CN110241728A - 一种跨既有线路的钢梁临时支撑结构及钢梁施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种跨既有线路的钢梁临时支撑结构，包括两组支撑系统，以及承托架；两组支撑系统对称分设于既有线路的两侧，支撑系统的下端设于地面上；所述承托架横跨既有线路且安装于两个支撑系统上；待安装的钢梁分段吊装于承托架上。一种跨既有线路的钢梁段施工方法。本发明的有益效果为：本发明所述临时支撑结构及钢梁施工方法，在不妨碍既有线路正常通行的情况下，即可完成跨既有线路钢梁的吊装，这种直接利用吊车分块吊装的方法弥补了传统顶推法使用过程中的不足之处和局限性；并且本发明还适用于钢梁整联超重无法整体吊装而只能分片吊装的情况，以及待施工钢梁位于半径和弧度线型相对较大的圆曲线上等情况。

Description

一种跨既有线路的钢梁临时支撑结构及钢梁施工方法

技术领域

本发明涉及桥梁施工技术领域，具体涉及一种跨既有线路的钢梁临时支撑结构及钢梁施工方法。

背景技术

随着我国基础设施建设和交通运输行业的快速发展，跨海跨河以及陆地上的公路铁路桥梁的修建也越来越多，各种桥梁施工架设的复杂环境和工况也成为了不小的挑战。不同的桥梁由于施工环境各有差别决定了不同的施工方法，涉及不同临时支撑和安装技术。此外，由于考虑到工程进度与施工速度、安全性以及经济性等因素，故在桥梁的建设安装过程中，如何在满足技术需要及经济要求的条件下优选临时支撑及其施工方法是关键所在，也是继续解决的重点技术问题。

目前，国内比较成熟的钢梁架设方案主要有：膺架法、浮吊架设法及顶推架设法，膺架法简言之就是让混凝土桥在落地式膺架(也称脚手架)上现浇或拼装预制节段；而浮吊架设法则主要用于水上施工；顶推架设法是指当结构物要在既有线的路堤下方通过时，为了不扰动既有线，可以在路堤一侧将结构物分段建成，再用千斤顶顶推，使之穿过路堤的方法。

传统的跨既有线路的钢梁施工，一般采用顶推架设法施工，顶推施工时不影响桥下交通，不需要大型起重设备，也没有高空作业，特别适合于城市桥梁特大跨度桥梁，长线引桥或立体交叉的施工；由于梁段在固定场地上周期性施工，因此施工质量和施工进度容易保证。但是，顶推施工法存在以下明显缺陷：对桥梁结构的几何外形限制较多，变截面梁段、曲线型梁轴和变坡度桥梁均无法采用顶推施工；由于顶推过程中桥跨结构的受力不断变化，将会增加梁高和材料用量，特别是预应力钢筋的用量，受顶推悬臂弯矩的限制，顶推跨径大于70～80米不经济；顶推过程中的反复应力，使梁高取值大，临时束多，张拉工序繁琐；此外，顶推施工最多也只能有两个工作面，也限制了顶推施工的速度。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种跨既有线路的钢梁安装临时支撑结构及钢梁施工方法。

本发明采用的技术方案为：一种跨既有线路的钢梁临时支撑结构，包括两组支撑系统，以及承托架；两组支撑系统对称分设于既有线路的两侧，支撑系统的下端设于地面上；所述承托架横跨既有线路且安装于两个支撑系统上；待安装的钢梁分段吊装于承托架上。

按上述方案，所述承托架为由若干横向等间距布置的横梁，以及若干纵向等间距布置的纵梁相互连接形成稳定的框架架构。

按上述方案，所述纵梁包括纵梁主体、纵梁面板和纵梁腹板，所述纵梁面板固定于纵梁主体的上表面和下表面，纵梁腹板固定于纵梁主体的两个外侧面。

按上述方案，所述纵梁主体包括若干沿纵梁长度方向间隔布置的纵梁隔板，以及多个纵梁加强肋；所述纵梁隔板为框型结构，纵梁隔板上开设与纵梁加强肋数量和位置匹配的安装孔；纵梁加强肋依次穿过所有纵梁隔板对应位置的安装孔，纵梁隔板和纵梁加强肋共同形成纵梁主体结构。

按上述方案，每个支撑系统包括多个沿既有线路长度方向间隔安装的支腿结构，每个支腿结构包括预埋基座、若干立杆及搭接结构，所有立杆的下端均与预埋基座固定相连，所有立杆的上端均与搭接结构相连.

按上述方案，相邻两根立杆之间沿轴线方向间隔安装若干立杆横撑；所述承托架的两侧分别固定在搭接结构上。

按上述方案，所述搭接结构包括两根平行的短杆，以及固定于两根连杆上部的支座横撑；所述连杆固定于连接同列/同行立杆上端的垫板上，支座横撑的两侧设多个竖向加劲板；所述承托架固定于支座横撑上。

按上述方案，在立杆的上端安装水平的垫板，且垫板的外沿径向向外延伸；垫板的延伸段与立杆的外壁之间设多个沿周向间隔布置的三角筋板。

本发明还公开了一种跨既有线路的钢梁段施工方法，包括以下步骤：

步骤一、在两个墩柱之间搭设权利要求1所述的临时支撑结构并检查所述临时支撑结构的稳定性；

步骤二、将吊车移动至既有线路一侧的施工区域内；同时，吊车的吊臂竖立；

步骤三、对两个墩柱之间的钢梁分段分块预制并运至施工区域内；

步骤四、在钢梁块上安装吊具并试吊，调整吊车的最佳起吊位置；

步骤五、依次将钢梁段各块吊装至临时支撑结构及支架结构上并初步固定定位；吊车的位置根据吊装的钢梁段实时调整；

步骤六、待所有钢梁段各块吊装完毕且位置复核无误后焊接固定，并将最外端的两个钢梁段与已施工完成的钢梁焊接固定；

步骤七、拆除吊装索具撤回吊臂，将吊车移动至下一钢梁段施工处；

步骤八、拆除临时支撑结构和支架结构。

按上述方案，在步骤五中，各钢梁段的吊装迅速为：沿钢梁长度方向，各钢梁段按照先中间后两边的原则依次吊装；沿钢梁的宽度方向，同一钢梁段中间分区，吊车一侧分区先吊装，同区内按先中间后两边的原则依次吊装。

本发明的有益效果为：本发明所述临时支撑结构及钢梁施工方法，在不妨碍既有线路正常通行的情况下，即可完成跨既有线路钢梁的吊装，这种直接利用吊车分块吊装的方法弥补了传统顶推法使用过程中的不足之处和局限性；并且本发明还适用于钢梁整联超重无法整体吊装而只能分片吊装的情况，以及待施工钢梁位于半径和弧度线型相对较大的圆曲线上等情况；本发明中的临时支撑结构整体性能高、稳定性强，安全可靠，同时搭设及拆卸方便迅速，施工速度快；临时支撑结构采用钢管柱、槽钢、工字钢、自制简梁等通用性较高的材料制成，成本较低，拆卸后的材料可重复利用。

附图说明

图1为本发明一个具体实施例中临时支撑结构与既有线路的位置示意图。

图2为临时支撑结构的整体示意图。

图3为本实施例中支腿结构的示意图。

图4为本实施例中支腿结构与搭接结构的连接示意图。

图5为本实施例中立杆横撑的结构示意图。

图6为本实施例中纵杆的结构示意图。

图7为本实施例中既有线路与待施工钢梁位置示意图。

图8为本实施例中两墩柱之间钢梁分段示意图。

图9为本实施例中钢梁段A的分块示意图。

图10为本实施例中钢梁块A分区内各片吊装时吊车位置示意图一(左区)。

图11为本实施例中钢梁块A分区内各片吊装时吊车位置示意图二(右区)。

图12为本实施例中吊车吊装钢梁段A时的位置示意图。

图13为本实施例中吊车吊装钢梁段B时的位置示意图。

图14为本实施例中吊车吊装钢梁段C和钢梁段D时的位置示意图。

图15为本实施例中吊车吊装钢梁段E和钢梁段F时的位置示意图。

其中：1、既有线路；2、临时支撑结构；3、支撑系统；4、横梁；5、纵梁；6、支座横撑，7、短杆，8、垫板；9、立杆；10、立杆横撑；11预埋基座；12、竖向加劲板；13、三角筋板；14、连杆；15、端部连接板；16、纵梁加劲肋；17、纵梁隔板；18、纵梁连接板；19、纵梁腹板；20、纵梁面板；21、墩柱；22、支架结构；23、吊车；24、已完工钢梁。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步地描述。

如图1和图2所示的一种跨既有线路的钢梁临时支撑结构，包括两组支撑系统，以及承托架；两组支撑系统对称分设于既有线路的两侧，支撑系统的下端设于地面上；所述承托架横跨既有线路且安装于两个支撑系统上；待安装的钢梁分段吊装于承托架上。

优选地，所述承托架为由若干横向等间距布置的横梁，以及若干纵向等间距布置的纵梁相互连接形成稳定的框架架构。如图6所示，所述纵梁包括纵梁主体、纵梁面板和纵梁腹板，所述纵梁面板固定于纵梁主体的上表面和下表面，纵梁腹板固定于纵梁主体的两个外侧面；所述纵梁主体包括若干沿纵梁长度方向间隔布置的纵梁隔板，以及多个纵梁加强肋；所述纵梁隔板为框型结构，纵梁隔板上开设与纵梁加强肋数量和位置匹配的安装孔；纵梁加强肋依次穿过所有纵梁隔板对应位置的安装孔，纵梁隔板和纵梁加强肋共同形成纵梁主体结构。

优选地，每个支撑系统包括多个沿既有线路长度方向间隔安装的支腿结构，如图4所示，每个支腿结构包括预埋基座、若干立杆及搭接结构，所有立杆的下端均与预埋基座固定相连，所有立杆的上端均与搭接结构相连；相邻两根立杆之间沿轴线方向间隔安装若干立杆横撑；所述承托架的两侧分别固定在搭接结构上。

优选地，在立杆的上端安装水平的垫板，且垫板的外沿径向向外延伸；垫板的延伸段与立杆的外壁之间设多个沿周向间隔布置的三角筋板。如图5所示，所述搭接结构包括两根平行的短杆，以及固定于两根连杆上部的支座横撑；所述连杆固定于连接同列/同行立杆上端的垫板上，支座横撑的两侧设多个竖向加劲板；所述承托架固定于支座横撑上。

本实施例中，横梁与纵梁各设三根，其中纵梁沿既有线路的宽度方向间隔布置，横梁沿既有线路的长度方向间隔布置。当既有线路较宽时，所需纵梁较长，可将两根纵梁采用连接板栓接成一体。所述横梁为H型钢。每个支撑系统包括三个沿既有线路长度方向间隔安装的支腿结构，每个支腿结构的预埋基座设两行两列布置的四根立杆，立杆的上端固定搭接结构；两根立杆之间沿立杆轴线方向间隔设置三组立杆横撑，立杆横撑的两端分别连接两根立杆，且立杆横撑的长度方向垂直于立杆的轴线方向。所述立杆采用螺旋钢管制成；连杆为槽钢，短杆为工字钢。立杆横撑包括连杆及连杆两端的端部连接板，连杆通过端部连接板与立杆的外壁相连。

钢梁施工时，两个墩柱之间的钢梁通常长度较长时可分段分块吊装。当钢梁段位于无障碍区域时，可采用常规方法施工；当钢梁段位于既有线路的上方时，则采用如下所述方法施工。本发明中两个墩柱分设于既有线路的两侧。

一种跨既有线路的钢梁段施工方法，包括以下步骤：

步骤一、在两个墩柱之间搭设支撑结构：两个钢梁墩柱外侧的钢梁吊装完成后，在非既有线路区域内按常规方法搭设辅助支架结构，在既有线路区域内搭设如上所述临时支撑结构，要求临时支撑结构既不妨碍既有线路的正常使用，又能满足既有线路上方待施工钢梁段的施工要求；

步骤二、将吊车移动至既有线路的一侧；同时，吊车的吊臂竖立，复核吊车的回转半径；

步骤三、对两个墩柱之间的钢梁分段分块预制并运至施工区域内：本实施例中，既有线路上方需施工若干钢梁段，由于钢梁段较宽，每一钢梁段沿钢梁宽度方向分为多块预制处理，再运至待施工地点；

步骤四、在钢梁块上安装吊具并试吊，调整吊车的最佳起吊位置；

步骤五、依次将钢梁段各块吊装至临时支撑结构及支架结构上并初步固定定位，吊车的位置根据吊装的钢梁段实时调整：沿钢梁长度方向，各钢梁段按照先中间后两边的原则依次吊装；沿钢梁的宽度方向，同一钢梁段中间分区，吊车一侧分区先吊装，同区内按先中间后两边的原则依次吊装；

步骤六、待所有钢梁段各块吊装完毕且位置复核无误后焊接固定，并将最外端的两个钢梁段与已施工完成的钢梁焊接固定；

步骤七、拆除吊装索具撤回吊臂，将吊车移动至下一钢梁段施工处；

步骤八、拆除临时支撑结构和支架结构。

本发明所述施工方法对于不同曲率的钢梁均适用。

实施例：如7图所示环线互通枢纽高架桥梁的安装架设，所需安装钢梁段都位于半径和弧度线型相对较大的圆曲线上，且钢箱梁顶、底板有双向横坡，立面有较大纵坡且在半径较大的凸形竖曲线上。钢架桥梁横跨既有线路上方；如图8所示，在既有线路两侧设有用于支撑钢梁的墩柱，以及采用传统方法搭设用于辅助支撑的支架系统；两组墩柱之间的钢梁分为6个轴对称布置的钢梁段，分别以A、B、C、D、E、F表示，中间钢梁段A和钢梁段B位于既有线路的上方，由本发明所述临时支撑结构支撑；钢梁段C和钢梁段D设于所述临时支撑结构及支架系统之间，由所述临时支撑结构及支架系统共同支撑；钢梁段E和钢梁段F设于支架系统与墩柱之间，由支架系统及墩柱共同支撑。钢梁宽度较大各钢梁段分片预制，以钢梁段A为例，钢梁段A沿钢梁宽度方向分为A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7这七块，同一个分区内的钢梁块遵循先中间后两边的原则进行吊装。施工区域内若有燃气管道等应按要求施工。两组墩柱之间的钢梁，其跨既有线路的具体施工方法，包括以下步骤：

步骤一、在两个墩柱之间搭设支撑结构并检查所述临时支撑结构的稳定性：两个钢梁墩柱外侧的钢梁吊装完成后，在非既有线路区域内按常规方法搭设辅助支架结构，在既有线路区域内搭设如上所述临时支撑结构，要求临时支撑结构既不妨碍既有线路的正常使用，又能满足既有线路上方待施工钢梁段的施工要求；

步骤二、将吊车移动至既有线路的一侧；同时，吊车的吊臂竖立，并复核吊车的回转半径；

步骤三、两个墩柱之间的钢梁延顺桥向分为A、B、C、D、E、F这六段，如图8所示，每个钢梁段延横梁向分为七块，如钢梁段A延横桥向分为A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7这七块，如图9所述，分块预制后运至施工区域内：

步骤四、在钢梁块上安装吊具并试吊，调整吊车的最佳起吊位置；

步骤五、依次将钢梁段各块吊装至临时支撑结构及支架结构上并初步固定定位，吊车的位置根据吊装的钢梁段实时调整：沿钢梁长度方向，各钢梁段按照先中间后两边的原则依次吊装；沿钢梁的宽度方向，按先中间后两边的原则依次吊装，具体地，以钢梁段A为例，钢梁块A1、A2、A3同区，钢梁块A4、A5、A6、A7同区，先利用吊车依次将钢梁块A3、A2、A1、A4、A5、A6、A7，完成钢梁段A的吊装并初步固定，吊装钢梁块A3、A2、A1时吊车位置如图10所示，吊装钢梁块A4、A5、A6、A7时吊车位置如图11所示；再按上述方法依次吊装钢梁段A、B、D、F、C、E、并初步固定，各钢梁段吊装时吊车的位置示意图如图12～15所示；

步骤六、待所有钢梁段各块吊装完毕且位置复核无误后焊接固定，并将最外端的两个钢梁段与已施工完成的钢梁焊接固定；

步骤七、拆除吊装索具撤回吊臂，将吊车移动至下一钢梁段施工处；

步骤八、拆除临时支撑结构和支架结构。

最后应说明的是，以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种跨既有线路的钢梁临时支撑结构，其特征在于，包括两组支撑系统，以及承托架；两组支撑系统对称分设于既有线路的两侧，支撑系统的下端设于地面上；所述承托架横跨既有线路且安装于两个支撑系统上；待安装的钢梁分段吊装于承托架上。

2.如权利要求1所述的跨既有线路的钢梁临时支撑结构，其特征在于，所述承托架为由若干横向等间距布置的横梁，以及若干纵向等间距布置的纵梁相互连接形成稳定的框架架构。

3.如权利要求2所述的跨既有线路的钢梁临时支撑结构，其特征在于，所述纵梁包括纵梁主体、纵梁面板和纵梁腹板，所述纵梁面板固定于纵梁主体的上表面和下表面，纵梁腹板固定于纵梁主体的两个外侧面。

4.如权利要求3所述的跨既有线路的钢梁临时支撑结构，其特征在于，所述纵梁主体包括若干沿纵梁长度方向间隔布置的纵梁隔板，以及多个纵梁加强肋；所述纵梁隔板为框型结构，纵梁隔板上沿轴线间隔开设与纵梁加强肋数量匹配的安装孔；纵梁加强肋依次穿过所有纵梁隔板对应位置的安装孔，纵梁隔板和纵梁加强肋共同形成纵梁主体结构。

5.如权利要求1所述的跨既有线路的钢梁临时支撑结构，其特征在于，每个支撑系统包括多个沿既有线路长度方向间隔安装的支腿结构，每个支腿结构包括预埋基座、若干立杆及搭接结构，所有立杆的下端均与预埋基座固定相连，所有立杆的上端均与搭接结构相连。

6.如权利要求5所述的跨既有线路的钢梁临时支撑结构，其特征在于，相邻两根立杆之间沿轴线方向间隔安装若干立杆横撑；所述承托架的两侧分别固定在搭接结构上。

7.如权利要求5所述的跨既有线路的钢梁临时支撑结构，其特征在于，所述搭接结构包括两根平行的短杆，以及固定于两根连杆上部的支座横撑；所述连杆固定于连接同列/同行立杆上端的垫板上，支座横撑的两侧设多个竖向加劲板；所述承托架固定于支座横撑上。

8.如权利要求5所述的跨既有线路的钢梁临时支撑结构，其特征在于，在立杆的上端安装水平的垫板，且垫板的外沿径向向外延伸；垫板的延伸段与立杆的外壁之间设多个沿周向间隔布置的三角筋板。

9.一种跨既有线路的钢梁段施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、在两个墩柱之间搭设权利要求1所述的临时支撑结构并检查所述临时支撑结构的稳定性；

步骤二、将吊车移动至既有线路一侧的施工区域内；同时，吊车的吊臂竖立；

步骤三、对两个墩柱之间的钢梁分段分块预制并运至施工区域内；

步骤四、在钢梁块上安装吊具并试吊，调整吊车的最佳起吊位置；

步骤五、依次将钢梁段各块吊装至临时支撑结构及支架结构上并初步固定定位；吊车的位置根据吊装的钢梁段实时调整；

步骤六、待所有钢梁段各块吊装完毕且位置复核无误后焊接固定，并将最外端的两个钢梁段与已施工完成的钢梁焊接固定；

步骤七、拆除吊装索具撤回吊臂，将吊车移动至下一钢梁段施工处；

步骤八、拆除临时支撑结构和支架结构。

10.如权利要求9所述的跨既有线路的钢梁段施工方法，其特征在于，在步骤五中，各钢梁段的吊装迅速为：沿钢梁长度方向，各钢梁段按照先中间后两边的原则依次吊装；沿钢梁的宽度方向，同一钢梁段中间分区，吊车一侧分区先吊装，同区内按先中间后两边的原则依次吊装。