CN113789730B - 一种拱桥系杆悬空安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及系杆拱桥的系杆安装领域，具体涉及一种拱桥系杆悬空安装方法。包括卷扬机布置、安装抬头索、兜挂装置制作、兜挂装置安装、系杆牵引、系杆张拉、提拉装置制作、提拉装置安装、系杆高程调整等步骤，本发明通过对系杆在拱桥施工加载过程中的不同状态进行研究，采用新型的系杆安装方法，改善原有技术存在的问题，加快系杆穿索施工，保证系杆位置准确，满足设计及施工要求。

Description

一种拱桥系杆悬空安装方法

技术领域

本发明涉及系杆拱桥的系杆安装领域，具体涉及一种拱桥系杆悬空安装方法。

背景技术

随着我国经济的发展，系杆拱桥在我国应用越来越广泛，在系杆拱桥施工过程中，系杆能否按照设计要求顺利安装将直接关系到整个桥梁桥面系施工的成败。在系杆安装过程中，比较常用的方法是：在拱两端及中间设置临时横梁（后可变为永久横梁），利用临时横梁进行系杆的穿索。

缺点：临时横梁根据拱桥结构不同，重量可达几十吨不等，当遇到系杆需要在拱肋混凝土灌注之前进行张拉的情况，使用临时横梁相当于提前给钢管拱肋（未灌注管内混凝土状态下）加载，不利于拱桥结构稳定性。

系杆主要作用是平衡拱桥的水平推力，根据拱桥施工加载程序，部分系杆需要在钢管拱合龙后灌注混凝土前穿索张拉。如何能使系杆顺利穿索，并且在张拉后系杆高程满足要求，不影响后期横梁吊装标高，同时不提前给钢管拱肋施加荷载，保证钢管拱肋在未灌注混凝土状态下的稳定性。结合以往施工经验，通过对系杆在拱桥施工加载过程中的不同状态进行研究，采用新型的系杆安装方法，改善原有技术存在的问题，加快系杆穿索施工，保证系杆位置准确，满足设计及施工要求。

发明内容

为解决现有技术的问题，本发明提供了一种拱桥系杆悬空安装方法。特别适用于跨线、跨河、跨海等环境复杂的施工环境下。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种拱桥系杆悬空安装方法，包括如下步骤：

1)卷扬机布置:

准备4台5t电动卷扬机，等数量对称分布于拱桥左右两岸上下游处，辅助系杆安装施工；

2）安装抬头索：

在主拱肋与桥面相交位置的钢横梁上部2.5m位置设置一根φ26mm钢丝绳作为抬头索辅助系杆穿索施工，保证系杆在穿索过程中，系杆端部始终高于兜挂装置；

3）兜挂装置制作：

兜挂装置由10#工字钢组成的支撑体系和滚轴组成的滚轴体系组成；

4）兜挂装置安装：

测量人员结合钢横梁设计顶标高与拱上吊杆孔实测锚垫板平台标高控制兜挂装置钢丝绳下料长度，确保兜挂装置高程略低于高程最低的钢横梁设计顶高程30cm，兜挂装置等数量等间距安装于钢管拱桥两侧，兜挂装置顺桥向间距由钢横梁中心线间距控制为16m一道，兜挂装置之间用φ19.5mm纵向联系钢丝绳连接；测量兜挂装置高程达到设计高程后，将φ19.5mm竖向承重钢丝绳上端通过长34cm10#工字钢固定在拱上吊杆锚垫板上，完成整个兜挂系统的安装；

5）系杆牵引：

将系杆牵引方向顶端PE管剥除露出内部钢绞线，在钢绞线上用两根A10钢筋双拼焊接U形牵引头，直径16cm；在抬头索上挂设滑轮及5t倒链，将系杆牵引头拉起，使之高于系杆兜挂装置，避免系杆穿索时，系杆头与兜挂装置相撞；

使用D型起重吊环将系杆U形牵引头与右岸卷扬机牵引索一连接，同时在D型起重吊环上再穿设与左岸卷扬机相连的牵引索二，牵引索一由右岸5t卷扬机牵引，利用钢管拱两侧兜挂系统实现系杆向右岸的快速穿索；

第一根系杆过海完毕后，启动左岸卷扬机利用牵引索二与D型起重吊环将牵引索一收回，重复以上步骤，直至全部系杆牵引完毕，兜挂系统将牵引后的系杆在空中平稳托起；

6）系杆张拉：

系杆采用悬浮式工艺张拉后，系杆悬空于兜挂装置之上；

7）提拉装置制作：

提拉装置主要由承重系统、衬垫系统、张拉系统、夹片防脱系统组成；

8）提拉装置安装：

于主拱肋中心及1/4跨径处各放置一个提拉装置，提拉装置顶部使用4根钢绞线与吊杆上锚垫板相连，锚垫板上方自下而上依次放置四拼16#工字钢、1个14孔工作锚、千斤顶、1个14孔工具锚；

9）系杆高程调整：

待钢管拱混凝土灌注完毕等强后，启动千斤顶对提拉装置进行张拉从而抬高悬空系杆至设计高程，该提拉过程以高程控制为主，以张拉应力为辅，张拉应力按照系杆张拉力的竖向分解力、系杆自重及所需伸长量进行控制，提拉过程中测量人员进行监测，当系杆高程到达设计高程时停止张拉。

与现有技术相比，发明的有益效果是：（1）部分系杆在钢管拱混凝土灌注之前张拉，采用系杆兜挂装置相较临时横梁自重轻，大大降低了对桥梁结构整体结构的不利影响；

（2）将系杆托起，避免了系杆因自重导致垂度过大，影响下部水道船只的正常通行；

（3）利用抬头索保证了系杆牵引过程的高程，避免了系杆牵引头与兜挂的冲突；

（4）采用系杆兜挂使系杆PE外壳不因摩擦力而损坏，减小了系杆“运输”过程中的摩擦力，利用卷扬机配合实现了快速穿索，加快了施工进度；

（5）采用系杆提拉装置，可有效保证系杆高程，为后续横梁施工及高程调整提供参考。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。

图1是本发明工艺流程示意图。

图2是本发明主视结构示意图。

图3是本发明俯视结构示意图。

图4是本发明中系杆安装位置示意图。

图5是本发明中系杆松弛状态结构示意图。

图6是本发明中系杆牵引结构示意图一。

图7是本发明中系杆牵引结构示意图二。

图8是本发明中提拉装置安装示意图。

图9是本发明中对提拉装置进行张拉示意图。

图10是本发明中兜挂装置制作示意图。

图11是本发明中兜挂装置安装示意图。

图12是本发明中系杆牵引示意图一。

图13是本发明中系杆牵引示意图二。

图14是本发明中系杆张拉后悬空示意图。

图15是本发明中提拉装置制作示意图。

图16是本发明中提拉装置制作示意图。

图17是本发明中系杆高程提拉示意图。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步详细说明,实施例仅用来说明本发明，并不限制本发明的范围。

526国道岱山段改建工程新江南大桥为“飞燕式”中承式钢管混凝土系杆拱桥，处于浦门水道上方，浦门水道为当地主要航道，为确保下部船只安全航行，必须保证系杆在施工过程中不因长度过长而下垂。部分系杆张拉需要在钢管拱混凝土灌注之前进行，架设临时横梁将提前给钢管拱桥结构加载，不利于钢管拱桥结构的稳定性。采用一种系杆“悬空”安装方法，能快速完成系杆穿索，保证钢管拱桥结构的稳定性，确保水道正常通行。

一种拱桥系杆悬空安装方法，包括如下步骤：

1)卷扬机布置:

如图2、3所示，准备4台5t电动卷扬机1，等数量对称分布于拱桥左右两岸上下游处，辅助系杆安装施工；

2）安装抬头索：

如图4所示，在主拱肋与桥面相交位置的钢横梁上部2.5m位置设置一根φ26mm钢丝绳作为抬头索2辅助系杆穿索施工，保证系杆在穿索过程中，系杆端部始终高于兜挂装置；

3）兜挂装置制作：

兜挂装置由10#工字钢6组成的支撑体系和滚轴组成的滚轴体系组成（该兜挂装置已获得实用新型专利，专利号：ZL 2020 2 0464301.0）。

4）兜挂装置安装：

如图5所示，测量人员结合钢横梁设计顶标高与拱上吊杆孔实测锚垫板平台标高控制兜挂装置钢丝绳下料长度，确保兜挂装置3高程略低于高程最低的钢横梁设计顶高程30cm，兜挂装置3等数量等间距安装于钢管拱桥两侧，兜挂装置3顺桥向间距由钢横梁中心线间距控制为16m一道，兜挂装置之间用φ19.5mm纵向联系钢丝绳4连接；测量兜挂装置3高程达到设计高程后，将φ19.5mm竖向承重钢丝绳5上端通过长34cm10#工字钢6固定在拱上吊杆锚垫板上，完成整个兜挂系统的安装；

5）系杆牵引：

如图6所示，将系杆牵引方向顶端PE管7剥除露出内部钢绞线8，在钢绞线8上用两根A10钢筋双拼焊接U形牵引头9，直径16cm；在抬头索2上挂设滑轮10及5t倒链11，将系杆牵引头9拉起，使之高于系杆兜挂装置3，避免系杆穿索时，系杆头与兜挂装置3相撞；

如图7所示，使用D型起重吊环12将系杆U形牵引头9与右岸卷扬机的牵引索一10连接，同时在D型起重吊环12上再穿设与左岸卷扬机相连的牵引索二102，牵引索一101由右岸5t卷扬机牵引，利用钢管拱两侧兜挂装置3实现系杆向右岸的快速穿索；

第一根系杆过海完毕后，启动左岸卷扬机利用牵引索二102与D型起重吊环12将牵引索一101收回，重复以上步骤，直至全部系杆牵引完毕，兜挂装置3将牵引后的系杆在空中平稳托起；

6）系杆张拉：

系杆采用悬浮式工艺张拉后，系杆悬空于兜挂装置3之上；

7）提拉装置制作：

提拉装置主要由承重系统、衬垫系统、张拉系统、夹片防脱系统组成；

8）提拉装置安装：

请重点参阅图6，于主拱肋中心及1/4跨径处各放置一个提拉装置13，提拉装置13顶部使用4根钢绞线14与吊杆上锚垫板15相连，锚垫板上方自下而上依次放置四拼16#工字钢16（长45cm，宽36cm，中间打孔便于穿束钢绞线，孔尺寸为长×宽：16cm×6cm）、1个14孔工作锚17（安放夹片）、千斤顶18、1个14孔工具锚19（安放夹片）；

9）系杆高程调整：

待钢管拱混凝土灌注完毕等强后，启动千斤顶对提拉装,13进行张拉从而抬高悬空系杆至设计高程，该提拉过程以高程控制为主，以张拉应力为辅，张拉应力按照系杆张拉力的竖向分解力、系杆自重及所需伸长量进行控制，提拉过程中测量人员进行监测，当系杆高程到达设计高程时停止张拉。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (1)

1.一种拱桥系杆悬空安装方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)卷扬机布置:

准备4台5t电动卷扬机，等数量对称分布于拱桥左右两岸上下游处，辅助系杆安装施工；

2）安装抬头索：

在主拱肋与桥面相交位置的钢横梁上部2.5m位置设置一根φ26mm钢丝绳作为抬头索辅助系杆穿索施工，保证系杆在穿索过程中，系杆端部始终高于兜挂装置；

3）兜挂装置制作：

兜挂装置由10#工字钢组成的支撑体系和滚轴组成的滚轴体系组成；

4）兜挂装置安装：

测量人员结合钢横梁设计顶标高与拱上吊杆孔实测锚垫板平台标高控制兜挂装置钢丝绳下料长度，确保兜挂装置高程略低于高程最低的钢横梁设计顶高程30cm，兜挂装置等数量等间距安装于钢管拱桥两侧，兜挂装置顺桥向间距由钢横梁中心线间距控制为16m一道，兜挂装置之间用φ19.5mm纵向联系钢丝绳连接；测量兜挂装置高程达到设计高程后，将φ19.5mm竖向承重钢丝绳上端通过长34cm10#工字钢固定在拱上吊杆锚垫板上，完成整个兜挂系统的安装；

5）系杆牵引：

将系杆牵引方向顶端PE管剥除露出内部钢绞线，在钢绞线上用两根A10钢筋双拼焊接U形牵引头，直径16cm；在抬头索上挂设滑轮及5t倒链，将系杆牵引头拉起，使之高于系杆兜挂装置，避免系杆穿索时，系杆头与兜挂装置相撞；

使用D型起重吊环将系杆U形牵引头与右岸卷扬机的牵引索一连接，同时在D型起重吊环上再穿设与左岸卷扬机相连的牵引索二，牵引索一由右岸5t卷扬机牵引，利用钢管拱两侧兜挂系统实现系杆向右岸的快速穿索；

第一根系杆过海完毕后，启动左岸卷扬机利用牵引索二与D型起重吊环将牵引索一收回，重复以上步骤，直至全部系杆牵引完毕，兜挂系统将牵引后的系杆在空中平稳托起；

6）系杆张拉：

系杆采用悬浮式工艺张拉后，系杆悬空于兜挂装置之上；

7）提拉装置制作：

提拉装置主要由承重系统、衬垫系统、张拉系统、夹片防脱系统组成；

8）提拉装置安装：

于主拱肋中心及1/4跨径处各放置一个提拉装置，提拉装置顶部使用4根钢绞线与吊杆上锚垫板相连，锚垫板上方自下而上依次放置四拼16#工字钢、1个14孔工作锚、千斤顶、1个14孔工具锚；

9）系杆高程调整：

待钢管拱混凝土灌注完毕等强后，启动千斤顶对提拉装置进行张拉从而抬高悬空系杆至设计高程，该提拉过程以高程控制为主，以张拉应力为辅，张拉应力按照系杆张拉力的竖向分解力、系杆自重及所需伸长量进行控制，提拉过程中测量人员进行监测，当系杆高程到达设计高程时停止张拉。

Images