CN108532465A - 一种下承式钢箱拱桥的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种下承式钢箱拱桥的施工方法，采用“先拱后梁”的顺序进行并包括主桥起始段施工流程、支架区主梁施工流程、支架区拱肋施工流程、悬拼区拱肋施工流程、吊杆施工流程、悬拼区主梁施工流程、桥面板施工流程和体系转换施工流程。悬拼区拱肋施工流程和悬拼区主梁施工流程均采用缆索吊装施工。本发明的施工方法，能有效缩短工期，提高工效，保证桥梁线形符合设计及规范要求，还能降低风险，最大程度减小了受到上游电站泄洪及雨季汛期洪水对河道中心处临时支墩等结构的安全隐患。

Description

一种下承式钢箱拱桥的施工方法

技术领域

本发明涉及一种下承式钢箱拱桥的施工方法。

背景技术

本发明涉及的下承式钢箱拱桥的桥梁全长402.5m，主桥桥跨230米，主桥长233.2米，主桥桥面宽34.12米，两岸引桥共长169.3米，引桥桥面宽28.9米。主桥桥型为下承式简支拱桥，采用钢结构，主桥上部包括拱肋、纵梁、拱脚、横梁、吊杆、横撑、桥面正交异性板、拱肋装饰结构。主桥下部的主桥桥墩采用门式框架结构桥墩，墩柱及墩顶横梁均为箱型空心截面。

拱肋：桥面外侧左右两道，提篮形式，拱肋向内倾18°，拱轴线线型为二次抛物线；拱肋采用等高度箱形截面；沿拱肋底纵向每隔约2m设一道横隔板，横隔板与拱轴线垂直设置；其中拱肋底板和耳板连接处需要采用Z向钢板(抗层状撕裂钢板)，单侧拱肋共分为35个节段。

纵梁：纵梁采用钢结构，箱型截面。纵梁处于R＝4000m的竖曲线上，纵梁在平面投影为直线。沿纵梁中心线每隔3m设一道横隔板，单侧纵梁(含两侧拱脚)共分为37个节段。

拱脚：拱脚位于纵梁和拱肋交接段。

横梁：沿桥面纵向每隔3m设置一道横隔梁，与吊杆位置间隔对应，横梁按照结构型式分为两个类型，一种为一般横梁，一种为端横梁；一般横梁与纵梁内的横隔板对应布置，与纵梁采用焊接连接；端横梁采用钢箱梁结构，布置在拱脚处，在端横梁外侧设置牛腿来安装伸缩装置，端横梁与拱脚采用焊接连接。

吊杆：拱肋每侧各设置35根吊杆，全桥共70根；吊杆纵桥向间距为6.0m，吊杆和拱肋、纵梁耳板采用叉耳式锚固连接。

横撑：拱肋间共设置7道横撑，横撑采用圆形截面杆件；横撑中心与主拱内横隔板对应，并于主拱肋内增设加劲肋与横撑加劲肋对应加强。

桥面正交异性板：桥面正交异性板的板下采用U型肋，桥面正交异性板支撑于一般横梁上，其下横隔板与横梁焊接连接。桥面正交异性板横向两端与纵梁顶板焊接连接，纵向板块的顶板之间及与端横梁的顶板均采用焊接连接为整体，节段U型肋连接采用高强螺栓连接。

该大桥的北桥头与国道T形平交，南桥头与城市道路T形平交，该大桥的施工主要特点是工程量大、地质复杂、工期紧张，主桥采用下承式钢箱拱，跨径大，工艺复杂，尤其是雨季和汛期季节性施工，影响大，破坏性强，安全风险高。具有以下施工难点：

(1)工程量大，工期短，并且受水流、汛期影响大，施工任务非常紧，所以保证工期是本工程的重点和难点；

(2)桥址位于河道转弯处，河面较窄，水流两侧缓中间急，水位受大气降水、上游水库开闸放水影响，雨季时常暴雨成灾，现场施工难度大，如何确保施工过程汛期期间水电站放水期间，水位的急剧上升和水流对施工便桥及平台的安全影响是本工程的难点和重中之重；

(3)大桥水上部分根据地质资料显示河床面无覆盖层，表层均为中风化花岗岩和微风化花岗岩，施工便桥及围堰施工平台搭设以及桩基的施工难度大，如何确保水下临时设施的安全与质量是本工程的难点；

(4)主桥为230米下承式钢箱拱桥，钢主桥采用缆索吊装施工工艺，主桥跨径大，施工工艺高，施工工期紧，索塔塔吊高约100米，基础施工要求高，施工难度大，两岸斜拉扣挂体系为非对称结构，施工难度大，因此主桥施工是本工程施工的重点与难点；

(5)两岸斜拉扣挂体系为非对称结构，设计、施工难度大。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种下承式钢箱拱桥的施工方法，它能有效缩短工期，提供工效，保证桥梁线形符合设计及规范要求，还能降低风险，最大程度减小了受到上游电站泄洪及雨季汛期洪水对河道中心处临时支墩等结构的安全隐患。

本发明的目的是这样实现的：一种下承式钢箱拱桥的主桥的施工方法，所述主桥包括拱肋、吊杆、主梁和正交异形桥面板；所述拱肋有两道，中间由7道永久横撑连接，单道拱肋分为37个节段，包括两个拱脚；所述主梁包括纵梁和横梁并沿桥面纵向分为37个节段；所述横梁包括两个端横梁和若干一般横梁，两个端横梁各自布置在北岸侧的拱脚处和南岸侧的拱脚处，一般横梁沿桥面纵向每隔3m设置一道；所述拱脚分为端头段、纵梁衔接段、过渡段和拱肋衔接段；所述端横梁分为十二个单元块，布置成四排三列；所述吊杆在主桥的主梁两侧与两道拱肋之间分别设置35根且沿桥纵向间距为6m；

所述施工方法采用“先拱后梁”的顺序进行并包括主桥起始段施工、支架区主梁施工流程、支架区拱肋施工流程、悬拼区拱肋施工流程、吊杆施工流程、悬拼区主梁施工流程、桥面板施工流程和体系转换施工流程；

所述主桥起始段施工流程是针对南、北岸侧的拱脚施工和两个端横梁的施工并包括以下步骤：

步骤一，先搭设北岸侧的主梁支架和南岸侧的主梁支架；再采用履带吊安装北岸侧的拱脚的端头段和纵梁衔接段和南岸侧的拱脚的端头段和纵梁衔接段，采用临时支座和三向调位千斤顶精确定位；

步骤二，分块安装北岸侧的端横梁和南岸侧的端横梁，在端横梁的每个单元块的四角设置临时支座和三向调位千斤顶，用于端横梁精确调位；

步骤三，采用履带吊安装北岸侧的拱脚的过渡段和南岸侧的拱脚的过渡段；

步骤四，安装支承胎架，采用履带吊安装北岸侧的拱脚的拱肋衔接段和南岸侧的拱脚的拱肋衔接段，完成起始段施工；

所述支架区主梁施工流程是针对北岸侧的主梁节段X18～X13的施工并以两个主梁节段为一个吊装块段，所述支架区主梁施工流程包括以下步骤：

步骤一，采用履带吊在北岸侧的主梁支架上安装北岸侧的主梁节段X18+X17，并与北岸侧的拱脚的纵梁衔接段连接；

步骤二，在已安装好的北岸侧的主梁节段X18+X17上铺设履带吊型钢轨道；

步骤三，安装扣塔位置的两个主梁节段X14+X13，即在北岸侧的主梁支架的纵梁上安装移位器、调位千斤顶和临时支座，吊装两个主梁节段X14+X13的纵梁，利用后侧千斤顶顶推到位，再安装两个主梁节段X14+X13的横梁；

步骤四，从北岸侧的引桥吊装主梁节段X16+X15至设计位置，下放就位，精确调位后，与相邻的主梁节段X17和X14连接，先安装两侧纵梁，再安装横梁，然后铺设型钢轨道，完成支架区主梁的施工；

所述支架区拱肋施工流程是针对北岸侧的拱肋节段G18～G13的施工并以两个拱肋节段为一个吊装块段，所述支架区拱肋施工流程包括以下步骤：

步骤一，先在安装好的北岸侧的主梁上对应拱肋支架的钢管立柱铺设两道型钢垫梁；

步骤二，采用履带吊搭设拱肋支架；

步骤三，采用履带吊在拱肋支架上依次安装北岸侧的拱肋节段G18～G13，每个吊装块段吊装到位后，首先完成与相邻的拱肋节段的端头之间的拱肋临时匹配件的连接，完成精确匹配定位，再在吊装块段的底部与拱肋支架之间塞紧垫块固定，吊车脱钩，然后进行焊接，最后安装两道拱肋之间的一道永久横撑，该道永久横撑的端头在工厂与对应的拱肋节段焊接为整体，现场利用履带吊吊装永久横撑的中间节段，与永久横撑的端头临时匹配后固定，完成焊接施工；

所述悬拼区拱肋施工流程是针对北岸侧的拱肋节段G12～G1和南岸侧的拱肋节段G18～G1施工，所述悬拼区拱肋施工流程采用缆索吊并以两个拱肋节段为一个吊装块段，即北岸侧的拱肋节段G12+G11和南岸侧的拱肋节段G18+G17为对称吊装的第一吊装块段；北岸侧的拱肋节段G10+G9和南岸侧的拱肋节段G16+G15为对称吊装的第二吊装块段；北岸侧的拱肋节段G8+G7和南岸侧的拱肋节段G14+G13为对称吊装的第三吊装块段；北岸侧的拱肋节段G6+G5和南岸侧的拱肋节段G12+G11均为第四个吊装块段；北岸侧的拱肋节段G4+G3和南岸侧的拱肋节段G10+G9为对称吊装的第五吊装块段；北岸侧的拱肋节段G2+G1和南岸侧的拱肋节段G8+G7为对称吊装的第六吊装块段；南岸侧的拱肋节段G2+G3和南岸侧的拱肋节段G6+G5为对称吊装的第七吊装块段，南岸侧的拱肋节段G4为最后的合拢段；

所述悬拼区拱肋施工流程包括以下步骤：

步骤一，安装缆索吊系统；

步骤二，先挂设主梁的临时系杆，并使临时系杆呈松弛状态，再从南岸侧引桥运输北岸侧的第一吊装块段G12+G11，垂直起吊，水平牵引至设计位置；

步骤三，北岸侧的第一吊装块段G12+G11就位后，通过缆索吊及手拉葫芦实现北岸侧的第一吊装块段G12+G11的仰角及扭转角调位，通过与北岸侧的拱肋节段G13之间的拉缆实现水平角调位；调位完成后，安装拱肋临时匹配件；

步骤四，拱肋临时匹配件安装完成后，挂设扣索和背索并稍作张拉绷直，此时缆索吊持荷；

步骤五，扣索挂设完成，缆索吊卸荷，按设计顺序安装南岸侧的第一个吊装块段G18+G17；

步骤六，两道拱肋的南、北岸侧的第一吊装块段拼装完成后，安装临时横撑；

步骤七包括以下工序：

工序1、南岸侧的第一吊装块段G18+G17和北岸侧的第一吊装块段G12+G11悬臂拼接匹配完成后，根据设计及监控要求，对称地同步张拉扣索和背索；

工序2、扣索和背索张拉到位后，进行第一吊装块段与相邻的节段之间的焊接施工；

工序3、焊接完成后，拆除拱肋临时匹配件；

步骤八，重复上述步骤一至步骤七，拼装其余的吊装块段，直至拼装最后的合拢段，完成拱肋合龙，对称同步张拉扣索和背索并张拉临时系杆；

步骤九，拱肋合龙后，按设计顺序拆除扣索、背索、临时横撑和拱肋支架，施工完成；

所述吊杆施工流程包括以下步骤：

步骤一，将吊杆吊运到桥面；

步骤二，采用汽吊施工方法或卷扬机施工方法安装吊杆的拱端；

步骤三，安装吊杆的梁端，在吊杆的下端安装叉耳；

步骤四，张拉吊杆；安装张拉设备，先按顺序张拉吊杆，对称张拉到位，再拧紧调节螺套锁定螺钉接通电源及油路；

所述悬拼区主梁施工流程是针对北岸侧的主梁节段X12～X1和南岸侧的主梁节段X18～X1并以两个主梁节段为一个吊装块段，所述悬拼区主梁施工流程包括以下步骤：

步骤一，首先安装南岸侧主梁节段X18+X17，从南岸侧引桥运输至南岸侧的拱脚，垂直起吊，水平牵引至安装位置，采用单组缆索吊安装一侧纵梁，利用主梁临时匹配件与南岸侧的拱脚的纵梁衔接段固定；

步骤二，对应吊杆梁端挂设，初次张拉吊杆，再用另一组缆索吊安装另一侧纵梁，挂设吊杆，初步张拉；

步骤三，单个吊装块段的纵梁安装完成后，采用单组缆索吊的单个吊钩竖直起吊横梁，穿过拱肋和永久横撑，然后下放至桥面放平，再采用两组缆索吊横桥向起吊安装，与纵梁临时连接固定，缆索吊脱钩；

步骤四，纵梁、横梁节段之间焊缝施焊，二次张拉吊杆；

步骤五，当南岸侧的主梁安装至与北岸侧的主梁相同进度时，拆除北岸侧的主梁支架和南岸侧的主梁支架，再按照两岸向跨中的顺序对称安装，如此循环，直至合龙；进行全桥索力调整；

进行所述桥面板施工流程时，桥面板在工厂分块加工，主梁全部安装完成后，桥面板分块运至现场，利用缆索吊双钩吊装施工，安装顺序为纵桥向由南北两岸向跨中对称安装，横桥向由两边向中间安装，并且按相邻桥面板接缝错开的原则安装；

所述体系转换施工流程包括二次体系转换，第一次体系转换在拱肋悬拼时，拱脚的竖向荷载、不平衡水平荷载均由墩顶牛腿承担，通过墩顶牛腿传递给墩身，在拱肋合龙后，按设计顺序拆除扣索、背索、拱肋支架，此时不平衡水平力消除；第二次体系转换在主梁合龙后，按设计顺序拆除临时系杆，此时拱脚的水平推力由纵梁承担。

上述的下承式钢箱拱桥的施工方法，其中，进行所述支架区主梁施工流程时，每个主梁节段的纵梁和横梁下均设置4个调位点，每个调位点设置1个临时支座和2台10t千斤顶，即竖向1台10t千斤顶，横向1台10t千斤顶，进行竖向、纵向、横向调位。

上述的下承式钢箱拱桥的施工方法，其中，所述主梁临时匹配件和拱肋临时匹配件均包括8套抗拉件和8套抗剪件；安装拱肋临时匹配件时，先将吊装块段移动至已装拱肋前，留1-2cm净距，对孔时，先进行抗剪件匹配，待一个孔位对位完成后，插入冲子或抗剪螺栓，再通过微调进行其它孔位的匹配，待抗剪件匹配完成后，拧紧抗剪螺栓实现拱肋截面贴合，再进行抗拉件安装。

上述的下承式钢箱拱桥的施工方法，其中，进行所述悬拼区拱肋施工流程的步骤一时，所述缆索吊系统包括搭设在主跨两侧的扣塔、安装在扣塔上的索鞍、主承重索、起重索、牵引索、支索器、跑车、锚固系统。

上述的下承式钢箱拱桥的施工方法，其中，进行所述悬拼区拱肋施工流程的步骤六时，临时横撑的杆件采用双根φ630×8mm钢管，两端采用法兰连接；临时横撑安装时，通过缆索吊吊至安装位置，通过扣索微张拉或拱肋之间的手拉葫芦进行安装间距的调整，在一侧法兰对孔完成后，通过扣索调位进行另一侧法兰对孔，最终实现临时横撑的安装，在拱肋合龙后，临时横撑随扣索一同拆除。

上述的下承式钢箱拱桥的施工方法，其中，进行所述吊杆施工流程的步骤二时，所述汽吊施工方法为：用25吨汽吊把吊杆吊起置拱肋上端相应吊杆耳板处，再用葫芦调整吊杆叉耳的位置和方位，然后安装吊杆叉销，即完成吊杆的拱端安装,其余吊杆依次按此方法安装；

所述卷扬机施工方法为：用固定在桥面上的卷扬机的牵引钢丝绳沿着拱底平行线行走穿过下端锚固耳板旁边焊好导向点，再拉到拱底穿过上端导向点，再拉到桥面与安装在吊杆上的牵引头用卸扣连接好后，启动卷扬机，把吊杆的叉耳吊至拱肋端耳板附近，停止卷扬机，再用葫芦调整吊杆的叉耳的位置和方位，然后安装叉销，解除牵引钢丝绳与吊杆的锚头连接，则吊杆上端安装完成，其余吊杆依次按此方法安装。

本发明的下承式钢箱拱桥的施工方法，具有以下特点：

(1)通过合理有效地对主梁及拱肋进行节段划分，同时对主梁及拱肋施工工序进行分解，进而根据各节段施工的多个工作界面上优化组合主梁及拱肋施工工序和施工工艺，达到梁拱同步立体交叉施工作业，并连续推进主梁施工及拱肋拼接施工直至完毕；

(2)采用“先拱后梁”的顺序进行，拱肋和主梁均采用大节段预制吊装，使高空电焊工作量大大减少，节省了施工周期，并且成本低，能确保施工质量；最大程度减小了受到上游电站泄洪及雨季汛期洪水对河道中心处临时支墩等结构的安全隐患；

(3)仅仅需要在桥拱处搭建施工支架，不影响桥梁下方的通航，能够有效解决了封航困扰、支架搭设量较大等问题；

(4)施工过程中对连续梁、拱肋关键截面以及吊杆进行应力、线形监测，利用有限元软件时时调整控制，确保施工过程安全、成桥后线形符合设计要求。

附图说明

图1是本发明的施工方法所涉及的下承式钢箱拱桥的主桥的立面图；

图2是本发明的施工方法所涉及的下承式钢箱拱桥的主桥的平面图；

图3是本发明的施工方法对拱脚的分段的示意图；

图4是本发明的施工方法的主桥起始段施工完成后的结构示意图；

图5是本发明的施工方法中进行支架区主梁施工的步骤一时的状态图；

图6是本发明的施工方法中进行支架区主梁施工的步骤三时的状态图；

图7是本发明的施工方法中进行支架区拱肋施工时的状态图；

图8是本发明的施工方法中进行悬拼区拱肋施工时的状态图；

图9是本发明的施工方法中进行吊杆施工时的状态图；

图10是本发明的施工方法中进行悬拼区主梁施工时的状态图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

请参阅图1至图10，本发明的一种下承式钢箱拱桥的主桥的施工方法，下承式钢箱拱桥包括南岸引桥200、北岸引桥300和主桥100。主桥100包括拱肋1、吊杆3、主梁4和正交异形桥面板5；拱肋1有上下游两道，中间由7道永久横撑2连接，单道拱肋1分为37个节段，包括两端拱脚10；主梁4包括纵梁和横梁并沿桥面纵向分为37个节段；横梁包括两个端横梁40和若干一般横梁，两个端横梁40各自布置在北岸侧的拱脚处和南岸侧的拱脚处，一般横梁沿桥面纵向每隔3m设置一道；拱脚10分为端头段101、纵梁衔接段102、过渡段103和拱肋衔接段104(见图3)；端横梁分为十二个单元块，布置成四排三列；吊杆2在主桥100的主梁3两侧与两道拱肋1之间分别设置35根且沿桥纵向间距为6m；

本发明的施工方法采用“先拱后梁”的顺序进行并包括主桥起始段施工、支架区主梁施工流程、支架区拱肋施工流程、悬拼区拱肋施工流程、吊杆施工流程、悬拼区主梁施工流程、桥面板施工流程和体系转换施工流程。

主桥起始段施工流程是针对南、北岸侧的拱脚施工和两个端横梁的施工并包括以下步骤：

步骤一，先搭设北岸侧的主梁支架400和南岸侧的主梁支架400’；再采用履带吊500安装北岸侧的拱脚10的端头段101和纵梁衔接段102和南岸侧的拱脚的端头段101和纵梁衔接段102，采用临时支座和三向调位千斤顶精确定位；

步骤二，分块安装北岸侧的端横梁40和南岸侧的端横梁40，在端横梁的每个单元块的四角设置临时支座和三向调位千斤顶，用于端横梁精确调位；

步骤三，采用履带吊500安装北岸侧的拱脚的过渡段103和南岸侧的拱脚的过渡段103；

步骤四，安装支承胎架600，采用履带吊500安装北岸侧的拱脚的拱肋衔接段104和南岸侧的拱脚的拱肋衔接段104，完成起始段施工(见图4)；

支架区主梁施工流程是针对北岸侧的主梁节段X18～X13的施工并以两个主梁节段为一个吊装块段，支架区主梁施工流程包括以下步骤：

步骤一，采用履带吊在北岸侧的主梁支架400上安装北岸侧的主梁节段X18+X17，并与北岸侧的拱脚的纵梁衔接段102连接(见图5)；

步骤二，在已安装好的北岸侧的主梁节段X18+X17上铺设履带吊型钢轨道；

步骤三，安装扣塔700位置的两个主梁节段X14+X13，即在北岸侧的主梁支架400的纵梁上安装移位器401、调位千斤顶和临时支座，吊装两个主梁节段X14+X13的纵梁，利用后侧千斤顶顶推到位，再安装两个主梁节段X14+X13的横梁(见图6)；

步骤四，从北岸侧的引桥300吊装主梁节段X16+X15至设计位置，下放就位，精确调位后，与相邻的主梁节段X17和X14连接，先安装两侧纵梁，再安装横梁，然后铺设型钢轨道，完成支架区主梁的施工；

安装主梁节段X18～X13时，每个主梁节段的纵梁和横梁下均设置4个调位点，每个调位点设置1个临时支座和2台10t千斤顶，即竖向1台10t千斤顶，横向1台10t千斤顶，进行竖向、纵向、横向调位，精确调位后，连接相邻的主梁节段，完成支架区主梁的施工；

支架区拱肋施工流程是针对北岸侧的拱肋节段G18～G13的施工并以两个拱肋节段为一个吊装块段，支架区拱肋施工流程包括以下步骤：

步骤一，先在安装好的北岸侧的主梁上对应拱肋支架800的钢管立柱铺设两道2HW200×200型钢垫梁；

步骤二，采用履带吊500搭设拱肋支架800；

步骤三，采用履带吊500在拱肋支架800上依次安装北岸侧的拱肋节段G18～G13，每个吊装块段到位后，首先完成与相邻的拱肋节段的端头之间的拱肋临时匹配件的连接，完成精确匹配定位，再在吊装块段的底部与拱肋支架800之间塞紧垫块固定，吊车脱钩，然后进行焊接，最后安装两道拱肋之间的一道永久横撑2，该道永久横撑2的端头在工厂与对应的拱肋节段焊接为整体，现场利用履带吊500吊装永久横撑的中间节段，与永久横撑的端头临时匹配后固定，完成焊接施工；

拱肋临时匹配件均包括8套抗拉件和8套抗剪件；安装拱肋临时匹配件时，先将吊装块段移动至已装拱肋前，留1-2cm的净距，对孔时，先进行抗剪件匹配，待一个孔位对位完成后，插入冲子或抗剪螺栓，再通过微调进行其它孔位的匹配，待抗剪件匹配完成后，拧紧抗剪螺栓实现拱肋截面贴合，再进行抗拉件安装(见图7)；

悬拼区拱肋施工流程是针对北岸侧的拱肋节段G12～G1和南岸侧的拱肋节段G18～G1施工，悬拼区拱肋施工流程采用缆索吊并以两个拱肋节段为一个吊装块段，即北岸侧的拱肋节段G12+G11和南岸侧的拱肋节段G18+G17为对称吊装的第一吊装块段；北岸侧的拱肋节段G10+G9和南岸侧的拱肋节段G16+G15为对称吊装的第二吊装块段；北岸侧的拱肋节段G8+G7和南岸侧的拱肋节段G14+G13为对称吊装的第三吊装块段；北岸侧的拱肋节段G6+G5和南岸侧的拱肋节段G12+G11均为第四个吊装块段；北岸侧的拱肋节段G4+G3和南岸侧的拱肋节段G10+G9为对称吊装的第五吊装块段；北岸侧的拱肋节段G2+G1和南岸侧的拱肋节段G8+G7为对称吊装的第六吊装块段；南岸侧的拱肋节段G2+G3和南岸侧的拱肋节段G6+G5为对称吊装的第七吊装块段，南岸侧的拱肋节段G4为最后的合拢段；

悬拼区拱肋施工流程包括以下步骤：

步骤一，安装缆索吊系统70；缆索吊系统700包括搭设在主跨两侧的扣塔700、安装在扣塔700上的索鞍、主承重索、起重索、牵引索、支索器、跑车和锚固系统等；

步骤二，先挂设主梁的临时系杆41，并使临时系杆41呈松弛状态，再从南岸侧引桥200运输北岸侧的第一吊装块段G12+G11，垂直起吊，水平牵引至设计位置；

步骤三，北岸侧的第一吊装块段G12+G11就位后，通过缆索吊及手拉葫芦实现北岸侧的第一吊装块段G12+G11的仰角及扭转角调位，通过与北岸侧的拱肋节段G13之间的拉缆实现水平角调位；调位完成后，安装拱肋临时匹配件；

步骤四，拱肋临时匹配件安装完成后，挂设扣索和背索并稍作张拉绷直，此时缆索吊持荷；挂设扣索时，先根据张拉需求、垂度影响确定扣索钢绞线预留长量，扣索钢绞线下料完成后，先逐根完成塔端挂设，安装夹片；将另一端牵引至拱肋根部，穿入扣点锚块并安装挤压锚，整组牵引至扣挂位置，将锚块与扣点底座销接，完成扣索挂索；挂设背索时，先根据张拉需求、垂度影响确定背索钢绞线预留长量，背索钢绞线下料完成后，先逐根完成塔端挂设，安装夹片；将另一端临时放置于梁面，穿入锚块钢梁并安装挤压锚，整组牵引至锚碇位置，将锚块钢梁与锚碇钢锚梁销接，完成背索挂索；步骤五，扣索挂设完成，缆索吊卸荷，按设计顺序安装南岸侧的第一个吊装块段G18+G17；

步骤六，两道拱肋的南、北岸侧的第一吊装块段拼装完成后，为消除扣索横桥向水平分力的影响，在扣索张拉前，安装临时横撑(有永久横撑的节段则不需要临时横撑)；临时横撑的杆件采用双根φ630×8mm钢管，两端采用法兰连接；临时横撑安装时，通过缆索吊吊至安装位置，通过扣索微张拉或拱肋之间的手拉葫芦进行安装间距的调整，在一侧法兰对孔完成后，通过扣索调位进行另一侧法兰对孔，最终实现临时横撑的安装；

步骤七包括以下工序：

工序1、南岸侧的第一吊装块段G18+G17和北岸侧的第一吊装块段G12+G11悬臂拼接匹配完成后，根据设计及监控要求，对称地同步张拉扣索、背索；扣索和背索均在塔端张拉，张拉施工遵循“背索和扣索对称、两岸同步”的原则，单组背索/扣索采用一次张拉，张拉采用250t千斤顶；

工序2、扣索和背索张拉到位后，进行第一吊装块段与相邻的节段之间的焊接施工；焊接平台的挂设与拱肋临时匹配件施工同步进行，焊接平台在加工厂拼接成整体，现场借助缆索吊挂设，在焊接完成后，随拱肋临时匹配件一同拆除；

工序3、焊接完成后，拆除拱肋临时匹配件(见图8)；

步骤八，重复上述步骤一至步骤七，拼装其余的吊装块段，直至拼装最后的合拢段(南岸侧的拱肋节段G4)，完成拱肋合龙，对称同步张拉扣索和背索并张拉临时系杆；即拱肋节段悬拼匹配完成、扣索和背索挂索完成、临时横撑或永久横撑安装完成，根据监控指令进行扣索、背索和临时系杆41张拉施工；扣索和背索均在塔端张拉，张拉施工遵循“背索和扣索对称、两岸同步”的原则，单组背索/扣索采用一次张拉，张拉采用250t千斤顶；

步骤九，拱肋合龙后，按设计顺序拆除扣索、背索、临时横撑和拱肋支架，施工完成；

吊杆施工流程包括以下步骤：

步骤一，将吊杆吊运到桥面；

步骤二，采用汽吊施工方法或卷扬机施工方法安装吊杆的拱端；

汽吊施工方法为：用25吨汽吊把吊杆吊起置拱肋上端相应吊杆耳板处，再用葫芦调整吊杆叉耳的位置和方位，然后安装吊杆叉销，即完成吊杆的拱端安装,其余吊杆依次按此方法安装(见图9)；

卷扬机施工方法为：用固定在桥面上的卷扬机的牵引钢丝绳沿着拱底平行线行走穿过下端锚固耳板旁边焊好导向点，再拉到拱底穿过上端导向点，再拉到桥面与安装在吊杆上的牵引头用卸扣连接好后，启动卷扬机，把吊杆的叉耳吊至拱肋端耳板附近，停止卷扬机，再用葫芦调整吊杆的叉耳的位置和方位，然后安装叉销，解除牵引钢丝绳与吊杆的锚头连接，则吊杆上端安装完成，其余吊杆依次按此方法安装；

步骤三，安装吊杆的梁端，在吊杆的下端安装叉耳；

步骤四，张拉吊杆；安装张拉设备，先按顺序张拉吊杆，对称张拉到位，再拧紧调节螺套锁定螺钉接通电源及油路；

悬拼区主梁施工流程是针对北岸侧的主梁节段X12～X1和南岸侧的主梁节段X18～X1并以两个主梁节段为一个吊装块段，悬拼区主梁施工包括以下步骤：

步骤一，首先安装南岸侧主梁节段X18+X17，从南岸侧引桥运输至南岸侧的拱脚，垂直起吊，水平牵引至安装位置，采用单组缆索吊安装一侧纵梁，利用主梁临时匹配件与南岸侧的拱脚的纵梁衔接段固定；主梁临时匹配件包括8套抗拉件和8套抗剪件，安装方式与拱肋临时匹配件的安装方式相同；

步骤二，对应吊杆梁端挂设，初次张拉吊杆，再用另一组缆索吊安装另一侧纵梁，挂设吊杆的梁端，初步张拉；

步骤三，单个节段纵梁安装完成后，采用单组缆索吊的单个吊钩竖直起吊横梁，穿过拱肋和永久横撑，然后下放至桥面放平，再采用两组缆索吊横桥向起吊安装，与纵梁临时连接固定，缆索吊脱钩；

步骤四，纵梁、横梁节段之间焊缝施焊，二次张拉吊杆；

步骤五，当南岸侧的主梁安装至与北岸侧的主梁相同进度时，即南岸侧的主梁安装至主梁节段X13并张拉完成两岸对应梁端吊杆后，拆除北岸侧的主梁支架400和南岸侧的主梁支架400’，再按照两岸向跨中的顺序对称安装，如此循环，直至合龙；进行全桥索力调整(见图10)；

进行桥面板施工流程时，桥面板在工厂分块加工，主梁全部安装完成后，桥面板分块运至现场，利用缆索吊双钩吊装施工，安装顺序为纵桥向由南北两岸向跨中对称安装，横桥向由两边向中间安装，并且按相邻桥面板接缝错开的原则安装；

体系转换施工流程包括二次体系转换，第一次体系转换在拱肋悬拼时，拱脚GX的竖向荷载、不平衡水平荷载均由墩顶牛腿承担，通过墩顶牛腿传递给墩身，在拱肋合龙后，按设计顺序拆除扣索、背索、拱肋支架，此时不平衡水平力消除；第二次体系转换在主梁合龙后，按设计顺序拆除临时系杆，此时拱脚的水平推力由纵梁承担。

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。

Claims (6)

1.一种下承式钢箱拱桥的主桥的施工方法，所述主桥包括拱肋、吊杆、主梁和正交异形桥面板；所述拱肋有两道，中间由7道永久横撑连接，单道拱肋分为37个节段，包括两个拱脚；所述主梁包括纵梁和横梁并沿桥面纵向分为37个节段；所述横梁包括两个端横梁和若干一般横梁，两个端横梁各自布置在北岸侧的拱脚处和南岸侧的拱脚处，一般横梁沿桥面纵向每隔3m设置一道；所述拱脚分为端头段、纵梁衔接段、过渡段和拱肋衔接段；所述端横梁分为十二个单元块，布置成四排三列；所述吊杆在主桥的主梁两侧与两道拱肋之间分别设置35根且沿桥纵向间距为6m；

所述施工方法采用“先拱后梁”的顺序进行并包括主桥起始段施工、支架区主梁施工流程、支架区拱肋施工流程、悬拼区拱肋施工流程、吊杆施工流程、悬拼区主梁施工流程、桥面板施工流程和体系转换施工流程；其特征在于，

所述主桥起始段施工流程是针对南、北岸侧的拱脚施工和两个端横梁的施工并包括以下步骤：

步骤一，先搭设北岸侧的主梁支架和南岸侧的主梁支架；再采用履带吊安装北岸侧的拱脚的端头段和纵梁衔接段和南岸侧的拱脚的端头段和纵梁衔接段，采用临时支座和三向调位千斤顶精确定位；

步骤二，分块安装北岸侧的端横梁和南岸侧的端横梁，在端横梁的每个单元块的四角设置临时支座和三向调位千斤顶，用于端横梁精确调位；

步骤三，采用履带吊安装北岸侧的拱脚的过渡段和南岸侧的拱脚的过渡段；

步骤四，安装支承胎架，采用履带吊安装北岸侧的拱脚的拱肋衔接段和南岸侧的拱脚的拱肋衔接段，完成起始段施工；

所述支架区主梁施工流程是针对北岸侧的主梁节段X18～X13的施工并以两个主梁节段为一个吊装块段，所述支架区主梁施工流程包括以下步骤：

步骤一，采用履带吊在北岸侧的主梁支架上安装北岸侧的主梁节段X18+X17，并与北岸侧的拱脚的纵梁衔接段连接；

步骤二，在已安装好的北岸侧的主梁节段X18+X17上铺设履带吊型钢轨道；

步骤三，安装扣塔位置的两个主梁节段X14+X13，即在北岸侧的主梁支架的纵梁上安装移位器、调位千斤顶和临时支座，吊装两个主梁节段X14+X13的纵梁，利用后侧千斤顶顶推到位，再安装两个主梁节段X14+X13的横梁；

步骤四，从北岸侧的引桥吊装主梁节段X16+X15至设计位置，下放就位，精确调位后，与相邻的主梁节段X17和X14连接，先安装两侧纵梁，再安装横梁，然后铺设型钢轨道，完成支架区主梁的施工；

所述支架区拱肋施工流程是针对北岸侧的拱肋节段G18～G13的施工并以两个拱肋节段为一个吊装块段，所述支架区拱肋施工流程包括以下步骤：

步骤一，先在安装好的北岸侧的主梁上对应拱肋支架的钢管立柱铺设两道型钢垫梁；

步骤二，采用履带吊搭设拱肋支架；

步骤三，采用履带吊在拱肋支架上依次安装北岸侧的拱肋节段G18～G13，每个吊装块段吊装到位后，首先完成与相邻的拱肋节段的端头之间的拱肋临时匹配件的连接，完成精确匹配定位，再在吊装块段的底部与拱肋支架之间塞紧垫块固定，吊车脱钩，然后进行焊接，最后安装两道拱肋之间的一道永久横撑，该道永久横撑的端头在工厂与对应的拱肋节段焊接为整体，现场利用履带吊吊装永久横撑的中间节段，与永久横撑的端头临时匹配后固定，完成焊接施工；

所述悬拼区拱肋施工流程是针对北岸侧的拱肋节段G12～G1和南岸侧的拱肋节段G18～G1施工，所述悬拼区拱肋施工流程采用缆索吊并以两个拱肋节段为一个吊装块段，即北岸侧的拱肋节段G12+G11和南岸侧的拱肋节段G18+G17为对称吊装的第一吊装块段；北岸侧的拱肋节段G10+G9和南岸侧的拱肋节段G16+G15为对称吊装的第二吊装块段；北岸侧的拱肋节段G8+G7和南岸侧的拱肋节段G14+G13为对称吊装的第三吊装块段；北岸侧的拱肋节段G6+G5和南岸侧的拱肋节段G12+G11均为第四个吊装块段；北岸侧的拱肋节段G4+G3和南岸侧的拱肋节段G10+G9为对称吊装的第五吊装块段；北岸侧的拱肋节段G2+G1和南岸侧的拱肋节段G8+G7为对称吊装的第六吊装块段；南岸侧的拱肋节段G2+G3和南岸侧的拱肋节段G6+G5为对称吊装的第七吊装块段，南岸侧的拱肋节段G4为最后的合拢段；

所述悬拼区拱肋施工流程包括以下步骤：

步骤一，安装缆索吊系统；

步骤二，先挂设主梁的临时系杆，并使临时系杆呈松弛状态，再从南岸侧引桥运输北岸侧的第一吊装块段G12+G11，垂直起吊，水平牵引至设计位置；

步骤三，北岸侧的第一吊装块段G12+G11就位后，通过缆索吊及手拉葫芦实现北岸侧的第一吊装块段G12+G11的仰角及扭转角调位，通过与北岸侧的拱肋节段G13之间的拉缆实现水平角调位；调位完成后，安装拱肋临时匹配件；

步骤四，拱肋临时匹配件安装完成后，挂设扣索和背索并稍作张拉绷直，此时缆索吊持荷；

步骤五，扣索挂设完成，缆索吊卸荷，按设计顺序安装南岸侧的第一个吊装块段G18+G17；

步骤六，两道拱肋的南、北岸侧的第一吊装块段拼装完成后，安装临时横撑；

步骤七包括以下工序：

工序1、南岸侧的第一吊装块段G18+G17和北岸侧的第一吊装块段G12+G11悬臂拼接匹配完成后，根据设计及监控要求，对称地同步张拉扣索和背索；

工序2、扣索和背索张拉到位后，进行第一吊装块段与相邻的节段之间的焊接施工；

工序3、焊接完成后，拆除拱肋临时匹配件；

步骤八，重复上述步骤一至步骤七，拼装其余的吊装块段，直至拼装最后的合拢段，完成拱肋合龙，对称同步张拉扣索和背索并张拉临时系杆；

步骤九，拱肋合龙后，按设计顺序拆除扣索、背索、临时横撑和拱肋支架，施工完成；

所述吊杆施工流程包括以下步骤：

步骤一，将吊杆吊运到桥面；

步骤二，采用汽吊施工方法或卷扬机施工方法安装吊杆的拱端；

步骤三，安装吊杆的梁端，在吊杆的下端安装叉耳；

步骤四，张拉吊杆；安装张拉设备，先按顺序张拉吊杆，对称张拉到位，再拧紧调节螺套锁定螺钉接通电源及油路；

所述悬拼区主梁施工流程是针对北岸侧的主梁节段X12～X1和南岸侧的主梁节段X18～X1并以两个主梁节段为一个吊装块段，所述悬拼区主梁施工流程包括以下步骤：

步骤一，首先安装南岸侧主梁节段X18+X17，从南岸侧引桥运输至南岸侧的拱脚，垂直起吊，水平牵引至安装位置，采用单组缆索吊安装一侧纵梁，利用主梁临时匹配件与南岸侧的拱脚的纵梁衔接段固定；

步骤二，对应吊杆梁端挂设，初次张拉吊杆，再用另一组缆索吊安装另一侧纵梁，挂设吊杆，初步张拉；

步骤三，单个吊装块段的纵梁安装完成后，采用单组缆索吊的单个吊钩竖直起吊横梁，穿过拱肋和永久横撑，然后下放至桥面放平，再采用两组缆索吊横桥向起吊安装，与纵梁临时连接固定，缆索吊脱钩；

步骤四，纵梁、横梁节段之间焊缝施焊，二次张拉吊杆；

步骤五，当南岸侧的主梁安装至与北岸侧的主梁相同进度时，拆除北岸侧的主梁支架和南岸侧的主梁支架，再按照两岸向跨中的顺序对称安装，如此循环，直至合龙；进行全桥索力调整；

进行所述桥面板施工流程时，桥面板在工厂分块加工，主梁全部安装完成后，桥面板分块运至现场，利用缆索吊双钩吊装施工，安装顺序为纵桥向由南北两岸向跨中对称安装，横桥向由两边向中间安装，并且按相邻桥面板接缝错开的原则安装；

所述体系转换施工流程包括二次体系转换，第一次体系转换在拱肋悬拼时，拱脚的竖向荷载、不平衡水平荷载均由墩顶牛腿承担，通过墩顶牛腿传递给墩身，在拱肋合龙后，按设计顺序拆除扣索、背索、拱肋支架，此时不平衡水平力消除；第二次体系转换在主梁合龙后，按设计顺序拆除临时系杆，此时拱脚的水平推力由纵梁承担。

2.根据权利要求1所述的下承式钢箱拱桥的施工方法，其特征在于，进行所述支架区主梁施工流程时，每个主梁节段的纵梁和横梁下均设置4个调位点，每个调位点设置1个临时支座和2台10t千斤顶，即竖向1台10t千斤顶，横向1台10t千斤顶，进行竖向、纵向、横向调位。

3.根据权利要求1所述的下承式钢箱拱桥的施工方法，其特征在于，所述主梁临时匹配件和拱肋临时匹配件均包括8套抗拉件和8套抗剪件；安装拱肋临时匹配件时，先将吊装块段移动至已装拱肋前，留1-2cm净距，对孔时，先进行抗剪件匹配，待一个孔位对位完成后，插入冲子或抗剪螺栓，再通过微调进行其它孔位的匹配，待抗剪件匹配完成后，拧紧抗剪螺栓实现拱肋截面贴合，再进行抗拉件安装。

4.根据权利要求1所述的下承式钢箱拱桥的施工方法，其特征在于，进行所述悬拼区拱肋施工流程的步骤一时，所述缆索吊系统包括搭设在主跨两侧的扣塔、安装在扣塔上的索鞍、主承重索、起重索、牵引索、支索器、跑车、锚固系统。

5.根据权利要求1所述的下承式钢箱拱桥的施工方法，其特征在于，进行所述悬拼区拱肋施工流程的步骤六时，临时横撑的杆件采用双根φ630×8mm钢管，两端采用法兰连接；临时横撑安装时，通过缆索吊吊至安装位置，通过扣索微张拉或拱肋之间的手拉葫芦进行安装间距的调整，在一侧法兰对孔完成后，通过扣索调位进行另一侧法兰对孔，最终实现临时横撑的安装，在拱肋合龙后，临时横撑随扣索一同拆除。

6.根据权利要求1所述的下承式钢箱拱桥的施工方法，其特征在于，进行所述吊杆施工流程的步骤二时，所述汽吊施工方法为：用25吨汽吊把吊杆吊起置拱肋上端相应吊杆耳板处，再用葫芦调整吊杆叉耳的位置和方位，然后安装吊杆叉销，即完成吊杆的拱端安装,其余吊杆依次按此方法安装；

所述卷扬机施工方法为：用固定在桥面上的卷扬机的牵引钢丝绳沿着拱底平行线行走穿过下端锚固耳板旁边焊好导向点，再拉到拱底穿过上端导向点，再拉到桥面与安装在吊杆上的牵引头用卸扣连接好后，启动卷扬机，把吊杆的叉耳吊至拱肋端耳板附近，停止卷扬机，再用葫芦调整吊杆的叉耳的位置和方位，然后安装叉销，解除牵引钢丝绳与吊杆的锚头连接，则吊杆上端安装完成，其余吊杆依次按此方法安装。