内倾式三角拱桥钢拱肋合龙方法
【专利摘要】本发明公开了一种内倾式三角拱桥钢拱肋合龙方法，包括以下步骤：步骤一、对拱肋合拢段以下部分的拱肋节段进行组装：步骤二、对拱顶节段进行提升：步骤三、对拱肋合拢段进行预处理：步骤四、对处理后的拱肋合拢段进行提升；步骤五、对提升后的拱肋合拢段进行安装；步骤六、对剩余的拱肋合拢段进行安装。利用本发明，可增加在高空中超大超重结构安装的稳定性，减少位置纠偏量，减少各节段错边量，有效保证施工安全和合龙精度，实现拱肋结构传力合理，提高生产效率。
【专利说明】
内倾式三角拱桥钢拱肋合龙方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种桥梁施工的合龙方法，特别涉及一种内倾式三角拱桥钢拱肋合龙方法。
【背景技术】
[0002]随着社会的发展，桥梁结构已不单纯满足交通功能，也作为一种空间艺术结构物存在于社会之中。在人们对桥梁美学的日益重视的客观需求下，桥梁设计人员更加注重对拱桥结构造型上的不断追求，结合现代结构计算理论和施工工艺水平的提高，在传统拱桥的基础上，促使拱结构的形式不断变化与翻新，促进了桥梁造型的丰富多彩，一些组合体系拱桥、新颖的异型桥梁越来越多。例如，完工的天津市大沽桥拱肋设计为非对称外倾式，广西壮族自治区南宁大桥设计为曲线梁非对称外倾式拱肋，洛阳市伊川县滨河新区伊龙路跨伊河大桥主桥为单索面梁拱组合体系桥，其拱肋为垂直于桥面的钢筋混凝土结构，这些新型桥梁工程在构成交通线的同时，也形成了当地著名的景点，丰富了人们的日常生活。但同时，异形拱桥改变了传统拱结构的受力特性，致使拱肋安装合龙更加复杂。
[0003]山西省大同市北环路御河桥主桥采用四跨连续拱梁协作体系，其中主跨设计为内倾式空间异形双索面不对称三角形拱桥，桥梁造型结构新颖独特，为国内首创。钢拱肋截面为六边形，截面尺寸从下至上逐渐变小，四个拱肋段交汇于拱顶节点形成四肢形式，拱顶节段重量达193.5t，需要整体安装至离地面68m的高空，然后采用在拱顶节段与其下方已安装的拱肋节段之间插入拱肋合拢段的方式形成整个拱肋。由于该种桥型在国内是第一次设计，任一单肢拱肋纵向、横向都存在倾斜度，如何保证内倾式多肢钢拱肋在高空中精确合龙没有先例可借鉴，成为困扰钢拱肋合龙施工的难题。
[0004]因此，就需要一种内倾式三角拱桥钢拱肋合龙方法，可增加在高空中超大超重结构安装的稳定性，减少位置纠偏量，减少各节段错边量，有效保证施工安全和合龙精度，实现拱肋结构传力合理，提高生产效率。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种内倾式三角拱桥钢拱肋合龙方法，可增加在高空中超大超重结构安装的稳定性，减少位置纠偏量，减少各节段错边量，有效保证施工安全和合龙精度，实现拱肋结构传力合理，提高生产效率。
[0006]本发明的内倾式三角拱桥钢拱肋合龙方法，包括以下步骤:
[0007]步骤一、对拱肋合拢段以下部分的拱肋节段进行组装:采用起重机将拱肋节段提升后通过临时支架将拱肋节段支撑牢固，然后调整拱肋节段纵向及横向倾斜角度，重复以上步骤将拱肋合拢段以下部分的各拱肋节段依次连接，形成四个内倾的拱肋段，四个拱肋段的端口之间为交汇口 ；
[0008]步骤二、对拱顶节段进行提升:设置垂直通向交汇口的提升架，在提升架顶部的位置设置垂直提升器，在提升架底部的地面上组装具有四肢结构的拱顶节段，通过垂直提升器将组装后的拱顶节段提升至设计高度；
[0009]步骤三、对拱肋合拢段进行预处理:测量拱顶节段中的两个对角肢的端口与其下方对应的已安装就位的拱肋段端口之间的距离，根据实测数据切割具有预留余量的拱肋合拢段，切割后的拱肋合拢段的长度与实测距离对应且其端口与拱顶节段及拱肋段的端口适配；
[0010]步骤四、对处理后的拱肋合拢段进行提升;采用起重机将处理后的拱肋合拢段提升至设计高度且位于相应拱肋段的外侧，就位后调整拱肋合拢段的纵向及横向倾斜角度；
[0011]步骤五、对提升后的拱肋合拢段进行安装;通过起重机将拱肋合拢段从拱肋段的外侧向内移动，使拱肋合拢段的下端口与拱肋段的端口对应定位、拱肋合拢段的上端口与拱顶节段的端口对应定位后进行临时固定，然后将拱肋合拢段的上端口、下端口的焊缝打底焊，最后将拱肋合拢段与对应的拱肋段、拱顶节段焊接连接。
[0012]步骤六、对剩余的拱肋合拢段进行安装:测量拱顶节段中剩余的两个对角肢的端口与其下方对应的已安装就位的拱肋段端口之间的距离，根据实测数据切割剩余的具有预留余量的拱肋合拢段，切割后的拱肋合拢段的长度与实测距离对应且其端口与拱顶节段及拱肋段的端口适配，重复步骤四至步骤五，对剩余的拱肋合拢段进行安装，完成合龙操作。
[0013]进一步，在步骤一中，所述临时支架为格构柱结构，且根据各拱肋节段高度的不同设有多个相应的临时支架，相邻的临时支架之间通过横向架相连。
[0014]进一步，各所述临时支架的顶部均设有操作平台，所述操作平台设于两相邻的拱肋节段接合部位的下方。
[0015]进一步，在步骤二中，所述提升架为格构柱结构，所述提升架与距离最近的临时支架之间设有多个水平连系桁架，相邻的所述水平连系桁架的距离为5.0m-15.0m。
[0016]进一步，在步骤二中，所述提升架的顶部设有由H型钢构成的提升平台；所述垂直提升器为设在提升平台上的液压油缸，该步骤中采用液压同步提升的方式对拱顶节段进行提升。
[0017]进一步，所述液压油缸为穿心式结构。
[0018]进一步，在步骤二中，组装拱顶节段前在交汇口的垂直投影位置设置用于组装拱顶节段的胎架;组装后的拱顶节段在胎架提升5cm-20cm后，对拱顶节段四肢的平面坐标和相对竖向坐标变化进行量测，根据量测数值和容许误差，通过在胎架上设置调整垫块和卸载下放并重新提升的方法进行纠偏调整。
[0019]进一步，在步骤三和步骤六中，所述具有预留余量的拱肋合拢段的预留余量为50mm-150mmo
[0020]进一步，在步骤三中，测量距离时的环境温度为15.0 ± 5.0°C ;在步骤五中，打底焊时的环境温度也为15.0 ±5.(TC。
[0021 ]进一步，在步骤五中，拱肋合拢段的下端口与拱肋段的端口通过设于拱肋段端口处的搁排进行定位;肋合拢段的上端口通过预留螺栓孔利用内外侧夹板将其与拱顶节段的侧面板和底面板进行拱轴的横向、竖向定位，拱轴纵向利用千斤顶在拱箱内部微调定位。
[0022]本发明的内倾式三角拱桥钢拱肋合龙方法至少具有下述有益效果:本发明采用临时支架作为支撑结构，技术要求低，操作灵活方便，拱顶节段垂直提升，可增加在高空中超大超重结构安装的稳定性，拱肋合拢段在安装前经过预处理，有利于减少位置纠偏量，减少各节段错边量，有效保证施工安全和合龙精度，实现拱肋结构传力合理，提高生产效率。
【附图说明】
[0023]下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述:
[0024]图1为内倾式三角拱桥的结构示意图；
[0025]图2为本发明的流程图；
[0026]图3为拱肋合拢段的安装示意图；
[0027]图4为拱肋段与拱肋合拢段对接的示意图。
【具体实施方式】
[0028]如图所示，本实施例的内倾式三角拱桥钢拱肋合龙方法，包括以下步骤:
[0029]步骤一、对拱肋合拢段I以下部分的拱肋节段进行组装:采用起重机将拱肋节段提升后通过临时支架4将拱肋节段支撑牢固，然后调整拱肋节段纵向及横向倾斜角度，重复以上步骤将拱肋合拢段I以下部分的各拱肋节段依次连接，形成四个内倾的拱肋段2，四个拱肋段2的端口之间为交汇口；各拱肋节段的横向内倾角度为73.84°，拱肋节段的截面呈六边形，从下往上截面积逐渐缩小，各拱肋节段依次焊接形成拱肋段2;四个内倾的拱肋段2具有相交趋势;所述临时支架4优选为格构柱结构，且根据各拱肋节段高度的不同设有多个相应的临时支架4，相邻的临时支架4之间通过横向架相连;各所述临时支架4的顶部均设有操作平台41，所述操作平台41设于两相邻的拱肋节段接合部位的下方，便于工人站立操作;操作平台41的尺寸根据拱肋节段对接口的水平投影面积而定，使其满足后续拱肋合拢段I接缝焊接操作要求;起重机优选为履带式起重机。
[0030]步骤二、对拱顶节段3进行提升:设置垂直通向交汇口的提升架5，在提升架5顶部的位置设置垂直提升器，在提升架5底部的地面上组装具有四肢结构的拱顶节段3，通过垂直提升器将组装后的拱顶节段3提升至设计高度;所述提升架5为格构柱结构，所述提升架5与距离最近的临时支架4之间设有多个水平连系桁架，相邻的所述水平连系桁架的距离可为5.0m-15.0m，优选为1.0m;所述提升架5的顶部设有由H型钢构成的提升平台51;所述垂直提升器优选为设在提升平台51上的液压油缸，液压油缸作为提升机具，柔性钢绞线作为承重索具，提升架5要经受力验算满足安全要求，并且与相邻的临时支架4纵横向连接;所述液压油缸为穿心式结构，两端的楔型锚具具有单向自锁作用，当锚具工作(紧)时，会自动锁紧钢绞线;锚具不工作(松)时，放开钢绞线，钢绞线可上下活动;该步骤中采用液压同步提升的方式对拱顶节段3进行提升，液压同步提升施工技术采用行程及位移传感监测和计算机控制，通过数据反馈和控制指令传递，可全自动实现同步动作、负载均衡、姿态矫正、应力控制、操作闭锁、过程显示和故障报警等多种功能，操作人员可在中央控制室通过液压同步计算机控制系统人机界面进行液压提升过程及相关数据的观察和(或)控制指令的发布;组装拱顶节段3前在交汇口的垂直投影位置设置用于组装拱顶节段3的胎架;组装后的拱顶节段3在胎架提升5cm(或者也可选择5cm-20cm中的高度)后，对拱顶节段3四肢的平面坐标和相对竖向坐标变化进行量测，根据量测数值和容许误差，通过在胎架上设置调整垫块和卸载下放并重新提升的方法进行纠偏调整;提升到位后再次进行量测，如产生了新的超容许的误差，先对竖向误差通过垂直提升器调整，然后对平面误差通过设在支架顶部的倒链进行调整，最后对各活动装置锁定，保持位置固定不动。
[0031 ]步骤三、对拱肋合拢段I进行预处理:测量拱顶节段3中的两个对角肢的端口与其下方对应的已安装就位的拱肋段2端口之间的距离，根据实测数据切割具有预留余量的拱肋合拢段1，切割后的拱肋合拢段I的长度与实测距离对应且其端口与拱顶节段3及拱肋段2的端口适配;所述具有预留余量的拱肋合拢段I的预留余量为50mm-150mm，优选为I OOmm ；测量距离时的环境温度为15.0 ± 5.0 °C。
[0032]步骤四、对处理后的拱肋合拢段I进行提升;拱肋合拢段I加工好后及时称重，然后根据计算机CAD模拟，在厂内确定拱肋合拢段I的吊点位置，设好吊耳，拱肋合拢段I运至拟合龙处附近的地面，采用起重机将处理后的拱肋合拢段I提升至设计高度且位于相应拱肋段2的外侧，就位后调整拱肋合拢段I的纵向及横向倾斜角度，起重机的吊钩继续保持不松开;起重机可为履带式起重机。
[0033]步骤五、对提升后的拱肋合拢段I进行安装;在清晨温度较低时段，通过起重机将拱肋合拢段I从拱肋段2的外侧向内慢慢移动，使拱肋合拢段I的下端口与拱肋段2的端口对应定位、拱肋合拢段I的上端口与拱顶节段3的端口对应定位后进行临时固定，然后将拱肋合拢段I的上端口、下端口的焊缝打底焊，最后将拱肋合拢段I与对应的拱肋段2、拱顶节段3焊接连接;打底焊时的环境温度也为15.0 ± 5.0°C ;上端口、下端口的焊缝为8.0mm-12.0mm；其中，拱肋合拢段I的下端口与拱肋段2的端口通过设于拱肋段2端口处的搁排6进行定位；肋合拢段的上端口通过预留螺栓孔利用内外侧夹板将其与拱顶节段3的侧面板和底面板进行拱轴的横向、竖向定位，拱轴纵向利用千斤顶在拱箱内部微调定位。
[0034]步骤六、对剩余的拱肋合拢段I进行安装:测量拱顶节段3中剩余的两个对角肢的端口与其下方对应的已安装就位的拱肋段2端口之间的距离，根据实测数据切割剩余的具有预留余量的拱肋合拢段1，切割后的拱肋合拢段I的长度与实测距离对应且其端口与拱顶节段3及拱肋段2的端口适配，重复步骤四至步骤五，对剩余的拱肋合拢段I进行安装，完成合龙操作。
[0035]最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【主权项】
1.一种内倾式三角拱桥钢拱肋合龙方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤一、对拱肋合拢段以下部分的拱肋节段进行组装:采用起重机将拱肋节段提升后通过临时支架将拱肋节段支撑牢固，然后调整拱肋节段纵向及横向倾斜角度，重复以上步骤将拱肋合拢段以下部分的各拱肋节段依次连接，形成四个内倾的拱肋段，四个拱肋段的端口之间为交汇口 ； 步骤二、对拱顶节段进行提升:设置垂直通向交汇口的提升架，在提升架顶部的位置设置垂直提升器，在提升架底部的地面上组装具有四肢结构的拱顶节段，通过垂直提升器将组装后的拱顶节段提升至设计高度； 步骤三、对拱肋合拢段进行预处理:测量拱顶节段中的两个对角肢的端口与其下方对应的已安装就位的拱肋段端口之间的距离，根据实测数据切割具有预留余量的拱肋合拢段，切割后的拱肋合拢段的长度与实测距离对应且其端口与拱顶节段及拱肋段的端口适配； 步骤四、对处理后的拱肋合拢段进行提升;采用起重机将处理后的拱肋合拢段提升至设计高度且位于相应拱肋段的外侧，就位后调整拱肋合拢段的纵向及横向倾斜角度； 步骤五、对提升后的拱肋合拢段进行安装;通过起重机将拱肋合拢段从拱肋段的外侧向内移动，使拱肋合拢段的下端口与拱肋段的端口对应定位、拱肋合拢段的上端口与拱顶节段的端口对应定位后进行临时固定，然后将拱肋合拢段的上端口、下端口的焊缝打底焊，最后将拱肋合拢段与对应的拱肋段、拱顶节段焊接连接。 步骤六、对剩余的拱肋合拢段进行安装:测量拱顶节段中剩余的两个对角肢的端口与其下方对应的已安装就位的拱肋段端口之间的距离，根据实测数据切割剩余的具有预留余量的拱肋合拢段，切割后的拱肋合拢段的长度与实测距离对应且其端口与拱顶节段及拱肋段的端口适配，重复步骤四至步骤五，对剩余的拱肋合拢段进行安装，完成合龙操作。2.根据权利要求1所述的内倾式三角拱桥钢拱肋合龙方法，其特征在于:在步骤一中，所述临时支架为格构柱结构，且根据各拱肋节段高度的不同设有多个相应的临时支架，相邻的临时支架之间通过横向架相连。3.根据权利要求2所述的内倾式三角拱桥钢拱肋合龙方法，其特征在于:各所述临时支架的顶部均设有操作平台，所述操作平台设于两相邻的拱肋节段接合部位的下方。4.根据权利要求1所述的内倾式三角拱桥钢拱肋合龙方法，其特征在于:在步骤二中，所述提升架为格构柱结构，所述提升架与距离最近的临时支架之间设有多个水平连系桁架，相邻的所述水平连系桁架的距离为5.0m-15.0m。5.根据权利要求1所述的内倾式三角拱桥钢拱肋合龙方法，其特征在于:在步骤二中，所述提升架的顶部设有由H型钢构成的提升平台；所述垂直提升器为设在提升平台上的液压油缸，该步骤中采用液压同步提升的方式对拱顶节段进行提升。6.根据权利要求5所述的内倾式三角拱桥钢拱肋合龙方法，其特征在于:所述液压油缸为穿心式结构。7.根据权利要求1所述的内倾式三角拱桥钢拱肋合龙方法，其特征在于:在步骤二中，组装拱顶节段前在交汇口的垂直投影位置设置用于组装拱顶节段的胎架;组装后的拱顶节段在胎架提升5cm-20cm后，对拱顶节段四肢的平面坐标和相对竖向坐标变化进行量测，根据量测数值和容许误差，通过在胎架上设置调整垫块和卸载下放并重新提升的方法进行纠偏调整。8.根据权利要求1所述的内倾式三角拱桥钢拱肋合龙方法，其特征在于:在步骤三和步骤六中，所述具有预留余量的拱肋合拢段的预留余量为50mm-150mm。9.根据权利要求1所述的内倾式三角拱桥钢拱肋合龙方法，其特征在于:在步骤三中，测量距离时的环境温度为15.0 ± 5.0°C ;在步骤五中，打底焊时的环境温度也为15.0 ± 5.0Γ。10.根据权利要求1所述的内倾式三角拱桥钢拱肋合龙方法，其特征在于:在步骤五中，拱肋合拢段的下端口与拱肋段的端口通过设于拱肋段端口处的搁排进行定位;肋合拢段的上端口通过预留螺栓孔利用内外侧夹板将其与拱顶节段的侧面板和底面板进行拱轴的横向、竖向定位，拱轴纵向利用千斤顶在拱箱内部微调定位。
【文档编号】E01D21/00GK105887686SQ201610255146
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月21日
【发明人】窦新生, 历广飞, 王聪
【申请人】中铁十七局集团第四工程有限公司