CN105672134A

CN105672134A - 一种下承式钢管混凝土系杆拱桥架设施工方法

Info

Publication number: CN105672134A
Application number: CN201610053214.4A
Authority: CN
Inventors: 袁爱民; 王标; 董华能; 张怡能; 竺伟; 孙大松; 刘九生; 张红雷; 高琦; 沙扬峰
Original assignee: JIANGSU HUATONG ENGINEERING TESTING CO LTD; Hohai University HHU
Current assignee: JIANGSU HUATONG ENGINEERING TESTING CO LTD; Hohai University HHU
Priority date: 2016-01-26
Filing date: 2016-01-26
Publication date: 2016-06-15

Abstract

本发明公开一种新型的下承式钢管混凝土系杆拱桥架设施工方法，采取钢管拱、系杆劲性骨架现场拼装、焊接，整桥吊装法施工，包括如下步骤：在桥址附近选址，高精度放样现场拼装胎架；将钢管拱肋、系杆劲性骨架在胎架上现场拼装、并用风撑及临时横梁将两片拱和系杆焊接成整体，构成临时钢管系杆拱桥；利用浮吊船将整体拼装的临时钢管系杆拱桥吊装就位；分批浇筑系杆、拱脚及端横梁砼，分批安装吊杆，分批安装中横梁，并张拉系杆预应力束和端横梁全部预应力束；采用上述方案代替常规利用临时缆索或支架进行钢管拱肋分段吊装及桥面梁吊装施工方法，具有施工方便、减少高空作业、结构线形及施工质量控制容易、对周围环境及航道通航影响小等优点。

Description

一种下承式钢管混凝土系杆拱桥架设施工方法

技术领域

本发明涉及一种新型的下承式钢管混凝土系杆拱桥架设施工方法，属于桥梁施工技术领域。

背景技术

江南地区地势平坦且软土地基分布广泛，下承式钢管混凝土系杆拱桥，由于造型优美、外部为静定结构且结构轻盈（适合软土地基）、造价低廉，在大、中跨桥梁建设中得到广泛运用。特别是近几年，江浙地区内河航道运输繁忙，急需进行内河航道升级改造工程，这种桥型在航道新建桥梁中得到大量修建。

下承式钢管混凝土系杆拱桥常规采用的施工方法包括满堂支架法、少支架法、缆索吊装法。采用满堂支架法和少支架法施工，由于要在桥下搭设脚手架或设置临时墩，必然要影响航道和公路的运输，因此只能在桥下无通航和无运输通道时采用。缆索吊装法采用缆索系统（主塔、起重索、索引索、扣索、承重索、结索、跑车、风缆、锚碇等），吊运、安装桥梁的施工方法。缆索吊装法虽然跨越能力大，桥下无需支架，但存在拱肋对接精度和拱轴线较难控制，拱肋分段较多，拱肋与系杆吊杆孔位置错位、施工工期长、施工费用增加的缺点。。

中国专利文献CN102953342A(申请号：CN201210539632)授权了一种系杆拱桥半跨骨架拼装的吊装方法。该方法将系杆拱桥划分成若干段，包括拱脚段、第一拱肋段、第二拱肋段、第三拱肋段。然后在拼装支架上将拱段拼接成半跨，吊装至河道上，进行合拢安装。中国专利文献CN104404887A（申请号：CN201410713339)公开了一种大跨度钢管拱桥无支架吊装施工工艺，它是在岸侧将桥梁上梁结构的单片钢管拱肋与系杆劲性骨架连接在一起，通过浮吊整体吊装到河道上，进行风撑和横梁的安装。上述两种系杆拱桥的施工方法，仍然存在高空作业（风撑、横梁及合拢段对接）、工序较多、高空施工精确度难以控制、占用航道时间还是过长，影响了河道通航的缺点。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出一种新型的下承式钢管混凝土系杆拱桥架设施工方法，将钢管拱、系杆劲性骨架、风撑、临时横梁在支架上现场拼装、焊接，整体吊装法施工，具有施工方便、减少高空作业、拱脚位移、结构线形及施工质量控制容易、系杆、横梁及吊杆中预应力控制精确，对周围环境及航道通航影响小等优点。

为了实现上述技术目的，本发明采取以下具体技术方案：

一种下承式钢管混凝土系杆拱桥架设施工方法，包括如下步骤：

a、在桥址附近选址，高精度放样现场拼装胎架；

b、将钢管拱肋、系杆劲性骨架在胎架上现场拼装、并用风撑及临时横梁将两片拱和系杆焊接成整体，构成临时钢管系杆拱桥；

c、利用浮吊船将整体拼装的临时钢管系杆拱桥吊装就位；

d、分批浇筑系杆、拱脚及端横梁砼，分批安装吊杆，分批安装中横梁，并张拉系杆预应力束和端横梁全部预应力束。

步骤a包括：预制钢管拱肋拼装时，中间临时支点采用4根支架钢管与混凝土浅平基预埋钢板焊接，支架钢管之间每隔4m设置剪力撑，同时，在支架钢管的顶部顺桥向和横桥向各设置工字钢，并在工字钢横梁上设置定位槽；拱脚处临时支点采用并排布置4根工字钢。

步骤b包括：左、右幅钢管拱及劲性骨架拼装→系杆钢筋、预应力波纹管、内芯模、底模施工→左、右幅钢管拱及劲性骨架吊装就位→风撑、临时横梁的安装。

步骤c包括：浮吊船采用双台整体吊装，8个吊点，每个吊点处拱肋采用便携式、易拆除临时加固件；指挥浮吊船缓缓落梁就位，并焊接、支撑稳定后，再将四个方向的风缆绳全部安装就位，并用手拉葫芦收紧风缆绳后方可松开吊钩。

步骤d包括：压注哑铃形钢管拱的下钢管砼和上钢管砼，张拉系杆预应力束N7、N8→安装侧模，浇筑系杆砼，待系杆砼达到设计强度90%时，张拉系杆第二批预应力束→安装吊杆，进行吊索第一次张拉→按靠近临时横梁两侧分批对称安装中横梁，浇筑横梁湿接头，待横梁湿接头达到设计强度90%时，张拉中横梁第一批预应力束，张拉系杆第三批预应力束→对称安装行车道板，张拉中横梁第二批预应力束、张拉系杆第四批预应力束、吊索第二批张拉。

本发明的有益效果是：采用本发明方案代替常规满堂支架法、少支架法和缆索吊装法，其具有施工方便、减少高空作业、拱脚位移、结构线形及施工质量控制容易、系杆、横梁及吊杆中预应力控制精确，对周围环境及航道通航影响小等优点。

附图说明

图1为拼装胎架结构示意图；

其中，1-预制钢管拱；1-1-拱肋拼装支撑；2-系杆劲性骨架；6-系杆底模；7-内心模；

图2为胎架底部支撑点结构示意图；

其中，1-2-拱肋拼装支点；5-临时支点；

图3为胎架的立体结构示意图；

其中，3-风撑；4-临时横梁；

图4为本发明实施例中利用浮吊整体将钢管拱及系杆劲性骨架整体吊装就位结构示意图；

其中，8-1-吊点圆弧钢板；8-浮吊；

图5为图4俯视图；

其中，9-风缆；

图6为图4中浇筑拱脚及端横梁混凝土时的结构示意图；

其中，10-拱脚；11-端横梁；12-端横梁预应力束；

图7为图4中对称压注钢管拱下钢管混凝土时的结构示意图；

其中，13-钢管拱下钢管混凝土；14-系杆预应力束N7；15-钢管拱上钢管混凝土；16-系杆预应力束N8；

图8为图4中安装侧模，浇筑系杆混凝土时的结构示意图；

其中，17-侧模；18-系杆混凝土；20-吊索；

图9为图4中分批对称安装中横梁，浇筑中横梁湿接头时的结构示意图；

其中，21-中横梁；

图10为图4中对称安装行车道板，张拉中横梁第二批预应力束时的结构示意图；

其中，23-中横梁第一批预应力束；

图11为图10的左视图；

图12为图10的俯视图；

其中，24-行车道板；

图13为本发明所采用主桥钢管拱及劲性骨架拼装临时支架结构示意图；

其中，1-1-5-双拼25工字钢

图14为图13的左视图；

其中，1-1-1-双拼25工字钢；1-1-2-钢管支撑；1-1-3-钢管下预埋钢板；1-1-4-钢管与预埋钢板之间加劲板；

图15为本发明所采用拱肋拼装支点基础示意图；

其中：1-2-1-F400钢管支撑；1-2-2-双拼25工字钢；1-2-3-混凝土块钢筋网上下各一层；

图16为胎架底座主视图；

其中，1-2-4-胎架横梁；1-2-5-胎架立柱；1-2-6-预埋钢筋；

图17为胎架底座俯视图；

图18为本发明所采用拱脚临时支点基础俯视图；

其中：5-1-横向联系工字钢；5-2-工字钢；

图19为本发明所采用拱脚临时支点基础主视图；

图20为本发明所采用浮吊结构及钢管吊点加固构造示意图；

其中，8-3-角钢；

图21为浮吊装置示意图

其中8-2-浮吊；

图22为本发明所采用拱脚支架示意图；

其中，10-1-碗扣支架；10-2-剪刀撑；10-3-防护栏杆；10-4工字钢；

图23为本发明所采用钢管混凝土压注装置示意图；

其中，13-1-劲板；13-2-泵管；13-3-截止阀；

图24为本发明所采用现浇系杆吊模断面示意图；

其中，18-1对拉螺杆；18-2木楞；18-3-竹胶板；18-4工字钢；18-5-双拼12工字钢；18-6-对拉螺杆；

图25为本发明所采用中横梁安装吊挂装置示意图；

其中，21-1-贝雷片梁；21-2-木楞；21-3-双拼25工字钢；21-4-精轧螺纹钢；22-中横梁湿接头；

图26为本发明所采用中横梁湿接缝预埋件示意图；

其中，19-系杆第一批预应力束；21-5-湿接头预埋钢筋；21-6-湿接头预埋限位25工字钢。

具体实施方式

本发明提出新型的下承式钢管混凝土系杆拱桥架设施工方法，具体施工工艺流程如下：

步骤1：在桥址附近选址，高精度放样现场拼装胎架，参见图1~图3；

步骤2：预制钢管拱1、系杆劲性骨架2拼装、焊接，安装风撑3和临时横梁4，拆除临时支点5，在劲性骨架上安装系杆底模6、绑扎钢筋、安装内心模7，参见图1~图3；

步骤3：利用浮吊8整体将钢管拱及系杆劲性骨架整体吊装就位，同时拉好风缆9，以保证其稳定性，参见图4、图5；

步骤4：浇筑拱脚10及端横梁11混凝土，张拉端横梁全部预应力束12，参见图6；

步骤5：对称压注钢管拱下钢管混凝土13，养护待其达到设计强度张拉系杆预应力束N714，对称压注钢管拱上钢管混凝土15，养护待其达到设计强度张拉系杆预应力束N816，参见图7；

步骤6：安装侧模17，浇筑系杆混凝土18，待养护达到设计强度90%，张拉系杆第一批预应力束19；进行吊索20第一次张拉，参见图8；

步骤7：分批对称安装中横梁21，浇筑中横梁湿接头22，待其达到设计强度90%，张拉中横梁第一批预应力束23；张拉系杆第二批预应力束，参见图9；

步骤8：对称安装行车道板24，张拉中横梁第二批预应力束；张拉系杆第三批预应力束；吊索第二批张拉参见图10~图12；

步骤9：桥面铺装、护栏施工；沥青摊铺及进行其他附属设施施工。

为了控制施工的精度和施工的安全、快捷，必须对拼装的支架进行精细的放样和设计，包括：钢管拱肋拼装时，中间临时支点采用4根直径为40cm的支架钢管与混凝土浅平基预埋钢板焊接，支架钢管之间每隔4m设置剪力撑，以保证其稳定性，同时，在支架钢管的顶部顺桥向和横桥向各设置25工字钢，并在工字钢横梁上设置定位槽；拱脚处临时支点采用并排布置4根25工字钢。

为了减少桥梁架设时，对航道或公路临时管制的时间，需要在支架完成以下施工步骤，包括：左右幅钢管拱及劲性骨架拼装→系杆钢筋、预应力波纹管、内芯模、底模施工→左、右幅钢管拱及劲性骨架吊装就位→风撑、临时横梁的安装。由于在支架上施工，拱肋的焊接质量和拱轴线的线形都得到了充分的保证。把两片分散的拱肋和劲性骨架焊接在一起，然后通过风撑和横梁连接成一个整体，避免了多次高空架设作业，大大得的缩短了工期，使施工质量得到保证。

为了保证吊装的稳定性和防止局部屈曲，采用如下措施：浮吊船采用双台整体吊装，8个吊点，每个吊点处拱肋采用便携式、易拆除临时加固件，以防拱肋局部变形。指挥浮吊船缓缓落梁就位，并焊接、支撑稳定后，再将四个方向的风缆绳全部安装就位，并用手拉葫芦收紧风缆绳后方可松开吊钩。

为了精确的控制系杆、横梁及吊杆中的预应力值，本施工方法对照施工方案，制定分批、多次张拉预应力及吊杆拉力，达到控制桥面和拱轴线线形的双重目的。具体施工步骤包括：在桥址附近选址，高精度放样现场拼装胎架→将钢管拱肋、系杆劲性骨架在胎架上现场拼装、并用风撑及临时横梁将两片拱和系杆焊接成整体，构成临时钢管系杆拱桥→利用浮吊船将整体拼装的临时钢管系杆拱桥吊装就位→压注哑铃形钢管拱下（上）钢管砼，张拉系杆预应力束N7、N8→安装侧模，浇筑系杆砼，待其达到设计强度90%时，张拉系杆第二批预应力束→安装吊杆，进行吊索第一次张拉→分批对称安装中横梁，浇筑横梁湿接头，待其达到设计强度90%时，张拉中横梁第一批预应力束，张拉系杆第三批预应力束→对称安装行车道板，张拉中横梁第二批预应力束、张拉系杆第四批预应力束、吊索第二批张拉。

Claims

1.一种下承式钢管混凝土系杆拱桥架设施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

a、在桥址附近选址，高精度放样现场拼装胎架；

c、利用浮吊船将整体拼装的临时钢管系杆拱桥吊装就位；

2.根据权利要求1所述的下承式钢管混凝土系杆拱桥架设施工方法，其特征在于，步骤a包括：预制钢管拱肋拼装时，中间临时支点采用4根支架钢管与混凝土浅平基预埋钢板焊接，支架钢管之间每隔4m设置剪力撑，同时，在支架钢管的顶部顺桥向和横桥向各设置工字钢，并在工字钢横梁上设置定位槽；拱脚处临时支点采用并排布置4根工字钢。

3.根据权利要求1所述的下承式钢管混凝土系杆拱桥架设施工方法，其特征在于，步骤b包括：左、右幅钢管拱及劲性骨架拼装→系杆钢筋、预应力波纹管、内芯模、底模施工→左、右幅钢管拱及劲性骨架吊装就位→风撑、临时横梁的安装。

4.根据权利要求1所述的下承式钢管混凝土系杆拱桥架设施工方法，其特征在于，步骤c包括：浮吊船采用双台整体吊装，8个吊点，每个吊点处拱肋采用便携式、易拆除临时加固件；指挥浮吊船缓缓落梁就位，并焊接、支撑稳定后，再将四个方向的风缆绳全部安装就位，并用手拉葫芦收紧风缆绳后方可松开吊钩。

5.根据权利要求1所述的下承式钢管混凝土系杆拱桥架设施工方法，其特征在于，步骤d包括：压注哑铃形钢管拱的下钢管砼和上钢管砼，张拉系杆预应力束N7、N8→安装侧模，浇筑系杆砼，待系杆砼达到设计强度90%时，张拉系杆第二批预应力束→安装吊杆，进行吊索第一次张拉→按靠近临时横梁两侧分批对称安装中横梁，浇筑横梁湿接头，待横梁湿接头达到设计强度90%时，张拉中横梁第一批预应力束，张拉系杆第三批预应力束→对称安装行车道板，张拉中横梁第二批预应力束、张拉系杆第四批预应力束、吊索第二批张拉。