CN105019356B - 悬拉组合架设工法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种悬拉组合架设工法及装置，它首先架设安装悬索（1），将上拉索（2）的上端与悬索（1）连接，将支承结构（4）连接在上拉索（2）的下端，将下拉索（3）的上端与支承结构（4）连接；然后向下张拉下拉索（3）使悬索（1）进一步受力，使支承结构（4）初步就位，并通过调整上拉索（2）及下拉索（3）使支承结构（4）准确就位；在支承结构（4）上进行桥梁结构（5）的浇筑或拼装；待桥梁结构（5）全部施工完毕，通过逐步放松下拉索（3）及上拉索（2）完成全部支架的卸载；最后按顺序拆除下拉索（3）、支承结构（4）、上拉索（2）及悬索（1）。本发明能降低施工控制难度，提高架设安全性，节约工程投资。

Description

悬拉组合架设工法及装置

技术领域

本发明涉及工程结构的架设工法，尤其涉及桥梁结构的悬拉组合架设工法及采用的装置，属于土木工程结构技术领域。

背景技术

桥梁上部结构的施工方法通常可分为有支架施工和无支架施工两种。

有支架施工一般是指先搭设支架，然后在支架上立模浇筑混凝土，例如满堂脚手架施工法。这种施工方法的主要缺点是：（a）搭设支架的材料用量很大；（b）由于支架构件及连接点较多，因而影响支架稳定的因素也较多，支架安全不易控制，工程上支架跨塌事故常有发生；（c）当桥梁较高或河床水流较深时有支架施工并不适用。

无支架施工一般是指先在预制场预制好结构构件，然后采用起吊设施将构件运输就位进行安装，例如缆索吊装施工法。这种施工方法的主要缺点是：（a）需要较大的预制场地；（b）在结构吊装过程中吊装系统的变形较大，施工风险较大；（c）结构就位后相当长时间需要用扣索、扣塔及风索临时固定，安全风险特别是遭遇恶劣天气时的安全风险很大；（d）无支架施工适应的桥梁跨度或吊装重量有一定的限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于工程结构（尤其是桥梁结构）的悬拉组合架设工法及装置，克服现有施工方法的不足，降低施工控制难度，提高架设安全性，节约工程投资。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种悬拉组合架设工法，它是这样的：首先架设安装悬索，将上拉索的上端与悬索连接，将支承结构连接在上拉索的下端，将下拉索的上端与支承结构连接；然后向下张拉下拉索使悬索进一步受力，使支承结构初步就位，并通过调整上拉索及下拉索使支承结构准确就位；在支承结构上进行桥梁结构的浇筑或拼装；待桥梁结构全部施工完毕，通过逐步放松下拉索及上拉索完成全部支架的卸载；最后按顺序拆除下拉索、支承结构、上拉索及悬索。

进一步的，它是通过向下张拉下拉索使悬索预先受力，且使悬索、上拉索和下拉索处于张紧状态，形成具有预应力的空间结构。所述的下拉索施加给悬索的预拉力效应不小于桥梁结构的重力效应，一般前者为后者的1.0～1.2倍。所述的悬索先承受下拉索预拉力，随着桥梁结构的逐渐加载，下拉索则逐渐松弛，此时桥梁结构的荷载通过支承结构和上拉索由悬索承担。

基于上述工法，本发明采用了这样一种用于桥梁架设的悬拉组合架设装置，它包括悬索，悬索位于桥梁结构设计高度位置的上方，悬索通过锚碇锚固于两岸地基内；它还包括上拉索、下拉索和支承结构；支承结构用于支承进行现浇或预制拼装的桥梁结构，上拉索的下端和下拉索的上端分别连接在支承结构的上下两面；上拉索的上端悬挂连接在悬索的下方，下拉索的下端锚固在桥梁下方的地基中。

所述的悬索在平面上至少为相互平行的2组。

所述的上拉索数目为4根以上，相互平行且垂直于水平面，其上端由索夹固定于悬索上，而下拉索的数目与上拉索相同，且二者的位置为上下一一对应。

所述的支承结构由上连接件安装在上拉索的下端，并通过下连接件与下拉索的上端相连。

所述的上拉索或下拉索均设有用于进行长度调节的调节装置。

所述的下拉索的下端通过锚固装置锚固于地基或锚固结构物内。

由于采用了上述技术方案，本发明的悬拉组合架设工法具有以下优点：

（a）与缆索吊装施工方法相比，本发明不需要现场预制场地，大跨度的桥梁结构可以现场拼接施工也可以实现现浇施工，施工难度小，且支承结构基本没有变形，架设系统受力明确、稳定性好、安全性高。

（b）与满堂脚手架施工方法相比，本发明材料用量较少，不受河水位的影响。

（c）本发明的装置所采用的构件可以回收重复使用，可以节约工程投资。

附图说明

图1是本发明的结构立面示意图；

图2是本发明用于拱式桥梁架设示意图。

附图标记说明：1-悬索，2-上拉索，3-下拉索，4-支承结构，5-桥梁结构，6-锚碇，7-索夹，8-上连接件，9-下连接件，10-上调节装置，11-下调节装置，12-锚固装置，13-地基或锚固结构物，14-索鞍，15-主拱圈，16-主索塔，17-反悬索，18-主拱圈实腹段及拱座。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例1：

如图1所示，本发明的悬拉组合架设工法，它用于桥梁结构5的架设、主要采用以下构件组成的装置进行：包括悬索1、上拉索2、下拉索3、支承结构4、锚碇6、索夹7、上连接件8、下连接件9、上调节装置10、下调节装置11、锚固装置12以及地基或锚固结构物13。

如图1所示，本发明的悬拉组合架设工法按下面的方式实施：

步骤1．首先根据需架设桥梁的技术特点、桥梁结构5的设计参数以及地形地质条件，进行架设系统各组成部分的详细计算和设计，包括悬索1、上拉索2、下拉索3、支承结构4以及锚碇6、锚固装置12等的选型、尺寸和布置。

步骤2．施工锚碇6、锚固装置12以及地基或锚固结构物13。根据两岸地形、地质条件，其中，锚碇6宜采用隧道式锚碇或锚索式锚碇；下拉索3可以直接锚固于地基内，也可以锚固于由重力式锚碇或锚索形成的锚固结构物13内；用于转换和连接下拉索3与地基或锚固结构物13的锚固装置12通常采用钢结构。

步骤3．架设安装悬索1，包括张拉悬索1使其线形及应力处于合理的初始状态，以及将悬索1的两端通过锚碇6锚固于两岸地基内。悬索1的初始线形及应力是根据桥梁结构5以及架设系统本身的荷载计算得来的。

步骤4．安装索夹7并由索夹7将上拉索2的上端与悬索1连接。上拉索2相互平行且垂直于水平面。

步骤5．通过上连接件8将支承结构4安装在上拉索2的下端，并通过下连接件9将下拉索3的上端与支承结构4相连。此时支承结构4的位置高于桥梁结构5最终的底部安装位置。其中，支承结构4为钢梁及标准钢构件通过螺栓连接组成的钢结构；上连接件8及下连接件9需根据上拉索2及下拉索3与支承结构4的连接方式确定，一般采用滑轮组件、标准锚具等。

步骤6．向下张拉下拉索3让悬索1进一步受力，直到使支承结构4初步就位，并通过锚固装置12将下拉索3的下端锚固于地基或锚固结构物13内。

步骤7．通过上调节装置10和下调节装置11调整上拉索2和下拉索3使支承结构4准确就位。此时支承结构4的位置与桥梁结构5最终安装位置相吻合。此时悬索1以及上拉索2、下拉索3均处于张紧状态，从而形成具有预应力的空间结构。其中，下拉索3施加给悬索1的预拉力效应不小于桥梁结构5的重力效应，一般前者为后者的1.0～1.2倍。其中，上调节装置10和下调节装置11通常采用具有反向螺纹的松紧器，可以选购标准件也可以自行加工。

步骤8．在支承结构4上进行桥梁结构5的浇筑或拼装。随着桥梁结构5的逐步加载，下拉索3则逐步松弛，此时桥梁结构5的荷载通过支承结构4和上拉索2传递给悬索1承担。在此之前桥梁的下部结构已施工完毕。

步骤9．待桥梁结构5全部施工完毕，通过上调节装置10和下调节装置11逐步放松下拉索3及上拉索2，直至桥梁结构5的荷载全部传递给桥墩（或桥台）承担，此时即完成了支架的卸载。

步骤10．最后按顺序拆除下拉索3、支承结构4、上拉索2以及悬索1等。

实施例2：本发明用于拱式桥梁架设的实施例：

如图2所示，某上承式钢筋混凝土箱形拱桥位于峡谷河段，桥面距河水面高120m。桥面行车道宽度为9m，两侧人行道各宽1.5m，全宽12m。主拱圈净跨195m，矢跨比1/5，拱圈总宽8.0m，高3.2m，拱圈顶板和底板厚度均为25cm。为减小施工荷载，主拱圈设计为单箱五室断面形式，上、下游边箱采用悬拉组合架设工法施工，待边箱合龙后再立模浇筑中箱，最终形成主拱圈设计断面。

如图2所示，因地形条件限制，下拉索3的锚固结构物13采用反悬索17的结构型式。为方便施工悬索1、上拉索2、下拉索3及反悬索17均选用钢丝绳。其中悬索1跨度为255m，垂跨比为1/8，采用30根直径48mm的6×36WS＋IWR钢丝绳；上拉索2和下拉索3均采用2×19根直径34mm的6×7＋IWS钢丝绳；反悬索17跨度为170m，垂跨比为-1/8，采用22根直径48mm的6×36WS＋IWR钢丝绳。

首先，在完成锚碇6、主索塔16及索鞍14的基础上，架设安装悬索1、上拉索2、下拉索3、反悬索17、支承结构4等，通过张拉反悬索17和下拉索3以及调节上拉索2和下拉索3使各结构的应力及线形均达到设计要求。在此之前已完成两岸主拱圈实腹段及拱座18的施工，如图2所示。

主拱圈15的上、下游边箱在支承结构4上立模浇筑，最后利用合龙后的边箱作为支承立模浇筑其余中箱，形成主拱圈设计断面。

当然，以上只是本发明的具体应用范例，本发明还有其他的实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明所要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种悬拉组合架设工法，其特征在于：首先架设安装悬索（1），将上拉索（2）的上端与悬索（1）连接，将支承结构（4）连接在上拉索（2）的下端，将下拉索（3）的上端与支承结构（4）连接；然后向下张拉下拉索（3）使悬索（1）进一步受力，使支承结构（4）初步就位，并通过调整上拉索（2）及下拉索（3）使支承结构（4）准确就位；在支承结构（4）上进行桥梁结构（5）的浇筑或拼装；待桥梁结构（5）全部施工完毕，通过逐步放松下拉索（3）及上拉索（2）完成全部支架的卸载；最后按顺序拆除下拉索（3）、支承结构（4）、上拉索（2）及悬索（1）。

2.根据权利要求1所述的悬拉组合架设工法，其特征在于：通过向下张拉下拉索（3）使悬索（1）预先受力，且使悬索（1）、上拉索（2）和下拉索（3）处于张紧状态，形成具有预应力的空间结构。

3.根据权利要求1所述的悬拉组合架设工法，其特征在于：所述的下拉索（3）施加给悬索（1）的预拉力效应不小于桥梁结构（5）的重力效应。

4.根据权利要求1所述的悬拉组合架设工法，其特征在于：所述的悬索（1）先承受下拉索（3）预拉力，随着桥梁结构（5）的逐渐加载，下拉索（3）则逐渐松弛，此时桥梁结构（5）的荷载通过支承结构（4）和上拉索（2）由悬索（1）承担。

5.一种用于桥梁架设的悬拉组合架设装置，其特征在于：它包括悬索（1），悬索（1）通过锚碇（6）锚固于两岸地基内；它还包括上拉索（2）、下拉索（3）和支承结构（4）；支承结构（4）用于支承进行现浇或预制拼装的桥梁结构（5），上拉索（2）的下端和下拉索（3）的上端分别连接在支承结构（4）的上下两面；上拉索（2）的上端悬挂连接在悬索（1）的下方，下拉索（3）的下端锚固在桥梁下方的地基中；所述的悬索（1）在平面上至少为相互平行的2组；所述的上拉索（2）数目为4根以上，相互平行且垂直于水平面，其上端由索夹（7）固定于悬索（1）上，而下拉索（3）的数目与上拉索（2）相同，且二者的位置为上下一一对应。

6.根据权利要求5所述的用于桥梁架设的悬拉组合架设装置，其特征在于：所述的上拉索（2）或下拉索（3）均设有用于进行长度调节的调节装置。

7.根据权利要求5所述的用于桥梁架设的悬拉组合架设装置，其特征在于：所述的下拉索（3）的下端通过锚固装置（12）锚固于地基或锚固结构物（13）内。