一种多主桁钢桁梁结构的悬臂拼装施工方法与流程

本发明涉及桥梁施工技术领域，具体涉及一种多主桁钢桁梁结构的悬臂拼装施工方法。

背景技术：

为了充分利用宝贵的桥位资源，采用公铁合建方式的桥梁越来越多，其中钢桁梁结构可适应上下公路面、铁路面分层，是建设公铁两用桥的优选桥型。随着桥梁通行线路增多、设计荷载的增大，双层桥面宽度常达30米以上，再采用常规双主桁结构已不再适宜。此时可采用三主桁及以上的多主桁结构形式，减小桥面横向跨度。多主桁结构体系主要包括：边、中桁主桁杆件，上、下层桥面板，节点联结系等构件。主桁杆件之间通过高强度螺栓连接，桥面板与主桁杆件通过栓焊结合连接，即桥面板横梁腹板和主桁采用高强度螺栓连接，桥面板顶板和主桁采用焊接。目前我国已建成和在建的的多主桁桥梁包括天兴洲长江大桥、大胜关长江大桥、沪通长江大桥等，以上桥梁均采用3片主桁架。

常规双主桁结构钢桁梁的施工方法主要包括支架拼装、悬臂拼装以及顶推施工等，其中悬臂拼装最为常见。在墩顶或主塔柱设置临时支架，拼装0号段，之后两侧对称悬臂安装钢桁梁杆件。安装方式包括散件安装以及节段预先拼装完成后整体安装。散件安装对机械的要求低，便于运输、安装，具有更强的适应性。

多主桁结构也可采用以上三种施工方法。当采用悬臂拼装时，容易产生边、中桁高差。按照主梁悬臂拼装工艺，桥面板先和主桁栓接，所有桥面板均安装到位后，才开始进行桥面板正式焊接。焊接前，桥面板更接近于简支在边、中桁上，此时中桁承担左右两幅桥面板各一半的重量，边桁承担一幅桥面板一半重量。由于分担荷载不同，会在一个节间的边、中桁产生挠度差；另外，桥面吊机中支点支承在中桁上，两个边支点支承在边中桁中间，这也会造成边、中桁分担吊机自重存在差异，对增大边、中桁挠度差也有一定的影响。

悬臂拼装时，已安装节间的边、中桁高差形成的相对转角会对后续安装节间的边、中桁高差量成线性关系增加，从而使其不断累积。边、中桁高差影响结构线形，使桥面系横向发生错位，增大结构安装应力。

技术实现要素：

针对现有施工技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种多主桁钢桁梁结构的悬臂拼装施工方法，其能有效控制边、中桁高差在很小的范围内，保证桥面线形。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种多主桁结构钢桁梁的悬臂拼装施工方法，包括以下步骤：

s1，在第n节间边桁和第n节间中桁之间预安装第n节间桥面板；

s2，架设第n+1节间边桁；

s3，将第n节间桥面板与第n节间边桁和第n节间中桁固定连接；

s4，架设第n+1节间中桁；

s5，重复步骤s1～s4，悬臂拼装节间直至边跨上墩及中跨合龙；

其中，n为正整数。

在上述技术方案的基础上，所述在第n节间边桁和第n节间中桁上预安装第n节间桥面板，包括以下步骤：

所述第n节间桥面板的横梁腹板与第n节间边桁和第n节间中桁采用小冲钉连接。

在上述技术方案的基础上，所述将第n节间桥面板与第n节间边桁和第n节间中桁固定连接，包括以下步骤：

将所述第n节间桥面板的横梁腹板与第n节间边桁和第n节间中桁通过高强度螺钉固定连接，将所述第n节间桥面板的顶板与第n节间边桁和第n节间中桁焊接。

在上述技术方案的基础上，还包括以下步骤：

所述第n+1节间与第n节间边、中桁连接之间留有拼接缝；

当边、中桁的高度差超过预设值时，将第n+1节间中桁与第n节间中桁在上弦节点处拼接缝的距离缩短xmm，将第n+1节间边桁与第n节间边桁在上弦节点处拼接缝的距离伸长ymm；

其中，x、y为正数。

在上述技术方案的基础上，包括以下步骤：

间隔m个节间，将第n+1+m节间中桁与第n+m节间中桁在上弦节点处拼接缝的距离伸长xmm，第n+1+m节间边桁与第n+m节间边桁在上弦节点处拼接缝的距离缩短ymm；

其中，m为正整数。

在上述技术方案的基础上，还包括以下步骤：

当第n+1节间是边跨的最后一个节间，边、中桁的高度差超过预设值时，架设第n+1节间中桁；

架设第n+1节间边桁；

依次安装固定第n节间桥面板和第n+1节间桥面板。

在上述技术方案的基础上，架设第n+1节间中桁完成后，在边墩顶部对第n+1节间中桁抄垫。

在上述技术方案的基础上，架设第n+1节间边桁完成后，在边墩顶部不对第n+1节间边桁抄垫。

在上述技术方案的基础上，所述依次安装固定第n节间桥面板和第n+1节间桥面板，包括以下步骤：

依次将第n节间桥面板和第n+1节间桥面板的横梁腹板与边桁和中桁通过高强度螺栓固定连接，将第n节间桥面板和第n+1节间桥面板的顶板与边桁和中桁焊接。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明的多主桁钢桁梁结构的悬臂拼装施工方法，先架设第n+1节间边桁，然后将第n节间桥面板与第n节间边桁和第n节间中桁固定连接，再架设第n+1节间中桁，在自重作用下，第n+1节间边桁下挠增大，抵消桥面系产生的边、中桁高差，保证桥面线形。

(2)本发明的多主桁钢桁梁结构的悬臂拼装施工方法，当边、中桁的高度差超过预设值时，通过调整节间中桁、边桁在上弦节点处拼接缝的长度改善边、中桁高差，保证桥面线形。

(3)本发明的多主桁钢桁梁结构的悬臂拼装施工方法，当第n+1节间是边跨的最后一个节间，边、中桁的高度差超过预设值时，在边墩顶部对第n+1节间中桁抄垫，但不对第n+1节间边桁抄垫，在自重作用下，边桁下挠增大，边、中桁高差减小，保证桥面线形。

附图说明

图1为本发明实施例中多主桁钢桁梁结构的悬臂拼装施工的平面示意图；

图中：1-第n节间边桁，2-第n+1节间边桁，3-第n节间中桁，4-第n+1节间中桁，5-第n节间桥面板，6-第n+1节间桥面板。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

参见图1所示，本发明实施例提供一种多主桁钢桁梁结构的悬臂拼装施工方法，包括以下步骤：

s1，在第n(n为正整数)节间边桁1和第n节间中桁2上预安装第n节间桥面板5；

s2，架设第n+1节间边桁2；

s3，将第n节间桥面板5与第n节间边桁1和第n节间中桁3固定连接；

s4，架设第n+1节间中桁4；

s5，重复步骤s1～s4，悬臂拼装节间直至边跨上墩及中跨合龙。

与现有技术相比，本发明的多主桁钢桁梁结构的悬臂拼装施工方法，先架设第n+1节间边桁2，然后将第n节间桥面板5与第n节间边桁1和第n节间中桁3固定连接，再架设第n+1节间中桁4，由于架设第n+1节间边桁2时，第n节间桥面板5与第n节间边桁1和第n节间中桁3没有固定连接，转角未约束，横向刚度弱，在自重作用下，第n+1节间边桁2下挠增大，抵消桥面系产生的边、中桁高差，结构受力没有附加影响，不需要其它附加机械设备，控制边、中桁高差在很小范围内，保证桥面线形。

作为优选的实施方式，在第n节间边桁1和第n节间中桁3上预安装第n节间桥面板5时，将第n节间桥面板5的横梁腹板与第n节间边桁1和第n节间中桁3采用小冲钉连接。

作为优选的实施方式，将第n节间桥面板5与第n节间边桁1和第n节间中桁3固定连接时，将第n节间桥面板5的横梁腹板与第n节间边桁1和第n节间中桁3通过高强度螺钉固定连接，将第n节间桥面板5的顶板与第n节间边桁1和第n节间中桁3焊接，能够保证桥面板安装的稳定性。

作为优选的实施方式，第n+1节间与第n节间边、中桁连接之间留有拼接缝；当边、中桁的高度差超过预设值时，将第n+1节间中桁4与第n节间中桁3在上弦节点处拼接缝的距离缩短xmm(x为正数)，将第n+1节间边桁2与第n节间边桁1在上弦节点处拼接缝的距离伸长ymm(y为正数)；间隔m(m为正整数)个节间，将第n+1+m节间中桁4与第n+m节间中桁3在上弦节点处拼接缝的距离伸长xmm，第n+1+m节间边桁2与第n+m节间边桁1在上弦节点处拼接缝的距离缩短ymm。通过调整节间中桁、边桁在上弦节点处拼接缝的长度改善边、中桁高差，保证桥面线形。

作为优选的实施方式，当第n+1节间是边跨的最后一个节间，边、中桁的高度差超过预设值时，架设第n+1节间中桁4，在边墩顶部将第n+1节间中桁4抄垫；架设第n+1节间边桁2，在边墩顶部不对第n+1节间边桁2抄垫；依次安装固定第n节间桥面板5和第n+1节间桥面板6，具体地，将第n节间桥面板5和第n+1节间桥面板6的横梁腹板与边桁和中桁通过高强度螺栓连接，将第n节间桥面板5和第n+1节间桥面板6的顶板与边桁和中桁焊接。

由于在边墩顶部对第n+1节间中桁4的抄垫，支承第n+1节间中桁4，但不对第n+1节间边桁2抄垫，第n+1节间边桁2悬空处于自由状态，在自重作用下，边桁下挠增大，边、中桁高差减小，保证桥面线形。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。