CN114214917A - 钢管混凝土系杆拱桥及施工方法 - Google Patents

钢管混凝土系杆拱桥及施工方法 Download PDF

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CN114214917A
CN114214917A CN202111646810.0A CN202111646810A CN114214917A CN 114214917 A CN114214917 A CN 114214917A CN 202111646810 A CN202111646810 A CN 202111646810A CN 114214917 A CN114214917 A CN 114214917A
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China
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steel pipe
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arch rib
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于文银
王昊
袁海军
韩彬彬
潘雅雯
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Dezhou Road Engineering Corp
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Dezhou Road Engineering Corp
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01DCONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D4/00Arch-type bridges
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01DCONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D21/00Methods or apparatus specially adapted for erecting or assembling bridges

Abstract

本发明涉及土木工程领域,更具体地涉及钢管混凝土系杆拱桥及施工方法,主要施工步骤包括施工准备、测量放线、搭设拱脚、系梁、横梁支架并预压、拱座定位预埋支架安装、拱脚段预埋钢管安装、浇筑拱脚先浇筑段混凝土、安装系梁模板、系梁浇筑施工、搭设拱肋安装支架体系、主拱肋分段安装施工、主拱肋整体吊装施工、拱轴线形调整、焊接及风撑安装、安装拱顶余浆收集装置、拱肋混凝土压注施工、拆除拱肋支架、吊杆施工、桥面铺装施工,本发明采用拱座定位预埋支架体系,安装方便,提高拱脚段预埋钢管安装精度和施工效率,拱肋安装支架体系和三维可调临时固定装置对拱肋的三维空间位置的调整精准便捷,更好控制拱轴线型,保障拱肋安装施工质量。

Description

钢管混凝土系杆拱桥及施工方法
技术领域
本发明涉及土木工程领域,更具体地涉及钢管混凝土系杆拱桥及施工方法。
背景技术
钢管混凝土系杆拱桥的内部是多次超静定结构,外部是平衡的静定结构,它相对于拱脚有推力的传统拱桥来说,能够克服地基承载能力不足等问题。同时钢管混凝土系杆拱桥后期的收缩徐变较小,整体结构刚度较大,能够教好地满足对于道路平顺性等要求。梁拱组合体系桥梁通常先要确定一个合理成桥状态,然后再以合理成桥状态为目标按拟定的施工工序确定一个合理施工状态。其按施工方法分有支架施工和无支架施工,按施工顺序分为先拱后梁和先梁后拱两种方法。
对于在通航要求高的大江大河上修建钢管混凝土系杆拱桥时,大多采用无支架先拱后梁的施工方法,该方法可降低工程施工成本,并最大限度减小施工对通航的影响,减少水上施工作业时间,加快建设速度。而对于梁拱组合体系桥梁,也大都采用先梁后拱的施工方案。系杆拱桥在采用先梁后拱施工方案时,主拱受力明确,可以减少结构体系转换的次数,并且施工作业区域较大,可以保证施工安全,所以这种先梁后拱的钢管混凝土系杆拱桥已经广泛应用于高速铁路等工程中。
拱脚预埋段施工是拱桥施工的重要组成部分,预埋件定位是否精确,会对拱圈拱肋节间安装质量产生较大影响,定位不准确会阻碍后期施工的顺利进行,施工方很难保证工程质量。拱圈合龙精度受预埋件影响,预埋件定位精度越低,拱圈合龙精度也越低,为保证施工质量,就必须保证预埋件位置。
鉴于此,本发明通过对传统的技术进行改进,旨在提出一种钢管混凝土系杆拱桥及施工方法,可有效保证拱桥的拱圈拱肋安装施工质量。
发明内容
基于此,本申请提供一种采用拱座定位预埋支架体系,设计新颖,安装方便,提高拱脚段预埋钢管安装精度,提高施工效率的钢管混凝土系杆拱桥及施工方法,有效保障拱肋安装施工质量,具有广阔的应用前景。
第一方面,本申请提供一种钢管混凝土系杆拱桥的施工方法,包括以下施工步骤:
1)施工准备:修筑施工便道,在工厂加工拱肋腹腔、上弦管拱肋、下弦管拱肋组成的拱桥拱肋和吊杆,加工制作拱座定位预埋支架体系、弧托版、系梁抱箍、倒U形固定件、横梁抱箍、墩柱抱箍和拱顶余浆收集装置,定制带齿板和固定弧板;
2)测量放线:利用全站仪放出拱脚座和拱脚段预埋钢管定位位置线,同时测量出河床上的钻孔灌注桩和拱脚支架的位置;
3)搭设拱脚、系梁、横梁支架并预压:待桥墩柱、承台、承台基础施工完后,在承台附近的河床上搭设拱脚支架,待拱脚、系梁、横梁支架搭设完后,采用配重对其进行预压;
当拱桥采用“先梁后拱法”施工时,在定位好的河床位置上施工钻孔灌注桩,在施工钻孔灌注桩顶部安装桩顶横向系梁,然后安装钢管立柱和钢管立柱Z 形支撑,然后抹砂浆,安装横向分配梁,铺设贝雷梁;
4)拱座定位预埋支架安装:在桥墩柱上对墩柱顶帽进行施工,在墩柱顶帽顶部设置预埋固定螺栓和L形预埋件,在拱脚支架上将拼装好的拱座定位预埋支架体系安装在墩柱顶帽顶部,并用固定螺母、L形预埋件固定螺母分别锁死,将定位预埋支架焊接固定板预先安装在定位预埋支架体系固定底板上,将斜向调整支撑杆安装支撑调整平台上,并调整好斜向调整支撑杆的倾斜角度,然后用斜向支撑调整螺母固定;
5)拱脚段预埋钢管安装:将拱脚段预埋钢管吊装到拱脚座的指定位置,将拱脚段预埋钢管端部搁置在定位预埋支架焊接固定板上,然后将拱脚段预埋钢管底部的钢管预留孔与固定弧板的齿板依次对接,并利用支撑杆微调螺母和斜向支撑调整螺母进行微调,确保拱座的安装精确,然后锁死支撑杆微调螺母和斜向支撑调整螺母;
6)浇筑拱脚先浇筑段混凝土:安装拱脚处的端横梁模板和端部的系梁模板,然后浇筑第一浇筑段混凝土和端横梁;
7)安装系梁模板:对拱桥采用“先梁后拱法”施工时,采用搭设贝雷梁支架体系的施工方式,在贝雷梁上搁置纵向仿木,然后安装系梁底模、系梁侧模、系梁顶模,再用系梁侧模固定支撑将系梁侧模稳固在系梁底模上;
8)系梁浇筑施工:对拱桥采用“先梁后拱法”施工时,在浇筑系梁前,先绑扎系梁的钢筋骨架,然后再拼装系梁模板体系,系梁浇筑时采取从中间向两端依次浇筑;
9)搭设拱肋安装支架体系:
对拱桥采用“先梁后拱法”施工时,利用抱箍于系梁和中横梁的钢管贝雷支架体系进行施工,在系梁上逐段安装系梁抱箍并锁死,同时在对应位置的系梁上安装横梁抱箍并锁死,并根据拱轴线的高程确定所在位置系梁钢管贝雷架竖向钢管、横梁钢管贝雷架和弧托版的固定杆的高度,然后在上系梁抱箍焊接系梁钢管贝雷架竖向钢管,在上横梁抱箍焊接横梁钢管贝雷架,再把三维可调临时固定装置平台焊接在两侧的系梁钢管贝雷架竖向钢管上,将弧托版的固定杆固定锁死在三维可调临时固定装置平台上;
对拱桥采用“先拱后梁法”施工时,采用支撑于承台的贝雷支架体系的施工方式,在承台施工前,在承台顶部设置承台竖向预埋连接钢管、承台竖向预埋钢管,将贝雷支架体系外侧竖向支撑钢管焊接在承台竖向预埋连接钢管端部,将贝雷支架体系纵向钢管撑通过墩柱抱箍逐次安装在桥墩柱上,利用贝雷支架横向钢管与贝雷支架体系纵向钢管撑逐次连接固定,安装贝雷支架剪刀撑和贝雷支架体系K形支撑,在贝雷支架体系外侧竖向支撑钢管顶部焊接三维可调临时固定装置平台,将弧托版的固定杆固定锁死在三维可调临时固定装置平台上;
10)主拱肋分段安装施工:对拱桥采用“先梁后拱法”施工时,将拱肋腹腔、上弦管拱肋、下弦管拱肋组成的拱桥主拱肋分段吊装到拱轴线位置的抱箍于系梁和中横梁的钢管贝雷支架体系上,将上弦管拱肋和下弦管拱肋搁置在弧托版上,同时用拱肋腹腔夹固板夹固于拱肋腹腔两侧;
11)主拱肋整体吊装施工:对拱桥采用“先拱后梁法”施工时,先在预拼胎架上进行拱桥主拱肋的预拼装,确保拱轴线精度达到要求后,进行焊接,然后利用吊钩和拱肋悬吊钢丝绳将预拼好的拱桥主拱肋吊装到拱脚段预埋钢管所在位置;
12)拱轴线形调整、焊接及风撑安装:
对拱桥采用“先梁后拱法”施工时,在拱桥主拱肋与拱脚段预埋钢管预留的对接件拼接后,通过调整弧托版来调整下弦管拱肋和竖向位移,通过调整拱肋腹腔夹固板支撑杆来拱桥主拱肋调整水平位移,调整完毕后进行焊接,然后进行下一段主拱肋分段安装施工,直到主拱肋在中部合拢焊接,然后焊接横向风撑;
对拱桥采用“先拱后梁法”施工时,将预拼好的拱桥主拱肋与拱脚段预埋钢管预留的对接件拼接后,通过调整弧托版来调整下弦管拱肋和竖向位移,通过调整拱肋腹腔夹固板支撑杆来拱桥主拱肋调整水平位移,调整完毕后进行焊接合拢,然后安装横向风撑;
13)安装拱顶余浆收集装置:将余浆收集装置悬挂钢丝绳与拱顶余浆收集装置连接,然后在安装好的拱桥主拱肋的拱顶悬挂余浆收集装置悬挂钢丝绳,然后拉升余浆收集装置悬挂钢丝绳到指定高度,同时在拱顶排浆孔插入拱顶通气和溢浆导管;
14)拱肋混凝土压注施工:利用注浆管道分别对上弦管拱肋预留注浆孔、拱肋腹腔预留注浆孔、下弦管拱肋预留注浆孔进行拱肋混凝土压注施工,并养护到需要强度;
15)拆除拱肋支架:对称拆除抱箍于系梁和中横梁的钢管贝雷支架体系或支撑于承台的贝雷支架体系;
16)吊杆施工:待拱肋腹腔、上弦管拱肋、下弦管拱肋的混凝土达到设计强度后,进行吊杆张拉施工;
17)桥面铺装施工:对称拆除拱脚、系梁、横梁支架体系,安装桥面铺装和防护栏等设施,并再次调整吊杆的索力。
在一种可能的实现方式中,步骤1)所述的拱座定位预埋支架体系包括拱肋竖向夹固杆、定位预埋支架焊接固定板、支撑杆微调螺母、斜向调整支撑杆、支撑调整平台、拱座定位预埋支架体系、第一浇筑段混凝土、斜向支撑调整螺母、定位预埋支架体系固定底板、拱肋腹腔夹固板、拱肋腹腔夹固板支撑杆、拱肋夹固弧托板、拱肋夹固弧托板支撑杆,所述的斜向调整支撑杆顶部设有固定弧板,固定弧板上均匀布设齿板,焊接固定板竖向支撑长杆上有焊接有拱脚段预埋钢管,拱脚段预埋钢管下端部底部均匀设有钢管预留孔,齿板与钢管预留孔对接。
在一种可能的实现方式中,步骤4)所述的支撑调整平台底部设有支架体系 K形支撑,相邻两拱座定位预埋支架体系之间设有支架体系横向联系梁,相邻两支架体系横向联系梁之间设有支架体系横向联系梁的剪刀撑,两拱肋竖向夹固杆之间在横断面处设有拱肋腹腔夹固板支撑杆和拱肋夹固弧托板支撑杆,拱肋腹腔夹固板支撑杆和拱肋夹固弧托板支撑杆端部分别设有拱肋腹腔夹固板、拱肋夹固弧托板。
在一种可能的实现方式中,步骤4)所述的墩柱顶帽顶部设有多排预埋固定螺栓,墩柱顶帽侧面顶部设有多排L形预埋件,定位预埋支架体系固定底板穿过预埋固定螺栓和L形预埋件并安装在墩柱顶帽顶部,固定螺母和L形预埋件固定螺母分别锁死预埋固定螺栓和L形预埋件,所述定位预埋支架体系固定底板顶部焊接有拱肋竖向夹固杆、支撑杆微调螺母,焊接固定板竖向支撑长杆、焊接固定板竖向支撑短杆通过支撑杆微调螺母固定在定位预埋支架体系固定底板上,所述定位预埋支架焊接固定板固定在焊接固定板竖向支撑长杆和焊接固定板竖向支撑短杆顶部,拱肋竖向夹固杆在纵断面中部附近设有支撑调整平台,支撑调整平台设有斜向支撑调整螺母,斜向支撑调整螺母将斜向调整支撑杆稳固在支撑调整平台上。
在一种可能的实现方式中,步骤7)所述的墩柱抱箍采用分离式设计,左右两个墩柱抱箍在拼接处对接后,采用抱箍固定螺杆插入墩柱抱箍对接端部的螺纹孔,再用固定螺杆固定螺帽锁死,贝雷支架体系纵向钢管撑对称穿过桥墩柱左右两侧的墩柱抱箍的预留孔,并抱箍于桥墩柱,贝雷支架体系外侧竖向支撑钢管顶部设有三维可调临时固定装置平台,贝雷支架体系外侧竖向支撑钢管之间设有拱肋腹腔夹固板支撑杆。
在一种可能的实现方式中,步骤7)所述的贝雷梁支架体系采用河床上浇筑的多排钻孔灌注桩作为支撑体系,贝雷梁搁置在横向分配梁上方,横向分配梁下方设有砂浆,砂浆设在钢管立柱顶部,钢管立柱放置在桩顶横向系梁顶部,桩顶横向系梁下方设有钻孔灌注桩,贝雷梁上方设有纵向仿木,纵向仿木上方铺设系梁底模,系梁底模顶部对称支设系梁侧模,系梁侧模顶部安装有系梁顶模,系梁侧模侧面设有系梁侧模固定支撑,系梁侧模固定支撑另一端固定与系梁底模边缘附近,所述的钢管立柱之间在横断面和纵断面都设有钢管立柱Z形支撑。
在一种可能的实现方式中,步骤9)所述的抱箍于系梁和中横梁的钢管贝雷支架体系包括拱肋腹腔夹固板、拱肋腹腔夹固板支撑杆、系梁抱箍、倒U形固定件、系梁钢管贝雷架横梁、系梁钢管贝雷架竖向钢管、横梁钢管贝雷架、调整螺母、三维可调临时固定装置平台、夹固板竖向固定杆、弧托版、竖向固定杆下横梁、竖向固定杆上横梁、临时固定装置平台的竖向钢管、弧托版的固定杆、横梁抱箍构成,所述的系梁抱箍夹固在系梁上,系梁抱箍采用分离式设计,上下两个系梁抱箍对接后,采用倒U形固定件插入系梁抱箍对接端部的螺纹孔,再用倒U形固定件固定螺帽锁定,系梁钢管贝雷架竖向钢管焊接在上系梁抱箍的顶部中央,两侧系梁钢管贝雷架竖向钢管之间设有系梁钢管贝雷架横梁,两个系梁钢管贝雷架横梁之间设有系梁钢管贝雷架剪刀撑,系梁钢管贝雷架竖向钢管顶部设有三维可调临时固定装置平台。
在一种可能的实现方式中,步骤9)所述的横梁抱箍夹固在中横梁中部位置,横梁抱箍采用分离式设计,上下两个横梁抱箍对接后,采用倒U形固定件插入横梁抱箍对接端部的螺纹孔,再用倒U形固定件固定螺帽锁定;所述的横梁钢管贝雷架焊接在上横梁抱箍的顶部中央,横梁钢管贝雷架与多个横向联系杆连接;所述的横向联系杆之间设有横向联系杆K形支撑,横向联系杆与两侧的系梁钢管贝雷架竖向钢管连接;所述的临时固定装置平台的竖向钢管之间在横断面中部设有拱肋腹腔夹固板支撑杆。
在一种可能的实现方式中,步骤9)所述的支撑于承台的贝雷支架体系包括拱肋腹腔夹固板、拱肋腹腔夹固板支撑杆、三维可调临时固定装置平台、弧托版、弧托版的固定杆、墩柱抱箍、抱箍固定螺杆、贝雷支架横向钢管、承台竖向预埋连接钢管、贝雷支架体系纵向钢管撑、贝雷支架体系外侧竖向支撑钢管、承台竖向预埋钢管,承台顶部边缘设有承台竖向预埋钢管,承台侧面设有承台竖向预埋连接钢管,承台竖向预埋钢管端部连接有贝雷支架体系外侧竖向支撑钢管,两侧的贝雷支架体系外侧竖向支撑钢管之间的贝雷支架体系纵向钢管撑之间设有贝雷支架体系K形支撑,墩柱抱箍夹固在桥墩柱上,并用抱箍固定螺杆进行紧固,贝雷支架体系纵向钢管撑与贝雷支架体系外侧竖向支撑钢管连接,贝雷支架体系外侧竖向支撑钢管与承台竖向预埋钢管通过贝雷支架横向钢管连接为一单元整体,内侧的贝雷支架体系外侧竖向支撑钢管与承台竖向预埋钢管在之间设有贝雷支架剪刀撑,拱桥拱肋安装采用吊钩、拱肋悬吊钢丝绳进行吊装施工。
在一种可能的实现方式中,步骤12)所述的拱桥拱肋在空中拼装时,采用三维可调临时固定装置平台施工,三维可调临时固定装置平台上方设有调整螺母、临时固定装置平台的竖向钢管和弧托版的固定杆,弧托版的固定杆通过调整螺母固定于三维可调临时固定装置平台上,弧托版的固定杆顶部设有弧托版。
在一种可能的实现方式中,步骤14)所述的拱肋腹腔、上弦管拱肋、下弦管拱肋在端部分别设有拱肋腹腔预留注浆孔、上弦管拱肋预留注浆孔、下弦管拱肋预留注浆孔,注浆管道分别插入上述预留注浆孔;上弦管拱肋拱顶设有拱顶排浆孔,拱顶排浆孔插入拱顶通气和溢浆导管;拱顶通气和溢浆导管为“倒U 形”设计,拱顶通气和溢浆导管另一端深入到拱顶余浆收集装置,拱顶余浆收集装置77通过余浆收集装置悬挂钢丝绳悬挂于拱桥拱肋拱顶附近。
第二方面,本申请提供一种钢管混凝土系杆拱桥,由上述钢管混凝土系杆拱桥的施工方法施工得到。
相较现有技术,本发明具有以下的特点和有益效果:
1、本发明涉及的采用拱座定位预埋支架体系,设计新颖,安装方便,采用简易支架对拱脚定位、固定,达到了快速拼装、精确定位的效果,提高了拱脚段预埋钢管安装精度,提高了施工效率。
2、本发明采用的三维可调临时固定装置,对拱肋的三维空间位置的调整精准便捷,能很好控制拱轴线型,可保障拱肋安装施工质量,具有广阔的应用前景。
3、本发明涉及的拱肋安装支架体系,既适用于“先梁后拱”法,又适用于“先拱后梁”法进行钢管混凝土系杆拱桥的拱肋安装施工,且支架体系方便工人进行焊接工作,保障了焊接质量,确保了支架在施工中的稳定性。
4、本发明中的系梁抱箍、横梁抱箍和墩柱抱箍,设计精巧,施工便捷,只需将上下两片抱箍对接,然后插拔固定件,提高了施工效率,缩短了施工工期。
5、本发明中的拱顶余浆收集装置,装拆便捷,有效避免了拱肋压灌混凝土时喷浆现象的发生,同时节约了材料,降低了施工成本。
6、本发明中的系梁浇筑模板体系,结构稳固,装拆便捷,同时可以作为后续桥面铺装的施工平台,缩短了施工工期,大大提高了施工效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或相关技术中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,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是拱座定位预埋支架体系安装横纵断面图;
图2是拱座定位预埋支架体系安装横断面图;
图3是钢管混凝土系杆拱桥施工图;
图4是先梁后拱法的拱肋安装支架体系纵断面施工图;
图5是先梁后拱法的拱肋安装支架体系横断面施工图;
图6是先拱后梁法的拱肋安装支架体系纵断面施工图;
图7是先拱后梁法的拱肋安装支架体系横断面施工图;
图8是先梁后拱法的系梁浇筑模板体系纵断面施工图;
图9是先梁后拱法的系梁浇筑模板体系横断面施工图;
图10是拱肋压灌混凝土技术图。
图中:1-横向风撑、2-拱肋腹腔、3-上弦管拱肋、4-吊杆、5-下弦管拱肋、 6-拱脚段预埋钢管、7-拱脚座、8-端横梁、9-墩柱顶帽、10-桥墩柱、11-承台、 12-承台基础、13-中横梁、14-系梁、15-河床、16-钢管预留孔、17-拱肋竖向夹固杆、18-固定弧板、19-齿板、20-焊接固定板竖向支撑长杆、21-定位预埋支架焊接固定板、22-焊接固定板竖向支撑短杆、23-支撑杆微调螺母、24-固定螺母、25-预埋固定螺栓、26-斜向调整支撑杆、27-L形预埋件、28-支撑调整平台、29-拱座定位预埋支架体系、30-第一浇筑段混凝土、31-斜向支撑调整螺母、32-L形预埋件固定螺母、33-定位预埋支架体系固定底板、34-支架体系K形支撑、35-支架体系横向联系梁、36-支架体系横向联系梁的剪刀撑、37-拱肋腹腔夹固板、38-拱肋腹腔夹固板支撑杆、39-拱肋夹固弧托板、40-拱肋夹固弧托板支撑杆、41-系梁抱箍、42-倒U形固定件、43-倒U形固定件固定螺帽、44-系梁钢管贝雷架剪刀撑、45-系梁钢管贝雷架横梁、46-系梁钢管贝雷架竖向钢管、 47-横梁钢管贝雷架、48-调整螺母、49-三维可调临时固定装置平台、50-夹固板竖向固定杆、51-弧托版、52-竖向固定杆下横梁、53-竖向固定杆上横梁、54-临时固定装置平台的竖向钢管、55-弧托版的固定杆、56-横梁抱箍、57-横向联系杆、58-横向联系杆K形支撑、59-墩柱抱箍、60-抱箍固定螺杆、61-贝雷支架横向钢管、62-贝雷支架剪刀撑、63-承台竖向预埋连接钢管、64-贝雷支架体系纵向钢管撑、65-贝雷支架体系K形支撑、66-贝雷支架体系外侧竖向支撑钢管、67-承台竖向预埋钢管、68-吊钩、69-拱肋悬吊钢丝绳、70-固定螺杆固定螺帽、71-注浆管道、72-上弦管拱肋预留注浆孔、73-拱肋腹腔预留注浆孔、74- 下弦管拱肋预留注浆孔、75-拱顶通气和溢浆导管、76-余浆收集装置悬挂钢丝绳、77-拱顶余浆收集装置、78-钻孔灌注桩、79-桩顶横向系梁、80-钢管立柱、 81-钢管立柱Z形支撑、82-系梁顶模、83-砂浆、84-横向分配梁、85-贝雷梁、 86-纵向仿木、87-系梁底模、88-系梁侧模、89-系梁侧模固定支撑、112-有拱顶排浆孔。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。基于本申请中的实例,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例,都属于本申请保护的范围。
本领域技术人员应理解的是,权利要求书和说明书中使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接,而是可以包括电气的连接,不管是直接的还是间接的;“和/或”,描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系;术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系,其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,因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
如图1-10所示,为解决上述问题,本发明的实施例提供了一种钢管混凝土系杆拱桥的施工方法,包括以下施工步骤:
1)施工准备:修筑施工便道,在工厂加工拱肋腹腔2、上弦管拱肋3、下弦管拱肋5组成的拱桥拱肋和吊杆4,加工制作拱座定位预埋支架体系29、弧托版51、系梁抱箍41、倒U形固定件42、横梁抱箍56、墩柱抱箍59和拱顶余浆收集装置77,定制带齿板19和固定弧板18;
2)测量放线:利用全站仪放出拱脚座7和拱脚段预埋钢管6定位位置线,同时测量出河床15上的钻孔灌注桩78和拱脚支架的位置;
3)搭设拱脚、系梁、横梁支架并预压:待桥墩柱10、承台11、承台基础 12施工完后,在承台11附近的河床15上搭设拱脚支架,待拱脚、系梁14、横梁支架搭设完后,采用配重对其进行预压;
当拱桥采用“先梁后拱法”施工时,在定位好的河床15位置上施工钻孔灌注桩78,在施工钻孔灌注桩78顶部安装桩顶横向系梁79,然后安装钢管立柱 80和钢管立柱Z形支撑81,然后抹砂浆83,安装横向分配梁84,铺设贝雷梁 85;
4)拱座定位预埋支架安装:在桥墩柱10上对墩柱顶帽9进行施工,在墩柱顶帽9顶部设置预埋固定螺栓25和L形预埋件27,在拱脚支架上将拼装好的拱座定位预埋支架体系29安装在墩柱顶帽9顶部,并用固定螺母24、L形预埋件固定螺母32分别锁死,将定位预埋支架焊接固定板21预先安装在定位预埋支架体系固定底板33上,将斜向调整支撑杆26安装支撑调整平台28上,并调整好斜向调整支撑杆26的倾斜角度,然后用斜向支撑调整螺母31固定;
5)拱脚段预埋钢管安装:将拱脚段预埋钢管6吊装到拱脚座7的指定位置,将拱脚段预埋钢管6端部搁置在定位预埋支架焊接固定板21上,然后将拱脚段预埋钢管6底部的钢管预留孔16与固定弧板18的齿板19依次对接,并利用支撑杆微调螺母23和斜向支撑调整螺母31进行微调,确保拱座的安装精确,然后锁死支撑杆微调螺母23和斜向支撑调整螺母31;
6)浇筑拱脚先浇筑段混凝土:安装拱脚处的端横梁8模板和端部的系梁14 模板,然后浇筑第一浇筑段混凝土30和端横梁8;
7)安装系梁模板:对拱桥采用“先梁后拱法”施工时,采用搭设贝雷梁85 支架体系的施工方式,在贝雷梁85上搁置纵向仿木86,然后安装系梁底模87、系梁侧模88、系梁顶模82,再用系梁侧模固定支撑89将系梁侧模88稳固在系梁底模87上;
8)系梁浇筑施工:对拱桥采用“先梁后拱法”施工时,在浇筑系梁14前,先绑扎系梁14的钢筋骨架,然后再拼装系梁14模板体系,系梁14浇筑时采取从中间向两端依次浇筑;
9)搭设拱肋安装支架体系:
对拱桥采用“先梁后拱法”施工时,利用抱箍于系梁14和中横梁13的钢管贝雷支架体系进行施工,在系梁14上逐段安装系梁抱箍41并锁死,同时在对应位置的系梁上安装横梁抱箍56并锁死,并根据拱轴线的高程确定所在位置系梁钢管贝雷架竖向钢管46、横梁钢管贝雷架47和弧托版的固定杆55的高度,然后在上系梁抱箍41焊接系梁钢管贝雷架竖向钢管46,在上横梁抱箍56焊接横梁钢管贝雷架47,再把三维可调临时固定装置平台49焊接在两侧的系梁钢管贝雷架竖向钢管46上,将弧托版的固定杆55固定锁死在三维可调临时固定装置平台49上;
对拱桥采用“先拱后梁法”施工时,采用支撑于承台11的贝雷支架体系的施工方式,在承台11施工前,在承台11顶部设置承台竖向预埋连接钢管63、承台竖向预埋钢管67,将贝雷支架体系外侧竖向支撑钢管66焊接在承台竖向预埋连接钢管63端部,将贝雷支架体系纵向钢管撑64通过墩柱抱箍59逐次安装在桥墩柱10上,利用贝雷支架横向钢管61与贝雷支架体系纵向钢管撑64逐次连接固定,安装贝雷支架剪刀撑62和贝雷支架体系K形支撑65,在贝雷支架体系外侧竖向支撑钢管66顶部焊接三维可调临时固定装置平台49,将弧托版的固定杆55固定锁死在三维可调临时固定装置平台49上;
10)主拱肋分段安装施工:对拱桥采用“先梁后拱法”施工时,将拱肋腹腔2、上弦管拱肋3、下弦管拱肋5组成的拱桥主拱肋分段吊装到拱轴线位置的抱箍于系梁14和中横梁13的钢管贝雷支架体系上,将上弦管拱肋3和下弦管拱肋5搁置在弧托版51上,同时用拱肋腹腔夹固板37夹固于拱肋腹腔2两侧;
11)主拱肋整体吊装施工:对拱桥采用“先拱后梁法”施工时,先在预拼胎架上进行拱桥主拱肋的预拼装,确保拱轴线精度达到要求后,进行焊接,然后利用吊钩68和拱肋悬吊钢丝绳69将预拼好的拱桥主拱肋吊装到拱脚段预埋钢管6所在位置;
12)拱轴线形调整、焊接及风撑安装:
对拱桥采用“先梁后拱法”施工时,在拱桥主拱肋与拱脚段预埋钢管6预留的对接件拼接后,通过调整弧托版51来调整下弦管拱肋5和竖向位移,通过调整拱肋腹腔夹固板支撑杆38来拱桥主拱肋调整水平位移,调整完毕后进行焊接,然后进行下一段主拱肋分段安装施工,直到主拱肋在中部合拢焊接,然后焊接横向风撑1;
对拱桥采用“先拱后梁法”施工时,将预拼好的拱桥主拱肋与拱脚段预埋钢管6预留的对接件拼接后,通过调整弧托版51来调整下弦管拱肋5和竖向位移,通过调整拱肋腹腔夹固板支撑杆38来拱桥主拱肋调整水平位移,调整完毕后进行焊接合拢,然后安装横向风撑1;
13)安装拱顶余浆收集装置:将余浆收集装置悬挂钢丝绳76与拱顶余浆收集装置77连接,然后在安装好的拱桥主拱肋的拱顶悬挂余浆收集装置悬挂钢丝绳76,然后拉升余浆收集装置悬挂钢丝绳76到指定高度,同时在拱顶排浆孔 112插入拱顶通气和溢浆导管75;
14)拱肋混凝土压注施工:利用注浆管道71分别对上弦管拱肋预留注浆孔 72、拱肋腹腔预留注浆孔73、下弦管拱肋预留注浆孔74进行拱肋混凝土压注施工,并养护到需要强度;
15)拆除拱肋支架:对称拆除抱箍于系梁14和中横梁13的钢管贝雷支架体系或支撑于承台11的贝雷支架体系;
16)吊杆施工:待拱肋腹腔2、上弦管拱肋3、下弦管拱肋5的混凝土达到设计强度后,进行吊杆4张拉施工;
17)桥面铺装施工:对称拆除拱脚、系梁14、横梁支架体系,安装桥面铺装和防护栏等设施,并再次调整吊杆4的索力。
如图1~图2所示,在本方案的一实施例中,步骤1)中的拱座定位预埋支架体系29包括拱肋竖向夹固杆17、定位预埋支架焊接固定板21、支撑杆微调螺母23、斜向调整支撑杆26、支撑调整平台28、拱座定位预埋支架体系29、第一浇筑段混凝土30、斜向支撑调整螺母31、定位预埋支架体系固定底板33、拱肋腹腔夹固板37、拱肋腹腔夹固板支撑杆38、拱肋夹固弧托板39、拱肋夹固弧托板支撑杆40,斜向调整支撑杆26顶部设有固定弧板18,固定弧板18上均匀布设齿板19,焊接固定板竖向支撑长杆20上有焊接有拱脚段预埋钢管6,拱脚段预埋钢管6下端部底部均匀设有钢管预留孔16,齿板19与钢管预留孔16 对接。
如图1所示,在本方案的一实施例中,步骤4)中的墩柱顶帽9顶部设有多排预埋固定螺栓25,墩柱顶帽9侧面顶部设有多排L形预埋件27;定位预埋支架体系固定底板33对应穿过预埋固定螺栓25和L形预埋件27后,安装在墩柱顶帽9顶部,并用固定螺母24、L形预埋件固定螺母32分别锁死预埋固定螺栓 25和L形预埋件27;定位预埋支架体系固定底板33顶部焊接有拱肋竖向夹固杆17、支撑杆微调螺母23,支撑杆微调螺母23将焊接固定板竖向支撑长杆20、焊接固定板竖向支撑短杆22固定在定位预埋支架体系固定底板33上;焊接固定板竖向支撑长杆20和焊接固定板竖向支撑短杆22顶部焊接有定位预埋支架焊接固定板21,焊接固定板竖向支撑长杆20和焊接固定板竖向支撑短杆22顶部;拱肋竖向夹固杆17在纵断面中部附近设有支撑调整平台28,支撑调整平台28设有斜向支撑调整螺母31,斜向支撑调整螺母31将斜向调整支撑杆26稳固在支撑调整平台28上。
如图2所示,在本方案的一实施例中,步骤4)中的拱座定位预埋支架体系 29的支撑调整平台28底部设有支架体系K形支撑34,两侧的拱座定位预埋支架体系29之间设有支架体系横向联系梁35,支架体系横向联系梁35之间设有支架体系横向联系梁的剪刀撑36;拱肋竖向夹固杆17之间在横断面设有拱肋腹腔夹固板支撑杆38和拱肋夹固弧托板支撑杆40,拱肋腹腔夹固板支撑杆38和拱肋夹固弧托板支撑杆40端部分别设有拱肋腹腔夹固板37、拱肋夹固弧托板 39。
如图4~图7所示,在本方案的一实施例中,步骤12)中的拱桥拱肋在空中拼装时,采用三维可调临时固定装置平台49施工,三维可调临时固定装置平台 49上方设有调整螺母48、临时固定装置平台的竖向钢管54和弧托版的固定杆 55,弧托版的固定杆55通过调整螺母48固定于三维可调临时固定装置平台49 上,弧托版的固定杆55顶部设有弧托版51。
如图4~图5所示,在本方案的一实施例中,步骤9)中的箍于系梁14和中横梁13的钢管贝雷支架体系主要由拱肋腹腔夹固板37、拱肋腹腔夹固板支撑杆 38、系梁抱箍41、倒U形固定件42、系梁钢管贝雷架横梁45、系梁钢管贝雷架竖向钢管46、横梁钢管贝雷架47、调整螺母48、三维可调临时固定装置平台 49、夹固板竖向固定杆50、弧托版51、竖向固定杆下横梁52、竖向固定杆上横梁53、临时固定装置平台的竖向钢管54、弧托版的固定杆55、横梁抱箍56构成;系梁抱箍41夹固在系梁14上,系梁抱箍41采用分离式设计,上下两个系梁抱箍41对接后,采用倒U形固定件42插入系梁抱箍41对接端部的螺纹孔,再用倒U形固定件固定螺帽43锁定;系梁钢管贝雷架竖向钢管46焊接在上系梁抱箍41的顶部中央,两侧系梁钢管贝雷架竖向钢管46之间设有系梁钢管贝雷架横梁45,两个系梁钢管贝雷架横梁45之间设有系梁钢管贝雷架剪刀撑44;系梁钢管贝雷架竖向钢管46顶部设有三维可调临时固定装置平台49。
如图5所示,在本方案的一实施例中,步骤9)中的横梁抱箍56夹固在中横梁13中部位置,横梁抱箍56采用分离式设计,上下两个横梁抱箍56对接后,采用倒U形固定件42插入横梁抱箍56对接端部的螺纹孔,再用倒U形固定件固定螺帽43锁定;横梁钢管贝雷架47焊接在上横梁抱箍56的顶部中央,横梁钢管贝雷架47与多个横向联系杆57连接;横向联系杆57之间设有横向联系杆 K形支撑58,横向联系杆57与两侧的系梁钢管贝雷架竖向钢管46连接;临时固定装置平台的竖向钢管54之间在横断面中部设有拱肋腹腔夹固板支撑杆38。
如图6~图7所示,在本方案的一实施例中,步骤9)中的支撑于承台11 的贝雷支架体系主要由拱肋腹腔夹固板37、拱肋腹腔夹固板支撑杆38、三维可调临时固定装置平台49、弧托版51、弧托版的固定杆55、墩柱抱箍59、抱箍固定螺杆60、贝雷支架横向钢管61、承台竖向预埋连接钢管63、贝雷支架体系纵向钢管撑64、贝雷支架体系外侧竖向支撑钢管66、承台竖向预埋钢管67组成;承台11顶部边缘设有承台竖向预埋钢管67,承台11侧面设有承台竖向预埋连接钢管63,承台竖向预埋钢管67端部连接有贝雷支架体系外侧竖向支撑钢管66,两侧的贝雷支架体系外侧竖向支撑钢管66之间的贝雷支架体系纵向钢管撑64之间设有贝雷支架体系K形支撑65;墩柱抱箍59夹固在桥墩柱10上,并用抱箍固定螺杆60进行紧固;贝雷支架体系纵向钢管撑64与贝雷支架体系外侧竖向支撑钢管66连接,贝雷支架体系外侧竖向支撑钢管66与承台竖向预埋钢管67通过贝雷支架横向钢管61连接为一单元整体,内侧的贝雷支架体系外侧竖向支撑钢管66与承台竖向预埋钢管67在之间设有贝雷支架剪刀撑62;拱桥拱肋安装采用吊钩68、拱肋悬吊钢丝绳69进行吊装施工。
如图7所示,在本方案的一实施例中,步骤7)中的墩柱抱箍59采用分离式设计,左右两个墩柱抱箍59在拼接处对接后,采用抱箍固定螺杆60插入墩柱抱箍59对接端部的螺纹孔,再用固定螺杆固定螺帽70锁死;贝雷支架体系纵向钢管撑64对称穿过桥墩柱10左右两侧的墩柱抱箍59的预留孔,然后抱箍于桥墩柱10;贝雷支架体系外侧竖向支撑钢管66顶部设有三维可调临时固定装置平台49,贝雷支架体系外侧竖向支撑钢管66之间设有拱肋腹腔夹固板支撑杆 38。
如图8~图9所示,在本方案的一实施例中,步骤7)中的贝雷梁85支架体系采用河床15上浇筑的多排钻孔灌注桩78作为支撑体系;贝雷梁85搁置在横向分配梁84上方,横向分配梁84下方设有砂浆83,砂浆83设在钢管立柱 80顶部;钢管立柱80放置在桩顶横向系梁79顶部,桩顶横向系梁79下方设有钻孔灌注桩78;贝雷梁85上方设有纵向仿木86,纵向仿木86上方铺设系梁底模87,系梁底模87顶部对称支设系梁侧模88,系梁侧模88顶部安装有系梁顶模82;钢管立柱80之间在横断面和纵断面都设有钢管立柱Z形支撑81。
如图9所示,在本方案的一实施例中,步骤7)中的系梁侧模88侧面设有系梁侧模固定支撑89,系梁侧模固定支撑89另一端固定与系梁底模87边缘附近。
如图10所示,在本方案的一实施例中,步骤14)中的拱肋腹腔2、上弦管拱肋3、下弦管拱肋5在端部分别设有拱肋腹腔预留注浆孔73、上弦管拱肋预留注浆孔72、下弦管拱肋预留注浆孔74,注浆管道71分别插入上述预留注浆孔;上弦管拱肋3拱顶设有拱顶排浆孔112,拱顶排浆孔112插入拱顶通气和溢浆导管75;拱顶通气和溢浆导管75为“倒U形”设计,拱顶通气和溢浆导管 75另一端深入到拱顶余浆收集装置77,拱顶余浆收集装置77通过余浆收集装置悬挂钢丝绳76悬挂于拱桥拱肋拱顶附近。
综上,本发明还提出了一种钢管混凝土系杆拱桥,通过上弦管拱肋3、拱肋腹腔2和下弦管拱肋5组成拱桥拱肋,在墩柱顶帽9顶部设置拱脚座7,拱脚座 7端部预安装拱脚段预埋钢管6,端横梁8设在两个拱脚座7之间的墩柱顶帽9 上方,拱脚座7采用拱座定位预埋支架体系29施工,拱座定位预埋支架体系29 通过定位预埋支架体系固定底板33固定于墩柱顶帽9上方,定位预埋支架体系固定底板33上方设有定位预埋支架焊接固定板21和支撑调整平台28。
当采用“先梁后拱法”对拱桥拱肋进行安装施工时,利用抱箍于系梁14和中横梁13的钢管贝雷支架体系进行施工;当采用“先拱后梁法”对拱桥拱肋进行施工时,利用支撑于承台11的贝雷支架体系进行施工;弧托版51用于支撑上弦管拱肋3和下弦管拱肋5,拱肋腹腔夹固板37夹固于拱肋腹腔2两侧,拱肋腹腔夹固板37设在拱肋腹腔夹固板支撑杆38端部。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种钢管混凝土系杆拱桥的施工方法,其特征在于:对于拱桥采用“先梁后拱法”施工时,包括以下施工步骤:
1)施工准备:修筑施工便道,在工厂加工拱肋腹腔(2)、上弦管拱肋(3)、下弦管拱肋(5)组成的拱桥拱肋和吊杆(4),加工制作拱座定位预埋支架体系(29)、弧托版(51)、系梁抱箍(41)、倒U形固定件(42)、横梁抱箍(56)和拱顶余浆收集装置(77),定制带齿板(19)和固定弧板(18);
2)测量放线:利用全站仪放出拱脚座(7)和拱脚段预埋钢管(6)定位位置线,同时测量出河床(15)上的钻孔灌注桩(78)和拱脚支架的位置;
3)搭设拱脚、系梁、横梁支架并预压:待桥墩柱(10)、承台(11)、承台基础(12)施工完后,在承台(11)附近的河床(15)上搭设拱脚支架,在定位好的河床(15)位置上施工钻孔灌注桩(78),在施工钻孔灌注桩(78)顶部安装桩顶横向系梁(79),然后安装钢管立柱(80)和钢管立柱Z形支撑(81),然后抹砂浆(83),安装横向分配梁(84),铺设贝雷梁(85),待拱脚、系梁(14)、横梁支架搭设完后,采用配重对其进行预压;
4)拱座定位预埋支架安装:在桥墩柱(10)上对墩柱顶帽(9)进行施工,在墩柱顶帽(9)顶部设置预埋固定螺栓(25)和L形预埋件(27),在拱脚支架上将拼装好的拱座定位预埋支架体系(29)安装在墩柱顶帽(9)顶部,并用固定螺母(24)、L形预埋件固定螺母(32)分别锁死,将定位预埋支架焊接固定板(21)预先安装在定位预埋支架体系固定底板(33)上,将斜向调整支撑杆(26)安装支撑调整平台(28)上,并调整好斜向调整支撑杆(26)的倾斜角度,然后用斜向支撑调整螺母(31)固定;
5)拱脚段预埋钢管安装:将拱脚段预埋钢管(6)吊装到拱脚座(7)的指定位置,将拱脚段预埋钢管(6)端部搁置在定位预埋支架焊接固定板(21)上,然后将拱脚段预埋钢管(6)底部的钢管预留孔(16)与固定弧板(18)的齿板(19)依次对接,并利用支撑杆微调螺母(23)和斜向支撑调整螺母(31)进行微调,确保拱座的安装精确,然后锁死支撑杆微调螺母(23)和斜向支撑调整螺母(31);
6)浇筑拱脚先浇筑段混凝土:安装拱脚处的端横梁(8)模板和端部的系梁(14)模板,然后浇筑第一浇筑段混凝土(30)和端横梁(8);
7)安装系梁模板:采用搭设贝雷梁(85)支架体系的施工方式,在贝雷梁(85)上搁置纵向仿木(86),然后安装系梁底模(87)、系梁侧模(88)、系梁顶模(82),再用系梁侧模固定支撑(89)将系梁侧模(88)稳固在系梁底模(87)上;
8)系梁浇筑施工:在浇筑系梁(14)前,先绑扎系梁(14)的钢筋骨架,然后再拼装系梁(14)模板体系,系梁(14)浇筑时采取从中间向两端依次浇筑;
9)搭设拱肋安装支架体系:利用抱箍于系梁(14)和中横梁(13)的钢管贝雷支架体系进行施工,在系梁(14)上逐段安装系梁抱箍(41)并锁死,同时在对应位置的系梁上安装横梁抱箍(56)并锁死,并根据拱轴线的高程确定所在位置系梁钢管贝雷架竖向钢管(46)、横梁钢管贝雷架(47)和弧托版的固定杆(55)的高度,然后在上系梁抱箍(41)焊接系梁钢管贝雷架竖向钢管(46),在上横梁抱箍(56)焊接横梁钢管贝雷架(47),再把三维可调临时固定装置平台(49)焊接在两侧的系梁钢管贝雷架竖向钢管(46)上,将弧托版的固定杆(55)固定锁死在三维可调临时固定装置平台(49)上;
10)主拱肋分段安装施工:将拱肋腹腔(2)、上弦管拱肋(3)、下弦管拱肋(5)组成的拱桥主拱肋分段吊装到拱轴线位置的抱箍于系梁(14)和中横梁(13)的钢管贝雷支架体系上,将上弦管拱肋(3)和下弦管拱肋(5)搁置在弧托版(51)上,同时用拱肋腹腔夹固板(37)夹固于拱肋腹腔(2)两侧;
11)拱轴线形调整、焊接及风撑安装:在拱桥主拱肋与拱脚段预埋钢管(6)预留的对接件拼接后,通过调整弧托版(51)来调整下弦管拱肋(5)和竖向位移,通过调整拱肋腹腔夹固板支撑杆(38)来拱桥主拱肋调整水平位移,调整完毕后进行焊接,然后进行下一段主拱肋分段安装施工,直到主拱肋在中部合拢焊接,然后焊接横向风撑(1);
12)安装拱顶余浆收集装置:将余浆收集装置悬挂钢丝绳(76)与拱顶余浆收集装置(77)连接,然后在安装好的拱桥主拱肋的拱顶悬挂余浆收集装置悬挂钢丝绳(76),然后拉升余浆收集装置悬挂钢丝绳(76)到指定高度,同时在拱顶排浆孔(112)插入拱顶通气和溢浆导管(75);
13)拱肋混凝土压注施工:利用注浆管道(71)分别对上弦管拱肋预留注浆孔(72)、拱肋腹腔预留注浆孔(73)、下弦管拱肋预留注浆孔(74)进行拱肋混凝土压注施工,并养护到需要强度;
14)拆除拱肋支架:对称拆除抱箍于系梁(14)和中横梁(13)的钢管贝雷支架体系或支撑于承台(11)的贝雷支架体系;
15)吊杆施工:待拱肋腹腔(2)、上弦管拱肋(3)、下弦管拱肋(5)的混凝土达到设计强度后,进行吊杆(4)张拉施工;
16)桥面铺装施工:对称拆除拱脚、系梁(14)、横梁支架体系,安装桥面铺装和防护栏等设施,并再次调整吊杆(4)的索力。
2.根据权利要求1所述的钢管混凝土系杆拱桥及施工方法,其特征在于:步骤7)所述的贝雷梁(85)支架体系采用河床(15)上浇筑的多排钻孔灌注桩(78)作为支撑体系,贝雷梁(85)搁置在横向分配梁(84)上方,横向分配梁(84)下方设有砂浆(83),砂浆(83)设在钢管立柱(80)顶部,钢管立柱(80)放置在桩顶横向系梁(79)顶部,桩顶横向系梁(79)下方设有钻孔灌注桩(78),贝雷梁(85)上方设有纵向仿木(86),纵向仿木(86)上方铺设系梁底模(87),系梁底模(87)顶部对称支设系梁侧模(88),系梁侧模(88)顶部安装有系梁顶模(82),系梁侧模(88)侧面设有系梁侧模固定支撑(89),系梁侧模固定支撑(89)另一端固定与系梁底模(87)边缘附近,所述的钢管立柱(80)之间在横断面和纵断面都设有钢管立柱Z形支撑(81)。
3.根据权利要求1所述的钢管混凝土系杆拱桥及施工方法,其特征在于:步骤9)所述抱箍于系梁(14)和中横梁(13)的钢管贝雷支架体系包括拱肋腹腔夹固板(37)、拱肋腹腔夹固板支撑杆(38)、系梁抱箍(41)、倒U形固定件(42)、系梁钢管贝雷架横梁(45)、系梁钢管贝雷架竖向钢管(46)、横梁钢管贝雷架(47)、调整螺母(48)、三维可调临时固定装置平台(49)、夹固板竖向固定杆(50)、弧托版(51)、竖向固定杆下横梁(52)、竖向固定杆上横梁(53)、临时固定装置平台的竖向钢管(54)、弧托版的固定杆(55)、横梁抱箍(56)构成,所述的系梁抱箍(41)夹固在系梁(14)上,系梁抱箍(41)采用分离式设计,上下两个系梁抱箍(41)对接后,采用倒U形固定件(42)插入系梁抱箍(41)对接端部的螺纹孔,再用倒U形固定件固定螺帽(43)锁定,系梁钢管贝雷架竖向钢管(46)焊接在上系梁抱箍(41)的顶部中央,两侧系梁钢管贝雷架竖向钢管(46)之间设有系梁钢管贝雷架横梁(45),两个系梁钢管贝雷架横梁(45)之间设有系梁钢管贝雷架剪刀撑(44),系梁钢管贝雷架竖向钢管(46)顶部设有三维可调临时固定装置平台(49),所述横梁抱箍(56)夹固在中横梁(13)中部位置,横梁抱箍(56)采用分离式设计,上下两个横梁抱箍(56)对接后,采用倒U形固定件(42)插入横梁抱箍(56)对接端部的螺纹孔,再用倒U形固定件固定螺帽(43)锁定;所述的横梁钢管贝雷架(47)焊接在上横梁抱箍(56)的顶部中央,横梁钢管贝雷架(47)与多个横向联系杆(57)连接;所述的横向联系杆(57)之间设有横向联系杆K形支撑(58),横向联系杆(57)与两侧的系梁钢管贝雷架竖向钢管(46)连接;所述的临时固定装置平台的竖向钢管(54)之间在横断面中部设有拱肋腹腔夹固板支撑杆(38)。
4.一种钢管混凝土系杆拱桥的施工方法,其特征在于:对于拱桥采用“先拱后梁法”施工时,包括以下施工步骤:
1)施工准备:修筑施工便道,在工厂加工拱肋腹腔(2)、上弦管拱肋(3)、下弦管拱肋(5)组成的拱桥拱肋和吊杆(4),加工制作拱座定位预埋支架体系(29)、弧托版(51)、墩柱抱箍(59)和拱顶余浆收集装置(77),定制带齿板(19)和固定弧板(18);
2)测量放线:利用全站仪放出拱脚座(7)和拱脚段预埋钢管(6)定位位置线,同时测量出河床(15)上的拱脚支架的位置;
3)搭设拱脚、系梁、横梁支架并预压:待桥墩柱(10)、承台(11)、承台基础(12)施工完后,在承台(11)附近的河床(15)上搭设拱脚支架,待拱脚支架搭设完后,采用配重对其进行预压;
4)拱座定位预埋支架安装:在桥墩柱(10)上对墩柱顶帽(9)进行施工,在墩柱顶帽(9)顶部设置预埋固定螺栓(25)和L形预埋件(27),在拱脚支架上将拼装好的拱座定位预埋支架体系(29)安装在墩柱顶帽(9)顶部,并用固定螺母(24)、L形预埋件固定螺母(32)分别锁死,将定位预埋支架焊接固定板(21)预先安装在定位预埋支架体系固定底板(33)上,将斜向调整支撑杆(26)安装支撑调整平台(28)上,并调整好斜向调整支撑杆(26)的倾斜角度,然后用斜向支撑调整螺母(31)固定;
5)拱脚段预埋钢管安装:将拱脚段预埋钢管(6)吊装到拱脚座(7)的指定位置,将拱脚段预埋钢管(6)端部搁置在定位预埋支架焊接固定板(21)上,然后将拱脚段预埋钢管(6)底部的钢管预留孔(16)与固定弧板(18)的齿板(19)依次对接,并利用支撑杆微调螺母(23)和斜向支撑调整螺母(31)进行微调,确保拱座的安装精确,然后锁死支撑杆微调螺母(23)和斜向支撑调整螺母(31);
6)浇筑拱脚先浇筑段混凝土:安装拱脚处的端横梁(8)模板和端部的系梁(14)模板,然后浇筑第一浇筑段混凝土(30)和端横梁(8);
7)搭设拱肋安装支架体系:采用支撑于承台(11)的贝雷支架体系的施工方式,在承台(11)施工前,在承台(11)顶部设置承台竖向预埋连接钢管(63)、承台竖向预埋钢管(67),将贝雷支架体系外侧竖向支撑钢管(66)焊接在承台竖向预埋连接钢管(63)端部,将贝雷支架体系纵向钢管撑(64)通过墩柱抱箍(59)逐次安装在桥墩柱(10)上,利用贝雷支架横向钢管(61)与贝雷支架体系纵向钢管撑(64)逐次连接固定,安装贝雷支架剪刀撑(62)和贝雷支架体系K形支撑(65),在贝雷支架体系外侧竖向支撑钢管(66)顶部焊接三维可调临时固定装置平台(49),将弧托版的固定杆(55)固定锁死在三维可调临时固定装置平台(49)上;
8)主拱肋整体吊装施工:先在预拼胎架上进行拱桥主拱肋的预拼装,确保拱轴线精度达到要求后,进行焊接,然后利用吊钩(68)和拱肋悬吊钢丝绳(69)将预拼好的拱桥主拱肋吊装到拱脚段预埋钢管(6)所在位置;
9)拱轴线形调整、焊接及风撑安装:将预拼好的拱桥主拱肋与拱脚段预埋钢管(6)预留的对接件拼接后,通过调整弧托版(51)来调整下弦管拱肋(5)和竖向位移,通过调整拱肋腹腔夹固板支撑杆(38)来拱桥主拱肋调整水平位移,调整完毕后进行焊接合拢,然后安装横向风撑(1);
10)安装拱顶余浆收集装置:将余浆收集装置悬挂钢丝绳(76)与拱顶余浆收集装置(77)连接,然后在安装好的拱桥主拱肋的拱顶悬挂余浆收集装置悬挂钢丝绳(76),然后拉升余浆收集装置悬挂钢丝绳(76)到指定高度,同时在拱顶排浆孔(112)插入拱顶通气和溢浆导管(75);
11)拱肋混凝土压注施工:利用注浆管道(71)分别对上弦管拱肋预留注浆孔(72)、拱肋腹腔预留注浆孔(73)、下弦管拱肋预留注浆孔(74)进行拱肋混凝土压注施工,并养护到需要强度;
12)拆除拱肋支架:对称拆除抱箍于系梁(14)和中横梁(13)的钢管贝雷支架体系或支撑于承台(11)的贝雷支架体系;
13)吊杆施工:待拱肋腹腔(2)、上弦管拱肋(3)、下弦管拱肋(5)的混凝土达到设计强度后,进行吊杆(4)张拉施工;
14)桥面铺装施工:对称拆除拱脚、系梁(14)、横梁支架体系,安装桥面铺装和防护栏等设施,并再次调整吊杆(4)的索力。
5.根据权利要求4所述的钢管混凝土系杆拱桥及施工方法,其特征在于:步骤7)所述的支撑于承台(11)的贝雷支架体系主要由拱肋腹腔夹固板(37)、拱肋腹腔夹固板支撑杆(38)、三维可调临时固定装置平台(49)、弧托版(51)、弧托版的固定杆(55)、墩柱抱箍(59)、抱箍固定螺杆(60)、贝雷支架横向钢管(61)、承台竖向预埋连接钢管(63)、贝雷支架体系纵向钢管撑(64)、贝雷支架体系外侧竖向支撑钢管(66)、承台竖向预埋钢管(67)组成;所述的承台(11)顶部边缘设有承台竖向预埋钢管(67),承台(11)侧面设有承台竖向预埋连接钢管(63),承台竖向预埋钢管(67)端部连接有贝雷支架体系外侧竖向支撑钢管(66),两侧的贝雷支架体系外侧竖向支撑钢管(66)之间的贝雷支架体系纵向钢管撑(64)之间设有贝雷支架体系K形支撑(65);所述的墩柱抱箍(59)夹固在桥墩柱(10)上,并用抱箍固定螺杆(60)进行紧固;所述的贝雷支架体系纵向钢管撑(64)与贝雷支架体系外侧竖向支撑钢管(66)连接,贝雷支架体系外侧竖向支撑钢管(66)与承台竖向预埋钢管(67)通过贝雷支架横向钢管(61)连接为一单元整体,内侧的贝雷支架体系外侧竖向支撑钢管(66)与承台竖向预埋钢管(67)在之间设有贝雷支架剪刀撑(62);所述的拱桥拱肋安装采用吊钩(68)、拱肋悬吊钢丝绳(69)进行吊装施工。
6.根据权利要求4所述的钢管混凝土系杆拱桥及施工方法,其特征在于:步骤7)所述的墩柱抱箍(59)采用分离式设计,左右两个墩柱抱箍(59)在拼接处对接后,采用抱箍固定螺杆(60)插入墩柱抱箍(59)对接端部的螺纹孔,再用固定螺杆固定螺帽(70)锁死,贝雷支架体系纵向钢管撑(64)对称穿过桥墩柱(10)左右两侧的墩柱抱箍(59)的预留孔,并抱箍于桥墩柱(10),贝雷支架体系外侧竖向支撑钢管(66)顶部设有三维可调临时固定装置平台(49),贝雷支架体系外侧竖向支撑钢管(66)之间设有拱肋腹腔夹固板支撑杆(38)。
7.根据权利要求1或权利要求4所述的钢管混凝土系杆拱桥及施工方法,其特征在于:步骤1)所述的拱座定位预埋支架体系(29)包括拱肋竖向夹固杆(17)、定位预埋支架焊接固定板(21)、支撑杆微调螺母(23)、斜向调整支撑杆(26)、支撑调整平台(28)、拱座定位预埋支架体系(29)、第一浇筑段混凝土(30)、斜向支撑调整螺母(31)、定位预埋支架体系固定底板(33)、拱肋腹腔夹固板(37)、拱肋腹腔夹固板支撑杆(38)、拱肋夹固弧托板(39)、拱肋夹固弧托板支撑杆(40),所述的斜向调整支撑杆(26)顶部设有固定弧板(18),固定弧板(18)上均匀布设齿板(19),焊接固定板竖向支撑长杆(20)上有焊接有拱脚段预埋钢管(6),拱脚段预埋钢管(6)下端部底部均匀设有钢管预留孔(16),齿板(19)与钢管预留孔(16)对接,支撑调整平台(28)底部设有支架体系K形支撑(34),相邻两拱座定位预埋支架体系(29)之间设有支架体系横向联系梁(35),相邻两支架体系横向联系梁(35)之间设有支架体系横向联系梁的剪刀撑(36),两拱肋竖向夹固杆(17)之间在横断面处设有拱肋腹腔夹固板支撑杆(38)和拱肋夹固弧托板支撑杆(40),拱肋腹腔夹固板支撑杆(38)和拱肋夹固弧托板支撑杆(40)端部分别设有拱肋腹腔夹固板(37)、拱肋夹固弧托板(39),墩柱顶帽(9)顶部设有多排预埋固定螺栓(25),墩柱顶帽(9)侧面顶部设有多排L形预埋件(27),定位预埋支架体系固定底板(33)穿过预埋固定螺栓(25)和L形预埋件(27)并安装在墩柱顶帽(9)顶部,固定螺母(24)和L形预埋件固定螺母(32)分别锁死预埋固定螺栓(25)和L形预埋件(27),所述定位预埋支架体系固定底板(33)顶部焊接有拱肋竖向夹固杆(17)、支撑杆微调螺母(23),焊接固定板竖向支撑长杆(20)、焊接固定板竖向支撑短杆(22)通过支撑杆微调螺母(23)固定在定位预埋支架体系固定底板(33)上,所述定位预埋支架焊接固定板(21)固定在焊接固定板竖向支撑长杆(20)和焊接固定板竖向支撑短杆(22)顶部,拱肋竖向夹固杆(17)在纵断面中部附近设有支撑调整平台(28),支撑调整平台(28)设有斜向支撑调整螺母(31),斜向支撑调整螺母(31)将斜向调整支撑杆(26)稳固在支撑调整平台(28)上。
8.根据权利要求1或权利要求4所述的钢管混凝土系杆拱桥及施工方法,其特征在于:步骤1)所述的拱桥拱肋在空中拼装时,采用三维可调临时固定装置平台(49)施工,三维可调临时固定装置平台(49)上方设有调整螺母(48)、临时固定装置平台的竖向钢管(54)和弧托版的固定杆(55),弧托版的固定杆(55)通过调整螺母(48)固定于三维可调临时固定装置平台(49)上,弧托版的固定杆(55)顶部设有弧托版(51)。
9.根据权利要求1或权利要求4所述的钢管混凝土系杆拱桥及施工方法,步骤1)所述的拱肋腹腔(2)、上弦管拱肋(3)、下弦管拱肋(5)在端部分别设有拱肋腹腔预留注浆孔(73)、上弦管拱肋预留注浆孔(72)、下弦管拱肋预留注浆孔(74),注浆管道(71)分别插入上述预留注浆孔;所述的上弦管拱肋(3)拱顶设有拱顶排浆孔(112),拱顶排浆孔(112)插入拱顶通气和溢浆导管(75);所述的拱顶通气和溢浆导管(75)为“倒U形”设计,拱顶通气和溢浆导管(75)另一端深入到拱顶余浆收集装置(77),拱顶余浆收集装置(77)通过余浆收集装置悬挂钢丝绳(76)悬挂于拱桥拱肋拱顶附近。
10.一种钢管混凝土系杆拱桥,其特征在于:根据权利要求1到3及7到9任一项钢管混凝土系杆拱桥的施工方法施工得到或者根据权利要求4-9任一项的钢管混凝土系杆拱桥的施工方法施工得到。
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