CN110306435A - 一种超大分段钢结构桥梁多船联运施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超大分段钢结构桥梁多船联运施工方法，包括在预制场搭设拼装包括有固定支墩、分级支墩、总体横向分配横梁、支撑垫块等结构的拼装胎架，完成超大分段钢结构桥梁的节段拼装后采用多个SPMT运输车编组进行同时顶升运输。在运输驳船上搭设有船用固定支墩、船舶一级支墩、总体横向分配横梁、支撑垫块等结构。将运输船舶通过前部横向连接梁、中部横向连接梁和后部横向连接梁进行固定连接。通过SPMT运输车将超大分段钢结构桥梁运输至运输船舶上，采用拖轮进行运输船舶至安装区域。本发明可实现超大分段钢结构桥梁的多艘运输船舶联合运输及海上的架设一体化施工。

Description

一种超大分段钢结构桥梁多船联运施工方法

技术领域

本发明涉及海上大型钢结构桥梁施工领域，具体来说涉及一种超大分段钢结构桥梁多船联运施工方法。

背景技术

钢结构桥梁因其独特的材料特性及施工工艺性能，在越来越多的大跨度桥梁建设中得以广泛应用。但目前，钢结构桥梁依然局限于节段拼装的施工工艺，对于整节段(或超大跨)拼装的工程实践仅在拱桥和梁桥上得以部分应用，在斜拉桥等桥型上应用极少。而对于超大节段(无法采用一艘运输船进行运输和架设)的更是无现有技术可供参考，本项发明将研发一种可实现多船联运的超大分段钢结构桥梁海陆运架方法，该方法可实现超大分段钢结构桥梁的多艘运输船舶联合运输，并实现陆上运输和海上运输的无缝衔接，同时可实现海上的架设一体化施工。

目前公知的技术领域对于相关工程需求普遍采用吊装的方法或SPMT运输车配合吊装的方法。采用吊装工艺将受吊装设备、支撑架体等一系列因素的限制，无法实现结构的有效运输。对于大节段构件的运输，采用SPMT(自行式模块运输车)运输车配合支撑结构进行作业在技术上更为可行。但应用SPMT运输车进行作业往往受到支撑体系设计、运输方法、运输船舶装载能力等技术难题，本项发明对此进行创新，研发一种可实现多艘运输船舶联运的超大分段钢结构桥梁的陆上运输和海上运输的无缝衔接同时可实现海上的架设的一体化施工技术。

申请公布号申请公布号CN109204105A的发明专利公布的“运输车及大吨位桥梁构件的运架一体施工工艺”所公布的技术方法，仅可实现桥梁结构的陆上架设，无法实现多艘船舶联运的大型构件陆上运输及海上运输一体化。申请公布号CN102514953A的发明专利公布的“桥梁整跨梁段滚装上船的方法”、授权公告号为CN103640909B的发明专利公布的“大型构件滚装装船方法”所公布的技术方法，通过大型液压平板车将整跨梁段运输至码头后通过在船尾与码头之间铺设钢板，采用液压平板车将桥梁构

目前公知的对于多船联运的超大分段钢结构桥梁海陆运架技术无可供参考的有效材料，在某种程度上制约了海上大跨钢结构桥梁的建设。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术的不足，提供一种通用性强，可实现多船联运的超大分段钢结构桥梁海陆运架方法。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

本发明的一种超大分段钢结构桥梁多船联运架设的施工方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一、在预定架设桥梁海域进行测量，得到桥梁节段高出水面的高度H1，以及载重船舶甲板在载重情况下高出水面的高度H2；

步骤二、在预制场搭设拼装胎架，具体步骤为：

第一步，在预制场地面上前后平行间隔设置多排支撑结构，每一排支撑结构均包括左右间隔设置在地面上的两组分级支墩，在两组分级支墩之间以及每一排支撑结构中最外侧的两组分级支墩的外侧分别设置有固定支墩，每一组分级支墩包括左右间隔设置的多个分级支墩，每个分级支墩包括左右平行相对间隔设置的两个一级支墩所述的两个一级支墩支撑固定在地面上，所述的两个一级支墩的高度比运输时支撑在两个一级支墩之间的SPMT运输车高10m-20m，两个一级支墩之间的间距比SPMT运输车宽20m-30m；

第二步，在每个分级支墩的两个一级支墩上设置二级支撑墩，所述的二级支撑墩包括前后平行间隔设置的两根横向支撑梁以及上部结构，所述两根横向支撑梁的左右两端分别支撑在两个一级支墩的顶壁上并通过螺栓与一级支墩固定相连；所述的上部结构包括分别沿竖直方向左右间隔焊接在每根横向支撑梁上的两根竖向支撑立柱，两根横向支撑梁上的四根竖向支撑立柱组成矩形二级支撑墩组，每个矩形二级支撑墩组中相邻的两根竖向支撑立柱之间通过横向连接梁和横向连接斜撑固定相连，在每个矩形二级支撑墩组中前后两根竖向支撑立柱上分别沿水平方向支撑固定有一根荷载分配梁，在两根荷载分配梁上分别固定有多个支撑垫块；所述固定支墩的结构与二级支撑墩的上部结构的结构相同；所述固定支墩的竖向支撑立柱固定在地面上；

在每一排支撑结构的二级支撑墩和固定支墩的支撑垫块上通长固定一根总体横向分配横梁，在所述的总体横向分配横梁上根据需求固定有若干上部支撑垫块；

从预制场地面至上部支撑垫块的高度H4满足下式:H4＝(H1-H2)+H3，H3比SPMT运输车的顶升调节装置的调节距离小10-15m；

步骤三、在所述的上部支撑垫块上完成超大分段钢结构桥梁的节段拼装；

步骤四、解除横向支撑梁与一级支墩之间的固定，多个SPMT运输车编组驶入拼装胎架的每一个分级支墩的两个一级支墩之间，多个SPMT运输车编组同时顶升横向支撑梁，使超大分段钢结构桥梁与固定支墩脱离；然后多个SPMT运输车编组同时驶离预制场；

步骤五、将两艘采用连接钢梁连接的运输船舶靠泊在码头，船尾靠岸；在每一艘运输船舶上均安装有多排船用固定支墩，每一排船用固定支墩沿运输船舶横向设置，每排船用固定支墩中的各固定支墩分别布置在运输船舶中部及船舷两侧；每个所述的船用固定支墩通过铆栓固定于运输船舶上，在每排船用固定支墩中位于运输船舶中部的船用固定支墩和位于船舷两侧的船用固定支墩之间分别左右间隔布置多组船舶一级支墩，每一组船舶一级支墩均包括左右平行相对间隔设置的两个船舶一级支墩，所述的船舶一级支墩焊接于运输船舶E上；所述的船用固定支墩的结构与二级支撑墩的上部结构相同，所述的每组船舶一级支墩的结构及尺寸与预制场处的每个分级支墩的一级支墩结构及尺寸相同，船用固定支墩的结构及尺寸与预制场处固定支墩的结构及尺寸相同；所述的船用固定支墩与船舶一级支墩之间的间距、多组船舶一级支墩之间的间距，每一组船舶一级支墩的两个船舶一级支墩之间的间距均与预制场处相应的固定支墩与一级支墩之间的间距、多组一级支墩之间的间距，每一组一级支墩的两个一级支墩之间的间距相同；

连接两艘运输船舶的步骤为：采用前部横向连接梁、中部横向连接梁和后部横向连接梁将两艘运输船舶所述的前部、中部以及后部固定相连；

步骤六、待潮位符合要求后，多个SPMT运输车同时驶上运输船舶,待超大分段钢结构桥梁完全处于船上固定支墩上方时，多个SPMT运输车编组同时下放顶升装置，使超大分段钢结构桥梁与船上固定支墩相接触并将二级支撑墩柱支撑在对应位置的船舶一级支墩上；对SPMT运输车进行临时固定后，采用拖轮对运输船舶进行牵引，驶至桥梁安装区域。

本发明的有益效果是：

(1)拼装胎架能够同时被应用于超大分段钢结构桥梁的预制、陆上运输及海上运输，无需更换支撑结构且减少了转运过程中的吊装流程；

(2)拼装胎架能够在不经改装的情况下满足SPMT运输车的无障碍运输；

(3)拼装胎架具备在对运输船无改动情况下进行运输的能力；

(4)采用SPMT运输车编组同时进行顶升可有效保证超大分段钢结构桥梁在运输过程中的安全性；

(5)采用多艘运输船连接后进行运输可满足对超大尺寸、吨位桥梁构件的运输需求；

(6)不同运输船舶的侧向船舷之间采用连接钢梁进行连接可保证运输船舶编组在行驶过程中的稳定性，降低拖曳难度；

(7)安装船上固定支墩并在运输过程中采用船上固定支墩对超大分段钢结构桥梁进行支撑，有利于增大超大分段钢结构桥梁在运输过程中的稳定性，同时减少SPMT运输车的工作负荷，预留SPMT运输车的支撑能力作为安全储备；

(8)采用SPMT运输车编组有利于对大吨位构件进行运输，采用若干个编组同时作业，有利于增大SPMT运输车作业的灵活性，可对多分组分级支墩进行顶升作业；

(9)架设过程中采用多个SPMT运输车编组在运输船舶上对超大分段钢结构桥梁进行顶升可节省顶升设备，同时可减少超大分段钢结构桥梁的转运工序。

附图说明

图1为采用本发明的一种超大分段钢结构桥梁多船联运施工方法的分级支墩的结构侧面示意图；

图2为采用本发明的一种超大分段钢结构桥梁多船联运施工方法的分级支墩的结构正面示意图；

图3为采用本发明的超大分段钢结构桥梁多船联运施工方法的拼装胎架示意图；

图4为采用本发明的超大分段钢结构桥梁多船联运施工方法的固定支墩结构示意图；

图5为采用本发明的一种超大分段钢结构桥梁多船联运施工方法的海上运输方式示意图；

图6为采用本发明的超大分段钢结构桥梁多船联运施工方法的海上运输过程布置图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明加以详细说明。

如附图所示本发明的一种超大分段钢结构桥梁多船联运架设的施工方法，包括以下步骤：

步骤一、在预定架设桥梁海域进行测量，得到桥梁节段高出水面的高度H1，以及载重船舶甲板在载重情况下高出水面的高度H2。

步骤二、在预制场搭设拼装胎架W，具体步骤为：

第一步，在预制场地面上前后平行间隔设置多排支撑结构，每一排支撑结构均包括左右间隔设置在地面上的两组分级支墩，在两组分级支墩之间以及每一排支撑结构中最外侧的两组分级支墩的外侧分别设置有固定支墩C，每一组分级支墩包括左右间隔设置的多个分级支墩A，每个分级支墩A包括左右平行相对间隔设置的两个一级支墩1，所述的两个一级支墩1支撑固定在地面上，所述的两个一级支墩1的高度比运输时支撑在两个一级支墩1之间的SPMT运输车F高10cm-20cm，两个一级支墩1之间的间距比SPMT运输车F宽20cm-30cm，以保证SPMT运输车F的顺利驶入，且能够保持分级支墩A的受力合理。

第二步，在每个分级支墩A的两个一级支墩1上设置二级支撑墩B，所述的二级支撑墩B包括前后平行间隔设置的两根横向支撑梁9以及上部结构，所述两根横向支撑梁9的左右两端分别支撑在两个一级支墩1的顶壁上并通过螺栓与一级支墩1固定相连。所述的上部结构包括分别沿竖直方向左右间隔焊接在每根横向支撑梁9上的两根竖向支撑立柱2，两根横向支撑梁9上的四根竖向支撑立柱2组成矩形二级支撑墩组，每个矩形二级支撑墩组中相邻的两根竖向支撑立柱2之间通过横向连接梁3和横向连接斜撑4固定相连，在每个矩形二级支撑墩组中前后两根竖向支撑立柱2上分别沿水平方向支撑固定有一根荷载分配梁5，在两根荷载分配梁5上分别固定有多个支撑垫块6。所述固定支墩C的结构与二级支撑墩B的上部结构的结构相同。所述固定支墩C的竖向支撑立柱10固定在地面上。

在每一排支撑结构的二级支撑墩B和固定支墩C的支撑垫块6上通长固定一根总体横向分配横梁7，所述总体横向分配横梁7由型钢制成，在所述的总体横向分配横梁7上根据需求固定有若干上部支撑垫块8，以满足大型构件的支撑需求。

从预制场地面至上部支撑垫块8的高度H4满足下式:H4-＝(H1-H2)+H3，H3比SPMT运输车的顶升调节装置的调节距离小10-15cm。

步骤三、在所述的上部支撑垫块8上完成超大分段钢结构桥梁D(分段长度通常在50米以上)的节段拼装。

在使用时，所述上部支撑垫块8的布置间距及布置数量可根据上部超大分段钢结构桥梁节段D的实际情况随时进行调整。

步骤四、解除横向支撑梁9与一级支墩1之间的固定，多个SPMT运输车F编组驶入拼装胎架W的每一个分级支墩A的两个一级支墩1之间，多个SPMT运输车F编组同时顶升横向支撑梁9，使超大分段钢结构桥梁D与固定支墩C脱离。然后多个SPMT运输车F编组同时驶离预制场。

步骤五、将两艘采用连接钢梁连接的运输船舶E靠泊在码头，船尾靠岸。在每一艘运输船舶E上均安装有多排船用固定支墩G，每一排船用固定支墩G沿运输船舶横向设置，每排船用固定支墩G中的各固定支墩分别布置在运输船舶E中部及船舷两侧；每个所述的船用固定支墩G通过铆栓固定于运输船舶上，在每排船用固定支墩中位于运输船舶中部的船用固定支墩G和位于船舷两侧的船用固定支墩G之间分别左右间隔布置多组船舶一级支墩，每一组船舶一级支墩P均包括左右平行相对间隔设置的两个船舶一级支墩，所述的船舶一级支墩焊接于运输船舶E上；所述的船用固定支墩G的结构与二级支撑墩B的上部结构相同，所述的每组船舶一级支墩的结构及尺寸与预制场处的每个分级支墩A的一级支墩1结构及尺寸相同，船用固定支墩G的结构及尺寸与预制场处固定支墩C的结构及尺寸相同。所述的船用固定支墩G与船舶一级支墩P之间的间距、多组船舶一级支墩之间的间距，每一组船舶一级支墩的两个船舶一级支墩之间的间距均与预制场处相应的固定支墩C与一级支墩1之间的间距、多组一级支墩之间的间距，每一组一级支墩的两个一级支墩P之间的间距相同；

连接两艘运输船舶E的步骤为：采用前部横向连接梁11-1、中部横向连接梁11-2和后部横向连接梁11-3将两艘运输船舶E所述的前部、中部以及后部固定相连。如图6前部横向连接梁11-1、中部横向连接梁11-2和后部横向连接梁11-3组成横向连接梁M。

步骤六、待潮位符合要求后，多个SPMT运输车F同时驶上运输船舶E。待超大分段钢结构桥梁D完全处于船上固定支墩G上方时，多个SPMT运输车F编组同时下放顶升装置，使超大分段钢结构桥梁D与船上固定支墩G相接触并将二级支撑墩柱B支撑在对应位置的船舶一级支墩上。对SPMT运输车F进行临时固定后。采用拖轮对运输船舶E进行牵引，驶至桥梁安装区域。

Claims (1)

1.一种超大分段钢结构桥梁多船联运架设的施工方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一、在预定架设桥梁海域进行测量，得到桥梁节段高出水面的高度H1，以及载重船舶甲板在载重情况下高出水面的高度H2；

步骤二、在预制场搭设拼装胎架，具体步骤为：

第一步，在预制场地面上前后平行间隔设置多排支撑结构，每一排支撑结构均包括左右间隔设置在地面上的两组分级支墩，在两组分级支墩之间以及每一排支撑结构中最外侧的两组分级支墩的外侧分别设置有固定支墩，每一组分级支墩包括左右间隔设置的多个分级支墩，每个分级支墩包括左右平行相对间隔设置的两个一级支墩(1)，所述的两个一级支墩支撑固定在地面上，所述的两个一级支墩的高度比运输时支撑在两个一级支墩之间的SPMT运输车高10m-20m，两个一级支墩之间的间距比SPMT运输车宽20m-30m；

第二步，在每个分级支墩的两个一级支墩上设置二级支撑墩，所述的二级支撑墩包括前后平行间隔设置的两根横向支撑梁以及上部结构，所述两根横向支撑梁的左右两端分别支撑在两个一级支墩的顶壁上并通过螺栓与一级支墩固定相连；所述的上部结构包括分别沿竖直方向左右间隔焊接在每根横向支撑梁上的两根竖向支撑立柱(2)，两根横向支撑梁上的四根竖向支撑立柱组成矩形二级支撑墩组，每个矩形二级支撑墩组中相邻的两根竖向支撑立柱之间通过横向连接梁(3)和横向连接斜撑(4)固定相连，在每个矩形二级支撑墩组中前后两根竖向支撑立柱上分别沿水平方向支撑固定有一根荷载分配梁(5)，在两根荷载分配梁上分别固定有多个支撑垫块(6)；所述固定支墩的结构与二级支撑墩的上部结构的结构相同；所述固定支墩的竖向支撑立柱(10)固定在地面上；

在每一排支撑结构的二级支撑墩和固定支墩的支撑垫块上通长固定一根总体横向分配横梁(7)，在所述的总体横向分配横梁上根据需求固定有若干上部支撑垫块(8)；

从预制场地面至上部支撑垫块的高度H4满足下式:H4＝(H1-H2)+H3，H3比SPMT运输车的顶升调节装置的调节距离小10-15m；

步骤三、在所述的上部支撑垫块上完成超大分段钢结构桥梁的节段拼装；

步骤四、解除横向支撑梁与一级支墩之间的固定，多个SPMT运输车编组驶入拼装胎架的每一个分级支墩的两个一级支墩之间，多个SPMT运输车编组同时顶升横向支撑梁，使超大分段钢结构桥梁与固定支墩脱离；然后多个SPMT运输车编组同时驶离预制场；

步骤五、将两艘采用连接钢梁连接的运输船舶(E)靠泊在码头，船尾靠岸；在每一艘运输船舶上均安装有多排船用固定支墩，每一排船用固定支墩沿运输船舶横向设置，每排船用固定支墩中的各固定支墩分别布置在运输船舶中部及船舷两侧；每个所述的船用固定支墩通过铆栓固定于运输船舶上，在每排船用固定支墩中位于运输船舶中部的船用固定支墩和位于船舷两侧的船用固定支墩之间分别左右间隔布置多组船舶一级支墩，每一组船舶一级支墩(P)均包括左右平行相对间隔设置的两个船舶一级支墩，所述的船舶一级支墩焊接于运输船舶E上；所述的船用固定支墩的结构与二级支撑墩的上部结构相同，所述的每组船舶一级支墩的结构及尺寸与预制场处的每个分级支墩的一级支墩(1)结构及尺寸相同，船用固定支墩的结构及尺寸与预制场处固定支墩的结构及尺寸相同；所述的船用固定支墩与船舶一级支墩之间的间距、多组船舶一级支墩之间的间距，每一组船舶一级支墩的两个船舶一级支墩之间的间距均与预制场处相应的固定支墩与一级支墩之间的间距、多组一级支墩之间的间距，每一组一级支墩的两个一级支墩之间的间距相同；

连接两艘运输船舶(E)的步骤为：采用前部横向连接梁(11-1)、中部横向连接梁(11-2)和后部横向连接梁(11-3)将两艘运输船舶所述的前部、中部以及后部固定相连；

步骤六、待潮位符合要求后，多个SPMT运输车同时驶上运输船舶,待超大分段钢结构桥梁完全处于船上固定支墩上方时，多个SPMT运输车编组同时下放顶升装置，使超大分段钢结构桥梁与船上固定支墩相接触并将二级支撑墩柱支撑在对应位置的船舶一级支墩上；对SPMT运输车进行临时固定后，采用拖轮对运输船舶进行牵引，驶至桥梁安装区域。