大跨度鋼管混凝土拱橋先豎轉後原位整體提升施工方法

2023-10-06 18:18:34

大跨度鋼管混凝土拱橋先豎轉後原位整體提升施工方法
【專利摘要】本發明公開了一種大跨度鋼管混凝土拱橋先豎轉後原位整體提升施工方法，包括施工步驟：一、完成墩身主體結構、拱腳預埋段、臨時轉鉸、後錨點的施工以及臨時拼裝支架、提升塔架的架設安裝，每組提升塔架頂部布置提升油缸、提升索及底錨，將轉體段一端與相應的臨時轉鉸鉸接並放置在臨時拼裝支架上；二、完成豎轉施工，在兩兩對應轉體段之間安裝嵌補段，形成整體提升段；三、切除臨時轉鉸，實施原位整體提升施工；在整體提升段兩端與對應的拱腳預埋段之間安裝調整段並焊接成整體。本發明採用先豎轉後原位整體提升的施工方法進行大跨度鋼管拱安裝施工，充分發揮轉體施工對施工現場空間的優化利用；減少了高空拼裝作業的危險性，縮短了工期。
【專利說明】大跨度鋼管混凝土拱橋先豎轉後原位整體提升施工方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種橋梁施工方法，特別是一種大跨度鋼管混凝土拱橋先豎轉後原位整體提升的施工方法。
【背景技術】
[0002]自1990年我國第一座鋼管混凝土拱橋一四川旺蒼大橋建成以來，鋼管混凝土拱橋在我國得到迅速發展，施工工藝方法不斷得到創新。現階段，國內外鋼管拱施工，最常用的架設方法為斜拉懸臂纜索吊裝法，其次為轉體法和支架法，對於一般工程，通常施工工藝方法比較單一。

【發明內容】

[0003]本發明的發明目的在於:提供一種大跨度鋼管混凝土拱橋先豎轉後原位整體提升施工方法，通過對施工方法進行優化創新，達到保證施工安全、提高工程質量、縮短施工工期、增強施工控制等效果。
[0004]本發明採用的技術方案是這樣的:
一種大跨度鋼管混凝土拱橋先豎轉後原位整體提升施工方法，包括以下施工步驟: 第一步、拼裝施工
完成拱橋兩端的墩身主體結構並在每個墩身主體結構橋面兩側分別設置一個拱腳預埋段；對應每個拱腳預埋段，分別完成臨時轉鉸、後錨點的施工以及臨時拼裝支架、兩個為一組的提升塔架的架設安裝，每組提升塔架頂部布置提升油缸、提升索及底錨；在各拼裝支架上分別分節段焊接安裝鋼管拱拱肋，並分別在兩相互平行的拱肋之間安裝橫撐作為一個整體，共形成兩個轉體段，且將轉體段一端與臨時轉鉸鉸接；將後背索連接到對應組的提升塔架頂部與相應的後錨點之間；將前拉索一端連接到對應的一組提升塔架頂部的提升油缸，另一端連接到相應的轉體段自由端；將壓塔索連接到橋面同側的兩組提升塔架之間。
[0005]轉體段通過在地面搭設臨時拼裝支架進行拼裝，可以通過臨時拼裝支架方便地對拱肋的線形進行控制調整。臨時拼裝支架高度不高，方便施工，對提高拼裝、焊接質量有利，且減少了高空作業危險性。單側的轉體段拼裝包含左右幅拱肋及兩拱肋之間的橫撐結構，共同形成整體，轉體段結構的穩定性得到提高。
[0006]對上述方法進行進一步優化，在第一步中，所述拱腳預埋段在施工墩身主體結構時進行預埋安裝施工。
[0007]第二步、轉體施工
啟動提升油缸，先後對兩轉體段完成豎轉施工；在兩轉體段之間安裝嵌補段及跨中的橫撐形成一個整體提升段；
第三步、原位整體提升施工
拆除臨時拼裝支架、後背索、前拉索及內側壓塔索；在整體提升段上安裝吊杆；在整體提升段同側的兩組提升塔架之間安裝對拉索；將提升索末端底錨與整體提升段連接，切除臨時轉鉸，啟動提升油缸，完成整體提升段的原位整體提升施工，一直提升到達設計標高后停下；在整體提升段兩端與對應的拱腳預埋段之間安裝調整段並焊接成整體，形成完整拱結構受力體系；拆除提升塔架、提升油缸、提升索，結束施工。
[0008]對上述方法進行進一步優化，所述後背索、前拉索、壓塔索以及對拉索在安裝完成之後都要先進行張拉。
[0009]在第三步中，在地面運用吊車將吊杆一併安裝完成，一次整體提升到位，施工方便，作業安全，質量易控，施工迅速。
[0010]在第三步中，原位整體提升施工前，先張拉對拉索，切除與臨時轉鉸之間的連接，並通過對拉索第三次控制拱結構線形，抵消因為提升對整體提升段的拱腳處產生的水平推力，從而有效控制結構穩定及縱向線形要求；同時，在左右幅拱肋的提升拱腳處設置橫撐，保證整體提升段的結構穩定性。
[0011]整體提升段提升到設計標高后，需對其進行第四次線形和標高的精確調整。經過前後四次結構線形控制，保證了安裝施工設計精度、線形要求。
[0012]對上述方法進行進一步優化，在第二步中，對應每組提升塔架設置2束後背索、2束前拉索、2束提升索，每組的兩提升塔架頂部之間採用鋼管桁架連接，橋面同側的兩組提升塔架之間設置2束壓塔索。
[0013]提升塔架採用鋼管支架，共設置四組八個提升塔架，四組提升塔架之間採用後背索、壓塔索及橫向鋼桁架緊密聯繫，結構簡單穩定，耗材少，高度相對較矮，施工方便，高空作業危險係數小。
[0014]對上述方法進行進一步優化，在第二步中，先將一側的轉體段豎轉到位後，再對另一側的轉體段豎轉到位，然後安裝嵌補段及跨中的橫撐形成整體提升段。
[0015]兩側轉體段豎轉施工到位後，也要調整對接精度，並對結構線形進行二次調整，然後才安裝嵌補段，將兩側轉體段合攏。由於採用的是地面豎轉，作業高度小，嵌補段安裝可以直接汽車吊吊裝，節省提升支架，同時高空作業危險係數相對減小，且方便施工，提高合龍施工質量。合龍前，對結構線形進行二次調整，保證了結構線形控制。
[0016]對上述方法進行進一步優化，在第三步中，整體提升段提升到設計標高后，通過對拉索調整縱向線形、拱度，通過提升索調整標高位置，在提升塔架頂部用橫向調控千斤頂調整整體提升段的橫向位置；然後安裝調整段並與拱腳預埋段焊接成一體，形成完整的拱結構受力體系，完成原位整體提升施工。
[0017]對上述方法進行進一步優化，在第三步中，所述八組提升油缸採用計算機統一控制，保證各提升油缸的同步性。
[0018]綜上所述，由於採用了上述技術方案，本發明的有益效果是:採用先豎轉後原位整體提升的施工方法進行大跨度鋼管拱安裝施工，充分發揮轉體施工對施工現場空間的優化利用；由於是地面轉體，大大減少了高空拼裝作業的危險性，提高鋼結構施工質量；底面轉體施工完成後，進行整體提升施工，可縮短工期，保證施工精度及線形控制，且施工方法新穎，國內外均未出現。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本發明的豎轉步驟的主視結構圖。[0020]圖2是圖1的俯視圖。
[0021]圖3是本發明的原位整體提升的主視結構圖。
[0022]圖4是圖3的俯視圖。
[0023]圖中標記:1為拱腳預埋段，2為臨時拼裝支架，3為臨時轉鉸，4為後錨點，5為提升塔架，6為轉體段，7為後背索，8為前拉索，9為壓塔索，10為嵌補段，11為整體提升段，12為吊杆，13為橫撐，14為對拉索，15為提升索，16為調整段。
【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖，對本發明作詳細的說明。
[0025]實施例:
如圖1所示，一種大跨度鋼管混凝土拱橋先豎轉後原位整體提升施工方法，包括以下施工步驟:
一、拼裝施工
完成拱橋兩端的墩身主體結構並在每個墩身主體結構橋面兩側分別設置一個拱腳預埋段I ;對應每個拱腳預埋段1，分別完成臨時轉鉸3、後錨點4的施工以及臨時拼裝支架2、兩個為一組的提升塔架5的架設安裝，每組提升塔架5頂部布置提升油缸、提升索15及底錨；在各拼裝支架2上分別分節段焊接安裝鋼管拱拱肋，並分別在兩相互平行的拱肋之間安裝橫撐13作為一個整體，共形成兩個轉體段6，且將轉體段6 —端與臨時轉鉸3鉸接；將後背索7連接到對應組的提升塔架5頂部與相應的後錨點4之間；將前拉索8 —端連接到對應的一組提升塔架5頂部的提升油缸，另一端連接到相應的轉體段6自由端；將壓塔索9連接到橋面同側的兩組提升塔架5之間。
[0026]所述後背索7、前拉索8、壓塔索9為鋼絞線，在安裝完成之後都要先進行張拉。
[0027]第一步中，所述拱腳預埋段I在施工墩身主體結構時進行預埋安裝施工。
[0028]第一步中，臨時拼裝支架2及提升塔架5均為大口徑鋼管桁架結構，提升塔架5、臨時轉鉸3及後錨點4的基礎應具有足夠承載力、抗拔力及抗剪強度。
[0029]第一步中，提升塔架5為四根鋼管框架立柱，提升塔架5在橫橋向的間距保證整體提升段11在提升時所需工作面寬度，每組提升塔架5的兩立柱頂部採用鋼桁架及組合型鋼分配梁連接。
[0030]第一步中，轉體段6的拼裝施工順序由拱腳位置向跨中方向進行，先拼裝地勢較矮側，再拼裝地勢較高側。
[0031]第一步中，對應每組提升塔架5設置2束後背索7、2束前拉索8、2束提升索15，每組的兩提升塔架5頂部之間採用鋼管桁架連接。橋面同側的兩組提升塔架5之間設置2束壓塔索9。
[0032]二、轉體施工
啟動提升油缸，先後對兩轉體段6完成豎轉施工；在兩轉體段6之間安裝嵌補段10及跨中的橫撐13形成一個整體提升段11。
[0033]在第二步中，先將一側的轉體段6豎轉到位後，再對另一側的轉體段6豎轉到位，然後安裝嵌補段10及跨中的橫撐13形成整體提升段11。
[0034]所述第二步中，轉體施工由提升塔架5頂部的提升油缸再加上前拉索8提供轉體力矩，轉體段6上設置前拉點，前拉點位置由設計計算確定，位於轉體段6自由端端頭1/4位置附近。
[0035]所述第二步中，轉體施工分兩次進行，先對較高側轉體到位，再對較低側轉體到位，轉體到位後，採取對接精度、線形調節，安裝嵌補段10，形成整體，施工過程應連續進行。
[0036]所述第二步中，轉體施工前，對當地天氣狀況進行掌控，大風天氣不宜進行轉體施工，同理，原位整體施工也不能在大風天氣進行。
[0037]三、原位整體提升施工
拆除臨時拼裝支架2、後背索7、前拉索8及內側壓塔索9 ;在整體提升段11上安裝吊杆12 ;在整體提升段11同側的兩組提升塔架5之間安裝對拉索14 ;將提升索15末端底錨與整體提升段11連接，切除臨時轉鉸3，啟動提升油缸，完成整體提升段11的原位整體提升施工，一直提升到達設計標高后停下；在整體提升段11兩端與對應的拱腳預埋段I之間安裝調整段16並焊接成整體，形成完整拱結構受力體系；拆除提升塔架5、提升油缸、提升索15，結束施工。
[0038]所述對拉索14在安裝完成之後要先進行張拉。
[0039]在第三步中，整體提升段11提升到設計標高后，通過對拉索14調整縱向線形、拱度，通過提升索15調整標高位置，在提升塔架5頂部用橫向調控千斤頂調整整體提升段11的橫向位置；然後安裝調整段16並與拱腳預埋段I焊接成一體，形成完整的拱結構受力體系，完成原位整體提升施工。
[0040]第三步中，前拉索8拆除前，對各索力進行監測分析，調整索力後再進行拆除，確保結構安全及施工安全。
[0041]第三步中，吊杆12採用汽車吊地面吊裝，與整體提升段11 一起提升到位，大大降低了吊杆12安裝施工難度。
[0042]第三步中，吊杆12安裝完成後，安裝提升索15、對拉索14，張拉對拉索14，抵消拱結構水平張力，通過計算、現場監控，達到設計安全係數後，再對臨時轉鉸3進行拆除。
[0043]所述第三步中，通過四組提升塔架5、八組提升油缸對整體提升段11實施原位整體提升施工，提升過程四組提升塔架5的提升速度要一致，並且要均勻、緩慢。所述八組提升油缸採用計算機統一控制，保證各提升油缸的同步性。
[0044]所述第三步中，在整體提升段11整體提升到位後，對縱橫線形及標高都要進行細部精確調節，調整段16安裝要採取臨時固定措施，確保對接不錯位。
[0045]形成完整的拱結構受力體系後，經過檢測達到受力要求後，才能拆除提升索15、提升塔架5及其它配套臨時設施。
[0046]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種大跨度鋼管混凝土拱橋先豎轉後原位整體提升施工方法，其特徵在於包括以下施工步驟: 一、拼裝施工 完成拱橋兩端的墩身主體結構並在每個墩身主體結構橋面兩側分別設置一個拱腳預埋段(I);對應每個拱腳預埋段(1)，分別完成臨時轉鉸(3)、後錨點(4)的施工以及臨時拼裝支架(2)、兩個為一組的提升塔架(5)的架設安裝，每組提升塔架(5)頂部布置提升油缸、提升索(15)及底錨；在各拼裝支架(2)上分別分節段焊接安裝鋼管拱拱肋，並分別在兩相互平行的拱肋之間安裝橫撐(13)作為一個整體，共形成兩個轉體段(6)，且將轉體段(6) —端與臨時轉鉸(3)鉸接；將後背索(7)連接到對應組的提升塔架(5)頂部與相應的後錨點(4)之間；將前拉索(8)—端連接到對應的一組提升塔架(5)頂部的提升油缸，另一端連接到相應的轉體段(6)自由端；將壓塔索(9)連接到橋面同側的兩組提升塔架(5)之間； 二、轉體施工 啟動提升油缸，先後對兩轉體段(6)完成豎轉施工；在兩轉體段(6)之間安裝嵌補段(10)及跨中的橫撐(13)形成一個整體提升段(11); 三、原位整體提升施工 拆除臨時拼裝支架(2)、後背索(7)、前拉索(8)及內側壓塔索(9);在整體提升段(11)上安裝吊杆(12);在整體提升段(11)同側的兩組提升塔架(5)之間安裝對拉索(14);將提升索(15)末端底錨與整體提升段(11)連接，切除臨時轉鉸(3)，啟動提升油缸，完成整體提升段(11)的原 位整體提升施工，一直提升到達設計標高后停下；在整體提升段(11)兩端與對應的拱腳預埋段(I)之間安裝調整段(16)並焊接成整體，形成完整拱結構受力體系；拆除提升塔架(5)、提升油缸、提升索(15)，結束施工。
2.根據權利要求1所述的大跨度鋼管混凝土拱橋先豎轉後原位整體提升施工方法，其特徵在於:所述後背索(7)、前拉索(8)、壓塔索(9)以及對拉索(14)在安裝完成之後都要先進行張拉。
3.根據權利要求1所述的大跨度鋼管混凝土拱橋先豎轉後原位整體提升施工方法，其特徵在於:在第一步中，所述拱腳預埋段(I)在施工墩身主體結構時進行預埋安裝施工。
4.根據權利要求1所述的大跨度鋼管混凝土拱橋先豎轉後原位整體提升施工方法，其特徵在於:在第二步中，對應每組提升塔架(5)設置2束後背索(7)、2束前拉索(8)、2束提升索(15)，每組的兩提升塔架(5)頂部之間採用鋼管桁架連接，橋面同側的兩組提升塔架(5)之間設置2束壓塔索(9)。
5.根據權利要求1所述的大跨度鋼管混凝土拱橋先豎轉後原位整體提升施工方法，其特徵在於:在第二步中，先將一側的轉體段(6)豎轉到位後，再對另一側的轉體段(6)豎轉到位，然後安裝嵌補段(10)及跨中的橫撐(13)形成整體提升段(11)。
6.根據權利要求1所述的大跨度鋼管混凝土拱橋先豎轉後原位整體提升施工方法，其特徵在於:在第三步中，整體提升段(11)提升到設計標高后，通過對拉索(14)調整縱向線形、拱度，通過提升索(15)調整標高位置，在提升塔架(5)頂部用橫向調控千斤頂調整整體提升段(11)的橫向位置；然後安裝調整段(16)並與拱腳預埋段(I)焊接成一體，形成完整的拱結構受力體系，完成原位整體提升施工。
7.根據權利要求1所述的大跨度鋼管混凝土拱橋先豎轉後原位整體提升施工方法，其特徵在於: 在第三步中，所述八組提升油缸採用計算機統一控制，保證各提升油缸的同步性。
【文檔編號】E01D21/00GK103643637SQ201310645306
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月3日 優先權日:2013年12月3日
【發明者】胡超, 羅潤敏, 賴佳兵, 湯建和, 尚明乾, 王傑, 李超, 席利萍, 呂建華, 劉佳銀 申請人:中鐵八局集團市政工程有限公司