大噸位多跨組合拱橋帶拱整體頂推方法
2023-05-06 07:57:21 1
專利名稱：大噸位多跨組合拱橋帶拱整體頂推方法
技術領域：
本發明屬於橋梁施工技術，具體涉及一種鋼拱橋梁的頂推施工方法。
背景技術：
頂推施工方法架設橋梁在國內外得到廣泛的應用，特別是預應力連續梁橋的頂 推，但均採用拖拉牽引方式；近年來，隨著橋梁材料及液壓設備的發展，頂推法在鋼梁橋及 斜拉橋的架設中得到應用和推廣，但基本沿用拖拉牽引老方法，在法國米約大橋架設中採 用了契進式液壓頂推設備，使頂推法得到了進一步發展。 對於大噸位多跨組合拱橋，如3X210m鋼混組合結構拱橋位於強湧潮河段，其河 漫灘寬廣，航道淺且窄，大型船舶無法駛入等特殊自然條件特點。三孔連續梁_拱新型組合 體系拱橋為單幅雙主梁格構式梁與預製板結合形式；拱肋系由主拱肋、副拱肋、主副拱肋之 間的橫向連杆以及拱頂橫撐等構件組成。主拱肋外傾12° ，立面矢高43. 784m ;副拱肋軸線 為空間扭曲線型，立面矢高33m。主拱採用矩形截面，寬2. 2m，高3. 2m ;副拱採用方形截面， 邊長1. 5m，主副拱肋之間的橫向連杆採用圓鋼管，間距8. 5m。拱橋主梁為等截面鋼_混凝 土結合梁結構。全高4. 5m，全寬37. 7m，為主縱梁(閉口邊箱梁)、中橫梁、端橫梁、小縱梁組 成的雙主梁梁格體系。鋼主縱梁內部設系杆索。拱橋吊杆間距8.5m，吊杆上端錨固於主拱 肋，下端錨固於鋼主縱梁，全橋共設置57對吊杆。拱橋鋼結構材質為Q345qD、總重約13000 噸。新型組合結構拱橋，其設計型式新穎、結構美觀、橋梁輕盈，其特殊的自然條件與拱橋 結構特點，對新型組合拱橋安裝方法提出了較高的要求。採用常規的支架安裝法、纜索吊裝 法、大浮吊整跨吊裝法、先梁後拱法(主梁有支架安裝和頂推兩種方案)無法滿足要求或者 優越性差。 常規拱橋頂推法是梁拱分開安裝法，即先頂推安裝梁，然後在梁上搭設支撐架安 裝拱肋。由於新型組合拱橋拱肋外傾，失高大且受湧潮及通航的影響，採用先梁後拱法很難 實現。主要有以下難題 1、新型組合拱橋主梁為雙主梁格構結構，材料省，結構剛度小，主梁頂推受力薄 弱，需要在跨中增加較多臨時墩減小頂推跨度，但會影響航道通行； 2、新型組合拱橋拱肋為外傾形式，在梁上搭設支架無法實現拱肋的安裝；拱肋失
高達43m，需在河床上搭設落地支撐架，但不經濟，且會影響航道通行； 3、三跨新型組合拱橋跨越630m寬河段，大部分為淺水河漫灘，施工船舶無法進入
作業； 4、受強湧潮影響大，高懸臂拱肋支架穩定性差，拱肋安裝精度無法滿足要求。
但對於新型組合結構拱橋的頂推，拖拉法及契進式頂推法在結構和受力方面存在 以下難以解決的問題 1、拖拉法其滑動摩擦面在梁底，不能滿足新型組合拱橋結構局部受力要求，而且 摩擦支撐面標高不能調節； 2、拖拉法不能實現自平衡頂推，對高支撐墩產生較大水平破壞力；
3、契進式頂推法對於等截面箱型受力較好，但對於新型組合格構式梁其受力差， 且不能滿足格構梁腹板局部受力要求；頂推過程中存在較大偏載；
發明內容
本發明的目的在於提供一種大噸位多跨組合拱橋帶拱整體頂推方法，實現拱橋帶 拱整體頂推，解決組合拱橋局部受力薄弱及大懸臂頂推的問題。 本發明的技術方案為大噸位多跨組合拱橋帶拱整體頂推方法，它是在橋軸線後 場陸上搭設多跨鋼拱梁拼裝平臺， 在拼裝平臺上進行第一孔跨主縱梁與第一孔跨主拱肋的拼裝，在第一孔跨主拱肋
與第一孔跨主縱梁之間連接第一孔跨臨時撐壓杆及第一孔跨臨時抗風索， 在第一跨主縱梁前端連接前導梁，在拼裝工具式平臺旁的結構墩上安裝有用於臨
時支撐的墩旁支架，將步履平移式頂推裝置安裝在墩旁支架，利用步履平移式頂推裝置將
第一孔跨拼裝有主拱肋的主縱梁拱頂推出拼裝平臺； 再在拼裝平臺上拼裝第二孔跨主縱梁與第二孔跨主拱肋，在第二孔跨主拱肋與第 二孔跨主縱梁之間連接第二孔跨臨時撐壓杆及第二孔跨臨時抗風索，第二孔跨主縱梁與第 一孔跨主縱梁連接， 再利用步履平移式頂推裝置將第二孔跨拼裝有主拱肋的主縱梁拱頂推出拼裝平臺. 重複循環直至多孔主縱梁、主拱肋整體頂推到位。
所述步履平移式頂推裝置還安裝在臨時支撐墩上。 所述在主縱梁與主拱肋的拼裝時或在主縱梁與主拱肋的拼裝完成後，進行主拱肋 與副拱肋之間的拼裝。 所述主拱肋與主縱梁之間的臨時抗風索左右交叉設置。 所述主拱肋與主縱梁之間的臨時撐壓杆採用剛性杆，剛性杆兩端分別與主拱肋與 主縱梁鉸接連接。 所述墩旁支架包括連接在承臺兩側的兩支撐架，兩支撐架呈"V"型，兩支撐架上端 之間連接有橫向連接件，兩支撐架上端面分別設有承重梁，承重梁上設有臨時墊梁，支撐架 與結構墩之間連接有橫向連接杆件。 臨時抗風索兩端分別與主拱肋與主縱梁鉸接連接，臨時抗風索的一端連接有張拉 裝置。 它是在橋軸線後場陸上搭設多跨鋼拱梁拼裝工具式平臺，按照先梁後拱分節段分 跨拼裝成型。主副拱拼裝完成後，安裝主拱肋與鋼梁之間的臨時撐壓杆及臨時抗風索，拆 除拱肋支架，同時安裝步履平移式頂推裝置，將整孔鋼拱梁頂推出拼裝平臺；如此重複循環 直至多孔鋼拱梁全部拼裝完成後，整體頂推到位。新型組合拱橋採用大懸臂拱梁整體頂推 的施工方法，即拱與結合梁鋼梁先期組拼一體，配合臨時杆件共同受力，進行整體頂推。主 橋各梁段頂推到位後，拆除臨時杆件，分批張拉吊杆，進行橋面板施工。在進行頂推施工時， 210m跨間僅設置1座臨時支撐墩。 上述方法和裝置受力明確，裝置結構簡單，功能齊全，操作方便，自動化程度高，很 好的解決了新型組合拱橋局部受力薄弱及大懸臂頂推的要求，整個方法新穎，安全性高，施
4工成本較低。
圖1結構墩上的用於臨時支撐的墩旁支架結構示意圖I。
圖2結構墩上的用於臨時支撐的墩旁支架結構示意圖II。
圖3主拱肋與主縱梁之間連接的臨時撐壓杆布置示意圖。
圖4A主拱肋與主縱梁之間連接臨時抗風索布置示意圖I。
圖4B主拱肋與主縱梁之間連接臨時抗風索布置示意圖II。
圖5臨時抗風索結構示意圖。
圖6A步履平移式頂推裝置結構示意圖I。
圖6B步履平移式頂推裝置結構示意圖II。
圖7 圖15組合拱橋帶拱整體頂推方法示意圖。
圖7 圖15中100-多跨鋼拱梁拼裝工具式平臺，110-第-拱肋，130-第一副拱肋，140-前導梁，150-後導梁，200-結構墩，300 支撐墩(水中)
具體實施例方式
在對本發明技術方進行說明之前，首先，描述實現本發明方法的所涉及裝置，以便 於理解本發明。 在進行頂推過程中時，必須要對主縱梁以及步履平移式頂推裝置實現支撐。在靠 近多跨鋼拱梁拼裝工具式平臺100的三個結構墩200上設有墩旁支架300。
墩旁支架300的結構如圖1所示，承臺301的兩側分別設置兩個支撐架302，兩個 支撐架302呈"V"型布置，兩支撐架上端之間連接有橫向連接件303，兩支撐架302上端面 分別設有承重梁304，承重梁304上設有臨時墊梁305，支撐架302與結構墩200之間連接 有橫向連接杆件307。如圖2所示，在縱向(沿橋梁方向)的臨時墊梁305之間的承重梁 304上設有步履平移式頂推裝置600。臨時墊梁305對主縱梁實施支撐。承重梁304之間 連接有橫向連接件306。 步履平移式頂推裝置600的結構，如圖6A所示，底座6是框架式支撐結構，在底座
6的兩側對成設置連接四個頂升支撐油缸l，頂升支撐油缸1的活塞杆端部與支撐座13連
接。底座6上設有頂面上設置平移頂推支撐平臺3，平移頂推支撐平臺3是支撐架式支撐平
臺，平移頂推支撐平臺3的頂面設有橡膠墊2。底座或平移頂推支撐平臺上設有用於平移頂
推支撐平臺縱向移動的頂推裝置和用於平移頂推支撐平臺橫向移動的頂推裝置。 本實施例中如圖6A所示，用於平移頂推支撐平臺縱向移動的頂推裝置包括設在
底座6兩端的頂塊，平移頂推支撐平臺3上設具有雙向活塞杆的縱向移動頂推油缸4，雙向
活塞杆端部與頂塊相對，頂塊形成縱向移動頂推油缸4的雙向活塞杆反力座。 用於平移頂推支撐平臺橫向移動的頂推裝置，如圖6B所示，它設在底座6上，包括
頂推油缸5，頂推油缸5的活塞杆端部連接滾輪15。本實施例中底座6上設有4個頂推油
缸5，平移頂推支撐平臺3兩側設有橫向移動頂推面16。 底座與平移頂推支撐平臺的接觸表面之間設有滑移摩擦板，滑移摩擦板包括設在
一主縱梁，120-第一主 _墩旁支架，400-臨時平移頂推支撐平臺底面的不鏽鋼板8和設在底座上表面的聚四氟乙烯板7，不鏽鋼板和聚四氟乙烯板接觸。 頂推時，利用液壓泵站12來驅動各個頂升支撐油缸1同步上升，誤差控制在± lmm之內；當鋼箱梁載荷完全轉移到支撐頂升支撐油缸上面時，液壓泵站12驅動縱向移動頂推油缸4前進一個行程；頂升支撐油缸1再同步下降，直到載荷完全轉移到臨時支撐墩上面；頂推平移油缸4空載縮回初始位置；繼續重複前面一個循環過程。直到鋼箱梁到位。
在進行拱橋帶拱整體頂推時，必須解決主拱肋由於自重以及外力的作用的變形問題，在主拱肋與主縱梁之間連接臨時撐壓杆。如圖3所示，主拱肋與主縱梁之間的臨時撐壓杆採用剛性杆115，剛性杆兩端分別與主拱肋與主縱梁鉸接連接。剛性杆115採用鋼管樁。其布置結構如圖3所示。 由於主拱肋外傾12° ，立面矢高43. 784m，在頂推過程中要保證安全性，在主拱肋與主縱梁之間連接臨時抗風索，臨時抗風索的布置如圖4A、如圖4B所示，主拱肋與主縱梁之間的臨時抗風索500左右交叉設置。 臨時抗風索500的結構如圖5所示，它包括與主縱梁通過柱銷504鉸接連接的下鉸接耳503，下鉸接耳503通過調節套筒511與連接頭510連接，連接頭510穿過連接器外螺母509，索體507 —端通過下錨頭506及連接器內螺母508與連接器外螺母509連接。索體507的另一端通過上錨頭505與上鉸接耳502連接。 在臨時抗風索500下端連接有張拉裝置；如圖5所示，張拉裝置包括固定的扁擔梁512上連接的張拉杆515，張拉杆515穿過兩半式索夾513，兩半式索夾513夾持索體507，兩半式索夾513另一端的張拉杆515上設置千斤頂514及錨固螺母516。這樣可以實現對索體507的預應力的張拉。 在各跨的主縱梁與主拱肋上的臨時抗風索及臨時撐壓杆的結構及布置連接關係相同。本實施例以第一孔跨加以說明。
在進行頂推施工時 1、在橋軸線後場陸上搭設多跨鋼拱梁拼裝工具式平臺，在後場陸地拼裝平臺上安
裝第一孔跨主縱梁與第一孔跨主拱肋的拼裝，在第一孔跨主拱肋與第一孔跨主縱梁之間連
接第一孔跨臨時撐壓杆及第一孔跨臨時抗風索如圖7所示； 2、安裝前導梁，使拱梁成整體受力結構。，如圖8所示； 3、安裝墩旁支架及水中臨時墩，為頂推做好準備。如圖9所示 4、安裝調試步履式平移頂推裝置及控制系統。 5、利用步履平移式頂推裝置將第一孔跨拼裝有主拱肋的主縱梁拱頂推出拼裝平臺；如圖IO所示。 6、再在拼裝平臺上拼裝第二孔跨主縱梁與第二孔跨主拱肋，在第二孔跨主拱肋與第二孔跨主縱梁之間連接第二孔跨臨時撐壓杆及第二孔跨臨時抗風索，第二孔跨主縱梁與第一孔跨主縱梁連接，利用步履平移式頂推裝置將，將第二孔跨拼裝有主拱肋的主縱梁拱頂推出拼裝平臺；如圖11、12所示。 7、再在拼裝平臺上拼裝第三孔跨主縱梁與第三孔跨主拱肋，在第三孔跨主拱肋與第三孔跨主縱梁之間連接第二孔跨臨時撐壓杆及第二孔跨臨時抗風索，第三孔跨主縱梁與第二孔跨主縱梁連接，利用步履平移式頂推裝置將，將第三孔跨拼裝有主拱肋的主縱梁拱頂推出拼裝平臺；如圖13所示。 8、最後安裝後導梁，多跨鋼拱梁整體頂推到位。如圖14、15所示。
權利要求
一種大噸位多跨組合拱橋帶拱整體頂推方法，它是在橋軸線後場陸上搭設多跨鋼拱梁拼裝平臺，在拼裝平臺上進行第一孔跨主縱梁與第一孔跨主拱肋的拼裝，在第一孔跨主拱肋與第一孔跨主縱梁之間連接第一孔跨臨時撐壓杆及第一孔跨臨時抗風索，在第一跨主縱梁前端連接前導梁，在拼裝工具式平臺旁的結構墩上安裝有用於臨時支撐的墩旁支架，將步履平移式頂推裝置安裝在墩旁支架，利用步履平移式頂推裝置將第一孔跨拼裝有主拱肋的主縱梁拱頂推出拼裝平臺；再在拼裝平臺上拼裝第二孔跨主縱梁與第二孔跨主拱肋，在第二孔跨主拱肋與第二孔跨主縱梁之間連接第二孔跨臨時撐壓杆及第二孔跨臨時抗風索，第二孔跨主縱梁與第一孔跨主縱梁連接，再利用步履平移式頂推裝置將第二孔跨拼裝有主拱肋的主縱梁拱頂推出拼裝平臺；重複循環直至多孔主縱梁、主拱肋整體頂推到位。
2. 如權利要求1所述大噸位多跨組合拱橋帶拱整體頂推方法，其特徵是在主縱梁與 主拱肋的拼裝時或在主縱梁與主拱肋的拼裝完成後，進行主拱肋與副拱肋之間的拼裝。
3. 如權利要求1所述大噸位多跨組合拱橋帶拱整體頂推方法，其特徵是所述主拱肋 與主縱梁之間的臨時抗風索左右交叉設置。
4. 如權利要求1所述大噸位多跨組合拱橋帶拱整體頂推方法，其特徵是所述主拱肋 與主縱梁之間的臨時撐壓杆採用剛性杆，剛性杆兩端分別與主拱肋與主縱梁鉸接連接。
5. 如權利要求1所述大噸位多跨組合拱橋帶拱整體頂推方法，其特徵是所述墩旁支 架包括連接在承臺兩側的兩支撐架，兩支撐架呈"V"型，兩支撐架上端之間連接有橫向連接 件，兩支撐架上端面分別設有承重梁，承重梁上設有臨時墊梁，支撐架與結構墩之間連接有 橫向連接杆件。
6. 如權利要求5所述大噸位多跨組合拱橋帶拱整體頂推方法，其特徵是兩支撐架上 端面的承重梁之間連接有橫向連接件。
7. 如權利要求1或3所述大噸位多跨組合拱橋帶拱整體頂推方法，其特徵是臨時抗 風索兩端分別與主拱肋與主縱梁鉸接連接，臨時抗風索的一端連接有張拉裝置。
8. 如權利要求1所述大噸位多跨組合拱橋帶拱整體頂推方法，其特徵是步履平移式 頂推裝置還安裝在臨時支撐墩上。
全文摘要
本發明公開了一種大噸位多跨組合拱橋帶拱整體頂推方法。它是在橋軸線後場陸上搭設多跨鋼拱梁拼裝工具式平臺，按照先梁後拱分節段分跨拼裝成型。主副拱拼裝完成後，安裝主拱肋與鋼梁之間的臨時撐壓杆及臨時抗風索，拆除拱肋支架，同時安裝步履平移式頂推裝置，將整孔鋼拱梁頂推出拼裝平臺；如此重複循環直至多孔鋼拱梁全部拼裝完成後，整體頂推到位。本方法受力明確，裝置結構簡單，功能齊全，操作方便，自動化程度高，很好的解決了新型組合拱橋局部受力薄弱及大懸臂頂推的要求，整個方法新穎，安全性高，施工成本較低。
文檔編號E01D21/00GK101793010SQ20101012549
公開日2010年8月4日 申請日期2010年3月16日 優先權日2010年3月16日
發明者傅瓊閣, 吳曉紅, 周光強, 姚平, 張鴻, 楊昌維, 楊紹斌, 申蒙, 舒大勇, 詹光善, 黃耀文 申請人:中交二航局第二工程有限公司;中交第二航務工程局有限公司