CN115506298B - 一种深水大跨度有压管廊模架的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种深水大跨度有压管廊模架的施工方法，属于桥梁建筑技术领域，该深水大跨度有压管廊模架施工方法包括以下步骤：建立有压管廊节段模型，并制作构件工程图、装配工程图、安装施工图；根据构件工程图加工构件；根据安装施工图，标定安装位置；在安装位置组装构件，形成六个有压管廊节段；对六个有压管廊节段进行清洁、修补；对相邻位置的有压管廊节段进行拼装，形成有压管廊；对拼装完成的有压管廊进行清洁；该深水大跨度有压管廊模架包括有压管廊，有压管廊包括多个有压管廊节段，有压管廊节段的截面为八边形，由四个木板构件和四个异形钢板构件交替固定连接；本发明可解决有压管廊的施工、支撑以及有压管廊节段的高精度对准的问题。

Description

一种深水大跨度有压管廊模架的施工方法

技术领域

本发明属于桥梁建筑技术领域，具体而言，涉及一种深水大跨度有压管廊模架的施工方法。

背景技术

在当今社会发展的情况下，各种桥梁成为了当前发展的重头戏，在各类运输及交通方面扮演着重要的角色，而超长跨度的深海桥梁的建造成为了各方关注的重点。深水大跨桥梁实验室主要为系统解决国内外跨海交通线路重大工程中的深水大跨桥梁、沉管隧道等工程建设、运营养护中存在的一系列难题而建立，与已经建立的结构工程实验室、海洋工程实验室相比具有明显的重大交通工程特色。

在深水大跨桥梁实验室施工过程中，深水大跨桥梁实验室内八角有压管廊高精度模架体系的施工比较困难，其中有压管廊高精度模架的支撑体系、施工方法以及施工过程中有压管廊高精度模架分段间的高精度对准属于要点和难点，且目前关于深水大跨桥梁实验室内八角有压管廊高精度模架体系的研究尚未有明确的施工做法。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种深水大跨度有压管廊模架的施工方法，可填补目前有压管廊高精度模架的支撑体系、施工方法的空白，并能解决施工过程中有压管廊高精度模架分段间的高精度对准的问题。

本发明是这样实现的：

本发明的第一方面提供一种深水大跨度有压管廊模架，包括有压管廊，其中，所述有压管廊包括多个有压管廊节段，所述有压管廊节段的截面为八边形，所述有压管廊节段由四个木板构件和四个异形钢板构件组成，所述木板构件和所述异形钢板构件之间通过连接件交替固定连接。

在上述技术方案的基础上，本发明的一种深水大跨度有压管廊模架还可以做如下改进:

其中，所述异形钢板构件上用以与所述木板构件对接的长边向内折弯120°，所述异形钢板构件的内壁上设置有多组加固件。

其中，所述有压管廊节段的数量为六段。

本发明的第二方面提供一种深水大跨度有压管廊模架施工方法，对上述的一种深水大跨度有压管廊模架进行安装，其中，包括以下步骤：

S10：建立有压管廊节段模型，并制作构件工程图、装配工程图、安装施工图；

S20：根据所述构件工程图加工构件；

S30：根据所述安装施工图，标定安装位置；

S40：在所述安装位置组装构件，形成六个有压管廊节段；

S50：对所述六个有压管廊节段进行清洁、修补；

S60：对相邻位置的所述有压管廊节段进行拼装，形成有压管廊；

S70：对拼装完成的所述有压管廊进行清洁。

在上述技术方案的基础上，本发明的一种深水大跨度有压管廊模架施工方法还可以做如下改进:

进一步的，所述S10的具体步骤包括：

(1)根据现场作业区域的尺寸建立有压管廊模型；

(2)运用LUMION与FUZOR软件对所述有压管廊模型的施工过程进行模拟分析，得到施工过程模拟分析结果；

(3)结合所述施工过程模拟分析结果，将有压管廊模型拆分，形成六个有压管廊节段模型；

(4)运用PKPM与BIM技术对有压管廊模型及各个有压管廊节段模型的受力情况进行分析，得到受力分析结果；

(5)根据所述受力分析结果对所述有压管廊节段模型进行调整，将所述有压管廊节段模型拆分八个构件；

(6)制作所述有压管廊的安装施工图以及所述有压管廊节段的构件工程图、装配工程图。

进一步的，所述结合施工过程模拟分析结果将有压管廊模型拆分，形成六个有压管廊节段模型的步骤具体为：

以现场作业区域的俯视图为例，将有压管廊模型的右上部分拆分为第一段有压管廊节段；有压管廊模型的右下部分拆分为第二段有压管廊节段；有压管廊模型的中上部分拆分为第三段有压管廊节段；有压管廊模型的中下部分拆分为第四段有压管廊节段；有压管廊模型的左上部分拆分为第五段有压管廊节段；有压管廊模型的左下部分拆分为第六段有压管廊节段。

进一步的，所述S30的具体步骤包括：

(1)安装标定杆，在现场作业区域四个角处沿顺时针方向分别安装第一标定杆、第二标定杆、第三标定杆、第四标定杆；

(2)安装标定装置，在所述第一标定杆、所述第二标定杆、所述第三标定杆、所述第四标定杆上等高的位置安装标定装置；

其中，所述标定装置包括固定带，所述固定带上分别固定安装激光发射器和光电反射片，

所述激光发射器与所述光电反射片的位置在同一水平面上且互相垂直，位于相邻位置的两根标定杆之间的所述激光发射器和所述光电反射片的位置相对；所述激光发射器用于发射标定光线；

(3)进行标定，利用所述标定装置分别将相邻的标定杆之间调整至两两对正。

进一步的，所述利用所述标定装置分别将相邻的标定杆之间调整至两两对正的具体步骤包括：

(1)启动所述第一标定杆上的所述激光发射器，向所述第二标定杆上的所述光电反射片发射定位激光，调整所述第二标定杆的位置直至所述第二标定杆上的所述光电反射片将接收到的定位激光反射回所述第一标定杆上的所述激光发射器上；

(2)启动所述第二标定杆上的所述激光发射器，向所述第三标定杆上的所述光电反射片发射定位激光，调整所述第三标定杆的位置直至所述第三标定杆上的所述光电反射片将接收到的定位激光反射回所述第二标定杆上的所述激光发射器上；

(3)启动所述第三标定杆上的所述激光发射器，向所述第四标定杆上的所述光电反射片发射定位激光；同时启动所述第四标定杆上的所述激光发射器，向所述第一标定杆上的所述光电反射片发射定位激光；调整所述第四标定杆的位置直至所述第四标定杆上的所述光电反射片将接收到的定位激光反射回所述第三标定杆上的所述激光发射器上，且所述第一标定杆上的所述光电反射片将接收到的定位激光反射回所述第四标定杆上的所述激光发射器上。

采用上述改进方案的有益效果为：利用光束的直线特性，将四根标定杆之间两两对齐，则相邻的两根标定杆之间即为有压管廊节段的安装位置；定位效果准确，保证有压管廊节段安装的精度。

进一步的，将所述有压管廊节段模型拆分为八个构件的步骤具体为：

将所述有压管廊模型拆分为四块木板构件和四个异形钢板构件，其中，有压管廊的底部为一块所述木板构件；中下部两侧为两块对称的所述异形钢板构件；中部两侧为两块对称的所述木板构件；中上部两侧为两块对称的所述异形钢板构件；顶部为一块所述木板构件。

进一步的，所述S40的具体步骤包括：

(1)在现场作业区域中，随有压管廊延伸方向埋设预制钢筋并固定拼装支撑架；

(2)在所述异形钢板构件的弯曲处与交汇处做标记；

(3)按照所述标记的顺序，在固定好的所述支撑架上安装中下部两侧位置的所述异形钢板构件；

(4)在固定好的所述支撑架上安装中部两侧的所述木板构件；

(5)在预留的所述有压管廊节段内部区域安装井字支撑结构；

(6)按照所述标记的顺序，在固定好的所述支撑架以及所述井字支撑结构上安装中上部所述异形钢板构件；

(7)在固定好的所述支撑架以及所述井字支撑结构顶部安装顶部所述木板构件，形成所述有压管廊节段；

(8)对安装好的所述有压管廊节段进行混凝土浇筑。

与现有技术相比较，本发明提供的一种深水大跨度有压管廊模架的施工方法的有益效果是：第一方面，通过采用钢木混合模板组合施工，不但优化了工程中各模板的拼接问题，还优化了工程造价，组合方便，易拆卸易安装，在进行现场安装时能合理化利用人工与材料，根据现场情况能及时进行调整；通过进行施工前的标定以及分成多段施工，不但能满足现场施工要求与需求，还可大幅提高精准度；第二方面，有压管廊节段采用四块钢板四块木板依次从往上拼接，底部一块木板，两侧下部为钢板，两侧中部为木板，两侧上部为钢板，顶部为一块木板，总体误差可保持在3毫米内，各板块之间的连接采用特制高精度连接方式，既达到了设计要求，又解决了施工困难的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提出的一种深水大跨度有压管廊模架施工方法的流程图；

图2为本发明提出的一种深水大跨度有压管廊模架施工方法中标定装置的位置示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、第一标定杆；2、第二标定杆；3、第三标定杆；4、第四标定杆；50、固定带；51、激光发射器；52、光电反射片。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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设备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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

本发明第一方面提供一种深水大跨度有压管廊模架包括有压管廊，其中，有压管廊包括多个有压管廊节段，有压管廊节段的截面为八边形，有压管廊节段由四个木板构件和四个异形钢板构件组成，木板构件和异形钢板构件之间通过连接件交替固定连接。

使用时，位于有压管廊节段顶部与底部的连接件优选钢结构连接件，以保证成型后表面光滑可靠，同时在现场焊接安装时保证时效性与准确性；位于有压管廊节段侧壁上的连接件优选木制连接件，以保证易操作性，便于后续施工。

其中，在上述技术方案中，异形钢板构件上用以与木板构件对接的长边向内折弯120°，异形钢板构件的内壁上设置有多组加固件。

其中，在上述技术方案中，有压管廊节段的数量为六段。

如图1-2所示，是本发明第二方面提供一种深水大跨度有压管廊模架施工方法，对上述的一种深水大跨度有压管廊模架进行安装，其中，包括以下步骤：

S10：建立有压管廊节段模型，并制作构件工程图、装配工程图、安装施工图；

S20：根据构件工程图加工构件；

S30：根据安装施工图，标定安装位置；

S40：在安装位置组装构件，形成六个有压管廊节段；

S50：对六个有压管廊节段进行清洁、修补；

S60：对相邻位置的有压管廊节段进行拼装，形成有压管廊；

S70：对拼装完成的有压管廊进行清洁。

进一步的，在上述技术方案中，S10的具体步骤包括：

(1)根据现场作业区域的尺寸建立有压管廊模型；

(2)运用LUMION与FUZOR软件对有压管廊模型的施工过程进行模拟分析，得到施工过程模拟分析结果；

(3)结合施工过程模拟分析结果，将有压管廊模型拆分，形成六个有压管廊节段模型；

(4)运用PKPM与BIM技术对有压管廊模型及各个有压管廊节段模型的受力情况进行分析，得到受力分析结果；

(5)根据受力分析结果对有压管廊节段模型进行调整，将有压管廊节段模型拆分为八个构件；

(6)制作有压管廊的安装施工图以及有压管廊节段的构件工程图、装配工程图。

其中，LUMION可以使用LUMION10.5版本，为3D可视化工具，是一个实时的3D可视化工具，涉及到的领域包括建筑、规划和设计，也可以进行传递现场演示；

FUZOR可以使用FUZOR22版本，包含VR、多人网络协同、4D施工模拟、5D成本追踪几大功能板块；

PKPM是一个可进行钢筋砼框架、框排架、连续梁结构计算与施工图绘制的软件；

BIM技术是一种应用于工程设计、建造、管理的数据化工具，通过对建筑的数据化、信息化模型整合，在项目策划、运行和维护的全生命周期过程中进行共享和传递，使工程技术人员对各种建筑信息作出正确理解和高效应对；

采用LUMION与FUZOR软件以及PKPM与BIM技术进行建模施工过程中的模拟分析与受力分析，用以提前对现场施工过程中会面临的各项问题进行预测，包括建筑物结构中的连接问题，模板架设的受力方式，构件布局变化对后续的影响，各作业面的布置与合理化操作空间选择。

进一步的，在上述技术方案中，结合施工过程模拟分析结果将有压管廊模型拆分，形成六个有压管廊节段模型的步骤具体为：

以现场作业区域的俯视图为例，将有压管廊模型的右上部分拆分为第一段有压管廊节段；有压管廊模型的右下部分拆分为第二段有压管廊节段；有压管廊模型的中上部分拆分为第三段有压管廊节段；有压管廊模型的中下部分拆分为第四段有压管廊节段；有压管廊模型的左上部分拆分为第五段有压管廊节段；有压管廊模型的左下部分拆分为第六段有压管廊节段。

进一步的，在上述技术方案中，S30的具体步骤包括：

(1)安装标定杆，在现场作业区域四个角处沿顺时针方向分别安装第一标定杆1、第二标定杆2、第三标定杆3、第四标定杆4；

(2)安装标定装置，在第一标定杆1、第二标定杆2、第三标定杆3、第四标定杆4上等高的位置安装标定装置；

其中，标定装置包括固定带50，固定带50上分别固定安装激光发射器51和光电反射片52，

激光发射器51与光电反射片52的位置在同一水平面上且互相垂直，位于相邻位置的两根标定杆之间的激光发射器51和光电反射片52的位置相对；激光发射器51用于发射标定光线；

(3)进行标定，利用标定装置分别将相邻的标定杆之间调整至两两对正。

需要说明的是，激光发射器可以选用西安镭泽电子科技有限公司的型号为BOT532-10mw的直线激光发射器；光电反射片可以选用合肥明旺交通科技有限公司的光电开关反射片；标定操作完成后，相邻的两个标定杆形成的参考面，即为位于该相邻的两个标定杆之间的有压管廊节段在垂直方向的对称面。

进一步的，在上述技术方案中，利用标定装置分别将相邻的标定杆之间调整至两两对正的具体步骤包括：

(1)启动第一标定杆1上的激光发射器51，向第二标定杆2上的光电反射片52发射定位激光，调整第二标定杆2的位置直至第二标定杆2上的光电反射片52将接收到的定位激光反射回第一标定杆1上的激光发射器51上；

(2)启动第二标定杆2上的激光发射器51，向第三标定杆3上的光电反射片52发射定位激光，调整第三标定杆3的位置直至第三标定杆3上的光电反射片52将接收到的定位激光反射回第二标定杆2上的激光发射器51上；

(3)启动第三标定杆3上的激光发射器51，向第四标定杆4上的光电反射片52发射定位激光；同时启动第四标定杆4上的激光发射器51，向第一标定杆1上的光电反射片52发射定位激光；调整第四标定杆4的位置直至第四标定杆4上的光电反射片52将接收到的定位激光反射回第三标定杆3上的激光发射器51上，且第一标定杆1上的光电反射片52将接收到的定位激光反射回第四标定杆4上的激光发射器51上。

进一步的，在上述技术方案中，将有压管廊节段模型拆分为八个构件的步骤具体为：

将有压管廊模型拆分为四块木板构件和四个异形钢板构件，其中，有压管廊的底部为一块木板构件；中下部两侧为两块对称的异形钢板构件；中部两侧为两块对称的木板构件；中上部两侧为两块对称的异形钢板构件；顶部为一块木板构件。

进一步的，在上述技术方案中，S40的具体步骤包括：

(1)在现场作业区域中，随有压管廊延伸方向埋设预制钢筋并固定拼装支撑架；

(2)在异形钢板构件的弯曲处与交汇处做标记；

(3)按照标记的顺序，在固定好的支撑架上安装中下部两侧位置的异形钢板构件；

(4)在固定好的支撑架上安装中部两侧的木板构件；

(5)在预留的压管廊节段内部区域安装井字支撑结构；

(6)按照标记的顺序，在固定好的支撑架以及井字支撑结构上安装中上部异形钢板构件；

(7)在固定好的支撑架以及井字支撑结构顶部安装顶部木板构件，形成有压管廊节段；

(8)对安装好的有压管廊节段进行混凝土浇筑。

其中，木板通过木连接件与卡接固定在异形钢板上的卡槽内；采用井字型支撑结构进行支撑时，优选钢管架组成的井字形支撑结构，其中钢管架各钢管采用三到四个连接点，以满足现场施工的稳固，并适应空间狭窄及载荷受限的情况下；支撑架在外部对中下部两侧位置的异形钢板、中部两侧的木板、中上部异形钢板提供定位和支撑。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种深水大跨度有压管廊模架的施工方法，用于对深水大跨度有压管廊模架进行安装，所述深水大跨度有压管廊模架包括有压管廊，其特征在于，所述有压管廊包括多个有压管廊节段，所述有压管廊节段的截面为八边形，所述有压管廊节段由四个木板构件和四个异形钢板构件组成，所述木板构件和所述异形钢板构件之间通过连接件交替固定连接，所述异形钢板构件上用以与所述木板构件对接的长边向内折弯120°，所述异形钢板构件的内壁上设置有多组加固件，所述有压管廊节段的数量为六段；所述方法包括以下步骤：

S10：建立有压管廊节段模型，并制作构件工程图、装配工程图、安装施工图；

S20：根据所述构件工程图加工构件；

S30：根据所述安装施工图，标定安装位置；

S40：在所述安装位置组装构件，形成六个有压管廊节段；

S50：对所述六个有压管廊节段进行清洁、修补；

S60：对相邻位置的所述有压管廊节段进行拼装，形成有压管廊；

S70：对拼装完成的所述有压管廊进行清洁；

其中，所述S10的具体步骤包括：

(1)根据现场作业区域的尺寸建立有压管廊模型；

(2)运用LUMION与FUZOR软件对所述有压管廊模型的施工过程进行模拟分析，得到施工过程模拟分析结果；

(3)结合所述施工过程模拟分析结果，将有压管廊模型拆分，形成六个有压管廊节段模型；

(4)运用PKPM与BIM技术对有压管廊模型及各个有压管廊节段模型的受力情况进行分析，得到受力分析结果；

(5)根据所述受力分析结果对所述有压管廊节段模型进行调整，将所述有压管廊节段模型拆分为八个构件；

(6)制作所述有压管廊的安装施工图以及所述有压管廊节段的构件工程图、装配工程图；

所述S30的具体步骤包括：

(1)安装标定杆，在现场作业区域四个角处沿顺时针方向分别安装第一标定杆、第二标定杆、第三标定杆、第四标定杆；

(2)安装标定装置，在所述第一标定杆、所述第二标定杆、所述第三标定杆、所述第四标定杆上等高的位置安装标定装置；

其中，所述标定装置包括固定带，所述固定带上分别固定安装激光发射器和光电反射片，

所述激光发射器与所述光电反射片的位置在同一水平面上且互相垂直，位于相邻位置的两根标定杆之间的所述激光发射器和所述光电反射片的位置相对；所述激光发射器用于发射标定光线；

(3)进行标定，利用所述标定装置分别将相邻的标定杆之间调整至两两对正；

所述利用所述标定装置分别将相邻的标定杆之间调整至两两对正的具体步骤包括：

(1)启动所述第一标定杆上的所述激光发射器，向所述第二标定杆上的所述光电反射片发射定位激光，调整所述第二标定杆的位置直至所述第二标定杆上的所述光电反射片将接收到的定位激光反射回所述第一标定杆上的所述激光发射器上；

(2)启动所述第二标定杆上的所述激光发射器，向所述第三标定杆上的所述光电反射片发射定位激光，调整所述第三标定杆的位置直至所述第三标定杆上的所述光电反射片将接收到的定位激光反射回所述第二标定杆上的所述激光发射器上；

(3)启动所述第三标定杆上的所述激光发射器，向所述第四标定杆上的所述光电反射片发射定位激光；同时启动所述第四标定杆上的所述激光发射器，向所述第一标定杆上的所述光电反射片发射定位激光；调整所述第四标定杆的位置直至所述第四标定杆上的所述光电反射片将接收到的定位激光反射回所述第三标定杆上的所述激光发射器上，且所述第一标定杆上的所述光电反射片将接收到的定位激光反射回所述第四标定杆上的所述激光发射器上；

所述S40的具体步骤包括：

(1)在现场作业区域中，随有压管廊延伸方向埋设预制钢筋并固定拼装支撑架；

(2)在所述异形钢板构件的弯曲处与交汇处做标记；

(3)按照所述标记的顺序，在固定好的所述支撑架上安装中下部两侧位置的所述异形钢板构件；

(4)在固定好的所述支撑架上安装中部两侧的所述木板构件；

(5)在预留的所述有压管廊节段内部区域安装井字支撑结构；

(6)按照所述标记的顺序，在固定好的所述支撑架以及所述井字支撑结构上安装中上部所述异形钢板构件；

(7)在固定好的所述支撑架以及所述井字支撑结构顶部安装顶部所述木板构件，形成所述有压管廊节段；

(8)对安装好的所述有压管廊节段进行混凝土浇筑。

2.根据权利要求1所述的一种深水大跨度有压管廊模架的施工方法，其特征在于，所述结合施工过程模拟分析结果将有压管廊模型拆分，形成六个有压管廊节段模型的步骤具体为：

将有压管廊模型的右上部分拆分为第一段有压管廊节段；有压管廊模型的右下部分拆分为第二段有压管廊节段；有压管廊模型的中上部分拆分为第三段有压管廊节段；有压管廊模型的中下部分拆分为第四段有压管廊节段；有压管廊模型的左上部分拆分为第五段有压管廊节段；有压管廊模型的左下部分拆分为第六段有压管廊节段。

3.根据权利要求1所述的一种深水大跨度有压管廊模架的施工方法，其特征在于，将所述有压管廊节段模型拆分为八个构件的步骤具体为：

将所述有压管廊模型拆分为四块木板构件和四个异形钢板构件，其中，有压管廊的底部为一块所述木板构件；中下部两侧为两块对称的所述异形钢板构件；中部两侧为两块对称的所述木板构件；中上部两侧为两块对称的所述异形钢板构件；顶部为一块所述木板构件。