CN117071448B - 钢结构拱架安装分段施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种钢结构拱架安装分段施工方法，包括以下步骤：1）钻孔桩基础、细部承台及墩身施工；2）在桥面搭设拱板拼装支架；3）从两端拱脚向中部拱顶一侧吊装主拱节段；4）由拱中向两端拱脚方向对称拆除拱板拼装支架，并同步依次进行拱面与桥面间的张拉吊索安装；5）完成拱面涂装后进行涂层厚度检测。本发明通过采用上述方法及相关结构，解决了现有技术中，钢拱架安装对准精度难以控制、安装效率低的问题。

Description

钢结构拱架安装分段施工方法

技术领域

本发明涉及桥梁拱架施工技术领域，具体的是一种钢结构拱架安装分段施工方法。

背景技术

桥梁钢结构拱架安装施工中，拱脚部分由于采用预埋方式安装于拱脚支座中，在后续钢结构拱板安装时需要逐步对准预埋拱脚，最终实现拱板的整体安装，但由于拱板整体横跨范围大，拱板整体尺寸较大，安装精度要求较高且施工难度大。

另外，在整体拱板安装到位后，在进行支架拆除时需要同步安装张拉吊索，目前的吊索安装依靠人员爬上拱板顶部实现，过程中人员安全性得不到保障，且安装效率较低，存在支架拆除作业需要等待吊索安装、张拉完成后才能继续进行，致使整个施工工期被延长。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种钢结构拱架安装分段施工方法，解决了现有技术中，钢拱架安装对准精度难以控制、安装效率低的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种钢结构拱架安装分段施工方法，其特征在于包括以下步骤：

1)钻孔桩基础、细部承台及墩身施工；

2)在桥面搭设拱板拼装支架；

3)从两端拱脚向中部拱顶一侧吊装主拱节段；

4)由拱中向两端拱脚方向对称拆除拱板拼装支架，并同步依次进行拱面与桥面间的张拉吊索安装；

5)完成拱面涂装后进行涂层厚度检测。

优选的方案中，所述肋拼装支架由四根钢管立柱组成，钢管立柱之间依靠水平的焊管进行加强连接，位于肋拼装支架最上部的焊管作为施工平台进行主拱节段连接缝的焊接作业。

优选的方案中，所述肋拼装支架顶部设有分配梁，分配梁上设有调节装置，拱面搭置于调节装置上。

优选的方案中，单节所述拱面的两端搭置于相邻两个肋拼装支架顶部，通过肋拼装支架顶部的调节装置实现拱板两端高度调节。

优选的方案中，所述拱板的底面上设有调平楔块，调平楔块与调节装置接触。

优选的方案中，所述拱板拼装支架拆除时，先拆除中心拱板拼装支架两侧的其余支架部分，预留中心拱板拼装支架作为张拉吊索的上端安装平台支撑。

优选的方案中，所述张拉吊索的安装还包括能够在拱板顶部移动的作业吊篮，施工人员通过作业吊篮进行张拉吊索上锚点的安装作业，其步骤包括：

1)在中心拱板拼装支架顶部安装卷扬设备，并由两端拱脚处牵引两台作业吊篮至拱顶；

2)由中心拱板拼装支架两侧向拱脚方向依次拆除支架；

3)拱板拼装支架拆除过程中，作业吊篮向拱板两端移动并同步安装所拆除拱板拼装支架部分的张拉吊索上端锚接作业。

优选的方案中，完成所述张拉吊索的安装并在下一处张拉吊索安装的同时，进行前一张拉吊索的张拉。

优选的方案中，所述完成所有张拉吊索的安装作业，回收作业吊篮及卷扬设备后，拆除中心拱板拼装支架。

本发明所提供的一种钢结构拱架安装分段施工方法，通过采用上述结构，具有以下有益效果：

(1)通过搭设多段拼装支架，实现了拱板节段间连接点的精准对齐，并为高空焊接、调平作业提供了施工平台，保证了刚拱板板件对准精度；

(2)以拼装支架作为牵引平台进行作业吊篮的吊装，实现了更加安全快捷的张拉吊索锚点安装目的，并加快了支架拆除及吊索安装张拉作业的进度。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明施工过程中的结构示意图。

图2为本发明完成施工后的俯视结构示意图。

图3为本发明拱板拼装支架顶部结构示意图。

图4为本发明张拉吊索上锚点安装过程中的结构示意图。

图5为本发明张拉吊索上锚点安装过程中的另一结构示意图。

图中：拱板拼装支架1，钢管立柱2，焊管3，分配梁4，调节装置5，调平楔块6。

具体实施方式

实施例1：

一种钢结构拱架安装分段施工方法，包括以下步骤：

1)钻孔桩基础、细部承台及墩身施工；

2)在桥面搭设拱板拼装支架1；

3)从两端拱脚向中部拱顶一侧吊装主拱节段；

4)由拱中向两端拱脚方向对称拆除拱板拼装支架1，并同步依次进行拱面与桥面间的张拉吊索安装；

5)完成拱面涂装后进行涂层厚度检测。

本实施例中，单个钢拱架除首节段为预埋段，其余两侧节段对称布置，中间节段为拱顶最高节段也是最后的合拢节段，由于受施工场地狭小的影响，现场吊装按照从两端逐步向中间推进。

吊车将梁段保持高度不变缓慢行进至设计安装位置旁，起吊过程中由地面工作人员利用晃绳控制梁段空中姿势，避免与桥墩或其他物体碰撞。之后缓慢提升梁段，钢结构桥梁的底高过桥墩或支架约0.5m，利用晃绳调节梁段空中姿势，将梁段吊至该梁段设计安装位置并缓慢落下至调节装置顶部。

实施例2：

在实施例1基础上，所述肋拼装支架1由四根钢管立柱2组成，钢管立柱2之间依靠水平的焊管3进行加强连接，位于肋拼装支架1最上部的焊管3作为施工平台进行主拱节段连接缝的焊接作业。

优选的方案中，所述肋拼装支架1顶部设有分配梁4，分配梁4上设有调节装置5，拱面搭置于调节装置5上，调节装置5可采用砂箱或千斤顶。

优选的方案中，单节所述拱面的两端搭置于相邻两个肋拼装支架1顶部，通过肋拼装支架1顶部的调节装置5实现拱板两端高度调节。

优选的方案中，所述拱板的底面上设有调平楔块6，调平楔块6与调节装置5接触。

实施例3：

在实施例1基础上，所述拱板拼装支架1拆除时，先拆除中心拱板拼装支架1两侧的其余支架部分，预留中心拱板拼装支架1作为张拉吊索的上端安装平台支撑。

优选的方案中，所述张拉吊索的安装还包括能够在拱板顶部移动的作业吊篮，施工人员通过作业吊篮进行张拉吊索上锚点的安装作业，其步骤包括：

1)在中心拱板拼装支架1顶部安装卷扬设备，并由两端拱脚处牵引两台作业吊篮至拱顶；

2)由中心拱板拼装支架1两侧向拱脚方向依次拆除支架；

3)拱板拼装支架1拆除过程中，作业吊篮向拱板两端移动并同步安装所拆除拱板拼装支架1部分的张拉吊索上端锚接作业。

上述方案中，具体如图4所示，当拱板拼装支架1顶部安装卷扬设备并实现单侧吊篮牵引时，支架1会收到单向的水平拉力，导致支架1稳定性受到一定影响，因此建议对称设置两台吊篮以保障拱板拼装支架1的稳定性。

另外，也可以采用直接将卷扬设备设置在拱架顶部进行吊篮吊引，解决拱板拼装支架1受侧向力造成晃动的情况发生。

优选的方案中，完成所述张拉吊索的安装并在下一处张拉吊索安装的同时，进行前一张拉吊索的张拉。

优选的方案中，所述完成所有张拉吊索的安装作业，回收作业吊篮及卷扬设备后，拆除中心拱板拼装支架1。

本实施例中，吊索采用Φ5mm-55规格低松弛预应力镀锌钢丝，抗拉标准强度1570MPa，松弛值1000h应力损失<7.5％，外观直径Φ55mm。成品吊索锚头采用双耳内旋套筒调节型锚头，桥面处锚头为张拉端，拱板处锚头为固定端，调节套筒调节量为100mm，吊索沿拱板纵向基本间距5m，跨中两根间距为1m。

吊索安装由制造单位进行现场安装，成桥索力均为50KN，采用合格的油压表控制索力的张拉，吊索张拉从中间向两端同时同步作业。

另外，支架拆除按照从上到下的顺序，每个支架拆除完成后方可拆除下一个支架。拆除支架时首先进行调节装置卸载，卸载按高度10mm砂的体积，用量杯循环连续进行卸砂直至调节装置与钢拱脱离。调节装置脱离后分别拆除调节装置、分配梁、支架。拆除支架时支架底部设置牵引绳，防止支架吊装晃动。

实施例4：

在实施例2基础上，拱板拼装支架1的钢管立柱2采用螺旋钢管，牌号Q235B，螺旋钢管与预埋件进行满焊连接，角焊缝高度不小于8mm，四根钢管立柱组成一个受力组合，钢管立柱间距为3.0m*5.0m，其中横向为5.0米，纵向为3.0米。钢管立柱间采用焊管进行加强连接，高度每5米设一组焊管支撑，同时最高一层焊管作为施工作业平台并设置栏杆扶手。分配梁采用7.0米长箱型钢梁400*400*10*10mm水平布置于柱顶，分配梁与钢拱之间设置高度330mm调节装置，调节装置的调节高度为0～-80mm。

合拢段两端的临时支架横向设置两根共四根Ф14mm的缆风绳，用3T葫芦对称固定在拉索的锚拉板上；钢拱纵向两端各四组临时支撑之间用槽钢[25a的桁架进行连接加固。

支架为5m一节12m一段，每一段之间采用螺栓连接，现场拼接好后，整体吊装。每一节之间采用钢管斜撑连接。

实施例5：

考虑到拱板节段整体尺寸较大，其宽度通常超出运输限制，故分成两个对称节段，同时满足节段在吊装过程中的吊机选型满足设计要求。横向宽度方向分成两个对称节段后，每个节段均是一个开口的箱体结构，为避免开口箱体节段在运输及吊装过程中产生变形，首先节段拆分前完成节段内的所有焊接和打磨工作，减小焊接和应力变形，其次拆分前在没有腹板的一侧对隔板进行加固处理。

实施例6：

为控制拱板节段对准精度：

(1)所有进场构件必须在车间进行预拼装后再进场，根据车间拼装顺序并结合现场实际施工情况，拼装线型现场实测，设计预拱度在测量过程中进行竖曲线叠加，节段间隙根据车间预拼时采用耳板固定，现场根据耳板进行调节，合拢段两端设置的100mm余量经实测后割除，所有节段在桥面板上必须设置至少两个坐标点，坐标值与现场城市坐标吻合。

钢梁节段安装后允许偏差见下表：

表4.3-6节段安装允许偏差表

(2)选择在阴天进行合拢，夏天选择在早晨进行合拢(即桥梁各结构温度基本一致)；

(3)提前2段进行24小时“环境温度－合拢口间距”关系曲线测量，确定合适的合龙温度，确定低温稳定时间段；

(4)合拢段提前加工→运输到桥位，等待现场切割，注意总结以往梁段纵梁现场切割后环焊缝的质量要点，以确保环焊缝质量；

(5)吊车就位进行吊装，完毕后进行调整焊接。

实施例7：

工程质量控制具体如下：

(1)在临时支架上将拱架的中心轴线进行测放，并将拱上锚拉板的位置和标高进行测量标注。现场安装将支架上的标识线和点与节段的标识线和点重合放置，并控制节段的标高和偏差均在设计、规范允许范围内。

(2)钢拱架安装拱度为钢拱架的拱度值与预拱度值的叠加。

(3)温度影响监控

1)现场轴线间距和拱度值的测量应选择当日最接近20℃时间段进行作业，并做好每次测量时的温度情况，每次测量的温度差应控制在5℃以内。

2)用于测量的工具和仪器须定期经国家二级计量部门检验校核合格，同一测量方式应选择相同的测量工具。

3)现场安装时，轴线间距、拱度值和临时支架的沉降应由监测人员进行确定。

4)为减小焊接对桥体尺寸和拱度的影响，每一单拱节段间环缝自两端向中间对称施工，施工期间温差尽可能减小且最接近温度20℃。

Claims (7)

1.一种钢结构拱架安装分段施工方法，其特征在于包括以下步骤：

1）钻孔桩基础、细部承台及墩身施工；

2）在桥面搭设拱板拼装支架（1）；

3）从两端拱脚向中部拱顶一侧吊装主拱节段；

4）由拱中向两端拱脚方向对称拆除拱板拼装支架（1），并同步依次进行拱面与桥面间的张拉吊索安装；

5）完成拱面涂装后进行涂层厚度检测；

所述拱板拼装支架（1）拆除时，先拆除中心拱板拼装支架（1）两侧的其余支架部分，预留中心拱板拼装支架（1）作为张拉吊索的上端安装平台支撑；

所述张拉吊索的安装还包括能够在拱板顶部移动的作业吊篮，施工人员通过作业吊篮进行张拉吊索上锚点的安装作业，其步骤包括：

1）在中心拱板拼装支架（1）顶部安装卷扬设备，并由两端拱脚处牵引两台作业吊篮至拱顶；

2）由中心拱板拼装支架（1）两侧向拱脚方向依次拆除支架；

3）拱板拼装支架（1）拆除过程中，作业吊篮向拱板两端移动并同步安装所拆除拱板拼装支架（1）部分的张拉吊索上端锚接作业。

2.根据权利要求1所述的一种钢结构拱架安装分段施工方法，其特征在于：所述拱板拼装支架（1）由四根钢管立柱（2）组成，钢管立柱（2）之间依靠水平的焊管（3）进行加强连接，位于拱板拼装支架（1）最上部的焊管（3）作为施工平台进行主拱节段连接缝的焊接作业。

3.根据权利要求2所述的一种钢结构拱架安装分段施工方法，其特征在于：所述拱板拼装支架（1）顶部设有分配梁（4），分配梁（4）上设有调节装置（5），主拱节段搭置于调节装置（5）上。

4.根据权利要求2所述的一种钢结构拱架安装分段施工方法，其特征在于：单节所述主拱节段的两端搭置于相邻两个拱板拼装支架（1）顶部，通过拱板拼装支架（1）顶部的调节装置（5）实现主拱节段两端高度调节。

5.根据权利要求4所述的一种钢结构拱架安装分段施工方法，其特征在于：所述主拱节段的底面上设有调平楔块（6），调平楔块（6）与调节装置（5）接触。

6.根据权利要求1所述的一种钢结构拱架安装分段施工方法，其特征在于：完成所述张拉吊索的安装并在下一处张拉吊索安装的同时，进行前一张拉吊索的张拉。

7.根据权利要求6所述的一种钢结构拱架安装分段施工方法，其特征在于：完成所有张拉吊索的安装作业，回收作业吊篮及卷扬设备后，拆除中心拱板拼装支架（1）。