CN112709146A - 一种连续钢桁梁架设施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连续钢桁梁架设施工方法，涉及桥梁施工技术领域，本发明通过在钢桁梁桥两边跨设置临时支墩，从两边跨向跨中方向进行单悬臂架设钢桁梁，最后在中跨进行钢桁梁主桁和上加劲弦的合拢，完成钢桁梁的架设。本发明的连续钢桁梁架设施工方法，在边墩施工完成后即可进行钢桁梁架设，钢桁梁架设因主墩进度影响相对较小，且钢桁梁的架设从两边跨向跨中进行架设，有效的解决了钢桁梁的架设施工效率低、工期长的问题。

Description

一种连续钢桁梁架设施工方法

技术领域

本发明涉及桥梁施工技术领域，特别涉及一种连续钢桁梁架设施工方法。

背景技术

目前，在沿海城市及内陆河流较多的城市中修建铁路桥、高架桥的过程中，常会出现大跨度连续钢桁梁桥跨越通航运河的情况。国内外大跨度连续钢桁梁桥目前传统的施工工艺为：先利用浮吊或运输船将钢桁梁杆件运至桥址处，后通过跨间设置临时支墩或采用斜拉扣挂法由主墩向边跨、主跨双向悬臂架设施工钢桁梁。

连续钢桁梁架设时，往往采用主墩设置吊索塔架，利用架梁吊机双悬臂对称架设这种常规的工艺，该工艺只在主墩施工完成后才能架设，施工周期长，难以满足本工程工期紧张的要求。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此，本发明实施例提供一种连续钢桁梁架设施工方法，实现钢桁梁的快速架设施工，解决钢桁梁架设施工效率低、施工周期长的问题。

根据本发明实施例提供的连续钢桁梁架设施工方法，包括以下步骤：

S1：在桥梁起始两边跨搭建临时支墩和塔吊，利用塔吊在临时支墩上安装边跨前三个节间钢桁梁的第二下弦杆、第一下弦杆和第三下弦杆，安装前三个节间的桥面板，利用塔吊进行前三个节间剩余杆件的安装，然后在端横梁内灌注混凝土进行压重；

S2：用塔吊在前三节钢桁梁上安装架梁吊机，利用架梁吊机进行钢桁梁悬臂拼装；

S3：钢桁梁悬臂安装至主墩后，调整钢桁梁杆件在主墩顶的标高及平面位置，然后进行中跨的钢桁梁悬拼；

S4：在中跨的钢桁梁悬拼施工过程中，在上加劲弦和主桁上弦杆之间安装临时拉索，对钢桁梁线形进行调整，使合拢口两端点位移调整到合拢值；

S5：进行钢桁梁主桁合拢和上加劲弦合拢，然后进行剩余杆件和桥面板的架设安装。

根据本发明的一些实施例，在步骤S2中，架梁吊机依次按照下弦杆、斜腹杆、立杆、上弦杆、桥面板、竖杆横联及上弦平联的顺序逐个节间进行钢桁梁主桁悬拼架设。

根据本发明的一些实施例，使上加劲弦的架设始终落后主桁架设两个节间，通过架梁吊机回头架设安装吊杆、上加劲弦和上加劲弦平联的方式，逐个节间进行钢桁梁架设至主墩。

根据本发明的一些实施例，悬臂架设时，在边墩处钢桁梁上进行配重，架梁吊机每次向前悬拼两节主桁后回头架设上加劲弦。

根据本发明的一些实施例，在步骤S3中，钢桁梁杆件的架设顺序按照斜腹杆、上弦杆、立杆、下弦杆及平联的顺序进行架设。

根据本发明的一些实施例，步骤S1中，进行第一下弦杆、第二下弦杆和第三下弦杆安装前须准确测量并在临时支墩上进行划线。

根据本发明的一些实施例，在步骤S5中，钢桁梁主桁跨中及上加劲弦的合拢顺序为：先主桁下弦合拢，后主桁上弦合拢，最后上加劲弦合拢。

根据本发明的一些实施例，在主桁合拢口安装有顶推对拉装置，顶推对拉装置一端安装在靠近主桁合拢口的上弦杆上，顶推对拉装置另一端安装在靠近主桁合拢口的下弦杆上。

根据本发明的一些实施例，步骤S2和S3中，边跨钢桁梁架设所需杆件由运输船运至桥址处，利用架梁吊机直接吊装架设；中跨钢桁梁架设所需杆件由运输船运至塔吊的起吊范围内，利用塔吊提升杆件至桥面，然后通过运梁车运至架梁吊机作业范围内进行吊装架设。

根据本发明的一些实施例，步骤S5中，上加劲弦合拢时，上加劲弦合拢口安装有临时锁定结构，所述临时锁定结构包括由腰圆孔和两个圆孔构成的合拢铰。

根据本发明的一些实施例，钢桁梁架设全部完成后，将边墩和主墩所有的永久支座底部进行支座砂浆灌注，拆除边墩、临时支墩及主墩上支撑钢桁梁用的临时钢桁梁支垛，揭开永久支座临时上下支座板连接件，使全桥钢桁梁能进行伸缩。

基于上述技术方案，本发明实施例至少具有以下有益效果：从两边跨向跨中方向进行单悬臂架设钢桁梁，在边墩施工完成后即可进行钢桁梁架设，钢桁梁架设因主墩进度影响相对较小，有效的解决了钢桁梁的架设施工效率低、工期长的问题。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步地说明；

图1是本发明实施例的钢桁梁架设临时支墩立面布置示意图，图中箭头所指方向为钢桁梁的架设方向；

图2是本发明实施例的塔吊立面位置示意图，图中箭头所指方向为钢桁梁的架设方向；

图3是本发明实施例中边跨前三节节间钢桁梁架设示意图；

图4是本发明实施例中架梁吊机的安装示意图；

图5是本发明实施例中边跨节间钢桁梁架设示意图；

图6是本发明实施例中边跨节间钢桁梁架设另一示意图；

图7是本发明实施例的中跨节间钢桁梁架设示意图；

图8是本发明实施例的第一临时拉索安装示意图；

图9是本发明实施例中合拢口位置示意图；

图10是本发明实施例主桁合拢后示意图。

附图标记：边墩1，主墩2，第一临时支墩11，第二临时支墩12，第三临时支墩13，塔吊21，架梁吊机22，第一临时拉索31，第二临时拉索32，主桁合拢口41，上加劲弦合拢口42，第一下弦杆51，第二下弦杆52，第三下弦杆53。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

传统连续钢桁梁架设时，往往采用主墩2设置吊索塔架，利用架梁吊机22双悬臂对称架设这种常规的工艺，该工艺只在主墩2施工完成后才能架设，施工周期长。且需要设置锚固钢主梁装置，施工难度大，安全风险高，而且吊索塔架在安装、拆除及使用过程中也存在较大的安全风险。同时需要4台架梁吊机2，工程成本高。

吊索塔架斜拉扣挂法施工，为了解决上加劲连续钢桁梁桥主跨大悬臂吊装时线形和内力的精确控制、悬臂端施工塌头的问题，往往需要设置墩旁托架系统、扣索塔架系统，来减少钢桁梁内力以及伸臂端挠度。该施工方法不仅成本投入高、施工周期长，而且扣索塔架系统以及墩旁托架系统的安装拆除不便，导致施工难度大和施工效率低。难以满足本工程工期紧张的要求。

在大跨度钢桁梁合拢段的合拢杆件进行安装的过程中，往往需要对钢桁梁的线形进行精调，精调时一般采用压重或人工临时调整的方法对合拢杆件的高差进行调节，实际合拢过程中由于采用上述常规调节方法，无法对钢桁梁中对接合拢杆件的线形进行精确调整，因此在钢桁梁合拢之前经常会出现以下几个实际问题：第一、两个合拢杆件的高差不满足合拢杆件的实际连接要求；第二、合拢杆件高差调节效果不明显，高强螺栓孔孔位不能达到高精确对位；第三、施工效率低，施工周期长。

参照图1，本发明实施例提供的连续钢桁梁架设施工方法，包括以下步骤：

S1：在桥梁起始两边跨搭建临时支墩和塔吊21，利用塔吊21在临时支墩上安装边跨前三个节间钢桁梁的第二下弦杆52、第一下弦杆51和第三下弦杆53，安装前三个节间的桥面板，利用塔吊21进行前三个节间剩余杆件的安装，然后在端横梁内灌注混凝土进行压重；

S2：用塔吊21在前三节钢桁梁上安装架梁吊机22，利用架梁吊机22进行钢桁梁悬臂拼装；

S3：钢桁梁悬臂安装至主墩2后，调整钢桁梁杆件在主墩顶的标高及平面位置，然后进行中跨的钢桁梁悬拼；

S4：在中跨的钢桁梁悬拼施工过程中，在上加劲弦和主桁上弦杆之间安装临时拉索，对钢桁梁线形进行调整，使合拢口两端点位移调整到合拢值；

S5：进行钢桁梁主桁合拢和上加劲弦合拢，然后进行剩余杆件和桥面板的架设安装。

在两侧边跨设置临时支墩，从两边跨向跨中方向进行单悬臂架设钢桁梁，避免了需在主墩2设置吊索塔架斜拉扣挂悬臂施工难度大、安全风险高及施工成本高的问题。在边墩1施工完成后即可进行钢桁梁架设，钢桁梁架设因主墩2进度影响相对较小，有效的解决了钢桁梁的架设施工效率低、工期长的问题。此外，本发明实施例提供的连续钢桁梁架设施工方法在钢桁梁桥的两边跨向跨中同时进行钢桁梁架设、最后再跨中进行合拢，缩短了施工周期。

其中，临时支墩的数量和搭建位置需要根据钢桁梁架设需要，在边跨的桥墩旁进行相应的设置。在其中的一些实施中，在钢桁梁架设的两边边跨均设置3个临时支墩，包括第一临时支墩11、第二临时支墩12和第三临时支墩13，然后进行塔吊21安装，如图1和图2所示。塔吊21的拼装采用浮吊依次拼装标准节、回转、三角架、吊臂、液压、机电部分、钢丝绳及滑车组，塔吊21拼装完成后按照相关规范进行试吊及取证工作。

钢桁梁架设的从两边边跨向中跨进行架设，最后钢桁梁进行合拢。可以理解的是，在开始钢桁梁前三节安装前须准确测量并在临时支墩上进行划线，保证两侧下弦的位置及方向均准确无误。参见图3，利用塔吊依次安装第二下弦杆52、第一下弦杆51和第三下弦杆53安装后，调整前三节间下弦杆高程并抄垫，确保钢桁梁架设满足设计要求。监控单位检测二片下弦杆件的位置及高程准确无误后进行前三节钢桁梁的桥面板架设安装，使两边的下弦杆形成稳定、封闭的平面，并再次复查下弦杆的位置是否符合设计要求，然后进行钢桁梁前三节其他的杆件的架设安装，接着在端横梁内灌注混凝土进行压重。需要指出的是，端斜杆的平联待跨中杆件全部运输到位后，再由塔吊21安装。

拼装好钢桁梁前三节后，用塔吊21在前三节钢桁梁上安装架梁吊机22，利用架梁吊机22进行钢桁梁悬臂拼装，如图4所示。

在一些实施例中，架梁吊机22在进行钢桁梁第三、第四节间的杆件吊装时，先吊装第四下弦杆，第四下弦杆一端与第三下弦杆53拼接，第四下弦杆另一端放置在临时支墩顶部，在临时支墩顶部抄垫第四下弦杆的节点，测量已拼接的钢桁梁下弦的标高及节点坐标，准确无误后进行第三、第四节间桥面板的安装，然后通过架梁吊机22架设安装第三、第四节间的斜腹杆、立杆，并安装上弦杆及节间平联。安装完毕后，使用千斤顶将钢桁梁微调校正至设计位置，随后依次按照的斜腹杆、立杆、上弦杆、桥面板、竖杆横联及上弦平联的顺序进行钢桁梁下一节间杆件的架设安装。随后在边跨钢桁梁前三节下弦杆箱梁内灌注压重砼。

在其中的一些实施例中，架梁吊机22依次按照下弦杆、斜腹杆、立杆、上弦杆、桥面板、竖杆横联及上弦平联的顺序逐个节间进行钢桁梁主桁悬拼架设。

需要指出的是，悬臂架设时，在边墩1处钢桁梁上进行相应的配重，架梁吊机22每次向前悬拼两节主桁后回头架设上加劲弦。使上加劲弦的架设始终落后主桁架设两个节间，通过架梁吊机22回头架设安装吊杆、上加劲弦和上加劲弦平联的方式，逐个节间进行钢桁梁架设至主墩2。由于桥梁为上加劲弦，主桁间距较小，架梁吊机22无法同步进行主桁各杆件和上加劲弦的架设安装工作。

参见图5和图6，当进行上加劲弦的安装时，使上加劲弦的架设安装始终落后主桁架设2个节间，当架梁吊机22前移至距离上加劲弦安装位置2个节间的位置后，通过架梁吊机22扒杆回旋掉头的方式，进行与上加劲弦相关联的吊杆、上加劲弦和上加劲弦平联等杆件的架设安装。通过以上的架设方式，逐个节间进行钢桁梁架设。

当钢桁梁悬臂架设到主墩2后，在继续悬拼钢桁梁之前，需要先调整钢桁梁的线形，安装主墩2支座。本实施例中，主墩2支座为主墩2球型钢支座。利用架梁吊机22安装主墩2球型钢支座，调整支座位置并临时锁定支座，利用千斤顶微调钢桁梁悬臂的空间位置，然后安装与主墩2球型钢支座相连的杆件，使钢桁梁悬臂与支座成为一体。

钢桁梁悬臂安装至主墩2后，调整钢桁梁杆件的架设顺序，然后进行中跨的钢桁梁悬拼。在钢桁梁架设过主墩2时，中跨钢桁梁杆件的架设顺序按照斜腹杆、上弦杆、立杆、下弦杆及平联的顺序进行架设，如图7所示。

步骤S2和S3中，边跨钢桁梁架设所需杆件由运输船运至桥址处，利用架梁吊机22直接吊装架设；中跨钢桁梁架设所需杆件由运输船运至塔吊21的起吊范围内，利用塔吊21提升杆件至桥面，然后通过运梁车运至架梁吊机22作业范围内进行吊装架设。由于要保证航道畅通，主跨钢桁梁架设所需的杆件首先由运输船运至塔吊21的起吊范围，通过塔吊21提升至已架设完毕的钢桁梁桥面，再由运梁车将杆件运至架梁吊机22的作业范围内进行杆件的架设安装作业。而边跨由于经过的船只较少，所以边跨钢桁梁所需的杆件通过运输船运至桥址处，利用架梁吊机22直接吊装架设，提高施工效率。

参见图8，在中跨的钢桁梁悬拼施工过程中，在上加劲弦和主桁上弦杆之间安装临时拉索，对钢桁梁线形进行调整，使合拢口两端点位移调整到合拢值。通过在主跨上加劲弦与上弦之间设置临时拉索，并通过张拉临时拉索，实现主跨钢桁梁悬拼的节点上施加一个向上的分力，进行钢桁梁线形微调以达到预设后续悬拼阶段钢桁梁标高的目的，减少了扣锁塔架系统以及墩旁托架系统的成本投入，同时实现了类似扣锁塔架系统的功效，破解了上加劲连续钢桁梁桥主跨大悬臂吊装时线形和内里精确控制、悬臂端施工塌头的难题。需要指出的是，临时拉索的数量根据钢桁梁桥主跨长度等实际情况确定。在本实施例中，在单侧的钢桁梁架设中设置第一临时拉索31和第二临时拉索32，通过第一临时拉索31和第二临时拉索32给钢桁梁主桁提供向上的分力，实现了类似扣锁塔架系统的功效，破解了上加劲连续钢桁梁桥主跨大悬臂吊装时线形和内里精确控制、悬臂端施工塌头的难题。

在本发明实施例中，钢桁梁合拢的位移调整包括横向、纵向和竖向的位移调整。其中：

横向位移调整：横向位移的调整主要在钢桁梁上到主墩2后且在悬臂2个节间前完成，主要由各个支点的横向起顶设备来调整。钢桁梁合拢前，需要对横向位移进行微调，此时主要采用导链横向对拉等微调手段。

纵向间距：合拢口纵向间距的调整主要通过一侧钢桁梁的纵移来实现，另一侧钢桁梁不纵移。纵向间距的调整主要在钢桁梁上到主墩2后且在悬臂2个节间前完成，在合拢前通过纵向对拉对顶、利用温差等微调措施完成。

竖向位移及转角：合拢口竖向位移和转角的调整主要采用边墩1顶落来实现，两个主墩2均不起顶。两个边墩1的顶落主要在钢桁梁上到主墩2后且悬臂2个节间前进行，在合拢前进行顶梁微调或通过纵向顶拉、压重等微调措施完成。“顶落”指的是利用钢桁梁下方的千斤顶等起重装置通过顶起或下降的方式来改变高度。

参见图9，在步骤S5中，进行钢桁梁主桁和上加劲弦合拢，然后进行剩余杆件和桥面板的架设安装。钢桁梁主桁跨中及上加劲弦的合拢顺序为：先主桁下弦合拢，后主桁上弦，然后上加劲弦合拢。在主桁合拢口41安装有顶推对拉装置，顶推对拉装置一端安装在靠近主桁合拢口41的上弦杆上，顶推对拉装置另一端安装在靠近主桁合拢口41的下弦杆上。在进行主桁合拢口41合拢时，利用边墩1千斤顶微量调整边跨尾部的钢桁梁高程，将跨中合拢口两侧的下弦杆两端转角及轴线调整到合拢所需要求，利用顶推对拉装置，调整钢桁梁的纵向位置，按照上述顺序进行主桁下弦杆和上弦杆的合拢，并安装斜杆及桥面板。步骤S5中，上加劲弦合拢时，上加劲弦合拢口42安装有临时锁定结构，所述临时锁定结构包括由腰圆孔和两个圆孔构成的合拢铰，保证上加劲弦合拢精度。

在实际施工中，利用边墩1千斤顶微量调整边跨尾部钢桁梁高程，将跨中左右合拢口下弦杆件两端转角及轴线调整到合拢所需要求；在合拢口安装顶推对拉装置，调整一侧钢桁梁的纵向位置，进行主弦杆的合拢，并安装斜腹杆及合拢口处的桥面板。需要指出的是，合拢口处的上弦平联暂时不安装，随后利用一侧的架梁吊机22拆除另一侧的架梁吊机22，被拆除的架梁吊机22由桥面运梁车运至塔吊21的吊装范围内，并吊至栈桥上，如图10所示。接着，安装主桁合拢口41处的上弦平联。最后，进行钢桁梁加劲弦合拢：通过边墩1钢桁梁端部起顶的方式将加劲弦合拢口两端位移进行微调达到可合拢值要求，然后在合拢口两侧的上加劲弦上安装顶拉装置，根据计算好的张拉力进行试拉，并测试合拢口相对空间位置；最后通过边墩1分级反顶，同时合拢口进行张拉，完成上加劲弦合拢。其中，在进行上加劲弦合拢前，针对每个不同工况需要进行线性测量及局部杆件应力测试，确保合拢安全进行。

钢桁梁架设全部完成后，将边墩和主墩所有的永久支座底部进行支座砂浆灌注，拆除边墩、第一临时支墩、第二临时支墩、第三临时支墩及主墩上支撑钢桁梁用的临时钢桁梁支垛，并解开永久支座临时上下支座板连接件，使全桥钢桁梁能按设计进行伸缩。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种连续钢桁梁架设施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：在桥梁起始两边跨搭建临时支墩和塔吊，利用塔吊在临时支墩上安装边跨前三个节间钢桁梁的第二下弦杆、第一下弦杆和第三下弦杆，安装前三个节间的桥面板，利用塔吊进行前三个节间剩余杆件的安装，然后在端横梁内灌注混凝土进行压重；

S2：用塔吊在前三节钢桁梁上安装架梁吊机，利用架梁吊机进行钢桁梁悬臂拼装；

S3：钢桁梁悬臂安装至主墩后，调整钢桁梁杆件在主墩顶的标高及平面位置，然后进行中跨的钢桁梁悬拼；

S4：在中跨的钢桁梁悬拼施工过程中，在上加劲弦和主桁上弦杆之间安装临时拉索，对钢桁梁线形进行调整，使合拢口两端点位移调整到合拢值；

S5：进行钢桁梁主桁合拢和上加劲弦合拢，然后进行剩余杆件和桥面板的架设安装。

2.根据权利要求1所述的连续钢桁梁架设施工方法，其特征在于：在步骤S2中，架梁吊机依次按照下弦杆、斜腹杆、立杆、上弦杆、桥面板、竖杆横联及上弦平联的顺序逐个节间进行钢桁梁主桁悬拼架设。

3.根据权利要求2所述的连续钢桁梁架设施工方法，其特征在于：使上加劲弦的架设始终落后主桁架设两个节间，通过架梁吊机回头架设安装吊杆、上加劲弦和上加劲弦平联的方式，逐个节间进行钢桁梁架设至主墩。

4.根据权利要求2或3所述的连续钢桁梁架设施工方法，其特征在于：悬臂架设时，在边墩处钢桁梁上进行配重，架梁吊机每次向前悬拼两节主桁后回头架设上加劲弦。

5.根据权利要求1所述的连续钢桁梁架设施工方法，其特征在于：在步骤S3中，钢桁梁杆件的架设顺序按照斜腹杆、上弦杆、立杆、下弦杆及平联的顺序进行架设。

6.根据权利要求1所述的连续钢桁梁架设施工方法，其特征在于：在步骤S5中，钢桁梁主桁跨中及上加劲弦的合拢顺序为：先主桁下弦合拢，后主桁上弦合拢，最后上加劲弦合拢。

7.根据权利要求6所述的连续钢桁梁架设施工方法，其特征在于：在所述主桁合拢口安装有顶推对拉装置，顶推对拉装置一端安装在靠近主桁合拢口的上弦杆上，顶推对拉装置另一端安装在靠近主桁合拢口的下弦杆上。

8.根据权利要求1所述的连续钢桁梁架设施工方法，其特征在于：步骤S2和S3中，边跨钢桁梁架设所需杆件由运输船运至桥址处，利用架梁吊机直接吊装架设；中跨钢桁梁架设所需杆件由运输船运至塔吊的起吊范围内，利用塔吊提升杆件至桥面，然后通过运梁车运至架梁吊机作业范围内进行吊装架设。

9.根据权利要求1所述的连续钢桁梁架设施工方法，其特征在于：步骤S5中，上加劲弦合拢时，上加劲弦合拢口安装有临时锁定结构，所述临时锁定结构包括由腰圆孔和两个圆孔构成的合拢铰。

10.根据权利要求1所述的连续钢桁梁架设施工方法，其特征在于：钢桁梁架设全部完成后，将边墩和主墩所有的永久支座底部进行支座砂浆灌注，拆除边墩、临时支墩及主墩上支撑钢桁梁用的临时钢桁梁支垛，解开永久支座临时上下支座板连接件，使全桥钢桁梁能进行伸缩。

Images