆长度应满足拱顶架设要求。

进一步的，步骤⑧中，每个主跨上柔性拱两侧的悬拼吊机同时拼装吊杆、拱肋和脚手架。

进一步的，参考计算的钢桁梁下挠尺寸，适当降低步骤②中钢管桩临时墩墩顶高度，使步骤⑥中拼装钢桁梁时，钢桁梁下弦杆越过钢管桩临时墩上垫梁，在墩顶利用千斤顶顶升钢桁梁并层层垫高，以保证钢桁梁能放置到钢管桩临时墩墩顶垫梁上并达到设计标高。

相对于现有技术，本发明所述的一种钢桁梁柔性拱拼装方法具有以下优势：

避免使用高耸塔架、缆索吊机、龙门吊等大型施工设备，减少了施工设备投入，降低了施工风险，另外，工序安排科学合理，多个施工步骤可同时展开，可有效提高施工效率和施工进度。同时尽量减少了水中作业，满足通航要求，施工安全、简单、方便。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明中桥墩施工和塔吊架设示意图；

图2为本发明在中间墩以及边墩处钢桁梁拼装示意图；

图3为本发明中悬拼吊机拼装示意图；

图4是本发明中利用悬拼吊机拼装钢桁梁示意图；

图5是本发明中边跨钢桁梁与主跨钢桁梁合拢后的示意图；

图6是本发明中利用臂杆加长后的悬拼吊机拼装拱肋示意图；

图7是本发明中拱肋拼装合拢示意图；

图8为本发明中柔性拱拼装完成后的结构示意图。

附图标记说明：

1-中间墩，2-边墩，3-塔吊，4-钢管桩临时墩，5-钢管桩支架，6-悬拼吊机。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

一种钢桁梁柔性拱拼装方法，包括以下步骤：

①如图1所示，在中间墩1和两个边墩2承台上各架设一台塔吊3；

②如图2所示，在两主跨的中间位置以及两边跨的合适位置分别搭设数个钢管桩临时墩4；通常在两边跨下适当位置分别打设5个钢管桩临时墩，用于悬拼边跨钢桁梁。在两个主跨中间分别打设1个钢管桩临时墩，用于钢桁梁合拢。

在中间墩1、两个边墩2以及钢管桩临时墩4墩顶都设有千斤顶，能方便移动钢桁梁，比较容易实现钢桁梁的合拢和达到设计标高要求。

具体的，在两边跨下部设计位置处打设螺旋焊钢管桩临时墩4，四组钢管桩组成一个钢管桩临时墩4，在钢管桩上做桩帽，在桩帽上放置工字钢分配梁，在分配梁上放置垫梁，每个横断面位置临时墩由左右两组临时墩组成，分别在两主桁下弦杆正下方，纵桥向部分临时墩之间以及组成临时墩的四个螺旋焊钢管桩之间用Φ325x8mm螺旋焊钢管连接，增加临时墩的整体稳定性。在中间墩1两边设置钢管桩支架5，利用钢管桩支架5，在中间墩1墩顶向两侧对称悬拼钢桁梁，在两主跨中点位置处也搭设钢管桩临时墩，两岸在钢桁梁第二个节间施工完成后，在边墩墩顶锚固钢桁梁。

需要说明的是，可在墩顶预埋钢绞线等，此时要求两岸不施工与钢桁梁连接的混凝土梁，以留出钢桁梁后锚固点的施工空间。

③在中间墩1上搭设钢管桩支架5，并用中间墩1上的塔吊3拼装该处四个节间钢桁梁，并安装永久支座，调好该支座的轴线和标高后，将该处的钢桁梁锚固在钢管桩支架5上；

④利用边跨上的塔吊3分别拼装两边墩2处三个节间钢桁梁，把边跨钢桁梁锚固在边墩2墩顶的预埋件上；

⑤如图3所示，在两边跨拼装完成的钢桁梁上，用塔吊3各拼装一台悬拼吊机6，同时，在中间墩1墩顶钢桁梁顶面用塔吊3拼装两台悬拼吊机6；

⑥如图4和图5所示，两边跨上的悬拼吊机6分别向中间墩1拼装钢桁梁；同时，主跨上的悬拼吊机6分别向两边墩2方向对称拼装钢桁梁，直至与边跨钢桁梁在两主跨中间的钢管桩临时墩4墩顶位置合拢；

在钢桁梁悬拼到钢管桩临时墩4位置时，需保证临钢管桩临时墩4已经施工完毕，参考计算钢桁梁下挠尺寸，适当降低临时墩墩顶高度，使钢桁梁下弦杆越过临时墩上垫梁，采取在墩顶利用千斤顶顶升钢桁梁并层层垫高的措施，以保证此时钢桁梁能放置到临时墩墩顶垫梁上并达到设计标高。

需要说明的是，边跨利用塔吊喂送杆件至运梁小车上，利用运梁小车把钢桁梁杆件运送到拼装工作面，然后利用悬拼吊机拼组钢桁梁至边跨固定墩。在中间中间墩上用塔吊运送钢桁梁杆件至钢桁梁拼装面，然后用悬拼吊机往两边对称拼组钢桁梁至主跨中间的钢管桩临时墩4处。

⑦解除边跨锚固措施，调整钢桁梁位置，完成第一次体系转换；

⑧如图6所示，分别将悬拼吊机6的臂杆接长，在两主跨上同时进行柔性拱架设，自拱脚到拱顶依次对称安装两拱拱肋和吊杆，同时设置吊杆顺桥向及横桥向的临时支撑，并分别在两边拱脚留出合拢口；

这里，采用臂杆接长的悬拼吊机6施工拱，不采用缆索吊，降低了施工难度，节成本约了施工成本，同时还尽量减少了高空作业设备，增大了抗风安全系数。

⑨如图7所示，合拢拱肋，利用塔吊3拆除桥面以上施工辅助设施，解除所有锚固措施，并调整钢桁梁至设计高程，完成第二次体系转换；

⑩如图8所示，桥面铺装，安装轨道、栏杆，完成钢桁梁柔性拱拼装。

其中，步骤①中，所述塔吊3分别固定连接在中间墩1和两个边墩2预先设置的基础预埋件上，且各塔吊3最大吊重均能满足起吊钢桁梁最大杆件的要求。

其中，步骤④中，边跨钢桁梁的杆件用汽车通过栈桥运输到塔吊3所在边墩2处，塔吊3直接在栈桥上取梁。

其中，进行步骤⑥时，在中间墩1的上弦桥面以及边墩2桥面板上铺设运梁台车轨道，并在轨道上拼装运梁台车，主跨钢桁梁杆件利用塔吊3置于运梁台车上，运送至拼装工作面，由悬拼吊机6拼装。

其中，步骤⑧中，在钢管桩临时墩4上顶梁、张拉，保证合拢口在各个方向达到设计要求。

其中，步骤⑧中，悬拼吊机6的臂杆长度应满足拱顶架设要求。

其中，步骤⑧中，每个主跨上柔性拱两侧的悬拼吊机6同时拼装吊杆、拱肋和脚手架。

其中，参考计算的钢桁梁下挠尺寸，适当降低步骤②中钢管桩临时墩4墩顶高度，使步骤⑥中拼装钢桁梁时，钢桁梁下弦杆越过钢管桩临时墩上垫梁，在墩顶利用千斤顶顶升钢桁梁并层层垫高，以保证钢桁梁能放置到钢管桩临时墩4墩顶垫梁上并达到设计标高。

本施工方案所有边跨钢桁梁悬拼施工设备、人员、物资等都可由陆路通过塔吊和桥面运送小车运送到工作面，利用悬拼吊机6悬拼钢桁梁；利用塔吊3和驳船，把钢桁梁各杆件运送到中间墩1墩顶，利用悬拼吊机6从中间墩1墩顶对称往两侧悬拼钢桁梁，尽量减少水中作业，满足通航要求，施工安全、简单、方便。

另外，本施工方案是在两岸边跨钢管桩临时墩4墩顶和中间墩墩顶同时采用悬拼吊机6对称拼装钢桁梁，有四个工作面同时施工，加快了施工进度，不需要设置墩旁托架，减少了高空作业的风险。实施过程中，本钢桁梁柔性拱拼装方法可根据现场施工情况做微调，施工方法安全可靠，可操作性强。可有效应对各种不同施工工况。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种钢桁梁柔性拱拼装方法，其特征在于，包括以下步骤：

①在中间墩和两个边墩承台上各架设一台塔吊；

②在两主跨的中间位置以及两边跨的合适位置分别搭设数个钢管桩临时墩；

③在中间墩上搭设钢管桩支架，并用中间墩上的塔吊拼装该处四个节间钢桁梁，并安装永久支座，调好该支座的轴线和标高后，将该处的钢桁梁锚固在钢管桩支架上；

④利用边跨上的塔吊分别拼装两边墩处三个节间钢桁梁，把边跨钢桁梁锚固在边墩墩顶的预埋件上；

⑤在两边跨拼装完成的钢桁梁上，用塔吊各拼装一台悬拼吊机，同时，在中间墩墩顶钢桁梁顶面用塔吊拼装两台悬拼吊机；

⑥两边跨上的悬拼吊机分别向中间墩拼装钢桁梁；同时，主跨上的悬拼吊机分别向两边墩方向对称拼装钢桁梁，直至与边跨钢桁梁在两主跨中间的钢管桩临时墩墩顶位置合拢；

⑦解除边跨锚固措施，调整钢桁梁位置，完成第一次体系转换；

⑧分别将悬拼吊机的臂杆接长，在两主跨上同时进行柔性拱架设，自拱脚到拱顶依次对称安装两拱拱肋和吊杆，同时设置吊杆顺桥向及横桥向的临时支撑，并分别在两边拱脚留出合拢口；

⑨合拢拱肋，利用塔吊拆除桥面以上施工辅助设施，解除所有锚固措施，并调整钢桁梁至设计高程，完成第二次体系转换；

⑩桥面铺装，安装轨道、栏杆。

2.根据权利要求1所述的一种钢桁梁柔性拱拼装方法，其特征在于：步骤①中，所述塔吊分别固定连接在中间墩和两个边墩预先设置的基础预埋件上，且各塔吊最大吊重均能满足起吊钢桁梁最大杆件的要求。

3.根据权利要求1所述的一种钢桁梁柔性拱拼装方法，其特征在于：步骤④中，边跨钢桁梁的杆件用汽车通过栈桥运输到塔吊所在边墩处，塔吊直接在栈桥上取梁。

4.根据权利要求1所述的一种钢桁梁柔性拱拼装方法，其特征在于：进行步骤⑥时，在中间墩的上弦桥面以及边墩桥面板上铺设运梁台车轨道，并在轨道上拼装运梁台车，主跨钢桁梁杆件利用塔吊置于运梁台车上，运送至拼装工作面，由悬拼吊机拼装。

5.根据权利要求1所述的一种钢桁梁柔性拱拼装方法，其特征在于：步骤⑧中，在临时墩上顶梁、张拉，保证合拢口在各个方向达到设计要求。

6.根据权利要求1所述的一种钢桁梁柔性拱拼装方法，其特征在于：步骤⑧中，悬拼吊机的臂杆长度应满足拱顶架设要求。

7.根据权利要求1所述的一种钢桁梁柔性拱拼装方法，其特征在于：步骤⑧中，每个主跨上柔性拱两侧的悬拼吊机同时拼装吊杆、拱肋和脚手架。

8.根据权利要求1所述的一种钢桁梁柔性拱拼装方法，其特征在于：参考计算的钢桁梁下挠尺寸，适当降低步骤②中钢管桩临时墩墩顶高度，使步骤⑥中拼装钢桁梁时，钢桁梁下弦杆越过钢管桩临时墩上垫梁，在墩顶利用千斤顶顶升钢桁梁并层层垫高，以保证钢桁梁能放置到钢管桩临时墩墩顶垫梁上并达到设计标高。