一种大跨度下弦变桁高连续钢桁梁悬臂架设方法
【专利摘要】本发明公开了一种大跨度下弦变桁高连续钢桁梁悬臂架设方法，在边跨钢梁采用临时支墩辅助半悬臂拼装架设，在主跨全悬臂架设。具体为在边墩位置处设置钢梁提升站，根据主桁结构受力在边跨钢梁对应节点位置处设置临时支墩，利用提升站提梁、桥面运梁，利用上弦架梁吊机从边跨向主跨逐节间架设钢梁；跨中合龙时利用边墩墩起落梁方法调整合龙口前端下挠及转角，并结合钢梁纵向顶拉等措施，实现钢梁高精度合龙。本发明提供一种大跨度变桁高钢桁梁桥悬臂施工方法，解决了跨越不具备大吨位船舶通航条件且有通航要求的河流的施工难题。
【专利说明】
一种大跨度下弦变桁高连续钢桁梁悬臂架设方法
技术领域
[0001]本发明属于桥梁施工技术领域，具体涉及一种大跨度下弦变桁高连续钢桁梁悬臂架设方法。【背景技术】
[0002]连续钢桁梁桥作为大跨度桥梁的一种结构型式，具有跨越能力大，结构受力明确， 设计新颖，建筑造型美观等优点，常被应用在一些跨越公路、铁路、大跨度河流的桥梁中。目前大跨度连续钢桁梁桥的施工方法多为从中间主墩开始双向对称悬臂拼装、在吊索塔架或跨中临时支墩等外部设施帮助下，实现跨中合龙方法，根据其结构特点、环境因素、边界条件，选择施工辅助设施和安装设备。
[0003]对于一种大跨度下弦变桁高连续钢桁梁桥(140+224+140)m，下弦为变桁设置，主桁中心距14m，边跨端部及跨中桁高16m，中支点处桁高32m，节间长度均为14m，上、下弦杆均采用焊接整体节点。上、下弦杆均采用箱型截面，腹杆根据受力大小采用箱型截面和H型截面，桥面采用纵横梁结构体系，每一线铁路下方设两道纵梁，间距2.0m，纵梁腹板高1500 X 20mm，下翼缘板为600X28mm。纵梁全桥连续，遇横梁时与横梁栓焊连接。沿桥纵向每一节点处设1道横梁，横梁采用箱型截面，腹板为1800mmX30mm，顶板、底板为1100X36mm。
[0004]由于桥址处地址地貌差、河道不具备大吨位船舶通航条件、航道部门要求主跨顶预留140m通航净距。通过对从主墩向两侧双向对称悬拼方案、跨中合龙方案的综合评价，主要有以下难题:1)从主墩向两侧双向对称悬拼方案需在主墩旁深水区设置临时支墩，施工难度较大、 成本高同时对航道影响较大。
[0005]2)两侧岸边至主墩之间需要设置较长的栈桥，施工周期较长，成本较高；3)跨中合龙时需要在跨中位置处设置临时支墩或吊索塔架，施工安全风险较高，中间河道位置处设置临时支墩无法满足航道通航要求。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种大跨度下弦变桁高连续钢桁梁桥施工方法，实现在河岸提梁、桥面运梁悬臂架设，解决跨越不具备大吨位船舶通航条件且有通航要求的河流的施工难题。
[0007]本发明解决技术问题提供如下方案:一种大跨度下弦变桁高连续钢桁梁悬臂架设方法，包括有以下施工步骤:1)首先在两侧边跨桥位处搭设临时钢桁架式拼装支架，作为临时支墩，用于边跨钢梁架设，临时支墩应布置于对应节点正下方，靠近边墩前3个节间连续布置，后面的临时支墩间断布置；2)在边墩附近设置钢梁提升装置，用于杆件垂直运输和边跨前3个节间杆件拼装；3)各永久墩、边墩、主墩的墩顶分别布置墩顶布置系统，布置墩顶布置系统包括纵、横向纠偏装置及竖向起顶装置，用于对钢梁进行纵、横向及竖向调整；4)利用钢梁提升装置在边墩和前3个连续的拼装支架上拼装完成前3个节间杆件；5)然后在已架设完成的3个节间上弦杆拼装一台架梁吊机，桥面铺设运梁轨道，并安装运梁台车；6)采用钢梁提升装置提梁，利用桥面运梁台车运至待架位置，采用上弦架梁吊机悬臂架设至下一个临时支点处，完成该节间架设后用垫板将下弦杆与临时墩的间隙垫置，然后进行后续节间架设直至中间主墩；7)继续向主跨悬臂架设2个节间杆件，利用边墩及主墩竖向千斤顶将边跨钢梁起顶至预设标高，并拆除边跨临时支墩，完成第一次体系转换；8)利用各墩墩顶布置系统调整钢梁架设线形，然后继续向主跨跨中悬臂架设直至合龙工况，架设过程须满足钢梁悬臂架设的抗倾覆系数；9)悬臂较大一侧的架梁吊机退至边墩墩顶处，预留另一侧架梁吊机进行合龙杆件安装，利用边墩顶竖向千斤顶落梁、主墩不起顶的方式，调整合龙口前端下挠及转角，并利用各墩顶纵、横纠偏装置调整桥中轴线及里程偏差，实现钢梁跨中精确合龙；10)钢梁合龙后，利用拆除架梁吊机，进行全桥起落梁，并调整钢梁至设计标高，最后钢梁支承各墩顶正式支座，完成钢梁的第二次体系转换。
[0008]从两侧边跨向主跨悬臂架设，跨中合龙，边跨钢梁采用临时支墩辅助半悬臂拼装架设，主跨采用全悬臂架设。
[0009]所述钢梁合龙是在无跨中临时支墩、吊索塔吊、斜拉索等辅助设施条件下，合龙口杆件按照设计理论尺寸加工制孔，最终实现钢梁无应力精确合龙。
[0010]利用边墩落梁、主墩不起顶的方式调整合龙口前端下挠及转角，并结合顶拉钢梁纵移的方法进行合龙。
[0011]所述悬臂拼装中间跨钢梁时，锁定主墩支座，解除边墩临时支座，利用边墩支座的纵向活动功能，释放温度变形。
[0012]拼装边跨钢梁时，将钢梁预抬设定高度，使钢梁能够顺利拼装至中间主墩;为满足钢梁合龙时，边墩墩顶钢梁具有足够的落梁空间，边墩支座垫石需要后浇。[〇〇13]本发明的优点:1、从边跨向主跨对称拼装、跨中合龙方法，解决了跨越不具备大吨位船舶通航条件且有通航要求的河流上架梁的难题。
[0014]2、可节省架梁设备、临时支架和栈桥等辅助措施的工程量，缩短施工周期、降低了成本;同时将临时支墩布置在边跨浅水区，安装拆除风险较小且不占用河流的通航主航道， 不影响通航。
[0015]3、通过提前将桥梁预抬一定高度，利用降低边墩钢梁千斤顶高度消除合龙口竖向偏差，避免了大悬臂条件下主墩起顶带来的安全风险。[〇〇16]4、拼装作业地点集中，实现了工厂化拼装，简化了工艺，有利于施工生产的最佳组织，对保证质量、提高工效、降低成本非常有利。
[0017]5、这种大跨度下弦变桁高连续钢桁梁悬臂架设施工方法技术可行，安全可靠，经济合理，具有较大的推广价值。【附图说明】
[0018]图1为临时支墩布置示意图。
[0019]图2为边墩墩顶布置平面示意图。
[0020]图3为边墩墩顶布置断面示意图。[0021 ]图4为边墩墩顶布置立面示意图。[〇〇22]图5为主墩墩顶布置平面示意图。[〇〇23]图6为主墩墩顶布置立面示意图。[〇〇24]图7为主墩墩顶布置断面示意图。[〇〇25]图8为施工过程1示意图。[〇〇26] 图9为施工过程2示意图。[〇〇27] 图10为施工过程3示意图。[〇〇28] 图11为施工过程4示意图。【具体实施方式】
[0029]参见附图，一种大跨度下弦变桁高连续钢桁梁悬臂架设方法，包括有以下施工步骤:1)首先在两侧边跨桥位处搭设临时钢桁架式拼装支架01，作为临时支墩，用于边跨钢梁架设，临时支墩应布置于对应节点正下方，靠近边墩前3个节间连续布置，后面的临时支墩间断布置；2)在边墩附近设置钢梁提升装置02，用于杆件垂直运输和边跨前3个节间杆件拼装；3)各永久墩、边墩、主墩的墩顶分别布置墩顶布置系统，布置墩顶布置系统包括纵、横向纠偏装置03及竖向起顶装置04,用于对钢梁07进行纵、横向及竖向调整；4)利用钢梁提升装置02在边墩和前3个连续的拼装支架上拼装完成前3个节间杆件；5)然后在已架设完成的3个节间上弦杆拼装一台架梁吊机05,桥面铺设运梁轨道，并安装运梁台车06;6)采用钢梁提升装置02提梁，利用桥面运梁台车06运至待架位置，采用上弦架梁吊机 05悬臂架设至下一个临时支点处，完成该节间架设后用垫板将下弦杆与临时墩的间隙垫置，然后进行后续节间架设直至中间主墩；7)继续向主跨悬臂架设2个节间杆件，利用边墩及主墩竖向千斤顶将边跨钢梁起顶至预设标高，并拆除边跨临时支墩，完成第一次体系转换；8)利用各墩墩顶布置系统调整钢梁架设线形，然后继续向主跨跨中悬臂架设直至合龙工况，架设过程须满足钢梁悬臂架设的抗倾覆系数；9)悬臂较大一侧的架梁吊机退至边墩墩顶处，预留另一侧架梁吊机进行合龙杆件安装，利用边墩顶竖向千斤顶落梁、主墩不起顶的方式，调整合龙口前端下挠及转角，并利用各墩顶纵、横纠偏装置调整桥中轴线及里程偏差，实现钢梁跨中精确合龙；10)钢梁合龙后，利用拆除架梁吊机05,进行全桥起落梁，并调整钢梁至设计标高，最后钢梁支承各墩顶正式支座08,完成钢梁的第二次体系转换。
[0030]从两侧边跨向主跨悬臂架设，跨中合龙，边跨钢梁采用临时支墩辅助半悬臂拼装架设，主跨采用全悬臂架设。
[0031]所述钢梁合龙是在无跨中临时支墩、吊索塔吊、斜拉索等辅助设施条件下，合龙口杆件按照设计理论尺寸加工制孔，最终实现钢梁无应力精确合龙。
[0032]利用边墩落梁、主墩不起顶的方式调整合龙口前端下挠及转角，并结合顶拉钢梁纵移的方法进行合龙。
[0033]所述悬臂拼装中间跨钢梁时，锁定主墩支座，解除边墩临时支座，利用边墩支座的纵向活动功能，释放温度变形。
[0034]拼装边跨钢梁时，将钢梁预抬设定高度，使钢梁能够顺利拼装至中间主墩;为满足钢梁合龙时，边墩墩顶钢梁具有足够的落梁空间，边墩支座垫石需要后浇。[〇〇35] 边跨钢梁采用临时支墩辅助半悬臂拼装架设，在39#?40#墩及41#?42#墩之间各设置6组临支墩，6组临时墩分别对应钢梁E1?E3(E33?E35)、E5?E6(E30?E31)和E8(E28) 节点，如图1所示。[〇〇36] 根据主跨跨中合龙工况分析，39#、40#、41#和42#各墩顶分别布置纵横向纠偏装置及竖向起顶装置，对钢梁进行纵横向及竖向调整，边墩墩顶布置如图2所示，主墩墩顶布置如图3所示。
[0037] 利用39#和42#墩旁塔吊在1#?3#(10#?12#)临时墩上架设E0?E3(E34?E36)三个节间钢梁，如图4所示;在桥面上铺设运梁轨道，利用架梁吊机向主跨方向悬臂架设2个节间，钢梁到达4#(9#)临时墩，如图5所示；重复以上步骤向主跨安装，直至主墩，继续向主跨悬臂架设2个节间杆件;利用边墩和主墩千斤顶系统将钢梁起顶至预设高度，拆除临时支墩，如图6所示;继续向主跨悬臂架设钢梁，当1#架梁架梁吊机完成合龙吊机向主跨悬拼8个节间、2#架梁吊机向主跨中悬拼7个节间，进入合龙工况，1#架梁吊机退回至39#墩旁塔吊位置处，利用2# 口杆件安装，如图7所示。
【主权项】
1.一种大跨度下弦变桁高连续钢桁梁悬臂架设方法，其特征在于，包括有以下施工步 骤:1)首先在两侧边跨桥位处搭设临时钢桁架式拼装支架，作为临时支墩，用于边跨钢梁 架设，临时支墩应布置于对应节点正下方，靠近边墩前3个节间连续布置，后面的临时支墩 间断布置；2)在边墩附近设置钢梁提升装置，用于杆件垂直运输和边跨前3个节间杆件拼装；3)各永久墩、边墩、主墩的墩顶分别布置墩顶布置系统，布置墩顶布置系统包括纵、横 向纠偏装置及竖向起顶装置，用于对钢梁进行纵、横向及竖向调整；4)利用钢梁提升装置在边墩和前3个连续的拼装支架上拼装完成前3个节间杆件；5)然后在已架设完成的3个节间上弦杆拼装一台架梁吊机，桥面铺设运梁轨道，并安装 运梁台车；6)采用钢梁提升装置提梁，利用桥面运梁台车运至待架位置，采用上弦架梁吊机悬臂 架设至下一个临时支点处，完成该节间架设后用垫板将下弦杆与临时墩的间隙垫置，然后 进行后续节间架设直至中间主墩；7)继续向主跨悬臂架设2个节间杆件，利用边墩及主墩竖向千斤顶将边跨钢梁起顶至 预设标高，并拆除边跨临时支墩，完成第一次体系转换；8)利用各墩墩顶布置系统调整钢梁架设线形，然后继续向主跨跨中悬臂架设直至合龙 工况，架设过程须满足钢梁悬臂架设的抗倾覆系数；9)悬臂较大一侧的架梁吊机退至边墩墩顶处，预留另一侧架梁吊机进行合龙杆件安 装，利用边墩顶竖向千斤顶落梁、主墩不起顶的方式，调整合龙口前端下挠及转角，并利用 各墩顶纵、横纠偏装置调整桥中轴线及里程偏差，实现钢梁跨中精确合龙；10)钢梁合龙后，利用拆除架梁吊机，进行全桥起落梁，并调整钢梁至设计标高，最后钢 梁支承各墩顶正式支座，完成钢梁的第二次体系转换。2.根据权利要求1所述大跨度下弦变桁高连续钢桁梁悬臂架设方法，其特征在于:从两 侧边跨向主跨悬臂架设，跨中合龙，边跨钢梁采用临时支墩辅助半悬臂拼装架设，主跨采用 全悬臂架设。3.根据权利要求1所述大跨度下弦变桁高连续钢桁梁悬臂架设方法，其特征在于:所述 钢梁合龙是在无跨中临时支墩、吊索塔吊、斜拉索等辅助设施条件下，合龙口杆件按照设计 理论尺寸加工制孔，最终实现钢梁无应力精确合龙。4.根据权利要求1所述大跨度下弦变桁高连续钢桁梁悬臂架设方法，其特征在于:利用 边墩落梁、主墩不起顶的方式调整合龙口前端下挠及转角，并结合顶拉钢梁纵移的方法进 行合龙。5.根据权利要求1所述大跨度下弦变桁高连续钢桁梁悬臂架设方法，其特征在于:所述 悬臂拼装中间跨钢梁时，锁定主墩支座，解除边墩临时支座，利用边墩支座的纵向活动功 能，释放温度变形。6.根据权利要求1所述大跨度下弦变桁高连续钢桁梁悬臂架设方法，其特征在于:拼装 边跨钢梁时，将钢梁预抬设定高度，使钢梁能够顺利拼装至中间主墩;为满足钢梁合龙时， 边墩墩顶钢梁具有足够的落梁空间，边墩支座垫石需要后浇。
【文档编号】E01D21/10GK105970836SQ201610173865
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年3月23日
【发明人】张庆发, 方继, 张建金, 李荣浩, 刘瑜, 曹晗, 丁仕洪, 申爱华, 张士宝, 江明慧, 张伟, 李亚飞, 刘欢, 夏云, 李富
【申请人】中铁四局集团钢结构有限公司