一种大跨度下承式系杆钢拱桥高位落梁的施工方法与流程

1.本发明涉及建筑施工领域，具体是一种大跨度下承式系杆钢拱桥高位落梁的施工方法。


背景技术：

2.当前，大跨度钢结构落梁和卸载传统工艺主要有直接切割法、砂箱卸载法和液压千斤顶逐级卸载法，这些传统工艺存在以下明显不足：1、直接切割法：切割精度难以控制，安全性和稳定性难以保障；2、砂箱卸载：砂箱我国传统的施工工艺，综合造价低，工艺成熟，操作简单；但结构下方需有足够的高差用于放置砂箱，自动化程度低，多点砂箱卸载有同步性差，精度难以控制等缺点；3、千斤顶逐级卸载法优点是精度易于控制，但设备要求高需要多套大吨位千斤顶和垫板，设备体积大，结构下方无放置空间，卸载过程中，结构底板局部受力大，局部反复受力易对结构照成破坏；多级卸载存在难以实现的反顶抽取钢板和垫梁，整体成本高，综合经济性差，使用局限性大。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服上述缺陷，提出一种采用液压提升、一体化的落梁施工方法。
4.为了达到上述目的，本发明是这样实现的：一种大跨度下承式系杆钢拱桥高位落梁的施工方法，包括一、准备过程：步骤1、制备龙门架：龙门架为格构式龙门架；包括片状桁架构件（1-3、1-4）、斜撑（1-5），提升横梁（1-1），支撑梁体系（1-2），横向扫地杆（1-6）；龙门架需满足承受全部的钢拱桥自重及平衡侧向力；龙门架的制作根据各组成单元分块制作，然后发到施工现场进行安装，龙门架的根部固定采用在桥墩上植入后做法预埋件，即化学螺栓-预埋板的组合结构；结构安装在化学螺栓植入完成并检测合格后进行；具体包括步骤1.1、轴线复核，化学螺栓-埋件板组合结构安装；步骤1.2、片状桁架（1-3、1-4）的安装，与埋件板采用焊接方式连接；步骤1.3、安装斜撑（1-5）和横向扫地杆（1-6）；步骤1.4、支撑梁体系（1-2）的安装，龙门架形成完整框架体系，拆除揽风绳；步骤1.5、提升横梁（1-1）的安装，提升横梁（1-1）安装以端横梁下锚点中心为参考基准线，保证设备预留孔与下锚点圆孔中心投影重合；步骤2、制备下锚点：下锚点包括下吊具（2-1），内部加劲组合体系（2-2）；提升吊点的选择应充分考虑提升结构的受力体系特点，以不改变结构受力体系为原则，在落梁施工过程中，结构的应力比以及变形情况均控制在合理范围内；下吊具（2-1）的立板通过矩形槽
口插入端横梁箱体内部，下吊具（2-1）及内部加劲组合体系（2-2）与端横梁结构采用坡口熔透焊接连接；步骤3、制备导向架：导向架包括钢管组装焊接而成的“t型”架，其用于当落梁高度较高时，保证在液压提升器提升或下降过程中预留长出的钢绞线传导顺畅，每台液压提升器须配置一套导向架，多余钢绞线可沿着提升平台自由向后、向下疏导；所述导向架安装在液压提升器侧面，并高于提升器，导向架的导出方向以方便安装油管、传感器和不影响钢绞线自由下坠为原则，导向架应高于天锚约1.5~2m；步骤4、液压提升器：根据每个提升点的提升反力，确定和选择符合要求的液压提升器型号，利用高强度低松弛预应力钢绞线将液压提升器的天锚和地锚连接在一起；步骤5、揽风绳：利用钢丝绳和卷扬机将钢拱桥和地面牢固结构或预埋件连接起来；在落梁工况下可通过卷扬机调节钢拱桥的水平位置，当钢拱桥处于在空中悬停工况时，拉紧揽风绳可以抵消风荷载，防止钢拱桥摇摆；步骤6、临时支墩：用于将步履顶推设备上部的主体结构自重荷载转换到临时转换墩上方，然后进行步履顶推设备及顶推胎架的拆除工作；临时支墩包括胎架和垫梁，垫梁分为上下两层，垫梁规格为筏形箱梁，下层垫梁与胎架平台围焊，上下层垫梁之间焊接连接，上层垫梁与胎架之间焊接两组“八字”斜撑，以保证垫梁的稳定性；由于临时支墩下半部分重量较大，在钢拱桥顶推就位之前，利用汽车吊通过钢拱桥中横梁之间的空隙将胎架提前放置在桥墩上方，当钢拱桥顶推到位后，再进行临时支墩的垫梁和斜撑安装，安装完成后，将钢拱桥荷载由顶推设备转移到临时支墩，将顶推胎架及步履顶推设备拆除；其中临时支墩布置原则：（1）各临时支墩应对称布置；（2）临时支墩中心线与端横梁中心线重合，支撑点应在端横梁内部有横隔板的位置；（3）最大限度设置在靠近拱座位置；二、落梁施工：步骤2.1、设计思路：钢拱桥顶推至设计位置，临时支墩安装，顶推胎架及临时基础拆除，提升下锚点，提升龙门架安装，液压提升，整体落梁；其中，液压提升、整体落梁应在龙门架和下锚点安装完成后，无风天气情况下，开始对钢桥正式落梁；液压提升、整体落梁分为以下步骤：步骤2.2、利用液压提升器将钢拱桥提升至预计高度，使钢桥与其下方支撑胎架脱离，停止提升，并拉设揽风绳，揽风绳主要作用是为防止钢拱桥在空中悬停工况下受到侧向风荷载产生位移；步骤2.3、拆除钢拱桥下方的临时支墩；由于拆除作业空间狭小，临时支墩拆除原则为分块切割拆除，以减小单个拆除单体的重量和截面大小，包括：先拆除斜撑，再拆除分别拆除上下层垫梁，最后拆除胎架；胎架拆除再次采用分块切割拆除，将支腿与胎架平台切割开，利用汽车吊与倒链协同将其一一拆除。
5.步骤2.4、拆除完成后，落梁就位，完成钢拱桥落梁施工作业。
6.本落梁方法具有以下优势：
1、落梁过程具有提升、下落、纠偏三向调整的灵活性，提升设备位于结构上方，不受桥梁与墩台高差空间限制，解决了受桥梁底部空间狭小的限制。设备集成化、自动化高、同步性好。
7.2、格构式龙门架结构自身强度大、稳定性高，安全可靠；3、液压同步提升落梁技术精度高、同步性好，落梁过程中不会出现震摆现象，龙门架与主体之间无需较大空间。钢拱桥在提升及下降过程中，可在空中姿态调整和标高控制进行高度微调。
8.4、实现了采用液压提升、整体落梁一体化技术；解决了传统落梁工艺无法进行三向纠偏的限制。采用同步落梁、变形协调、分级加载技术，使落梁过程安全可靠。避免了传统技术的多级卸载反复反顶调整垫梁高度，本技术可一次性将钢拱肋落位至设计标高；简化了落梁施工反复调整垫梁标高工序。使其具有更多的可操作性和安全性。
附图说明
9.图1为落梁施工示意图。
10.图2为提升龙门架示意图。
11.图3为提升龙门架拆分单元示意图。
12.图4为落梁施工立面示意图。
13.图5为预埋件安装示意图。
14.图6为下吊具与内部加劲组合体系的结合示意图。
15.图7为导向架与提升器示意图。
16.图8为临时支墩在桥墩上方布置示意图。
17.图9为临时支墩结构布置示意图。
18.图10为揽风绳拉设示意图。
具体实施方式
19.以下通过具体实施例进一步说明本发明。
20.如图1～图10所示，一种大跨度下承式系杆钢拱桥高位落梁的施工方法，包括一、准备过程：步骤1、制备龙门架：龙门架为格构式龙门架；包括片状桁架构件（1-3、1-4）、斜撑（1-5），提升横梁（1-1），支撑梁体系（1-2），横向扫地杆（1-6）；龙门架需满足承受全部的钢拱桥自重及平衡侧向力；龙门架的制作根据各组成单元分块制作，然后发到施工现场进行安装，龙门架的根部固定采用在桥墩上植入后做法预埋件，即化学螺栓-预埋板的组合结构；结构安装在化学螺栓植入完成并检测合格后进行；具体包括步骤1.1、轴线复核，化学螺栓-埋件板组合结构安装；步骤1.2、片状桁架（1-3、1-4）的安装，与埋件板采用焊接方式连接；步骤1.3、安装斜撑（1-5）和横向扫地杆（1-6）；步骤1.4、支撑梁体系（1-2）的安装，龙门架形成完整框架体系，拆除揽风绳；步骤1.5、提升横梁（1-1）的安装，提升横梁（1-1）安装以端横梁下锚点中心为参考基准线，保证设备预留孔与下锚点圆孔中心投影重合；
步骤2、制备下锚点：下锚点包括下吊具（2-1），内部加劲组合体系（2-2）；提升吊点的选择应充分考虑提升结构的受力体系特点，以不改变结构受力体系为原则，在落梁施工过程中，结构的应力比以及变形情况均控制在合理范围内；下吊具（2-1）的立板通过矩形槽口插入端横梁箱体内部，下吊具（2-1）及内部加劲组合体系（2-2）与端横梁结构采用坡口熔透焊接连接；步骤3、制备导向架：导向架包括钢管组装焊接而成的“t型”架，其用于当落梁高度较高时，保证在液压提升器提升或下降过程中预留长出的钢绞线传导顺畅，每台液压提升器须配置一套导向架，多余钢绞线可沿着提升平台自由向后、向下疏导；所述导向架安装在液压提升器侧面，并高于提升器，导向架的导出方向以方便安装油管、传感器和不影响钢绞线自由下坠为原则，导向架应高于天锚约1.5~2m；步骤4、液压提升器：根据每个提升点的提升反力，确定和选择符合要求的液压提升器型号，利用高强度低松弛预应力钢绞线将液压提升器的天锚和地锚连接在一起；步骤5、揽风绳：利用钢丝绳和卷扬机将钢拱桥和地面牢固结构或预埋件连接起来；在落梁工况下可通过卷扬机调节钢拱桥的水平位置，当钢拱桥处于在空中悬停工况时，拉紧揽风绳可以抵消风荷载，防止钢拱桥摇摆；步骤6、临时支墩：用于将步履顶推设备上部的主体结构自重荷载转换到临时转换墩上方，然后进行步履顶推设备及顶推胎架的拆除工作；临时支墩包括胎架和垫梁，垫梁分为上下两层，垫梁规格为筏形箱梁，下层垫梁与胎架平台围焊，上下层垫梁之间焊接连接，上层垫梁与胎架之间焊接两组“八字”斜撑，以保证垫梁的稳定性；由于临时支墩下半部分重量较大，在钢拱桥顶推就位之前，利用汽车吊通过钢拱桥中横梁之间的空隙将胎架提前放置在桥墩上方，当钢拱桥顶推到位后，再进行临时支墩的垫梁和斜撑安装，安装完成后，将钢拱桥荷载由顶推设备转移到临时支墩，将顶推胎架及步履顶推设备拆除；其中临时支墩布置原则：（1）各临时支墩应对称布置；（2）临时支墩中心线与端横梁中心线重合，支撑点应在端横梁内部有横隔板的位置；（3）最大限度设置在靠近拱座位置；二、落梁施工：步骤2.1、设计思路：钢拱桥顶推至设计位置，临时支墩安装，顶推胎架及临时基础拆除，提升下锚点，提升龙门架安装，液压提升，整体落梁；其中，液压提升、整体落梁应在龙门架和下锚点安装完成后，无风天气情况下，开始对钢桥正式落梁；液压提升、整体落梁分为以下步骤：步骤2.2、利用液压提升器将钢拱桥提升至预计高度，使钢桥与其下方支撑胎架脱离，停止提升，并拉设揽风绳，揽风绳主要作用是为防止钢拱桥在空中悬停工况下受到侧向风荷载产生位移；步骤2.3、拆除钢拱桥下方的临时支墩；由于拆除作业空间狭小，临时支墩拆除原则为分块切割拆除，以减小单个拆除单体的重量和截面大小，包括：先拆除斜撑，再拆除分别拆除上下层垫梁，最后拆除胎架；胎架拆除再次采用分块切割拆除，将支腿与胎架平台切割开，利用汽车吊与倒链协同将其一一
拆除。
21.步骤2.4、拆除完成后，落梁就位，完成钢拱桥落梁施工作业。
22.本落梁方法具有以下优势：1、落梁过程具有提升、下落、纠偏三向调整的灵活性，提升设备位于结构上方，不受桥梁与墩台高差空间限制，解决了受桥梁底部空间狭小的限制。设备集成化、自动化高、同步性好。
23.2、格构式龙门架结构自身强度大、稳定性高，安全可靠；3、液压同步提升落梁技术精度高、同步性好，落梁过程中不会出现震摆现象，龙门架与主体之间无需较大空间。钢拱桥在提升及下降过程中，可在空中姿态调整和标高控制进行高度微调。
24.4、实现了采用液压提升、整体落梁一体化技术；解决了传统落梁工艺无法进行三向纠偏的限制。采用同步落梁、变形协调、分级加载技术，使落梁过程安全可靠。避免了传统技术的多级卸载反复反顶调整垫梁高度，本技术可一次性将钢拱肋落位至设计标高；简化了落梁施工反复调整垫梁标高工序。使其具有更多的可操作性和安全性。