曲線鋼箱梁精確調整定位方法

2023-04-30 21:20:21 2

專利名稱：曲線鋼箱梁精確調整定位方法
技術領域：
本發明屬於橋梁領域，特別涉及一種鋼箱梁拱橋曲線鋼箱梁精確 調整定位方法。
背景技術：
本發明所涉及的鋼箱梁拱橋，該橋結構設計新穎，施工技術難度 大。其中曲線鋼箱梁空間線形調整為該類型橋梁施工技術難點之一， 對於同類大跨徑外傾式鋼箱拱曲線鋼箱梁的空間線形調整尚無可借 鑑參考經驗。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種對曲線鋼箱梁進行精確 定位，使之滿足橋梁設計線形要求的方法。
本發明解決其技術問題所採用的技術方案如下 (1)曲線鋼箱梁吊裝施工總體方案
本發明所涉及的鋼箱梁拱橋，橋梁兩端分別稱為A端和B端。 鋼箱梁位於一定半徑的平曲線上， 一定半徑的豎曲線上，從橋梁跨越
空間A端和B端向橋梁中心，共分為2n+l個節段，除鋼箱梁中心 節段外，其編號自橋梁兩端至橋梁中心分別為1至n，分別用Ax和 Bx標識，x-n或n-y， y為小於n的正整數。每一箱梁節段均呈扇形。 鋼箱梁為單箱單室截面扁平流線型全焊結構。
鋼箱梁節段採用纜索吊機進行吊裝安裝。節段吊裝前，用千斤頂 頂推內側2組索鞍橫移至橋梁中心節段位置，對中心節段進行吊裝。 中心節段初步就位後，調節外側永久吊杆和臨時吊杆的長度使中心節 段準確確定空中位置。然後分別吊裝橋梁端最靠近橋梁中心的Bn節
4段和An節段，安裝並張拉本節段外側永久吊杆和臨時吊杆，同步松
開弔鉤，完成本節段吊裝。通過調整準確調整外側永久吊杆和臨時吊 杆的長度確定兩節段的空中相對位置，然後分別與中心節段臨時連接。
吊裝橋梁A側An-l節段，安裝並張拉該節段外側永久吊杆和臨 時吊杆，同步鬆開吊鉤。與前述已完成就位並與中心節段臨時連接的 An節段進行臨時連接。
重複以上步驟，完成橋梁A側An-2至A3， B側Bn-l至B3節 段吊裝。吊裝兩端1節段放置在兩端主墩肋間平臺主橋側牛腿上並進 行精確定位，最後吊裝兩端2節段完成鋼箱梁吊裝合攏。吊裝期間， 分步調整臨時吊杆索索力，控制拱腳段水平推力在設計範圍內。
主梁合攏後調整永久吊杆和臨時吊杆，精確調整主梁至設計線形 後完成全部主梁焊接。
主梁焊接完成後，安裝永久系杆索，張拉永久系杆，同步拆除臨 時系杆索；拆除臨時吊杆和臨時橫向聯結系，安裝內側永久吊杆，調 整永久吊杆索和永久吊杆索索力，完成結構體系轉換。
對於跨度很大的橋梁，由於節段體積重量的限制，可以在空中完 成將小節段焊接拼合成為大的節段。 (2)鋼箱梁空中精確對接
當鋼箱梁節段頂面分別高於或低於前一鋼箱梁節段頂面一定距 離(30cm)時，即可暫停吊運進入調整階段。通過緩慢運行起重索 道前後行走小車、收放前後起吊索來調整鋼箱梁節段縱橋向的位置、 傾斜度與平整度，並用鏈條葫蘆將節段慢慢拉攏，使兩相鄰節段上、 下口對正，縫隙誤差在設計範圍內，相鄰鋼箱梁節段就位後，利用在 鋼箱梁節段頂面、底面安裝的臨時匹配件進行節段之間的精確對接，並通過縱向加勁肋進行臨時連接。
(3) 臨時吊杆
臨時吊杆採用 一定規格的平行鋼絲束，上端連接於橋面左側或右 側拱吊點橫隔板的臨時吊耳上，下端連接於箱梁與拱對側的永久吊杆
的吊耳上，呈"X"形交叉布置。全橋共設臨時吊杆2X(n-l)組，每 組2根。臨時吊杆下端設置調節螺杆，便於調節長度，使鋼箱梁節段
準確對位。二期恆載澆筑後，拆除臨時吊杆並安裝剩餘的永久吊杆， 張拉調整吊杆和永久水平系杆，使主梁線形與設計線形一致。
(4) 永久吊杆
本發明所述橋梁實例中採用橫橋向雙吊杆體系，以方便運營期間 換索施工，同時永久性吊點可用作施工期間臨時吊點。吊杆下吊點採 用"橫橋向單向鉸"的構造形式，上端採用錨固螺母的形式以實現長 度可調。吊杆縱向(橋軸線上)之間有一定間距，共設置2X(n-l)組 每組4根。索體採用一定規格的成品鋼索。
吊杆線材採用低鬆弛度鍍鋅鋼絲，索體採用雙層HDPE (高密度 聚乙烯)防護，內層為5mm厚黑色HDPE,外層為6mm厚彩色HDPE， 兩層PE層間設置隔離層，以減少外層彩色HDPE縱向拉應力。
吊索錨固體系均採用冷鑄墩頭錨形式。上端主要由上錨杯、球形 螺母、球形墊圈組成張拉端，實現長度調節；下端主要由下錨杯、叉 耳、銷軸組成固定端，連接鋼箱梁。
上下連接筒內、上導管內，均灌注高熔點油脂，連接筒及上導管 端部設置密封圈，以對吊索進行防護。在上導管下端，設置由高阻尼 橡膠製造的減振器。為減小風振、雨振效應，索體外設置雙螺旋線。
(5) 吊杆在拱上安裝及張拉 ①吊杆在拱上安裝用工作索道起吊吊杆的錨杯，並在下叉耳上安裝鋼絲繩，工作索 道將吊杆牽引至安裝位置。將預先準備的拱上牽引鋼絲繩穿過拱內上 錨頭的螺母，將鋼絲繩與錨頭後端連接；啟動巻揚機牽引吊杆，將上 錨頭牽引露出錨墊板，並擰上錨杯螺母。
重複以上步驟完成一個節段主梁吊杆上錨頭在拱上的安裝，並安 裝張拉千斤頂，撐腳，張拉螺杆、張拉連接套等。
② 吊杆下錨具的安裝
起吊主梁節段，待起吊至適當高度時，牽引預先安裝在吊杆下錨 具上的牽引鋼絲繩，待梁上連接板和下錨具叉耳的銷軸孔對中時，安 裝銷軸及擋板。同法安裝臨時吊杆的下錨具與主梁的連接。
③ 吊杆的張拉調整
主梁節段吊裝就位後，依靠永久吊杆、臨時吊杆來控制3維坐標。
為了實現對主梁空間坐標的有效控制，施工過程中需多次對吊杆進行 張拉調整。梁節段對接前，按照設計預先抬高安裝標高，以消除吊杆 在主梁自重作用下的彈性伸長及伸長量間的差異，通過反覆調整永久 吊杆以及臨時吊杆的張拉力和伸長量至節段空間坐標達到設計要求。 本發明的有益效果
該曲線鋼箱梁精確調整定位方法有效解決了本發明實例中所述 橋梁外傾式鋼箱拱曲線鋼箱梁空間定位這一技術難題，並且操作方 便，效果顯著，使該橋梁鋼箱梁施工線形完全符合設計要求。


圖l為本發明中的鋼箱梁吊杆布置圖，圖1中， 1為曲線鋼箱梁節段
2為橋拱 3為臨時吊杆
74為永久吊杆
具體實施例方式
本發明所要解決的技術問題是提供一種對曲線鋼箱梁進行精確 定位，使之滿足橋梁設計線形要求的方法。
本發明解決其技術問題所採用的技術方案如下 (1)曲線鋼箱梁吊裝施工總體方案
本發明所涉及的鋼箱梁拱橋，橋梁兩端分別稱為A端和B端。
鋼箱梁位於一定半徑的平曲線上， 一定半徑的豎曲線上，從橋梁跨越
空間A端和B端向橋梁中心，共分為2n個節段，兩端節段數量均為 n，其編號自橋梁兩端至橋梁中心分別為1至n，分別用Ax或Bx標 識，)^n或n-y， y為小於n的正整數。每一箱梁節段均呈扇形。鋼箱 梁(1)為單箱單室截面扁平流線型全焊結構。
鋼箱梁節段採用纜索吊機進行吊裝安裝。節段吊裝前，用千斤頂 頂推內側2組索鞍橫移至橋梁A端最靠近橋梁中心的An節段位置， 對該節段進行吊裝。初步就位後依靠調節外側永久吊杆(4)和臨時 吊杆(3)的長度準確調整位置，然後吊裝橋梁B端最靠近橋梁中心 的Bn節段就位，與前述已就位An節段臨時連接，安裝並張拉本節 段外側永久吊杆和臨時吊杆，同步鬆開吊鉤，完成本節段吊裝。精確 調整該臨時連接的兩節段的空中相對位置，然後進行兩節段之間的焊 接，使其構成一個大的節段。
吊裝橋梁A側An-l節段，與前述已完成就位並與Bn節段焊接 的An節段進行臨時連接，安裝並張拉該節段外側永久吊杆和臨時吊 杆，同步鬆開吊鉤。同法吊裝與該節段緊鄰的橋梁A端An-2節段， 在An-l和An-2兩節段空中相對位置精確調整到位後，對該兩節段進 行焊接，使之構成一個大的節段。重複以上步驟，完成橋梁A側An-3至A3， B側Bn-l至B3節
段吊裝與焊接。吊裝橋梁兩端2節段之前先吊裝兩端1節段放置在兩 端主墩肋間平臺主橋側牛腿上，再吊裝兩端2節段，完成主梁吊裝合 攏。吊裝期間，分步調整臨時吊杆索索力，控制拱腳段水平推力在設 計範圍內。
主梁合攏後調整永久吊杆和臨時吊杆，調整主梁至設計線形後焊 接n和n-l， n-2和n-3......5和4， 3和2節段，完成全部主梁焊接。
主梁焊接完成後，安裝永久系杆索，張拉永久系杆，同步拆除臨 時系杆索；拆除臨時吊杆和臨時橫向聯結系，安裝內側永久吊杆，調 整永久吊杆索和永久吊杆索索力，完成結構體系轉換。
(2) 鋼箱梁(1)空中精確對接 當鋼箱梁節段頂面分別高於或低於前一鋼箱梁節段頂面一定距
離時，即可暫停吊運進入調整階段。通過緩慢運行起重索道前後行走 小車、收放前後起吊索來調整鋼箱梁節段縱橋向的位置、傾斜度與平 整度，並用鏈條葫蘆將節段慢慢拉攏，使兩相鄰節段上、下口對正， 縫隙誤差在設計範圍內，相鄰鋼箱梁節段就位後，利用在鋼箱梁節段 頂面、底面安裝的臨時匹配件進行節段之間的精確對接，並通過縱向 加勁肋進行臨時連接。
(3) 臨時吊杆(3) 臨時吊杆採用一定規格的平行鋼絲束，上端連接於橋面左側或右
側拱(2)吊點橫隔板的臨時吊耳上，下端連接於箱梁與拱對側的永 久吊杆的吊耳上，呈"X"形交叉布置。全橋共設臨時吊杆2X(n-2) 組，每組2根。臨時吊杆下端設置調節螺栓，便於調節長度，使鋼箱 梁節段準確對位。二期恆載澆筑後，拆除臨時吊杆並安裝剩餘的永久 吊杆，張拉調整吊杆和永久水平系杆，使主梁線形與設計線形一致。(4) 永久吊杆(4)
本發明所述橋梁實例中採用橫橋向雙吊杆體系，以方便運營期間 換索施工，同時永久性吊點可用作施工期間臨時吊點。吊杆下吊點採 用"橫橋向單向鉸"的構造形式，上端採用錨固螺母的形式以實現長
度可調。吊杆縱向(橋軸線上)之間有一定間距，共設置2X(n-2)組， 每組4根。索體採用一定規格的成品鋼索。
吊杆線材採用低鬆弛度鍍鋅鋼絲，索體採用雙層HDPE (高密度 聚乙烯)防護，內層為5mm厚黑色HDPE，外層為6mm厚彩色HDPE， 兩層PE層間設置隔離層，以減少外層彩色HDPE縱向拉應力。
吊索錨固體系均採用冷鑄墩頭錨形式。上端主要由上錨杯、球形 螺母、球形墊圈組成張拉端，實現長度調節；下端主要由下錨杯、叉 耳、銷軸組成固定端，連接鋼箱梁。
上下連接筒內、上導管內，均灌注高熔點油脂，連接筒及上導管 端部設置密封圈，以對吊索進行防護。在上導管下端，設置由高阻尼 橡膠製造的減振器。為減小風振、雨振效應，索體外設置雙螺旋線。
(5) 吊杆在拱(2)上安裝及張拉
① 吊杆在拱(2)上安裝
用工作索道起吊吊杆的錨杯，並在下叉耳上安裝鋼絲繩，工作索 道將吊杆牽引至安裝位置。將預先準備的拱上牽引鋼絲繩穿過拱內上 錨頭的螺母，將鋼絲繩與錨頭後端連接；啟動巻揚機牽引吊杆，將上 錨頭牽引露出錨墊板，並擰上錨杯螺母。
重複以上步驟完成一個節段主梁吊杆上錨頭在拱上的安裝，並安 裝張拉千斤頂，撐腳，張拉螺杆、張拉連接套等。
② 吊杆下錨具的安裝
起吊主梁節段，待起吊至適當高度時，牽引預先安裝在吊杆下錨具上的牽引鋼絲繩，待梁上連接板和下錨具叉耳的銷軸孔對中時，安 裝銷軸及擋板。同法安裝臨時吊杆的下錨具與主梁的連接。 ③吊杆的張拉調整
主梁節段吊裝就位後，依靠永久吊杆、臨時吊杆來控制3維坐標。 為了實現對主梁空間坐標的有效控制，施工過程中需多次對吊杆進行 張拉調整。梁節段對接前，按照設計預先抬高安裝標高，以消除吊杆 在主梁自重作用下的彈性伸長及伸長量間的差異，通過反覆調整永久 吊杆以及臨時吊杆的張拉力和伸長量至節段空間坐標達到設計要求。
權利要求
1、一種鋼箱梁拱橋曲線鋼箱梁精確調整定位方法，其特徵在於先使鋼箱梁中心節段初步就位，安裝並張拉外側永久吊杆和臨時吊杆，並調整外側永久吊杆和臨時吊杆的長度以確定該節段的空中位置，其後分別使緊鄰該節段兩側的節段準確就位，安裝並張拉外側永久吊杆臨時吊杆，調整外側永久吊杆和臨時吊杆的長度以確定該節段的空中準確位置，並與先前已就位的中心節段做臨時連接；其後使用相同方法使其餘鋼箱梁節段依次準確就位，並與相鄰已就位節段做臨時連接；待所有節段就位並做臨時連接後，通過調整外側永久吊杆和臨時吊杆的長度分別對全部節段做精確調整，使鋼箱梁符合設計線形，之後對各相鄰節段進行焊接。
2、 如權利要求1所述的一種鋼箱梁拱橋曲線鋼箱梁精確調整定 位方法，其特徵在於先分別使鋼箱梁的多個相鄰節段就位，分別安裝 並張拉外側永久吊杆臨時吊杆，並調整外側永久吊杆和臨時吊杆的長 度以確定這些節段的準確空中位置，將這些節段做臨時連接，調整外 側永久吊杆和臨時吊杆的長度使這些節段相對位置精確對位之後，進 行焊接，使其成為一個大型節段。
3、 如權利要求1所述的一種鋼箱梁拱橋曲線鋼箱梁精確調整定 位方法，其所述的臨時吊杆上端連接於橋梁一側拱上，臨時吊杆下端 連接於橋梁對側箱梁邊緣上，呈"X"形交叉布置。
4、 如權利要求1所述的一種鋼箱梁拱橋曲線鋼箱梁精確調整定 位方法，其所述的臨時吊杆調節方法是依靠臨時吊杆下端設置的調節 螺杆實現長度調節。
5、 如權利要求1所述的一種鋼箱梁拱橋曲線鋼箱梁精確調整定 位方法，其所述的永久吊杆調節方法是依靠永久吊杆上端設置的張拉千斤頂實現長度調節。
全文摘要
本發明公開了一種鋼箱梁拱橋曲線鋼箱梁精確調整定位方法，通過準確調整連接拱肋(2)與鋼箱梁節段(1)邊緣的外側永久吊杆(4)和臨時吊杆(3)的長度使鋼箱梁節段準確定位，並臨時連接鋼箱梁各節段；待所有節段全部就位並臨時連接後，通過精確調整外側永久吊杆(4)和臨時吊杆(3)的長度，使鋼箱梁整體線形符合設計要求，之後完成焊接。本發明有效解決了鋼箱梁拱橋曲線鋼箱梁空間定位這一技術難題，並且操作方便，效果顯著，使該橋梁鋼箱梁施工線形完全符合設計要求。
文檔編號E01D21/00GK101446071SQ20081014810
公開日2009年6月3日 申請日期2008年12月30日 優先權日2008年12月30日
發明者卿三惠, 張明書, 李友明, 李朝永, 王廣鍾, 郜小群 申請人:中鐵二局股份有限公司;中鐵二局第五工程有限公司