CN111254804A - 一种上跨高速公路钢箱梁桥施工的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种上跨高速公路钢箱梁桥施工的方法，其中包括：加工钢箱梁节段；安装第一支架；根据上跨吊装的方式将所述钢箱梁架设在所述第一支架上；对所述钢箱梁进行焊接，将各个钢箱梁节段进行连接。这种施工方式解决了传统技术中，通过顶推或者滑移方式中存在的工期较长、工序复杂、成本较高、施工技术要求高的问题，采用吊桩设备和钢管柱临时支架进行钢箱梁节段拼装，成本低，施工工艺简便，对既有高速影响也较小，且极大的缩短了工期，具有很好的技术推广应用价值。

Description

一种上跨高速公路钢箱梁桥施工的方法

技术领域

本发明涉及公路施工领域，具体涉及到一种高速公路施工方法。

背景技术

随着社会的发展，人们的出行以及物流越来越多的依赖公路运输完成，在跨地域运输时，为了保障行驶的安全、效率，往往需要架设高速公路。

在目前高速公路施工过程中，由于受既有高速公路复杂的施工环境影响，一般采用顶推或滑移的方式进行架设施工，但运用该种施工方式架设高速公路时，往往需要较长的工期才能完成，并且在架设时，工序较为繁琐，施工成本较高，往往还需要较高的精确度才能得以实现，施工难度非常高。

发明内容

本发明实施例要解决的技术问题为提高跨既有高速钢箱梁加工及架设的速度和质量。

根据第一方面，本发明实施例提供了上跨高速公路钢箱梁桥施工的方法，包括：获取被测人员的交互数据，加工钢箱梁节段；安装第一支架；根据上跨吊装的方式将所述钢箱梁架设在所述第一支架上；对所述钢箱梁进行焊接，将各个钢箱梁节段进行连接。

可选地，所述加工箱梁节段包括：依据墩顶及中间受理点位置，对钢箱梁节段进行划分。

可选地，所述加工箱梁节段包括：依据所述划分的钢箱梁节段，根据板单元运输条件和/或结构特性，将整个主体结构分解成若干个单独单元。

可选地，所述单独单元件包括：底板单元、腹板单元、顶板单元、箱内隔板单元、箱间隔板单元、悬挑单元中至少一种。

可选地，所述第一支架包括：临时支架；所述临时支架包括砂箱、槽钢、钢管立柱和支架基础，所述支架基础采用混凝土扩大基础；支架采用钢管搭设，首先在每个焊接接口处搭设钢管支架，支架搭设在腹板正下方，每组支架由钢管组成，横撑、斜撑采用槽钢进行架设，钢管横向布置双拼工字钢分配梁，分配梁上布置钢桶；然后在基础顶面预埋法兰盘，与钢管焊接固定，支架至少设置在高速两侧设置和/或中央隔离带处，并根据地形混凝土基础调整临时支架间间距。

可选地，所述对钢箱梁进行加工包括：至少包括在施工现场进行加工和/或在外围工厂进行加工其中一种；所述外围工厂对钢箱梁进行加工包括：在第一支架安装完成后，钢箱梁的运输。

可选地，根据上跨吊装的方式对所述钢箱梁进行架设包括：利用大型吊装工具，以单独封闭行车道的方式进行架设。

可选地，所述对所述钢箱梁进行焊接包括：利用二氧化碳气体半自动保护焊、埋弧自动焊、二氧化碳气体保护焊中至少一种方式对所述单独单元件进行连接主要部位焊接；连接主要部位包括：箱梁隔板焊接、翼缘板焊接、顶板焊接、腹板焊接、底板焊接。

可选地，所述连接主要部位焊接的顺序包括：对接缝马平、腹板对接焊缝、顶板对接焊缝、底板对接焊缝、底板U肋板肋嵌补段焊缝、顶板U肋板肋嵌补段依次焊缝。

可选地，对所述钢箱梁进行焊接，将各个钢箱梁节段进行连接之后还包括：拆除支架。

本申请首先对钢箱梁节段进行分段、加工，之后根据分段后钢箱梁结构及安装环境进行第一支架的安装，支架安装完毕后，根据上跨吊装的方式将加工后的钢箱梁架设架设在支架上，并对钢箱梁进行焊接连接。这种施工方式解决了传统技术中，通过顶推或者滑移方式中存在的工期较长、工序复杂、成本较高、施工技术要求高的问题，采用吊桩设备和钢管柱临时支架进行钢箱梁节段拼装，成本低，施工工艺简便，对既有高速影响也较小，且极大的缩短了工期，具有很好的技术推广应用价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明实施例的上跨高速公路钢箱梁桥施工的方法的流程示意图；

图2示出了本发明实施例的上跨高速公路钢箱梁桥施工的方法的钢箱梁节段划分结构示意图；

图3示出了本发明实施例的上跨高速公路钢箱梁桥施工的方法的吊装划分结构示意图；

图4示出了本发明实施例的上跨高速公路钢箱梁桥施工的方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

正如背景技术所述，业内目前对于高速公路建设施工过程中，因受既有高速公路复杂的施工环境影响，一般采用顶推或滑移的方式进行架设施工，但该两种方式一般施工周期长，工序复杂，成本高，施工技术要求高。

因此，发明人提出了可以通过吊装设备和钢管柱临时支架进行钢箱梁节段拼装，成本低，施工工艺简便，对既有高速影响也较小，且极大的缩短了工期，具有很好的技术推广应用价值。具体的可以参见图1所示的上跨高速公路钢箱梁桥施工的方法流程示意图，具体的可以包括如下步骤：

S11.加工钢箱梁节段。作为示例性的实施例，加工钢箱梁节段可以包括划分钢箱梁和加工钢箱梁两个环节。首先划分钢箱梁节段需依据实际施工场地的具体情况、施工条件进行划分，之后依据对钢箱梁划分后的节段结构进行钢箱梁加工。本实施例中，对钢箱梁节段的划分分为纵向划分及横向划分，并依据划分后的结构进行加工。

具体的，纵向划分依据钢箱梁图纸设计、运输限制及节段重量，按照桥梁设计的受力分析原则进行纵向划分，横向划分依据钢箱梁单幅钢箱梁宽、跨越段架设时间限制进行横向划分，最终若干个钢箱梁节段。根据得到的钢箱梁节段，深化设计，依据板单元的运输条件和结构特性，将整个主体结构分解成各个单独的杆件和单元件，单元划分完成后在标准化工厂内加工制作，反变形焊接摇摆胎架上设有焊接平台、板边加压系统、平台旋转系统，焊接平台按板单元件尺寸设计，设有反变形模板，平台旋转系统可使焊接平台作横向正负旋转，使加劲肋与面底板的焊缝处于亚船型焊接位置。工作时将面底板单元件吊上焊接平台，启动板边加压装置压紧板边，为单元件施加焊接反变形，压紧的同时单元件沿对称中心定位；启动旋压系统，焊接平台向一侧旋转度，焊接一侧角焊缝，平台向另一侧旋转，再焊接另一侧角焊缝，由于采取了反变形措施及板边压紧装置，使焊接变形控制在最小范围。

S12.安装第一支架。在本实施例中，利用吊装装置，对第一支架按照临时支架的材料顺序和设计结构进行搭建。

具体的，以包括砂箱、槽钢、钢管立柱和基础的第一支架为例，临时支架位置若是回填土或原基坑回填位置处，先用挖掘机除去回填土和软弱土层，用建筑砖石杂土或灰土回填并夯实(使地基承载力达到250KPa以上)。地基处理完成后浇筑混凝土长方形基础，支架基础采用混凝土扩大基础，在基础顶面预埋钢板，便于与钢管焊接固定，支架布置时除在高速两侧设置外，在中央隔离带也设置第一支架，根据地形混凝土基础宽度减少，长度增加，减小第一支架间间距，完成第一支架的架设。

S13.根据上跨吊装的方式将所述钢箱梁架设在所述第一支架上。在本实施例中，利用吊装设备以上跨吊装的方式将钢箱梁架设在设置好的第一支架上。具体的选用单台大型吊车作为吊装设备进行吊装架设，根据现场情况及吊装重量选取汽车吊，依据选取工况、节段重量大的节段对吊装工况分析，悬着吊装设备时要充分考虑安全系数，要求大于起吊要求的1.2倍吊装受力，选用合适的吊耳及钢丝绳卡环，按照预先划分的钢箱梁节段，从小桩号至大桩号，按纵向节段划分，先架设左幅后架设右幅进行节段拼装，进行顺序吊装，完成吊装后拆除砂筒，浇筑钢箱梁配重混凝土，并对钢箱梁进行补充涂装，整体涂装。

S14.对所述钢箱梁进行焊接，将各个钢箱梁节段进行连接。在本实施例中，在架设完成后，进行钢箱梁节段的拼接，钢箱梁各部位拼接主要采用焊接方式进行连接。

具体的，箱梁的桥位调整到位后，首先进行钢箱梁环缝施焊，钢箱梁的桥位接口环缝焊接应先焊大环缝；待探伤合格后，组焊接口处U肋及板条肋嵌补段，顶板、底板横向焊缝的起弧、息弧均应避开纵向焊缝200mm以上。为减少因焊接而产生的附加应力及变形，直腹板采取从下到上的方向施焊；顶板、底板横向焊缝从桥轴中心线向两侧对称施焊；每完成一个梁段接口的焊接后配合架设单位进行钢箱梁桥轴线测量，测量数据作为下一梁段精调整控制依据。

作为示例性的实施例，所述加工箱梁节段包括：依据墩顶及中间受理点位置，对钢箱梁节段进行划分。

具体的，根据图纸设计、运输限制及节段重量，按照避开墩顶及中间受力点的原则，节段划分顺桥向分为A、B、C、D、E、F、G七个吊装段，如图2所示的钢箱梁节段划分，对F6、F5、G4、E6、E5、F4、E4、G3、G2、G1、F1、F2、F1、EE、E2、E1、D1’、D2’、D3’、D4’、D5’、D6’、D1、D2、D3、D4、D5、D6、C6、C5、C4、C3、C2、C1、B6、B5、B4、B3、B2、B1、A6、A5、A4、A3、A2、A1。

作为示例性的实施例，所述加工箱梁节段包括：依据所述划分的钢箱梁节段，根据板单元运输条件和/或结构特性，将整个主体结构分解成若干个单独单元。

具体的，为满足施工条件，根据节段划分，深化设计，依据板单元的运输条件和结构特性，如图3所示，将整个主体结构分解成各个单独的杆件和单元件，钢箱梁板单元制作按结构类型的不同划分为底板单元31、腹板单元32、顶板单元33、隔板单元34、悬挑单元35。

作为示例性的实施例，所述第一支架包括：临时支架；所述临时支架包括砂箱、槽钢、钢管立柱和支架基础，所述支架基础采用混凝土扩大基础；支架采用钢管搭设，首先在每个焊接接口处搭设钢管支架，支架搭设在腹板正下方，每组支架由四根钢管组成，横撑、斜撑采用槽钢进行架设，钢管横向布置双拼工字钢分配梁，分配梁上布置钢桶；然后在基础顶面预埋法兰盘，与钢管焊接固定，支架至少设置在高速两侧设置和/或中央隔离带处，并根据地形混凝土基础调整临时支架间间距。

具体的，临时支架包括砂箱、槽钢、钢管立柱和基础，其中砂箱的作用是调整标高，砂箱下设置活塞，里面使用干燥的河砂填充，钢箱梁就位后通过往外放砂箱里面的河砂来得到设计标高；槽钢做为钢管支架的横撑及斜撑使用；根据现场实际情况及钢箱梁加工分段的情况，在梁段接口处搭设临时支架。支架由支架基础、钢管立柱、横梁及横斜撑组成。支架采用钢管搭设，每个接口处搭设钢管支架，支架搭设在腹板正下方，每组支架由四根钢管组成，横撑、斜撑采用槽钢，钢管横向布置双拼工字钢分配梁，分配梁上布置钢桶；支架至少设置在高速两侧设置和/或中央隔离带处，并根据地形混凝土基础调整临时支架间间距。

作为示例性的实施例，所述对钢箱梁进行加工包括：至少包括在施工现场进行加工和/或在外围工厂进行加工其中一种；所述外围工厂对钢箱梁进行加工包括：在第一支架安装完成后，钢箱梁的运输。

具体的，对于钢箱梁的加工，可以在安装现场进行施工作业和/或在外围工厂中进行施工作业，完成后运抵安装现场。在外围工厂中完成的施工作业时，进行钢箱梁的运输，路线选择以安全为原则，根据钢箱梁的节段长度和重量，选择合适的车辆和路线，选择的线路要适合于汽车的通行，路面平坦，没有过大的坡度，道路曲线最小半径能保证汽车顺利通过，运输路线要尽量避开交通拥挤的路段运输至现场。

作为示例性的实施例，据上跨吊装的方式对所述钢箱梁进行架设包括：利用大型吊装工具，以单独封闭行车道的方式进行架设。

具体的，为保证既有高速通行，采用汽车吊吊装方案，在高速两侧护坡处及京沪高速中央隔离带位置设置临时支架，先占用应急车道及外侧车道，完成临时导改及主梁吊装，主梁间采用工字钢进行横向临时连接，再撤出导改，在仅占用应急车道的情况下完成剩余悬臂、隔板及面板的安装，具体施工步骤如图4所示：

S41.地基处理、搭设支架、临时支墩并预压；

S42.从小桩号至大桩号，按纵向节段划分，先架设左幅后架设右幅进行节段拼装；

S43.拆除砂筒，浇筑钢箱梁配重混凝土，并对钢箱梁进行补充涂装，整体涂装。

作为示例性的实施例，所述对所述钢箱梁进行焊接包括：利用二氧化碳气体半自动保护焊、埋弧自动焊、二氧化碳气体保护焊中至少一种方式对所述单独单元件进行连接主要部位焊接；

连接主要部位包括：箱梁隔板焊接、翼缘板焊接、顶板焊接、腹板焊接、底板焊接。

具体的，钢箱梁各位拼接可以采用二氧化碳气体保护半自动焊、埋弧自动焊、二氧化碳气体保护焊三种焊接方式进行连接，连接主要部位有箱梁隔板焊接、翼缘板焊接、顶板焊接、腹板焊接、底板焊接。桥位焊接顺序顺序为：对接缝马平、腹板对接焊缝、顶板对接焊缝、底板对接焊缝、底板U肋板331肋嵌补段焊缝、顶板U肋板311肋嵌补段焊缝；顶、底板打底焊接由两名焊工从中间向两边对称、同时施焊；顶板的填充、盖面由一台埋弧自动焊机进行焊接，自动焊不易达到的位置，用二氧化碳半自动气保焊进行；腹板的对接焊缝，每条焊缝选派一名焊工，进行立焊；待环缝的主要焊缝焊接完成后，再进行加劲肋嵌补的焊接。加劲肋嵌补的焊接时，先焊接嵌补对接，后焊接嵌补角接；加劲肋嵌补的焊接应从梁段中心向两边对称施焊，钢箱梁的桥位调整到位后，首先进行钢箱梁环缝施焊，钢箱梁的桥位接口环缝焊接应先焊大环缝(腹板对接焊缝、顶、底板对接焊缝)；待探伤合格后，组焊接口处U肋及板条肋嵌补段，顶板、底板横向焊缝的起弧、息弧均应避开纵向焊缝200mm以上。为减少因焊接而产生的附加应力及变形，直腹板采取从下到上的方向施焊；顶板、底板横向焊缝从桥轴中心线向两侧对称施焊。

作为示例性的实施例，对钢箱梁进行焊接，将各个钢箱梁节段进行连接之后还包括：拆除支架。

具体的，桥位现场环口焊缝焊接完成后，可进行支架拆除作业，支架拆除可以采用吊车进行拆除，按后装先拆、先装后拆的顺序进行拆除，临时支架的拆除应从一端向另一端、自上而下逐层进行拆除横向连接，最后在吊车的保护下去除柱底连接，分片取出。拆除前应清除架上的材料、工具和杂物，拆除时，严禁高空抛掷，防止碰撞，对于跨高速中央隔离带处支架的拆除，一定要在拆除前规划好各拆除设备需要占用的位置和安全保护措施，做好保通工作。

本申请首先对钢箱梁节段进行分段、加工，之后根据分段后钢箱梁结构及安装环境进行第一支架的安装，支架安装完毕后，根据上跨吊装的方式将加工后的钢箱梁架设架设在支架上，并对钢箱梁进行焊接连接。这种施工方式解决了传统技术中，通过顶推或者滑移方式中存在的工期较长、工序复杂、成本较高、施工技术要求高的问题，采用吊桩设备和钢管柱临时支架进行钢箱梁节段拼装，成本低，施工工艺简便，对既有高速影响也较小，且极大的缩短了工期，具有很好的技术推广应用价值。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种上跨高速公路钢箱梁桥施工的方法，其特征在于，所述高速公路施工方法包括：

加工钢箱梁节段；

安装第一支架；

根据上跨吊装的方式将所述钢箱梁节段架设在所述第一支架上；

对所述钢箱梁节段进行焊接，将各个钢箱梁节段进行连接。

2.根据权利要求1所述的上跨高速公路钢箱梁桥施工的方法，其特征在于，所述加工箱梁节段包括：

依据墩顶及中间受理点位置，对钢箱梁节段进行划分。

3.根据权利要求1所述的上跨高速公路钢箱梁桥施工的方法，其特征在于，所述加工箱梁节段包括：

依据所述划分的钢箱梁节段，根据板单元运输条件和/或结构特性，将整个主体结构分解成若干个单独单元。

4.根据权利要求3所述的上跨高速公路钢箱梁桥施工的方法，其特征在于，所述单独单元件包括：底板单元、腹板单元、顶板单元、箱内隔板单元、箱间隔板单元、悬挑单元中至少一种。

5.根据权利要求1所述的上跨高速公路钢箱梁桥施工的方法，其特征在于，所述第一支架包括：

临时支架；

所述临时支架包括砂箱、槽钢、钢管立柱和支架基础，所述支架基础采用混凝土扩大基础；

支架采用钢管搭设，首先在每个焊接接口处搭设钢管支架，支架搭设在腹板正下方，每组支架由四根钢管组成，横撑、斜撑采用槽钢进行架设，钢管横向布置双拼工字钢分配梁，分配梁上布置钢桶；

然后在基础顶面预埋法兰盘，与钢管焊接固定，支架至少设置在高速两侧设置和/或中央隔离带处，并根据地形混凝土基础调整临时支架间间距。

6.根据权利要求1所述的上跨高速公路钢箱梁桥施工的方法，其特征在于，所述对钢箱梁进行加工包括：至少包括在施工现场进行加工和/或在外围工厂进行加工其中一种；

所述外围工厂对钢箱梁进行加工包括：在第一支架安装完成后，钢箱梁的运输。

7.根据权利要求1所述的上跨高速公路钢箱梁桥施工的方法，其特征在于，根据上跨吊装的方式对所述钢箱梁进行架设包括：利用大型吊装工具，以单独封闭行车道的方式进行架设。

8.根据权利要求1所述的上跨高速公路钢箱梁桥施工的方法，其特征在于，所述对所述钢箱梁进行焊接包括：利用二氧化碳气体半自动保护焊、埋弧自动焊、二氧化碳气体保护焊中至少一种方式对所述单独单元件进行连接主要部位焊接；

连接主要部位包括：箱梁隔板焊接、翼缘板焊接、顶板焊接、腹板焊接、底板焊接。

9.根据权利要求8所述的上跨高速公路钢箱梁桥施工的方法，其特征在于，所述连接主要部位焊接的顺序包括：对接缝马平、腹板对接焊缝、顶板对接焊缝、底板对接焊缝、底板U肋板肋嵌补段焊缝、顶板U肋板肋嵌补段依次焊缝。

10.根据权利要求1所述的上跨高速公路钢箱梁桥施工的方法，其特征在于，对所述钢箱梁进行焊接，将各个钢箱梁节段进行连接之后还包括：拆除支架。

Images