一种梁拱组合刚构下弦拱支架主动顶升辅助支撑施工系统

申请号 CN202010777944.5 申请日 2020-08-05 公开(公告)号 CN111910522B 公开(公告)日 2022-01-28
申请人 中建隧道建设有限公司; 中国建筑第五工程局有限公司; 重庆交通大学; 发明人 李亚勇; 杨培诚; 丁艳超; 周学勇; 向中富; 张锋; 刘安双; 赖亚平; 黄海东;
摘要 本 发明 属于大跨梁拱组合式预应 力 混凝土 连续刚构桥的下弦拱辅助施工技术领域,公开了一种梁拱组合刚构下弦拱 支架 主动顶升辅助 支撑 施工系统,包括底托系统、支撑系统、顶推系统;底托系统,包括下弦拱根部与桥墩连接的构造、为1#节段附近 钢 管柱提供底部支撑的三 角 托架结构;支撑系统,包括钢管立柱以及防止钢管柱失稳的侧向及横向支撑,位于钢管立柱顶部的1#节段处分配梁;顶推系统,包括设置在钢管柱底部的千斤顶主动顶升装置以及千斤顶与三角托架的连接构造。本发明在实现梁拱组合式刚构桥下弦拱未拉索区域悬臂施工,解决了悬臂根部上缘 应力 较大、安全 风 险较高难题;改善下弦拱节段间无拉索施工悬臂根部应力状态,保证了施工安全。
权利要求

1.一种梁拱组合刚构下弦拱支架主动顶升辅助支撑施工系统,其特征在于,所述梁拱组合刚构下弦拱支架主动顶升辅助支撑施工系统包括:
底托系统,用于为1#节段附近管柱提供底部支撑的三托架结构;
支撑系统,用于将主动顶升传递给1#节段的双拼H形分配梁;
顶推系统,用于实现钢管柱底部的千斤顶主动顶升以及千斤顶固定于三角托架的连接部位的构造;
所述底托系统包括下弦拱根部与桥墩墩身连接、同时固定上弦纵梁、竖杆、斜杆的连接构造;
所述支撑系统包括钢管柱以及防止钢管柱失稳的侧向及横向支撑,位于钢管柱顶部、同时将主动顶升力传递给1#节段的双拼H形分配梁;
下弦拱钢管柱支架主动顶升辅助支撑施工方法包括:
步骤一,施工基础、承台;
步骤二,在墩身托架支撑位置预留腿嵌入槽口、托架上下对拉杆孔道,其次进行上弦纵梁钢板的对拉,进而完成桥墩的施工;
步骤三,在托架上下对拉杆预留孔道布置精轧螺纹钢筋,并通过高强螺栓进行锚固,施工牛腿及托架对拉系统;
步骤四,焊接上弦纵梁、竖杆、斜杆及上下平联各杆件,形成三角托架结构;
步骤五,利用三角托架结构及模板支撑系统施工下弦拱形箱梁0#节段与1#节段;
步骤六,待0#节段与1#节段达到强度后,拆除模板支撑系统,安装顶升装置,将托架横梁通过卡扣及定抱箍固定于三角托架上,横梁上安装千斤顶装置以及千斤顶斜楔
步骤七,顶升装置安装完成后,安装侧向槽形支撑以及工字形横向支撑,工字形横向支撑与三角托架采用销铰连接;
步骤八,安装钢管立柱,钢管柱上部通过加劲板以及钢板与分配梁连接,钢管柱下部设有限位型钢,支撑点钢板与钢管立柱提前焊接;
步骤九,安装H形分配梁,有加劲板的分配梁通过楔形块与下弦拱1#节段接触,楔形块与分配梁焊接,分配梁与钢管柱焊接,楔形块接触面在现场进行静摩擦系数实验;
步骤十,通过千斤顶顶升装置将主动力施加于钢管立柱上,进而主动顶推下弦拱1#节段端部,改善下弦拱0#节段根部上缘不良应力
步骤十一,适时在0#节段与1#节段上安装挂篮,进行2#节段混凝土悬臂浇筑施工,适时调整悬臂根部应力,待混凝土强度满足要求后,张拉2#节段拉索,完成2#节段施工;
步骤十二,前移挂篮结构,重复步骤十一,完成下一节段下弦拱施工,直至完成全部下弦拱节段的悬臂浇注,完成下弦拱结构的施工。
2.如权利要求1所述的梁拱组合刚构下弦拱支架主动顶升辅助支撑施工系统,其特征在于,所述钢管柱上部通过加劲板以及钢板与分配梁连接,钢管柱下部有限位型钢装置,作用为对主动顶升力作用点的准确加载。
3.如权利要求1所述的梁拱组合刚构下弦拱支架主动顶升辅助支撑施工系统,其特征在于,设置于钢管立柱上部的双拼H形分配梁有加劲装置;所述的分配梁上部与下弦拱通过楔形块进行连接,下部通过钢板与钢管立柱焊接;
楔形块与分配梁焊接,分配梁与钢管柱焊接,支撑点钢板与钢管立柱提前焊接;楔形块接触面在现场进行静摩擦系数实验。
4.如权利要求1所述的梁拱组合刚构下弦拱支架主动顶升辅助支撑施工系统,其特征在于,所述顶推系统包括设置在钢管柱底部的千斤顶主动顶升装置以及千斤顶固定于三角托架的连接部位的构造。
5.如权利要求4所述的梁拱组合刚构下弦拱支架主动顶升辅助支撑施工系统,其特征在于,所述三角托架与桥墩墩身的连接处的锚固系统,包括桥墩墩身设定位置处的预留孔道、对拉系统、加强钢板、牛腿以及螺栓;预留孔道通过拉杆系统将墩身两边的三角托架连接牢固,三角托架底部预留孔道处设有槽口,通过对拉系统进行锚固;所述的加强钢板安装在槽口处,与牛腿焊接;螺栓用于两边三角托架拉杆系统的锚固a;
所述三角托架结构包括上弦纵梁、竖杆、斜杆及上下平联各杆件,所述的三角托架横向设置有四榀,各榀之间相互平行并且用连接杆横撑组成的横向连接系统固定整个托架;
固定于三角托架的连接构造,包括三角托架上部通过卡扣与上弦纵梁连接的工字钢横梁;所述的工字钢横梁采用锁定抱箍,作用是紧固钢横梁,防止力的作用点偏移。
6.如权利要求4所述的梁拱组合刚构下弦拱支架主动顶升辅助支撑施工系统,其特征在于,设置在钢管柱底部的千斤顶主动顶升装置,作用在于确保钢管柱有效支撑梁体,减小悬臂施工段根部上缘的应力;千斤顶主动顶推装置包括千斤顶斜楔块以及标定合格的千斤顶。
7.一种梁拱组合式刚构桥下弦拱钢管柱支架主动顶升辅助支撑施工方法,其特征在于,所述梁拱组合式刚构桥下弦拱钢管柱支架主动顶升辅助支撑施工方法使用权利要求1~6任意一项所述梁拱组合刚构下弦拱支架主动顶升辅助支撑施工系统。

说明书全文

一种梁拱组合刚构下弦拱支架主动顶升辅助支撑施工系统

技术领域

[0001] 本发明属于大跨梁拱组合式预应混凝土连续刚构桥的下弦拱辅助施工技术领域,尤其涉及一种梁拱组合刚构下弦拱支架主动顶升辅助支撑施工系统。

背景技术

[0002] 目前,梁拱组合式混凝土连续刚构桥,是常规连续刚构桥的一种新型模式。由于最近几年出现的大跨刚构桥跨中开裂、下挠问题,梁拱组合式刚构桥为优化方案,改善了构桥受力不合理状态,从而提高了桥梁的跨越能力。
[0003] 由于梁拱组合式混凝土连续刚构桥在下弦拱0#、1#节段悬臂施工时,两个节段处于无拉索区域,同时下弦拱悬臂根部在托架拆除、施工2#节段安装的挂篮以及未加索的2#
节段所施加的多重荷载下,悬臂根部上缘应力过大,安全储备较低。因此安全、适用、合理的梁拱组合式刚构桥下弦拱无拉索区段辅助支撑及方法是大跨梁拱组合式连续刚构桥施工
及后续推广的关键问题。现有技术中由于高墩的影响,拱梁组合式桥梁下弦拱段无法采用
落地支架施工,且施工过程中上、下弦箱梁无法独立承受长悬臂的挂篮施工荷载,需采用相应的临时辅助施工装置完成浇筑施工。同时,下弦1#节段施工完成后,悬臂节段刚度较大,同样采用临时拉索的方式,将对箱梁拉索顶板附件产生较大的不良应力,险极大,但对于
1#节段施工完成后不施加辅助措施,2#节段混凝土恒重及新增挂篮重量将全部由下弦悬臂
结构承受,悬臂根部将产生较大的不良应力。
[0004] 通过上述分析,现有技术存在的问题及缺陷为:由于梁拱组合式混凝土连续刚构桥在下弦拱0#、1#节段悬臂施工时,两个节段处于无拉索区域,同时下弦拱悬臂根部在托架拆除、施工2#节段安装的挂篮以及未加索的2#节段所施加的多重荷载下,悬臂根部上缘应
力过大,安全储备较低。
[0005] 解决以上问题及缺陷的难度为:提出适用于高墩梁拱组合结构下弦拱悬臂根部施工的易拆除装置具体构造;探索适用于梁拱组合结构下弦拱悬臂根部应力改善的新装置;
解决梁拱组合结构无拉索区域悬臂施工问题。
[0006] 解决以上问题及缺陷的意义为:为梁拱组合结构下弦拱悬臂根部应力的改善以及无拉索区域的施工提供一种新的装置。

发明内容

[0007] 针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种梁拱组合刚构下弦拱支架主动顶升辅助支撑施工系统。
[0008] 本发明是这样实现的,一种梁拱组合刚构下弦拱支架主动顶升辅助支撑施工系统,所述梁拱组合刚构下弦拱支架主动顶升辅助支撑施工系统包括:
[0009] 底托系统,用于为1#节段附近钢管柱提供底部支撑的三托架结构;
[0010] 支撑系统,用于将主动顶升力传递给1#节段的双拼H形分配梁;
[0011] 顶推系统,用于实现钢管柱底部的千斤顶主动顶升以及千斤顶固定于三角托架的连接部位的构造。
[0012] 进一步,所述底托系统包括下弦拱根部与桥墩墩身连接、同时固定上弦纵梁、竖杆、斜杆的连接构造。
[0013] 进一步,所述支撑系统包括钢管柱以及防止钢管柱失稳的侧向及横向支撑,位于钢管柱顶部、同时将主动顶升力传递给1#节段的双拼H形分配梁;
[0014] 进一步,所述钢管柱上部通过加劲板以及钢板与分配梁连接,钢管柱下部有限位型钢装置,作用为对主动顶升力作用点的准确加载。
[0015] 进一步,设置于钢管立柱上部的双拼H形分配梁有加劲装置;所述的分配梁上部与下弦拱通过楔形进行连接,下部通过钢板与钢管立柱焊接
[0016] 楔形块与分配梁焊接,分配梁与钢管柱焊接,支撑点钢板与钢管立柱提前焊接;楔形块接触面在现场进行静摩擦系数实验。
[0017] 进一步,所述顶推系统包括设置在钢管柱底部的千斤顶主动顶升装置以及千斤顶固定于三角托架的连接部位的构造。
[0018] 进一步,所述三角托架与桥墩墩身的连接处的锚固系统,包括桥墩墩身设定位置处的预留孔道、对拉系统、加强钢板、腿以及螺栓;预留孔道通过拉杆系统将墩身两边的三角托架连接牢固,三角托架底部预留孔道处设有槽口,通过对拉系统进行锚固;所述的加强钢板安装在槽口处,与牛腿焊接;螺栓用于两边三角托架拉杆系统的锚固。
[0019] 所述三角托架结构包括上弦纵梁、竖杆、斜杆及上下平联各杆件。所述的三角托架横向设置有四榀,各榀之间相互平行并且用连接杆横撑组成的横向连接系统固定整个托架;
[0020] 固定于三角托架的连接构造,包括三角托架上部通过卡扣与上弦纵梁连接的的工字钢横梁;所述的工字钢横梁采用定抱箍,主要作用是紧固钢横梁,防止力的作用点偏
移。
[0021] 进一步,设置在钢管柱底部的千斤顶主动顶升装置,主要作用在于确保钢管柱有效支撑梁体,减小悬臂施工段根部上缘的应力;千斤顶主动顶推装置包括千斤顶斜楔块以
及标定合格的千斤顶。
[0022] 本发明的另一目的在于提供一种使用所述梁拱组合刚构下弦拱支架主动顶升辅助支撑施工系统的下弦拱钢管柱支架主动顶升辅助支撑施工方法,所述下弦拱钢管柱支架
主动顶升辅助支撑施工方法包括:
[0023] 步骤一,施工基础、承台;
[0024] 步骤二,在墩身托架支撑位置预留牛腿嵌入槽口、托架上下对拉杆孔道,其次进行上弦纵梁钢板的对拉,进而完成桥墩的施工;
[0025] 步骤三,在托架上下对拉杆预留孔道布置精轧螺纹钢筋,并通过高强螺栓进行锚固,施工牛腿及托架对拉系统;
[0026] 步骤四,焊接上弦纵梁、竖杆、斜杆及上下平联各杆件,形成三角托架结构;
[0027] 步骤五,利用三角托架结构及模板支撑系统施工下弦拱形箱梁0#节段与1#节段;
[0028] 步骤六,待0#节段与1#节段达到强度后,拆除模板支撑系统,安装顶升装置,将托架横梁通过卡扣及锁定抱箍固定于三角托架上,横梁上安装千斤顶装置以及千斤顶斜楔块;
[0029] 步骤七,顶升装置安装完成后,安装侧向槽形支撑以及工字形横向支撑,工字形横向支撑与三角托架采用销铰连接;
[0030] 步骤八,安装钢管立柱,钢管柱上部通过加劲板以及钢板与分配梁连接,钢管柱下部设有限位型钢,支撑点钢板与钢管立柱提前焊接;
[0031] 步骤九,安装H形分配梁,有加劲板的分配梁通过楔形块与下弦拱1#节段接触,楔形块与分配梁焊接,分配梁与钢管柱焊接,楔形块接触面在现场进行静摩擦系数实验;
[0032] 步骤十,通过千斤顶顶升装置将主动力施加于钢管立柱上,进而主动顶推下弦拱1#节段端部,改善下弦拱0#节段根部上缘不良应力;
[0033] 步骤十一,适时在0#节段与1#节段上安装挂篮,进行2#节段混凝土悬臂浇筑施工,适时调整悬臂根部应力,待混凝土强度满足要求后,张拉2#节段拉索,完成2#节段施工;
[0034] 步骤十二,前移挂篮结构,重复步骤十一,完成下一节段下弦拱施工,直至完成全部下弦拱节段的悬臂浇注,完成下弦拱结构的施工;
[0035] 本发明的另一目的在于提供一种梁拱组合式刚构桥下弦拱钢管柱支架主动顶升辅助支撑施工方法,所述梁拱组合式刚构桥下弦拱钢管柱支架主动顶升辅助支撑施工方法
使用所述梁拱组合刚构下弦拱支架主动顶升辅助支撑施工系统。
[0036] 结合上述的所有技术方案,本发明所具备的优点及积极效果为:本发明通过钢管柱支架主动顶升辅助支撑施工对悬臂根部应力进行调整,即可改善下弦拱0#节段与1#节段
无拉索施工悬臂根部的应力状态,保证了施工安全。
[0037] 本发明主动顶升系统结构构造简单,标定准确、受力合理,施工方便;钢管柱通过下部的限位装置以及上部的加劲板,能够保证力的准确施加;充分组合利用了底托系统、支撑系统、顶推系统各自的特点与优点、施工工序明确合理,施工方便,可实时的调整悬臂端部的应力,保证下弦拱的受力合理,同时保证梁拱组合式预应力混凝土连续刚构桥的施工安全,具有良好的技术经济效益。
[0038] 本发明在保持传统的悬臂施工工艺的前提,使得大跨梁拱组合式连续刚构桥下弦拱拱无拉索区段施工时悬臂根部应力满足要求成为可能。
附图说明
[0039] 为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍,显而易见地,下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的
附图。
[0040] 图1是本发明实施例提供的下弦拱钢管柱支架主动顶升辅助支撑施工0#节段时托架顺桥向立面图。
[0041] 图2是本发明实施例提供的下弦拱钢管柱支架主动顶升辅助支撑施工0#节段时托架横桥向立面图。
[0042] 图3是本发明实施例提供的下弦拱钢管柱支架主动顶升辅助支撑施工装置顺桥向示意图。
[0043] 图4是本发明实施例提供的下弦拱钢管柱支架主动顶升辅助支撑施工装置横桥向示意图。
[0044] 图5是本发明实施例提供的钢管立柱帽示意图。
[0045] 图6是本发明实施例提供的钢管支撑顶部A‑A断面示意图。
[0046] 图7是本发明实施例提供的分配梁加劲板示意图。
[0047] 图8是本发明实施例提供的钢管支撑钢立柱底部示意图;
[0048] 图9是本发明实施例提供的钢管支撑钢立柱底部B‑B断面示意图。
[0049] 图10是本发明实施例提供的三角托架与横梁连接示意图1。
[0050] 图11是本发明实施例提供的三角托架与横梁连接示意图2。
[0051] 图12是本发明实施例提供的三角托架与横梁平面连接示意图。
[0052] 图中:1、三角托架;2、拉杆系统;3、模板支撑系统;4、预留孔及槽口;5、牛腿;6、底托系统;7、工字钢横梁;8、千斤顶斜楔块;9、槽钢侧向支撑;10、钢管立柱;11、支撑系统;12、钢板;13、楔形块;14、挂篮;15、千斤顶;16、顶推系统;17、工字钢横向支撑;18、双拼H型钢分配梁;19、加劲板;20、分配梁加劲板;21、立柱限位型钢装置;22、横梁锁定抱箍;23、卡扣;24、加强钢板;25、螺栓;26、O#节段;27、1#节段。
[0053] 图13是本发明实施例提供的模型、加载及边界约束情况示意图;
[0054] 图13中:(a)礼嘉大桥有限元模型;(b)礼嘉大桥有限元模型边界约束。
[0055] 图14是本发明实施例提供的对拉加载示意图。
[0056] 图15是本发明实施例提供的礼嘉大桥模型下弦拱节段主拉应力图(单位:MPa);
[0057] 图15中:(a)模型A(1#节段悬臂状态);(b)模型B(1#节段托架顶升);(c)模型C(1#节段托架顶升+2#块湿重);(d)模型D(1#节段、2#节段悬臂状态)。
[0058] 图16是本发明实施例提供的礼嘉大桥模型下弦拱节段主拉应力超过1.96MPa分布图(单位:MPa);
[0059] 图16中:(a)模型C(1#节段托架顶升+2#块湿重);(b)模型D(1#节段、2#节段悬臂状态)。
[0060] 图17是本发明实施例提供的礼嘉大桥模型三角托架临时设施Von‑Mises应力云图(单位:MPa);
[0061] 图17中:(a)模型B(1#节段托架顶升);(b)模型C(1#节段托架顶升+2#块湿重)。
[0062] 图18是本发明实施例提供的礼嘉大桥模型三角托架临时设施Von‑Mises应力超过150MPa分布图(单位:MPa);
[0063] 图18中:(a)模型B(1#节段托架顶升);(b)模型C(1#节段托架顶升+2#块湿重)。
[0064] 图19是本发明实施例提供的礼嘉大桥模型分配梁Von‑Mises应力云图(单位:MPa);
[0065] 图19中:(a)模型B(1#节段托架顶升);(b)模型C(1#节段托架顶升+2#块湿重)。
[0066] 图20是本发明实施例提供的礼嘉大桥模型钢管立柱及加劲板Von‑Mises应力云图(单位:MPa)
[0067] 图20中:(a)模型B(1#节段托架顶升);(b)模型C(1#节段托架顶升+2#块湿重)。
[0068] 图21是本发明实施例提供的礼嘉大桥模型三角托架系统Von‑Mises应力云图(单位:MPa);
[0069] 图21中:(a)模型B(1#节段托架顶升)(b)模型C(1#节段托架顶升+2#块湿重)。

具体实施方式

[0070] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
[0071] 针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种梁拱组合刚构下弦拱支架主动顶升辅助支撑施工系统,下面结合附图对本发明作详细的描述。
[0072] 本发明提供的一种适用于大跨梁拱组合式连续刚构桥下弦拱施工的钢管柱支架主动顶升辅助支撑结构体系,包括底托系统6、支撑系统11、顶推系统16。
[0073] 所述的底托系统6,包括与桥墩墩身连接、同时固定上弦纵梁、竖杆、斜杆连接构造(对拉系统2、预留孔及槽口4、牛腿5)、为1#节段附近钢管柱提供底部支撑的三角托架结构1。
[0074] 所述的支撑系统11,包括钢管柱10以及防止钢管柱失稳的槽钢侧向支撑9及工字钢横向支撑17(也可通过增加钢管柱壁厚、加设加劲板或增加K形横撑防止钢管柱横向失
稳)。位于钢管柱顶部、同时将主动顶升力传递给1#节段的双拼H形分配梁18,分配梁18与钢管柱10相交处增加加劲板或横隔板,提高局部承压能力。
[0075] 所述的顶推系统16,包括设置在钢管柱底部的千斤顶主动顶升装置(千斤顶15、千斤顶斜楔块8)以及千斤顶固定于三角托架的连接部位的构造(工字钢横梁7),千斤顶的顶
升采用顶升力和位移进行双控。
[0076] 结合图1~图2所示,所述的三角托架与桥墩墩身的连接处的锚固系统,包括桥墩墩身内预留孔道及槽口4、对拉系统2、加强钢板24、牛腿5以及螺栓25;在墩身设定位置处预留孔道及槽口4,通过拉杆系统2将墩身两边的三角托架1连接牢固;所述的加强钢板24安装在三角托架1下部,在三角托架1斜撑工字形梁的指定位置与墩身内下部的预留孔及槽口4
位置处安放牛腿5,便于焊接;螺栓25用于两边三角托架拉杆系统2的锚固。
[0077] 结合图1~图2所示,所述的三角托架结构1包括上弦纵梁、竖杆、斜杆及上下平联各杆件。所述的三角托架横向设置有四榀,各榀之间相互平行并且用连接杆及横撑组成的
横向连接系统固定整个托架。
[0078] 结合图5~图9,所述的钢管立柱10上部通过加劲板19以及钢板12与双拼H型分配梁18连接,分配梁可设有加劲板或横隔板,提高局部承压能力,钢管柱下部有限位型钢装置
21,主要作用是对于主动顶升力作用点的准确加载,防止偏心。
[0079] 结合图3~图4,所述的槽钢侧向支撑9主要作用是防止钢管柱失稳,亦可通过增加钢管柱壁厚防止钢管柱横向失稳;所述的工字钢横向支撑17呈K形布置。
[0080] 结合图3、图5、图7,设置于钢管柱上部的双拼H型分配梁18有加劲板20装置;所述的双拼H型分配梁18上部与下弦拱通过楔形块13进行连接,下部通过钢板12与钢管柱10焊接。楔形块13与H型分配梁18焊接;H型分配梁18与钢管柱10焊接;支撑点钢板12与钢管立柱
10提前焊接。所述的楔形块13接触面在现场进行静摩擦系数实验。
[0081] 设置在钢管柱底部的千斤顶主动顶升装置,通过对顶升力以及位移的双控,减小悬臂施工段根部的应力;所述的千斤顶主动顶推装置包括千斤顶斜楔块8以及标定合格的
千斤顶15,可以准确施加对应的主动顶推力。
[0082] 结合图10~图12所述的固定于三角托架1的连接构造,包括三角托架上部的工字钢横梁7通过卡扣23与上弦纵梁连接;所述的工字钢横梁采用锁定抱箍22,主要作用是紧固钢横梁,防止力的作用点偏移。
[0083] 利用所述的下弦拱钢管柱支架主动顶升辅助支撑施工装置结构体系,对拱梁组合式预应力混凝土连续刚构桥的下弦拱梁段未吊索处进行悬臂浇筑的施工方法,其特征在
于,包括以下几个步骤:
[0084] 步骤1:施工基础、承台;
[0085] 步骤2:在墩身托架支撑位置预留牛腿嵌入槽口、托架上下对拉杆孔道,其次进行上弦纵梁钢板的对拉,进而完成桥墩的施工;
[0086] 步骤3:在托架上下对拉杆预留孔道4布置精轧螺纹钢筋,并通过高强螺栓25进行锚固,施工牛腿5及托架对拉系统2;
[0087] 步骤4:焊接上弦纵梁、竖杆、斜杆及上下平联各杆件,形成三角托架结构1;
[0088] 步骤5:利用三角托架结构1及模板支撑系统3施工下弦拱形箱梁0#节段26与1#节段27;
[0089] 步骤6:待0#节段26与1#节段27达到强度后,拆除模板支撑系统3,安装顶升装置,将托架上部工字钢横梁7通过卡扣23及锁定抱箍22固定于三角托架1上,工字钢横梁7上安装千斤顶15装置以及千斤顶斜楔块8;
[0090] 步骤7:顶升装置安装完成后,安装槽钢侧向支撑9以及工字钢横向支撑17,工字钢横向支撑17与三角托架1采用销铰连接;
[0091] 步骤8:安装钢管立柱10,钢管立柱10上部通过加劲板19以及钢板12与双拼H型分配梁18连接,分配梁18支撑处设置加劲板提高局部承压能力,钢管柱下部设有限位型钢装
置21,支撑点钢板12与钢管立柱10提前焊接;
[0092] 步骤9:安装双拼H型分配梁18,有加劲板的分配梁18通过楔形块13与下弦拱1#节段27接触,楔形块13与双拼H型分配梁18焊接,分配梁18与钢管立柱10焊接,楔形块13接触面在现场进行静摩擦系数实验;
[0093] 步骤10:通过千斤顶顶升装置将主动力施加于钢管立柱10上,进而主动顶推下弦拱1#节段端部,改善下弦拱0#节段26根部上缘不良应力;
[0094] 步骤11:适时在0#节段26与1#节段27上安装挂篮14,进行2#节段混凝土悬臂浇筑施工,适时调整下弦拱0#节段26根部上缘不良应力,待混凝土强度满足要求后,张拉2#节段拉索,完成2#节段施工;
[0095] 步骤12:前移挂篮14结构,重复步骤11,完成下一节段下弦拱施工,直至完成全部下弦拱节段的悬臂浇注,进而完成下弦拱结构的施工;
[0096] 从以上的描述中,可以看出,本发明上述的实施例实现了如下技术效果:
[0097] (1)在保持传统的悬臂施工工艺的前提,使得大跨梁拱组合式连续刚构桥下弦拱拱无拉索区段施工时悬臂根部应力满足要求成为可能。
[0098] (2)通过钢管柱支架主动顶升辅助支撑施工对悬臂根部应力进行调整,即可改善下弦拱0#节段与1#节段无拉索施工悬臂根部的应力状态,保证了施工安全。
[0099] (3)主动顶升系统结构构造简单,标定准确、受力合理,施工方便,千斤顶的顶升采用顶升力和位移进行双控。
[0100] (4)钢管柱通过下部的限位装置以及上部的加劲板,能够保证力的准确施加,同时可防止钢管柱横向失稳。
[0101] (5)充分组合利用了底托系统、支撑系统、顶推系统各自的特点与优点、施工工序明确合理,施工方便,可实时的调整悬臂端部的应力,保证下弦拱的受力合理,同时保证梁拱组合式预应力混凝土连续刚构桥的施工安全,具有良好的技术经济效益。
[0102] 下面结合实验对本发明的技术效果作详细的描述。
[0103] 针对礼嘉嘉陵江大桥下弦拱1#块三角托架顶推施工进行变形及受力分析。
[0104] 1、模型、加载及边界约束情况,如图13所示。
[0105] 模型A:下弦拱1#块安装挂篮,处于悬臂状态(无支架支撑);
[0106] 模型B:下弦拱1#块安装挂篮+安装三角托架同时进行千斤顶顶升;
[0107] 模型C:下弦拱1#块安装挂篮+安装三角托架同时进行千斤顶顶升+模拟2#块混凝土湿重;
[0108] 模型D:下弦拱1#块安装挂篮+模拟2#块混凝土湿重;(对比模型)。
[0109] 如图14所示,荷载包括:自重(‑1.0)、墩顶恒载(2832kN)、对拉预紧力(600kN)、挂篮湿重荷载(2380kN)、顶推机构荷载(815kN)、止推机构荷载(318kN)、后小车荷载(254kN)、行走挂篮荷载(670kN)、千斤顶顶升力600kN。
[0110] 模型A:自重+墩顶荷载+对拉预紧力+行走挂篮荷载+后小车;
[0111] 模型B:自重+墩顶荷载+对拉预紧力+行走挂篮荷载+后小车+千斤顶顶升力;
[0112] 模型C:自重+墩顶荷载+对拉预紧力+挂篮湿重荷载+顶推机构荷载+止推机构荷载+千斤顶顶升力;
[0113] 模型D:自重+墩顶荷载+对拉预紧力+挂篮湿重荷载+顶推机构荷载+止推机构荷载;
[0114] 2、受力计算结果,如图15所示。
[0115] 由图15可知:
[0116] 1)三角托架千斤顶顶升后,下弦拱根部顶缘的压应力增加了1.0MPa左右,改善了下弦拱悬臂根部的应力;
[0117] 2)在预压2#块湿重荷载工况下(模型C)下弦拱根部顶缘的主拉应力均处于1.96MPa以内,满足规范要求。
[0118] 由图16‑图21可知:
[0119] 1)三角托架临时设施绝大部分的Von‑Mises应力小于150MPa;
[0120] 2)在分配梁的支撑处Von‑Mises应力达到了280MPa,但也满足规范要求;
[0121] 3)在钢管立柱顶部与加劲板的相交处存在很小范围的应力超标,此处为应力集中区域,小范围超标属于正常现象,施工时可通过在板件相交处开孔来降低应力集中现象。
[0122] 综上所述,本发明提供的一种梁拱组合刚构下弦拱支架主动顶升辅助支撑施工系统能够有效改善下弦拱悬臂根部的应力,从而满足规范要求。该系统的主动顶升采用顶升
力和位移进行双控,可应用于下弦拱无拉索区域的施工。
[0123] 在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上;术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对
本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0124] 以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
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