一種橋梁拱肋整體提升安裝的方法
【專利摘要】本發明公開了一種橋梁拱肋整體提升安裝的方法，包括以下步驟：將拱肋分為兩個邊段拱肋和一個中段拱肋；在碼頭上拼裝邊段拱肋，并用浮吊吊裝邊段拱肋至設定位置；搭設邊段支撐系統和提升門架、安裝提升系統；在中段拱肋設計位置的下方，拼裝中段支撐系統，在中段支撐系統上面安裝中段拱肋，在中段拱肋拱腳底部設置臨時橫梁、拱腳兩端之間設置臨時水平索；將提升系統與臨時橫梁對應連接，并將中段拱肋整體提升、平移、下落、就位、合攏安裝。本方法可滿足大跨徑拱肋橋的安裝質量和精度要求，且能靈活調整節段長度，優化節段制造質量，提高節段就位精度。
【專利說明】
一種橋梁拱肋整體提升安裝的方法
技術領域
[0001]本發明涉及橋梁建設領域，特別是一種橋梁拱肋整體提升安裝的方法。
【背景技術】
[0002]目前，國內、國外的鋼箱拱橋拱肋多采用纜索吊裝、浮吊吊裝、塔吊吊裝等施工工藝，但是針對于大跨度鋼箱拱橋，由于具有拱肋跨度較大、高度較高、節段重量較重、節段數量較多的特點，采用纜索吊裝、浮吊吊裝等施工工藝，往往存在吊裝難度大、安全風險高、定位精度不夠、工期長的缺點，且施工難度較大、成本高，難以滿足施工需求。
[0003]例如具體施工時，采用纜索吊裝大跨度鋼箱拱橋拱肋時，施工受橋梁周邊環境影響極大，例如纜索吊塔架要求間距較大、高度較高，且塔架拼裝難度大、風險高、工期長，對鋼絲繩的選用也有高要求，另外，纜索吊裝精度也較差，難以滿足高精度安裝需求。若采用浮吊吊裝大跨度鋼箱拱橋拱肋時，由于拱肋節段重量大、高度高，對浮吊要求高，部分水域浮吊無法滿足進場條件，局限性較大。近年來，隨著國民經濟的發展，交通流量也在持續地增長，為適應交通量不斷增長及對橋梁結構外形美觀的需要，大跨度鋼構橋梁也應用越來越廣泛，這就對大型鋼構橋梁施工技術提出了更高的要求。

【發明內容】

[0004]本發明提供了一種橋梁拱肋整體提升安裝的方法，本方法通過降低中段拱肋的安裝高度，從而降低吊裝的難度和風險，提高了定位的精度。
[0005]為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是:
一種橋梁拱肋整體提升安裝的方法，包括以下步驟:
51.將拱肋分為兩個邊段拱肋和一個中段拱肋，兩個邊段拱肋對稱設置在拱肋的縱向中軸線兩側；
52.在碼頭上拼裝邊段拱肋，并用浮吊吊裝邊段拱肋至設定位置；
53.在邊段拱肋的下面搭設邊段支撐系統，在邊段拱肋與中段拱肋設計連接處搭設提升門架，在提升門架上安裝提升系統；
54.在中段拱肋設計位置的下方，拼裝中段支撐系統，在中段支撐系統上面安裝中段拱肋，在中段拱肋拱腳底部分別設置臨時橫梁，在臨時橫梁之間設置臨時水平索；
55.將提升系統與臨時橫梁一一對應連接，并將中段拱肋整體提升、平移、下落、就位、合攏安裝。
[0006]優選的，所述中段支撐系統在縱向上偏離拱肋的橫向中軸線，中段拱肋中軸線在中段支撐系統中軸線的正上方，使中段拱肋在提升至設計高度時，中段拱肋的端頭與邊段拱肋的端頭相錯開，以防止在中段拱肋吊裝時，中段拱肋與邊段拱肋在豎直方向上發生碰撞。
[0007]優選的，所述提升系統包括計算機控制系統、油栗、豎向千斤頂和鋼絞線，豎向千斤頂通過鋼絞線與中段拱肋對應側的一端連接，計算機控制系統與油栗和豎向千斤頂相連，以控制豎向千斤頂完成中段拱肋的提升;所述豎向千斤頂設在提升門架上;通過豎向千斤頂可實現對中段拱肋的整體提升和平移。
[0008]優選的，所述提升門架包括吊裝橫梁、滑道橫梁、粧頂橫梁和門架支撐系統，所述門架支撐系統上面安裝有橫向設置的粧頂橫梁，所述粧頂橫梁上面安裝有縱向設置的滑道橫梁，所述滑道橫梁上設置有供豎向千斤頂縱向移動的滑道，所述滑道橫梁上面安裝有橫向設置的吊裝橫梁，所述吊裝橫梁上面設置有豎向千斤頂。
[0009]基于上述優選的技術方案，所述步驟S5的具體操作過程為:
S5-1.將鋼絞線的下端與對應側的臨時橫梁連接，使中段拱肋底部臨時橫梁均與提升系統連接到位；
S5-2.用豎向千斤頂整體提升、平移、下落中段拱肋至設計位置；
S5-3.根據中段拱肋與邊段拱肋之間位置的實際施工偏差，通過豎向千斤頂縱向移動和豎向提升調整中段拱肋的位置，至中段拱肋與邊段拱肋的之間的位置在允許偏差范圍內；
S5-4.中段拱肋與邊段拱肋焊接合攏。
[0010]更優選的，所述步驟S5中，在進行中段拱肋整體提升、平移時，還要對所述臨時水平索施加預拉力以保持中段拱肋提升時的整體穩定性。
[0011]優選的，所述步驟S3中，搭設提升門架包括以下步驟:
S3-1.在浮式平臺上向水下巖層施做鉆孔粧，鉆孔粧中插入鋼護筒，在鋼護筒內澆筑鋼筋混凝土，完成門架支墩的搭建；
S3-2.在門架支墩上搭設混凝土平臺，在混凝土平臺上安裝門架豎撐，門架豎撐的上端高于邊段拱肋；
S3-3.門架豎撐之間通過門架橫向聯系連接加固，完成門架支撐系統的安裝；
S3-4.在門架支撐系統上面依次安裝粧頂橫梁、滑道橫梁和吊裝橫梁。
[0012]進一步的，所述中段支撐系統包括中段中間支架和中段側邊支架，中段中間支架設在中段拱肋中間的下面，所述中段側邊支架設在中段拱肋兩側的下面。更進一步的，所述中段中間支架和中段側邊支架均設置有中段桁架加固橫向連接，所述中段中間支架和中段側邊支架之間設置有支架水平索。
[0013]進一步的，所述臨時橫梁的兩端設有吊點，提升系統通過與吊點連接，實現中段拱肋整體提升、平移、就位;所述臨時橫梁的下面設有臨時橫梁支架支撐。
[0014]以上所述的拱肋橋整體提升安裝方法，在邊段拱肋上設計了提升門架，且在提升門架上安裝提升系統對中段拱肋進行提升，從而降低了中段拱肋的安裝高度，因此，本發明具有以下優點:
(1)通過本發明安裝的拱肋和支撐系統抗風穩定性好，降低焊接質量控制難度；
(2)本方法通過豎向千斤頂提升和平移可對中段拱肋的位置進行微調，從而大大提高了中段拱肋安裝就位的精度，且本方法取消了原來拱肋橋安裝工藝中必須設計的合攏段，降低拱肋線型控制難度；
(3)本方法降低了中段拱肋的安裝高度，增加了支撐系統，即增加了施工作業面，同時提高了浮吊的安裝效率，可大幅度縮短工期，降低施工成本。
[0015](4)本方法通過在邊段拱肋上設計邊段支撐系統和提升門架，避免占用橋梁建設的周邊空間，也不需改移道路；中間還可設置兩跨通航孔，不需封航；
(5)本方法不需設置錨碇，減少征用施工用地，減少對周圍空間原有植被的不利影響，保護環境；
(6)本方法可滿足大跨徑拱肋橋的安裝質量和精度要求，且能靈活調整節段長度，優化節段制造質量，提高節段就位精度。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發明應用于拱肋橋安裝的結構示意圖；
圖2是圖1的俯視結構不意圖；
圖3是D-D提升門架的結構示意圖；
圖4是圖2中A-A的斷面結構示意圖；
圖5是圖2中B-B的斷面結構示意圖；
圖6是圖3中C-C的斷面結構示意圖。
[0017]圖中，邊段拱肋I，粧頂橫梁2，滑道橫梁3，吊裝橫梁4，豎向千斤頂5，鋼絞線6，中段拱肋7，提升門架8，邊段支撐系統9，門架豎撐1，中段中間支架11，中段桁架12，臨時水平索13，中段支撐系統14，中段側邊支架15，邊段桁架16，支架水平索17，塔吊18，滑道19，吊點20，混凝土平臺21，門架支墩22，橫移系統23，門架橫向聯系24，臨時橫梁支架25，臨時橫梁
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【具體實施方式】
[0018]以下結合附圖，對本發明作進一步說明，但本發明的保護范圍不限于以下實施例。
[0019]結合圖1和圖2所示，其中，圖2僅示意了一個邊段拱肋和一半中段拱肋的位置，另外一半呈對稱布置，一種橋梁拱肋整體提升安裝的方法，包括以下步驟:
51.將拱肋分為兩個邊段拱肋I和一個中段拱肋7，兩個邊段拱肋I對稱設置在拱肋的縱向中軸線兩側;邊段拱肋I和中段拱肋7的劃分根據設計要求，一般每個邊段拱肋I的跨徑占整個拱肋跨徑的20~30%，對應的，中段拱肋7的跨徑占整個拱肋的60?40%;
52.在碼頭上拼裝邊段拱肋1，并用浮吊吊裝邊段拱肋I至設定位置；
53.在邊段拱肋I的下面搭設邊段支撐系統8，在邊段拱肋I與中段拱肋7設計連接處搭設提升門架8，在提升門架8上安裝提升系統；
54.在中段拱肋7設計位置的下方，拼裝中段支撐系統13，在中段支撐系統13上面安裝中段拱肋7，在中段拱肋7拱腳底部分別設置臨時橫梁26，在臨時橫梁26之間設置臨時水平索13;通過降低中段拱肋7的安裝高度，可降低吊裝拱肋節段的難度和風險，通過浮吊即可完成該安裝工作；
55.將提升系統與臨時橫梁26—一對應連接，并將中段拱肋I整體提升、平移、下落、就位、合攏安裝；
56.在拱肋節段連接焊縫、拱肋線形、拱肋空間位置全部檢查合格后，釋放提升系統與中段拱肋7連接處的吊點及拆除中段支撐系統14、邊段支撐系統9和提升門架，完成拱肋安裝。
[0020]為避免在中段拱肋7提升至設計高度之后還要安裝合攏段，中段支撐系統14在縱向上偏離拱肋的橫向中軸線，中段拱肋7中軸線在中段支撐系統14中軸線的正上方，從而使中段拱肋7在提升至設計高度時，中段拱肋7的端頭與邊段拱肋I的端頭相錯開，以防止在中段拱肋7吊裝時，中段拱肋7與邊段拱肋I在豎直方向上發生碰撞。
[0021]本實施例還提供了提升系統結構的一種優選的技術方案，結合圖4、圖5所示，提升系統共設置有2個，每個提升系統包括計算機控制系統、4臺油栗、8臺500t豎向千斤頂5和鋼絞線6，豎向千斤頂5通過鋼絞線6與中段拱肋7對應側的一端連接，計算機控制系統23與油栗和豎向千斤頂5相連，以控制豎向千斤頂5完成中段拱肋7的提升;豎向千斤頂5設在提升門架8上。通過豎向千斤頂5可實現對中段拱肋7的整體提升、平移、下落、就位和合攏。
[0022]為使提升系統對中段拱肋7的定位更加精確，本實施例提供了一種優選的提升門架技術方案，提升門架8包括吊裝橫梁4、滑道橫梁3、粧頂橫梁2和門架支撐系統，門架支撐系統上面安裝有橫向設置的粧頂橫梁2，粧頂橫梁2上面安裝有縱向設置的滑道橫梁3，滑道橫梁3上設置有供豎向千斤頂5縱向移動的滑道19，滑道橫梁3上面安裝有橫向設置的吊裝橫梁4，吊裝橫梁4上面設置有豎向千斤頂5，其中，吊裝橫梁4、滑道橫梁3和粧頂橫梁2均由鋼箱梁制成。在滑道橫梁3上還安裝有橫移系統23，橫移系統23與吊裝橫梁4連接，拉動吊裝橫梁4在滑道橫梁3上縱向移動，以實現豎向千斤頂5的縱向移動，橫移系統23—般是采用水平千斤頂。
[0023]基于上述優選的技術方案，步驟S5的具體操作過程為:
S5-1.將鋼絞線6的下端與對應側的臨時橫梁26連接，使中段拱肋7兩端均與提升系統連接到位；
S5-2.用豎向千斤頂5整體提升、平移、下落中段拱肋7至設計位置；
S5-3.根據中段拱肋7與邊段拱肋I之間位置的實際施工偏差，通過豎向千斤頂5縱向移動和豎向提升調整中段拱肋7的位置，至中段拱肋7與邊段拱肋I的之間的位置在允許偏差范圍內；
S5-4.中段拱肋7與邊段拱肋I焊接合攏。
[0024]在上述步驟S5中，在進行中段拱肋7整體提升、平移時，還要對所述臨時水平索13進行張拉、施加預拉力，以保持中段拱肋7提升時的整體穩定性。
[0025]為保證提升系統的穩定性，結合圖3所示，搭設提升門架8的優選技術方案包括以下步驟:
S3-1.在浮式平臺上向水下巖層施做鉆孔粧，鉆孔粧中插入鋼護筒，在鋼護筒內澆筑鋼筋混凝土，完成門架支墩22的搭建；
S3-2.在門架支墩22上搭設混凝土平臺21，在混凝土平臺21上安裝門架豎撐1，門架豎撐10的上端高于邊段拱肋I;
S3-3.門架豎撐10之間通過門架橫向聯系24連接加固，完成門架支撐系統的安裝； S3-4.在門架支撐系統上面依次安裝粧頂橫梁2、滑道橫梁3和吊裝橫梁4。
[0026]在搭建提升門架8的過程中，所用材料采用塔吊18進行吊裝。
[0027]為保證中段拱肋的穩定性，中段支撐系統14包括中段中間支架11和中段側邊支架15，中段中間支架11支撐在中段拱肋7中間的下面，中段側邊支架15支撐在中段拱肋7兩側的下面，為提高中段支撐系統14的抗水流沖擊能力，中段中間支架11和中段側邊支架15均安裝有中段桁架12加固橫向連接，中段中間支架11和中段側邊支架15之間安裝有支架水平索17。為保證邊段拱肋I的穩定性，在邊段拱肋I下面安裝有邊段支撐系統9，邊段支撐系統也包括邊段豎撐和邊段桁架16，邊段桁架16安裝邊段豎撐之間加固橫向連接。
[0028]結合圖6所示，為保證提升的穩定性，優選至少在臨時橫梁26的兩端設有吊點，提升系統通過與吊點20連接，實現中段拱肋7整體提升、平移、就位。另外在臨時橫梁26上還可以另設有若干個吊點20，吊點的總數量與豎向千斤頂5的數量相同，以實現吊點與豎向千斤頂5的一一對應連接，從而實現中段拱肋7整體提升、平移、就位。在臨時橫梁26的下面設有臨時橫梁支架25進行支撐，臨時橫梁支架25由Φ 1520鋼管制成。
【主權項】
1.一種橋梁拱肋整體提升安裝的方法，其特征在于包括以下步驟: 51.將拱肋分為兩個邊段拱肋和一個中段拱肋，兩個邊段拱肋對稱設置在拱肋的縱向中軸線兩側； 52.在碼頭上拼裝邊段拱肋，并用浮吊吊裝邊段拱肋至設定位置； 53.在邊段拱肋的下面搭設邊段支撐系統，在邊段拱肋與中段拱肋設計連接處搭設提升門架，在提升門架上安裝提升系統； 54.在中段拱肋設計位置的下方，拼裝中段支撐系統，在中段支撐系統上面安裝中段拱肋，在中段拱肋拱腳底部分別設置臨時橫梁，在臨時橫梁之間設置臨時水平索； 55.將提升系統與臨時橫梁一一對應連接，并將中段拱肋整體提升、平移、下落、就位、合攏安裝。2.根據權利要求1所述的橋梁拱肋整體提升安裝的方法，其特征在于: 所述中段支撐系統在縱向上偏離拱肋的橫向中軸線，中段拱肋中軸線在中段支撐系統中軸線的正上方，使中段拱肋在提升至設計高度時，中段拱肋的端頭與邊段拱肋的端頭相錯開。3.根據權利要求2所述的橋梁拱肋整體提升安裝的方法，其特征在于: 所述提升系統包括計算機控制系統、油栗、豎向千斤頂和鋼絞線，豎向千斤頂通過鋼絞線與中段拱肋對應側的一端連接，計算機控制系統與油栗和豎向千斤頂相連，以控制豎向千斤頂完成中段拱肋的提升;所述豎向千斤頂設在提升門架上。4.根據權利要求3所述的橋梁拱肋整體提升安裝的方法，其特征在于: 所述提升門架包括吊裝橫梁、滑道橫梁、粧頂橫梁和門架支撐系統，所述門架支撐系統上面安裝有橫向設置的粧頂橫梁，所述粧頂橫梁上面安裝有縱向設置的滑道橫梁，所述滑道橫梁上設置有供豎向千斤頂縱向移動的滑道，所述滑道橫梁上面安裝有橫向設置的吊裝橫梁，所述吊裝橫梁上面設置有豎向千斤頂。5.根據權利要求3所述的橋梁拱肋整體提升安裝的方法，其特征在于: 所述步驟S5的具體操作過程為: S5-1.將鋼絞線的下端與對應側的臨時橫梁連接，使中段拱肋底部臨時橫梁均與提升系統連接到位； S5-2.用豎向千斤頂整體整體提升、平移、下落中段拱肋至設計位置； S5-3.根據中段拱肋與邊段拱肋之間位置的實際施工偏差，通過豎向千斤頂縱向移動和豎向提升調整中段拱肋的位置，至中段拱肋與邊段拱肋的之間的位置在允許偏差范圍內； S5-4.中段拱肋與邊段拱肋焊接合攏。6.根據權利要求1所述的橋梁拱肋整體提升安裝的方法，其特征在于: 所述步驟S5中，在進行中段拱肋整體提升、平移時，還要對所述臨時水平索施加預拉力以保持中段拱肋提升時的整體穩定性。7.根據權利要求3所述的橋梁拱肋整體提升安裝的方法，其特征在于: 所述步驟S3中，搭設提升門架包括以下步驟: S3-1.在浮式平臺上向水下巖層施做鉆孔粧，鉆孔粧中插入鋼護筒，在鋼護筒內澆筑鋼筋混凝土，完成門架支墩的搭建； S3-2.在門架支墩上搭設混凝土平臺，在混凝土平臺上安裝門架豎撐，門架豎撐的上端高于邊段拱肋； S3-3.門架豎撐之間通過門架橫向聯系連接加固，完成門架支撐系統的安裝； S3-4.在門架支撐系統上面依次安裝粧頂橫梁、滑道橫梁和吊裝橫梁。8.根據權利要求1所述的橋梁拱肋整體提升安裝的方法，其特征在于: 所述中段支撐系統包括中段中間支架和中段側邊支架，中段中間支架設在中段拱肋中間的下面，所述中段側邊支架設在中段拱肋兩側的下面。9.根據權利要求1所述的橋梁拱肋整體提升安裝的方法，其特征在于: 所述臨時橫梁的兩端設有吊點，提升系統通過與吊點連接，實現中段拱肋整體提升、平移、就位;所述臨時橫梁的下面設有臨時橫梁支架支撐。10.根據權利要求8所述的橋梁拱肋整體提升安裝的方法，其特征在于: 所述中段中間支架和中段側邊支架均設置有中段桁架加固橫向連接，所述中段中間支架和中段側邊支架之間設置有支架水平索。
【文檔編號】E01D21/00GK106012864SQ201610596734
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月27日
【發明人】唐俊, 何鵬, 高劍峰, 慈俊
【申請人】中鐵上海工程局集團有限公司, 中鐵上海工程局集團第五工程有限公司