專利名稱：半跨吊裝系桿拱橋的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種下承式鋼管系桿拱橋，屬于橋梁技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，我國正積極實施內(nèi)河航道升級整治工程，大力推進高等級航道網(wǎng)建設(shè)。系桿拱橋?qū)⒐芭c梁兩種基本結(jié)構(gòu)形式組合在一起，共同承受荷載，充分發(fā)揮了梁受彎、拱受壓的結(jié)構(gòu)性能和組合作用，被廣泛用于航道新建橋梁的施工。系桿拱橋大多采用滿支架法、少支架法、纜索吊裝法、整體吊裝法、單片拱肋整體吊裝法等施工方法。滿支架法、少支架法是在航道內(nèi)架設(shè)支架進行施工。優(yōu)點是操作簡單，施工過程中有可供操作的施工平臺，對起吊設(shè)備能力要求相對較小。但是，在水運繁忙的河道上建橋，施工期間不得斷航，按照海事部門要求，航道內(nèi)若設(shè)置支架，其凈跨度不得小于40m，通航限高不得小于7m，若采用少支架法施工，在航道內(nèi)設(shè)置的支架難免受到過往船只碰撞，危及船舶航運安全，同時支架自身的安全隱患很大。因此必須選擇對航道影響最小的施工方案。纜索吊裝法是利用懸掛的纜索運輸、安裝構(gòu)件的施工方法，其施工工藝繁雜，施工成本高。整體吊裝法由于受內(nèi)河河道施工條件以及內(nèi)河河道浮吊起吊能力的限制，當(dāng)主橋跨河部分重量較大時就無法采用整體吊裝法進行施工。發(fā)表于《公路》雜志2011年06期的《鋼管混凝土系桿人行橋無支架安裝設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)探討》一文中采用了鋼管拱在岸上拼裝成型，浮吊整體吊裝，然后以鋼管拱作為施工勁性骨架，通過吊桿懸掛系桿橫梁節(jié)段，用臨時索平衡拱腳水平推力的無支架安裝方法。中國專利文獻CN1811070A (申請?zhí)枮?00510023670.6)公布了一種下承式鋼管混凝土系桿拱橋先拱后梁勁性骨架施工方法，包括如下步驟:A.在端橫梁處拉張永久水平預(yù)應(yīng)力鋼索；B.將鋼管拱肋整體拼裝成型，利用鋼管拱肋自身浮力通過河道浮運至施工現(xiàn)場，利用浮吊將鋼管拱肋直接起吊就位；C.將永久水平預(yù)應(yīng)力鋼索作為施工臨時拉索，通過調(diào)整水平預(yù)應(yīng)力鋼索的張拉應(yīng)力承受鋼管混凝土拱橋的水平推力來控制拱腳的位移；D.通過勁性鋼管混凝土拱肋及吊桿進行橋面預(yù)制梁吊裝就位。上述兩種系桿拱橋的施工方法都是采用拱肋整體吊裝法，先將拱肋在岸上拼裝成型，然后通過浮吊整體吊裝到河道上進行安裝，使用臨時鋼索平衡拱腳的水平推力，再安裝吊桿及橋面預(yù)制梁。該方法必須使用臨時鋼索平衡拱腳的水平推力，并且施工階段拱肋應(yīng)力及變形復(fù)雜，施工要求極高，采用該方法進行施工，在航道上的施工時間仍然過長，會影響航道的暢通。

實用新型內(nèi)容本實用新型解決的技術(shù)問題是，提出一種建造時河道中無需架設(shè)支架、封航次數(shù)少、封航時間短，且拱腳的水平推力得到很好的控制，施工精度高的半跨吊裝系桿拱橋。為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提出的技術(shù)方案是:一種半跨吊裝系桿拱橋，包括設(shè)于河道兩岸的橋墩，設(shè)于所述橋墩上的拱腳，橫跨河道兩岸且與所述河道兩岸的拱腳相連的拱肋和橋面勁性骨架，以及搭設(shè)在所述橋面勁性骨架上的橋面，所述橋面勁性骨架位于所述拱肋的正下方，所述拱肋分為第一拱肋段、第二拱肋段和第三拱肋段；所述橋面勁性骨架分為第一橋面勁性骨架段、第二橋面勁性骨架段和第三橋面勁性骨架段；所述第二拱肋段和第二橋面勁性骨架段的一端埋設(shè)于遠離河岸的所述拱腳內(nèi)，且位于陸地的上方；所述第三拱肋段和第三橋面勁性骨架段的一端埋設(shè)于靠近河岸的所述拱腳內(nèi)；所述第二拱肋段和第二橋面勁性骨架段通過多根豎直設(shè)置的吊桿相連；所述第一拱肋段和第一橋面勁性骨架段通過多根豎直設(shè)置的吊桿相連構(gòu)成在岸邊拼裝成型后吊至河道上進行合攏安裝的半跨吊裝橋梁骨架。為了更進一步地縮短了封航時間，在最短的施工時間內(nèi)平衡拱腳的水平推力，一種上述技術(shù)方案的優(yōu)選是:上述半跨吊裝橋梁骨架合攏時，所述第一橋面勁性骨架段的兩端通過拉桿與所述第二、第三橋面勁性骨架段相連，所述第一拱肋段的兩端通過臨時固定在所述第二、第三拱肋段上。上述技術(shù)方案的更進一步的優(yōu)選是:上述拱肋段預(yù)制件是由兩根鋼管和連接兩根鋼管的腹板構(gòu)成的啞鈴型拱肋段。本實用新型的半跨吊裝系桿拱橋的有益效果是:該系桿拱橋的拱肋、吊桿和橋面骨架于岸邊先拼裝成半跨吊裝橋梁骨架，再進行吊裝，需要吊裝的部分相對體積較小，重量較輕，對河道內(nèi)浮吊噸位的要求較低。該系桿拱橋施工操作相對簡單，精度控制相對容易，可以有效地縮短施工周期，保證水中無支架，封航時間短，應(yīng)用前景廣闊，尤其適用于我國內(nèi)河航道橋梁升級改造。
以下結(jié)合附圖對實用新型的半跨吊裝系桿拱橋作進一步說明。


圖1是本實用新型實施例1中的半跨吊裝系桿拱橋的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是
圖1中的半跨吊裝系桿拱橋合攏時的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是實施例2中的胎架的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是圖3的俯視圖。圖5是圖3的左視圖。圖6是實施例2中的第一拱肋段拼裝成型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是圖6的俯視圖。圖8是實施例2中的第一橋面勁性骨架段拼裝成型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖9是實施例2中的半跨吊裝橋梁骨架拼裝成型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖10是圖9的左視圖。
圖11是
圖10中的一片半跨吊裝橋梁骨架吊離拼裝支架時的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖12是
圖11中的一側(cè)拼裝支架拆除后的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖13是
圖12中的半跨吊裝橋梁骨架吊離拼裝支架時的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖14是實施例2中系桿拱橋搭建時的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖15是實施例2中的半跨吊裝橋梁骨架吊至河道上的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖16是實施例2中的合攏口處的局部放大示意圖。
圖17是
圖16中的右半部分的局部放大示意圖。
圖18是
圖17的左視圖。
具體實施方式
實施例1半跨吊裝系桿拱橋本實施例的半跨吊裝系桿拱橋，如
圖1和圖2所示，包括設(shè)于河道兩岸的橋墩1，設(shè)于橋墩I上的拱腳2，橫跨河道兩岸且與河道兩岸的拱腳2相連的拱肋3和橋面勁性骨架4，以及搭設(shè)在橋面勁性骨架4上的橋面40。橋面勁性骨架4位于拱肋3的正下方。拱肋3由多個拱肋段預(yù)制件首尾相接焊接固定而成，分為第一拱肋段31、第二拱肋段32和第三拱肋段33。第二拱肋段32的一端埋設(shè)于遠離河岸的拱腳2內(nèi)，且位于陸地的上方。第三拱肋段33的一端埋設(shè)于靠近河岸的拱腳2內(nèi)。橋面勁性骨架4由多個橋面勁性骨架段預(yù)制件首尾相接焊接固定而成，分為第一橋面勁性骨架段41、第二橋面勁性骨架段42和第三橋面勁性骨架段43。第二橋面勁性骨架段42的一端埋設(shè)于遠離河岸的拱腳2內(nèi)，且位于陸地的上方。第三橋面勁性骨架段43的一端埋設(shè)于靠近河岸的拱腳2內(nèi)。第二拱肋段32和第二橋面勁性骨架段42通過多根豎直設(shè)置的吊桿10相連。第一拱肋段31和第一橋面勁性骨架段41通過多根豎直設(shè)置的吊桿10相連，共同構(gòu)成了在岸邊拼裝成型后吊至河道上進行合攏安裝的半跨吊裝橋梁骨架。合攏時，第一橋面勁性骨架段41的兩端通過拉桿9與第二、第三橋面勁性骨架段42、43相連。第一拱肋段31的兩端通過馬板臨時焊接固定在第二、第二拱肋段32、33上。拱肋段預(yù)制件是由兩根鋼管和連接兩根鋼管的腹板構(gòu)成的啞鈴型拱肋段。實施例2系桿拱橋半跨骨架拼裝吊裝方法本實施例的系桿拱橋半跨骨架拼裝吊裝方法是實施例1的半跨吊裝系桿拱橋的施工方法，具體步驟如下:A.在待架設(shè)橋梁附近的岸邊設(shè)置胎架。將第一拱肋段31和第一橋面勁性骨架段41拼裝成型。第一拱肋段31的拼裝成型:先將制好的拱肋段預(yù)制件運到施工現(xiàn)場。如圖6和圖7所示，在施工現(xiàn)場的岸邊根據(jù)第一拱肋段31的形狀和大小設(shè)置胎架，將拱肋段預(yù)制件水平架設(shè)于胎架上拼裝成第一拱肋段31。在拼裝時，通過在相鄰的拱肋段預(yù)制件之間塞填鋼板對第一拱肋段31的形狀和尺寸進行微調(diào)，拱肋段預(yù)制件之間焊接固定。如圖3至圖5所示，胎架包括設(shè)于地面上的混凝土塊5和垂直設(shè)于混凝土塊上方的貝雷片6?；炷翂K5是由強度等級為C25的混凝土澆筑而成的長方體形預(yù)制件，長度為6000mm,寬度為1800mm,高度為500_。貝雷片6有兩排,兩排貝雷片6沿混凝土塊長度方向的中軸線a對稱設(shè)置，間距為900mm。每排貝雷片6由兩塊貝雷片6并排設(shè)置且相鄰端固定連接而構(gòu)成。兩排貝雷片6之間設(shè)有連接相對稱的貝雷片6的兩端和中部的連接片
7。連接片7由矩形框架71和設(shè)于矩形框架內(nèi)的支撐肋72構(gòu)成。第一橋面勁性骨架段41的拼裝成型:采用與第一拱肋段31拼裝成型相同的方法。如圖8所示，在施工現(xiàn)場的岸邊根據(jù)第一橋面勁性骨架段41的形狀和大小設(shè)置胎架。半跨吊裝橋梁骨架有左右對稱的兩片。將橋面勁性骨架段預(yù)制件水平架設(shè)于胎架上拼裝成兩條平行設(shè)置的第一橋面勁性骨架段41。橋面勁性骨架段預(yù)制件之間焊接固定。B.將第一拱肋段31和第一橋面勁性骨架段41于岸邊拼裝成半跨吊裝橋梁骨架。如圖8和圖9所示，在已經(jīng)拼裝好的兩條第一橋面勁性骨架段41的兩端和中部根據(jù)第一拱肋段31的形狀搭建拼裝支架100。拼裝支架100是格構(gòu)式鋼管樁支墩。對兩條第一拱肋段31的形狀和強度進行檢測，將檢測合格后的兩條第一拱肋段31通過500t浮吊200整體吊至相應(yīng)的拼裝支架100上，第一拱肋段31位于相應(yīng)的第一橋面勁性骨架段41的正上方。隨后，在第一拱肋段31和第一橋面勁性骨架段41之間安裝吊桿10，將相應(yīng)的第一拱肋段31和第一橋面勁性骨架段41連成一體，從而構(gòu)成兩片半跨吊裝橋梁骨架。C.在河道兩岸進行橋墩和拱腳的施工，搭設(shè)第二、第三拱肋段32、33和第二、第三橋面勁性骨架段42、43。如
圖14所不,進彳丁橋壤I的鉆孔粧、承臺和立柱的施工。搭設(shè)橋面支架101和拱肋支架102，拱肋支架102是格構(gòu)式鋼管樁支墩。在橋面支架101上進行拱腳2的混凝土結(jié)構(gòu)施工。在橋面支架101和拱肋支架102上，搭建位于陸地上方的第二拱肋段32和第二橋面勁性骨架段42。第二拱肋段32和第二橋面勁性骨架段42的一端埋設(shè)于遠離河岸的拱腳2內(nèi)。在第二拱肋段32和第二橋面勁性骨架段42之間安裝吊桿10，將相應(yīng)的第二拱肋段32和第二橋面勁性骨架段42連成一體。在橋面支架101和拱肋支架102上，搭建位于河岸上方的第三拱肋段33和第三橋面勁性骨架段43。第三拱肋段33和第三橋面勁性骨架段43的一端埋設(shè)于靠近河岸的拱腳2內(nèi)。D.禁止通航，將半跨吊裝橋梁骨架吊至河道上進行合攏安裝。第一橋面勁性骨架段41的兩端通過拉桿9與第二、第三橋面勁性骨架段42、43相連。第一拱肋段31的兩端臨時固定在第二、第三拱肋段32、33上。如
圖15所示，在半跨吊裝橋梁骨架上設(shè)置四個起吊點，采用一般公知的吊裝方法，用500t浮吊200進行四吊點起吊。吊點位置根據(jù)半跨吊裝橋梁骨架整體的長度和重量，以及浮吊的噸位和數(shù)量進行計算并確認，并且按照吊點位置對第一拱肋段31起吊工作狀況下的受力情況進行驗算，確保起吊的安全，確保第一拱肋段31變形較小。為了減少吊環(huán)制作與焊接的工作量，吊點設(shè)置在靠近吊桿10的位置處，采用繩纜捆綁拱肋的方式進行固定，并對相應(yīng)吊桿10與第一拱肋段31連接處的焊縫的抗剪強度進行驗算。吊繩夾角的角度根據(jù)浮吊的有效起吊高度進行計算并確定，吊繩夾角的角度范圍控制在30°至60°。吊繩規(guī)格根據(jù)吊繩的夾角和起吊重量進行計算并確定，吊繩的破斷拉力與計算拉力的比值大于或等于6。如
圖10所示，由于兩片半跨吊裝橋梁骨架的拼裝支架100相鄰，且第一橋面勁性骨架段41位于相應(yīng)的拼裝支架100內(nèi)。起吊時，如
圖11所示，先用浮吊200將半跨吊裝橋梁骨架整體向上提升，使其與拼裝支架100脫離，然后采用氣體切割的方法迅速將阻擋第一橋面勁性骨架段41橫向移動的拼裝支架100的鋼管割除，再將該半跨吊裝橋梁骨架吊離其拼裝支架100直接吊至河道上進行合攏安裝。接著，如
圖12所示，拆除該半跨吊裝橋梁骨架的拼裝支架100。如
圖13所示，用上述相同的方法將另一片半跨吊裝橋梁骨架吊離其拼裝支架100直接吊至河道上進行合攏安裝。最后一片半跨吊裝橋梁骨架吊出后，拼裝支架100僅依靠單排鋼管立柱支承，體系的穩(wěn)定性弱，在設(shè)計過程中，需對這種情況下的支架體系進行強度和整體穩(wěn)定性的驗算。在實際施工過程中，需迅速拆除該半跨吊裝橋梁骨架的拼裝支架100或在拼裝支架100截除部分增設(shè)臨時支撐。如
圖16至
圖18所示，在第一橋面勁性骨架段41與第二、第三橋面勁性骨架段42、43之間分別設(shè)置寬度為IOOOmm至2000mm的合攏口 300。橋面勁性骨架段預(yù)制件的橫截面的四個角上設(shè)有型鋼44。型鋼44是規(guī)格為Z 200X200X24mm的角鋼。在合攏口 300兩側(cè)的角鋼44內(nèi)側(cè)焊接固定基座8?；?由垂直焊接固定在角鋼上的第一、第二基板81、82和固定連接第一、第二基板81、82的側(cè)板83組成。第一基板81位于合攏口 300和第二基板82之間，間距為240mm。第一、第二基板81、82是長度為166mm，寬度為166mm，厚度為30mm的Q235鋼板；側(cè)板83是長度為240臟，寬度為166mm，厚度為30mm的Q235鋼板。第一基板81上開有直徑為60mm的第一通孔81_1，第二基板82上開有與第一通孔同軸設(shè)置的直徑為45mm的第二通孔82-1。起吊前，在第一橋面勁性骨架段41的基座8的第一通孔81-1和第二通孔82_1中設(shè)置拉桿9，通過繩索將拉桿9固定在基座8上。拉桿9是直徑為32mm，長度為4000mm的螺紋鋼筋。起吊時，拉桿9隨半跨吊裝橋梁骨架一同起吊。如圖2、
圖16和
圖17所示，吊裝到位后，用尼龍繩牽引拉桿9依次穿過在第一、二橋面勁性骨架段41、42的基座8的第一通孔81-1和第二通孔82-1，將螺母91旋合在拉桿9的兩端，每端旋合兩個螺母91，從而拉緊拉桿9，用于平衡拱腳2的水平推力。同時，在第一拱肋段31與第二、第三拱肋段32、33的連接處焊接連接兩側(cè)拱肋段的馬板，從而對第一拱肋段31的兩端進行臨時固定。然后，使浮吊200落鉤撤離。E.恢復(fù)通航，在合攏口 300內(nèi)安裝橋面勁性骨架段預(yù)制件，對橋面勁性骨架4的連接處進行焊接固定，對拱肋3的連接處進行焊接固定，拆除拉桿9。在橋面勁性骨架4上搭設(shè)橋面40。本實用新型的不局限于上述實施例所述的具體技術(shù)方案，凡采用等同替換形成的技術(shù)方案均為本實用新型要求的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種半跨吊裝系桿拱橋，包括設(shè)于河道兩岸的橋墩，設(shè)于所述橋墩上的拱腳，橫跨河道兩岸且與所述河道兩岸的拱腳相連的拱肋和橋面勁性骨架，以及搭設(shè)在所述橋面勁性骨架上的橋面，所述橋面勁性骨架位于所述拱肋的正下方，其特征在于:所述拱肋分為第一拱肋段、第二拱肋段和第三拱肋段；所述橋面勁性骨架分為第一橋面勁性骨架段、第二橋面勁性骨架段和第三橋面勁性骨架段；所述第二拱肋段和第二橋面勁性骨架段的一端埋設(shè)于遠離河岸的所述拱腳內(nèi)，且位于陸地的上方；所述第三拱肋段和第三橋面勁性骨架段的一端埋設(shè)于靠近河岸的所述拱腳內(nèi)；所述第二拱肋段和第二橋面勁性骨架段通過多根豎直設(shè)置的吊桿相連；所述第一拱肋段和第一橋面勁性骨架段通過多根豎直設(shè)置的吊桿相連構(gòu)成在岸邊拼裝成型后吊至河道上進行合攏安裝的半跨吊裝橋梁骨架。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述半跨吊裝系桿拱橋，其特征在于:所述半跨吊裝橋梁骨架合攏時，所述第一橋面勁性骨架段的兩端通過拉桿與所述第二、第三橋面勁性骨架段相連，所述第一拱肋段的兩端通過臨時固定在所述第二、第三拱肋段上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述半跨吊裝系桿拱橋 ，其特征在于:所述拱肋段預(yù)制件是由兩根鋼管和連接兩根鋼管的腹板構(gòu)成的啞鈴型拱肋段。
專利摘要本實用新型涉及一種半跨吊裝系桿拱橋，包括設(shè)于河道兩岸的橋墩，設(shè)于橋墩上的拱腳，橫跨河道兩岸且與河道兩岸的拱腳相連的拱肋和橋面勁性骨架，以及搭設(shè)在橋面勁性骨架上的橋面，拱肋分為第一拱肋段、第二拱肋段和第三拱肋段，橋面勁性骨架分為第一橋面勁性骨架段、第二橋面勁性骨架段和第三橋面勁性骨架段，第一拱肋段和第一橋面勁性骨架段通過多根豎直設(shè)置的吊桿相連構(gòu)成在岸邊拼裝成型后吊至河道上進行合攏安裝的半跨吊裝橋梁骨架，屬于橋梁技術(shù)領(lǐng)域。本實用新型的半跨吊裝系桿拱橋建造時河道中無需架設(shè)支架、封航次數(shù)少、封航時間短，且拱腳的水平推力得到很好的控制，施工精度高。
文檔編號E01D4/00GK202969246SQ201220689969
公開日2013年6月5日 申請日期2012年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月13日
發(fā)明者劉為, 李士濟, 吳曙光, 歐陽石, 耿慶祥, 童建軍, 高錦勝, 賈阿龍, 查浩杰, 王雪能 申請人:中鐵四局集團第二工程有限公司