一種中承式鋼箱系桿拱橋敞口格構(gòu)式鋼梁整節(jié)段架設(shè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明用于橋梁施工技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種中承式鋼箱系桿拱橋敞口格構(gòu)式鋼梁整節(jié)段架設(shè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)公路、鐵路快速路網(wǎng)的大規(guī)模建設(shè)，大量跨江、河、海橋梁紛紛興建，鋼混疊合梁是各種拱橋、斜拉橋、懸索橋常見(jiàn)的承重結(jié)構(gòu)之一。對(duì)于按先架設(shè)鋼梁后安裝混凝土橋面板順序架設(shè)的鋼梁，此時(shí)的鋼梁往往是敞口格構(gòu)式的，此種主梁安裝施工一般方法為:先架設(shè)鋼梁，再安裝混凝土橋面板，最后澆筑混凝土橋面板之間的濕接縫?；炷翗蛎姘灏惭b以前，鋼梁中間的鋼混疊合梁部分僅僅只有一些鋼橫梁、鋼縱梁組成的框格式結(jié)構(gòu)，這種框格結(jié)構(gòu)上下是敞口的，沒(méi)有頂板及底板，故稱為敞口格構(gòu)式鋼梁。此種結(jié)構(gòu)整體剛度小，整體架設(shè)時(shí)極易變形，架設(shè)困難。這種結(jié)構(gòu)形式的鋼梁，有多種施工方案可供選擇，需要精心設(shè)計(jì)，選擇最合理、最經(jīng)濟(jì)的方案。
[0003]鋼混疊合梁結(jié)構(gòu)中的鋼梁架設(shè)常規(guī)施工方法:散拼法和整節(jié)段吊裝法。
[0004](I)散拼法。采用浮吊在水中或軌行在已架鋼梁面上的回轉(zhuǎn)吊機(jī)進(jìn)行單構(gòu)件吊裝架設(shè)，先依次吊裝兩側(cè)的邊箱梁，分別安裝兩側(cè)吊桿，再吊裝中間的格構(gòu)式框架(即鋼橫梁和縱梁)，將邊箱梁、格構(gòu)式框架焊接稱為一整體，然后繼續(xù)安裝下一節(jié)段。
[0005](2)整節(jié)段吊裝法。鋼梁在加工廠里將邊箱梁及格構(gòu)式框架預(yù)先焊接好，整節(jié)段運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)，采用大型設(shè)備，整節(jié)段起吊，可減少空中焊接工作量。整節(jié)段吊裝有以下幾種方法:
Ca)纜索吊機(jī)法。采用在主墩處設(shè)立纜索吊機(jī)主塔，拼裝纜索吊機(jī)，纜索吊機(jī)通常有2組吊鉤，可實(shí)現(xiàn)整節(jié)段起吊鋼梁。
[0006](b)拱上吊機(jī)法。采用自行式拱上吊機(jī)安裝，這種吊機(jī)可在拱頂軌道上自由行走，作業(yè)工況下錨固于軌道上，主臂可360°旋轉(zhuǎn)，采用兩側(cè)拱肋上的2臺(tái)吊機(jī)通過(guò)專用吊具實(shí)行抬吊可實(shí)現(xiàn)整節(jié)段起吊。
[0007](C)大型浮吊法。采用水上大噸位浮吊，在水中拋錨定位，可整節(jié)段起吊鋼梁。
[0008](d)橋面吊機(jī)法。米用橋面吊機(jī)施工，橋面吊機(jī)可在已架橋面上自由行走，起吊工況下，橋面吊機(jī)需要站位在已架設(shè)安裝好的鋼梁梁面上，前、后支點(diǎn)抄墊密實(shí)，橋面吊機(jī)后錨固在已架前一節(jié)段頂板上，實(shí)現(xiàn)后一節(jié)段整節(jié)段的起吊。
[0009]現(xiàn)有技術(shù)存在如下缺點(diǎn):
1.散拼法有大量的焊縫在工地現(xiàn)場(chǎng)施焊，安全風(fēng)險(xiǎn)高，一個(gè)節(jié)段分多次起吊，吊裝數(shù)量多，施工周期長(zhǎng)，橋下航道占用時(shí)間也長(zhǎng)，安全風(fēng)險(xiǎn)大，且線形控制和施工質(zhì)量不易保證，除非特定困難環(huán)境下，一般不宜采用這種方法施工。
[0010]2.纜索吊機(jī)需要使用大量的鋼材組拼，往往在拱橋中用于拱肋及后續(xù)鋼梁的安裝，拼裝成本高。纜索吊機(jī)的后錨對(duì)地質(zhì)要求高，后錨施工質(zhì)量難以保證。纜索吊機(jī)對(duì)大風(fēng)天氣較敏感，受臺(tái)風(fēng)影響大，采用纜索吊機(jī)有較大的安全風(fēng)險(xiǎn)。
[0011]3.拱上吊機(jī)往往應(yīng)用于桁架橋，利用桁架做行走軌道。鳳凰三橋的拱型為鋼箱拱，無(wú)現(xiàn)成軌道可利用，需要花費(fèi)大量鋼材及人工費(fèi)用鋪設(shè)軌道，還需要加工制造專用吊具，經(jīng)濟(jì)性較差。拱頂最高處距離水面超過(guò)80m，高空作業(yè)施工風(fēng)險(xiǎn)較高，臺(tái)風(fēng)期安全風(fēng)險(xiǎn)大。
[0012]4.大型浮吊受過(guò)往船舶及潮汐影響大，采用浮吊施工，吊船難以穩(wěn)定，安全風(fēng)險(xiǎn)較高，需要分四面拋設(shè)多處鐵錨固定，會(huì)嚴(yán)重?cái)_亂航道正常通行，封航申請(qǐng)行政審批難度大。
[0013]5.橋面吊機(jī)吊裝往往應(yīng)用于箱型鋼梁，無(wú)論是行走還是作業(yè)工況，需要堅(jiān)固密實(shí)的橋面支撐其支點(diǎn)，還需要在前一節(jié)段的鋼箱梁頂板上單獨(dú)設(shè)置后錨結(jié)構(gòu)固定，而格構(gòu)式框架整體剛度小易變形，無(wú)法保證正常作業(yè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種中承式鋼箱系桿拱橋敞口格構(gòu)式鋼梁整節(jié)段架設(shè)方法，解決了在中承式鋼箱系桿拱橋上架設(shè)敞口格構(gòu)式鋼梁采用以往的架設(shè)方法進(jìn)行架設(shè)存在的散拼多次吊裝風(fēng)險(xiǎn)高、纜索吊機(jī)拼裝設(shè)計(jì)施工困難及風(fēng)險(xiǎn)高、拱上吊機(jī)拼裝困難及安全風(fēng)險(xiǎn)高、大型浮吊拼裝航道風(fēng)險(xiǎn)高、橋面雙汽車吊拼裝需要設(shè)置大剛度橋面支撐點(diǎn)及后錨結(jié)構(gòu)等問(wèn)題，可利用工地現(xiàn)有的進(jìn)行拱橋三角剛架施工的塔吊拼裝架梁吊機(jī)，可省去纜索吊機(jī)、拱上吊機(jī)軌道及橋面汽車吊機(jī)的橋面支撐點(diǎn)等大型臨時(shí)結(jié)構(gòu)鋼材料使用，可減少對(duì)航道的占用時(shí)間和阻礙，真正避開(kāi)臺(tái)風(fēng)危險(xiǎn)和高空危險(xiǎn)，還可以保證鋼梁的拼裝線型，確保安全、質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)的最大化。
[0015]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種中承式鋼箱系桿拱橋敞口格構(gòu)式鋼梁整節(jié)段架設(shè)方法，包括以下步驟:
A.預(yù)制敞口格構(gòu)式鋼梁節(jié)段和分配梁，所述敞口格構(gòu)式鋼梁節(jié)段包括兩側(cè)的邊箱梁和裝在兩側(cè)邊箱梁間的敞口格構(gòu)結(jié)構(gòu)梁，所述敞口格構(gòu)結(jié)構(gòu)梁由若干鋼橫梁和鋼縱梁組成上下敞口的框格式結(jié)構(gòu)；
B.在已澆筑的混凝土橋面上拼裝步履式架梁吊機(jī)并后錨在混凝土梁上，試吊，首節(jié)段敞口格構(gòu)式鋼梁節(jié)段通過(guò)運(yùn)輸船入場(chǎng)，并在吊裝前在敞口格構(gòu)結(jié)構(gòu)梁內(nèi)安裝加固連接系，通過(guò)步履式架梁吊機(jī)架設(shè)首節(jié)段敞口格構(gòu)式鋼梁節(jié)段，步履式架梁吊機(jī)在混凝土橋面上向前行走，調(diào)整位置后錨固，仍在混凝土橋面上架設(shè)第二節(jié)敞口格構(gòu)式鋼梁節(jié)段，安裝首根豎向吊桿并張拉；
C.將分配梁吊裝在已架設(shè)好的敞口格構(gòu)式鋼梁上，步履式架梁吊機(jī)前進(jìn)并準(zhǔn)確落在所述分配梁上，將步履式架梁吊機(jī)與分配梁固定連接；
D.步履式架梁吊機(jī)調(diào)整位置后錨固，起吊敞口格構(gòu)式鋼梁節(jié)段，安裝吊桿，調(diào)整敞口格構(gòu)式鋼梁節(jié)段位置，并安裝焊接到位，吊桿張拉后，開(kāi)始進(jìn)行步履式架梁吊機(jī)的前移；
E.重復(fù)步驟D直至完成合龍。
[0016]進(jìn)一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進(jìn)，所述敞口格構(gòu)式鋼梁節(jié)段入場(chǎng)后，運(yùn)輸船先?？康闹鞫张运醺浇?，利用塔吊在敞口格構(gòu)結(jié)構(gòu)梁內(nèi)安裝加固連接系。
[0017]進(jìn)一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進(jìn)，步驟D中，選擇潮水潮位穩(wěn)定的時(shí)間，申請(qǐng)海事警戒，運(yùn)輸船在橋面上步履式架梁吊機(jī)主臂下方拋錨定位，放下步履式架梁吊機(jī)起重臂的鋼絲繩及吊具，安裝吊具與敞口格構(gòu)式鋼梁節(jié)段上吊點(diǎn)之間的鋼銷軸，起吊敞口格構(gòu)式鋼梁整節(jié)段。
[0018]進(jìn)一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進(jìn)，所述分配梁包括分別與步履式架梁吊機(jī)的前支點(diǎn)、前油缸、后油缸、后支點(diǎn)和滑道連接的前支點(diǎn)分配梁、前油缸分配梁、后油缸分配梁、后支點(diǎn)分配梁和新增滑道，所述前支點(diǎn)與支點(diǎn)分配梁、前油缸與前油缸分配梁、后油缸與后油缸分配梁、后支點(diǎn)與后支點(diǎn)分配梁通過(guò)焊接卡板焊接，所述滑道與新增滑道通過(guò)碼板固定連接，所述新增滑道的前端底部形成上翹的斜面。
[0019]進(jìn)一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進(jìn)，合龍段的敞口格構(gòu)式鋼梁節(jié)段采用配切-頂推單縫合龍法施工，首先對(duì)合龍口進(jìn)行觀測(cè)、配切下料，同時(shí)對(duì)合龍口一側(cè)的已架好的鋼梁向遠(yuǎn)離合龍口位置方向頂推一段的位移后固定，起吊合龍段鋼梁，先調(diào)整合龍段的敞口格構(gòu)式鋼梁節(jié)段與另一側(cè)未頂推的鋼梁位置并馬板固定其相對(duì)位置，對(duì)接后焊接完成兩者之間的一道合龍焊縫，再將一側(cè)已推移出去的鋼梁通過(guò)裝置反頂回來(lái)，調(diào)整合龍縫寬后焊接合龍勁性骨架，最后進(jìn)行剩下一道合龍焊縫焊接。
[0020]進(jìn)一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進(jìn)，所述步履式架梁吊機(jī)設(shè)置兩臺(tái)，兩臺(tái)步履式架梁吊機(jī)聯(lián)合進(jìn)行敞口格構(gòu)式鋼梁節(jié)段安裝架設(shè)。
[0021]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明方法采用步履式架梁吊機(jī)進(jìn)行敞口格構(gòu)式鋼梁節(jié)段安裝架設(shè)，充分發(fā)揮了步履式架梁吊機(jī)行走方便、吊機(jī)結(jié)構(gòu)性能移定性的性能優(yōu)勢(shì)，解決了在中承式鋼箱系桿拱橋上架設(shè)敞口格構(gòu)式鋼梁采用以往的架設(shè)方法進(jìn)行架設(shè)存在的散拼多次吊裝風(fēng)險(xiǎn)高、纜索吊機(jī)拼裝設(shè)計(jì)施工困難及風(fēng)險(xiǎn)高、拱上吊機(jī)拼裝困難及安全風(fēng)險(xiǎn)高、大型浮吊拼裝航道風(fēng)險(xiǎn)高、橋面雙汽車吊拼裝需要設(shè)置大剛度橋面支撐點(diǎn)及后錨結(jié)構(gòu)等問(wèn)題，可利用工地現(xiàn)有的進(jìn)行拱橋三角剛架施工的塔吊拼裝架梁吊機(jī)，可省去纜索吊機(jī)、拱上吊機(jī)軌道及橋面汽車吊機(jī)的橋面支撐點(diǎn)等大型臨時(shí)結(jié)構(gòu)鋼材料使用，采用整節(jié)段吊裝的方法，減少高空焊接工作量，架設(shè)速度快，施工周期短，安全風(fēng)險(xiǎn)小，可減少對(duì)航道的占用時(shí)間和阻礙，真正避開(kāi)臺(tái)風(fēng)危險(xiǎn)和高空危險(xiǎn)，還可以保證鋼梁的拼裝線型，確保安全、質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)的最大化。
[0022]提前設(shè)計(jì)、制造多種規(guī)格的分配梁，用于承載步履式架梁吊機(jī)的前支點(diǎn)、前油缸、后油缸、后支點(diǎn)和滑道，將步履式架梁吊機(jī)的集中點(diǎn)荷載通過(guò)分配梁均勻分配至已架設(shè)好的敞口格構(gòu)式鋼梁節(jié)段上，既可以解決步履式架梁吊機(jī)施工時(shí)“無(wú)處落腳”的問(wèn)題，又能夠減小步履式架梁吊機(jī)架梁時(shí)承重支點(diǎn)對(duì)鋼梁造成的集中荷載，防止步履式架梁吊機(jī)支點(diǎn)位置下鋼梁出現(xiàn)變形，與此同時(shí)各分配梁等臨時(shí)輔助材料使用少，經(jīng)濟(jì)性好。同時(shí)提前加工加固連接系，架設(shè)前提前對(duì)敞口格構(gòu)結(jié)構(gòu)梁加固，增強(qiáng)鋼梁的穩(wěn)定性，使鋼梁穩(wěn)定的安全系數(shù)提高至大于4.0，滿