大跨徑鋼管拱橋豎轉(zhuǎn)施工與線形控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開并提供了一種彈性變形容易控制、扣掛塔施工周期短、節(jié)點(diǎn)少、安裝質(zhì)量好以及安裝迅速安全的大跨徑鋼管拱橋豎轉(zhuǎn)施工與線形控制方法。該方法所述大跨徑鋼管拱橋包括至少兩個(gè)半跨拱肋，所述方法包括以下步驟：通過豎轉(zhuǎn)卷揚(yáng)機(jī)對上、下游拱肋的線形和兩岸拱肋間的相對位置進(jìn)行少量豎向調(diào)整；在離合攏口最近的豎腹桿上布置鋼絞線，鋼絞線對合攏口兩岸拱肋間橫向相對位置的進(jìn)行少量調(diào)整；在合攏口弦管上布置兩對精扎螺紋鋼對拱肋內(nèi)弦管間的橫向相對位置進(jìn)行少量的調(diào)整，并在拱肋內(nèi)形成拉力斜撐；采用兩個(gè)千斤頂和兩個(gè)內(nèi)襯管對拱肋之間進(jìn)行剛性連接,千斤頂作用在主弦管的上弦、內(nèi)襯管作用在主弦管的下弦。
【專利說明】大跨徑鋼管拱橋豎轉(zhuǎn)施工與線形控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種大跨徑鋼管拱橋豎轉(zhuǎn)施工與線形控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，現(xiàn)有拱橋拼接鋼拱架的方法很多，例如支架法、纜索吊裝法、平轉(zhuǎn)法、豎轉(zhuǎn)法四種。采用天線纜索吊裝的方法是設(shè)計(jì)工程師原先擬采用的方法，原設(shè)計(jì)將主跨分5節(jié)段吊裝合龍，每段吊裝重約65t，由工廠預(yù)制水運(yùn)到位，天線起吊，塔機(jī)定位，該方法的施工工藝比較成熟，但需要大跨度、大噸位的纜機(jī)，造價(jià)較高，且受橋尾場地所限。水平轉(zhuǎn)體法施工與該橋中承式結(jié)構(gòu)形式不相適應(yīng)，且無平衡重墩，無法實(shí)施。滿堂支架法施工需要大量的支架材料，造價(jià)高，現(xiàn)場拼焊易受外界因素的影響，主拱的質(zhì)量無法得到保證，且工期長，由于桂江航運(yùn)繁忙，每封航一天費(fèi)用1.5萬元。影響通航是專家們放棄此方法的重要原因。通過專家論證，豎向轉(zhuǎn)體施工可以克服上述方法的不足，是一種可行的方法
現(xiàn)有的豎轉(zhuǎn)法都是在拱腳墩位以及外處架設(shè)鋼塔進(jìn)行斜位掛轉(zhuǎn)體，一般用于先拱后橋的拱橋。采用豎轉(zhuǎn)法轉(zhuǎn)體施工的轉(zhuǎn)體裝置和牽引裝置費(fèi)時(shí)費(fèi)力，合理的扣索力難以確定，轉(zhuǎn)體階段結(jié)構(gòu)容易整體失穩(wěn)；整片拱肋吊裝方法對吊裝設(shè)備和水上通航能力要求較高，吊裝期間單片拱肋落架時(shí)的線形難以精確控制，拱肋存在無法修復(fù)的扭曲變形的風(fēng)險(xiǎn)，扣索采用鋼絲繩，存在非彈性變形難于控制、扣掛塔施工周期長、節(jié)點(diǎn)多、安裝質(zhì)量難于控制的缺點(diǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種彈性變形容易控制、扣掛塔施工周期短、節(jié)點(diǎn)少、安裝質(zhì)量好以及安裝迅速安全的大跨徑鋼管拱橋豎轉(zhuǎn)施工與線形控制方法。
[0004]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:本發(fā)明所述大跨徑鋼管拱橋包括至少兩個(gè)半跨拱肋，所述半跨拱肋由拱肋弦桿、橫向平聯(lián)板、豎腹桿連接成為鋼管砼桁架結(jié)構(gòu)，所述方法包括以下步驟:
a)拱段現(xiàn)場預(yù)拼，鋼管拱肋分節(jié)段在預(yù)制場預(yù)制，運(yùn)輸?shù)绞┕龅睾蟀凑赵O(shè)計(jì)焊接成對稱的多個(gè)第一拱肋和第二拱肋；通過豎轉(zhuǎn)卷揚(yáng)機(jī)對上、下游拱肋的線形和兩岸拱肋間的相對位置進(jìn)行少量豎向調(diào)整；
b)在離合攏口最近的豎腹桿上布置鋼絞線，鋼絞線對合攏口兩岸拱肋間橫向相對位置的進(jìn)行少量調(diào)整；
c)在合攏口弦管上布置兩對精扎螺紋鋼對拱肋內(nèi)弦管間的橫向相對位置進(jìn)行少量的調(diào)整，并在拱肋內(nèi)形成拉力斜撐；
d)采用兩個(gè)千斤頂和兩個(gè)內(nèi)襯管對拱肋之間進(jìn)行剛性連接，千斤頂作用在主弦管的上弦、內(nèi)襯管作用在主弦管的下弦。
[0005]進(jìn)一步的，所述半跨拱肋包括對稱的第一拱肋和第二拱肋，所述第一拱肋和所述第二拱肋均通過轉(zhuǎn)動(dòng)支架設(shè)置在墩臺上，并在所述墩臺上設(shè)置扣鎖塔架。
[0006]進(jìn)一步的，所述大跨徑鋼管拱橋豎轉(zhuǎn)施工與線形控制方法還包括扣掛系統(tǒng)，所述扣掛系統(tǒng)包括后錨梁、扣鎖塔架、壓塔索、錨索、扣索、張拉千斤頂以及檢測裝置，所述張拉千斤頂包括穿心式千斤頂以及連續(xù)提升千斤頂，所述錨索與設(shè)置在所述扣鎖塔架頂部的所述穿心式千斤頂相連接，另一端與所述后錨梁的主體箱梁端錨梁連在一起，兩側(cè)的所述扣鎖塔架通過壓塔索連接，兩側(cè)的所述扣鎖塔架頂部設(shè)置連續(xù)提升千斤頂，兩側(cè)的所述連續(xù)提升千斤頂通過扣索分別與設(shè)置在所述第一拱肋和所述第二拱肋的反力梁連接。
[0007]進(jìn)一步的，鋼管拱肋分節(jié)段在預(yù)制場預(yù)制，運(yùn)輸?shù)绞┕龅睾蟀凑赵O(shè)計(jì)焊接成多段，最終形成多個(gè)對稱的第一拱肋和第二拱肋；
所述內(nèi)襯管在鋼管拱豎轉(zhuǎn)后再進(jìn)行安裝，并在未豎轉(zhuǎn)前對內(nèi)襯管及套管在現(xiàn)場進(jìn)行試套，并進(jìn)行編號，豎轉(zhuǎn)后安裝按編號成套使用。
[0008]所述鋼管拱的線形調(diào)節(jié)好后焊接主弦管嵌補(bǔ)，焊接兩塊嵌補(bǔ)管后將千斤頂及螺焊管取出。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:①采用強(qiáng)度高、承載力大、延伸量小、變形穩(wěn)定的鋼絞線作斜拉索，可減少架設(shè)過程中的不穩(wěn)定非彈性變形，同時(shí)也減少了纜索吊裝和轉(zhuǎn)體施工的繁瑣計(jì)算及設(shè)備安裝，減少了支架安裝，從而節(jié)省了鋼材；②采用油壓千斤頂和張拉系統(tǒng)對鋼絞線加卸拉力、收放索長，張拉能力大，索力調(diào)整和控制靈活性好，其配合浮吊控制精度高，保證了吊裝精度；③主拱肋分段分別在預(yù)制廠預(yù)制，拱肋預(yù)制及橋下基礎(chǔ)可平行施工，縮短施工工期，而且制作加工可全程監(jiān)控，保證拱肋段的線形、長度和斷面尺寸的的精度；④依次通過卷揚(yáng)機(jī)進(jìn)行豎向調(diào)整、通過布置鋼絞線對合攏口兩岸拱肋間橫向相對位置的調(diào)整、通過布置兩對精扎螺紋鋼合攏口拱肋內(nèi)橫向相對位置的調(diào)整、通過千斤頂和內(nèi)襯管對拱肋之間進(jìn)行剛性連接，能有效的控制線形。綜上，本方法彈性變形容易控制、扣掛塔施工周期短、節(jié)點(diǎn)少、安裝質(zhì)量好以及安裝迅速安全。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明鋼管拱豎轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明采用鋼絞線微調(diào)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明合攏口采用精扎螺紋鋼微調(diào)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是本發(fā)明管口采用精扎螺紋鋼微調(diào)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是本發(fā)明鋼管拱豎轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)后的內(nèi)襯管結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6是本發(fā)明鋼管拱豎轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)后千斤頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0011]如圖1至圖6所示，本發(fā)明以宜昌長江大橋鋼管拱拱肋為例來具體說明本發(fā)明的施工方法。宜昌長江大橋鋼管拱拱肋計(jì)算跨度264m，矢高52.8m，矢跨比1/5，拱軸線為二次拋物線。每片拱肋均由鋼管混凝土組成，由拱肋弦桿、橫向平聯(lián)板、豎腹桿連接成為鋼管砼桁架結(jié)構(gòu)，全橋豎轉(zhuǎn)鋼管拱總重約3640噸。拱肋弦桿、豎腹桿、平聯(lián)板采用Q345qD鋼材，橫撐采用Q235qD鋼材。兩片拱肋中心距12.35m。
[0012]豎轉(zhuǎn)施工與線形控制方法包括以下步驟: a)拱段現(xiàn)場預(yù)拼，鋼管拱肋分節(jié)段在預(yù)制場預(yù)制，運(yùn)輸?shù)绞┕龅睾蟀凑赵O(shè)計(jì)焊接成多段，最終形成多個(gè)對稱的第一拱肋I和第二拱肋2 ；
b)拱肋安裝，將所述第一拱肋I通過轉(zhuǎn)動(dòng)支架3設(shè)置在第一墩臺4上，并在所述第一墩臺4上設(shè)置第一扣鎖塔架5，將所述第二拱肋2通過轉(zhuǎn)動(dòng)支架3設(shè)置在第二墩臺6上，并在所述第二墩臺6上設(shè)置第二扣鎖塔架7 ；
c)扣掛系統(tǒng)安裝，在所述第一扣鎖塔架5岸側(cè)布置后錨梁8、后纜風(fēng)繩9、第一錨索10、第二錨索11，所述第一錨索10和所述第二錨索11的一端與設(shè)置在所述第一扣鎖塔架5頂部的穿心式千斤頂相連接，另一端均與所述后錨梁8的主體箱梁端錨梁連在一起，所述第一扣鎖塔架5和所述第二扣鎖塔架7的頂部通過壓塔索12連接，所述扣鎖塔架5頂部設(shè)置第一連續(xù)提升千斤頂13，所述連續(xù)提升千斤頂13通過多根第一扣索14與設(shè)置在所述第一拱肋I的反力梁15相連接，所述第二扣鎖塔架7的頂部設(shè)置第二連續(xù)提升千斤頂16，所述第二連續(xù)提升千斤頂16通過多根所述第二扣索17與所述第二拱肋2連接，為獲得豎轉(zhuǎn)塔架的實(shí)際剛度、鋼管拱對轉(zhuǎn)鉸的重力矩和轉(zhuǎn)鉸處的實(shí)際摩擦力矩等參數(shù)以及溫差等外界條件對結(jié)構(gòu)的影響程度，在拱肋豎轉(zhuǎn)前進(jìn)行的錨、扣索預(yù)張拉和拱肋啟動(dòng)中進(jìn)行塔偏位和扣、錨索索力的測量工作。在拱肋豎轉(zhuǎn)過程中的錨索、壓塔索、后纜風(fēng)索不再用千斤頂進(jìn)行索力調(diào)整，通過張拉扣索使拱肋豎轉(zhuǎn)至預(yù)定高度，先豎轉(zhuǎn)其中兩個(gè)半跨拱肋到預(yù)定高度，調(diào)整合龍口位置臨時(shí)鎖定合龍口至設(shè)計(jì)狀態(tài)進(jìn)行合龍，然后再豎轉(zhuǎn)另外兩個(gè)半跨拱肋到預(yù)定高度，調(diào)整合龍口位置，臨時(shí)鎖定合龍口至設(shè)計(jì)狀態(tài)進(jìn)行合龍，具體來說，啟動(dòng)連續(xù)提升千斤頂開始豎轉(zhuǎn)，豎轉(zhuǎn)分步進(jìn)行，所述第一拱肋I豎轉(zhuǎn)分:豎轉(zhuǎn)3°、6° 、9 °、12 °、15°、到位等六步；所述第二拱肋豎轉(zhuǎn)分:豎轉(zhuǎn)4.55°、7.55 °、10.55° ,13.55 °、16.55°、19.55 °、到位等七步，在每次豎轉(zhuǎn)完畢即鎖定連續(xù)提升千斤頂，進(jìn)行測點(diǎn)應(yīng)力、應(yīng)變、塔架偏位、箱梁端部變化監(jiān)測測量和結(jié)構(gòu)、張拉系統(tǒng)地觀察，無異常并得到下一步操作指令后方可進(jìn)行下一步操作；
d)線形控制與調(diào)整，依次通過卷揚(yáng)機(jī)進(jìn)行豎向調(diào)整、通過布置鋼絞線18對合攏口兩岸拱肋間橫向相對位置的調(diào)整、通過布置兩對精扎螺紋鋼19合攏口拱肋內(nèi)橫向相對位置的調(diào)整、通過千斤頂20和內(nèi)襯管21對拱肋之間進(jìn)行剛性連接，其中，豎向調(diào)整的方式是通過豎轉(zhuǎn)卷揚(yáng)機(jī)對上下游拱肋的松、緊對線形和兩岸拱肋間的相對位置進(jìn)行少量的調(diào)整。布置所述鋼絞線18對合攏口兩岸拱肋間橫向相對位置的調(diào)整為將兩對所述鋼絞線18在離合攏口最近的豎腹桿22上進(jìn)行布置，對兩岸拱肋合攏口間橫向相對位置進(jìn)行少量的調(diào)整，兩對所述鋼絞線18只能進(jìn)行橫向微調(diào)。在合攏口弦管上布置兩對精扎螺紋鋼19進(jìn)行調(diào)節(jié)對拱肋內(nèi)弦管間的橫向相對位置進(jìn)行少量的調(diào)整，并在拱肋內(nèi)形成拉力斜撐，能夠?qū)袄邇?nèi)的橫向位移進(jìn)行約束。鋼管拱豎轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)到位后，采用兩個(gè)所述千斤頂20和兩個(gè)所述內(nèi)襯管21對拱肋之間進(jìn)行剛性連接，所述千斤頂20作用在主弦管的上弦、所述內(nèi)襯管21作用在主弦管的下弦。所述內(nèi)襯管21在鋼管拱豎轉(zhuǎn)后再進(jìn)行安裝，并在未豎轉(zhuǎn)前對所述內(nèi)襯管21及套管在現(xiàn)場進(jìn)行試套，并進(jìn)行編號，豎轉(zhuǎn)后安裝按編號成套使用；
e)所述鋼管拱的線形調(diào)節(jié)好后焊接主弦管嵌補(bǔ)，焊接兩塊嵌補(bǔ)管后將千斤頂及螺焊管取出；
f)按照設(shè)計(jì)、監(jiān)控要求，在拱肋鋼管內(nèi)砼灌注完畢砼達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后拆除扣掛系統(tǒng)。
[0013]豎轉(zhuǎn)施工前的準(zhǔn)備工作主要有:拼塔架、安裝并張拉壓塔索、后纜風(fēng)；拆除架拱門吊、提升站；安裝錨索、扣索(但不張拉)；用校驗(yàn)后的普通張拉千斤頂將后錨梁錨固張拉力，先張拉至每束90t，補(bǔ)張拉至每束150t ;安裝錨索、扣索張拉千斤頂極其配套設(shè)備；給轉(zhuǎn)鉸處注油、焊擋板結(jié)構(gòu)；安裝監(jiān)控和測控元件；合龍段吊架安裝；半跨拱肋與箱梁的臨時(shí)錨固；機(jī)具設(shè)備、大臨結(jié)構(gòu)的檢查驗(yàn)收:塔架、拱肋、梁面雜物清理、塔頂腳手板、欄桿、安全網(wǎng)安全設(shè)施完善等工作。
【權(quán)利要求】
1.一種大跨徑鋼管拱橋豎轉(zhuǎn)施工與線形控制方法，其特征在于:所述大跨徑鋼管拱橋包括至少兩個(gè)半跨拱肋，所述半跨拱肋由拱肋弦桿、橫向平聯(lián)板、豎腹桿連接成為鋼管砼桁架結(jié)構(gòu)，所述方法包括以下步驟: a)通過豎轉(zhuǎn)卷揚(yáng)機(jī)對上、下游拱肋的線形和兩岸拱肋間的相對位置進(jìn)行少量豎向調(diào)整； b)在離合攏口最近的豎腹桿上布置鋼絞線，鋼絞線對合攏口兩岸拱肋間橫向相對位置的進(jìn)行少量調(diào)整； c)在合攏口弦管上布置兩對精扎螺紋鋼對拱肋內(nèi)弦管間的橫向相對位置進(jìn)行少量的調(diào)整，并在拱肋內(nèi)形成拉力斜撐； d)采用兩個(gè)千斤頂和兩個(gè)內(nèi)襯管對拱肋之間進(jìn)行剛性連接，千斤頂作用在主弦管的上弦、內(nèi)襯管作用在主弦管的下弦。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大跨徑鋼管拱橋豎轉(zhuǎn)施工與線形控制方法，其特征在于:所述半跨拱肋包括對稱的第一拱肋和第二拱肋，所述第一拱肋和所述第二拱肋均通過轉(zhuǎn)動(dòng)支架設(shè)置在墩臺上，并在所述墩臺上設(shè)置扣鎖塔架。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大跨徑鋼管拱橋豎轉(zhuǎn)施工與線形控制方法，其特征在于:所述大跨徑鋼管拱橋豎轉(zhuǎn)施工與線形控制方法還包括扣掛系統(tǒng)，所述扣掛系統(tǒng)包括后錨梁、扣鎖塔架、壓塔索、錨索、扣索、張拉千斤頂以及檢測裝置，所述張拉千斤頂包括穿心式千斤頂以及連續(xù)提升千斤頂，所述錨索與設(shè)置在所述扣鎖塔架頂部的所述穿心式千斤頂相連接，另一端與所述后錨梁的主體箱梁端錨梁連在一起，兩側(cè)的所述扣鎖塔架通過壓塔索連接，兩側(cè)的所述扣鎖塔架頂部設(shè)置連續(xù)提升千斤頂，兩側(cè)的所述連續(xù)提升千斤頂通過扣索分別與設(shè)置在所述第一拱肋和所述第二拱肋的反力梁連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大跨徑鋼管拱橋豎轉(zhuǎn)施工與線形控制方法，其特征在于:鋼管拱肋分節(jié)段在預(yù)制場預(yù)制，運(yùn)輸?shù)绞┕龅睾蟀凑赵O(shè)計(jì)焊接成多段，最終形成多個(gè)對稱的第一拱肋和第二拱肋。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大跨徑鋼管拱橋豎轉(zhuǎn)施工與線形控制方法，其特征在于:所述內(nèi)襯管在鋼管拱豎轉(zhuǎn)后再進(jìn)行安裝，并在未豎轉(zhuǎn)前對內(nèi)襯管及套管在現(xiàn)場進(jìn)行試套，并進(jìn)行編號，豎轉(zhuǎn)后安裝按編號成套使用。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大跨徑鋼管拱橋豎轉(zhuǎn)施工與線形控制方法，其特征在于:所述鋼管拱的線形調(diào)節(jié)好后焊接主弦管嵌補(bǔ)，焊接兩塊嵌補(bǔ)管后將千斤頂及螺焊管取出。
【文檔編號】E01D21/00GK104328740SQ201410625080
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年11月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月10日
【發(fā)明者】嚴(yán)志利, 陸軍, 王春松 申請人:中鐵武橋重工（珠海）有限公司