CN113774808A - 城轨两用双层大跨度钢桁架及拱协作体系桥梁施工方法 - Google Patents
城轨两用双层大跨度钢桁架及拱协作体系桥梁施工方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及市政桥梁工程技术领域，具体涉及城轨两用双层大跨度钢桁架及拱协作体系桥梁施工方法，包括以下步骤：S100：施工准备，根据施工要求设计龙门吊安拆工程；S101：在龙门吊完成安装后进行负荷试验，根据试验结果判断龙门吊各部件性能是否完善；S102：根据钢梁构件应力设计吊装标准及堆放要求；S103：钢梁构件保护外层涂料涂刷；S104：根据钢梁构件及涂料的性质实施保养措施；本发明中提出的方法具有城轨公用且轨道荷载位于上层、钢桁架+拱协同体系、柔性结构等特点，使得该桥在施工方面具有明显的优势并且相比以往钢桁桥梁的施工能够更加稳定的对钢桁构件进行运输，工程时效性高，且竣工验收严谨，针对焊缝有单独的验收方法。
Description
技术领域
本发明涉及市政桥梁工程技术领域，具体涉及城轨两用双层大跨度钢桁架及拱协作体系桥梁施工方法。
背景技术
钢桁架拱桥具有外形雄伟壮观、跨越能力大、承载能力高等优点。已建成的钢桁拱桥，最大跨度已经超过500m。在20世纪80年代以前，在各种形式的大跨度桥梁中，它具有重要的地位。但随着现代斜拉桥的发展和完善，80年代以后，钢桁拱桥的修建数量大为减少，这是由于跨度在250-500m范围内，钢斜拉桥要比钢桁拱桥经济省钢。此外，钢桁架拱桥还需要在地质条件良好和地形适宜的情况下才能经济合理。不过钢桁架拱桥和钢斜拉桥相比，它的刚度较大，稳定性和抗震性均较好。
钢桁架拱桥是一种传统的桥梁结构。它以其刚劲的桁拱与柔细的吊杆构造组合，形成刚柔相济，相得益彰的建筑效果，具有较佳的建筑景观。上世纪发达国家建成了大量的钢桁架拱桥，其中最具代表性的为澳大利亚的悉尼港湾大桥。我国由于受经济水平的限制，上世纪80年代以前建成的钢桥相对较少，钢桁架拱桥也仅有几座。
但在实际运营当中还存在多方面的问题，例如钢桁桥梁施工构件运输困难，在运输途中易出现损坏，工程施工工期冗长，工程竣工验收缓解焊缝验收不严谨，导致隐蔽工程安全隐患增加。
发明内容
解决的技术问题
针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了城轨两用双层大跨度钢桁架及拱协作体系桥梁施工方法，解决了钢桁桥梁施工构件运输困难，在运输途中易出现损坏，工程施工工期冗长，工程竣工验收缓解焊缝验收不严谨，导致隐蔽工程安全隐患增加的问题。
技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
城轨两用双层大跨度钢桁架及拱协作体系桥梁施工方法，包括以下步骤：
S100：施工准备，根据施工要求设计龙门吊安拆工程；
S101：在龙门吊完成安装后进行负荷试验，根据试验结果判断龙门吊各部件性能是否完善；
S102：根据钢梁构件应力设计吊装标准及堆放要求；
S103：钢梁构件保护外层涂料涂刷；
S104：根据钢梁构件及涂料的性质实施保养措施；
S105：依照运输要求及运输系统下达路线指示对钢梁构件进行运输；
S106：对运输系统子单元组成部进行安全措施全覆盖；
S107：依照运输系统下达路线对钢梁构件在运输过程中所有形变产生的可能性进行防控措施的设计；
S108：钢梁在吊装前对其进行检测及吊点的安装；
S109：对施工设备性能进行细算，评估施工设备性能能否满足工程使用需求；
S110：在龙门吊的桥面系施工平台及主拱施工平台，根据施工规划进行布置；
S111：根据施工要求进行钢桁梁及桥面梁安装；
S112：施工过程中实行智能设备及人工的双模式监控全覆盖；
S113：针对构件焊缝及先关工艺展开竣工交付的查验工作。
更进一步地，钢箱梁运输时，用钢丝绳将其牢靠固定，在与钢丝绳接触边缘加垫。
更进一步地，根据计算得到的钢梁构件重心位置，吊装钢梁所用吊耳设在面板上，与腹板和横隔板结构相交对应位置，若吊耳不在主隔板上方，对焊接吊耳处进行加固。
更进一步地，钢梁运输途中夜间停车或较长时间停车要对平板车及产品进行保护性支承。
更进一步地，钢梁运输规范：
桥梁坡道不高于30Km/h，普通路面最高行驶速度不高于50Km/h；工地道路不平路段行驶速度不大于5km/h；工地通过各种障碍时行驶速度不大于5km/h；工地通过弯道时行驶速度不大于5km/h；工地通过桥梁时行驶速度不大于3km/h。
城轨两用双层大跨度钢桁架及拱协作体系桥梁施工方法部署有桥梁钢构件焊接工艺的验收方案，其特征在于，包括以下步骤：
S200：焊接工艺的评估与验收；
S2001：对焊接用料进行评估验收；
S2002：对焊接缝进行评估验收；
S2003：对焊接设备进行评估验收；
S202：生成焊接工艺的评估验收汇报文件。
城轨两用双层大跨度钢桁架及拱协作体系桥梁施工方法配置有工程基坑施工的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S300：对施工现场地形及土质进行各项指标的检测；
S301：根据工程要求设计基坑施工部署及施工方案；
S302：设计生成基坑施工图纸，在校验后启动基坑施工；
S304：根据基坑施工流程设计相应的阶段性应急救援预案；
S305：对危险源及施工安全准则进行在线教育。
更进一步地，所述步骤S303包括以下分项：
生产安全把控；
环境生态维护；
生产质量把控。
更进一步地，所述基坑封底混凝土强度验算公式如下：
其中：h——钢围堰水下封底混凝土厚度；
k——为安全系数；
b——板宽；
ft——混凝土抗拉强度；
D——混凝土与围堰下泥土掺混的增加值。
更进一步地，所述坑底抗隆起稳定性计算公式如下：
有益效果
采用本发明提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：
1、本发明中提出的方法具有城轨公用且轨道荷载位于上层、钢桁架拱协同体系、柔性结构等特点，使得该桥在施工方面具有明显的优势；同时该发明为现今桥梁施工提供了一种成套的施工技术及实施方式，有效的推进了建筑业发展的进程。
2、本发明相比以往钢桁桥梁的施工能够更加稳定的对钢桁构件进行运输，工程时效性高，且竣工验收严谨，针对焊缝有单独的验收方法。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为城轨两用双层大跨度钢桁架及拱协作体系桥梁施工方法示意图；
图2为本发明中桥梁竣工验收焊缝评估方案示意图；
图3为本发明的深基坑专项施工方案流程示意图；
图4为本发明中分段顶板及横梁平面布置示例图；
图5为本发明中分段总装地样线及胎架制造示例图；
图6为本发明中U肋与隔板焊接示意图；
图7为本发明中扁钢与隔板焊接示意图；
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明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作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。
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1
本实施例的城轨两用双层大跨度钢桁架及拱协作体系桥梁施工方法，如图1所示，包括以下步骤：
S100：施工准备，根据施工要求设计龙门吊安拆工程；
S101：在龙门吊完成安装后进行负荷试验，根据试验结果判断龙门吊各部件性能是否完善；
S102：根据钢梁构件应力设计吊装标准及堆放要求；
S103：钢梁构件保护外层涂料涂刷；
S104：根据钢梁构件及涂料的性质实施保养措施；
S105：依照运输要求及运输系统下达路线指示对钢梁构件进行运输；
S106：对运输系统子单元组成部进行安全措施全覆盖；
S107：依照运输系统下达路线对钢梁构件在运输过程中所有形变产生的可能性进行防控措施的设计；
S108：钢梁在吊装前对其进行检测及吊点的安装；
S109：对施工设备性能进行细算，评估施工设备性能能否满足工程使用需求；
S110：在龙门吊的桥面系施工平台及主拱施工平台，根据施工规划进行布置；
S111：根据施工要求进行钢桁梁及桥面梁安装；
S112：施工过程中实行智能设备及人工的双模式监控全覆盖；
S113：针对构件焊缝及先关工艺展开竣工交付的查验工作。
如图1所示，钢箱梁运输时，用钢丝绳将其牢靠固定，在与钢丝绳接触边缘加垫。
如图1所示，根据计算得到的钢梁构件重心位置，吊装钢梁所用吊耳设在面板上，与腹板和横隔板结构相交对应位置，若吊耳不在主隔板上方，对焊接吊耳处进行加固。
如图1所示，钢梁运输途中夜间停车或较长时间停车要对平板车及产品进行保护性支承。
如图1所示，钢梁运输规范：
桥梁坡道不高于30Km/h，普通路面最高行驶速度不高于50Km/h；工地道路不平路段行驶速度不大于5km/h；工地通过各种障碍时行驶速度不大于5km/h；工地通过弯道时行驶速度不大于5km/h；工地通过桥梁时行驶速度不大于3km/h。
防变形所用材料选用角钢等型材、手动葫芦，钢箱梁装车与固定：运输车辆驶入工厂指定停车位，行车将钢箱梁吊至运梁车上方，与车板间距为200mm；用行车进行就位调整，车板的中心线与箱梁的重心必须重合，在钢箱梁的设计受力支点下方摆放橡胶垫；
行车将钢箱梁缓慢放置在运梁板车上，经质量检验合格后，拆除行车与钢箱梁连接吊索具；采用钢丝绳与手拉葫芦在钢箱梁的纵向两顶端进行水平交叉连接；在液压板同一承重横梁对应钢箱梁的指定吊点处安装两个受力支撑，利用吊耳与之收紧连接；前液压平板上承重横梁与后液压板车上承重横梁间用Φ20mm钢丝绳收紧连接。
吊装前准备工作：
根据施工设计图，结合桥位处水文、地质资料编写施工组织设计及实施细则；检查工厂试拼装记录，包括钢桁拱轮廓尺寸、节点栓孔重合率、杆件编号及重量、杆件发送表及拼装部位图，绘制杆件安装顺序图；完成测量控制网点加密，复测各墩(包括临时墩)平面位置及墩顶高程，完成各墩墩顶布置。对各墩墩顶布置和临时墩的连接情况、稳固性、可靠性进行全面检查，并做好记录；完成高强度螺栓质量检验，施拧工艺试验及扭矩扳手标定等。完成即将安装杆件摩擦面抗滑移系数试验；完成临时通道、临时支墩、存梁区及起重设备的安装调试、索具准备。完成施工人员上岗前技术、安全培训，组织施工技术交底；完成现场安装防护措施，并组织检查验收；在吊装作业前填写《高位吊装安全确认表》,该表未填写完成或表中有任何一项未达到要求，项目安全员有权终止吊装作业。
吊耳的选型及计算的：
每个钢箱梁分段按刚体简化，根据计算得到的构件重心位置，在顶板或者底板隔板翼板上设置临时吊耳，位置布置在腹板(或纵肋)与横隔板结构相交处，主桥吊装节段吊耳设置在顶板与腹板交汇处，在顶板上方设置临时吊耳，吊耳选用型号及相关计算详见附件计算书。
每个钢箱梁分段按刚体简化，根据计算得到的构件重心位置，在顶板上设置临时吊耳。
制造厂根据计算得到的构件重心位置，临时吊耳设在面板上，与腹板和横隔板结构相交对应位置，若吊耳不在主隔板上方，焊接吊耳处需要进行加固。
其中，龙门吊安装前准备工作：
对运到安装现场的龙门吊进行检查
检查机电设备在运输的情况下是否有变形损伤和锈蚀，钢丝绳是否有锈蚀损伤、拆弯、扭结，裂嘴和松散现象。
检查龙门吊与建筑物之间的最小安全距离是否符合规定。
龙门吊轨道和车档，在安装龙门吊前先进行详细检查。
清除安装现场有关不利施工的杂物，并在施工周围设明显的施工标识。
熟悉被安装龙门吊的有关技术资料，掌握与龙门吊安装有关技术数据。
对照安装架设附加图和有关技术文件中的技术要求，认真研究安装和安装架设的具体程序。
因搬运不当和存放不好造成的缺陷和超过规定误差的部分，均应按技术要求调整修复，对金属结构部分的缺陷，必须在地面设法得到校正，否则不准架设。
在设立支腿位置两侧按要求布置地锚。
龙门吊在安装前对龙门吊轨道梁进行承载力验算确保承载力满足要求才能进行安装。
安装下横梁：
下横梁吊点如图所示。用四条[14槽钢分别顶在大车运行机构的两边(错开卷筒位置)，槽钢与地面通过6根M20×180膨胀螺丝(打入砼地面150mm)焊接相连，四条槽钢与横梁夹角为45°，保证大车运行机构的稳固。
大车运行机构稳固前，要找正大车运行机构的基准线，调整跨度及对角线至标准允许的误差范围之内。要注意控制车轮踏面中心与轨道中心线的偏差。
安装支腿：
支腿的吊装采用二个吊点，吊点为多次拆卸使用的吊点，设置在离上端部约550mm的位置(每侧一个)。
起吊前，在每个吊耳分别设置一道钢丝绳作为缆风绳，钢丝绳与吊耳接触的位置垫以橡胶防止钢丝绳被割断。用80t汽车吊将支腿缓慢起吊，平稳放置在稳定好的大车的连接法兰板上，立即用高强度螺栓将支腿与大车连接并紧固好。螺栓连接完毕后，安装工将缆风绳拉紧，调整支腿垂直度。缆风绳下端通过5吨手拉葫芦与地锚连接。两边同时用手拉葫芦配合调整支腿的垂直度。
当汽车吊主臂长22m，旋转半径为11.5m时，吊重量达到14.7t，可满足门式龙门吊的支腿6.5t吊装须要。吊装半径在用地红线范围内，周围无高大建筑物遮挡。
安装人员将四条支腿的垂直度及水平度调整完毕，立即用缆风绳拉好，缆风绳与地面夹角为45°
吊车作业验算举例说明，如下：
工况一：
1、根据吊车性能表，吊车主臂L＝36m，工作半径为12m时，额定起重量为63.5t，考虑到动载系数1.1，150t吊钩重量2.57t，箱梁最大重量37.6t，最大吊重为(37.6+2.75)×1.1＝44.39t＜63.5t，满足要求。
2总高度
满足要求。
3、计算吊车主臂与构件上表面相碰时最小距离为4/2＝2m；
吊车作业时主臂与构件上表面距离为：
R/(H-4)×(h1+h2)＝12/(23.92-4)×(3+6.02)＝5.43m＞2m
满足要求。
工况二：
1、根据吊车性能表，吊车主臂L＝36m，工作半径为16m时，额定起重量为43.9t，考虑到动载系数1.1，150t吊钩重量2.57t，箱梁最大重量28.3t，最大吊重为(28.3+2.75)×1.1＝34.16t＜43.9t，满足要求。
2、总高度
满足要求。
3、计算吊车主臂与构件上表面相碰时最小距离为4/2＝2m；
吊车作业时主臂与构件上表面距离为：
R/(H-4)×(h1+h2)＝16/(23.92-4)×(3+6.02)＝7.24m＞2m
满足要求。
实施例2
城轨两用双层大跨度钢桁架及拱协作体系桥梁施工方法部署有桥梁钢构件焊接工艺的验收方案，如图2、6和7所示，包括以下步骤：
S200：焊接工艺的评估与验收；
S2001：对焊接用料进行评估验收；
S2002：对焊接缝进行评估验收；
S2003：对焊接设备进行评估验收；
S202：生成焊接工艺的评估验收汇报文件。
实施例3
城轨两用双层大跨度钢桁架及拱协作体系桥梁施工方法配置有工程基坑施工的处理方法，如图3所示，包括以下步骤：
S300：对施工现场地形及土质进行各项指标的检测；
S301：根据工程要求设计基坑施工部署及施工方案；
S302：设计生成基坑施工图纸，在校验后启动基坑施工；
S304：根据基坑施工流程设计相应的阶段性应急救援预案；
S305：对危险源及施工安全准则进行在线教育。
如图3所示，所述步骤S303包括以下分项：
生产安全把控；
环境生态维护；
生产质量把控。
如图3所示，所述基坑封底混凝土强度验算公式如下：
其中：h——钢围堰水下封底混凝土厚度；
k——为安全系数；
b——板宽；
ft——混凝土抗拉强度；
D——混凝土与围堰下泥土掺混的增加值。
如图3所示，所述坑底抗隆起稳定性计算公式如下：
如图3所示，地质参数如下表所示：
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.城轨两用双层大跨度钢桁架及拱协作体系桥梁施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S100：施工准备，根据施工要求设计龙门吊安拆工程；
S101：在龙门吊完成安装后进行负荷试验，根据试验结果判断龙门吊各部件性能是否完善；
S102：根据钢梁构件应力设计吊装标准及堆放要求；
S103：钢梁构件保护外层涂料涂刷；
S104：根据钢梁构件及涂料的性质实施保养措施；
S105：依照运输要求及运输系统下达路线指示对钢梁构件进行运输；
S106：对运输系统子单元组成部进行安全措施全覆盖；
S107：依照运输系统下达路线对钢梁构件在运输过程中所有形变产生的可能性进行防控措施的设计；
S108：钢梁在吊装前对其进行检测及吊点的安装；
S109：对施工设备性能进行细算，评估施工设备性能能否满足工程使用需求；
S110：在龙门吊的桥面系施工平台及主拱施工平台，根据施工规划进行布置；
S111：根据施工要求进行钢桁梁及桥面梁安装；
S112：施工过程中实行智能设备及人工的双模式监控全覆盖；
S113：针对构件焊缝及先关工艺展开竣工交付的查验工作。
2.根据权利要求1所述的城轨两用双层大跨度钢桁架及拱协作体系桥梁施工方法，其特征在于，钢箱梁运输时，用钢丝绳将其牢靠固定，在与钢丝绳接触边缘加垫。
3.根据权利要求1所述的城轨两用双层大跨度钢桁架及拱协作体系桥梁施工方法，其特征在于，根据计算得到的钢梁构件重心位置，吊装钢梁所用吊耳设在面板上，与腹板和横隔板结构相交对应位置，若吊耳不在主隔板上方，对焊接吊耳处进行加固。
4.根据权利要求1所述的城轨两用双层大跨度钢桁架及拱协作体系桥梁施工方法，其特征在于，钢梁运输途中夜间停车或较长时间停车要对平板车及产品进行保护性支承。
5.根据权利要求1所述的城轨两用双层大跨度钢桁架及拱协作体系桥梁施工方法，其特征在于，钢梁运输规范：
桥梁坡道不高于30Km/h，普通路面最高行驶速度不高于50Km/h；工地道路不平路段行驶速度不大于5km/h；工地通过各种障碍时行驶速度不大于5km/h；工地通过弯道时行驶速度不大于5km/h；工地通过桥梁时行驶速度不大于3km/h。
6.根据权利要求1所述的城轨两用双层大跨度钢桁架及拱协作体系桥梁施工方法部署有桥梁钢构件焊接工艺的验收方案，其特征在于，包括以下步骤：
S200：焊接工艺的评估与验收；
S2001：对焊接用料进行评估验收；
S2002：对焊接缝进行评估验收；
S2003：对焊接设备进行评估验收；
S202：生成焊接工艺的评估验收汇报文件。
7.根据权利要求1所述的城轨两用双层大跨度钢桁架及拱协作体系桥梁施工方法配置有工程基坑施工的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S300：对施工现场地形及土质进行各项指标的检测；
S301：根据工程要求设计基坑施工部署及施工方案；
S302：设计生成基坑施工图纸，在校验后启动基坑施工；
S304：根据基坑施工流程设计相应的阶段性应急救援预案；
S305：对危险源及施工安全准则进行在线教育。
8.根据权利要求6所述的城轨两用双层大跨度钢桁架及拱协作体系桥梁施工方法，其特征在于，所述步骤S303包括以下分项：
生产安全把控；
环境生态维护；
生产质量把控。
9.根据权利要求1所述的城轨两用双层大跨度钢桁架及拱协作体系桥梁施工方法，其特征在于，所述基坑封底混凝土强度验算公式如下：
其中：h——钢围堰水下封底混凝土厚度；
k——为安全系数；
b——板宽；
ft——混凝土抗拉强度；
D——混凝土与围堰下泥土掺混的增加值。
10.根据权利要求1所述的城轨两用双层大跨度钢桁架及拱协作体系桥梁施工方法，其特征在于，所述坑底抗隆起稳定性计算公式如下：
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