大跨度临时钢结构桥梁快速安装方法与流程

1.本发明涉及一种大跨度临时钢结构桥梁快速安装方法，属于桥梁建造、安装技术领域。


背景技术：

2.我国地域辽阔，大江大河星罗棋布，中西部地区地形复杂，深陡峡谷地带随处可见，工程建设者们通过多年努力，不断摸索、总结出很多实用、成熟的大跨度钢结构桥梁安装方法。传统的大跨度钢结构桥梁主要采用悬索吊、支架架设法、浮吊架设法、分段吊装等。依据设计文件要求，结合现场实际地形条件，采取相应的施工方案(方法)。现有的施工方法已逐步成熟，但对于狭窄场地的深陡峡谷、大流量河道段，受地形条件限制不具备上述方案施工条件，因此需要采用新方法和措施来实施。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于，提供一种大跨度临时钢结构桥梁快速安装方法。该方法适用于狭窄场地的深陡峡谷或大江大河上；可在较短时间内快速安装完成；现场大多为机械化作业，降低人工作业安全风险；所需设备较为便利，便于施工组织；安装费用经济可行；构件使用完毕后可重复利用。
4.本发明的技术方案：一种大跨度临时钢结构桥梁快速安装方法，包括有以下步骤：
5.a.起重机吊装
6.左岸第一跨采用汽车起重机，按照起重机相关操作要求在回填平台上吊装安装下弦杆、横梁、腹杆、上弦杆及桥面板，依次安装完成该跨钢桁架梁；
7.b.钢扁担锚拉法悬臂拼装
8.左岸第二跨采用钢扁担锚拉法悬臂拼装，用50t汽车起重机悬臂拼装该段；
9.c.斜拉扣挂法安装
10.中间跨采用斜拉扣挂法，用50t汽车起重机悬臂拼装该段；
11.d.滚筒拖拉安装
12.靠近右岸最末端一跨采用滚筒拖拉法纵移梁、汽车起重机落梁方式安装。
13.前述的大跨度临时钢结构桥梁快速安装方法中，所述步骤b中，抗倾覆稳定由2#桥台处预设钢扁担提供对桁架支座节点的拉力来实现，并设置4道缆风绳。
14.前述的大跨度临时钢结构桥梁快速安装方法中，所述步骤b中，抗倾覆钢扁担设置数量为2个，每个由2根40a槽钢组成，长度1.8m，钢扁担与预埋型钢经螺栓连接，预埋型钢埋入混凝土深度为2.5m，外露长度1.34m；缆风绳与地面夹角≤30
°
，与桥轴线夹角≥50
°
。
15.前述的大跨度临时钢结构桥梁快速安装方法中，所述步骤c斜拉扣挂法安装过程中，分为以下几个阶段：
16.c1：斜拉扣挂系统
17.在左岸1#桥墩上设置塔架，钢管搭建，塔架高度25m，横向净距5m，通过法兰螺栓连
接而成双柱式结构，每根立柱采用2根钢管，塔架立于1#墩处的钢横梁上，塔脚采用铰接方式，塔架设置前后缆风和横向缆风，前后缆风各2道，上下游各1道，每道选用6
×
φ19.5mm的钢丝绳，横向缆风上下游各1道，每道选用4
×
φ19.5mm钢丝绳，前缆风锚于右岸岩石上，后缆风锚于左岸锚桩上；
18.本段设置4道斜拉扣挂索，上下游各2道，每道拉索选用2
×
φ52mm钢丝绳，每道拉索设置一组收放滑车组，拉索锚固于左岸4根钢筋混凝土锚桩上；
19.c2：左岸主锚碇
20.左岸主锚碇设置4根φ1.6m钢筋混凝土锚桩，每根桩长6.5m，对称于桥轴线布置，桩身为坚硬岩石，采用c40钢筋混凝土浇筑而成；
21.本跨共安装设置4道缆风绳，上下游各两道，每道缆风绳选用2
×
φ19.5mm钢丝绳。
22.前述的大跨度临时钢结构桥梁快速安装方法中，所述步骤d滚筒拖拉安装过程中，分为以下几个阶段：
23.d1:右岸锚固系统
24.本跨安装前先在右岸0#桥台部位，正对上下游弦杆轴线设置锚环锚碇，锚环上下游各设置4个，锚环埋入岩石2m深，孔内灌注m20水泥浆；
25.d2:右岸跨安装
26.节段拼装位置位于1#桥墩两侧，靠河侧先拼装，边拼装汽车起重机边后退，最后停留在左岸跨桥上，桁架片移运滚筒采用钢棒；
27.桁架片拼装和移运过程中，设置防侧倒支撑，移运过程中设置1根制动索，制动索利用2#桥台上的预埋锚环固定，尾部设置1道捆绑索，捆绑索两端固定于上下游已安装桁架的下弦，中间捆压住移运桁架的上弦，移运过程中，桁架始终保持前端标高≥后端标高，移运至尾部尚有2m在桥面上时停止移运，利用50t汽车起重机落梁，落梁时的横移在整个梁体呈悬空状态后操作，前端由上下游拉索的收紧和松放并结合横向风缆进行控制，后端由汽车起重机的操作来实现；
28.本跨设置4道缆风绳，上下游各两道，每道缆风绳选用2
×
φ19.5mm钢丝绳，缆风绳锚固于右岸岩石上。
29.前述的大跨度临时钢结构桥梁快速安装方法中，施工过程中，应开展如下监测工作：桥梁轴线控制；塔架在安装过程中的偏移控制；桁架片各扣点在各阶段的标高控制；扣索各阶段索力观测；锚碇位移变形观测。
30.本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下几个方面的优点：
31.(1)根据现场场地和工期要求采用多种安装措施有效结合，即就同一座桥采用起重机吊装、钢扁担锚拉法悬臂拼装、配重加斜拉扣挂、滚筒拖拉等几种安装方案。精细组织，合理安排，保证在较短时间内快速安装完成，为交通提供便利，达到应急抢险要求。
32.(2)钢结构桥梁选用成品材料，如主桁架全部杆件、高强螺栓采用工厂集中制备，进场后即可组装，加快桥梁安装进度，保证施工质量。
33.(3)根据交通需求，合理设计桥梁运行工况和防汛标准，选定最优的桥梁位置和长度、跨数，满足交通和防汛安全要求。
34.(4)在桥梁规划、安装时尽量利用就近其他桥梁相关材料，节省建设投资，重复利用，避免浪费。
35.(5)根据钢结构桥梁特点，在现场安装过程中及时开展监测工作，针对各危险源按照安全作业相关规定，分别制定安全专项措施，并安排专职安全人员进行全过程指导、检查及纠偏，确保桥梁整体稳定和施工、运行安全。
36.(7)本专利主要针对实施的两跨连续梁一种大跨度临时钢结构桥梁快速安装方法，对于大江大河上大跨度多跨临时钢结构桥梁同样适用。
附图说明
37.附图1：某一钢结构桥梁布置图；
38.附图2：某一钢结构桥梁二阶段安装示意图；
39.附图3：某一钢结构桥梁三阶段安装示意图；
40.附图4：某一钢结构桥梁四阶段安装示意图。
具体实施方式
41.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
42.本发明的实施例：一种大跨度临时钢结构桥梁快速安装方法。如附图1
‑
4所示，大跨度钢结构临时桥梁安装从桥位实际地形、地质特点、桥梁形式及跨径，以及施工方便性等综合因素考虑，采用起重机吊装、钢扁担锚拉法悬臂拼装、配重加斜拉扣挂、滚筒拖拉等几种综合安装方案。如某水电站为应急保通规划布置的一座钢结构桥梁由两跨连续梁(27m 72m)组成，采用开口式桁架钢结构形式，全部采用特种钢材，总重量135t，整个安装过程分为四个阶段，具体安装步骤及方案如下：
43.(1)起重机吊装
44.左岸27m第一跨采用汽车起重机，按照起重机相关操作要求在回填平台上吊装安装下弦杆、横梁、腹杆、上弦杆及桥面板，依次安装完成该跨钢桁架梁。
45.(2)钢扁担锚拉法悬臂拼装
46.左岸27m第二跨采用钢扁担锚拉法悬臂拼装，用50t汽车起重机悬臂拼装该段。
47.抗倾覆稳定由2#桥台处预设钢扁担提供对桁架支座节点的拉力来实现，参照钢结构相关规范要求，经复核计算设计抗倾覆钢扁担2个，每个由2根40a槽钢组成，长度1.8m。钢扁担与预埋型钢(q345b)用hw200
×
200
×8×
12螺栓连接。预埋型钢埋入混凝土深度为2.5m，外露长度为1.34m。为了牢靠锚固预埋型钢，桥台在原设计尺寸的基础上做了加大处理。
48.本跨设置4道缆风绳，缆风绳与地面夹角不大于30o，与桥轴线夹角不小于50o。左岸27m第二跨安装如图2。
49.(3)斜拉扣挂法安装
50.中间18m跨采用斜拉扣挂法，用50t汽车起重机悬臂拼装该段。
51.1)斜拉扣挂系统
52.在左岸1#桥墩上设置塔架，塔架采用外径600mm、壁厚12mm的q345b钢管，塔架高度(包含柱头及柱脚)25m，横向净距5m，通过法兰螺栓连接而成双柱式结构，每根立柱采用2根钢管，全桥共4根钢管。塔架立于1#墩处的钢横梁上，塔脚采用铰接方式。塔架设置前后缆风
和横向缆风，前后缆风各2道，上下游各1道，每道选用6
×
φ19.5mm钢丝绳。横向缆风上下游各1道，每道选用4
×
φ19.5mm钢丝绳。前缆风锚于右岸岩石上，后缆风锚于左岸锚桩上。
53.该桥9m桁架节段重量为12.267t，27m桁架片安装节重量为36.8t。本段设置四道斜拉扣挂索，上下游各2道。根据钢丝绳相关规范要求，经计算分析每道拉索选用2
×
φ52mm钢丝绳，每道拉索设置一组收放滑车组，拉索锚固于左岸4根钢筋混凝土锚桩上。
54.2)左岸主锚碇
55.左岸主锚碇设置4根φ1.6m钢筋混凝土锚桩，每根桩长6.5m，对称于桥轴线布置。桩身全为坚硬岩石，采用c40钢筋混凝土浇筑。
56.本跨安装共设置4道缆风绳，上下游各两道，每道缆风绳选用2
×
φ19.5mm钢丝绳。中间18m跨安装如图3。
57.(4)滚筒拖拉安装
58.右岸72m跨采用滚筒拖拉法纵移梁、汽车起重机落梁方式。
59.1)右岸锚固系统
60.本跨安装前先在右岸0#桥台部位，正对上下游弦杆轴线设置锚环锚碇，锚环上下游各设置4个，用hpb300(φ32mm)圆钢制作。锚环埋入岩石2m深，孔内灌注m20水泥浆。
61.2)右岸72m跨安装
62.27m节段拼装位置位于1#桥墩两侧，靠河侧先拼装，边拼装汽车起重机边后退，最后停留在左岸27m跨桥上，桁架片移运滚筒采用φ60mm钢棒。
63.桁架片拼装和移运过程中，设置可靠的防侧倒支撑。移运过程中设置1根φ52mm制动索，制动索利用2#桥台上的预埋锚环固定，尾部设置1道φ52mm捆绑索，捆绑索两端固定于上下游已安装桁架的下弦，中间捆压住移运桁架的上弦，防止移运桁架的纵向倾覆。移运过程中，桁架始终保持前端标高不低于后端，即在桥面上的桁架底部不脱离滚筒。移运至尾部尚有2m在桥面上时停止移运，利用50t汽车起重机落梁。落梁时的横移在整个梁体呈悬空状态后操作，前端由上下游拉索的收紧和松放(一侧收紧的同时另一侧放松)并结合横向风缆进行控制，后端由汽车起重机的操作来实现。
64.本跨设置4道缆风绳，上下游各两道，每道缆风绳选用2
×
φ19.5mm钢丝绳。缆风绳锚固于右岸岩石，用于保持安装桁架片的横向稳定。右岸72m跨安装如图4所示。
65.桥梁施工过程中，应加强安装监测措施和安全管控措施。
66.安装监测措施
67.根据钢结构桥梁特点，在现场安装过程中及时开展了如下监测工作，并对偏差值超出设计要求的立即暂停施工，查明原因，采取措施，确保桥梁安装整体稳定和施工安全。
68.桥梁轴线控制；塔架在安装过程中的偏移控制；桁架片各扣点在各阶段的标高控制；扣索各阶段索力观测；锚碇位移变形观测；最后27m段安装时的重点观测。桥梁悬臂安装倾覆安全是关键，因此标高测量是整个观测工作的重中之重，安装过程中悬臂最前端标高下降值始终控制在l/300之内(l为悬臂长度)。
69.安全管控措施
70.钢结构桥梁安装现场主要危险源包括：左岸塔架及风缆系统；两岸锚碇系统；斜拉扣挂索系统；汽车起重机；钢桁架风缆系统及最后27m段安装等。针对各危险源按照安全作业相关规定，分别制定安全专项措施，并安排专职安全人员进行全过程指导、检查及纠偏，
确保安全生产。
71.如上实施方式所述，该水电站钢结构桥梁安装，采用起重机吊装、钢扁担锚拉法悬臂拼装、配重加斜拉扣挂、滚筒拖拉等几种综合安装方案，实际钢结构及附属设施安装仅用50天安全、快速完成。提前1个月打通金沙江左、右岸通道，在施工安全、工期目标、成本控制等方面发挥了显著成效。