本發(fā)明涉及橋梁技術(shù)，具體涉及一種鋼橋面和鋼箱拱肋安裝方法。
背景技術(shù)：
在橋梁建筑中，主體部分為鋼結(jié)構(gòu)拱肋的大跨度拱橋，具有跨度大、抗扭剛度大、強(qiáng)度高、自重輕、預(yù)制加工方便、施工周期短、整體性好、外型簡(jiǎn)潔美觀、對(duì)外部環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)。與混凝土橋梁相比，鋼結(jié)構(gòu)橋梁能夠減少上部結(jié)構(gòu)自重，獲得更大的橋下凈空。隨著交通事業(yè)的發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)橋梁在橋梁建設(shè)中將得到廣泛的推廣與應(yīng)用。
目前我國鋼材的生產(chǎn)總量一直居世界首位，產(chǎn)能過剩急需尋找自身消耗空間，這為我國鋼結(jié)構(gòu)橋梁的發(fā)展提供了很好的背景，鋼結(jié)構(gòu)是節(jié)能、環(huán)保的結(jié)構(gòu)。鋼材強(qiáng)度高，鋼結(jié)構(gòu)相對(duì)比較輕，施工安裝較便利，構(gòu)件尺寸相對(duì)較小，可以更有效利用材料，且可通過再利用、回爐等措施循環(huán)使用，故較少產(chǎn)生“建筑垃圾”。
選擇適當(dāng)?shù)氖┕し椒ê瓦M(jìn)行正確的施工設(shè)計(jì)是修建一座橋梁的重要環(huán)節(jié)，特別是在近年來材料費(fèi)用占整個(gè)工程造價(jià)的比例有所下降，而施工費(fèi)用和勞動(dòng)力工資所占比例有所上升的情況，選擇合理的施工方法就顯的更為重要。
目前，在鋼結(jié)構(gòu)橋梁施工中，主要包括節(jié)段纜索吊裝施工方法和平移施工方法，在實(shí)踐施工過程中，這兩種方法均存在施工難度高、周期長、成本高的問題，且施工精度難以保證，無法實(shí)現(xiàn)大跨地、水中不設(shè)墩子的鋼結(jié)構(gòu)橋梁的安裝。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種鋼橋面和鋼箱拱肋安裝方法，以保證施工精度要求，而且本發(fā)明施工操作簡(jiǎn)單易行，施工周期短、成本低。
本發(fā)明的技術(shù)方案為：
一種鋼橋面和鋼箱拱肋安裝方法，包括步驟如下：
第一步：主橋東側(cè)和西側(cè)主墩陸地的路基硬化處理；砼擴(kuò)大基礎(chǔ)施工、搭設(shè)格構(gòu)式鋼管立柱支架，同時(shí)采用浮吊船、振動(dòng)錘機(jī)械進(jìn)行河中鋼管樁的施工；
第二步：內(nèi)外滑道梁的臨時(shí)支墩上分別設(shè)置工字鋼縱梁和工字鋼橫梁，焊接矩形縱梁和焊接矩形橫梁，采用浮吊船或拖拉施工工藝安裝長144.2m內(nèi)滑道梁和長156.2m外滑道梁；
第三步：在吊桿橫梁區(qū)域鋼梁的構(gòu)件拼接區(qū)域完成第一段長12m主橋s1塊體；
第四步：外側(cè)貝雷鋼桁架、鋼導(dǎo)梁組合梁作為滑移軌道，與橋面板塊體節(jié)段吊桿橫梁與縱梁交界處設(shè)置鋼結(jié)構(gòu)滾輪裝置，采用鋼絲繩卷揚(yáng)機(jī)緩慢朝東側(cè)前移；
第五步：第一段長12m主橋s1塊體移動(dòng)到位，在外側(cè)滑道梁上設(shè)置扁平豎向千斤頂，調(diào)整為內(nèi)外貝雷鋼桁架梁的支承體系；同時(shí)，所述構(gòu)件拼裝區(qū)域完成長12m的主橋s2塊體；
第六步：外側(cè)貝雷鋼桁架組合梁作為滑移軌道，在橋面板塊體節(jié)段吊桿橫梁與縱梁交界處設(shè)置鋼結(jié)構(gòu)滾輪裝置，采用鋼絲繩卷揚(yáng)機(jī)緩慢朝東側(cè)前移；
第七步：依次循環(huán)完成主橋s1～sn塊體在內(nèi)外鋼結(jié)構(gòu)滑道梁的支承體系，并依據(jù)主橋橋面板的標(biāo)高進(jìn)行支承高度的調(diào)整；
第八步：采用汽車吊或履帶吊機(jī)分別安裝兩端鋼箱梁；同時(shí)調(diào)整各主橋塊體的標(biāo)高，進(jìn)行橋面結(jié)構(gòu)的焊接；焊接順序：s1～sn橋面板由東側(cè)向西側(cè)進(jìn)行橫向環(huán)焊縫的焊接，然后與西側(cè)鋼箱梁焊接，最后根據(jù)主橋合攏溫度與東側(cè)鋼箱梁焊接；
第九步：采用主橋鋼橋面板上stc75汽車起重機(jī)進(jìn)行南側(cè)和北側(cè)鋼箱拱肋臨時(shí)鋼管支架、吊桿橫梁臨時(shí)鋼管支架的施工；
第十步：鋼箱拱肋節(jié)段采用兩臺(tái)75噸汽車吊上橋，從拱腳至跨中分段分節(jié)安裝南側(cè)和北側(cè)鋼箱拱肋；
第十一步：拆除鋼橋面系吊桿橫梁處的臨時(shí)鋼管支架；
第十二步：吊桿安裝、張拉，并拆除南側(cè)和北側(cè)鋼箱拱肋臨時(shí)鋼管支架、鋼橋面底部內(nèi)外貝雷片鋼桁架組合梁和鋼管支架；
其中，為滿足海事航道臨時(shí)通航凈高要求，通航孔位置貝雷梁改成鋼導(dǎo)梁；為了減小拱肋就位后產(chǎn)生的水平推力，在拱肋安裝支架頂部設(shè)置鍥形塊結(jié)構(gòu)，讓拱肋接頭在彈性變形內(nèi)滑移就位；搭設(shè)拱肋安裝支架時(shí)，部分由水中支架直接上 升至拱肋底，部分在橋面上搭設(shè)支架。
可選地，鋼箱拱肋拱腳采用預(yù)埋段形式，其中該拱腳預(yù)埋段安裝具體為：采用大型汽車吊停放在先期完成的承臺(tái)系梁上，分節(jié)段安裝拱腳預(yù)埋段于拱腳臨時(shí)支撐架上，澆筑承臺(tái)砼。
可選地，橋面系橋梁安裝步驟中：在第三步中，利用100t履帶吊分節(jié)段將橋面系橋梁段在橋面安裝支架上拼裝成大節(jié)段，再在水中支架上分段滑移形成整體橋面系。
可選地，在兩端鋼箱拱肋安裝步驟中：采用大型汽車吊將拱肋節(jié)段吊裝至拱肋安裝支架上，吊裝順序由內(nèi)而外分塊吊裝，最后再焊接成整體。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明能夠保證鋼橋面和鋼箱拱肋施工精度要求，而且施工操作簡(jiǎn)單易行，施工周期短、成本低，實(shí)現(xiàn)了大跨度、水中不設(shè)墩的鋼結(jié)構(gòu)橋梁的安裝。
附圖說明
圖1示出了本發(fā)明所述安裝方法的實(shí)施例的安裝流程概況示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖及具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明做出詳細(xì)說明，但本發(fā)明并不局限于以下實(shí)例。
以寧波澄浪橋工程主橋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為例，其橋梁總體設(shè)置如下：
澄浪橋主橋一跨跨越奉化江，不在水中設(shè)墩，采用斜橋布置的無風(fēng)撐內(nèi)傾坦鋼箱拱肋拱橋。由于奉化江兩岸與道路中心線不垂直，西岸與主線交角約79°，東岸與主線交角約75°，因此主橋總體采用斜橋方式布置，主拱跨徑175m，主橋梁體長度為183m。主橋橋梁斷面布置為3.0m人行道+13.5m車行道+0.5m中央分隔帶+13.5m車行道+3.0m人行道，橋面全寬33.5m。主橋結(jié)構(gòu)為中承式無風(fēng)撐鋼箱拱肋拱橋，主拱橫橋向布置為兩片拱肋，拱肋布置在人行道外側(cè)，沿道路中心線方向錯(cuò)開10.320m，形成斜橋布置方案。主拱向內(nèi)傾斜10°，兩片主拱間不設(shè)置風(fēng)撐。主拱拱肋采用矩形封閉鋼箱形拱肋，并在主拱跨徑1/4點(diǎn)附近由1個(gè)封閉鋼箱分叉為2個(gè)封閉鋼箱，2個(gè)鋼箱拱肋之間設(shè)置鋼桁架進(jìn)行支撐連接。主梁采用雙箱布置橫向通過橫梁連接，雙箱外側(cè)伸出懸臂橫梁用于錨固吊桿，主梁通過吊桿和拱肋聯(lián)系。主拱水平力通過系桿進(jìn)行平衡。主拱是本橋的主要受力構(gòu)件， 主拱肋豎直方向失高25m，跨徑為175m，矢跨比1/7，拱軸線為多段圓弧線擬合而成。主要截面尺寸為跨中截面高2.5m，頂寬3m，底寬3.42m。分肢前截面高度為4.562m，頂寬3.732m，底寬4.391m。分肢后上肢截面高度為1.8m，頂寬3.746m，底寬4.008m。分肢后下肢截面高度為1.8m，頂寬4.152m，底寬4.409m。拱腳處上肢截面高度為2.5m，頂寬6.32m，底寬6.634m。拱腳處下肢截面高度為2.5m，頂寬6.606m，底寬6.917m。主梁根據(jù)位置不同采用兩種梁體布置形式，梁體兩段無吊桿區(qū)域采用鋼箱梁結(jié)構(gòu)，跨中有吊桿區(qū)域采用雙∏布置鋼梁，通過橫梁連接為整體，雙∏外側(cè)伸出懸臂橫梁用于錨固吊桿，橋面板為正交異性橋面板。主橋梁體長度為183m。橋梁中心線處梁高2.0m，鋼梁頂板設(shè)置1.5％的雙向橫坡，底板保持水平不設(shè)置坡度。鋼梁橋面寬33.5m。無吊桿區(qū)域鋼梁相同寬25.5m，懸臂翼緣4m。吊桿區(qū)域ii梁寬度為5.1m，ii梁距橋梁邊線4m，∏梁間距15.3m。
因澄浪橋主橋一跨跨越奉化江，不在水中設(shè)墩，其橋面鋼結(jié)構(gòu)梁段和拱肋結(jié)構(gòu)安裝采用先橋面系后拱肋結(jié)構(gòu)施工方案：在水中預(yù)留雙向單孔凈寬22m通航孔，搭設(shè)鋼橋面安裝支架和拱肋安裝支架；在主橋的西側(cè)堤岸空地上設(shè)置鋼構(gòu)件堆放和拼裝場(chǎng)地，橋面系吊桿橫梁區(qū)域鋼梁采用在西側(cè)橋臺(tái)陸地支架上拼裝成大節(jié)段后，再在水中貝雷梁、鋼箱導(dǎo)梁支架上分段滑移形成整體橋面系；兩橋臺(tái)p3、p4墩內(nèi)的陸地部分鋼結(jié)構(gòu)梁段和拱肋預(yù)埋段施工安裝，采用先安裝預(yù)埋段拱肋，再安裝梁段的施工方法；在現(xiàn)場(chǎng)橋位(兩側(cè)橋臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)安裝分縫部位)，分別搭設(shè)鋼管型鋼組合支架，分區(qū)域、分塊段的進(jìn)行陸地鋼結(jié)構(gòu)組合安裝；先安裝拱腳節(jié)段后安裝陸地部分鋼結(jié)構(gòu)箱梁節(jié)段，橋面系兩端鋼箱梁節(jié)段和拱腳預(yù)埋節(jié)段安裝采用大型汽車吊(履帶吊)安裝；拱肋采用兩臺(tái)75t汽車吊上橋抬吊安裝。為滿足航道要求，在航道中間預(yù)留雙向單孔凈寬22m的通航孔，搭設(shè)橋面、拱肋安裝支架，橋面安裝完成后，接長拱肋安裝支架，并在橋面上搭設(shè)拱肋安裝輔助支架，采用兩臺(tái)75t汽車吊上橋抬吊安裝拱肋就位。
根據(jù)總體安裝方案和節(jié)段劃分，跨中鋼橫梁部分，每根橫梁?jiǎn)为?dú)成為一個(gè)吊裝單元，共計(jì)45根(其中吊桿橫梁23根，中橫梁22根)；吊桿橫梁間聯(lián)系梁各自分為一吊裝單元，共計(jì)44根?？缰袖摍M梁部分中間吊桿橫梁區(qū)在橋梁西側(cè)橋臺(tái)依次拼裝成11個(gè)大節(jié)段后進(jìn)行滑移施工。
橋鋼結(jié)構(gòu)橋面和鋼箱拱肋安裝的具體施工流程如圖1所示，其包括步驟如下：
第一步：主橋東側(cè)和西側(cè)主墩陸地的路基硬化處理；砼擴(kuò)大基礎(chǔ)施工、搭設(shè)格構(gòu)式鋼管立柱支架。同時(shí)采用浮吊船、振動(dòng)錘機(jī)械進(jìn)行河中鋼管樁的施工；
二步：內(nèi)外滑道梁的臨時(shí)支墩上分別設(shè)置工字鋼縱梁和工字鋼橫梁，焊接矩形縱梁和焊接矩形橫梁，采用浮吊船或拖拉施工工藝安裝長144.2m內(nèi)滑道梁(五榀貝雷片鋼桁架+焊接矩形鋼箱梁)和長156.2m外滑道梁(六榀貝雷片鋼桁架+焊接矩形鋼箱梁)；
第三步：主橋p3主墩處靠近河道岸邊側(cè)處作為吊桿橫梁區(qū)域鋼梁的構(gòu)件拼接區(qū)域；完成第一段長12m主橋s1塊體；
第四步：外側(cè)貝雷鋼桁架、鋼導(dǎo)梁組合梁作為滑移軌道，與橋面板塊體節(jié)段吊桿橫梁與縱梁交界處設(shè)置鋼結(jié)構(gòu)滾輪裝置，采用鋼絲繩卷揚(yáng)機(jī)緩慢朝東側(cè)前移；
第五步：第一段長12m主橋s1塊體移動(dòng)到位，在外側(cè)滑道梁上設(shè)置扁平豎向千斤頂，調(diào)整為內(nèi)外貝雷鋼桁架梁的支承體系；拼裝區(qū)域完成長12m的主橋s2塊體；
第六步：外側(cè)貝雷鋼桁架組合梁作為滑移軌道，在橋面板塊體節(jié)段吊桿橫梁與縱梁交界處設(shè)置鋼結(jié)構(gòu)滾輪裝置，采用鋼絲繩卷揚(yáng)機(jī)緩慢朝東側(cè)前移；
第七步：依次循環(huán)完成主橋s1～s11塊體在內(nèi)外鋼結(jié)構(gòu)滑道梁的支承體系，并依據(jù)主橋橋面板的標(biāo)高進(jìn)行支承高度的調(diào)整；
第八步：東岸和西岸陸地采用汽車吊(履帶吊機(jī))分別安裝兩端鋼箱梁；同時(shí)調(diào)整各主橋塊體的標(biāo)高，進(jìn)行橋面結(jié)構(gòu)的焊接。焊接順序：s1～s11橋面板由東側(cè)向西側(cè)進(jìn)行橫向環(huán)焊縫的焊接，然后與西側(cè)鋼箱梁焊接，最后根據(jù)主橋合攏溫度與東側(cè)鋼箱梁焊接；
第九步：采用主橋鋼橋面板上stc75汽車起重機(jī)進(jìn)行南側(cè)和北側(cè)鋼箱拱肋臨時(shí)鋼管支架、吊桿橫梁臨時(shí)鋼管支架的施工；
第十步：鋼箱拱肋節(jié)段采用兩臺(tái)75噸汽車吊上橋，從拱腳至跨中分段分節(jié)安裝南側(cè)和北側(cè)鋼箱拱肋；
第十一步：拆除鋼橋面系吊桿橫梁處的臨時(shí)鋼管支架；
第十二步：吊桿安裝、張拉，并拆除南側(cè)和北側(cè)鋼箱拱肋臨時(shí)鋼管支架、鋼橋面底部內(nèi)外貝雷片鋼桁架組合梁和鋼管支架。
上述安裝步驟中還包括以下技術(shù)特征：
為滿足海事航道臨時(shí)通航凈高要求，通航孔位置貝雷梁改成鋼導(dǎo)梁。
拱腳預(yù)埋段安裝：采用大型汽車吊(350t)停放在先期完成的承臺(tái)系梁上，分節(jié)段安裝拱腳預(yù)埋段于拱腳臨時(shí)支撐架上，澆筑承臺(tái)砼。
吊桿橫梁區(qū)域橋面系安裝：利用100t履帶吊分節(jié)段將吊桿橫梁橋面系在西側(cè)橋臺(tái)陸地支架上拼裝成大節(jié)段，再在水中支架上分段滑移形成橋面系。
兩端鋼箱梁區(qū)域安裝：采用大型汽車吊(300t)將鋼箱梁塊體吊裝至拱肋安裝支架上，吊裝順序由內(nèi)而外分塊吊裝，最后再焊接成整體，與吊桿橫梁區(qū)域鋼橋面形成整體橋面系。
鋼箱拱肋安裝：拱肋結(jié)構(gòu)安裝時(shí)，從兩端的拱腳段向中間合攏段進(jìn)行，拱肋上下結(jié)構(gòu)部分安裝順序?yàn)橄劝惭b拱肋下部箱梁拱后安裝拱肋上部箱梁。根據(jù)拱肋節(jié)段分段和安裝位置選擇合適的吊裝機(jī)具，拱肋節(jié)段采用在已經(jīng)完成的鋼結(jié)構(gòu)橋面上搭設(shè)拱肋安裝支架，用兩臺(tái)75噸汽車吊上已經(jīng)完成的鋼結(jié)構(gòu)橋面，直接利用雙機(jī)抬吊吊裝拱肋節(jié)段與拱肋安裝支架上。拱肋安裝順序?yàn)橛蓛啥讼蛑虚g合攏安裝。拱肋安裝支架部分由水中支架直接上升至拱肋底，部分由橋面上搭設(shè)支架。機(jī)抬吊安裝拱肋節(jié)段，最后吊裝合攏段拱肋。為了減小拱肋就位后產(chǎn)生的水平推力，在支架頂部設(shè)置鍥形塊結(jié)構(gòu)，讓拱肋接頭在彈性變形內(nèi)滑移就位。使拱肋結(jié)構(gòu)無彈性變形的情況下對(duì)接合攏。同時(shí)，在拱肋加工制作時(shí)設(shè)置預(yù)拋高，使安裝就位后拱肋頂部標(biāo)高符合設(shè)計(jì)要求。拱肋安裝時(shí)，由拱腳向中間合攏段安裝，每安裝一段拱肋節(jié)段，調(diào)整好安裝位置、標(biāo)高后與下端拱肋間固定焊接。
綜上所述，本發(fā)明有效保證了鋼結(jié)構(gòu)橋梁施工精度要求，而且施工操作簡(jiǎn)單易行，施工周期短、成本低，具有較高的實(shí)用價(jià)值。