一种基于裸拱稳定的中承式拱梁协作钢箱连拱桥的体系转换施工方法 |
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| 申请号 | CN202310254672.4 | 申请日 | 2023-03-16 | 公开(公告)号 | CN116065505A | 公开(公告)日 | 2023-05-05 |
| 申请人 | 中电建十一局工程有限公司; 中国水利水电第十一工程局有限公司; | 发明人 | 王宝兵; 龚妇容; 万巧叶; 来克冬; 雷小勇; | ||||
| 摘要 | 本 发明 属于中承式拱梁协作体系 钢 拱桥的施工方法，特别涉及一种基于裸拱稳定的中承式拱梁协作钢箱连拱桥的体系转换施工方法。总体方法采用先梁后拱的施工方法，但是本发明通过优化拱肋 支架 拆除顺序，在中拱合龙后提前拆除部分中跨拱肋支架，可将拱肋装饰板工序和吊杆安装工序开始时间提前，形成中跨、次边跨、边跨主梁、拱肋安装，拱肋支架拆除、装饰板安装、吊杆安装流 水 作业，大大节约工期。此外，中跨拱肋支架拆除可周转至边拱使用，不仅减少施工场地占用，而且减少支架材料一次性投入 费用 ，节约成本。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种基于裸拱稳定的中承式拱梁协作钢箱连拱桥的体系转换施工方法，其特征在于，步骤如下： |
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| 说明书全文 | 一种基于裸拱稳定的中承式拱梁协作钢箱连拱桥的体系转换施工方法 技术领域[0001] 本发明属于中承式拱梁协作体系钢拱桥的施工方法，特别涉及一种基于裸拱稳定的中承式拱梁协作钢箱连拱桥的体系转换施工方法。 背景技术[0002] 市政桥梁设计中，系杆拱桥为一种集拱与梁的优点与一身的拱梁组合体系桥，它将拱与梁两种基本结构组合在一起，共同承受荷载，充分发挥了梁受弯、拱受压的结构性能和组合作用。组合体系一般采用“先梁后拱”或“先拱后梁”的安装方法，最后通过吊杆将梁一部分受力传递至拱，形成拱梁共同受力的组合体系。设计方案中拱桥组合体系转换分为两个阶段，第一阶段首先完成所有主梁和拱肋施工，待全部拱梁安装焊接检测结束后，依次拆除拱肋支架并同步安装拱肋外饰板和吊杆，第二阶段吊杆依次对称分级张拉完成后，拆除主梁支架，解锁支座，体系转换完成。但拱梁组合体系桥存在以下缺点：结构受力复杂，在体系形成前，单独结构抵御外界条件影响较弱，安全风险性较大，特别是对于多跨连拱桥，体系转换的过程比较复杂，施工周期往往也较长。 发明内容[0003] 本发明的目的是提供一种基于裸拱稳定的中承式拱梁协作钢箱连拱桥的体系转换施工方法。 [0004] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种基于裸拱稳定的中承式拱梁协作钢箱连拱桥的体系转换施工方法，步骤如 下： 1）先安装中跨主梁支架以及次边跨主梁支架并验收，然后对称安装中跨主梁、中 跨拱肋支架、中跨拱肋，之后对称安装次边跨主梁；或在主梁支架验收后对称安装中跨主梁、次边跨主梁、中跨拱肋支架、中跨拱肋； 2）待中跨主梁、中跨拱肋、次边跨主梁都安装、焊接、检测合格后，对中跨拱肋的支架进行跳拆，对跳拆掉支架的中跨拱肋对应安装吊杆，且吊杆同步对称张拉至初应力的10‑ 15%； 3）安装次边跨拱肋支架，之后对称安装次边跨拱肋；拆除中跨拱肋剩余的支架并 对应安装吊杆，且吊杆同步对称张拉至初应力的10‑15%； 4）所述连拱桥存在边跨的情况下，安装边跨主梁并焊接、检测合格，且边跨主梁安 装步骤可提前至步骤3）中与次边跨拱肋支架一起进行；依次安装边跨拱肋支架、边跨拱肋，之后进行次边跨、边跨拱肋支架拆除和吊杆安装并调整吊杆张拉至初应力的10‑15%； 5）吊杆对称分级张拉至设计应力值，拆除主梁支架，解锁支座，体系转换完成。 [0005] 其中，步骤1）中，可以采用少支架法，利用履带式吊装设备依次对称安装中跨主梁、拱肋，对称安装次边跨主梁。 [0006] 步骤2）中，所述的跳拆需要满足剩余支架可以支撑拱肋并进行吊杆安装。 [0007] 优选的，跳拆下来的支架可以用于后续连拱拱肋支架的搭设。 [0008] 步骤2）、3）以及4）中优选调整吊杆张拉至初应力的10%。 [0009] 本发明既适用于等跨连拱桥，也适用于不等跨中承式拱梁协作钢箱连拱桥。此外，目前的市政工程领域钢结构桥最多就是5拱桥，故本发明只示例描述了含有中跨、次边跨、边跨的中承式拱梁协作钢箱连拱桥的体系转换方法，实际上，如果应用于更多连拱的连拱桥也是没有问题的，需要调整的主要在于拱肋支架跳拆部分的重复而已，只要根据连拱桥的受力情况，当连拱跨度较大时，为了避免占用太多的支架以及重复利用支架同时也减少耗材占地面积，相应的增加跳拆的连拱个数，同时根据力学计算具体跳拆的支架数量以及具体的支架即可。 [0010] 以本发明所述中跨拱肋分为9个节段安装为例，可以设置10段支架，跳拆时跳拆中跨拱肋第1、2、5、6、9、10组支架；最后拆除第3、4、7、8组支架。 [0011] 本发明与现有技术相比，具有如下优点：一种基于裸拱稳定的中承式拱梁协作钢箱连拱桥的体系转换施工方法，现有的体 系转换方案为先梁后拱施工工序，主梁按照中跨、次边跨、边跨依次安装，待中跨主梁安装验收后，安装中跨拱肋支架、拱肋节段，按照中跨相同工序依次同步对称安装次边跨、边跨拱肋节段，待全桥七梁五拱全部安装验收后，依次对称拆除中跨、次边跨、边跨拱肋支架，安装上下外饰板，安装吊杆，分阶段张拉至设计控制应力，拆除主梁支架，解锁支座，完成受力体系的转换。而本发明体系转换施工方法，通过优化拱肋支架拆除顺序，在中拱合龙后提前拆除部分中跨拱肋支架，可将拱肋装饰板工序和吊杆安装工序开始时间提前，大大节约工期。对于施工工期紧，需要尽快完成体系转换的情况，本发明不仅可以比现有方法尽快完成体系转换，同时还能保证河道行洪断面需要，也确保了在汛期洪水影响下桥梁结构的安全。 此外，中跨拱肋支架拆除可周转至边拱使用，不仅减少施工场地占用，而且减少支架材料一次性投入费用，节约成本。 附图说明 [0012] 图1为桥梁三维建模图；图2为本发明实施例拱肋分解示意图； 图3为组装后的拱肋结构示意图； 图4为拱肋节段划分图（半跨示意）； 图5为中跨拱肋支架设置示意图； 图6为中跨主梁安装示意图； 图7为中跨拱肋支架安装示意图； 图8为中跨拱肋安装、同步次边跨主梁安装示意图； 图9为中跨跳拆中跨拱肋部分支架、安装相应吊杆以及安装边跨主梁、次边跨拱肋 支架示意图； 图10 为中跨拱肋支架第一阶段拆除示意图； 图11为次边跨拱肋安装好，中跨拱肋剩余支架对称拆除并同步安装吊杆后以及边 跨拱肋支架安装好后的示意图； 图12为次边跨拱肋支架对称同步拆除并安装好吊杆以及边跨拱肋安装好后的示 意图； 图13为边跨拱肋支架对称同步拆除和吊杆安装好后的示意图； 图14为主梁支架拆除、支座解锁、体系转换完成后的示意图。 具体实施方式[0013] 以下以具体实施例来说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围不限于此：某桥位置位于水库、拦河坝泄洪河道下游，汛期施工受上游泄洪影响较大，桥梁施 工中结构安全作为首要考虑因素；结合往年汛期汛情，桥梁主体结构施工集中在非汛期完成，需要在汛期前完成全桥受力体系的转换，拆除主梁支架，保证河道正常行洪及桥梁结构安全，施工有效工期非常紧张，快速完成受力体系的转换至关重要。 [0014] 该桥为七梁五拱中承式不等跨拱梁协作体系，中间拱脚处拱墩固结，拱梁分离，梁底设置支座；边拱脚处拱梁固结，梁底及拱底设置活动支座。拱肋断面采用“四边形核心筒+异形外饰板”的结构形式，拱肋横桥向外倾斜10°，每隔7m设置一根吊杆，全桥共86根吊杆。采用先梁后拱的安装方法，均采用支架法原位吊装。桥梁受力体系的转换是全桥的重中之重，直接关系到成桥后的结构受力、线形和安全。原设计体系转换方案为先安装拱肋核心筒，各节段焊接检测完成后，拆除拱肋支架，安装上下外饰板，然后安装吊杆，分阶段张拉至设计值，拆除主梁支架，解锁支座，完成受力体系的转换。由于河道内填筑围堰采用原位支架法施工，受河道汛期行洪影响，桥梁有效施工时间紧迫，需快速完成体系转换。 [0015] 为了满足工期的要求，快速完成受力体系的转换，采用本发明进行施工，具体步骤如下：（1）桥梁整体三维建模，具体详见附图1；其中跨拱肋断面总体轮廓为不规则渐变 六边形，采用“四边形核心筒+异形外饰板”的结构形式，详见附图2以及图3； （2）制作边跨拱肋，边跨拱肋分5个节段制作，次边跨拱肋分7个节段制作，中跨拱 肋分9个节段制作，详见附图4； （3）中跨拱肋分为9个安装节段，两端与拱脚延长段相连，下方设置10组支架，设置 图详见附图5，其中①、②、③、④、⑤、⑥、⑦、⑧、⑨、⑩分别对应第1、2、3、4、5、6、7、8、9、10组支架，其他附图中也是相同含义； （4）体系转换过程如下（其中的主梁支架安装、验收的过程以及其他涉及到需要焊 接、检测的过程不再赘述）： A）安装中跨主梁（详见附图6）； B）安装中跨拱肋支架（详见附图7）； C）中跨拱肋安装、同步次边跨主梁安装（详见附图8）； D）跳拆中跨拱肋第1、2、5、6、9、10组支架且同步安装相应吊杆且吊杆同步对称张 拉至初应力的10%，安装边跨主梁、次边跨拱肋支架（详见附图9以及图10）； E）次边跨拱肋安装好后，对称拆除中跨拱肋剩余第3、4、7、8组支架并同步安装吊 杆，且吊杆同步对称张拉至初应力的10；之后安装边跨拱肋支架，详见附图11； F）安装边跨拱肋、进行次边跨拱肋支架对称同步拆除和吊杆安装并张拉至初应力 10%，详见附图12； G）边跨拱肋支架对称同步拆除和吊杆安装并张拉至初应力10%，详见附图13； H）吊杆对称分级张拉至设计应力值，拆除主梁支架，解锁支座，体系转换完成，详 见附图14。 [0016] 采用上述本发明的体系转换施工方法从主梁安装至体系转换完成，工期仅为182天，施工期间未发生任何安全、质量事故，施工进度满足计划要求，且提前6个月建成通车。 |
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