CN106012864A - 一种桥梁拱肋整体提升安装的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种桥梁拱肋整体提升安装的方法，包括以下步骤：将拱肋分为两个边段拱肋和一个中段拱肋；在码头上拼装边段拱肋，并用浮吊吊装边段拱肋至设定位置；搭设边段支撑系统和提升门架、安装提升系统；在中段拱肋设计位置的下方，拼装中段支撑系统，在中段支撑系统上面安装中段拱肋，在中段拱肋拱脚底部设置临时横梁、拱脚两端之间设置临时水平索；将提升系统与临时横梁对应连接，并将中段拱肋整体提升、平移、下落、就位、合拢安装。本方法可满足大跨径拱肋桥的安装质量和精度要求，且能灵活调整节段长度，优化节段制造质量，提高节段就位精度。

Description

一种桥梁拱肋整体提升安装的方法

技术领域

本发明涉及桥梁建设领域，特别是一种桥梁拱肋整体提升安装的方法。

背景技术

目前，国内、国外的钢箱拱桥拱肋多采用缆索吊装、浮吊吊装、塔吊吊装等施工工艺，但是针对于大跨度钢箱拱桥，由于具有拱肋跨度较大、高度较高、节段重量较重、节段数量较多的特点，采用缆索吊装、浮吊吊装等施工工艺，往往存在吊装难度大、安全风险高、定位精度不够、工期长的缺点，且施工难度较大、成本高，难以满足施工需求。

例如具体施工时，采用缆索吊装大跨度钢箱拱桥拱肋时，施工受桥梁周边环境影响极大，例如缆索吊塔架要求间距较大、高度较高，且塔架拼装难度大、风险高、工期长，对钢丝绳的选用也有高要求，另外，缆索吊装精度也较差，难以满足高精度安装需求。若采用浮吊吊装大跨度钢箱拱桥拱肋时，由于拱肋节段重量大、高度高，对浮吊要求高，部分水域浮吊无法满足进场条件，局限性较大。近年来，随着国民经济的发展，交通流量也在持续地增长，为适应交通量不断增长及对桥梁结构外形美观的需要，大跨度钢构桥梁也应用越来越广泛，这就对大型钢构桥梁施工技术提出了更高的要求。

发明内容

本发明提供了一种桥梁拱肋整体提升安装的方法，本方法通过降低中段拱肋的安装高度，从而降低吊装的难度和风险，提高了定位的精度。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种桥梁拱肋整体提升安装的方法，包括以下步骤：

S1.将拱肋分为两个边段拱肋和一个中段拱肋，两个边段拱肋对称设置在拱肋的纵向中轴线两侧；

S2.在码头上拼装边段拱肋，并用浮吊吊装边段拱肋至设定位置；

S3.在边段拱肋的下面搭设边段支撑系统，在边段拱肋与中段拱肋设计连接处搭设提升门架，在提升门架上安装提升系统;

S4.在中段拱肋设计位置的下方，拼装中段支撑系统，在中段支撑系统上面安装中段拱肋，在中段拱肋拱脚底部分别设置临时横梁，在临时横梁之间设置临时水平索；

S5. 将提升系统与临时横梁一一对应连接，并将中段拱肋整体提升、平移、下落、就位、合拢安装。

优选的，所述中段支撑系统在纵向上偏离拱肋的横向中轴线，中段拱肋中轴线在中段支撑系统中轴线的正上方，使中段拱肋在提升至设计高度时，中段拱肋的端头与边段拱肋的端头相错开，以防止在中段拱肋吊装时，中段拱肋与边段拱肋在竖直方向上发生碰撞。

优选的，所述提升系统包括计算机控制系统、油泵、竖向千斤顶和钢绞线，竖向千斤顶通过钢绞线与中段拱肋对应侧的一端连接，计算机控制系统与油泵和竖向千斤顶相连，以控制竖向千斤顶完成中段拱肋的提升；所述竖向千斤顶设在提升门架上；通过竖向千斤顶可实现对中段拱肋的整体提升和平移。

优选的，所述提升门架包括吊装横梁、滑道横梁、桩顶横梁和门架支撑系统，所述门架支撑系统上面安装有横向设置的桩顶横梁，所述桩顶横梁上面安装有纵向设置的滑道横梁，所述滑道横梁上设置有供竖向千斤顶纵向移动的滑道，所述滑道横梁上面安装有横向设置的吊装横梁，所述吊装横梁上面设置有竖向千斤顶。

基于上述优选的技术方案，所述步骤S5的具体操作过程为：

S5-1. 将钢绞线的下端与对应侧的临时横梁连接，使中段拱肋底部临时横梁均与提升系统连接到位；

S5-2. 用竖向千斤顶整体提升、平移、下落中段拱肋至设计位置；

S5-3. 根据中段拱肋与边段拱肋之间位置的实际施工偏差，通过竖向千斤顶纵向移动和竖向提升调整中段拱肋的位置，至中段拱肋与边段拱肋的之间的位置在允许偏差范围内；

S5-4.中段拱肋与边段拱肋焊接合拢。

更优选的，所述步骤S5中，在进行中段拱肋整体提升、平移时，还要对所述临时水平索施加预拉力以保持中段拱肋提升时的整体稳定性。

优选的，所述步骤S3中，搭设提升门架包括以下步骤：

S3-1.在浮式平台上向水下岩层施做钻孔桩，钻孔桩中插入钢护筒，在钢护筒内浇筑钢筋混凝土，完成门架支墩的搭建；

S3-2.在门架支墩上搭设混凝土平台，在混凝土平台上安装门架竖撑，门架竖撑的上端高于边段拱肋；

S3-3.门架竖撑之间通过门架横向联系连接加固，完成门架支撑系统的安装；

S3-4.在门架支撑系统上面依次安装桩顶横梁、滑道横梁和吊装横梁。

进一步的，所述中段支撑系统包括中段中间支架和中段侧边支架，中段中间支架设在中段拱肋中间的下面，所述中段侧边支架设在中段拱肋两侧的下面。更进一步的，所述中段中间支架和中段侧边支架均设置有中段桁架加固横向连接，所述中段中间支架和中段侧边支架之间设置有支架水平索。

进一步的，所述临时横梁的两端设有吊点，提升系统通过与吊点连接，实现中段拱肋整体提升、平移、就位；所述临时横梁的下面设有临时横梁支架支撑。

以上所述的拱肋桥整体提升安装方法，在边段拱肋上设计了提升门架，且在提升门架上安装提升系统对中段拱肋进行提升，从而降低了中段拱肋的安装高度，因此，本发明具有以下优点：

（1）通过本发明安装的拱肋和支撑系统抗风稳定性好，降低焊接质量控制难度；

（2）本方法通过竖向千斤顶提升和平移可对中段拱肋的位置进行微调，从而大大提高了中段拱肋安装就位的精度，且本方法取消了原来拱肋桥安装工艺中必须设计的合拢段，降低拱肋线型控制难度；

（3）本方法降低了中段拱肋的安装高度，增加了支撑系统，即增加了施工作业面，同时提高了浮吊的安装效率，可大幅度缩短工期，降低施工成本。

（4）本方法通过在边段拱肋上设计边段支撑系统和提升门架，避免占用桥梁建设的周边空间，也不需改移道路；中间还可设置两跨通航孔，不需封航；

（5）本方法不需设置锚碇，减少征用施工用地，减少对周围空间原有植被的不利影响，保护环境；

（6）本方法可满足大跨径拱肋桥的安装质量和精度要求，且能灵活调整节段长度，优化节段制造质量，提高节段就位精度。

附图说明

图1是本发明应用于拱肋桥安装的结构示意图；

图2是图1的俯视结构示意图；

图3是D-D提升门架的结构示意图；

图4是图2中A-A的断面结构示意图；

图5是图2中B-B的断面结构示意图;

图6是图3中C-C的断面结构示意图。

图中，边段拱肋1，桩顶横梁2，滑道横梁3，吊装横梁4，竖向千斤顶5，钢绞线6，中段拱肋7，提升门架8，边段支撑系统9，门架竖撑10，中段中间支架11，中段桁架12，临时水平索13，中段支撑系统14，中段侧边支架15，边段桁架16，支架水平索17，塔吊18，滑道19，吊点20，混凝土平台21，门架支墩22，横移系统23，门架横向联系24，临时横梁支架25，临时横梁26。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围不限于以下实施例。

结合图1和图2所示，其中，图2仅示意了一个边段拱肋和一半中段拱肋的位置，另外一半呈对称布置，一种桥梁拱肋整体提升安装的方法，包括以下步骤：

S1.将拱肋分为两个边段拱肋1和一个中段拱肋7，两个边段拱肋1对称设置在拱肋的纵向中轴线两侧；边段拱肋1和中段拱肋7的划分根据设计要求，一般每个边段拱肋1的跨径占整个拱肋跨径的20~30%，对应的，中段拱肋7的跨径占整个拱肋的60~40%；

S2.在码头上拼装边段拱肋1，并用浮吊吊装边段拱肋1至设定位置；

S3.在边段拱肋1的下面搭设边段支撑系统8，在边段拱肋1与中段拱肋7设计连接处搭设提升门架8，在提升门架8上安装提升系统；

S4.在中段拱肋7设计位置的下方，拼装中段支撑系统13，在中段支撑系统13上面安装中段拱肋7，在中段拱肋7拱脚底部分别设置临时横梁26，在临时横梁26之间设置临时水平索13；通过降低中段拱肋7的安装高度，可降低吊装拱肋节段的难度和风险，通过浮吊即可完成该安装工作；

S5.将提升系统与临时横梁26一一对应连接，并将中段拱肋1整体提升、平移、下落、就位、合拢安装；

S6. 在拱肋节段连接焊缝、拱肋线形、拱肋空间位置全部检查合格后，释放提升系统与中段拱肋7连接处的吊点及拆除中段支撑系统14、边段支撑系统9和提升门架，完成拱肋安装。

为避免在中段拱肋7提升至设计高度之后还要安装合拢段，中段支撑系统14在纵向上偏离拱肋的横向中轴线，中段拱肋7中轴线在中段支撑系统14中轴线的正上方，从而使中段拱肋7在提升至设计高度时，中段拱肋7的端头与边段拱肋1的端头相错开，以防止在中段拱肋7吊装时，中段拱肋7与边段拱肋1在竖直方向上发生碰撞。

本实施例还提供了提升系统结构的一种优选的技术方案，结合图4、图5所示，提升系统共设置有2个，每个提升系统包括计算机控制系统、4台油泵、8台500t竖向千斤顶5和钢绞线6，竖向千斤顶5通过钢绞线6与中段拱肋7对应侧的一端连接，计算机控制系统23与油泵和竖向千斤顶5相连，以控制竖向千斤顶5完成中段拱肋7的提升；竖向千斤顶5设在提升门架8上。通过竖向千斤顶5可实现对中段拱肋7的整体提升、平移、下落、就位和合拢。

为使提升系统对中段拱肋7的定位更加精确，本实施例提供了一种优选的提升门架技术方案，提升门架8包括吊装横梁4、滑道横梁3、桩顶横梁2和门架支撑系统，门架支撑系统上面安装有横向设置的桩顶横梁2，桩顶横梁2上面安装有纵向设置的滑道横梁3，滑道横梁3上设置有供竖向千斤顶5纵向移动的滑道19，滑道横梁3上面安装有横向设置的吊装横梁4，吊装横梁4上面设置有竖向千斤顶5，其中，吊装横梁4、滑道横梁3和桩顶横梁2均由钢箱梁制成。在滑道横梁3上还安装有横移系统23，横移系统23与吊装横梁4连接，拉动吊装横梁4在滑道横梁3上纵向移动，以实现竖向千斤顶5的纵向移动，横移系统23一般是采用水平千斤顶。

基于上述优选的技术方案，步骤S5的具体操作过程为：

S5-1.将钢绞线6的下端与对应侧的临时横梁26连接，使中段拱肋7两端均与提升系统连接到位；

S5-2. 用竖向千斤顶5整体提升、平移、下落中段拱肋7至设计位置；

S5-3. 根据中段拱肋7与边段拱肋1之间位置的实际施工偏差，通过竖向千斤顶5纵向移动和竖向提升调整中段拱肋7的位置，至中段拱肋7与边段拱肋1的之间的位置在允许偏差范围内；

S5-4.中段拱肋7与边段拱肋1焊接合拢。

在上述步骤S5中，在进行中段拱肋7整体提升、平移时，还要对所述临时水平索13进行张拉、施加预拉力，以保持中段拱肋7提升时的整体稳定性。

为保证提升系统的稳定性，结合图3所示，搭设提升门架8的优选技术方案包括以下步骤：

S3-1.在浮式平台上向水下岩层施做钻孔桩，钻孔桩中插入钢护筒，在钢护筒内浇筑钢筋混凝土，完成门架支墩22的搭建；

S3-2.在门架支墩22上搭设混凝土平台21，在混凝土平台21上安装门架竖撑10，门架竖撑10的上端高于边段拱肋1；

S3-3.门架竖撑10之间通过门架横向联系24连接加固，完成门架支撑系统的安装；

S3-4.在门架支撑系统上面依次安装桩顶横梁2、滑道横梁3和吊装横梁4。

在搭建提升门架8的过程中，所用材料采用塔吊18进行吊装。

为保证中段拱肋的稳定性，中段支撑系统14包括中段中间支架11和中段侧边支架15，中段中间支架11支撑在中段拱肋7中间的下面，中段侧边支架15支撑在中段拱肋7两侧的下面，为提高中段支撑系统14的抗水流冲击能力，中段中间支架11和中段侧边支架15均安装有中段桁架12加固横向连接，中段中间支架11和中段侧边支架15之间安装有支架水平索17。为保证边段拱肋1的稳定性，在边段拱肋1下面安装有边段支撑系统9，边段支撑系统也包括边段竖撑和边段桁架16，边段桁架16安装边段竖撑之间加固横向连接。

结合图6所示，为保证提升的稳定性，优选至少在临时横梁26的两端设有吊点，提升系统通过与吊点20连接，实现中段拱肋7整体提升、平移、就位。另外在临时横梁26上还可以另设有若干个吊点20，吊点的总数量与竖向千斤顶5的数量相同，以实现吊点与竖向千斤顶5的一一对应连接，从而实现中段拱肋7整体提升、平移、就位。在临时横梁26的下面设有临时横梁支架25进行支撑，临时横梁支架25由Φ1520钢管制成。

Claims (10)

1.一种桥梁拱肋整体提升安装的方法，其特征在于包括以下步骤：

S1.将拱肋分为两个边段拱肋和一个中段拱肋，两个边段拱肋对称设置在拱肋的纵向中轴线两侧；

S2.在码头上拼装边段拱肋，并用浮吊吊装边段拱肋至设定位置；

S3.在边段拱肋的下面搭设边段支撑系统，在边段拱肋与中段拱肋设计连接处搭设提升门架，在提升门架上安装提升系统;

S4.在中段拱肋设计位置的下方，拼装中段支撑系统，在中段支撑系统上面安装中段拱肋，在中段拱肋拱脚底部分别设置临时横梁，在临时横梁之间设置临时水平索；

S5. 将提升系统与临时横梁一一对应连接，并将中段拱肋整体提升、平移、下落、就位、合拢安装。

2.根据权利要求1所述的桥梁拱肋整体提升安装的方法，其特征在于：

所述中段支撑系统在纵向上偏离拱肋的横向中轴线，中段拱肋中轴线在中段支撑系统中轴线的正上方，使中段拱肋在提升至设计高度时，中段拱肋的端头与边段拱肋的端头相错开。

3.根据权利要求2所述的桥梁拱肋整体提升安装的方法，其特征在于：

所述提升系统包括计算机控制系统、油泵、竖向千斤顶和钢绞线，竖向千斤顶通过钢绞线与中段拱肋对应侧的一端连接，计算机控制系统与油泵和竖向千斤顶相连，以控制竖向千斤顶完成中段拱肋的提升；所述竖向千斤顶设在提升门架上。

4.根据权利要求3所述的桥梁拱肋整体提升安装的方法，其特征在于：

所述提升门架包括吊装横梁、滑道横梁、桩顶横梁和门架支撑系统，所述门架支撑系统上面安装有横向设置的桩顶横梁，所述桩顶横梁上面安装有纵向设置的滑道横梁，所述滑道横梁上设置有供竖向千斤顶纵向移动的滑道，所述滑道横梁上面安装有横向设置的吊装横梁，所述吊装横梁上面设置有竖向千斤顶。

5.根据权利要求3所述的桥梁拱肋整体提升安装的方法，其特征在于：

所述步骤S5的具体操作过程为：

S5-1. 将钢绞线的下端与对应侧的临时横梁连接，使中段拱肋底部临时横梁均与提升系统连接到位；

S5-2. 用竖向千斤顶整体整体提升、平移、下落中段拱肋至设计位置；

S5-3. 根据中段拱肋与边段拱肋之间位置的实际施工偏差，通过竖向千斤顶纵向移动和竖向提升调整中段拱肋的位置，至中段拱肋与边段拱肋的之间的位置在允许偏差范围内；

S5-4.中段拱肋与边段拱肋焊接合拢。

6.根据权利要求1所述的桥梁拱肋整体提升安装的方法，其特征在于：

所述步骤S5中，在进行中段拱肋整体提升、平移时，还要对所述临时水平索施加预拉力以保持中段拱肋提升时的整体稳定性。

7.根据权利要求3所述的桥梁拱肋整体提升安装的方法，其特征在于：

所述步骤S3中，搭设提升门架包括以下步骤：

S3-1.在浮式平台上向水下岩层施做钻孔桩，钻孔桩中插入钢护筒，在钢护筒内浇筑钢筋混凝土，完成门架支墩的搭建；

S3-2.在门架支墩上搭设混凝土平台，在混凝土平台上安装门架竖撑，门架竖撑的上端高于边段拱肋；

S3-3.门架竖撑之间通过门架横向联系连接加固，完成门架支撑系统的安装；

S3-4.在门架支撑系统上面依次安装桩顶横梁、滑道横梁和吊装横梁。

8.根据权利要求1所述的桥梁拱肋整体提升安装的方法，其特征在于：

所述中段支撑系统包括中段中间支架和中段侧边支架，中段中间支架设在中段拱肋中间的下面，所述中段侧边支架设在中段拱肋两侧的下面。

9.根据权利要求1所述的桥梁拱肋整体提升安装的方法，其特征在于：

所述临时横梁的两端设有吊点，提升系统通过与吊点连接，实现中段拱肋整体提升、平移、就位；所述临时横梁的下面设有临时横梁支架支撑。

10.根据权利要求8所述的桥梁拱肋整体提升安装的方法，其特征在于：

所述中段中间支架和中段侧边支架均设置有中段桁架加固横向连接，所述中段中间支架和中段侧边支架之间设置有支架水平索。