CN113356056B - 一种大跨径钢桥工厂装配化整体制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种大跨径钢桥工厂装配化整体制造方法，大跨径钢桥由钢箱梁以及对称设置在钢箱梁上的两个钢拱组成，包括如下步骤：制作用于组成钢箱梁的15个箱梁小节段，制作用于组成钢拱的若干钢拱小节段，每个钢拱包括19个钢拱小节段；设置用于拼装箱梁的若干拼装胎架以及用于拼装钢拱的若干拼装塔架；以及不少于两组滑移支架；根据龙门吊的吊装能力将箱梁小节段、钢拱小节段节段的预拼成大节段；对钢桥节段线型的精确调节后进行环缝的焊接及油漆补涂，形成的大跨径钢桥；拆除钢箱梁胎架及钢拱塔架，大跨径钢桥的主体支承于滑移支架上；利用滑移支架将大跨径钢桥整体滑移至运输船上发运至桥位现场整体安装。

Description

一种大跨径钢桥工厂装配化整体制造方法
技术领域
本发明涉及一种大跨径钢桥工厂装配化整体制造方法。
背景技术
传统钢结构桥梁施工模式是以钢桥梁段厂内加工制作及钢桥梁段桥位现场架设为两个基本环节。钢桥梁段厂内加工由统筹化的桥梁制造理念、面向生产的深化设计技术、均衡连续的标准化作业流程、严密精细的工程管理和高效合理的生产组织等基本要素构成；桥位现场架设受制于桥位现场作业条件、水文条件、起重能力等限制，难以实现类似钢箱梁段厂内加工制作的生产模式。对于整个钢结构桥梁项目，此种施工模式施工周期长、施工难度大、成本费用高，对于项目的整体开展较为不利。
发明内容
本发明目的在于提供一种大跨径钢桥工厂装配化整体制造方法，具体由以下技术方案实现：
一种大跨径钢桥工厂装配化整体制造方法，所述大跨径钢桥由钢箱梁以及对称设置在钢箱梁上的两个钢拱组成，包括如下步骤：
1）制作用于组成钢箱梁的15个箱梁小节段，制作用于组成钢拱的若干钢拱小节段，每个钢拱包括19个钢拱小节段；
2）在钢桥梁制造厂1200T龙门吊下方靠近码头的区域设置大跨径钢桥主桥整体拼装场地；
3）在大跨径钢桥主桥整体拼装场地设置用于拼装箱梁的若干拼装胎架以及用于拼装钢拱的若干拼装塔架；以及不少于两组滑移支架；根据龙门吊的吊装能力将箱梁小节段、钢拱小节段预拼成大节段；
4）利用三向液压千斤顶进行钢桥节段线型的精确调节后进行环缝的焊接及油漆补涂，形成所述的大跨径钢桥；
5）拆除钢箱梁胎架及钢拱塔架，使得大跨径钢桥的主体支承于滑移支架上；
6）利用滑移支架将大跨径钢桥整体滑移至运输船上发运至桥位现场整体安装。
所述的大跨径钢桥工厂装配化整体制造方法，其进一步设计在于，所述拼装胎架有9组；所述拼装塔架有10组并且两两对称分布。
所述的大跨径钢桥工厂装配化整体制造方法，其进一步设计在于，钢箱梁15个节段预拼成8个大节段，钢拱19个节段预拼成2个拱脚和3个大节段；所述9组拼装胎架位于钢箱梁大节段之间的环缝位置下方。
所述的大跨径钢桥工厂装配化整体制造方法，其进一步设计在于，步骤5）包括如下步骤：
5.1）在保留箱梁两端以及中部对应胎架的情况下，依次割除其他对应于箱梁两侧部的胎架；其中，对应于箱梁中部的胎架全部位于两个滑移支架之间，并且箱梁两端以及中部对应胎架上都设置有若干垫板，所述箱梁支承于垫板上；
5.2）在箱梁两端对应的胎架上利用顶升机构同步顶升箱梁，去除箱梁两端对应胎架上的垫板，而后顶升机构同步回落使得箱梁支承于滑移支架以及箱梁中部的胎架上；移除箱梁两端对应的胎架；
5. 3）在箱梁中部对应的各胎架上同步利用顶升机构顶升箱梁，去除相应胎架上的垫板，而后顶升机构回落使得箱梁完全支承于滑移支架上，继续完成卸载。
所述的大跨径钢桥工厂装配化整体制造方法，其进一步设计在于，步骤5.2）、步骤5.3）中，顶升机构分级逐步下降，在箱梁发生位移而姿态异常时停止下降并向相应胎架上回填垫板直至对箱梁形成顶撑作用，而后调整箱梁姿态后再实施该步骤。
本发明有益效果在于：
（1）施工成本低：传统桥位现场安装需要搭设满堂支架，且支架桩基需要打至海底岩层位置。大跨径钢桥工厂装配化整体制造技术，在钢桥制造厂进行桥梁的整体拼装不需要布置满堂支架，仅需要在大节段环缝位置设置拼装胎架，支架不需要打桩，整体拼装高度仅需要满足滑移装船，拼装高度降低至20m，极大的降低了施工成本。
（2）施工周期短：传统桥位现场安装需要在土建支墩、架设支架全部完工之后方可进行钢桥节段的架设，钢桥节段桥位施工周期较长；采用大跨径钢桥工厂装配化整体制造技术，免去支架的施工，在土建支墩施工的同时，钢桥已经在制造厂同步拼装，在支墩完工后钢桥整体可以在第一时间运输至桥位现场安装。
（3）施工质量、效率高：传统桥位现场安装受制于现场的设备、施工条件、现场环境及人员素质等的影响，施工质量及效率相较制造厂均有一定的下降。采用大跨径钢桥工厂装配化整体制造技术，桥位现场的工作全部转移至制造厂完成，制造厂的设备、施工条件、施工环境及人员均不受桥位的限制，对施工质量、效率有极为积极的影响。
（4）环境影响：传统桥位现场安装周期较长，钢结构桥梁安装涉及到吊装、焊接、涂装作业，对现场自然环境及居住环境均会造成影响；采用大跨径钢桥工厂装配化整体制造技术，桥位现场的工作全部转移至制造厂完成，消除现场施工对环境的影响。
附图说明
图1是实施例钢箱梁的小节段以及大节段划分示意图。
图2是钢拱的小节段以及大节段划分示意图。
图3为滑移支架、拼装胎架以及拼装塔架布置图。
图4为拼接胎架分布示意图。
图5为实施例各个总拼胎架位置卸载时发生的位移及最大承受载荷曲线图。
图6为实施例部分胎架端部千斤顶以及垫板结构示意图。
具体实施方式
以下结合说明书附图以及实施例对本发明进行进一步说明：
一种大跨径钢桥工厂装配化整体制造方法，所述大跨径钢桥由钢箱梁以及对称设置在钢箱梁上的两个钢拱组成，包括如下步骤：
1）制作用于组成钢箱梁的15个箱梁小节段，制作用于组成钢拱的若干钢拱小节段，每个钢拱包括19个钢拱小节段。
2）在钢桥梁制造厂1200T龙门吊下方靠近码头的区域设置大跨径钢桥主桥整体拼装场地。
3）结合图3所示，在大跨径钢桥主桥整体拼装场地设置用于拼装箱梁的若干拼装胎架以及用于拼装钢拱的若干拼装塔架；以及两组滑移支架。其中，所述拼装胎架有9组；所述拼装塔架有10组并且两两对称分布。
4)根据龙门吊的吊装能力将箱梁小节段、钢拱小节段节段的预拼成大节段；具体如图1和图2所示，钢箱梁15个节段预拼成8个大节段，钢拱19个节段预拼成2个拱脚和3个大节段；所述9组拼装胎架位于钢箱梁大节段之间的环缝位置下方。
利用三向液压千斤顶进行钢桥节段线型的精确调节后进行环缝的焊接及油漆补涂，形成所述的大跨径钢桥。
5）拆除钢箱梁胎架及钢拱塔架，使得大跨径钢桥的主体支承于滑移支架上。
6）利用滑移支架将大跨径钢桥整体滑移至运输船上发运至桥位现场整体安装，整个施工完成。
如图1-4所示，实施例本项目主桥包括钢箱梁和钢拱，全长214m，钢拱距桥面最大高度46m，主结构及附属结构总重量约1.2万吨，主桥钢箱梁及钢拱节段在制造厂拼装完毕后直接在工厂总拼，主桥下方设置9组总拼胎架及2组滑移支架，总拼完成后将主桥载荷全部转移到2组滑移支架即滑移支架A与滑移支架B后整体滑移装船，发运至桥位现场。
在总拼胎架设计前，确定体系转换时的卸载顺序，即先卸载3#、7#胎架、然后卸载2#、8#胎架，再卸载1#、9#胎架，卸载中间4#~6#胎架。建立计算模型，对实际工况进行模拟分析，各个总拼胎架位置卸载时发生的位移及最大承受载荷参见图5。
对于卸载后位移较小的2#、3#、7#、8#胎架位置，采用直接割除的方法，对于卸载后位移较大的剩余胎架位置，采用千斤顶顶升的方法进行卸载。
使用千斤顶1顶升卸载的方式，需要根据计算的卸载时的最大载荷进行总拼胎架的设计，总拼胎架的设计在保证支撑点数量及强度的同时预留卸载千斤顶的位置，卸载千斤顶位置强度满足计算卸载载荷。
同一个胎架位置的卸载千斤顶同步顶升，根据计算卸载载荷，采用分级加载的方式顶升千斤顶，直到钢箱梁底板与支撑胎架局部脱离，停止千斤顶顶升。逐层抽出支撑胎架上的垫板2，并同步分级缓慢下降千斤顶。在卸载过程中遇到与设计不符的情况，停止下降千斤顶，同时将支撑胎架与钢箱梁底板之间的间隙通过垫板2塞紧，以防止突发情况发生。卸载千斤顶及支撑胎架示意参见图6。

Claims (4)

1.一种大跨径钢桥工厂装配化整体制造方法，所述大跨径钢桥由钢箱梁以及对称设置在钢箱梁上的两个钢拱组成，其特征在于包括如下步骤：
1）制作用于组成钢箱梁的15个箱梁小节段，制作用于组成钢拱的若干钢拱小节段，每个钢拱包括19个钢拱小节段；
2）在钢桥梁制造厂龙门吊下方靠近码头的区域设置大跨径钢桥主桥整体拼装场地；
3）在大跨径钢桥主桥整体拼装场地设置用于拼装箱梁的若干拼装胎架以及用于拼装钢拱的若干拼装塔架；以及不少于两组滑移支架；根据龙门吊的吊装能力将箱梁小节段、钢拱小节段预拼成大节段；
4）利用三向液压千斤顶进行钢桥节段线型的精确调节后进行环缝的焊接及油漆补涂，形成所述的大跨径钢桥；
5）拆除钢箱梁胎架及钢拱塔架，使得大跨径钢桥的主体支承于滑移支架上；具体包括如下步骤：
5.1）在保留箱梁两端以及中部对应胎架的情况下，依次割除其他对应于箱梁两侧部的胎架；其中，对应于箱梁中部的胎架全部位于两个滑移支架之间，并且箱梁两端以及中部对应胎架上都设置有若干垫板，所述箱梁支承于垫板上；
5.2）在箱梁两端对应的胎架上利用顶升机构同步顶升箱梁，去除箱梁两端对应胎架上的垫板，而后顶升机构同步回落使得箱梁支承于滑移支架以及箱梁中部的胎架上；移除箱梁两端对应的胎架；
5.3）在箱梁中部对应的各胎架上同步利用顶升机构顶升箱梁，去除相应胎架上的垫板，而后顶升机构回落使得箱梁完全支承于滑移支架上，继续完成卸载；
6）利用滑移支架将大跨径钢桥整体滑移至运输船上发运至桥位现场整体安装。
2.根据权利要求1所述的大跨径钢桥工厂装配化整体制造方法，其特征在于，所述拼装胎架有9组；所述拼装塔架有10组并且两两对称分布。
3.根据权利要求2所述的大跨径钢桥工厂装配化整体制造方法，其特征在于，钢箱梁15个节段预拼成8个大节段，钢拱19个节段预拼成2个拱脚和3个大节段；所述9组拼装胎架位于钢箱梁大节段之间的环缝位置下方。
4.根据权利要求1所述的大跨径钢桥工厂装配化整体制造方法，其特征在于，步骤5.2）、步骤5.3）中，顶升机构分级逐步下降，在箱梁发生位移而姿态异常时停止下降并向相应胎架上回填垫板直至对箱梁形成顶撑作用，而后调整箱梁姿态后再实施该步骤。
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