专利名称：一种应用于自锚式悬索桥的钢箱梁架设方法
技术领域：
本发明属于桥梁工程领域，尤其涉及一种应用于自锚式悬索桥的钢箱梁架设方法。
背景技术：
随着国民经济的发展、建桥技术的进步，国内桥梁结构用钢的性能提高，由于钢箱梁的自重较混凝土梁轻，在国内大跨径斜拉桥、悬索桥建设中采用钢箱梁也越来越多。随着城市路网建设进一步完善，景观效果较好的桥型也越来越多地被采用，如自锚式悬索桥、拱桥、矮塔斜拉桥等。钢箱梁的架设方式因桥梁结构形式、桥址地形条件、航运条件、运输条件等的不同而各异。
1、支架架设法，在施工支架上(满堂支架、多点临时墩结合贝雷梁)直接拼装钢箱梁。该方法适用于河岸、河滩、浅水及通航等级不高的河槽，且钢箱梁运输场地要易于布置。
2、临时墩整体吊拼法，利用多点临时墩，使钢箱梁本身形成多跨连续梁，需要大型运输和起吊设备将梁段整体吊运、拼接。该方法必须在运输条件好、有大型运输和起吊设备的情况下才能实施。日本、韩国的部分自锚式悬索桥有采用此种施工方法。
3、斜拉悬臂拼装法，在斜拉桥建设中常用的方法，利用斜拉索将钢箱梁逐段吊扣在桥塔上，形成斜拉结构，在斜拉桥架设过程的悬臂钢箱梁前端设吊机，将下方运梁驳船上的钢箱梁垂直起吊到位后进行拼装。德国曾采用此法施工过一座自锚式悬索桥。
4、缆载吊机架设法，在大跨径悬索桥建设中常用的方法，先架设主缆，再通过主缆上的缆载吊机，将下方运梁驳船上的钢箱梁垂直起吊到位后进行拼装。
对于采用钢箱梁结构的桥梁，若其跨越的是较繁忙且航运等级高的河道，则钢箱梁的架设工艺会受到较大限制。首先，由于河道航运的繁忙，采用搭设施工支架直接拼装钢箱梁的支架架设法不可行；其次，由于国内缺乏大型运输和起吊设备，航运繁忙的河道又不宜进行封闭，因此采用临时墩整体吊拼法进行钢箱梁的架设也存在障碍；而斜拉悬臂拼装法要从运梁驳船上起吊钢箱梁进行拼装，因此架设过程对河道的通航安全影响很大，河岸边的钢箱梁架设也不方便，并且此法要先形成斜拉桥，再在体系转换时形成悬索桥，因此也不适合自锚式悬索桥的架设；而最后一种缆载吊机架设法一般只适用于先架设主缆的大跨径悬索桥，且钢箱梁架设过程对河道的通航安全影响很大，河岸边的钢箱梁的架设需采用其它措施架设。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种施工简单、能够应用于跨越繁忙且航运等级高的河道的应用于自锚式悬索桥的钢箱梁架设方法。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为一种应用于自锚式悬索桥的钢箱梁架设方法，其特征在于步骤为(1)、在岸上或非通航区域设置钢箱梁支架，在钢箱梁支架上对钢箱梁进行分段预拼装；(2)、在悬索桥所跨越的河道内设置满足航道等级的钢箱梁临时墩；(3)、用顶推或拖曳的方法将预拼装好的钢箱梁向前推移，使钢箱梁从钢箱梁支架移到钢箱梁临时墩上，利用钢箱梁临时墩支撑；然后继续分段预拼装钢箱梁，连续顶推或拖曳，使分段预拼装好的钢箱梁向前推进，依次通过河道上的钢箱梁临时墩，直至到达河道对面的岸上。
所述分段预拼装钢箱梁时，在钢箱梁的前端设有用来便于钢箱梁与钢箱梁临时墩搭接的钢箱梁前导梁。
所述分段预拼装钢箱梁时，在钢箱梁内沿纵向设有纵隔板，所述纵隔板内部沿纵向设有纵向加劲板，沿横向间隔设有横向加劲板，在纵隔板与钢箱梁底板之间沿纵向铺设有钢箱钢板，钢箱钢板上沿纵向间隔设有横向短钢板。
所述架设河道内的钢箱梁临时墩时，在钢箱梁临时墩上设有滑道系统装置，滑道系统装置包括由上至下依次相连的滑板、钢垫梁和柔性支座，柔性支座装设于钢箱梁临时墩上，滑板用于与钢箱梁相连。
与现有技术相比，本发明的优点就在于1、本发明的应用于自锚式悬索桥的钢箱梁架设方法，钢箱梁的预拼装在非航道或岸上的支架上完成，不给航道的正常使用造成影响，同时只在航道内设置满足航道等级的临时墩即可，保证了航道的通畅，该施工方法对于在跨越繁忙且航运等级高的河道上架设钢箱梁尤为适用；2、本发明的应用于自锚式悬索桥的钢箱梁架设方法，利用顶推或拖曳的方法使钢箱梁依次在临时墩上前进，利用临时墩对钢箱梁进行支撑即可，这样就不需要再通过大型吊运设备或对航道进行封航后进行钢箱梁的吊装和架设，从而节省大量人力和成本，提高了钢箱梁架设的效率；3、本发明的应用于自锚式悬索桥的钢箱梁架设方法，对钢箱梁的内部结构作了适应性改进，增加了钢箱梁整体的刚度和钢箱梁底板的面外刚度，克服了钢箱梁底板的局部失稳问题，满足了钢箱梁连续滑行的要求；4、本发明的应用于自锚式悬索桥的钢箱梁架设方法，在临时墩上设有滑道系统装置，该装置能够适应钢箱梁底在钢箱梁悬空推进过程中的转角变形，保证了该装置中的滑板面与钢箱梁底的接触面积，克服了钢箱梁底在顶推滑行中的局部脱空问题，降低了梁底的压应力，避免出现应力集中。
图1是本发明钢箱梁架设方法的原理示意图；图2是本发明中钢箱梁的结构示意图；图3是本发明中滑道系统装置的结构示意图；图4是本发明钢箱梁内纵梁的结构示意图。
图例说明1、钢箱梁支架2、钢箱梁3、钢箱梁临时墩 6、钢箱梁前导梁7、纵梁 71、纵向加劲板72、横向加劲板 8、钢箱钢板9、滑道系统装置 91、柔性支座92、钢垫梁 93、滑板94、纵向分配梁 95、横向分配梁10、横向短钢板具体实施方式
以下将结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
如图1所示，本发明应用于自锚式悬索桥的钢箱梁架设方法，其步骤为(1)、在岸上或非通航区域设置钢箱梁支架1，在钢箱梁支架1上对钢箱梁2进行分段预拼装；(2)、在悬索桥所跨越的河道内设置满足航道等级的钢箱梁临时墩3；(3)、用顶推或拖曳的方法将预拼装好的钢箱梁2向前推移，使钢箱梁2从钢箱梁支架1移到钢箱梁临时墩3上，利用钢箱梁临时墩3支撑；然后继续分段预拼装钢箱梁2，连续顶推或拖曳，使分段预拼装好的钢箱梁2向前推进，依次通过河道上的钢箱梁临时墩3，直至到达河道对面的岸上。
参见图2和图3所示，在较佳实施例中，当分段预拼装钢箱梁2时，在钢箱梁2的前端设有用来便于钢箱梁2与钢箱梁临时墩3搭接的钢箱梁前导梁6。钢箱梁前导梁6作为临时构件，可以提高钢箱梁2跨越能力，减少钢箱梁临时墩3数量，降低施工费用。当分段预拼装钢箱梁时，在钢箱梁2内沿纵向设有纵隔板7，纵隔板7内部沿纵向设有纵向加劲板71，沿横向间隔设有横向加劲板72，在纵隔板7与钢箱梁底板之间沿纵向铺设有钢箱钢板8，钢箱钢板8上沿纵向间隔设有横向短钢板10。钢箱钢板8和横向短钢板10主要加强钢梁2底板，防止在顶推过程中钢箱梁2转动变形引起的钢箱梁2底板局部失稳。其中，纵隔板7设置的数量取决于其在横向布置上的间距，纵隔板7横向布置的适当间距可以减小钢箱梁2顶推过程中的横向变形和横向受力。纵向加劲板71和横向加劲板72为正交异性板，纵隔板7通过其内部的正交异性板对自身加强，以提高纵隔板7的稳定性。横向短钢板10可以加强钢箱梁2底板的面外刚度，防止底板局部失稳，满足钢箱梁连续滑行的需要。
由于钢结构的纵向刚度较小，在钢箱梁2顶推过程中悬臂长度超过一定范围后，梁的挠度迅速增大，支座处转角也增大，支座与梁的接触面积迅速减小，梁底局部应力迅速增高，梁的局部稳定问题突出。传统的滑道系统主要起支撑钢箱梁2、减少钢箱梁2滑动时摩阻力作用。参见图4所示，在较佳实施例中，当架设河道内的钢箱梁临时墩3时，在钢箱梁临时墩3上设有滑道系统装置9，滑道系统装置9还需适应钢箱梁2在临时墩处转角变形、降低钢箱梁2梁底局部应力。滑道系统装置9包括由上至下依次相连的滑板93、钢垫梁92和柔性支座91，柔性支座91装设于钢箱梁临时墩3上，滑板93用于与钢箱梁2相连。滑道系统装置9由位于临时墩3上的纵向分配梁94和横向分配梁95进行支撑，该系统能够适应梁底的转角变形，保证该装置中四氟滑板93与梁的接触面积，降低梁底压应力。本发明利用柔性支座91自身的变形来适应梁的转动，通过实验发现，柔性支座91的强度、弹性模量和变形能力是滑道系统装置成败的主要控制性因素。
权利要求
1.一种应用于自锚式悬索桥的钢箱梁架设方法，其特征在于步骤为(1)、在岸上或非通航区域设置钢箱梁支架(1)，在钢箱梁支架上(1)对钢箱梁(2)进行分段预拼装；(2)、在悬索桥所跨越的河道内设置满足航道等级的钢箱梁临时墩(3)；(3)、用顶推或拖曳的方法将预拼装好的钢箱梁(2)向前推移，使钢箱梁(2)从钢箱梁支架(1)移到钢箱梁临时墩(3)上，利用钢箱梁临时墩(3)支撑；然后继续分段预拼装钢箱梁(2)，连续顶推或拖曳，使分段预拼装好的钢箱梁(2)向前推进，依次通过河道上的钢箱梁临时墩(3)，直至到达河道对面的岸上。
2.根据权利要求1所述的应用于自锚式悬索桥的钢箱梁架设方法，其特征在于所述分段预拼装钢箱梁时，在钢箱梁(2)的前端设有用来便于钢箱梁(2)与钢箱梁临时墩(3)搭接的钢箱梁前导梁(6)。
3.根据权利要求1或2所述的应用于自锚式悬索桥的钢箱梁架设方法，其特征在于所述分段预拼装钢箱梁时，在钢箱梁(2)内沿纵向设有纵隔板(7)，所述纵隔板(7)内部沿纵向设有纵向加劲板(71)，沿横向间隔设有横向加劲板(72)，在纵隔板(7)与钢箱梁底板之间沿纵向铺设有钢箱钢板(8)，钢箱钢板(8)上沿纵向间隔设有横向短钢板(10)。
4.根据权利要求1或2所述的应用于自锚式悬索桥的钢箱梁架设方法，其特征在于所述架设河道内的钢箱梁临时墩(3)时，在钢箱梁临时墩(3)上设有滑道系统装置(9)，滑道系统装置(9)包括由上至下依次相连的滑板(93)、钢垫梁(92)和柔性支座(91)，柔性支座(91)装设于钢箱梁临时墩(3)上，滑板(93)用于与钢箱梁(2)相连。
5.根据权利要求3所述的应用于自锚式悬索桥的钢箱梁架设方法，其特征在于所述架设河道内的钢箱梁临时墩(3)时，在钢箱梁临时墩(3)上设有滑道系统装置(9)，滑道系统装置(9)包括由上至下依次相连的滑板(93)、钢垫梁(92)和柔性支座(91)，柔性支座(91)装设于钢箱梁临时墩(3)上，滑板(93)用于与钢箱梁(2)相连。
全文摘要
本发明公开了一种应用于自锚式悬索桥的钢箱梁架设方法，其步骤为(1)在岸上或非通航区域设置钢箱梁支架，在钢箱梁支架上对钢箱梁进行分段预拼装；(2)在悬索桥所跨越的河道内设置满足航道等级的钢箱梁临时墩；(3)用顶推或拖曳的方法将预拼装好的钢箱梁向前推移，使钢箱梁从钢箱梁支架移到钢箱梁临时墩上，利用钢箱梁临时墩支撑；然后继续分段预拼装钢箱梁，连续顶推或拖曳，使分段预拼装好的钢箱梁向前推进，依次通过河道上的钢箱梁临时墩，直至到达河道对面的岸上。本发明是一种施工简单、能够应用于跨越繁忙且航运等级高的河道的应用于自锚式悬索桥的钢箱梁架设方法。
文档编号E01D21/00GK101078198SQ20071003527
公开日2007年11月28日 申请日期2007年7月4日 优先权日2007年7月4日
发明者胡建华, 向建军, 刘榕, 杨沪湘, 王甜, 戴小冬 申请人:湖南省交通规划勘察设计院