专利名称：大跨度柔性拱拱脚合龙施工方法
技术领域：
本发明涉及的是大跨度钢桁梁柔性拱带拱顶推一拱脚合龙施工方法，主要用于大跨度柔性拱在拱脚位置进行合龙，属于桥梁钢结构技术领域。
背景技术：
钢桁梁柔性拱桥作为大跨度铁路桥的一种结构形式，具有竖向刚度大，结构受力明确，设计新颖，建筑造型美观等优点，被应用在一些跨越公路、铁路、河流的桥梁中。目前大跨度柔性拱多为在拱顶预留合龙口，在拱顶实现柔性拱合龙。本柔性拱肋采用圆曲线，矢高45m，矢跨比为1/4. 5。拱肋采用箱型截面，杆件内高1460 1860_，内宽1100mm。拱肋之间设有纵向平联，交叉布置。吊杆采用箱型截面，杆件内宽800mm，内高1100mm，与主桁节点采用四面对接的方式连接，全桥共设置15对吊杆。由于高速公路不能全封闭施工，且桥梁与高速公路小角度斜交等特殊地形条件，无法在道路中间设置临时墩。通过对吊索塔架双向辅助悬拼、临时墩双向辅助悬拼以及钢桁梁多点顶推架设方案的综合评价，都需要在高速公路上方安装柔性拱，施工难度大，安全风险高，涉路施工安全防护复杂多变，难以保证高速公路的运营安全。经过充分论证，选定钢桁梁带拱顶推——柔性拱拱脚合龙施工方法，既在拼装支架上安装一个轮次的钢桁梁，将一个轮次的钢桁梁顶推前移，每顶推前进一个轮次，在后部拼装支架上继续下一轮次的拼装作业，如此循环，直至钢桁梁拱脚处到达临时墩支架上方。在钢桁梁上弦杆安装架梁吊机，采用单向退步法，先安装吊杆，再安装柔性拱临时支撑，最后安装拱肋的架设顺序，直至柔性拱架设至剩余最后一个拱节间时，预留拱脚合龙口。利用竖向千斤顶在边跨主墩上起顶钢桁梁，缩小合龙口开口值，纠正合龙口的横向偏移，以实现在拱脚处无应力合龙。
发明内容
本发明的目的在于提供一种大跨度柔性拱拱脚合龙施工方法，实现在高速公路运营限界外架设柔性拱，并在拱脚位置实现柔性拱无应力合龙，解决了在高速公路上方架设柔性拱的施工难题。本发明解决技术问题提供如下方案
一种大跨度柔性拱拱脚合龙施工方法，包括有以下施工步骤
(I )、当钢桁梁拱脚顶推至临时墩支架上方时，在钢桁梁上弦杆安装架梁吊机；
(2)、当架梁吊机安装调试后，自行行驶至拱脚位置，开始架设柔性拱杆件，架梁吊机采用单向退步法，先安装吊杆，再安装柔性拱临时支撑，最后安装拱肋的架设顺序；
(3)、重复步骤(2)，直至柔性拱架设至剩余最后一个拱节间时，预留拱脚合龙口；
(4)、利用有限元分析软件对合龙口状态进行模拟计算，软件分析结果与合龙口实际测量结果基本吻合，但仍存在竖向偏差、横向偏差、纵向水平偏差；
(5)、通过有限元分析软件计算分析，利用竖向千斤顶，在合龙口下方竖向起顶钢桁梁，即可纠正合龙口的竖向偏差，需分两次进行起顶操作，第一次竖向起顶位移为竖向偏差的一半，此时合龙口竖向偏移减少，需使用全站仪准确定位，并使用钢尺校核测量结果，校核无误后，在钢桁梁后端进行第一次竖向起顶钢桁梁纵向水平偏差的一半，即可纠正合龙口的纵向水平偏差变减小；
(6)、然后在合龙口下方钢桁梁进行第二次起顶操作，将钢桁梁竖向起顶竖向偏差的另一半，即可完全纠正合龙口的竖向偏移，在钢桁梁后端也进行第二次起顶操作，将钢桁梁后端竖向起顶纵向水平偏差的另一半，即可完全纠正合龙口的纵向偏差，操作过程中，须使用全站仪准确定位，并使用钢尺校核测量结果；
(7)、然后在合龙口拱肋内置有横向千斤顶，横向千斤顶顶置合龙口拱肋进行横向纠偏，即可纠正合龙口横向偏差，由于竖向偏差、横向偏差、纵向水平偏差消除，可实现大跨度柔性拱在拱脚处无应力合龙。钢桁梁拱脚顶推至临时墩支架上方，所述临时墩支架为为减小钢桁梁最大悬臂长度，在高速公路运营限界外设置的临时支墩；所述钢桁梁拱脚顶推至临时墩支架上方为在拼装支架上安装一个轮次的钢桁梁，将一个轮次的钢桁梁顶推前移，每顶推前进一个轮次，在后部拼装支架上继续下一轮次的拼装作业，如此循环，直至钢桁梁拱脚处到达临时墩支架上方。柔性拱的架设采用单向退步法，所述单向退步法为先将一个拱节间的吊杆、临时支撑体系、拱肋、拱平联架设完毕、闭合后，架梁吊机后退一个节间进行后一个拱节间的架设方法。柔性拱架设，还包括柔性拱临时支撑体系的同步架设，即先安装吊杆和临时撑杆，再安装拱肋和拱肋平联；吊杆上下两端分别与拱肋和钢桁梁刚性连接，临时支撑体系与吊杆刚性连接。 预留合龙口，所述合龙口为最后一个拱节间的拱肋和拱平联都未安装时，最后一个拱节间的开口状态。本发明的优点
I、在高速公路运营限界外架设柔性拱，解决了在高速公路上方施工的技术难题，保证了高速公路的行车安全。2、在主墩起顶实现柔性拱拱脚合龙，起顶力和起顶位移值小，合龙作业操作简单，容易实现。3、充分利用已有的辅助设施来调整钢桁梁的线形，合龙口开口值可实现预控，化解了合龙技术复杂、精度要求高、高空作业难度大等技术难题。4、大跨度柔性拱拱脚合龙施工方法技术可行，安全可靠，经济合理，具有较大的推广价值。
图I本发明钢桁梁拱脚顶推至跨中临时墩时，开始架设柔性拱示意图。图2本发明实现柔性拱拱脚合龙示意图。
具体实施方式
参见附图，一种大跨度柔性拱拱脚合龙施工方法，包括有以下施工步骤
(I )、当钢桁梁拱脚顶推至临时墩支架上方时，在钢桁梁上弦杆安装架梁吊机；
(2)、当架梁吊机安装调试后，自行行驶至拱脚位置，开始架设柔性拱杆件，架梁吊机采用单向退步法，先安装吊杆，再安装柔性拱临时支撑，最后安装拱肋的架设顺序；
(3)、重复步骤(2)，直至柔性拱架设至剩余最后一个拱节间时，预留拱脚合龙口；
(4)、利用有限元分析软件对合龙口状态进行模拟计算，软件分析结果与合龙口实际测量结果基本吻合，但仍存在竖向偏差、横向偏差、纵向水平偏差；
(5)、通过有限元分析软件计算分析，利用竖向千斤顶，在合龙口下方竖向起顶钢桁梁，即可纠正合龙口的竖向偏差，需分两次进行起顶操作，第一次竖向起顶位移为竖向偏差的一半，此时合龙口竖向偏移减少，需使用全站仪准确定位，并使用钢尺校核测量结果，校核无误后，在钢桁梁后端进行第一次竖向起顶钢桁梁纵向水平偏差的一半，即可纠正合龙口的纵向水平偏差变减小；
(6)、然后在合龙口下方钢桁梁进行第二次起顶操作，将钢桁梁竖向起顶竖向偏差的另一半，即可完全纠正合龙口的竖向偏移，在钢桁梁后端也进行第二次起顶操作，将钢桁梁后端竖向起顶纵向水平偏差的另一半，即可完全纠正合龙口的纵向偏差，操作过程中，须使用全站仪准确定位，并使用钢尺校核测量结果；
(7)、然后在合龙口拱肋内置有横向千斤顶，横向千斤顶顶置合龙口拱肋进行横向纠偏，即可纠正合龙口横向偏差，由于竖向偏差、横向偏差、纵向水平偏差消除，可实现大跨度柔性拱在拱脚处无应力合龙。在边跨主墩I拼装场设置多跨拼装支架2，中跨主墩3及另一边跨主墩21处设置墩旁托架4，跨中设置一个临时墩支架5。为确保吊杆6及拱肋7在施工过程中的安全及稳定，在吊杆6纵横向之间设置临时支撑体系8。在拼装支架2上利用拢门吊机9安装一个轮次的钢桁梁10，并将这一个轮次的钢桁梁顶推前移，每顶推前进一个轮次，在后部拼装支架2上继续下一轮次的拼装作业，如此循环，直至钢桁梁拱脚11到达临时墩支架5上方，在钢桁梁10上弦杆安装回转吊机12。当架梁吊机12安装调试后，自行行驶至钢桁梁拱脚位置11，开始架设柔性拱杆件。架梁吊机12采用单向退步法，先安装吊杆6，再安装柔性拱临时支撑8，最后安装拱肋7的架设顺序；直至柔性拱架设至剩余最后一个拱节间时，预留拱脚合龙口 1权利要求
1. 一种大跨度柔性拱拱脚合龙施工方法，其特征在于包括有以下施工步骤 (I )、当钢桁梁拱脚顶推至临时墩支架上方时，在钢桁梁上弦杆安装架梁吊机； (2)、当架梁吊机安装调试后，自行行驶至拱脚位置，开始架设柔性拱杆件，架梁吊机采用单向退步法，先安装吊杆，再安装柔性拱临时支撑，最后安装拱肋的架设顺序； (3)、重复步骤(2)，直至柔性拱架设至剩余最后一个拱节间时，预留拱脚合龙口； (4)、利用有限元分析软件对合龙口状态进行模拟计算，软件分析结果与合龙口实际测量结果基本吻合，但仍存在竖向偏差、横向偏差、纵向水平偏差； (5)、通过有限元分析软件计算分析，利用竖向千斤顶，在合龙口下方竖向起顶钢桁梁，即可纠正合龙口的竖向偏差 ，需分两次进行起顶操作，第一次竖向起顶位移为竖向偏差的一半，此时合龙口竖向偏移减少，需使用全站仪准确定位，并使用钢尺校核测量结果，校核无误后，在钢桁梁后端进行第一次竖向起顶钢桁梁纵向水平偏差的一半，即可纠正合龙口的纵向水平偏差变减小； (6)、然后在合龙口下方钢桁梁进行第二次起顶操作，将钢桁梁竖向起顶竖向偏差的另一半，即可完全纠正合龙口的竖向偏移，在钢桁梁后端也进行第二次起顶操作，将钢桁梁后端竖向起顶纵向水平偏差的另一半，即可完全纠正合龙口的纵向偏差，操作过程中，须使用全站仪准确定位，并使用钢尺校核测量结果； (7)、然后在合龙口拱肋内置有横向千斤顶，横向千斤顶顶置合龙口拱肋进行横向纠偏，即可纠正合龙口横向偏差，由于竖向偏差、横向偏差、纵向水平偏差消除，可实现大跨度柔性拱在拱脚处无应力合龙。
全文摘要
本发明公开了一种大跨度柔性拱拱脚合龙施工方法，(1)当钢桁梁拱脚顶推至临时墩支架上方时，在钢桁梁上弦杆安装架梁吊机；(2)当架梁吊机安装调试后，自行行驶至拱脚位置，开始架设柔性拱杆件，架梁吊机采用单向退步法，先安装吊杆，再安装柔性拱临时支撑，最后安装拱肋的架设顺序；(3)重复步骤(2)，直至柔性拱架设至剩余最后一个拱节间时，预留拱脚合龙口；(4)利用有限元分析软件对合龙口状态进行模拟计算，软件分析结果与合龙口实际测量结果基本吻合，但仍存在竖向偏差、横向偏差、纵向水平偏差。本发明实现在高速公路运营限界外架设柔性拱，并在拱脚位置实现柔性拱无应力合龙，解决了在高速公路上方架设柔性拱的施工难题。
文档编号E01D21/06GK102619170SQ20121007400
公开日2012年8月1日 申请日期2012年3月20日 优先权日2012年3月20日
发明者宋进军, 开前正, 张庆发, 张时利, 张雪松, 方继, 李荣浩, 梁崇双, 魏清 申请人:中铁四局集团钢结构有限公司