一种单侧提升节段梁的架桥设备和架桥方法与流程

本发明涉及桥梁施工技术领域，特别涉及一种单侧提升节段梁的架桥设备和架桥方法。

背景技术：

目前，预制结构的桥梁悬臂拼装主要采用“悬臂平衡拼装工艺”进行，即依靠对称布置的移动式桥面架桥机，逐一对称起吊安装桥墩两侧的预制节段梁，直至完成桥墩两侧所有预制节段梁的拼装。

采用该种工艺时，由于每安装一组对应的预制节段梁，桥面架桥机均要前移，对应的粱段起吊位置亦要相应前移，因此要求预制节段梁能够直接运输到对称布置的桥面吊机正下方，且能够垂直起吊、对称安装，应用具有一定的局限性。

而在实际施工中，由于采用悬臂拼装技术的桥梁通常需上跨河道、铁路、高速公路等构筑物，如采用移动式桥面吊机进行安装，往往无法满足上述前提中的运输条件，导致“桥墩两侧不能实现对称起吊安装”。为了满足运输条件，需要付出的经济代价非常高。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种单侧提升节段梁的架桥设备和架桥方法，以解决现有的架桥机在进行桥梁架设时需要频繁移动，必须对称起吊的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种单侧提升节段梁的架桥设备，包括带有两个平行主桁架的架桥机，所述架桥机上设有两个沿所述主桁架移动的吊运小车，所述架桥机上设有两个第一支承部，用于将所述架桥机固定在桥面上，两个所述第一支承部对称分布在用于支撑所述桥梁中0#块的中部支墩的两侧；

所述架桥机上还设有两个第二支承部，并分别固定在所述主桁架的两端；

所述主桁架的一端延伸至与所述中部支墩相邻的跨中合龙位置，并通过所述第二支承部和一连接件与地基固定连接；

所述主桁架的另一端延伸至与所述中部支墩相邻的边部支墩；并通过所述第二支承部与所述边部支墩固定连接。

进一步，所述第一支承部包括两个第一支腿，用以分别将所述两个平行主桁架与桥面连接。

进一步，所述两个第一支腿之间与桥梁上的预埋钢板连接。

进一步，所述第一支腿包括两个平行设置的立柱和连接杆，两个所述立柱之间通过所述连接杆固定连接；

两个所述第一支腿中的所述立柱与所述预埋钢板连接。

进一步，所述立柱上还对称设置有稳定杆，以将所述立柱和桥面连接。

进一步，所述第二支撑部包括两个第二支腿；

其中，位于所述主桁架一端的所述两个第二支腿，用于分别将所述两个平行主桁架固定连接在所述边部支墩上；

位于所述主桁架另一端的所述两个第二支腿，用于分别将所述两个平行主桁架固定在所述连接件上；

所述连接件与地基固定连接。

进一步，所述第二支腿包括两个平行设置的立柱和连接杆，两个所述立柱之间通过所述连接杆固定连接。

进一步，所述连接件包括一桁架梁和两个支架；

所述支架固定在地基上；

所述桁架梁架设在所述两个支架上；

所述第二支承部的底部固定在所述桁架梁上。

进一步，所述支架包括建立在地基中的桩基、覆盖在所述桩基上的混凝土承载平台、预埋在所述混凝土承载平台中的钢板，以及固定在所述钢板上的立柱；

所述桁架梁固定在两个所述支架中的所述立柱上。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种单侧提升节段梁的架桥方法，所述方法包括采用本发明提供的架桥设备，还包括如下步骤：

s1:将两个所述吊运小车移动至桥梁的边跨一端；

s2:利用靠近桥梁跨中的第一所述吊运小车先起吊节段梁；

s3:将起吊的节段梁转移至桥梁的边跨另一端，进行拼装；

s4:在所述第一吊运小车转移节段梁的过程中，远离桥梁所述边跨一端的第二所述吊运小车起吊节段梁；

s5:将所述第二吊运小车起吊的节段梁放在桥梁的所述边跨一端进行拼装；

s6:判断桥梁是否拼装至所述边部支墩和所述跨中合龙位置，若是，则进入步骤s7，否则，重复步骤s1-s5；

s7:判断与所述中部支墩相邻的另一所述中部支墩是否拼装至所述跨中合龙位置和另一所述边部支墩，若是，则进入步骤s8，否则，转移所述架桥设备至所述另一中部支墩后重复步骤s1-s6；

s8：在所述跨中合龙位置完成合龙；

其中，所述第一吊运小车起吊节段梁的过程中，将所述节段梁进行旋转，以通过所述两个主桁架之间的空间；

所述第一吊运小车转移节段梁至拼装位置时，将所述节段梁进行旋转，以使节段梁的拼装面与桥梁的拼装面贴合。

在本发明提供的单侧提升节段梁的架桥设备中，利用自桥梁的跨中和边跨端设置支撑部，解决了预制结构桥梁的非对称悬臂拼装施工难题，使得预制结构桥梁的悬拼拼装施工可以非对称地进行，拓宽了桥梁悬臂拼装方法的应用范围，适用于桥梁因上跨现有河道、铁路、高速公路等构筑物而导致无法采用移动式桥面吊机进行悬臂平衡拼装的场景，并且还能降低成本，减少经济投入，提高施工效率。

附图说明

图1是本发明实施例提供的架桥设备在桥梁上的设置结构示意图；

图2是本发明实施例提供的图1中a-a处的截面示意图；

图3是本发明实施例提供的在桥梁上的架桥设备的端面结构示意图；

图4、图5、图6、图7和图8是本发明实施例提供的单侧提升节段梁的架桥过程示意图；

图9是本发明实施例提供的架桥方法流程图。

具体实施方式

根据上述说明可知，现有的预制结构桥梁在施工时主要采用对称式悬拼装架桥设备和架桥方法进行架桥施工，即在施工过程中要在桥梁的两个边跨端同时起吊预制好的节段梁，然后再进行拼装工作，无法在桥梁的一个边跨端完成所有的节段梁的起吊工作。而在跨越河道、铁路、公路等的预制结构桥梁施工过程中，往往又不便于采用对称式悬拼拼装架桥设备和架桥方法进行施工，最终导致施工难度大、效率低、成本高。

本发明针对桥梁施工中遇到的问题，对架桥设备和架桥方法进行了创造性的改进，实现了在预制结构桥梁施工过程中单侧起吊节段梁目的，降低了在跨越河道、铁路、公路等施工环境下的施工难度。

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种单侧提升节段梁的架桥设备和架桥方法作进一步详细说明。根据权利要求书和下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

实施例1

本实施例提供了一种单侧提升节段梁的架桥设备。如图1、图2和图3所示，图1是本实施例提供的架桥设备在桥梁上的设置结构示意图，图2是本实施例提供的在图1中的a-a处的截面示意图，图3是本实施例提供的在桥梁上的架桥设备的端面结构示意图。所述架桥设备包括带有两个平行主桁架11的架桥机1，所述架桥机1上设有两个沿所述主桁架11移动的吊运小车12，所述架桥机1上设有两个第一支承部2，用于将所述架桥机1固定在桥梁3的桥面上，这里的架桥机1可以采用现有技术中常用的带有两个平行三角桁架式主桁架的架桥机。在现有的架桥机的基础上，为了实现能够始终单侧起吊节段梁31，还需要将两个所述第一支承部2对称分布在用于支撑所述桥梁3中0#块的中部支墩32的两侧。同时，还要在所述架桥机1上设有两个第二支承部4，并分别固定在所述主桁架11的两端。并且所述主桁架11的一端延伸至与所述中部支墩32相邻的跨中合龙位置，并通过所述第二支承部4和一连接件5与地基6固定连接；所述主桁架11的另一端延伸至与所述中部支墩32相邻的边部支墩33；并通过所述第二支承部4与所述边部支墩33固定连接。由于主桁架11的两端均有支撑，这样在进行单侧起吊节段梁31时，不会导致主桁架11的倾覆。

需要说明的是，所述架桥设备在桥梁施工中起到了重要作用。因此为了达到预定的强度要求，同时降低投入成本，所述架桥设备中的主桁架11、第一支承部2、第二支承部4等可以采用钢材来制作。例如，在对三跨桥梁进行施工时，主桁架11可以采用长84.325米、高3.1米、宽1.5米的尺寸制作，同时将主桁架11通过焊接的方式固定在两个所述第一支承部2和两个所述第二支撑部4上。

进一步，所述第一支承部2包括两个第一支腿，用以分别将所述两个平行主桁架11与桥面连接，以便将所述主桁架11更加牢固的固定在桥面上。当然，还可以在桥面上预埋钢板34，将所述两个第一支腿之间与桥梁3上的预埋钢板34连接，以提高所述两个第一支腿的稳定性。

为了节约成本，并获得足够强度的所述第一支承部2，所以在制作时，可以使所述第一支腿包括两个平行设置的立柱21和连接杆，同一个所述第一支腿中的两个所述立柱21之间，通过所述连接杆固定连接。而所述预埋钢板34与所述两个第一支腿中的所述立柱21连接。实际制作时，可以采用直径为609mm钢管作为立柱21，采用型钢作为连接杆，并采取焊接的方式焊接形成所述第一支腿。当然，将所述立柱与桥梁3上的所述预埋钢板34连接时，也可以直接采用焊接的方式连接。

还有，还可以采用30#槽钢作为稳定杆22，通过焊接的方式连接在所述立柱21和桥面之间，并且如图中对称设置，以提高稳定效果。

同样的，所述第二支撑部4包括也包括两个支腿为了便于描述，将所述第二支承部4中的支腿称为第二支腿。按照所述第二支承部4的设定功能，位于所述主桁架11一端的所述两个第二支腿，主要用于分别将所述两个平行主桁架11固定连接在所述边部支墩33上。而位于所述主桁架11另一端的所述两个第二支腿，用于分别将所述两个平行主桁架11固定在所述连接件5上。由于所述主桁架11的一端处于桥梁3的跨中合龙位置，所以所述主桁架11的一端以及所述第一支承部2是处于悬空状态的。通过前面对所述连接件5的描述可知，为了避免所述主桁架11的一端和所述第一支承部2悬空，所述连接件5还要与地基6固定连接。

所述第二支腿也包括两个平行设置的立柱和连接杆，两个所述立柱之间通过所述连接杆固定连接。由于所述第二支腿与所述第一支腿均是起到支承作用，因此所述第二支腿中的立柱和连接杆可以采用与所述第一支腿相同的结构。为了便于区分，将所述第二支腿中的立柱称为第二立柱，并在图中标记为41。

由于所述连接件5需要与地基6连接，同时还要支承所述第二支承部2。因此，所述连接件5可以包括一桁架梁51和两个支架52。具体的结构可以根据实际施工场景进行设定，例如可以按照这样的方式：将所述支架52固定在地基6上，所述桁架梁51架设在所述两个支架52上，所述第二支承部4的底部固定在所述桁架梁51上。

进一步，所述支架52包括建立在地基中的桩基、覆盖在所述桩基上的混凝土承载平台、预埋在所述混凝土承载平台中的钢板，以及固定在所述钢板上的立柱；所述桁架梁51固定在两个所述支架52中的所述立柱上，在实际制作时，所述桩基可以采用直径600mm的钻孔桩，具体的数量可以根据实际施工需要进行设定，例如4根、8根等。覆盖在所述桩基上的混凝土承载平台的大小也可以根据实际需要进行设定，例如每个承载所述支架的混凝土承载平台可以制作成长3.5m、宽3.5m、高1m的尺寸大小。当然混凝土承载平台的强度可以达到c35。所述立柱可以采用四根直径为609mm的钢管组成四棱柱，以提高稳定性，四根钢管之间可以采用型钢进行加固。所述立柱在于所述桁架梁51固定连接时，还可以在两个所述支架52中的立柱上分别焊接两根h500的型钢，以承载所述桁架梁51。所述桁架梁51同样也可以通过型钢焊接而成，在三跨桥梁施工中，所述桁架梁51的尺寸可以设置为高3米，跨度为24m。

本实施例还提供了一种单侧提升节段梁的架桥方法，现以三跨桥梁为例，并结合图4、图5、图6、图7和图8所示的单侧提升节段梁的架桥过程示意图，以及图9所示的架桥方法流程图，对该方法进行详细描述。该方法利用本实施例提供的架桥设备进行架桥施工，同时，该方法还包括如下步骤：

s1.将两个所述吊运小车12移动至桥梁3的边跨一端；

s2.利用靠近桥梁3跨中的第一吊运小车121先起吊节段梁31；

s3.将起吊的节段梁31转移至桥梁3的边跨另一端，进行拼装；

s4.在所述第一吊运小车121转移节段梁31的过程中，远离桥梁3所述边跨一端的第二吊运小车122起吊节段梁31；

s5.将所述第二吊运小车122起吊的节段梁31放在桥梁3的所述边跨一端进行拼装；

s6.判断桥梁3是否拼装至所述边部支墩33和所述跨中合龙位置，若是，则进入步骤s7，否则，重复步骤s1-s5；

s7.判断与所述中部支墩32相邻的另一所述中部支墩32是否拼装至所述跨中合龙位置和另一所述边部支墩33，若是，则进入步骤s8，否则，转移所述架桥设备至所述另一中部支墩32后重复步骤s1-s6；；

s8:在所述跨中合龙位置完成合龙。

需要说明的是，当所述架桥设备在一个中部支墩32上，将节段梁31分别拼装至跨中合龙位置和边部支墩33时，即视为该中部支墩的拼装工作完成，当三跨桥梁的两个中部支墩32均拼装完成后，则在跨中合龙位置完成合龙施工。

进一步，所述第一吊运小车121起吊节段梁31的过程中，将所述节段梁31进行旋转，以通过所述两个主桁架11之间的空间；起吊节段梁31时，为了方便起吊，通常会把节段梁31的拼装面顺着桥梁3的延伸方向摆放，但是这样摆放的节段梁31有可能无法穿过两个平行设置的主桁架11之间的空间，因此在实际转运过程中，还要进行旋转操作，调整所述节段梁31的角度，以使所述节段梁31能够穿过两个所述主桁架11之间的空间。通常节段梁31的拼装面与节段梁31的延伸方向垂直，因此，可以将起吊后的节段梁31旋转90度。

在所述第一吊运小车121转移节段梁31至拼装位置时，还要将将所述节段梁31进行旋转，以使节段梁的拼装面与桥梁的拼装面贴合。如果按照前述说明，在起吊过程中旋转了90度，则在转移节段梁31至拼装位置时，需要反向旋转90度，以保证拼装片朝向桥梁3的拼装位置。

综上所述，在本实施例提供的单侧提升节段梁的架桥设备中，利用自桥梁的跨中和边跨端设置支撑部，解决了预制结构桥梁的非对称悬臂拼装施工难题，使得预制结构桥梁的悬拼拼装施工可以非对称的进行，拓宽了桥梁悬臂拼装方法的应用范围，适用于桥梁因上跨现有河道、铁路、高速公路等构筑物而导致无法采用移动式桥面吊机进行悬臂平衡拼装的场景，并且还能降低成本，减少经济投入，提高施工效率。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。