CN104831631A - 一种无临时拉索的拱桥刚性系杆合龙方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无临时拉索的拱桥刚性系杆合龙方法，包括通过滑动支座依次进行纵向位移粗调、纵向位移精调步骤，所述滑动支座包括固定于垫石上的下支座板，以及设在所述下支座板上的支座主体，所述支座主体在所述下支座板上滑动带动钢桁拱移动以实现主拱和刚性系杆的依次合龙；本发明取消传统合龙方法中的临时拉索，通过设置滑动支座以及可调节的限位垫块，利用千斤顶推动滑动支座，用限位垫块对滑动支座滑动的距离进行控制，并临时锁定，进而达到了刚性系杆无应力合龙的目的，方法简便可靠，易于控制，操作性强，节省施工工序和工期，提高生产效率，经济优势明显，具有很好的应用前景。

Description

一种无临时拉索的拱桥刚性系杆合龙方法

技术领域

本发明属于拱桥刚性系杆合龙方法领域，具体涉及一种无临时拉索的拱桥刚性系杆合龙方法。

背景技术

钢桁拱桥由于外形美观、用材经济、跨越能力大等优点被越来越广泛的应用于大跨桥梁建设中。钢桁拱节段多采用高强螺栓进行连接，施工精度要求高，刚性系杆无应力合龙时要求螺栓孔精确对位，调整难度大。合龙口纵向距离调整主要是依靠中支座纵向移动实现。以往钢桁拱桥刚性系杆合龙多采用张拉临时柔性系杆的方式改变主墩中支座之间的距离，在完成主拱合龙后，在主跨钢梁间挂设临时柔性拉索，提前形成系杆拱受力体系，通过调整柔性拉索索力来改变合龙口的状态，达到无应力合龙条件，完成刚性系杆合龙施工。而这种做法不但增加了挂设和拆卸临时柔性索的工序，延长了工期，而且临时系杆张拉力控制难度大；还增加了临时拉索及锚箱构造的材料及设计费用，经济优势不明显。

发明内容

本发明的一个目的是能够提供一种无临时拉索的拱桥刚性系杆合龙方法，取消传统合龙方法中的临时拉索，通过设置滑动支座以及可调节的限位垫块，利用千斤顶推动滑动支座，用限位垫块对滑动支座滑动的距离进行控制，并临时锁定，进而达到了刚性系杆无应力合龙的目的，方法简便可靠，易于控制，操作性强，节省施工工序和工期，提高生产效率，经济优势明显，并提供至少后面将说明的优点。

本发明提供的技术方案为：

一种无临时拉索的拱桥刚性系杆合龙方法，包括通过滑动支座依次进行纵向位移粗调、纵向位移精调步骤，所述滑动支座包括固定于垫石上的下支座板，以及设在所述下支座板上的支座主体，所述支座主体在所述下支座板上滑动带动钢桁拱移动以实现主拱和刚性系杆的依次合龙；

所述纵向位移粗调步骤中，在所述支座主体靠近跨中一侧和靠近边跨一侧分别设置多个第一千斤顶和多个第二千斤顶推动所述支座主体滑动达到主拱合龙时计算的所述支座主体所在的位置，在所述支座主体上边跨方向一侧纵向可拆卸设置多个调节垫块与所述支座主体相抵，实现主拱合龙，然后根据刚性系杆合龙时计算的所述支座主体需要向边跨方向滑动的距离调节所需调节垫块的数量，使得所述支座主体滑动所述距离后与靠近跨中的第一块调节垫块的间距不大于一块调节垫块的纵向长度，在所述钢桁拱上架设刚性系杆，至所述支座主体与所述调节垫块相抵，继续架设至合龙口；

所述纵向位移精调步骤中，所述第二千斤顶推动所述支座主体向跨中方向滑动使得合龙口纵向长度与连接刚性系杆的合龙杆件的纵向长度相配合，实现刚性系杆合龙。

优选的是，所述的无临时拉索的拱桥刚性系杆合龙方法中，所述支座主体包括可滑动设于所述下支座板上的中支座，以及固定于所述中支座上表面的上支座板，所述下支座板上表面靠近边跨的一端设置限定所述支座主体移动的限位挡块，所述调节垫块可拆卸设置在所述中支座与所述限位挡块之间。

优选的是，所述的无临时拉索的拱桥刚性系杆合龙方法中，其特征在于，在所述纵向位移粗调步骤前，还包括：

将所述垫石固定于主墩顶部，抱箍套设在所述垫石外周，所述抱箍底部固定卡设于所述主墩顶部；

在所述支座主体靠近跨中和边跨的一侧分别设置第一反力座与第二反力座，所述第一反力座与所述第二反力座均与所述上支座板固定连接。

优选的是，所述的无临时拉索的拱桥刚性系杆合龙方法中，所述纵向位移粗调步骤中，推动所述支座主体滑动的具体方式为：

将所述第一千斤顶设于所述抱箍与所述第一反力座之间，使得所述第一千斤顶与所述抱箍相抵，将所述第二千斤顶设于所述抱箍与所述第二反力座之间，使得所述第二千斤顶与所述抱箍相抵，所述第一千斤顶和所述第二千斤顶依次分别通过所述第一反力座和所述第二反力座推动所述支座主体往复滑动。

优选的是，所述的无临时拉索的拱桥刚性系杆合龙方法中，所述纵向位移精调步骤中，推动所述支座主体向跨中方向滑动的具体方式为：

所述第二千斤顶通过所述第二反力座推动所述支座主体向跨中方向移动。

优选的是，所述的无临时拉索的拱桥刚性系杆合龙方法中，所述垫石与所述抱箍以及所述主墩与所述抱箍之间的间隙均设有钢板以及橡胶板与所述主墩、所述抱箍相抵。

优选的是，所述的无临时拉索的拱桥刚性系杆合龙方法中，所述下支座板上表面设有镜面钢板。

优选的是，所述的无临时拉索的拱桥刚性系杆合龙方法中，所述第一千斤顶的承载力小于所述第二千斤顶的承载力。

优选的是，所述的无临时拉索的拱桥刚性系杆合龙方法中，所述纵向位移精调步骤之前，拆除所述第一千斤顶。

本发明至少包括以下有益效果：取消传统合龙方法中的临时拉索，通过设置滑动支座以及可调节的限位垫块，利用千斤顶推动滑动支座，用限位垫块对滑动支座滑动的距离进行控制，并临时锁定，进而达到了刚性系杆无应力合龙的目的，方法简便可靠，易于控制，操作性强，节省施工工序和工期，提高生产效率，经济优势明显，具有很好的应用前景。

附图说明

图1为本发明实现主拱合龙以及刚性系杆合龙的结构示意图；

图2为本发明实现主拱合龙以及刚性系杆合龙的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1和图2所示，本发明提供一种无临时拉索的拱桥刚性系杆合龙方法，包括通过滑动支座依次进行纵向位移粗调、纵向位移精调步骤，所述滑动支座包括固定于垫石120上的下支座板111，以及设在所述下支座板111上的支座主体112，所述支座主体112在所述下支座板111上滑动带动钢桁拱130移动以实现主拱和刚性系杆的依次合龙；

所述纵向位移粗调步骤中，在所述支座主体112靠近跨中一侧和靠近边跨一侧分别设置多个第一千斤顶140和多个第二千斤顶150推动所述支座主体112滑动达到主拱合龙时计算的所述支座主体112所在的位置，在所述支座主体112上边跨方向一侧纵向可拆卸设置多个调节垫块160与所述支座主体112相抵，实现主拱合龙，然后根据刚性系杆合龙时计算的所述支座主体112需要向边跨方向滑动的距离调节所需调节垫块160的数量，使得所述支座主体112滑动所述距离后与靠近跨中的第一块调节垫块160的间距不大于一块调节垫块160的纵向长度，在所述钢桁拱130上架设刚性系杆，至所述支座主体112与所述调节垫块160相抵，继续架设至合龙口，图1中左边为靠近跨中方向，右边为靠近边跨方向；

所述纵向位移精调步骤中，所述第二千斤顶150推动所述支座主体112向跨中方向滑动使得合龙口纵向长度与连接刚性系杆的合龙杆件的纵向长度相配合，实现刚性系杆合龙。

施工过程中，通常先计算主拱合龙时支座主体112所位于的理想位置，由于实际施工时支座主体112初始位置的限定，需要先利用第二千斤顶150推动所述支座主体112向跨中方向滑动至支座主体112的理想位置，由于实际施工做不到一次性就可以很精确到达理想位置，经常推动超过理想位置，需要再利用第一千斤顶140推动所述支座主体112向边跨方向滑动至支座主体112的理想位置，实际操作中，根据实际情况进行多次滑动，直至到达支座主体112的理想位置，并在所述支座主体112上边跨方向一侧纵向可拆卸设置多个调节垫块160与所述支座主体112相抵，以防止支座主体112滑动，此时主拱合龙完成，然后计算刚性系杆合龙时所述支座主体112需要向边跨方向滑动的距离，确定所需调节垫块160的数量，拆除之前多余的调节垫块160，在所述钢桁拱130上架设刚性系杆，随着刚性系杆的架设，所述钢桁拱130所受应力增大，推动所述支座主体112向边跨方向移动直至与所述调节垫块160相抵，继续架设刚性系杆至合龙口，然后利用第二千斤顶150推动所述支座主体112向跨中方向滑动至刚性系杆合龙时支座主体112的理想位置，以调节合龙口的纵向长度与连接刚性系杆的合龙杆件的纵向长度相配合，从而完成刚性系杆的无应力合龙。

所述的无临时拉索的拱桥刚性系杆合龙方法中，所述支座主体112包括可滑动设于所述下支座板111上的中支座113，以及固定于所述中支座上表面的上支座板114，所述下支座板111上表面靠近边跨的一端设置限定所述支座主体112移动的限位挡块115，所述调节垫块160可拆卸设置在所述中支座113与所述限位挡块115之间，上支座板114与钢桁拱130连接，可以利用中支座113在下支座板111滑动，从而带动钢桁拱130移动，为后续主拱合龙以及刚性系杆合龙提供条件。

所述的无临时拉索的拱桥刚性系杆合龙方法中，其特征在于，在所述纵向位移粗调步骤前，还包括：

将所述垫石120固定于主墩170顶部，抱箍180套设在所述垫石120外周，所述抱箍180底部固定卡设于所述主墩170顶部；

在所述支座主体112靠近跨中和边跨的一侧分别设置第一反力座1121与第二反力座1122，所述第一反力座1121与所述第二反力座1122均与所述上支座板114通过剪力销固定连接。

所述的无临时拉索的拱桥刚性系杆合龙方法中，所述纵向位移粗调步骤中，推动所述支座主体112滑动的具体方式为：

将所述第一千斤顶140设于所述抱箍180与所述第一反力座1121之间，使得所述第一千斤顶140与所述抱箍180相抵，这样方便第一千斤顶140施力，将所述第二千斤顶150设于所述抱箍180与所述第二反力座1122之间，使得所述第二千斤顶150与所述抱箍相抵，方便第二千斤顶150施力，所述第一千斤顶140和所述第二千斤顶150依次分别通过所述第一反力座1121和所述第二反力座1122推动所述支座主体112往复滑动，所述第一反力座1121与第二反力座1122均与所述上支座板114固定连接，而支座主体112是由固定相连的上支座板114和中支座113构成，利用第二千斤顶150推动第二反力座1121也就是推动支座主体112向跨中方向滑动至主拱合龙时支座主体的理想位置，由于实际施工做不到一次性就可以很精确到达理想位置，经常推动超过理想位置，需要再利用第一千斤顶140推动第一反力座1122也就是所述支座主体112向边跨方向滑动至支座主体112的理想位置，实际操作中，根据实际情况进行多次滑动，直至到达支座主体112的理想位置，

所述的无临时拉索的拱桥刚性系杆合龙方法中，所述纵向位移精调步骤中，推动所述支座主体112向跨中方向滑动的具体方式为：

所述第二千斤顶150通过所述第二反力座1122推动所述支座主体112向跨中方向移动。

所述的无临时拉索的拱桥刚性系杆合龙方法中，所述垫石120与所述抱箍180以及所述主墩170与所述抱箍180之间的间隙均设有钢板以及橡胶板与所述主墩170、所述抱箍180相抵，这样加强牢固效果，防止施工过程中晃动。

所述的无临时拉索的拱桥刚性系杆合龙方法中，所述下支座板111上表面设有镜面钢板，减少支座主体112在下支座板111上表面滑动时的阻力，提高施工便利性。

所述的无临时拉索的拱桥刚性系杆合龙方法中，所述第一千斤顶140的承载力小于所述第二千斤顶150的承载力，架设钢桁拱130之前，应力较小，可利用承载力较小的第一千斤顶140推动支座主体112滑动，架设钢桁拱130之后，应力较大，需要承载力较大的第二千斤顶150推动支座主体112滑动。所述的无临时拉索的拱桥刚性系杆合龙方法中，所述纵向位移精调步骤之前，拆除所述第一千斤顶140，以便别处施工需要千斤顶，充分利用资源。

本发明要解决的问题是：发明一种用于钢桁拱桥刚性系杆无应力合龙的方法，满足在不设置临时拉索的条件下，刚性系杆安全、精确合龙的需要。

为了实现本发明的目的，提供了一套大跨度钢桁拱桥中支座纵向调位系统。该纵向调位系统包括渐进锁定式支座、抱箍、反力座、调位千斤顶、纵向调节垫块等。

一种无临时拉索的大跨钢桁拱桥刚性系杆合龙方法包括以下步骤：

步骤一：墩顶布置等准备工作。

1、将抱箍起吊，下放时环抱在垫石周围，并搁置在装有纵向活动支座的主墩墩身顶部；2、采用橡胶板及钢板将抱箍与砼结构间的空隙塞垫密实并将钢板点焊在抱箍上；3、根据成桥设计位置安装活动主墩上的渐进锁定式支座；4、上支座板垂直于桥轴线的两条边各布置两个反力座，在支座反力座与抱箍之间沿纵向布置小型千斤顶；5、根据理论计算分析得到的主拱合龙时支座偏量，顶推支座，具体方法为，采用大型千斤顶将支座主体沿下支座板表面的镜面钢板向跨中方向纵向顶推，滑动至计算位置，并配合小型千斤顶精确调整就位后，安装数个纵向调节垫块，将支座纵向临时锁定；6、拆卸四只小型千斤顶，在边跨侧布置大吨位千斤顶，为刚性系杆合龙时合龙口调位做准备；

步骤二：架设钢桁拱。

1、按照施工方案架设钢桁拱，架设至拱脚时，将上支座板与拱脚钢梁节点采用支座锚固螺栓固定，固定完毕后，再将上支座板与两侧的反力座采用临时剪力销固定，继续架设中跨钢桁拱至完成主拱无应力合龙；2、将部分纵向调节垫块拆卸，解除支座纵向临时锁定，并且，根据理论计算分析得到的刚性系杆合龙时支座偏量，剩余纵向调节垫块总长度应可以基本满足刚性系杆合龙时支座偏位的要求。

步骤三：架设刚性系杆。

架设刚性系杆过程中，纵向滑动支座将随着刚性系杆的架设沿下支座板表面镜面钢板逐渐向边跨移动，直至被纵向调节垫块阻挡，被动限位。

步骤四：刚性系杆合龙。

1、继续架设刚性系杆至合龙口；2、根据实测合龙口大小与合龙杆件的长度，采用边跨侧抱箍与反力座之间的大吨位调位千斤顶对支座纵向位移进行微调，从而改变刚性系杆纵向合龙口长度，满足刚性系杆无应力合龙的需要。

以上纵向调位系统可以完全代替传统临时柔性系杆的功能，一方面可以提供刚性系杆合龙时所需要的中支点水平推力，另一方面可对刚性系杆合龙口进行精细调节，保证合龙口长度与合龙杆件长度一致。本发明的主要优点在于通过主墩布置的纵向调位系统，可以安全、精确实现大跨拱桥刚性系杆合龙，避免了以往大跨钢桁拱桥中跨刚性系杆施工时临时拉索挂索、张拉、拆卸等繁琐工序，节省了临时拉索钢锚箱、长大拉索等材料，仅通过改造纵向活动支座，设置可调节的纵向限位垫块达到了刚性系杆合龙调位的目的，方法简便可靠，易于控制，操作性强，工期省工效高，经济优势明显。该方法创新性的通过设置主墩抱箍及支座纵向调节垫块，解决了大跨钢桁拱桥刚性系杆合龙时中支座支座纵向位移调整并精确限位的难题，在不影响主结构应力及构造的前提下，保证了合龙精度。具体实施方式

主墩及垫石浇筑完毕，将垫石表面磨平后，抱箍起吊并下放，环抱住主墩及垫石。由于抱箍设计尺寸稍大，下放调整好位置后，在抱箍与主墩及垫石之间塞垫钢板及橡胶板顶紧。渐进锁定式支座进场，放置于设计指定的纵向活动支座主墩垫石上，安装至设计位置，在上支座板中跨侧及边跨侧沿桥轴线方向各安装两个反力座，反力座固定于上支座板两侧，然后在抱箍与反力座间布置初始调位小型千斤顶。采用初始调位小型千斤顶将支座沿下支座板表面的镜面钢板向跨中方向纵向顶推，滑动至理论计算的主拱合龙时支座位置，调整就位后，在支座与下支座板挡块之间安装数个纵向调节垫块，将支座纵向临时锁定。拆卸四只小型千斤顶，在支座边跨侧布置大吨位千斤顶。

按照施工步骤进行钢拱施工，主拱完成无应力合龙后，将部分纵向调节垫块拆卸，仅根据理论计算刚性系杆合龙时的支座位置保留数个纵向调节垫块。开始架设刚性系杆，此时支座将随着刚性系杆的架设沿下支座板表面镜面钢板逐渐向边跨移动，直至被之前保留的纵向调节垫块阻挡，被动限位。继续架设刚性系杆至合龙口，采用大吨位调位千斤顶对支座纵向位移进行精确微调，改变刚性系杆纵向合龙口长度，满足刚性系杆无应力合龙的需要。

1、一种无临时拉索的钢桁拱桥刚性系杆合龙方法，其特征为采用大跨度钢桁拱桥中支座纵向调位系统，在不设置临时柔性拉索条件下，实现大跨钢桁拱桥刚性系杆高精度无应力合龙。

2、根据权利要求1所述的大跨度钢桁拱桥中支座纵向调位系统，包括渐进锁定式支座、抱箍、调位千斤顶、纵向调节垫块等设施。

3、根据权利要求2所述的抱箍应环抱主墩墩身和垫石，用于提供支座调整时的水平推力；纵向调节垫块应放置于支座边跨侧的下支座板挡块与凸形中支座板之间，用于调节限位距离。

4、根据权利要求2所述的渐进锁定式支座应安装于设计指定的纵向活动支座所在的主墩上，其下支座板固定于主墩垫石上，上支座板与球冠衬板可沿下支座板镜面钢板纵向滑动，且滑动距离能够满足主拱合龙及刚性系杆合龙时，中支座的纵向位移需求。成桥时，上支座板与球冠衬板将自然滑移至设计里程位置

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (9)

1.一种无临时拉索的拱桥刚性系杆合龙方法，包括通过滑动支座依次进行纵向位移粗调、纵向位移精调步骤，其特征在于：所述滑动支座包括固定于垫石上的下支座板，以及设在所述下支座板上的支座主体，所述支座主体在所述下支座板上滑动带动钢桁拱移动以实现主拱和刚性系杆的依次合龙；

所述纵向位移粗调步骤中，在所述支座主体靠近跨中一侧和靠近边跨一侧分别设置多个第一千斤顶和多个第二千斤顶推动所述支座主体滑动达到主拱合龙时计算的所述支座主体所在的位置，在所述支座主体上边跨方向一侧纵向可拆卸设置多个调节垫块与所述支座主体相抵，实现主拱合龙，然后根据刚性系杆合龙时计算的所述支座主体需要向边跨方向滑动的距离调节所需调节垫块的数量，使得所述支座主体滑动所述距离后与靠近跨中的第一块调节垫块的间距不大于一块调节垫块的纵向长度，在所述钢桁拱上架设刚性系杆，至所述支座主体与所述调节垫块相抵，继续架设至合龙口；

所述纵向位移精调步骤中，所述第二千斤顶推动所述支座主体向跨中方向滑动使得合龙口纵向长度与连接刚性系杆的合龙杆件的纵向长度相配合，实现刚性系杆合龙。

2.如权利要求1所述的无临时拉索的拱桥刚性系杆合龙方法，其特征在于，所述支座主体包括可滑动设于所述下支座板上的中支座，以及固定于所述中支座上表面的上支座板，所述下支座板上表面靠近边跨的一端设置限定所述支座主体移动的限位挡块，所述调节垫块可拆卸设置在所述中支座与所述限位挡块之间。

3.如权利要求2所述的无临时拉索的拱桥刚性系杆合龙方法，其特征在于，在所述纵向位移粗调步骤前，还包括：

将所述垫石固定于主墩顶部，抱箍套设在所述垫石外周，所述抱箍底部固定卡设于所述主墩顶部；

在所述支座主体靠近跨中和边跨的一侧分别设置第一反力座与第二反力座，所述第一反力座与所述第二反力座均与所述上支座板固定连接。

4.如权利要求3所述的无临时拉索的拱桥刚性系杆合龙方法，其特征在于，所述纵向位移粗调步骤中，推动所述支座主体滑动的具体方式为：

将所述第一千斤顶设于所述抱箍与所述第一反力座之间，使得所述第一千斤顶与所述抱箍相抵，将所述第二千斤顶设于所述抱箍与所述第二反力座之间，使得所述第二千斤顶与所述抱箍相抵，所述第一千斤顶和所述第二千斤顶依次分别通过所述第一反力座和所述第二反力座推动所述支座主体往复滑动。

5.如权利要求4所述的无临时拉索的拱桥刚性系杆合龙方法，其特征在于，所述纵向位移精调步骤中，推动所述支座主体向跨中方向滑动的具体方式为：

所述第二千斤顶通过所述第二反力座推动所述支座主体向跨中方向移动。

6.如权利要求5所述的无临时拉索的拱桥刚性系杆合龙方法，其特征在于，所述垫石与所述抱箍以及所述主墩与所述抱箍之间的间隙均设有钢板以及橡胶板与所述主墩、所述抱箍相抵。

7.如权利要求6所述的无临时拉索的拱桥刚性系杆合龙方法，其特征在于，所述下支座板上表面设有镜面钢板。

8.如权利要求7所述的无临时拉索的拱桥刚性系杆合龙方法，其特征在于，所述第一千斤顶的承载力小于所述第二千斤顶的承载力。

9.如权利要求8所述的无临时拉索的拱桥刚性系杆合龙方法，其特征在于，所述纵向位移精调步骤之前，拆除所述第一千斤顶。