CN109505265B - 一种中承式钢管拱钢梁及吊杆的安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种中承式钢管拱钢梁及吊杆的安装方法，在两侧拱圈的内侧之间设置二次吊装平台，首先将所吊钢梁起吊并从该两侧拱圈之间的间隙下放钢梁节段至二次吊装平台上的托架上，再从两拱圈的外侧起吊托架，将钢梁带至钢梁的安装位置进行安装，充分利用现有的机械，不必重新规划从河中租用船只吊装；吊杆与前后节钢梁的连接同步进行，大大减少了人员及机械的投入，加快了施工进度，大大缩短了工期。

Description

一种中承式钢管拱钢梁及吊杆的安装方法

技术领域

本发明涉及一种中承式钢管拱钢梁及吊杆的安装方法。

背景技术

现需要在中承式钢管拱上安装钢梁，拱圈内部部分通过吊杆传力，拱圈外部部分通过支墩传力。

在现有的技术条件下钢梁安装的常用方法有自行式吊机整孔架设法，门架吊机整孔架设法，支架架设法，缆索吊机架设法，悬臂拼装架设法，拖拉架设法。基于以上几种方法在跨越山川河谷时只有缆索吊机架设法可以选用。传统缆索吊装进行跨中吊装时需要将钢梁利用浮船从河中起吊到达指定地点。

缆索吊机架设法存在以下缺点：

1、钢梁拼装场在河岸一侧，加工成型后大型施工机械难以转运至河中。

2、河谷中租用船只并在船上进行拼装代价高，不经济。

3、钢梁安装后进行每根吊杆的张拉调整索力，工期长。

4、高空作业定位钢梁操作平台重复搭设，投入加大。

发明内容

本发明提供了一种中承式钢管拱钢梁及吊杆的安装方法，其克服了背景技术中所述的现有技术的不足。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案之一是：

一种中承式钢管拱钢梁的安装方法，钢管拱包括分居两侧的两拱圈，拱圈的两端分别驻扎在两岸；钢梁的安装步骤包括：

步骤11，在两侧拱圈的内侧之间设置二次吊装平台，将最靠近岸边的第1榀钢梁起吊并从该两侧拱圈之间的间隙下放第1榀钢梁至二次吊装平台上的托架上；

步骤12，从两拱圈的外侧起吊托架，将第1榀钢梁带至安装位置进行安装，第1榀钢梁的尾部安装在钢支墩上，第1榀钢梁支座安装在垫石上，获取第1榀钢梁梁面上的坐标控制点的三维空间坐标并精确对位；

步骤13，锁定第1榀钢梁支座，确保第1榀钢梁锁定后不会移动；令N＝1；

步骤14，N＝N+1，将托架吊回二次吊装平台上；

步骤15，将第N榀钢梁起吊并从该两侧拱圈之间的间隙下放第N榀钢梁节段至二次吊装平台上的托加上；

步骤16，从两拱圈的外侧起吊托架，将第N榀钢梁带至安装位置进行安装，第N榀钢梁采用螺栓与前一榀安装好的钢梁进行连接，获取第N榀钢梁梁面上的坐标控制点的三维空间坐标并精确对位；本步骤中，钢梁节段间的螺栓连接完成初拧和终拧；

多次循环重复步骤14-16直至完成所有钢梁的安装；所述步骤11-16中钢梁的安装为两岸对称安装直至合龙。

一实施例之中：所述第一榀钢梁、第N榀钢梁的起吊通过缆索吊具起吊。

一实施例之中：所述步骤16中，相邻钢梁之间的螺栓通过架设在托架两侧的螺栓施拧平台安装，该螺栓施拧平台随托架一同移动。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案之二是：

一种中承式钢管拱钢梁及吊杆的安装方法，包括以下安装步骤：

步骤21，在两侧拱圈的内侧之间设置二次吊装平台，将最靠近岸边的第1榀钢梁上放置有吊杆且吊杆的下锚点与第1榀钢梁锚固，将第1榀钢梁和吊杆起吊并从该两侧拱圈之间的间隙下放第1榀钢梁节段至二次吊装平台上的托架上；

步骤22，从两拱圈的外侧起吊托架，将第1榀钢梁带至安装位置进行安装，第1榀钢梁的尾部安装在钢支墩上，第1榀钢梁支座安装在垫石上，获取第1榀钢梁梁面上的坐标控制点的三维空间坐标并精确对位；

步骤23，锁定第1榀钢梁支座，确保第1榀钢梁锁定后不会移动；

步骤24，将吊杆的上锚点与拱圈上的锚点锁固，并将吊杆预待紧；令N＝1；

步骤25，N＝N+1；将托架吊回二次吊装平台上；

步骤26，第N榀钢梁上放置有吊杆且吊杆的下锚点与第N榀钢梁锚固，将第N榀钢梁与吊杆起吊并从该两侧拱圈之间的间隙下放第N榀钢梁节段至二次吊装平台上的托架上；

步骤27，从两拱圈的外侧起吊托架，将第N榀钢梁带至安装位置进行安装，第N榀钢梁采用螺栓与前一阶段的钢梁进行连接，获取第N榀钢梁梁面上的坐标控制点的三维空间坐标并精确对位；本步骤中，钢梁节段间的螺栓连接完成初拧和终拧；

步骤28，将吊杆的上锚点与拱圈上的锚点锁固，并将吊杆预待紧；

多次循环重复步骤25-28直至合龙前；所述步骤25-28中钢梁的安装为两岸对称安装。

步骤29，根据线型要求及通过第一榀钢梁、第N榀钢梁的坐标控制点的指导，调整吊杆的索力；

步骤30，精确测量钢梁的合龙端宽度，安装合龙段钢梁；

步骤31，锁定就位的钢梁合龙段，施打螺栓孔，拧紧螺栓。

一实施例之中：所述第1榀钢梁上设有四个坐标控制点，包括两侧垫石中心里程上主梁中心点、两侧吊杆里程上主梁中心点。

一实施例之中：所述第N榀钢梁上设有两个坐标控制点，包括两侧吊杆里程上主梁中心点。

一实施例之中：所述步骤29中，将第一榀钢梁、第N榀钢梁的坐标控制点的三维空间坐标换算成相对坐标系下的控制点坐标及高程，并通过各坐标控制点的相对坐标系下的控制点坐标及高程来指导调整吊杆的索力；该相对坐标系的建立过程为：在CAD中标定出3个点的三维空间坐标：小里程拱肋起拱点A点、大里程拱肋起拱点B点及小里程拱肋起拱点里程垂直线上左侧1m的点C点，A、B、C三点的高程相同，以及2个已知控制点的三维空间坐标；然后建立以小里程拱肋起拱点里程中心点为(0，0，0)坐标，线路中心线前进方向为x轴正方向，垂直于中心线左侧方向为y轴正方向的局部坐标系；然后捕捉2个已知控制点坐标作为相对控制点，用以对全站仪后视；在此局部坐标系下确定钢梁坐标控制点的相对坐标。

一实施例之中：所述步骤24和步骤28中，所述吊杆上锚点在与拱圈上的锚点锁固时，预留1-2cm的预拱度，以使后一节的钢梁在架设后吊杆能下沉。

一实施例之中：所述第一榀钢梁、第N榀钢梁的起吊通过缆索吊具起吊。

一实施例之中：所述步骤27中，相邻钢梁之间的螺栓通过架设在托架两侧的螺栓施拧平台安装，该螺栓施拧平台随托架一同移动。

本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：

1、在两侧拱圈的内侧之间设置二次吊装平台，首先将所吊钢梁起吊并从该两侧拱圈之间的间隙下放钢梁节段至二次吊装平台上的托架上，再从两拱圈的外侧起吊托架，将钢梁带至钢梁的安装位置进行安装。充分利用现有的机械，不必重新规划从河中租用船只吊装。

2、在每榀钢梁安装过程中对吊杆不进行张拉操作，只进行预待紧(即未进行完全拉紧)，而在合龙前根据线型要求再调整前端吊杆的受力。大大减少了人员及机械的投入，缩短了工期。

3、吊杆、钢梁的安装同步进行(具体是吊杆与前后节钢梁的连接同步进行)，加快了施工进度，大大缩短了工期。

4、前后两榀钢梁在螺栓安装过程中完成螺栓初拧后，立即进行螺栓终拧，减少了机具的二次搬运。

5、螺栓施拧平台利用架设的托架作为施工平台，减少了高空作业的风险，同时减少了搭建施工平台的繁杂工序，更是减少了材料的浪费，较少投入，赢来更大的效益。

6、将钢梁上的各坐标控制点的三维空间坐标转换为相对于桥轴线的相对坐标，更利于对桥梁偏位及出线进行控制与调整。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为全桥示意图。

图2为全桥的横截面示意图。

图3为二次吊装平台的安装位置示意图之一。

图4为二次吊装平台的安装位置示意图之二。

附图中：L4、L4’为第1榀钢梁，L5-L11、L5’-L10’为第N榀钢梁，1为拱圈，10为二次吊装平台，D1-D8、D1’-D7’为吊杆。

具体实施方式

实施例一，请查阅图1至图4，本实施例仅进行钢梁的安装：

一种中承式钢管拱钢梁的安装方法，钢管拱包括分居两侧的两拱圈，拱圈的两端分别驻扎在两岸；钢梁的安装步骤包括：

步骤11，在两侧拱圈的内侧之间设置二次吊装平台，将最靠近岸边的第1榀钢梁起吊并从该两侧拱圈之间的间隙下放第1榀钢梁至二次吊装平台上的托架上；

步骤12，从两拱圈的外侧起吊托架，将第1榀钢梁带至安装位置进行安装，第1榀钢梁的尾部安装在钢支墩上，第1榀钢梁支座安装在垫石上，获取第1榀钢梁梁面上的坐标控制点的三维空间坐标并精确对位；

步骤13，锁定第1榀钢梁支座，确保第1榀钢梁锁定后不会移动；令N＝1；

步骤14，N＝N+1，将托架吊回二次吊装平台上；

步骤15，将第N榀钢梁起吊并从该两侧拱圈之间的间隙下放第N榀钢梁节段至二次吊装平台上的托架上；

步骤16，从两拱圈的外侧起吊托架，将第N榀钢梁带至安装位置进行安装，第N榀钢梁采用螺栓与前一榀安装好的钢梁进行连接，获取第N榀钢梁梁面上的坐标控制点的三维空间坐标并精确对位；本步骤中，钢梁节段间的螺栓连接完成初拧和终拧；相邻钢梁之间的螺栓通过架设在托架两侧的螺栓施拧平台安装，该螺栓施拧平台随托架一同移动；

多次循环重复步骤14-16直至完成所有钢梁的安装；所述步骤11-16中钢梁的安装为两岸对称安装直至合龙。

所述第一榀钢梁、第N榀钢梁的起吊通过缆索吊具起吊，钢梁可通过两组缆索吊进行四点抬吊。

本实施例中，上述钢梁安装步骤之前，还需进行如下操作步骤：(1)缆索吊内移至两拱圈之间，两岸对称安装拱肋内部钢梁架设用的支墩，确定好支墩的垫石标高，做到定位准确无误，且梁面水平；(2)钢梁在大拼场胎架上进行组拼，并准确标定坐标控制点位置，然后通过钢尺量距确保两坐标控制点间距同设计点位间距相同；(3)利用场地内的龙门吊将钢梁节段放置到横移平车上，横移平车利用电动机传动系统在两道轨道上移动，并通过横移钢轨跨越纵向龙门的轨道后将拱肋运送至缆索吊具下。

实施例二，请查阅图1至图4，本实施例将钢梁和吊杆同时安装：

一种中承式钢管拱钢梁及吊杆的安装方法，包括以下安装步骤：

步骤21，在两侧拱圈的内侧之间设置二次吊装平台，将最靠近岸边的第1榀钢梁上放置有吊杆且吊杆的下锚点与第1榀钢梁锚固，将第1榀钢梁和吊杆起吊并从该两侧拱圈之间的间隙下放第1榀钢梁节段至二次吊装平台上的托架上；

步骤22，从两拱圈的外侧起吊托架，将第1榀钢梁带至安装位置进行安装，第1榀钢梁的尾部安装在钢支墩上，第1榀钢梁支座安装在垫石上，获取第1榀钢梁梁面上的坐标控制点的三维空间坐标并精确对位；

步骤23，锁定第1榀钢梁支座(该锁定为临时锁定)，确保第1榀钢梁锁定后不会移动；

步骤24，将吊杆的上锚点与拱圈上的锚点锁固，并将吊杆预待紧；令N＝1；所述吊杆上锚点在与拱圈上的锚点锁固时，预留1-2cm的预拱度，以使后一节的钢梁在架设后吊杆能下沉，使后一节钢梁能够顺利安装；吊杆上锚点的安装可利用倒链等工具将吊杆头部拉到拱上锚点位置，为了方便进入，在吊杆端部安装一个类似于蘑菇头的减阻器，安装就位后将吊杆利用倒链拉到设置位置后锁死(不进行张拉操作)；

步骤25，N＝N+1；将托架吊回二次吊装平台上；

步骤26，第N榀钢梁上放置有吊杆且吊杆的下锚点与第N榀钢梁锚固，将第N榀钢梁与吊杆起吊并从该两侧拱圈之间的间隙下放第N榀钢梁节段至二次吊装平台上的托架上；

步骤27，从两拱圈的外侧起吊托架，将第N榀钢梁带至安装位置进行安装，第N榀钢梁采用螺栓与前一阶段的钢梁进行连接，获取第N榀钢梁梁面上的坐标控制点的三维空间坐标并精确对位；本步骤中，钢梁节段间的螺栓连接完成初拧和终拧；相邻钢梁之间的螺栓通过架设在托架两侧的螺栓施拧平台安装，该螺栓施拧平台随托架一同移动；

步骤28，将吊杆的上锚点与拱圈上的锚点锁固，并将吊杆预待紧，所述吊杆上锚点在与拱圈上的锚点锁固时，预留1-2cm的预拱度，以使后一节的钢梁在架设后吊杆能下沉，保证后一节的钢梁能顺利安装；吊杆上锚点的安装同步骤24，为了加快吊杆上锚点的安装可通过在钢梁上放置多台卷扬机进行辅助操作，以使吊杆上锚点尽快穿过拱圈上的锚点并进行锁固；

多次循环重复步骤25-28直至合龙前；所述步骤25-28中钢梁的安装为两岸对称安装。

步骤29，根据线型要求及通过第一榀钢梁、第N榀钢梁的坐标控制点的指导，调整吊杆的索力；在调整过程中，由于吊杆相对梁面呈外八字，钢梁两侧受力不同会引起梁面左右偏位偏差及高程偏差，当出现偏差时，将第1榀钢梁解除临时锁定后，利用倒链将钢梁往相反方向拉，使钢梁偏位回归中心；由于螺栓连接的可调节性差，可调范围极小，因此在安装过程中，应首要保证钢梁的螺栓能够穿入上个节段的螺栓孔中，再通过钢梁的坐标控制点，来指导吊杆的拉紧程度。

步骤30，精确测量钢梁的合龙端宽度，安装合龙段钢梁；

步骤31，锁定就位的钢梁合龙段，施打螺栓孔，拧紧螺栓。

所述第一榀钢梁、第N榀钢梁的起吊通过缆索吊具起吊，钢梁可通过两组缆索吊进行四点抬吊。

所述第1榀钢梁上设有四个坐标控制点，包括两侧垫石中心里程上主梁中心点、两侧吊杆里程上主梁中心点。所述第N榀钢梁上设有两个坐标控制点，包括两侧吊杆里程上主梁中心点。

优选地，所述步骤29中，将第一榀钢梁、第N榀钢梁的坐标控制点的三维空间坐标换算成相对坐标系下的控制点坐标及高程，并通过各坐标控制点的相对坐标系下的控制点坐标及高程来指导调整吊杆的索力；该相对坐标系的建立过程为：在CAD中标定出3个点的三维空间坐标：小里程拱肋起拱点A点、大里程拱肋起拱点B点及小里程拱肋起拱点里程垂直线上左侧1m的点C点，A、B、C三点的高程相同，以及2个已知控制点的三维空间坐标；然后建立以小里程拱肋起拱点里程中心点为(0，0，0)坐标，线路中心线前进方向为x轴正方向，垂直于中心线左侧方向为y轴正方向的局部坐标系；然后捕捉2个已知控制点坐标作为相对控制点，用以对全站仪后视；在此局部坐标系下确定钢梁坐标控制点的相对坐标。

在步骤29之前，由于吊杆在安装过程中未进行张拉操作，钢梁的安装可能会出现两种情况：①钢梁位置比设计高度偏高不大时，及时调整正在安装的吊杆，使其松紧度合适(可预留1-2cm的预拱度)，以便安装下节钢梁时将前部已经安装的吊杆压下。②钢梁位置高度比设计高度偏低不大时，则可利用倒链和卷扬机将吊杆拉紧。若仍有较大高度偏差时，可在过程中及时分析吊杆受力情况，利用索力仪测量吊杆索力，安装张拉千斤顶对吊杆进行索力调整，最后将千斤顶安装在合龙段前，调整吊杆合龙预拱度及高程，保证精确合龙。

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (10)

1.一种中承式钢管拱钢梁的安装方法，钢管拱包括分居两侧的两拱圈，拱圈的两端分别驻扎在两岸；其特征在于：钢梁的安装步骤包括：

步骤11，在两侧拱圈的内侧之间设置二次吊装平台，将最靠近岸边的第1榀钢梁起吊并从该两侧拱圈之间的间隙下放第1榀钢梁至二次吊装平台上的托架上；

步骤12，从两拱圈的外侧起吊托架，将第1榀钢梁带至安装位置进行安装，第1榀钢梁的尾部安装在钢支墩上，第1榀钢梁支座安装在垫石上，获取第1榀钢梁梁面上的坐标控制点的三维空间坐标并精确对位；

步骤13，锁定第1榀钢梁支座，确保第1榀钢梁锁定后不会移动；令N＝1；

步骤14，N＝N+1，将托架吊回二次吊装平台上；

步骤15，将第N榀钢梁起吊并从该两侧拱圈之间的间隙下放第N榀钢梁节段至二次吊装平台上的托加上；

步骤16，从两拱圈的外侧起吊托架，将第N榀钢梁带至安装位置进行安装，第N榀钢梁采用螺栓与前一榀安装好的钢梁进行连接，获取第N榀钢梁梁面上的坐标控制点的三维空间坐标并精确对位；本步骤中，钢梁节段间的螺栓连接完成初拧和终拧；

多次循环重复步骤14-16直至完成所有钢梁的安装；所述步骤11-16中钢梁的安装为两岸对称安装直至合龙。

2.根据权利要求1所述的一种中承式钢管拱钢梁的安装方法，其特征在于：所述第一榀钢梁、第N榀钢梁的起吊通过缆索吊具起吊。

3.根据权利要求1所述的一种中承式钢管拱钢梁的安装方法，其特征在于：所述步骤16中，相邻钢梁之间的螺栓通过架设在托架两侧的螺栓施拧平台安装，该螺栓施拧平台随托架一同移动。

4.一种中承式钢管拱钢梁及吊杆的安装方法，其特征在于：包括以下安装步骤：

步骤21，在两侧拱圈的内侧之间设置二次吊装平台，将最靠近岸边的第1榀钢梁上放置有吊杆且吊杆的下锚点与第1榀钢梁锚固，将第1榀钢梁和吊杆起吊并从该两侧拱圈之间的间隙下放第1榀钢梁节段至二次吊装平台上的托架上；

步骤22，从两拱圈的外侧起吊托架，将第1榀钢梁带至安装位置进行安装，第1榀钢梁的尾部安装在钢支墩上，第1榀钢梁支座安装在垫石上，获取第1榀钢梁梁面上的坐标控制点的三维空间坐标并精确对位；

步骤23，锁定第1榀钢梁支座，确保第1榀钢梁锁定后不会移动；

步骤24，将吊杆的上锚点与拱圈上的锚点锁固，并将吊杆预待紧；令N＝1；

步骤25，N＝N+1；将托架吊回二次吊装平台上；

步骤26，第N榀钢梁上放置有吊杆且吊杆的下锚点与第N榀钢梁锚固，将第N榀钢梁与吊杆起吊并从该两侧拱圈之间的间隙下放第N榀钢梁节段至二次吊装平台上的托架上；

步骤27，从两拱圈的外侧起吊托架，将第N榀钢梁带至安装位置进行安装，第N榀钢梁采用螺栓与前一阶段的钢梁进行连接，获取第N榀钢梁梁面上的坐标控制点的三维空间坐标并精确对位；本步骤中，钢梁节段间的螺栓连接完成初拧和终拧；

步骤28，将吊杆的上锚点与拱圈上的锚点锁固，并将吊杆预待紧；

多次循环重复步骤25-28直至合龙前；所述步骤25-28中钢梁的安装为两岸对称安装；

步骤29，根据线型要求及通过第一榀钢梁、第N榀钢梁的坐标控制点的指导，调整吊杆的索力；

步骤30，精确测量钢梁的合龙端宽度，安装合龙段钢梁；

步骤31，锁定就位的钢梁合龙段，施打螺栓孔，拧紧螺栓。

5.根据权利要求4所述的一种中承式钢管拱钢梁及吊杆的安装方法，其特征在于：所述第1榀钢梁上设有四个坐标控制点，包括两侧垫石中心里程上主梁中心点、两侧吊杆里程上主梁中心点。

6.根据权利要求4所述的一种中承式钢管拱钢梁及吊杆的安装方法，其特征在于：所述第N榀钢梁上设有两个坐标控制点，包括两侧吊杆里程上主梁中心点。

7.根据权利要求5或6所述的一种中承式钢管拱钢梁及吊杆的安装方法，其特征在于：所述步骤29中，将第一榀钢梁、第N榀钢梁的坐标控制点的三维空间坐标换算成相对坐标系下的控制点坐标及高程，并通过各坐标控制点的相对坐标系下的控制点坐标及高程来指导调整吊杆的索力；该相对坐标系的建立过程为：在CAD中标定出3个点的三维空间坐标：小里程拱肋起拱点A点、大里程拱肋起拱点B点及小里程拱肋起拱点里程垂直线上左侧1m的点C点，A、B、C三点的高程相同，以及2个已知控制点的三维空间坐标；然后建立以小里程拱肋起拱点里程中心点为(0，0，0)坐标，线路中心线前进方向为x轴正方向，垂直于中心线左侧方向为y轴正方向的局部坐标系；然后捕捉2个已知控制点坐标作为相对控制点，用以对全站仪后视；在此局部坐标系下确定钢梁坐标控制点的相对坐标。

8.根据权利要求4所述的一种中承式钢管拱钢梁及吊杆的安装方法，其特征在于：所述步骤24和步骤28中，所述吊杆上锚点在与拱圈上的锚点锁固时，预留1-2cm的预拱度，以使后一节的钢梁在架设后吊杆能下沉。

9.根据权利要求4所述的一种中承式钢管拱钢梁及吊杆的安装方法，其特征在于：所述第一榀钢梁、第N榀钢梁的起吊通过缆索吊具起吊。

10.根据权利要求4所述的一种中承式钢管拱钢梁及吊杆的安装方法，其特征在于：所述步骤27中，相邻钢梁之间的螺栓通过架设在托架两侧的螺栓施拧平台安装，该螺栓施拧平台随托架一同移动。

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