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CN112376440A - 一种斜拉桥的主梁无合拢吊装的施工工艺 - Google Patents

一种斜拉桥的主梁无合拢吊装的施工工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种斜拉桥的主梁无合拢吊装的施工工艺，包括以下步骤：步骤一，进行拉索区混凝土主梁的现浇施工；步骤二，利用悬臂吊机依序进行拉索区多个标准节段的拼装；步骤三，悬臂吊机吊装合拢段；步骤四，张拉小里程侧端部的三束斜拉索；步骤五，在边墩和桥台之间至少搭设一座临时墩；步骤六，吊装墩顶段，使墩顶段坐落墩顶支座上；步骤七，释放三束斜拉索，使墩顶支座受压；步骤八，利用悬臂吊机依序吊装两个无索区节段；步骤九，在临时墩的顶面上安装临时滑动支座；步骤十，利用悬臂吊机依序吊装剩余的无索区节段；步骤十一，依次拆除临时滑动支座和临时墩。本发明的施工工艺，能减少大量的临时设施的施工，从而节省了大量的施工成本。

Description

一种斜拉桥的主梁无合拢吊装的施工工艺
技术领域
本发明涉及一种斜拉桥的主梁无合拢吊装的施工工艺。
背景技术
本发明涉及的斜拉桥为独塔混合梁双线铁路斜拉桥，桥跨布置为40+210+80+63m。主塔的大里程侧为80m+63m的混凝土主梁，主塔的小里程侧为210m的拉索区钢箱梁和40m的无索区钢箱梁。钢箱梁的横向宽度为16.5m，高度为4m，钢箱梁的标准节段的长度为9m，每个标准节段的重量约122吨。标准节段由风嘴、边箱、横梁和顶板组成。桥位处的地面高程3300m～3470m，相对高差达170m，临时场地布置困难，交通运输条件差。
根据桥梁结构、桥位地形条件，常规的施工工艺是在大里程侧搭设拼装平台，将钢箱梁节段加工预拼后，通过桥面运输，利用悬臂吊机悬臂拼装施工。边跨的无索区钢箱梁一般要在支架上拼装，或采用顶推滑移等工艺施工，最后利用悬臂吊机完成主梁的合拢段施工(见图1)。
上述常规的施工方法存在以下问题：
(1)无索区的地势陡峭，坡比达到1:2.4，现场大型设备作业困难；
(2)支架数量大，施工难度大，施工周期长，成本高；
(3)在无索区现场进行节段拼装和滑移，则必须从钢梁的加工场开辟施工便道至施工现场，保证大型吊装设备和钢梁材料运输；
(4)现场拼装焊接作业时间长，焊接质量不可控；
(5)由于小里程侧的桥台紧邻隧道，施工组织受隧道施工制约影响大。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种斜拉桥的主梁无合拢吊装的施工工艺，它能减少大量的临时设施的施工，从而节省了大量的施工成本。
本发明的目的是这样实现的：一种斜拉桥的主梁无合拢吊装的施工工艺，所述斜拉桥为独塔四跨桥；斜拉桥的主塔的大里程侧为拉索区混凝土主梁，主塔的小里程侧为一段拉索区钢梁和一段无索区钢梁；拉索区钢梁由多个标准节段拼接而成，无索区钢梁由一个合拢段、一个墩顶段和若干无索区节段拼接而成；所述施工工艺包括以下步骤：
步骤一，在大里程侧搭设拼装平台，进行拉索区混凝土主梁的现浇施工，并完成拉索区混凝土主梁与主塔之间的斜拉索连接；
步骤二，通过大里程侧桥面运输，并利用悬臂吊机依序进行拉索区钢箱梁的多个标准节段的悬臂拼装，并完成拉索区钢梁与主塔之间的斜拉索连接；
步骤三，悬臂吊机向小里程侧前移锚固后，悬臂吊装合拢段，使合拢段与最后一个标准节段完成拼接；
步骤四，张拉拉索区钢梁小里程侧端部的三束斜拉索，以抬高拉索区钢梁的小里程侧端部的标高，为悬臂吊装墩顶段留出作业空间；
步骤五，在小里程侧边墩和小里程侧桥台之间至少搭设一座临时墩；临时墩的间距为两个无索区节段的长度；临时墩的顶面上暂不安装临时滑动支座；
步骤六，先安装小里程侧边墩上的墩顶支座，再将悬臂吊机向小里程侧前移锚固后，悬臂吊装墩顶段，使墩顶段坐落在小里程边墩的墩顶支座上，并与合拢段完成拼接；
步骤七，释放拉索区钢梁小里程侧端部的三束斜拉索，使墩顶支座受压，并将墩顶支座与墩顶段的底部预设的钢板焊接；
步骤八，悬臂吊机向小里程侧前移锚固后，依序悬臂吊装两个无索区节段，此时临时墩的顶面与第二个无索区节段的底部保持5～10cm的间距；
步骤九，临时墩顶上的无索区节段吊装完成后，利用千斤顶在临时墩上顶升该无索区节段，并在临时墩的顶面上安装临时滑动支座；临时滑动支座安装完成后千斤顶回落，使无索区节段的标高下降，并支撑在临时滑动支座上；
步骤十，悬臂吊机向小里程侧前移锚固后，依序悬臂吊装剩余的无索区节段，直到最后一个无索区节段安装至小里程侧桥台上；
步骤十一，临时墩顶上的千斤顶顶升，拆除临时墩顶上的临时滑动支座，再拆除临时墩。
上述的斜拉桥的主梁无合拢吊装的施工工艺，其中，每座所述临时墩由一对单元墩构成，每个单元墩包括两对钢管立柱、两根横向分配梁、两根连系梁、两根纵向滑梁、两个千斤顶、两块不锈钢板和两块四氟滑板；其中，两对钢管立柱一前一后并排布置，每根钢管立柱各自设在一根钢管基础上；钢管基础先钻入岩层中，再灌注混凝土，待混凝土强度达到设计强度后再接高钢管立柱；两对钢管立柱之间设置斜撑和横撑；两根横向分配梁一一对应地焊接固定在两对钢管立柱的顶面上；两根连系梁一一对应地连接在两根横向分配梁的两头中部之间；两根纵向滑梁一一对应地焊接在两根横向分配梁的顶面之间；两个千斤顶间隔地安装在位于后排的一根横向分配梁的顶面上；两块不锈钢板一一对应地焊接在两根纵向滑梁的顶面中部，每块不锈钢板的顶面抛光并涂抹硅脂油，每块不锈钢板的纵向长度为L+2a；两块四氟滑板一一对应地安装在两块不锈钢板的顶面上，每块四氟滑板的纵向长度为L，四氟滑板即为所述临时滑动支座。
上述的斜拉桥的主梁无合拢吊装的施工工艺，其中，所述横向分配梁和纵向滑梁均采用双拼工字钢；所述联系梁采用工字钢。
上述的斜拉桥的主梁无合拢吊装的施工工艺，其中，所述钢管基础的直径大于钢管立柱的直径；钢管基础钻入岩层的深度根据地质条件和结构受力计算。
本发明的斜拉桥的主梁无合拢吊装的施工方法，具有以下特点：
(1)仅搭设少量的临时支墩，即可采用悬臂吊机完成所有钢箱梁的吊装施工，能减少大量的临时设施的施工，从而节省了大量的施工成本；
(2)所有钢箱梁的预制安装工作均在桥梁单侧完成，桥梁与其他工程施工交叉相互影响，节约施工工期；
(3)全桥梁无合拢吊装施工，可充分利用现有钢箱梁的拼装场地，整节段预制拼装钢箱梁，使得钢箱梁施工现场施工质量得以保证；
(4)利用有限元软件对施工过程进行模拟，结合现场监测，可保证钢箱梁的拼装精度。
附图说明
图1是采用现有技术施工斜拉桥的无索区钢箱梁的状态顺桥向图；
图2是本发明的施工方法进行步骤三时的状态顺桥向图；
图3是本发明的施工方法进行步骤四时的状态顺桥向图；
图4是本发明的施工方法进行步骤五时的状态顺桥向图；
图5是本发明的施工方法涉及的斜拉桥的主梁在临时墩处的横桥向断面图；
图6是本发明的施工方法采用的临时墩的钢管基础的轴向剖面图；
图7是本发明的施工方法采用的临时墩的顺桥向断面图；
图8是本发明的施工方法采用的临时墩的横桥向断面图；
图9是本发明的施工方法进行步骤六时的状态顺桥向图；
图10是本发明的施工方法进行步骤七时的状态顺桥向图；
图11是本发明的施工方法进行步骤八时的状态顺桥向图；
图12a和图12b是本发明的施工方法进行步骤九时的状态横桥向图；
图13是本发明的施工方法进行步骤十时的状态顺桥向图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
请参阅图1至图13，本发明的斜拉桥的主梁无合拢吊装的施工工艺，涉及的斜拉桥为独塔四跨桥；斜拉桥的主塔1的大里程侧为拉索区混凝土主梁，主塔的小里程侧为一段拉索区钢梁和一段无索区钢梁；拉索区钢梁由多个标准节段拼接而成，无索区钢梁由一个合拢段、一个墩顶段和若干无索区节段拼接而成；
本发明的斜拉桥的主梁无合拢吊装的施工工艺，包括以下步骤：
步骤一，在大里程侧搭设拼装平台，进行拉索区混凝土主梁的现浇施工，并完成拉索区混凝土主梁与主塔10之间的斜拉索20连接；
步骤二，通过大里程侧桥面运输，并利用悬臂吊机30依序进行拉索区钢箱梁的多个标准节段的悬臂拼装，并完成拉索区钢梁与主塔10之间的斜拉索20连接；
步骤三，悬臂吊机30向小里程侧前移锚固后，悬臂吊装合拢段，使合拢段与最后一个标准节段完成拼接；
步骤四，张拉拉索区钢梁小里程侧端部的三束斜拉索20，以抬高拉索区钢梁的小里程侧端部的标高，为悬臂吊装墩顶段留出作业空间；
步骤五，在小里程侧边墩40和小里程侧桥台50之间至少搭设一座临时墩60；临时墩60的间距为两个无索区节段的长度；临时墩60的顶面上暂不安装临时滑动支座；
每座临时墩60由一对单元墩构成，一对单元墩一一对应地支撑在无索区节段的两个边箱的底部，每个单元墩包括两对钢管立柱61、两根横向分配梁62、两根连系梁63、两根纵向滑梁64、两个千斤顶65、两块不锈钢板66和两块四氟滑板67；其中，两对钢管立柱61一前一后并排布置，每根钢管立柱61各自设在一根钢管基础61A上，钢管基础61A先钻入岩层中，再灌注混凝土，待混凝土强度达到设计强度后再接高钢管立柱61；钢管基础61A的直径D和钻入深度h根据地质条件和结构受力计算，本实施例的钢管立柱61采用Ф630×10mm的钢管，钢管基础61A的直径D为1000mm，钢管基础61A钻入深度h＝3000mm；两对钢管立柱61之间设置斜撑和横撑；两根横向分配梁62一一对应地焊接固定在两对钢管立柱61的顶面上，每根横向分配梁62采用双拼45a工字钢；两根连系梁63一一对应地连接在两根横向分配梁62的两头中部之间，连系梁63采用20a工字钢；两根纵向滑梁64一一对应地焊接在两根横向分配梁62的顶面之间，每根纵向滑梁64采用双拼45a工字钢；两个千斤顶65间隔地安装在位于后排的一根横向分配梁62的顶面上，单个千斤顶65的额定顶升力不小于两个无索区节段的自重；两块不锈钢板66一一对应地焊接在两根纵向滑梁64的顶面中部，每块不锈钢板66的顶面抛光并涂抹硅脂油，每块不锈钢板66的纵向长度为L+2a；两块四氟滑板67一一对应地安装在两块不锈钢板66的顶面上，每块四氟滑板67的纵向长度为L，四氟滑板67即为临时滑动支座；a为四氟滑板67在不锈钢板66上的滑动范围，a的具体取值应根据施工期间环境温差计算；
步骤六，先安装小里程侧边墩40的顶部依次安装支座垫石40a和墩顶支座40b，再将悬臂吊机30向小里程侧前移锚固后，悬臂吊装墩顶段，使墩顶段坐落在小里程边墩40的墩顶支座40b上，并与合拢段完成拼接；
步骤七，释放拉索区钢梁小里程侧端部的三束斜拉索20，使墩顶支座40b受压，并将墩顶支座40b与墩顶段的底部预设的钢板焊接；
步骤八，悬臂吊机30向小里程侧前移锚固后，依序悬臂吊装两个无索区节段，此时临时墩60的顶面与第二个无索区节段的底部保持5～10cm的间距，便于调整无索区节段的姿态，确保其精确就位；
步骤九，临时墩60顶上的无索区节段吊装完成后，利用千斤顶65在临时墩60上顶升该无索区节段，并在临时墩60的顶面上安装临时滑动支座(四氟滑板67)，临时滑动支座安装完成后千斤顶65回落，使无索区节段的标高下降，并支撑在临时滑动支座上；支撑同一个无索区节段的一对单元墩上的纵向滑梁与梁底的高差应相等，不相等的可以通过支垫钢板找平，保证临时滑动支座受力均匀；
步骤十，悬臂吊机30向小里程侧前移锚固后，依序悬臂吊装剩余的无索区节段，直到最后一个无索区节段安装至小里程侧桥台50上；
步骤十一，临时墩60顶上的千斤顶65顶升，拆除临时墩60顶上的临时滑动支座，再拆除临时墩60，最后对所有的斜拉索20的索力进行调整。
以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。

Claims (4)

1.一种斜拉桥的主梁无合拢吊装的施工工艺，所述斜拉桥为独塔四跨桥；斜拉桥的主塔的大里程侧为拉索区混凝土主梁，主塔的小里程侧为一段拉索区钢梁和一段无索区钢梁；拉索区钢梁由多个标准节段拼接而成，无索区钢梁由一个合拢段、一个墩顶段和若干无索区节段拼接而成；其特征在于，所述施工工艺包括以下步骤：
步骤一，在大里程侧搭设拼装平台，进行拉索区混凝土主梁的现浇施工，并完成拉索区混凝土主梁与主塔之间的斜拉索连接；
步骤二，通过大里程侧桥面运输，并利用悬臂吊机依序进行拉索区钢箱梁的多个标准节段的悬臂拼装，并完成拉索区钢梁与主塔之间的斜拉索连接；
步骤三，悬臂吊机向小里程侧前移锚固后，悬臂吊装合拢段，使合拢段与最后一个标准节段完成拼接；
步骤四，张拉拉索区钢梁小里程侧端部的三束斜拉索，以抬高拉索区钢梁的小里程侧端部的标高，为悬臂吊装墩顶段留出作业空间；
步骤五，在小里程侧边墩和小里程侧桥台之间至少搭设一座临时墩；临时墩的间距为两个无索区节段的长度；临时墩的顶面上暂不安装临时滑动支座；
步骤六，先安装小里程侧边墩上的墩顶支座，再将悬臂吊机向小里程侧前移锚固后，悬臂吊装墩顶段，使墩顶段坐落在小里程边墩的墩顶支座上，并与合拢段完成拼接；
步骤七，释放拉索区钢梁小里程侧端部的三束斜拉索，使墩顶支座受压，并将墩顶支座与墩顶段的底部预设的钢板焊接；
步骤八，悬臂吊机向小里程侧前移锚固后，依序悬臂吊装两个无索区节段，此时临时墩的顶面与第二个无索区节段的底部保持5～10cm的间距；
步骤九，临时墩顶上的无索区节段悬臂吊装完成后，利用千斤顶在临时墩上顶升该无索区节段，并在临时墩的顶面上安装临时滑动支座；临时滑动支座安装完成后千斤顶回落，使无索区节段的标高下降，并支撑在临时滑动支座上；
步骤十，悬臂吊机向小里程侧前移锚固后，依序悬臂吊装剩余的无索区节段，直到最后一个无索区节段安装至小里程侧桥台上；
步骤十一，临时墩顶上的千斤顶顶升，拆除临时墩顶上的临时滑动支座，再拆除临时墩。
2.根据权利要求1所述的斜拉桥的主梁无合拢吊装的施工工艺，其特征在于，每座所述临时墩由一对单元墩构成，每个单元墩包括两对钢管立柱、两根横向分配梁、两根连系梁、两根纵向滑梁、两个千斤顶、两块不锈钢板和两块四氟滑板；其中，两对钢管立柱一前一后并排布置，每根钢管立柱各自设在一根钢管基础上；钢管基础先钻入岩层中，再灌注混凝土，待混凝土强度达到设计强度后再接高钢管立柱；两对钢管立柱之间设置斜撑和横撑；两根横向分配梁一一对应地焊接固定在两对钢管立柱的顶面上；两根连系梁一一对应地连接在两根横向分配梁的两头中部之间；两根纵向滑梁一一对应地焊接在两根横向分配梁的顶面之间；两个千斤顶间隔地安装在位于后排的一根横向分配梁的顶面上；两块不锈钢板一一对应地焊接在两根纵向滑梁的顶面中部，每块不锈钢板的顶面抛光并涂抹硅脂油，每块不锈钢板的纵向长度为L+2a；两块四氟滑板一一对应地安装在两块不锈钢板的顶面上，每块四氟滑板的纵向长度为L，四氟滑板即为所述临时滑动支座。
3.根据权利要求2所述的斜拉桥的主梁无合拢吊装的施工工艺，其特征在于，所述横向分配梁和纵向滑梁均采用双拼工字钢；所述联系梁采用工字钢。
4.根据权利要求2所述的斜拉桥的主梁无合拢吊装的施工工艺，其特征在于，所述钢管基础的直径大于钢管立柱的直径；钢管基础的钻入岩层的深度根据地质条件和结构受力计算。
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李伟: ""混合梁斜拉桥合龙控制及索力优化分析"", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士)工程科技Ⅱ辑》, 15 July 2019 (2019-07-15), pages 034 - 148 *
胡汉舟等: "《京沪高速铁路南京大胜关长江大桥技术总结》", 31 March 2011, 中国铁道出版社, pages: 297 *

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