CN110374008A - 一种在海洋环境进行斜拉桥钢桁架架设的方法 - Google Patents

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CN110374008A
CN110374008A CN201910661908.XA CN201910661908A CN110374008A CN 110374008 A CN110374008 A CN 110374008A CN 201910661908 A CN201910661908 A CN 201910661908A CN 110374008 A CN110374008 A CN 110374008A
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CN
China
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steel truss
truss girder
assembly
crane barge
pier
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刘自明
李鑫
王东辉
张红心
刘科
李越生
袁灿
钱玉山
龚金才
廖远
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China Railway Major Bridge Engineering Group Co Ltd MBEC
Original Assignee
China Railway Major Bridge Engineering Group Co Ltd MBEC
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01DCONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D21/00Methods or apparatus specially adapted for erecting or assembling bridges
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01DCONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D6/00Truss-type bridges
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01DCONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D2101/00Material constitution of bridges
    • E01D2101/30Metal

Abstract

本申请涉及一种在海洋环境进行斜拉桥钢桁架架设的方法。所述在海洋环境进行钢桁架架设的方法包括如下步骤:制作小节段全焊钢桁梁;获取待架桥墩上的落梁位置;将小节段全焊钢桁梁在运输船上进行大节段拼接,从而形成拼装后的钢桁梁;将拼装后的钢桁梁安装至待架桥墩的落梁位置上,并对拼装后的钢桁梁进行节段对接合龙。采用本申请的在海洋环境进行钢桁架架设的方法通过工厂内小节段全焊制造、工厂整孔拼装,工厂化程度高,质量更易保证;有效减少现场钢桁梁拼装施工,降低现场施工风险;减少了现场钢桁梁焊接和涂装施工对环境造成的污染,绿色环保。

Description

一种在海洋环境进行斜拉桥钢桁架架设的方法
技术领域
本申请涉及桥梁架设技术领域,尤其涉及一种在海洋环境进行斜 拉桥钢桁架架设的方法。
背景技术
随着桥梁建设理念和技术的快速发展,以及大型工程装备研发的 不断突破,桥梁建设逐步由小体量预制构件现场散拼向“工厂化、标 准化、大型化、装配化”程度更高的整体预制安装方向发展。
平潭海峡公铁两用大桥是我国第一座跨海峡公铁两用大桥。海峡 大桥不同于以往建设的海湾桥,其建设所面临的风大、浪高、涌激、 强台风、复杂地质等恶劣条件,尤其平潭海峡是世界上著名的三大风 暴海域之一,给大桥施工带来了巨大挑战和超高风险。本桥为国内在 跨海峡桥梁领域的首次尝试,无论是环境的恶劣程度,还是所面临的 技术挑战和施工风险都远超国内已建成或在建的其他跨海湾桥梁。平 潭海峡公铁两用大桥是世界上第一次在复杂风浪涌环境下建设海峡大 桥,建成后将满足海上桥面十级大风(陆地八级风运营)环境下大桥 安全运营。
目前,国内在海洋环境中主跨400m以内的钢箱梁或钢混结合梁也 已出现了边跨、辅助跨大节段整体预制架设施工,但钢桁梁受加工制 造水平及施工装备限制,主要仍以杆件、桁片和小节段悬臂拼装为主, 采用该方法进行钢桁梁架设存在着现场施工时间长,吊装次数多,现 场高栓施拧和焊接作业量大,拼装时自身稳定性差,临时支墩或拼装 支架设置困难,投入大,安全、工期及经济难以保证等问题。
因此,针对以上不足,需要提供一种技术方案来克服或至少减轻 现有技术的至少一个上述缺陷。
申请内容
本申请要解决的技术问题在于,针对现有技术中的缺陷,提供了 一种在海洋环境进行斜拉桥钢桁架架设的方法。
为了解决上述技术问题,本申请提供了一种在海洋环境进行斜拉 桥钢桁架架设的方法,所述在海洋环境进行钢桁架架设的方法包括如 下步骤:制作小节段全焊钢桁梁;获取待架桥墩上的落梁位置;将小 节段全焊钢桁梁在运输船上进行大节段拼接,从而形成拼装后的钢桁 梁;将拼装后的钢桁梁安装至待架桥墩的落梁位置上,并对拼装后的 钢桁梁进行节段对接合龙。
可选地,所述小节段钢桁梁包括多个节段,所述制作小节段钢桁 梁包括:1)、杆件制造:将原料钢杆通过切割成型出上弦杆、下弦杆、 竖杆、腹杆、斜杆和节点板;
2)桁片拼装:将上弦杆与下弦杆放置在桁片拼装胎架上后,进行 纵、横向定位,然后利用水平仪调整上弦杆与下弦杆的平整度;再测 量并调整上弦杆与下弦杆桁高以及对角线尺寸,确保上弦杆与下弦杆 相对位置准确,随后经过测量定位,将竖杆、腹杆和斜杆的端头分别 抵接在上弦杆与下弦杆之间;
3)桁片焊接:上弦杆与下弦杆、竖杆、腹杆和斜杆组装定位完成 后,对杆件定位尺寸进行检测,合格后方可进行焊接,焊接完成后, 解体下胎;
4)桥面板拼装:将下层铁路桥面板块、上层公路桥面板块和上层 边部桥面板块放置在桥面板拼装胎架上进行拼装,拼装完成后,解体 下胎;
5)防腐涂装:桁片及桥面板拼装完成后分别进行防腐涂装,涂装 作业均在车间内进行;
6)节段拼装;采用龙门吊在节段拼装的胎架上进行拼装,首先在 胎架上定位第一个节段的下层铁路桥面板块,再安装第一个节段的两 片桁片,与下层铁路桥面板块临时定位,随后安装上层公路桥面板块, 临时固定后,安装两侧副桁撑杆,并拼装上层边部桥面板块,完成第 一个节段的拼装;后续节段按上述顺序依次进行拼装;拼装焊接完成 后,解体下胎。
可选地,所述将拼装后的钢桁梁安装至待架桥墩上,并对拼装后 的钢桁梁进行节段对接合龙包括:设置浮吊,其中,浮吊面向待架桥 墩;将设置有拼装后的钢桁梁的运输船设置在浮吊周围,并使拼装后 的钢桁梁的吊耳位于浮吊的吊具的下方;将拼装后的钢桁梁安装至浮 吊的吊具上;采用浮吊移动拼装后的钢桁梁,使拼装后的钢桁梁下落 至待架桥墩的预定位置;进行节段对接合龙。
可选地,所述设置浮吊包括:将吊具调节至与待架大节段钢桁梁 匹配尺寸,然后将吊具挂设在浮吊四个主钩上,浮吊通过拖轮配合进 入待架钢桁梁海域;到达指定区域后,浮吊根据水流方向、浮吊进退 方向以及周边环境进行抛锚定位,使浮吊抛锚后面向待架钢桁梁墩位。
可选地,所述将拼装后的钢桁梁安装至浮吊的吊具上包括:将吊 具的吊点正对钢桁梁的吊耳,并下落吊具至钢桁梁吊耳上方;挂钩前 先将吊耳销轴上的限位卡板取下,当吊具的绳圈落入钢桁梁吊耳滑轮 绳槽后,将限位钢丝绳跳槽的卡板装在销轴上,然后起钩拉紧钢丝绳 后停止,用粗质软尼龙绳将同一个吊点的两个绳圈箍成一个整体;当 一侧的绳圈安装完成后安装另一侧。
可选地,所述采用浮吊移动钢桁梁,使钢桁梁下落至待架桥墩的 预定位置包括:测量钢桁梁上各监测点高程,获取四角最大高差得允 许范围;提升钢桁梁至预定高程;浮吊通过绞锚移至待架墩位处进行 落梁;通过锚链定位浮吊落梁位置及姿态,待钢桁梁位于桥墩正上方 时停止移动,通过微调浮吊锚绳或浮吊姿态使钢桁梁落梁垫块位于墩 顶落梁垫块落梁区域的正上方;分次下落钢桁梁,落梁过程持续动态 监测各监测点高程,待下落至距墩顶预定距离时进行最后一次姿态及 位置调整然后下落至墩顶;将钢桁梁调整至设计位置,通过三维千斤 顶进行调整,直至使钢桁梁下落至待架桥墩的预定位置。
可选地,在所述采用浮吊移动钢桁梁,使钢桁梁下落至待架桥墩 的预定位置之前包括:对所述钢桁梁进行静载检查。
可选地,对所述钢桁梁进行静载检查包括:匀速提升拼装后的钢 桁梁直至梁底比运梁船限位高出0.2m~0.3m时,浮吊进行刹车制动, 检查钢桁梁吊耳、吊具钢结构连接及整体姿态、浮吊有关机构及各制 动器有无损伤和不正常工作情况、各吊钩吊重荷载。
可选地,在对所述钢桁梁进行静载检查之后包括:对所述拼装后 的钢桁梁进行动载检查。
可选地,对所述拼装后的钢桁梁进行动载检查包括:在静载检查 的基础上,匀速提升钢桁梁0.5m-1m后浮吊卷扬机进行刹车制动,待 整体稳定后,再将钢桁梁下放0.5m后刹车制动,观测钢桁梁整体姿态、 检查浮吊有关机构及各制动器有无损伤和不正常工作情况。
实施本申请的在海洋环境进行钢桁架架设的方法,具有以下有益 效果:
1、采用本申请的在海洋环境进行钢桁架架设的方法通过工厂内小 节段全焊制造、工厂整孔拼装,工厂化程度高,质量更易保证;有效 减少现场钢桁梁拼装施工,降低现场施工风险;减少了现场钢桁梁焊 接和涂装施工对环境造成的污染,绿色环保。
2、采用本申请的方法进行斜拉桥钢桁梁边跨、辅助跨整孔架设, 可快速形成稳定结构,无需设置抗风牛腿即可满足中跨大悬臂架设抗 风稳定性,简化钢桁梁构造,并可省去边跨侧架梁吊机投入,经济性 较好。
3、钢桁梁厂内整孔制造总拼可与桥位现场下部结构施工平行同步 进行,相应下部结构施工完成即可快速完成整孔钢桁梁安装,有效节 省了施工时间,提高了施工工效。
4、利用大型浮吊配合快速安拆的柔性索+刚性撑杆轻型多功能通 用吊具,实现钢桁梁现场整孔快速架设安装,结合三向千斤顶快速精 确调位,机械化程度高,减少现场大量人工作业。
附图说明
图1是本申请实施例一的在海洋环境进行斜拉桥钢桁架架设的方 法的流程示意图。
图2为本申请实施例一的小节段全钢桁梁安装结构图;
图3是图2所示的小节段全钢桁梁中的桁片连接状态图;
图4是本申请实施例一的节段拼装初期图;
图5是本申请实施例一的节段拼装中期图;
图6是本申请实施例一的节段拼装最终效果图;
图7是图6中A的放大图;
图8为本申请实施例一的在海洋环境进行钢桁架架设的方法中的 待架墩位墩旁托架示意图;
图9为本申请实施例一的在海洋环境进行钢桁架架设的方法中的 钢桁梁架设墩顶布置平面图;
图10为本申请实施例一的在海洋环境进行钢桁架架设的方法中的 吊具结构总体布置图;
图11为本申请实施例一的在海洋环境进行钢桁架架设的方法中的 钢桁梁架设抛锚平面布置图;
图12为本申请实施例一的在海洋环境进行钢桁架架设的方法中的 大节段钢桁梁吊装示意图;
图13为本申请实施例一的在海洋环境进行钢桁架架设的方法中的 大节段钢桁梁落梁示意图;
图14为本申请实施例一的在海洋环境进行钢桁架架设的方法中的 三维千斤顶布置示意图;
图15为本申请实施例一的在海洋环境进行钢桁架架设的方法中的 大节段钢桁梁架设完成示意图。
图16为本申请的检测示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结 合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、 完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请的一部分实施例,而不 是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没 有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请 保护的范围。
图1是本申请实施例一的在海洋环境进行斜拉桥钢桁架架设的方 法的流程示意图。
如图1所示,本申请实施例提供的在海洋环境进行斜拉桥钢桁架 架设的方法包括如下步骤:制作小节段全焊钢桁梁;获取待架桥墩上 的落梁位置以及可允许偏差范围;将小节段全焊钢桁梁在运输船上进 行大节段拼接,从而形成拼装后的钢桁梁;将拼装后的钢桁梁安装至 待架桥墩上,并对拼装后的钢桁梁进行节段对接合龙。
在本实施例中将小节段全焊钢桁梁在运输船上进行大节段拼接具 体为:拼装时,船只驶进船坞,在平板船上根据拼装时将基准节段吊 装至船体拼装胎架固定后,根据在陆地上连续拼装时做好的定位系统 线进行定位,控制梁段调整时的中心线;拼装过程中随时监控拼装节 段的线型,保证拼装线型的准确、平顺。
参见图2至6,在本实施例中,小节段全焊钢桁梁桁片1、下层铁 路桥面板块2、上层公路桥面板块3和副桁撑杆4,下层铁路桥面板块 2焊接在两块桁片1底部之间,上层公路桥面板块3焊接在两块桁片1 顶部之间,两块桁片1顶部外侧焊接有上层边部桥面板块31,两根副 桁撑杆4分别焊接在位于上层边部桥面板块31外端两侧与桁片1底部 两侧之间,副桁撑杆4长度方向倾斜。
结合图2、图3,桁片1包括上弦杆11、下弦杆12、竖杆13和腹 杆14,上弦杆11、下弦杆12、竖杆13和腹杆14均为钢制方形杆且位 于同一水平面上,上弦杆11位于下弦杆12正上方且长度方向相互平 行,竖杆13长度方向竖直且两端分别与上弦杆11和下弦杆12固连,腹杆14长度方向倾斜,腹杆14一端与桁片1固连,腹杆14另一端开 放,上弦杆11、下弦杆12和腹杆14开放端内设有环口17,用于连接 上弦杆11、下弦杆12和腹杆14。
结合图2、图3,桁片1起始节间长度较短,即竖杆13固连在上 弦杆11与下弦杆12之间的中部,竖杆13两侧上下两端分别固连有连 接杆18,连接杆18为方形杆,连接杆18长度方向倾斜且与腹杆14 倾角相同,连接杆18长度小于腹杆14;中部的桁片1长度较长,即上弦杆11与下弦杆12之间有多根竖杆13,且相邻两根竖杆13之间固连 有斜杆15,斜杆15也为方形钢杆,斜杆15倾斜方向在主塔两侧保持 对称,且两端分别焊接在竖杆13和上弦杆11、下弦杆12相接处,设 置斜杆15能提高长度较长的桁片1的结构强度,保证钢桁梁在实际使用中能安全发挥作用。
结合图2、图3,单个桁片1为一个标准节段,相邻桁片1通过上 弦杆11、下弦杆12和腹杆14的开放端相互固连,两个以上且包括两 个数量的桁片1组成一组大节段;此时可根据实际桥墩之间的距离调 整节段的长度,在架设桥梁时不仅方便运输,还能实现一次性吊装成 型,提高架桥效率。
结合图2、图3,竖杆13、腹杆14与上弦杆11、下弦杆12相接 端及斜杆15与竖杆13相接端固连有弧状的节点板16,节点板16是在 斜杆和竖杆的方向上留出工字梁的形状,节点板16两侧边为平面边, 平面边一端相互重合,另一端与圆弧边相接,节点板16宽度与竖杆13 宽度相同;在进行桁片1的拼装时,可先固定节点板16的位置,利用 节点板16已设计切割好的侧边,可减少测量工作就可将斜杆15和腹 杆14进行准确定位,同时在焊接后节点板6还能起到加强筋的作用, 进一步提高桁片1的结构强度。
结合图5、图6,副桁撑杆4截面为H型,上层边部桥面板块31 外侧固连有副桁弦杆5,副桁弦杆5底部与副桁撑杆4顶部固连,设置 副桁弦杆5便于连接上层边部桥面板块31和副桁撑杆4,并且将副桁 撑杆4设置成H形截面,配合副桁弦杆5提高对上层边部桥面板块31的支撑强度,保证上层边部桥面板块31端面平稳。
小节段钢桁梁包括多个节段,一种带副桁的小节段钢桁梁的制造 技术,结合图2至图6,包括以下步骤:
1)、杆件制造:将原料钢杆通过切割成型出上弦杆11、下弦杆12、 竖杆13、腹杆14、斜杆15和节点板16;
2)桁片拼装:将上弦杆11与下弦杆12放置在桁片拼装胎架上后, 进行纵、横向定位,然后利用水平仪调整上弦杆11与下弦杆12的平 整度;再测量并调整上弦杆11与下弦杆12桁高以及对角线尺寸,确 保上弦杆11与下弦杆12相对位置准确,随后经过测量定位,将竖杆 13、腹杆14和斜杆15的端头分别抵接在上弦杆11与下弦杆12之间;
3)桁片焊接:上弦杆11与下弦杆12、竖杆13、腹杆14和斜杆 15组装定位完成后,对杆件定位尺寸进行检测,合格后方可进行焊接, 桁片拼装时,由多个节间连续匹配安装,拼装一轮可拼装四个节段, 焊接完成后,解体下胎;
4)桥面板拼装:将下层铁路桥面板块2、上层公路桥面板块3和 上层边部桥面板块31放置在桥面板拼装胎架上进行拼装,拼装完成后, 解体下胎;
5)防腐涂装:桁片1及桥面板拼装完成后分别进行防腐涂装,涂 装作业均在车间内进行;
6)节段拼装;采用龙门吊在节段拼装的胎架6上进行拼装,首先 在胎架6上定位第一个节段的下层铁路桥面板块1,再安装第一个节段 的两片桁片1,与下层铁路桥面板块2临时定位,并在桁片1两侧焊接 接头杆21,随后安装上层公路桥面板块3,临时固定后,在接头杆21 上安装两侧副桁撑杆4,并拼装上层边部桥面板块31,完成第一个节 段的拼装;后续节段按上述顺序依次进行拼装;拼装焊接完成后,解 体下胎。
其中,在桁片1焊接完成后、桥面板拼装完成后和节段拼装完成 后,均留下一段作为下一轮的母段参与拼装,以保证相邻桁片1、桥面 板和节段的顺利连接,以实现节段各个连接端口位置的精准,保证在 架桥时各个节段能完全贴合,使节段与节段之间连接稳定。
利用上述方法,保证节段的结构强度等要求达到设计所需的同时, 降低节段的生产工时,相较于现有的生产工时,节省33%的生产时间, 直接提高生产效率。
桥面板拼装胎架采用框架式形式,支墩先用纵横梁连接,以构成 平面的方格状,而支墩位于方格的连接处,之后再将支墩与地基连接, 支墩上布置牙板,牙板为圆柱体,桥面板放置在牙板上,通过调整牙 板高度保证桥面板块的线型;桁片拼装胎架和节段拼装胎架上设置纵、 横基线和基准点,并在胎架外设置不受其它因素影响的水准控制网和 标志塔,胎架安装完成后,在胎架支墩上设置沉降观测点;结合图16, 图中三角形为标志塔,高一点的立柱为水准点,中间等距分布的矮立 柱为胎架支墩,支墩之间的为纵横基线;设置水准控制网和标志塔配 合纵、横基线和基准点,用于对制造过程中胎架上所有测量点进行监 测;设置沉降观测点监测在拼装过程中,随着拼装重量的增加,胎架 是否发生沉降或变形。
综上所述,本发明通过将两块桁片1、一块下层铁路板块2、一块 上层公路路板块3、两块上层边部桥面31和两根副桁撑架4组成一个 标准节段,在进行架设钢桁梁桥时,只需通过沿固定方向连接各个标 准节段,即多组标准节段延长,进而实现架桥的目的;将架设桥梁的 工作模块化,较传统散装节点、整体节点或整体桁片钢桁梁制造,工 厂化及装配化程度高、运营维护工作量小。
在本实施例中,将拼装后的钢桁梁安装至待架桥墩上,并对拼装 后的钢桁梁进行节段对接合龙包括:设置浮吊,其中,浮吊6面向待 架桥墩;将设置有拼装后的钢桁梁的运输船5设置在浮吊周围,并使 拼装后的钢桁梁的吊耳位于浮吊的吊具的下方;将拼装后的钢桁梁安 装至浮吊的吊具上;解除对钢桁梁的限位;采用浮吊移动钢桁梁,使 钢桁梁下落至待架桥墩的预定位置;进行节段对接合龙。具体地,在 本实施例中,在运输前对钢桁梁限位:运输船装载钢桁梁时,需根据 运输船自身结构(纵横舱壁布置、甲板情况)及钢桁梁支点位置进行 补强或设置分配梁,并在钢桁梁拼装过程中安装限位。为防止钢桁梁 局部变形以及涂装层受损,钢桁梁支撑与限位必须使用橡胶垫进行抄 垫。
在本实施例中,所述设置浮吊包括:将吊具调节至与待架大节段 钢桁梁匹配尺寸,然后将吊具挂设在浮吊四个主钩上,浮吊通过拖轮 配合进入待架钢桁梁海域;到达指定区域后,浮吊应根据根据水流方 向、浮吊进退方向以及周边环境进行抛锚定位,使浮吊抛锚后面向待 架钢桁梁墩位。
具体地,浮吊上有GPS精确定位系统,用这个进行定位,然后, 抛锚船协助抛设的4颗锚,再通过绞锚使运输船转向至船体与桥中心 线平行并精确定位,使钢桁梁吊耳位于浮吊吊具正下方。
在本实施例中,所述将拼装后的钢桁梁安装至浮吊的吊具上包括: 将吊具的吊点正对钢桁梁的吊耳,并下落吊具至钢桁梁吊耳上方;挂 钩前先将吊耳销轴上的限位卡板取下,当吊具的绳圈落入钢桁梁吊耳 滑轮绳槽后,将限位钢丝绳跳槽的卡板装在销轴上,然后缓慢起钩拉 紧钢丝绳后停止,用粗质软尼龙绳将同一个吊点的两个绳圈箍成一个 整体,防止因浮吊的晃动引起因挂好钩的绳圈跳出绳槽;当一侧的绳 圈安装完成后安装另一侧。
具体地,绞动浮吊的锚机,将吊具的吊点正对钢桁梁的吊耳,并 缓慢下落吊具至吊耳上方;将吊耳销轴上的限位卡板取下,当吊具的 绳圈落入钢桁梁吊耳滑轮绳槽后,将限位钢丝绳跳槽的卡板装在销轴 上,然后缓慢起钩拉紧钢丝绳后停止;用粗质软尼龙绳将同一个吊点 的两个绳圈箍成一个整体。
在本实施例中,所述解除对钢桁梁的限位包括:将钢桁梁四周靠 近浮吊的一侧及远离运输船驾驶室一侧限位解除。
在本实施例中,所述采用浮吊移动钢桁梁,使钢桁梁下落至待架 桥墩的预定位置包括:测量钢桁梁上各监测点高程,获取四角最大高 差得允许范围;提升钢桁梁至预定高程;浮吊通过绞锚移至待架墩位 处进行落梁;通过锚链定位浮吊落梁位置及姿态,待钢桁梁位于桥墩 正上方时停止移动,通过微调浮吊锚绳或浮吊姿态使钢桁梁落梁垫块 位于墩顶落梁垫块落梁区域的正上方;分次下落钢桁梁,落梁过程持 续动态监测各监测点高程,待下落至距墩顶预定距离时进行最后一次 姿态及位置调整然后下落至墩顶;将钢桁梁调整至设计位置,通过三 维千斤顶进行调整,直至使钢桁梁下落至待架桥墩的预定位置。
在本实施例中,所述进行节段对接合龙包括:主桁下弦→斜杆→ 副桁→主桁上弦→顶落梁至设计高程+厂设预拱度。
在本实施例中,吊装钢桁梁的吊具为柔性索+刚性撑杆组成的轻型 组合结构,吊具结构下层纵向撑杆分三段设计,两端还设有多个吊挂 孔,带中间段纵向撑杆时,吊具可适应的吊耳纵向间距为5种,不带 中间段纵向撑杆时,吊具可适应的吊耳纵向间距为两种。
在本实施例中,钢桁梁支撑位置底部设置缓冲落梁垫块,防止钢 桁梁落梁过程中因冲击而损坏。
在本实施例中,在所述采用浮吊移动钢桁梁,使钢桁梁下落至待 架桥墩的预定位置之前包括:对所述钢桁梁进行静载检查以及动载检 查。
在本实施例中,静载检查包括:钢桁梁吊离运输船时即开始静载 检查,匀速提升钢桁梁直至梁底比运梁船限位高出0.2m~0.3m时,浮 吊进行刹车制动,检查钢桁梁吊耳、吊具钢结构连接及整体姿态、浮 吊有关机构及各制动器有无损伤和不正常工作情况、各吊钩吊重荷载, 并做好检查记录。
在本实施例中,动载检查包括:在静载检查的基础上,匀速提升 钢桁梁0.5m-1m后浮吊卷扬机进行刹车制动,待整体稳定后,再将钢 桁梁下放0.5m后刹车制动,观测钢桁梁整体姿态、检查浮吊有关机构 及各制动器有无损伤和不正常工作情况。驱动装置无不正常的发热和 振动冲击现象,各机构焊缝无裂纹,紧固件和运动件无松动等不良现 象;钢桁梁各点高差处于允许范围,各主钩偏载不超过允许值,检查 结果满足吊装要求,方可说明动载检查合格。
在本实施例中,通过辅助设备将拼装后的钢桁梁安装至待架桥墩 上,并对拼装后的钢桁梁进行节段对接合龙。
在本实施例中,辅助设备包括墩旁托架、滑道梁、纵横移三维千 斤顶。
在本实施例中,在进行斜拉桥钢桁梁架设施工前,在斜拉桥的待 架墩位处设置墩旁托架及滑道梁,墩旁托架及滑道梁安装完成以后, 在滑道梁顶布置钢桁梁纵横移三维千斤顶装置,并且,在滑道梁或墩 顶落梁处标出设计落梁位置及可允许偏差范围。
下面以举例的方式对本申请进行进一步阐述。可以理解的是,该 举例并不构成对本申请的任何限制。
参见图7至图15,在进行斜拉桥钢桁梁107架设施工前,在斜拉 桥的待架墩位108处设置墩旁托架109及滑道梁110,墩旁托架109 及滑道梁110安装完成以后,在滑道梁110顶布置钢桁梁纵横移三维 千斤顶111装置,并且,在滑道梁110或墩顶落梁处标出设计落梁位 置及可允许偏差范围。
在进行斜拉桥钢桁梁架107设施工前,还需要提前完成钢桁梁107 的制造与拼装。钢桁梁107在工厂内制造完成桁片、铁路桥面块体、 公路桥面块体、副桁撑杆等构件,并且拼装焊接为小节段钢桁梁。接 着,根据大节段钢桁梁的拼装尺寸及节段重量选取合适的运输船,将 小节段钢桁梁112吊装至船上,在运输船113将小节段钢桁梁拼接形 成大节段钢桁梁的拼装,钢桁梁拼装过程中,在钢桁梁底部落梁处设 置落梁垫块114。
大节段钢桁梁拼装完成以后,利用运输船113将大节段钢桁梁浮 运至施工现场。
在进行斜拉桥钢桁梁架设施工前,采用吊具115吊装大节段钢桁 梁,本实施例选用的吊具115为柔性索+刚性撑杆组成的轻型组合结构, 吊具结构下层纵向撑杆分三段设计,两端还设有多个吊挂孔,带中间 段纵向撑杆时,吊具可适应的吊耳纵向间距为5种,不带中间段纵向 撑杆时,吊具可适应的吊耳纵向间距为两种。
施工现场进行的钢桁梁架设施工方法包括以下步骤:
A、浮吊定位:提前将吊具115调节至与待架大节段钢桁梁匹配尺 寸,然后将吊具115挂设在浮吊116四个主钩上,浮吊116由拖轮配 合进入待架钢桁梁海域。到达指定区域后,浮吊应根据根据水流方向、 浮吊进退方向以及周边环境进行抛锚定位,浮吊116抛锚完成后,应 面向待架钢桁梁墩位。
B、运输船就位:浮吊116就位以后,接着需要进行运输船113就 位,即运输船113行至浮吊116前方,抛锚船协助抛设的四颗锚,再 通过绞锚使运输船转向至船体与桥中心线平行并精确定位,使钢桁梁 吊耳位于浮吊吊具正下方。
C、钢桁梁挂钩:待运输船113抛锚定位完成后,再次通过绞动浮 吊的锚机,将吊具的四个吊点正对钢桁梁的四个吊耳,并缓慢下落吊 具至钢桁梁吊耳上方。为了减少浮吊116和运输船5的摆动对挂钩造 成的影响,先单边挂钩。
挂钩前先将吊耳销轴上的限位卡板取下,当吊具的绳圈落入钢桁 梁吊耳滑轮绳槽后,将限位钢丝绳跳槽的卡板装在销轴上,然后缓慢 起钩拉紧钢丝绳后停止,用粗质软尼龙绳将同一个吊点的两个绳圈箍 成一个整体,防止因浮吊的晃动引起因挂好钩的绳圈跳出绳槽。一侧 绳圈安装完成后再安装另一侧。
D、钢桁梁限位解除:大节段钢桁梁挂钩完成后,将大节段钢桁梁 四周靠近浮吊的一侧及远离运输船113驾驶室一侧限位解除。驾驶室 一侧和远离浮吊侧的限位不解除,防止钢桁梁脱离运输船113时摆动 对运输船驾驶室产生冲击或应浮吊受力前倾导致钢桁梁前移。
E、静载检查:钢桁梁吊离运输船时即开始静载检查,匀速提升钢 桁梁直至梁底比运梁船限位高出0.2m~0.3m时,浮吊进行刹车制动, 检查钢桁梁吊耳、吊具钢结构连接及整体姿态、浮吊有关机构及各制 动器有无损伤和不正常工作情况、各吊钩吊重荷载,并做好检查记录。
F、动载检查:在静载检查的基础上,匀速提升钢桁梁0.5m-1m后 浮吊卷扬机进行刹车制动,待整体稳定后,再将钢桁梁下放0.5m后刹 车制动,观测钢桁梁整体姿态、检查浮吊有关机构及各制动器有无损 伤和不正常工作情况。驱动装置无不正常的发热和振动冲击现象,各 机构焊缝无裂纹,紧固件和运动件无松动等不良现象;钢桁梁各点高 差处于允许范围,各主钩偏载不超过允许值,检查结果满足吊装要求, 方可说明动载检查合格。
G、钢桁梁提升至预定高度:正式开始吊装钢桁梁之前,需精确调 整浮吊6姿态及各钩受力,测量钢桁梁上各监测点高程,四角最大高 差必须控制在允许范围。测量完成后,缓慢提升钢桁梁,直至钢桁梁1 梁底标高高于运梁船顶部3.0m以上时,运输船退出,然后缓慢提升钢 桁梁至预定高程,最后,浮吊通过绞锚缓慢前移至待架墩位处5进行 落梁。
H、浮吊绞锚前移:通过锚链精确定位浮吊落梁位置及姿态,待钢 桁梁1位于桥墩正上方时停止移动,通过微调浮吊锚绳或浮吊姿态使 钢桁梁落梁垫块118正好位于墩顶落梁垫块落梁区域的正上方,初步 落梁时,落梁垫块118的落梁位置不得偏移设计允许范围以外。
I、钢桁梁下放落梁:钢桁梁落梁应分次下落,落梁过程持续动态 监测各监测点高程,待下落至距墩顶50-80cm时进行最后一次姿态及 位置调整然后下落至墩顶。
J、总横移调整:钢桁梁下落到墩顶以后,将钢桁梁调整至设计位 置,通过三维千斤119顶实现钢桁梁节段小幅度纵横移以及竖向顶升。
K、节段对接合龙:钢桁梁调整至设计位置后,再次通过三维千斤 顶119调整钢桁梁高程,使得合龙口近端支撑节点高程为设计高程+厂 设预拱度,然后,开始节段对接。节段对接顺序为:主桁下弦→斜杆 →副桁→主桁上弦→顶落梁至设计高程+厂设预拱度。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本申请的技术方案,而 非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领 域的普通技术人员应当理解: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;而这些修 改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方 案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种在海洋环境进行斜拉桥钢桁架架设的方法,其特征在于,所述在海洋环境进行钢桁架架设的方法包括如下步骤:
制作小节段全焊钢桁梁;
获取待架桥墩上的落梁位置;
将小节段全焊钢桁梁在运输船上进行大节段拼接,从而形成拼装后的钢桁梁;
将拼装后的钢桁梁安装至待架桥墩的落梁位置上,并对拼装后的钢桁梁进行节段对接合龙。
2.根据权利要求1所述的在海洋环境进行斜拉桥钢桁架架设的方法,其特征在于,所述小节段钢桁梁包括多个节段,制作小节段钢桁梁包括:
1)、杆件制造:将原料钢杆通过切割成型出上弦杆(11)、下弦杆(12)、竖杆(13)、腹杆(14)、斜杆(15)和节点板(16);
2)桁片拼装:将上弦杆(11)与下弦杆(12)放置在桁片拼装胎架上后,进行纵、横向定位,然后利用水平仪调整上弦杆(11)与下弦杆(12)的平整度;再测量并调整上弦杆(11)与下弦杆(12)桁高以及对角线尺寸,确保上弦杆(11)与下弦杆(12)相对位置准确,随后经过测量定位,将竖杆(13)、腹杆(14)和斜杆(15)的端头分别抵接在上弦杆(11)与下弦杆(12)之间;
3)桁片焊接:上弦杆(11)与下弦杆(12)、竖杆(13)、腹杆(14)和斜杆(15)组装定位完成后,对杆件定位尺寸进行检测,合格后方可进行焊接,焊接完成后,解体下胎;
4)桥面板拼装:将下层铁路桥面板块(2)、上层公路桥面板块(3)和上层边部桥面板块(31)放置在桥面板拼装胎架上进行拼装,拼装完成后,解体下胎;
5)防腐涂装:桁片(1)及桥面板拼装完成后分别进行防腐涂装,涂装作业均在车间内进行;
6)节段拼装;采用龙门吊在节段拼装的胎架(6)上进行拼装,首先在胎架(6)上定位第一个节段的下层铁路桥面板块(2),再安装第一个节段的两片桁片(1),与下层铁路桥面板块(2)临时定位,随后安装上层公路桥面板块(3),临时固定后,安装两侧副桁撑杆(4),并拼装上层边部桥面板块(31),完成第一个节段的拼装;后续节段按上述顺序依次进行拼装;拼装焊接完成后,解体下胎。
3.根据权利要求1所述的在海洋环境进行斜拉桥钢桁架架设的方法,其特征在于,所述将拼装后的钢桁梁安装至待架桥墩上,并对拼装后的钢桁梁进行节段对接合龙包括:
设置浮吊,其中,浮吊面向待架桥墩;
将设置有拼装后的钢桁梁的运输船设置在浮吊周围,并使拼装后的钢桁梁的吊耳位于浮吊的吊具的下方;
将拼装后的钢桁梁安装至浮吊的吊具上;
采用浮吊移动拼装后的钢桁梁,使拼装后的钢桁梁下落至待架桥墩的预定位置;
进行节段对接合龙。
4.根据权利要求3所述的在海洋环境进行斜拉桥钢桁架架设的方法,其特征在于,所述设置浮吊包括:
将吊具调节至与待架大节段钢桁梁匹配尺寸,然后将吊具挂设在浮吊四个主钩上,浮吊通过拖轮配合进入待架钢桁梁海域;
到达指定区域后,浮吊根据水流方向、浮吊进退方向以及周边环境进行抛锚定位,使浮吊抛锚后面向待架钢桁梁墩位。
5.根据权利要求3所述的在海洋环境进行斜拉桥钢桁架架设的方法,其特征在于,所述将拼装后的钢桁梁安装至浮吊的吊具上包括:
将吊具的吊点正对钢桁梁的吊耳,并下落吊具至钢桁梁吊耳上方;
挂钩前先将吊耳销轴上的限位卡板取下,当吊具的绳圈落入钢桁梁吊耳滑轮绳槽后,将限位钢丝绳跳槽的卡板装在销轴上,然后起钩拉紧钢丝绳,用粗质软尼龙绳将同一个吊点的两个绳圈箍成一个整体。
6.如权利要求1所述的在海洋环境进行斜拉桥钢桁架架设的方法,其特征在于,所述采用浮吊移动钢桁梁,使钢桁梁下落至待架桥墩的预定位置包括:
测量钢桁梁上各监测点高程,获取四角最大高差得允许范围;
提升钢桁梁至预定高程;
浮吊通过绞锚移至待架墩位处进行落梁;
通过锚链定位浮吊落梁位置及姿态,待钢桁梁位于桥墩正上方时停止移动,通过微调浮吊锚绳或浮吊姿态使钢桁梁落梁垫块位于墩顶落梁垫块落梁区域的正上方;
分次下落钢桁梁,落梁过程持续动态监测各监测点高程,待下落至距墩顶预定距离时进行最后一次姿态及位置调整然后下落至墩顶;
将钢桁梁调整至设计位置,通过三维千斤顶进行调整,直至使钢桁梁下落至待架桥墩的预定位置。
7.根据权利要求3所述的在海洋环境进行斜拉桥钢桁架架设的方法,其特征在于,在所述采用浮吊移动钢桁梁,使钢桁梁下落至待架桥墩的预定位置之前包括:
对所述钢桁梁进行静载检查。
8.根据权利要求7所述的在海洋环境进行斜拉桥钢桁架架设的方法,其特征在于,对所述钢桁梁进行静载检查包括:
匀速提升拼装后的钢桁梁直至梁底比运梁船限位高出0.2m~0.3m时,浮吊进行刹车制动,检查钢桁梁吊耳、吊具钢结构连接及整体姿态、浮吊有关机构及各制动器有无损伤和不正常工作情况、各吊钩吊重荷载。
9.根据权利要求7所述的在海洋环境进行斜拉桥钢桁架架设的方法,其特征在于,在对所述钢桁梁进行静载检查之后包括:
对所述拼装后的钢桁梁进行动载检查。
10.根据权利要求9所述的在海洋环境进行斜拉桥钢桁架架设的方法,其特征在于,对所述拼装后的钢桁梁进行动载检查包括:
在静载检查的基础上,匀速提升钢桁梁0.5m-1m后浮吊卷扬机进行刹车制动,待整体稳定后,再将钢桁梁下放0.5m后刹车制动,观测钢桁梁整体姿态、检查浮吊有关机构及各制动器有无损伤和不正常工作情况。
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