CN109958065A - 一种桥梁钢箱梁分段吊装高空合拢的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种桥梁钢箱梁分段吊装高空合拢的施工方法，包括以下步骤：（1）搭建桥梁钢箱梁分段吊装高空合拢用支撑单元；（2）搭建好的支撑单元用汽车吊吊装到两段待安装钢箱梁合拢缝的下方位置并固定，然后依次吊装两段待安装钢箱梁；（3）在两段待安装钢箱梁合拢缝左右两侧的压顶梁上各放置一台千斤顶，当两段待安装钢箱梁合拢缝高度不平时，通过调节千斤顶使合拢缝对齐；（4）调整两段钢箱梁焊接间距，调整到位后，在两钢箱梁之间设置辅助单元，由辅助单元将两钢箱梁点焊固定连接；（5）依次对两段待安装钢箱梁合拢缝的底板、顶板和腹板进行焊接，焊接完成后卸载辅助单元和支撑单元。该施工方法操作方便、成本低，焊接间距精确度高。

Description

一种桥梁钢箱梁分段吊装高空合拢的施工方法

技术领域

本发明涉及建筑、桥梁施工的工程钢结构技术领域，具体涉及一种桥梁钢箱梁分段吊装高空合拢的施工方法。

背景技术

在市政交通桥梁工程中，桥墩跨度大的区间一般采用钢箱梁结构，这种形式的钢箱梁截面较大，横向、纵向长度较大，通常采用工厂分段分幅分单元模块制作、现场拼装、整体吊装的施工方法，但有时出于考虑控制工程成本，降低机械费用的原因或是在一些市政道路改造工程中无现场拼装场地时，就需要考虑采用分段分幅吊装、高空对接合拢成整体的施工方法。而在建筑、桥梁施工领域，吊装作业通常需要涉及措施支架的使用，传统的方法是在地面搭设钢管脚手架、使用成品脚手架或采用传统临时整体钢支撑。搭设钢管脚手架耗费大量的人力和物力，装卸时间长、效率低、验收程序复杂；而成品脚手架，虽然安拆方便，但其承载力太小，无法满足施工需求，对于大型吊装作业工程，显然已经不能满足需要；传统临时整体钢支撑，构件体型庞大，运输装车、卸车、现场二次搬运及安装较为不便，而且一般是为完成具体工程项目量身定制的，很难再利用，造成极大浪费，经济性较差。

同时，对于钢箱梁高空对接合拢焊缝的现场焊接质量的控制是工程质量管控的重难点，此处的对接焊缝属于一级焊缝，质量要求高，对于焊接参数，如焊接速度、焊接电流、焊接间距的要求非常严格，施工时要严格按照焊接工艺评定书的要求执行，但其中的焊接间距参数要求，现场要达到精确控制定位比较困难。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的就在于提供一种拆装方便、成本低，焊接间距精确度高的桥梁钢箱梁分段吊装高空合拢的施工方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种桥梁钢箱梁分段吊装高空合拢的施工方法，具体包括以下步骤：

（1）搭建桥梁钢箱梁分段吊装高空合拢用支撑单元，所述支撑单元包括支撑平台、压顶梁和支撑柱，所述支撑平台由若干支撑架并排成一列，每个支撑架由四根竖直设置的立柱、若干水平设置的横腹杆和若干斜腹杆组成，所有立柱间隔一定距离设置并位于矩形的四个顶点，每根横腹杆设于相邻两立柱之间且在立柱的高度方向上等间距设置形成层状结构，上下两层横腹杆分别与对应的两立柱形成若干矩形框，所述斜腹杆沿矩形框的对角线设置；所述压顶梁为两根，设置在支撑平台的顶端且分别位于支撑平台长度方向上的横腹杆上；所述支撑柱为若干根，均匀对称设置在两根压顶梁上表面且位于同一根压顶梁上所有支撑柱的顶端具有一定坡度，所述坡度与对应的两段待安装钢箱梁的坡度一致；

（2）将搭建好的支撑单元用汽车吊吊装到两段待安装钢箱梁合拢缝的下方位置并进行固定，然后依次吊装两段待安装钢箱梁，每段待安装钢箱梁的一端放置在桥墩上，另一端放置在支撑单元的支撑柱上，使得待安装钢箱梁的底板边缘伸出支撑单元的长度相等，同时两段待安装钢箱梁合拢缝等分支撑单元；

（3）在两段待安装钢箱梁合拢缝左右两侧的压顶梁上各放置一台千斤顶，当两段待安装钢箱梁合拢缝高度不平时，通过调节千斤顶使合拢缝对齐；

（4）调整两段钢箱梁焊接间距，调整到位后，在两钢箱梁之间设置辅助单元，由辅助单元将两钢箱梁点焊固定连接，以通过辅助单元将该焊接间距固定下来，避免在焊接过程中两钢箱梁出现位移使调整到位的焊接间距发生改变；

（5）然后依次对两段待安装钢箱梁合拢缝的底板、顶板和腹板进行焊接，焊接完成后，卸载辅助单元和支撑单元。

进一步地，所述辅助单元由两个L形组合件和垫板组成，所述L形组合件由水平设置的底板和竖直设置的立板构成，两个L形组合件相背设置；所述垫板设在两个L形组合件的立板中间并与两立板固定连接，垫板的厚度与焊接间距对应。

进一步地，每个辅助单元点焊前，使其中一个L形组合件的底板与其中一段钢箱梁的顶板或底板外表面贴合，并使该其中一个L型组合件的立板外侧面与该钢箱梁对应的顶板或底板的端面对齐；另一个L形组合件的底板与另一段钢箱梁对应的顶板或底板外表面贴合，并使该另一个L型组合件的立板外侧面与该另一段钢箱梁对应的顶板或底板的端面对齐；然后通过点焊使辅助单元固定在两端钢箱梁上，由此在两钢箱梁顶板外表面之间和底板外表面之间点焊固定需要数量的辅助单元，通过所有辅助单元将两钢箱梁连接以使焊接间距在焊缝焊接过程中不发生变化。

进一步地，所述L形组合件上设有加强板，所述加强板所在平面同时垂直并等分立板和底板。

进一步地，在L形组合件的立板上设有若干螺栓孔，在垫板上设有与之对应的螺栓孔，然后通过螺纹紧固件将两个L形组合件和垫板固定连接。

进一步地，所述压顶梁为水平设置的H型钢梁，H型钢梁下翼缘板与支撑平台固定，所述支撑柱固定在H型钢梁上翼缘板上表面。

进一步地，所述支撑柱与H型钢梁固定位置对应的H型钢梁腹板两侧均设置三组加劲板，加强H型钢梁的支撑强度。

进一步地，所述支撑架的立柱采用圆钢柱制成，横腹杆和斜腹杆采用角钢支撑；每根立柱由若干段圆钢柱构成，每段圆钢柱的两端分别设有一法兰盘，相邻两段圆钢柱通过螺纹紧固件穿过对应的两个法兰盘进行连接固定；横腹杆和斜腹杆的两端设有均设有连接孔，同时位于同于同一个矩形框的四个顶角设有连接板，所述连接板与对应的法兰盘固定连接，连接板上设有横腹杆和斜腹杆连接孔对应的连接孔，然后通过螺纹紧固件穿过连接孔将横腹杆和斜腹杆分别与连接板固定连接。

进一步地，所述支撑柱为八根，每根压顶梁上分别设有四根且两两对称。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明采用的支撑单元采用螺栓连接固定，拆卸和安装方便，承载力大，可重复使用，并可通过调节支撑平台的高度来满足不同钢箱梁安装高度的需求。

2、本发明采用L形组合件和垫板的合理设置，不但使得辅助单元的制作方便、安装和卸载方便、可循环重复使用，而且还可通过更换不同垫板厚度控制焊接间距，以满足不同安装钢箱梁对焊接间距的要求。

3、本发明工作效率高，利用率高，成本低，具有良好的经济效益。

附图说明

图1-本发明施工示意图。

图2-本发明支撑单元结构示意图。

图3-本发明辅助单元结构示意图。

其中：1-立柱；2-压顶梁；3-支撑柱；4-千斤顶；5-加劲板；6-横腹杆；7-斜腹杆；8-待安装钢箱梁；9-立板；10-底板；11-加强板；12-垫板；13-螺栓。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

一种桥梁钢箱梁分段吊装高空合拢的施工方法，具体包括以下步骤：

（1）搭建桥梁钢箱梁分段吊装高空合拢用支撑单元，所述支撑单元包括支撑平台、压顶梁2和支撑柱3，所述支撑平台由若干支撑架并排成一列，每个支撑架由四根竖直设置的立柱1、若干水平设置的横腹杆6和若干斜腹杆7组成，所有立柱1间隔一定距离设置并位于矩形的四个顶点，每根横腹杆6设于相邻两立柱1之间且在立柱1的高度方向上等间距设置形成层状结构，上下两层横腹杆6分别与对应的两立柱形成若干矩形框，所述斜腹杆7沿矩形框的对角线设置；所述压顶梁2为两根，设置在支撑平台的顶端且分别位于支撑平台长度方向上的横腹杆6上；所述支撑柱3为若干根，均匀对称设置在两根压顶梁2上表面且位于同一根压顶梁2上所有支撑柱3的顶端具有一定坡度，所述坡度与对应的两段待安装钢箱梁的坡度一致；

（2）将搭建好的支撑单元用汽车吊吊装到两段待安装钢箱梁8合拢缝的下方位置并进行固定，然后依次吊装两段待安装钢箱梁8，每段待安装钢箱梁8的一端放置在桥墩上，另一端放置在支撑单元的支撑柱3上，使得待安装钢箱梁的底板边缘伸出支撑单元的长度相等，同时两段待安装钢箱梁合拢缝等分支撑单元；

该两段待安装钢箱梁为两桥墩之间的钢箱梁，在分段过程中保证两段钢箱梁的长度不一样，因在工程上当两段待安装钢箱梁的长度一样时，位于中点的力最大，对支撑单元的要求就越高，所以这种情况在采用吊装、高空合拢安装钢箱梁中不宜采用。

（3）在两段待安装钢箱梁合拢缝左右两侧的压顶梁上各放置一台千斤顶4，当两段待安装钢箱梁合拢缝高度不平时，通过调节千斤顶4使合拢缝对齐；

这里所述千斤顶是指用刚性顶举件作为工作装置，通过顶部托座或底部托爪的小行程内顶开重物的轻小起重设备。这里采用千斤顶作为辅助工具使用，当两段待安装钢箱梁合拢缝高低不平时，通过调节千斤顶的工作高度使得合拢缝对齐，从而便于焊接。这里用千斤顶会对钢箱梁的安装坡度造成一定影响，只需控制在误差范围内即可。

（4）调整两段钢箱梁焊接间距，调整到位后，在两钢箱梁之间设置辅助单元，由辅助单元将两钢箱梁点焊固定连接，以通过辅助单元将该焊接间距固定下来，避免在焊接过程中两钢箱梁出现位移使调整到位的焊接间距发生改变；

在工程中会借助其他常用安装工具例如卷扬机等移动钢箱梁，从而对焊缝间距进行调整，然后再用辅助单元进行固定保持，以保证在焊接过程中，焊缝间距的精确度。

（5）然后依次对两段待安装钢箱梁合拢缝的底板、顶板和腹板进行焊接，焊接完成后，卸载辅助单元和支撑单元。

这里对两段待安装钢箱梁合拢缝的底板、顶板和腹板进行焊接，在焊接钢箱梁底板和顶板时，在底板和顶板的合拢缝的下方粘贴陶瓷衬垫，然后在底板和顶板的上方进行施焊，这样对底板进行施焊时，操作人员需进入钢箱梁内部进行。对两侧腹板进行施焊时，先点焊扁铁衬垫，然后两操作人员同时在两侧对两侧腹板进行对称焊，避免在焊接过程中钢箱梁内部受力发生变化对焊接造成影响。这里底板和顶板采用陶瓷衬垫，主要是因为底板和顶板受力强度较大，而陶瓷衬垫耐潮性能良好，焊接时电弧稳定，焊接质量好，可以提高工效，极大的改善焊工工作条件，相应的价格较高；相比底板和顶板，腹板受力强度较弱，可以采用成本较低的扁铁衬垫。当然实际中可根据工程需要进行选择。

所述辅助单元由两个L形组合件和垫板12组成，所述L形组合件由水平设置的底板10和竖直设置的立板9构成，两个L形组合件相背设置；所述垫板12设在两个L形组合件的立板9中间并与两立板9固定连接，垫板12的厚度与焊接间距对应。本实施例中的立板和底板的尺寸均为长×宽×厚为400mm×200mm×10mm，所述垫板的长×宽为400mm×200mm，其厚度可以根据钢箱梁合拢缝间距的实际需要选择不同厚度的垫板。

每个辅助单元点焊前，使其中一个L形组合件的底板与其中一段钢箱梁的顶板或底板外表面贴合，并使该其中一个L型组合件的立板外侧面与该钢箱梁对应的顶板或底板的端面对齐；另一个L形组合件的底板与另一段钢箱梁对应的顶板或底板外表面贴合，并使该另一个L型组合件的立板外侧面与该另一段钢箱梁对应的顶板或底板的端面对齐；然后通过点焊使辅助单元固定在两端钢箱梁上，由此在两钢箱梁顶板外表面之间和底板外表面之间点焊固定需要数量的辅助单元，通过所有辅助单元将两钢箱梁连接以使焊接间距在焊缝焊接过程中不发生变化。在工程中，两段待安装钢箱梁的底板、顶板和两侧腹板形成的焊缝不是一条闭合的环焊缝，顶板与腹板之间的焊缝相距200mm，底板与腹板之间的焊缝相距200mm，这样符合钢箱梁的安装规范要求，保证钢箱梁的焊接强度。当焊接过程中完成底板和顶板的焊接后，腹板的焊接间距就确定了，这样就可以保证此时的对接焊缝间距就是垫板的厚度，也是钢箱梁要求的焊接间距。

所述L形组合件上设有加强板11，所述加强板11所在平面同时垂直并等分立板和底板。在L形组合件的立板9上设有若干螺栓孔，在垫板12上设有与之对应的螺栓孔，然后通过螺栓13将两个L形组合件和垫板固定连接。按照钢箱梁安装要求的焊接间距，选择相应厚度的垫板，然后将垫板插入两组L形组合件之间，使三者的螺栓孔均对齐，然后将螺栓掺入螺栓孔，拧紧螺帽，使两L形组合件的两立板和垫板完全紧贴，保证对接焊缝间距就是垫板的厚度。

所述压顶梁2为水平设置的H型钢梁，H型钢梁下翼缘板与支撑平台固定，所述支撑柱固定在H型钢梁上翼缘板上表面。这里的压顶梁是两段待安装钢箱梁的支托，为两段待安装钢箱梁提供放置支点，并为在两段钢箱梁进行连续作业提供操作平台。

所述支撑柱3与H型钢梁固定位置对应的H型钢梁腹板两侧均设置三组加劲板5，加强H型钢梁的支撑强度。

作为优化，所述支撑架的立柱采用圆钢柱制成，横腹杆和斜腹杆采用角钢支撑；每根立柱由若干段圆钢柱构成，每段圆钢柱的两端分别设有一法兰盘，相邻两段圆钢柱通过螺栓穿过对应的两个法兰盘进行连接固定；横腹杆和斜腹杆的两端设有均设有连接孔，同时位于同一个矩形框的四个顶角设有连接板，所述连接板与对应的法兰盘固定连接，连接板上设有横腹杆和斜腹杆连接孔对应的连接孔，然后通过螺栓将横腹杆和斜腹杆分别与连接板固定连接。这样支撑架的基本构件之间均采用螺栓连接，在施工现场，可以通过吊装钢箱梁的高度进行调整组装，拆卸自由、方便，可重复使用。

这样压顶梁的下翼缘板与支撑单元立柱相交位置设有与立柱顶端的法兰盘对应的螺栓孔，然后采用螺栓将压顶梁和立柱固定连接，这样可以实现拆卸自由，便于运输，同时现在灵活组装。

所述支撑柱3为八根，每根压顶梁上分别设有四根且两两对称。所述支撑柱可以是方钢管、圆钢管等，所有支撑柱的下端焊接在压顶梁上表面在同一平面，支撑柱的高度设置不一样，使得所有支撑柱的顶端呈一定坡度，当两段待安装钢箱梁放置在支撑柱后，也呈相应坡度，从而保证钢箱梁安装坡度的精确度。

最后需要说明的是，本发明的上述实施例仅是为说明本发明所作的举例，而并非是对本发明实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (9)

1.一种桥梁钢箱梁分段吊装高空合拢的施工方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

（1）搭建桥梁钢箱梁分段吊装高空合拢用支撑单元，所述支撑单元包括支撑平台、压顶梁和支撑柱，所述支撑平台由若干支撑架并排成一列，每个支撑架由四根竖直设置的立柱、若干水平设置的横腹杆和若干斜腹杆组成，所有立柱间隔一定距离设置并位于矩形的四个顶点，每根横腹杆设于相邻两立柱之间且在立柱的高度方向上等间距设置形成层状结构，上下两层横腹杆分别与对应的两立柱形成若干矩形框，所述斜腹杆沿矩形框的对角线设置；所述压顶梁为两根，设置在支撑平台的顶端且分别位于支撑平台长度方向上的横腹杆上；所述支撑柱为若干根，均匀对称设置在两根压顶梁上表面且位于同一根压顶梁上所有支撑柱的顶端具有一定坡度，所述坡度与对应的两段待安装钢箱梁的坡度一致；

（2）将搭建好的支撑单元用汽车吊吊装到两段待安装钢箱梁合拢缝的下方位置并进行固定，然后依次吊装两段待安装钢箱梁，每段待安装钢箱梁的一端放置在桥墩上，另一端放置在支撑单元的支撑柱上，使得待安装钢箱梁的底板边缘伸出支撑单元的长度相等，同时两段待安装钢箱梁合拢缝等分支撑单元；

（3）在两段待安装钢箱梁合拢缝左右两侧的压顶梁上各放置一台千斤顶，当两段待安装钢箱梁合拢缝高度不平时，通过调节千斤顶使合拢缝对齐；

（4）调整两段钢箱梁焊接间距，调整到位后，在两钢箱梁之间设置辅助单元，由辅助单元将两钢箱梁点焊固定连接，以通过辅助单元将该焊接间距固定下来，避免在焊接过程中两钢箱梁出现位移使调整到位的焊接间距发生改变；

（5）然后依次对两段待安装钢箱梁合拢缝的底板、顶板和腹板进行焊接，焊接完成后，卸载辅助单元和支撑单元。

2.根据权利要求1所述的桥梁钢箱梁分段吊装高空合拢的施工方法，其特征在于，所述辅助单元由两个L形组合件和垫板组成，所述L形组合件由水平设置的底板和竖直设置的立板构成，两个L形组合件相背设置；所述垫板设在两个L形组合件的立板中间并与两立板固定连接，垫板的厚度与焊接间距对应。

3.根据权利要求2所述的桥梁钢箱梁分段吊装高空合拢的施工方法，其特征在于，每个辅助单元点焊前，使其中一个L形组合件的底板与其中一段钢箱梁的顶板或底板外表面贴合，并使该其中一个L型组合件的立板外侧面与该钢箱梁对应的顶板或底板的端面对齐；另一个L形组合件的底板与另一段钢箱梁对应的顶板或底板外表面贴合，并使该另一个L型组合件的立板外侧面与该另一段钢箱梁对应的顶板或底板的端面对齐；然后通过点焊使辅助单元固定在两端钢箱梁上，由此在两钢箱梁顶板外表面之间和底板外表面之间点焊固定需要数量的辅助单元，通过所有辅助单元将两钢箱梁连接以使焊接间距在焊缝焊接过程中不发生变化。

4.根据权利要求2所述的桥梁钢箱梁分段吊装高空合拢的施工方法，其特征在于，所述L形组合件上设有加强板，所述加强板所在平面同时垂直并等分立板和底板。

5.根据权利要求2所述的桥梁钢箱梁分段吊装高空合拢的施工方法，其特征在于，在L形组合件的立板上设有若干螺栓孔，在垫板上设有与之对应的螺栓孔，然后通过螺纹紧固件将两个L形组合件和垫板固定连接。

6.根据权利要求1所述的桥梁钢箱梁分段吊装高空合拢的施工方法，其特征在于，所述压顶梁为水平设置的H型钢梁，H型钢梁下翼缘板与支撑平台固定，所述支撑柱固定在H型钢梁上翼缘板上表面。

7.根据权利要求6所述的桥梁钢箱梁分段吊装高空合拢的施工方法，其特征在于，所述支撑柱与H型钢梁固定位置对应的H型钢梁腹板两侧均设置三组加劲板，加强H型钢梁的支撑强度。

8.根据权利要求1所述的桥梁钢箱梁分段吊装高空合拢的施工方法，其特征在于，所述支撑架的立柱采用圆钢柱制成，横腹杆和斜腹杆采用角钢支撑；每根立柱由若干段圆钢柱构成，每段圆钢柱的两端分别设有一法兰盘，相邻两段圆钢柱通过螺纹紧固件穿过对应的两个法兰盘进行连接固定；横腹杆和斜腹杆的两端设有均设有连接孔，同时位于同于同一个矩形框的四个顶角设有连接板，所述连接板与对应的法兰盘固定连接，连接板上设有横腹杆和斜腹杆连接孔对应的连接孔，然后通过螺纹紧固件穿过连接孔将横腹杆和斜腹杆分别与连接板固定连接。

9.根据权利要求1所述的桥梁钢箱梁分段吊装高空合拢的施工方法，其特征在于，所述支撑柱为八根，每根压顶梁上分别设有四根且两两对称。