CN104831632B - 一种桥梁索塔上横梁与下横梁施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种桥梁索塔上横梁与下横梁施工方法，在正式施工前，首选构建提吊系统，分别在索塔两侧拉设第一提吊系统，再在第一提吊系统之间拉设两组第二提吊系统，相邻的第一提吊系统与第二提吊系统可相互配合作业，也可独立作业。然后，进行上横梁施工，先构建及浇筑第一节侧模、第二节侧模及第三节侧模，再构建及浇筑上横梁底模；待上横梁施工完成后，浇筑下横梁，下横梁由预制所得，通过提吊系统进行运输及安装，最后连接上横梁及下横梁。本发明采用无支架施工技术，节约施工成本，缩短施工工期，提高施工安全性；将上横梁与下横梁分步进行施工，降低施工难度。同时将上横梁与下横梁分步施工，降低施工难度，提高施工质量。

Description

一种桥梁索塔上横梁与下横梁施工方法

技术领域

本发明涉及一种横梁施工方法，尤其是一种桥梁索塔上横梁与下横梁施工方法。

背景技术

索塔指的是悬索桥或斜拉桥支承主缆的塔形构造物，索塔结构有多种类型，主要根据拉索的布置要求、桥面宽度以及主梁跨度等因素选用。常用的索塔形式沿桥纵向布置有单柱形、A形和倒Y形，沿桥横向布置有单柱形、双柱形、门式、斜腿门式、倒V形、倒Y形、A形等。索塔横截面根据设计要求可采用实心界面，当截面尺寸较大时采用工形或箱形截面，对于大跨度斜拉桥采用箱形截面更为合理。

索塔作为悬索桥重要的支承结构，承受着竖向荷载和纵横桥向的水平荷载，塔柱间设置上下横梁使塔柱形成门式框架结构。目前，索塔横梁构造施工方法陈旧、落后，不能适应桥梁跨度增长及塔高度变化的需求。同时，支架搭设周期长，存在交叉作业，施工安全风险高。支架搭设完成后需要进行预压，耗时耗材。

发明内容

本发明的目的在于提供一种桥梁索塔上横梁与下横梁施工方法，在现有横梁索塔施工的基础上，采用无支架施工技术，节约施工成本，缩短施工工期，提高施工安全性；将上横梁与下横梁分步进行施工，降低施工难度。同时将上横梁与下横梁分步施工，降低施工难度，提高施工质量。

为了解决上述技术问题，采用如下技术方案：

一种桥梁索塔上横梁与下横梁施工方法，首先在上横梁的施工位置预埋牛腿及横撑预埋件，然后搭建施工操作平台，其特征在于包括如下步骤：

(a)提吊系统施工：

搭建提吊系统，提吊系统包括第一提吊系统及第二提吊系统；

(b)上横梁施工：

①首先取一吊篮，将该吊篮连接至第二提吊系统上，借助第二提吊系统带动吊篮运动；借助吊篮同时施工两边的上横梁侧模，以由下往上的顺序依次安装第一节侧模，浇筑第一节侧模混凝土并养护；安装第二节侧模，浇筑第二节侧模混凝土并养护；安装第三节侧模，浇筑第三节侧模混凝土并养护，最后拆除上横梁侧模；

②在施工操作平台上焊接上横梁底板侧模，利用第一提吊系统将上横梁底板侧模提升至设计位置，与设计位置的偏差保持在±0.1m之内；采用地脚螺栓固定上横梁底板侧模，卸下第一提吊系统；然后浇筑上横梁底板侧模，浇筑完成后养护，养护完成后拆除上横梁侧模；

③搭设拱形支模，并采用地脚螺栓固定连接，拱形支模向上支撑上横梁底模；

④安装底模压合件，借助螺栓将千斤顶安装于钢板上形成底模压合件；

⑤安装上横梁底模，借助第二提吊系统将上横梁底模提升到上横梁底板标高处，稳定第二提吊系统；然后采用第一提吊系统提吊底模压合件，将底模压合件提升至上横梁底模的上端，通过底模压合件及拱形支模的作用力固定上横梁底模的位置，此时卸下第二提吊系统；然后安装腹板钢筋及侧模，安装完成后，浇筑上横梁底模及拱形支模混凝土并养护；养护完成后，卸下底模压合件；

(c)下横梁施工：

①下横梁预制：首先安装下横梁底模，并浇筑下横梁底模混凝土、养护混凝土，待混凝土养护完成后，拆除下横梁底模；然后安装底板翼缘及腹板钢筋，再安装下横梁侧模，接着浇筑下横梁侧模混凝土，养护混凝土，最后拆除下横梁侧模；

②下横梁运输：下横梁预制完成后，分别在下横梁的内侧与外侧设置吊点，将第一提吊系统连接下横梁外侧吊点，将第二提吊系统连接下横梁内侧吊点；然后将下横梁提升至设计位置；

③下横梁安装：利用第一提吊系统与第二提吊系统对下横梁高程进行调校，待高程调校完成后，固定下横梁底部，焊接安装小纵梁；接着浇筑下横梁与上横梁的接头。

进一步，第一提吊系统的安装过程具体为:在安装前，检查主缆、提吊系及加固钢架；然后安装加固钢架，加固钢架安装完成后，安装第一提吊系统，首先在桥身的两侧分别安装主缆，主缆安装完成后，采用人工安装提吊系，提吊系包括索夹及吊杆，索夹连接主缆，吊杆连接索夹。该方法安装方便且牢固，在第一提吊系统工作时，发生的故障的概率较小。

进一步，第二提吊系统的安装过程具体为:在安装前，检查主缆、提吊系及加固钢架；然后安装第二提吊系统，第二提吊系统安装于第一提吊系统之间，首先安装加固钢架，加固钢架安装完成后，安装第一提吊系统，首先在桥身的两侧分别安装主缆，主缆安装完成后，采用人工安装提吊系，提吊系包括索夹及吊杆，索夹连接主缆，吊杆连接索夹。该方法安装方便且牢固，在第二提吊系统工作时，发生的故障的概率较小。

进一步，上横梁施工的步骤①具体为：借助吊篮，首先安装第一节侧模，第一节侧模安装完成后，利用第二提吊系统吊装横撑，该横撑设于第一节侧模之间，借助横撑预埋件固定横撑，浇筑第一节侧模混凝土并养护，养护完成后拆除横撑；然后安装第二节侧模，第二节侧模安装完成后，利用第二提吊系统吊装横撑，该横撑设于第二节侧模之间，借助横撑预埋件固定横撑，浇筑第二节侧模混凝土并养护，养护完成后拆除横撑；最后安装第三节侧模，第三节侧模安装完成后，利用第二提吊系统吊装横撑，该横撑设于第三节侧模之间，借助横撑预埋件固定横撑，浇筑第三节侧模混凝土并养护，养护完成后拆除横撑。采用由下而上的安装过程，下部结构可支撑上部结构，故上横梁侧模施工更加稳定，施工过程更加安全可靠。在横撑的帮助下进一步提高上横梁侧模的稳定性，避免发生施工安全问题。

进一步，横撑安装完成后，需在横撑处焊接内衬管及外包板，并检查焊接质量。提高横撑的牢固度。

进一步，上横梁施工的步骤③具体为：首先将拱形支模初步搭建，然后在拱形支模的中间部位用铁丝及铁片穿过横档对拉紧，并用螺栓拉紧；接着用第二起吊系统将拱形支模吊装至设计位置，最后采用地脚螺栓固定连接于上横梁侧模混凝土上。拱形支模结构简单、设计巧妙，用于支撑上横梁底模，提高施工安全性。

进一步，下横梁施工中下横梁预制的具体过程为：首先安装下横梁底模，并浇筑下横梁底模混凝土、养护混凝土，待混凝土养护完成后，拆除下横梁底模；待拆除下横梁底模后，安装下横梁侧模，绑扎钢筋，预埋系杆支架预埋螺栓；接着浇筑下横梁侧模混凝土；最后，养护混凝土、拆除下横梁侧模、钢绞线穿束、预应力张拉。具有施工简单、安全及可靠的优点

由于采用上述技术方案，具有以下有益效果：

本发明为一种桥梁索塔上横梁与下横梁施工方法，在现有横梁索塔施工的基础上，采用无支架施工技术，节约施工成本，缩短施工工期，提高施工安全性；将上横梁与下横梁分步进行施工，降低施工难度。同时将上横梁与下横梁分步施工，降低施工难度，提高施工质量。

本发明通过对上横梁体系构成，受力性能和施工技术进行分析，获得无支架施工方法，该方法在确保施工安全同时显著降低了施工难度，具有广阔的经济效益及社会效益。下横梁底板侧模、拱形支模及底模压合件用于固定下横梁底模，用于调整下横梁底模的施工位置，避免下横梁底模跑偏从而影响施工质量；底模结构体系易安装、易搬移、易固定，无安装难点，施工人员易上手。第一提吊系统与第二提吊系统负责施工搬运，提拉上横梁模板、下横梁模板及相应的施工设备，大大降低了施工的难度。且由于其辅助施工，大大加快了施工进度，施工效果更优。拱形支模用于支撑上横梁底模，避免其由于受压过大而出现塌落、损坏等情况，且拱形支模安装方便，能够赋予上横梁底模优异的稳定性。吊篮载人及载物，方便施工人员施工。横撑为第一节侧模、第二节侧模及第三节侧模提供优异的稳定性。下横梁采用预制、运输及安装的过程即可完成施工，预制下横梁安排于施工平台，便于施工人员施工；且较直接施工，施工的安全性更高，施工效果更佳。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明一种桥梁索塔上横梁与下横梁施工方法的施工流程图；

图2为本发明中上横梁的模板结构图；

图3为图2中A向的上横梁模板结构图；

图4为本发明中下横梁的模板结构图；

图5为图4中B向的下横梁模板结构图；

图6为本发明中上横梁底板侧模的结构图；

图7为本发明中提吊系统的结构示意图；

图8为图7中C向的结构示意图；

图9为本发明中索夹的结构示意图；

图10为本发明中底模压合件的结构示意图。

具体实施方式

本发明为一种桥梁索塔上横梁与下横梁施工方法，下横梁6长23.048m，高13.5m，宽7.5m；上横梁5长14.20m、高8.5m、宽3.5m。在正式施工前，首先构建提吊系统，分别在索塔两侧拉设第一提吊系统，再在第一提吊系统之间拉设两组第二提吊系统，相邻的第一提吊系统与第二提吊系统可相互配合作业，也可独立作业。然后，进行上横梁5施工，先构建及浇筑第一节侧模2、第二节侧模3及第三节侧模4，再构建及浇筑上横梁底模1；待上横梁5施工完成后，浇筑下横梁6，下横梁6由预制所得，通过提吊系统进行运输及安装，最后连接上横梁5及下横梁6。

本发明所需的人员组织调配如下：

序号

工种

计划投入

1	施工员	6
			2	质检员	2
3	安全员	2
			4	测量员	3
5	钢筋工	75
			6	模板工	36
7	砼工	20
			8	机械工	8
9	电焊工	15
			10	起重工	40
11	升降工	10
			12	电工	6

本发明所需的主要材料及机具设备如下：

序号	名称	单位
			1	主缆	m
2	钢材	t
			3	钢管	t
4	提吊系	套
			5	加固钢架	套
6	模板	t
			7	吊篮	台
8	安全吊绳	套
			9	挖掘机	台
10	转载机	台
			11	汽车吊车	台
12	混凝土搅拌机	台

本发明的具体施工步骤如下：

(a)首先在上横梁5的施工位置预埋牛腿及横撑预埋件，然后搭建施工操作平台。

(b)提吊系统施工：

安装第一提吊系统:在安装前，检查主缆14、提吊系及加固钢架13。

①安装加固钢架13：加固钢架13按组装单元进行现场安装，加固钢架13在组装平台上经试拼装后，采用平板车运输。运输时先将加固钢架13侧立，作好临时固定，待加固钢架13穿过塔架后，由两台缆索起重机同时抬吊，穿过主缆14及提吊系后翻身放平。吊装时，首先安装右边节然后对称安装左边节。后从中间节开始按由右至左对称进行吊装。

②主缆14施工:每一主缆14由10根钢绳组成，左边节17与右边节18均由4根主缆14组成，每两个主缆14配对，位于左边节17的两对主缆14上下设置，位于右边节18的两对主缆14上下设置。安装前，将钢绳排列位置编号牌挂于锚头、索鞍、跨中等处，以避免交叉、混淆。

主缆14安装统一由一端向另一端进行。钢绳逐根用2台卷扬机牵引安装，在钢索经过的地面上铺设胶带。首先安装下端的一对主缆14，就位时然后每隔4～5m捆绑一道铅丝加以固定，再装上端的一对主缆14。主缆14安装完成后进行理顺，从跨中开始，每隔5～7m即用20#铅丝绑扎一道使主缆14成型。最后安装索夹15，并对主缆14进行适当调整，使之排列紧密。

③安装提吊系：提吊系包括索夹15和吊杆16。索夹15由铸钢浇铸而成。吊杆16为圆钢。提吊系施工由人工乘坐施工吊斗进行安装，安装时按标定的索夹15位置统一由一端向另一端安装，1对主缆14与1对索夹15相匹配，每个索夹15上设有两个安装孔19，每个安装孔19与1个主缆14相匹配。安装前，使用水平仪检查标志有跨中垂度的主缆14是否与设计相符，索夹15按主缆14上位置的顺序予以编号，避免索夹15与主缆14斜度不符而夹不紧。安装前先在主缆14各节点处涂一层黄油，扎一圈3mm厚的胶皮，以免钢丝直接与索夹15接触而受磨损。

④最后进行全桥调整。

安装第二提吊系统:在安装前，检查主缆14、提吊系及加固钢架13。

第二提吊系统的安装方法与第一提吊系统的安装方法相同，分别依次安装主缆14、提吊系及加固钢架13，最后进行全桥调整。

(c)上横梁5施工：

①首先取一吊篮，在吊篮的两侧设置吊耳，将两侧的第二提吊系统分别连接吊耳，借助第二提吊系统带动吊篮运动，吊篮能够载物及载人，装载于吊篮上的物体随着吊篮水平运动或垂直运动，方便施工；待吊篮安装完成后，借助吊篮同时施工两边的上横梁侧模，两侧的上横梁侧模均以由下往上的顺序依次施工，具体施工过程为：首先安装第一节侧模2，第一节侧模2位于最下端，第一节侧模2安装完成后，利用第二提吊系统吊装横撑(每道横撑由2根钢管组成，每根钢管处设置2台千斤顶，故每道横撑共计4台千斤顶)，横撑安装完成后，在横撑处焊接内衬管及外包板，并检查焊接质量；该横撑设于第一节侧模2之间，借助横撑预埋件固定横撑，浇筑第一节侧模2混凝土并养护，养护完成后拆除该横撑；然后借助吊篮，安装第二节侧模3，第二节侧模3安装完成后，利用第二提吊系统吊装横撑(每道横撑由2根钢管组成，每根钢管处设置2台千斤顶，故每道横撑共计4台千斤顶)，横撑安装完成后，在横撑处焊接内衬管及外包板，并检查焊接质量；该横撑设于第二节侧模3之间，借助横撑预埋件固定横撑，浇筑第二节侧模3混凝土并养护，养护完成后拆除横撑；最后安装第三节侧模4，第三节侧模4安装完成后，利用第二提吊系统吊装横撑(每道横撑由2根钢管组成，每根钢管处设置2台千斤顶，故每道横撑共计4台千斤顶)，横撑安装完成后，在横撑处焊接内衬管及外包板，并检查焊接质量；该横撑设于第三节侧模4之间，借助横撑预埋件固定横撑，浇筑第三节侧模4混凝土并养护，养护完成后拆除横撑。最后拆除上横梁侧模；

②在施工操作平台上焊接上横梁底板侧模9，上横梁底板侧模9的具体施工过程为：首先依次安装上接杆21及下接杆10，然后依次安装竖杆12与斜杆11，借助斜杆11及竖杆12连接上接杆21及下接杆10，通过钢筋将其绑扎，从而形成上横梁底板侧模9；上横梁底板侧模9用于限定上横梁侧模的位置，利用第一提吊系统将上横梁底板侧模9提升至设计位置并进行校准，与设计位置的偏差保持在±0.1m之内，检查合格后方可进行下一步施工；采用地脚螺栓固定上横梁底板侧模9，卸下第一提吊系统；然后浇筑上横梁底板侧模9混凝土，浇筑完成后养护，养护完成后拆除上横梁侧模；

③搭设拱形支模17，并采用地脚螺栓固定连接，拱形支模17向上支撑上横梁底模，具体施工过程为：首先将拱形支模17初步搭建，然后在拱形支模17的中间部位用铁丝及铁片穿过横档对拉紧，并用螺栓拉紧；接着用第二起吊系统将拱形支模17吊装至设计位置，最后采用地脚螺栓固定连接于上横梁侧模混凝土上。

④安装底模压合件20，借助螺栓将千斤顶安装于钢板，每1.5M设置一台千斤顶，形成底模压合件20。

⑤安装上横梁底模1，借助第二提吊系统将上横梁底模1提升到上横梁底板标高处，此时上横梁底模1位于拱形支模17的上端，拱形支模17支撑上横梁底模1，稳定第二提吊系统；然后在底模压合件20的两侧设置吊耳，通过吊耳将第一提吊系统连接至底模压合件20，将底模压合件20提升至上横梁底模1的上端，并使底模压合件20对上横梁底模1产生一个向下的作用力，通过底模压合件20及拱形支模17的作用力固定上横梁底模1的位置，此时卸下第二提吊系统；然后安装腹板钢筋及侧模，安装完成后，浇筑上横梁底模1及拱形支模17混凝土并养护；养护完成后，卸下底模压合件20。

(c)下横梁6施工：

①下横梁6预制：首先安装下横梁底模7，并浇筑下横梁底模7混凝土、养护混凝土，待混凝土养护完成后，拆除下横梁底模7；待拆除下横梁底模7后，安装端底板，再安装底板翼缘及腹板钢筋，并采用第一提吊系统锚垫板及小纵梁固定；然后安装下横梁侧模8，绑扎钢筋，预埋系杆支架预埋螺栓；接着浇筑下横梁侧模8混凝土；最后，养护混凝土、拆除下横梁侧模8、钢绞线穿束、预应力张拉。具有施工简单、安全及可靠的优点

②下横梁6运输：下横梁6预制完成后，分别在下横梁6的内侧与外侧设置吊点，将第一提吊系统连接下横梁6外侧吊点，将第二提吊系统连接下横梁6内侧吊点；然后将下横梁6提升至设计位置；

③下横梁6安装：利用第一提吊系统与第二提吊系统对下横梁6高程进行调校，待高程调校完成后，固定下横梁6底部，焊接安装小纵梁；接着浇筑下横梁6与上横梁5的接头。

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种桥梁索塔上横梁与下横梁施工方法，首先在上横梁的施工位置预埋牛腿及横撑预埋件，然后搭建施工操作平台，其特征在于包括如下步骤：

(a)提吊系统施工：

搭建提吊系统，提吊系统包括第一提吊系统及第二提吊系统；

(b)上横梁施工：

①首先取一吊篮，将该吊篮连接至第二提吊系统上，借助第二提吊系统带动吊篮运动；借助吊篮同时施工两边的上横梁侧模，以由下往上的顺序依次安装第一节侧模，浇筑第一节侧模混凝土并养护；安装第二节侧模，浇筑第二节侧模混凝土并养护；安装第三节侧模，浇筑第三节侧模混凝土并养护，最后拆除上横梁侧模；

②在施工操作平台上焊接上横梁底板侧模，利用第一提吊系统将上横梁底板侧模提升至设计位置，与设计位置的偏差保持在±0.1m之内；采用地脚螺栓固定上横梁底板侧模，卸下第一提吊系统；然后浇筑上横梁底板侧模，浇筑完成后养护，养护完成后拆除上横梁底板侧模；

③搭设拱形支模，并采用地脚螺栓固定连接，拱形支模向上支撑上横梁底模；

④安装底模压合件，借助螺栓将千斤顶安装于钢板上形成底模压合件；

⑤安装上横梁底模，借助第二提吊系统将上横梁底模提升到上横梁底板标高处，稳定第二提吊系统；然后采用第一提吊系统提吊底模压合件，将底模压合件提升至上横梁底模的上端，通过底模压合件及拱形支模的作用力固定上横梁底模的位置，此时卸下第二提吊系统；然后安装腹板钢筋及侧模，安装完成后，浇筑上横梁底模及拱形支模混凝土并养护；养护完成后，卸下底模压合件；

(c)下横梁施工：

①下横梁预制：首先安装下横梁底模，并浇筑下横梁底模混凝土、养护混凝土，待混凝土养护完成后，拆除下横梁底模；然后安装底板翼缘及腹板钢筋，再安装下横梁侧模，接着浇筑下横梁侧模混凝土，养护混凝土，最后拆除下横梁侧模；

②下横梁运输：下横梁预制完成后，分别在下横梁的内侧与外侧设置吊点，将第一提吊系统连接下横梁外侧吊点，将第二提吊系统连接下横梁内侧吊点；然后将下横梁提升至设计位置；

③下横梁安装：利用第一提吊系统与第二提吊系统对下横梁高程进行调校，待高程调校完成后，固定下横梁底部，焊接安装小纵梁；接着浇筑下横梁与上横梁的接头。

2.根据权利要求1所述一种桥梁索塔上横梁与下横梁施工方法，其特征在于：所述第一提吊系统的安装过程具体为:在安装前，检查主缆、提吊系及加固钢架；然后安装加固钢架，加固钢架安装完成后，安装第一提吊系统，首先在桥身的两侧分别安装主缆，主缆安装完成后，采用人工安装提吊系，提吊系包括索夹及吊杆，索夹连接主缆，吊杆连接索夹。

3.根据权利要求1所述一种桥梁索塔上横梁与下横梁施工方法，其特征在于：所述第二提吊系统的安装过程具体为:在安装前，检查主缆、提吊系及加固钢架；然后安装第二提吊系统，第二提吊系统安装于第一提吊系统之间，首先安装加固钢架，加固钢架安装完成后，安装第二提吊系统，首先在桥身的两侧分别安装主缆，主缆安装完成后，采用人工安装提吊系，提吊系包括索夹及吊杆，索夹连接主缆，吊杆连接索夹。

4.根据权利要求1所述一种桥梁索塔上横梁与下横梁施工方法，其特征在于：所述上横梁施工的步骤①具体为：借助吊篮，首先安装第一节侧模，第一节侧模安装完成后，利用第二提吊系统吊装横撑，该横撑设于第一节侧模之间，借助横撑预埋件固定横撑，浇筑第一节侧模混凝土并养护，养护完成后拆除横撑；然后安装第二节侧模，第二节侧模安装完成后，利用第二提吊系统吊装横撑，该横撑设于第二节侧模之间，借助横撑预埋件固定横撑，浇筑第二节侧模混凝土并养护，养护完成后拆除横撑；最后安装第三节侧模，第三节侧模安装完成后，利用第二提吊系统吊装横撑，该横撑设于第三节侧模之间，借助横撑预埋件固定横撑，浇筑第三节侧模混凝土并养护，养护完成后拆除横撑。

5.根据权利要求4所述一种桥梁索塔上横梁与下横梁施工方法，其特征在于：横撑安装完成后，需在横撑处焊接内衬管及外包板，并检查焊接质量。

6.根据权利要求1所述一种桥梁索塔上横梁与下横梁施工方法，其特征在于：所述上横梁施工的步骤③具体为：首先将拱形支模初步搭建，然后在拱形支模的中间部位用铁丝及铁片穿过横档对拉紧，并用螺栓拉紧；接着用第二提吊系统将拱形支模吊装至设计位置，最后采用地脚螺栓固定连接于上横梁侧模混凝土上。

7.根据权利要求1所述一种桥梁索塔上横梁与下横梁施工方法，其特征在于：所述下横梁施工中下横梁预制的具体过程为：首先安装下横梁底模，并浇筑下横梁底模混凝土、养护混凝土，待混凝土养护完成后，拆除下横梁底模；待拆除下横梁底模后，安装下横梁侧模，绑扎钢筋，预埋系杆支架预埋螺栓；接着浇筑下横梁侧模混凝土；最后，养护混凝土、拆除下横梁侧模、钢绞线穿束、预应力张拉。