一种多联多跨连续钢桁梁桥及其施工方法
【专利摘要】本发明涉及一种多联多跨连续钢桁梁桥及其施工方法，其包括首尾连接成一排的多个变高桁架，其上部和下部分别连接有上平纵联和桥面，桥面的下端面固定连接有多个桥墩。其施工方法，包括前期工作、修建桥墩、搭设顶推拼装平台、顶推变高桁架、悬拼变高桁架、铺设员工走道、清场并完工。本发明的有益效果是：变高桁架结构，受力合理且降低了用钢量；整体和拼装式节点混用结构，拼装简单；采用多片主桁结构使横向受力合理；利用主桁构件之间的空隙布置员工走道及避车台，有效减小桁宽，节省了用钢量；采用多联同步顶推和悬拼结合的施工方式，拼装新联不会影响已拼装完毕的旧联的顶推进程，减少了顶推质量，降低了同步难度，提高了效率，节约了成本。
【专利说明】一种多联多跨连续钢桁梁桥及其施工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及桥梁工程【技术领域】，尤其涉及多联多跨连续钢桁梁桥及其施工方法。
【背景技术】
[0002]钢桁梁桥可以看作是将实腹的钢板梁桥按照一定规则空腹化的结构形式，结构整体上为梁的受力方式，即主要承受弯矩和剪力的结构。钢桁梁桥由桁架杆件组成，钢桁梁桥以受弯和受剪为主，但具体到每根桁架杆件则主要承受轴向力。与实腹梁相比是用稀疏的腹杆代替整体的腹板，从而节省钢材和减轻结构自重，又由于腹杆钢材用量比实腹梁的腹板有所减少，钢桁梁可做成较大高度，从而具有较大的刚度及更大的跨越能力。但是，钢桁梁的杆件和节点较多，构造较为复杂，制造较为费工。
[0003]在实际的工程建设中，一些跨度较大、交通线路较为集中的施工环境多采用多联多跨连续钢桁梁桥的建筑方式，其主桥结构一般多采用平行弦或下弦变高的桁架形式。平行弦桁架连续钢桁梁在跨度较大时受力不尽合理，通常中支点杆件板厚较厚，带来材料、焊接、探伤、疲劳等问题。下弦变高桁架形式受支点变高高度、通航净空、洪水位等因素综合控制，对通航等级较低的河流通常需要抬高桥面以不致使支座位置浸水，造成浪费。
[0004]在具体的施工方法上，对于多跨的钢桁桥梁的施工多采用多联顶推的方式，其施工步骤如下:1、在桥梁的一端或者两端的桥墩上搭设拼装平台并进行拼装；2、首先在平台上拼出固定长度的桁架，然后将桁架顶推至平台前方，再依次拼出相同长度的桁架接续在已完成的桁架上，每拼出一段固定长度的桁架，就将已接续好的整个桁架向前移动相同长度，直至所有桁架拼装完毕；3、将上述一个顶推的多个桁架进固定连接为一个可以顶推的多桁架整体，之后用顶推装置将多桁架整体顶推到预定的位置；4、重复步骤2-3，直至桁架架设完毕。多跨桁梁顶推的施工方法，拼装新联的过程会影响已拼装完毕的旧联的顶推进程，同时一次顶推所带动的质量越来越大，且多个桁架在连成一体顶推时同步难度较大，拼装效率不高。
[0005]因此，针对以上不足，本发明提供了多联多跨连续钢桁桥梁及其施工方法。
【发明内容】
[0006](一)要解决的技术问题
[0007]本发明的目的是解决现有的连续钢桁梁桥对材料和焊接工艺要求较高，容易出现探伤和疲劳；拼装困难，桥宽大，通行线少；对通航等级较低的河流通常需要抬高桥面；顶推质量大，顶推同步难度大，钢梁架设效率低的问题。
[0008](二)技术方案
[0009]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种多联多跨连续钢桁梁桥，包括多个变高桁架，所述多个变高桁架首尾连接成一排，所述多个连成一排的变高桁架的上部和下部分别连接有上平纵联和桥面，所述桥面的下端面固定连接有多个桥墩；所述变高桁架包括至少三个平行的主桁构件，所述各变高桁架的主桁构件的上端和下端分别固定连接在上平纵联上和桥面上。
[0010]所述主桁构件包括弧形上弦杆和位于上弦杆下方的下弦杆，所述弧形上弦杆和下弦杆之间平行设置有多根与下弦杆垂直的竖杆，所述相邻的竖杆之间斜接有斜杆，所述斜杆的两端分别固定连接在弧形上弦杆和下弦杆的节点位置。
[0011]位于梁桥两端的两个变高桁架的外侧分别安装有桥门梁。
[0012]在每联变高桁架中，所述弧形上弦杆优选为二次抛物线型结构，各主桁构件上的竖杆的高度由中心向两端依次减少。
[0013]所述任意相邻的两个主桁构件上居中设有多个加固横撑，所述多个加固横撑分别固定安装在相邻主桁构件相向的竖杆之间。
[0014]所述任意相邻的两个主桁构件之间布设有两条平行的轨道线，所述两条平行的轨道线的外侧靠近主桁构件处分别布设有员工走道；所述员工走道沿纵向均匀分布有多个避让平台。
[0015]一种多联多跨连续钢桁梁桥的施工方法，包括如下步骤:
[0016]S1、前期工作:布置和划分施工场地，在线路沿线上游侧修建泥结碎石施工便道，在跨越河槽及河槽区段下游侧修建施工栈桥，施工栈桥在两岸陆地上与施工便道相接；
[0017]S2:修建桥壤:建造钢管粧基，之后在钢管粧基的基础上焊接桥壤钢筋笼，用水泥浇筑钢筋笼成型即为桥墩，在桥墩的上部架设墩旁托架，所述顶推部分的墩旁托架上设置有墩顶滑道；
[0018]S3:搭设顶推拼装平台:沿左侧的多个桥墩架设运输栈桥，所述运输栈桥上设置龙门吊机走道，所述龙门吊机走道上设有两个顶推龙门走吊，在最左侧的桥墩旁架设与所述两个顶推龙门走吊配合使用的顶推拼装平台；
[0019]S4:顶推变高桁架:首先利用顶推龙门走吊在顶推拼装平台上拼装一联变高桁架，然后将此联变高桁架沿墩顶滑道由左至右推动直至其移出拼装平台范围，在拼装平台上进行下一联变高桁架的拼装，同时此联变高桁架继续向前顶推，直至到达指定桥墩位置；如此反复直至所有顶推部分的变高桁架架设完成；
[0020]S5:悬拼变高桁架:顶推变高桁架进行的同时，在右侧悬拼桥墩的墩旁托架上利用悬拼龙门走吊进行变高桁架的悬拼，其拼接顺序为由中间向两端依次拼装杆件直至本联拼装完毕；之后移动悬拼龙门走吊至下一联对应桥墩，顺次拼装；
[0021]S6:铺设员工走道:在所述两条纵梁的两侧安装员工走道，在员工走道外侧沿纵向安装多个避让平台；
[0022]S7:清场并完工:拆除临时搭建的运输栈桥、拼装平台、墩旁托架，安装轨道设备，完成梁桥建设。
[0023]其中，所述步骤S4中在拼装变高桁架时，所述下弦杆的至少两个分散的节点处用滑块抄垫，其余节点用钢垫抄垫。
[0024]所述步骤S4中变高桁架的位于两侧的主桁构件的外侧锚固有顶推千斤顶，所述墩顶走道上设置有与顶推千斤顶配合使用的反力座。
[0025]所述步骤S3中龙门吊机走道顶高程与施工栈桥的走道顶高程相同。
[0026](三)有益效果
[0027]本发明的上述技术方案具有如下优点:采用变高度曲弦形式的变高桁架结构，受力合理且降低了用钢量；结构上为整体一拼装式节点混用，下弦采用整体节点形式与桥面形成一体式结构，上弦采用拼装式节点便于上弦曲线的连接处理，解决了曲弦桁架整体节点形式的拼装困难；在横向布置上利用主桁杆件之间的空隙布置员工走道及避车台，有效减小桁宽，节省了用钢量；采用多联同步顶推和悬推结合的施工方式，使拼装新联不会影响已拼装完毕的旧联的顶推进程，减少了顶推质量，降低了同步难度，提高了效率，节约了成本；其中一联一顶推，施工速度快、大临设施少，解决了大桥建设工期紧张的问题又节约了施工费用。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1是本发明所述的多联多跨连续钢桁梁桥的结构图；
[0029]图2是本发明所述的多联多跨连续钢桁梁桥的A-A剖视图；
[0030]图3是本发明所述的多联多跨连续钢桁梁桥的B-B剖视图；
[0031]图4是本发明所述的多联多跨连续钢桁梁桥的C-C剖视图；
[0032]图5是本发明所述的变高桁架的结构图；
[0033]图6是本发明所述的多联多跨连续钢桁梁桥的施工方法第一示意图；
[0034]图7是本发明所述的多联多跨连续钢桁梁桥的施工方法的第二示意图；
[0035]图8是本发明所述的多联多跨连续钢桁梁桥的施工方法的第三示意图；
[0036]图9是本发明所述的多联多跨连续钢桁梁桥的施工方法的第四示意图；
[0037]图10是本发明所述的多联多跨连续钢桁梁桥的施工方法的第五示意图；
[0038]图11是本发明所述的多联多跨连续钢桁梁桥的施工方法的第六示意图。
[0039]图中:1:上弦杆；2:下弦杆；3:竖杆；4:斜杆；5:桥门梁；6:加固横撑；7:上平纵联；8:员工走道；9:轨道线；10:桥面；11:桥墩；12:悬拼龙门走吊；13:顶推拼装平台；14:顶推龙门走吊。
【具体实施方式】
[0040]下面结合附图和实施例对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0041]如图1-5所示，本发明实施例提供了一种多联多跨连续钢桁梁桥，包括多个变高桁架，所述多个变高桁架首尾连接成一排，所述多个连成一排的变高桁架的上部和下部分别连接有上平纵联7和桥面10，所述桥面10的下端面固定连接有多个桥墩11，优选的，所述每一个变高桁架的下端面的两侧和中间分别固定有一个桥墩11 ;所述变高桁架包括至少三个平行的主桁构件，所述各变主桁构件的上端和下端分别固定连接在上平纵联7和桥面10上。
[0042]所述主桁构件包括弧形上弦杆I和位于上弦杆I下方的下弦杆2，所述弧形上弦杆I和下弦杆2之间平行设置有多根与下弦杆垂直的竖杆3，所述相邻的竖杆3之间斜接有斜杆4，所述斜杆4的两端分别固定连接在弧形上弦杆I和下弦杆2的节点位置，所述多个连续的斜杆4形成M型结构；所述上平纵联7的弧度和弧形上弦杆I的弧度保持一致。
[0043]其中，位于梁桥两端的两个变高桁架的外侧分别安装有桥门梁5，所述桥门梁5用于加固梁桥两端的结构，增强梁桥使用寿命。
[0044]在每联变高桁架中，所述弧形上弦杆I优选为二次抛物线型结构，各主桁构件上的竖杆3的高度由中心向两端依次减少，所述竖杆3的高度的减少的幅度同上弦杆I的弧形变化相一致。
[0045]如图2所示，所述任意相邻的两个主桁构件上居中设有多个加固横撑6，所述多个加固横撑6分别固定安装在相邻主桁构件相向的竖杆之间；如图3所示，所述不同部位的加固横撑6的结构可根据桥梁的不同承载量有所调整；所述加固横撑6用于增强相邻的变高桁架的稳固性。
[0046]所述任意相邻的两个主桁构件之间布设有两条平行的轨道线9，所述两条平行的轨道线9的外侧靠近主桁构件处分别布设有员工走道8 ;所述员工走道8上沿纵向均匀分布有多个避让平台，所述员工走道8合理的利用了主桁构件的空隙，有效减少桁宽，节省了用钢量。
[0047]所述桥梁为整体一拼装式节点混用，下弦采用整体节点形式与桥面形成一体式结构，上弦采用拼装式节点便于上弦曲线的连接处理，解决了曲弦桁架整体节点形式的拼装困难的问题。
[0048]如图6-11所述，本发明还提供了一种多联多跨连续钢桁梁桥的施工方法，包括如下步骤:
[0049]S1、前期工作:布置和划分施工场地，在线路沿线上游侧修建泥结碎石施工便道，在跨越河槽及河槽区段下游侧修建施工栈桥，施工栈桥在两岸陆地上与施工便道相接；
[0050]S2:修建桥壤:建造钢管粧基，之后在钢管粧基的基础上焊接桥壤钢筋笼，用水泥浇筑钢筋笼成型即为桥墩11，在桥墩11的上部架设墩旁托架，所述顶推部分的墩旁托架上设置有墩顶滑道；
[0051]S3:搭设顶推拼装平台:沿左侧的多个桥墩架设运输栈桥，所述运输栈桥上设置龙门吊机走道，所述龙门吊机走道上设有两个顶推龙门走吊14，在最左侧的桥墩11旁架设与所述两个顶推龙门走吊14配合使用的顶推拼装平台；
[0052]S4:顶推变高桁架:首先利用顶推龙门走吊14在顶推拼装平台上拼装一联变高桁架，然后将此联变高桁架沿墩顶滑道由左至右推动直至其移出拼装平台范围，在顶推拼装平台13上进行下一联变高桁架的拼装，同时此联变高桁架继续向前顶推，直至到达指定桥墩11位置；如此反复直至所有顶推部分的变高桁架架设完成；
[0053]S5:悬拼变高桁架:顶推变高桁架进行的同时，在右侧悬拼桥墩11的墩旁托架上利用悬拼龙门走吊12进行变高桁架的悬拼，其拼接顺序为由中间向两端依次拼装杆件直至本联拼装完毕；之后移动悬拼龙门走吊12至下一联对应桥墩11，顺次拼装；
[0054]S6:铺设员工走道:在所述两条纵梁的两侧安装员工走道8，在员工走道外侧沿纵向安装多个避让平台；
[0055]S7:清场并完工:拆除临时搭建的运输栈桥、拼装平台、墩旁托架，安装轨道设备，完成梁桥建设。
[0056]所述步骤S4中在拼装变高桁架时，所述下弦杆的至少两个分散的节点处用滑块抄垫，其余节点用钢垫抄垫；拼装完毕后，起顶变高桁架，移出各钢垫抄垫，通过滑块抄垫进行顶推。
[0057]所述步骤S4中变高桁架的位于两侧的主桁构件的外侧锚固有顶推千斤顶，所述墩顶走道上设置有与顶推千斤顶配合使用的反力座；顶推时，千斤顶跟随变高桁架一起滑移，每顶推一孔后，将前端反力座移至下一个墩顶，继续顶推。
[0058]所述步骤S3中龙门吊机走道顶高程与施工栈桥的走道顶高程相同。
[0059]所述多联同步顶推和悬拼结合的施工方法，解决了现有技术钢桁梁顶推所造成的拼装下一段会影响已拼装完毕的部分桁架的顶推进程:已拼装好的桁架需要放置在平台的一侧，以等待其他未拼装出的桁架完工后，才能一起继续顶推；其一联一顶推，多联同步顶推的方法，提高了拼装平台的使用率，且提高了顶推的效率，同时每次顶推一联，既减小了顶推质量，又解决了多联顶推时同步困难的问题，提高了顶推的效率，节约了成本；减少了大临设施，既解决了大桥建设工期紧张的问题又节约了施工费用。
[0060]以上所述仅是本发明的一种优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种多联多跨连续钢桁梁桥，其特征在于:包括多个变高桁架，所述多个变高桁架首尾连接成一排，所述多个连成一排的变高桁架的上部和下部分别连接有上平纵联和桥面，所述桥面的下端面固定连接有多个桥墩；所述变高桁架包括至少三个平行的主桁构件，所述各变高桁架的主桁构件的上端和下端分别固定连接在上平纵联上和桥面上。
2.根据权利要求1所述的多联多跨连续钢桁梁桥，其特征在于:所述主桁构件包括弧形上弦杆和位于上弦杆下方的下弦杆，所述弧形上弦杆和下弦杆之间平行设置有多根与下弦杆垂直的竖杆，所述相邻的竖杆之间斜接有斜杆，所述斜杆的两端分别固定连接在弧形上弦杆和下弦杆的节点位置。
3.根据权利要求1所述的多联多跨连续钢桁梁桥，其特征在于:位于梁桥两端的两个变高桁架的外侧分别安装有桥门梁。
4.根据权利要求2所述的多联多跨连续钢桁梁桥，其特征在于:在每联变高桁架中，所述弧形上弦杆优选为二次抛物线型结构，各主桁构件上的竖杆的高度由中心向两端依次减少。
5.根据权利要求4所述的多联多跨连续钢桁梁桥，其特征在于:所述任意相邻的两个主桁构件上居中设有多个加固横撑，所述多个加固横撑分别固定安装在相邻主桁构件相向的竖杆之间。
6.根据权利要求3所述的多联多跨连续钢桁梁桥，其特征在于:所述任意相邻的两个主桁构件之间布设有两条平行的轨道线，所述两条平行的轨道线的外侧靠近主桁构件处分别布设有员工走道；所述员工走道沿纵向均匀分布有多个避让平台。
7.一种多联多跨连续钢桁梁桥的施工方法，其特征在于，包括如下步骤: S1、前期工作:布置和划分施工场地，在线路沿线上游侧修建泥结碎石施工便道，在跨越河槽及河槽区段下游侧修建施工栈桥，施工栈桥在两岸陆地上与施工便道相接； 52:修建桥墩:建造钢管桩基，之后在钢管桩基的基础上焊接桥墩钢筋笼，用水泥浇筑钢筋笼成型即为桥墩，在桥墩的上部架设墩旁托架，所述顶推部分的墩旁托架上设置有墩顶滑道； 53:搭设顶推拼装平台:沿左侧的多个桥墩架设运输栈桥，所述运输栈桥上设置龙门吊机走道，所述龙门吊机走道上设有两个顶推龙门走吊，在最左侧的桥墩旁架设与所述两个顶推龙门走吊配合使用的顶推拼装平台； 54:顶推变高桁架:首先利用顶推龙门走吊在顶推拼装平台上拼装一联变高桁架，然后将此联变高桁架沿墩顶滑道由左至右推动直至其移出拼装平台范围，在拼装平台上进行下一联变高桁架的拼装，同时此联变高桁架继续向前顶推，直至到达指定桥墩位置；如此反复直至所有顶推部分的变高桁架架设完成； 55:悬拼变高桁架:顶推变高桁架进行的同时，在右侧悬拼桥墩的墩旁托架上悬拼利用龙门走吊进行变高桁架的悬拼，其拼接顺序为由中间向两端依次拼装杆件直至本联拼装完毕；之后移动悬拼龙门走吊至下一联对应桥墩，顺次拼装； 56:铺设员工走道:在所述两条纵梁的两侧安装员工走道，在员工走道外侧沿纵向安装多个避让平台； 57:清场并完工:拆除临时搭建的运输栈桥、拼装平台、墩旁托架，安装轨道设备，完成梁桥建设。
8.根据权利要求8所述的多联变高连续钢桁梁桥的施工方法，其特征在于:所述步骤S4中在拼装变高桁架时，所述下弦杆的至少两个分散的节点处用滑块抄垫，其余节点用钢垫抄垫。
9.根据权利要求8所述的多联变高连续钢桁梁桥的施工方法，其特征在于:所述步骤S4中变高桁架的位于两侧的主桁构件的外侧锚固有顶推千斤顶，所述墩顶走道上设置有与顶推千斤顶配合使用的反力座。
10.根据权利要求8所述的多联变高连续钢桁梁桥的施工方法，其特征在于:所述步骤S3中龙门吊机走道顶高程与施工栈桥的走道顶高程相同。
【文档编号】E01D6/00GK104328734SQ201310309392
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2013年7月22日 优先权日:2013年7月22日
【发明者】徐升桥, 金令, 邱柏初, 李国强, 陈进昌, 彭岚平, 赵博, 冯祁, 邹永伟, 张崇斌, 冯凯, 梅山, 檀维超 申请人:中铁工程设计咨询集团有限公司