大跨度柔性拱拱脚合龙施工方法

摘要

本发明公开了一种大跨度柔性拱拱脚合龙施工方法，（1）当钢桁梁拱脚顶推至临时墩支架上方时，在钢桁梁上弦杆安装架梁吊机；（2）当架梁吊机安装调试后，自行行驶至拱脚位置，开始架设柔性拱杆件，架梁吊机采用单向退步法，先安装吊杆，再安装柔性拱临时支撑，最后安装拱肋的架设顺序；（3）重复步骤（2），直至柔性拱架设至剩余最后一个拱节间时，预留拱脚合龙口；（4）利用有限元分析软件对合龙口状态进行模拟计算，软件分析结果与合龙口实际测量结果基本吻合，但仍存在竖向偏差、横向偏差、纵向水平偏差。本发明实现在高速公路运营限界外架设柔性拱，并在拱脚位置实现柔性拱无应力合龙，解决了在高速公路上方架设柔性拱的施工难题。

说明书

技术领域

本发明涉及的是大跨度钢桁梁柔性拱带拱顶推——拱脚合龙施工方法，主要用于大跨度柔性拱在拱脚位置进行合龙，属于桥梁钢结构技术领域。

背景技术

    钢桁梁柔性拱桥作为大跨度铁路桥的一种结构形式，具有竖向刚度大，结构受力明确，设计新颖，建筑造型美观等优点，被应用在一些跨越公路、铁路、河流的桥梁中。目前大跨度柔性拱多为在拱顶预留合龙口，在拱顶实现柔性拱合龙。

本柔性拱肋采用圆曲线，矢高45m，矢跨比为1/4.5。拱肋采用箱型截面，杆件内高1460～1860mm，内宽1100mm。拱肋之间设有纵向平联，交叉布置。吊杆采用箱型截面，杆件内宽800mm，内高1100mm，与主桁节点采用四面对接的方式连接，全桥共设置15对吊杆。 

由于高速公路不能全封闭施工，且桥梁与高速公路小角度斜交等特殊地形条件，无法在道路中间设置临时墩。通过对吊索塔架双向辅助悬拼、临时墩双向辅助悬拼以及钢桁梁多点顶推架设方案的综合评价，都需要在高速公路上方安装柔性拱，施工难度大，安全风险高，涉路施工安全防护复杂多变，难以保证高速公路的运营安全。

经过充分论证，选定钢桁梁带拱顶推——柔性拱拱脚合龙施工方法，既在拼装支架上安装一个轮次的钢桁梁，将一个轮次的钢桁梁顶推前移，每顶推前进一个轮次，在后部拼装支架上继续下一轮次的拼装作业，如此循环，直至钢桁梁拱脚处到达临时墩支架上方。在钢桁梁上弦杆安装架梁吊机，采用单向退步法，先安装吊杆，再安装柔性拱临时支撑，最后安装拱肋的架设顺序，直至柔性拱架设至剩余最后一个拱节间时，预留拱脚合龙口。利用竖向千斤顶在边跨主墩上起顶钢桁梁，缩小合龙口开口值，纠正合龙口的横向偏移，以实现在拱脚处无应力合龙。

发明内容

    本发明的目的在于提供一种大跨度柔性拱拱脚合龙施工方法，实现在高速公路运营限界外架设柔性拱，并在拱脚位置实现柔性拱无应力合龙，解决了在高速公路上方架设柔性拱的施工难题。

本发明解决技术问题提供如下方案：

一种大跨度柔性拱拱脚合龙施工方法，包括有以下施工步骤：

（1）、当钢桁梁拱脚顶推至临时墩支架上方时，在钢桁梁上弦杆安装架梁吊机；

（2）、当架梁吊机安装调试后，自行行驶至拱脚位置，开始架设柔性拱杆件，架梁吊机采用单向退步法，先安装吊杆，再安装柔性拱临时支撑，最后安装拱肋的架设顺序；

（3）、重复步骤（2），直至柔性拱架设至剩余最后一个拱节间时，预留拱脚合龙口；

（4）、利用有限元分析软件对合龙口状态进行模拟计算，软件分析结果与合龙口实际测量结果基本吻合，但仍存在竖向偏差、横向偏差、纵向水平偏差；

（5）、通过有限元分析软件计算分析，利用竖向千斤顶，在合龙口下方竖向起顶钢桁梁，即可纠正合龙口的竖向偏差，需分两次进行起顶操作，第一次竖向起顶位移为竖向偏差的一半，此时合龙口竖向偏移减少，需使用全站仪准确定位，并使用钢尺校核测量结果，校核无误后，在钢桁梁后端进行第一次竖向起顶钢桁梁纵向水平偏差的一半，即可纠正合龙口的纵向水平偏差变减小；

（6）、然后在合龙口下方钢桁梁进行第二次起顶操作，将钢桁梁竖向起顶竖向偏差的另一半，即可完全纠正合龙口的竖向偏移，在钢桁梁后端也进行第二次起顶操作，将钢桁梁后端竖向起顶纵向水平偏差的另一半，即可完全纠正合龙口的纵向偏差，操作过程中，须使用全站仪准确定位，并使用钢尺校核测量结果；

（7）、然后在合龙口拱肋内置有横向千斤顶，横向千斤顶顶置合龙口拱肋进行横向纠偏，即可纠正合龙口横向偏差，由于竖向偏差、横向偏差、纵向水平偏差消除，可实现大跨度柔性拱在拱脚处无应力合龙。

钢桁梁拱脚顶推至临时墩支架上方，所述临时墩支架为：为减小钢桁梁最大悬臂长度，在高速公路运营限界外设置的临时支墩；所述钢桁梁拱脚顶推至临时墩支架上方为：在拼装支架上安装一个轮次的钢桁梁，将一个轮次的钢桁梁顶推前移，每顶推前进一个轮次，在后部拼装支架上继续下一轮次的拼装作业，如此循环，直至钢桁梁拱脚处到达临时墩支架上方。

柔性拱的架设采用单向退步法，所述单向退步法为：先将一个拱节间的吊杆、临时支撑体系、拱肋、拱平联架设完毕、闭合后，架梁吊机后退一个节间进行后一个拱节间的架设方法。

柔性拱架设，还包括柔性拱临时支撑体系的同步架设，即先安装吊杆和临时撑杆，再安装拱肋和拱肋平联；吊杆上下两端分别与拱肋和钢桁梁刚性连接，临时支撑体系与吊杆刚性连接。

预留合龙口，所述合龙口为：最后一个拱节间的拱肋和拱平联都未安装时，最后一个拱节间的开口状态。

本发明的优点：

1、在高速公路运营限界外架设柔性拱，解决了在高速公路上方施工的技术难题，保证了高速公路的行车安全。

2、在主墩起顶实现柔性拱拱脚合龙，起顶力和起顶位移值小，合龙作业操作简单，容易实现。

3、充分利用已有的辅助设施来调整钢桁梁的线形，合龙口开口值可实现预控，化解了合龙技术复杂、精度要求高、高空作业难度大等技术难题。

4、大跨度柔性拱拱脚合龙施工方法技术可行，安全可靠，经济合理，具有较大的推广价值。

附图说明

图1本发明钢桁梁拱脚顶推至跨中临时墩时，开始架设柔性拱示意图。

图2本发明实现柔性拱拱脚合龙示意图。

具体实施方式

参见附图，一种大跨度柔性拱拱脚合龙施工方法，包括有以下施工步骤：

（1）、当钢桁梁拱脚顶推至临时墩支架上方时，在钢桁梁上弦杆安装架梁吊机；

（2）、当架梁吊机安装调试后，自行行驶至拱脚位置，开始架设柔性拱杆件，架梁吊机采用单向退步法，先安装吊杆，再安装柔性拱临时支撑，最后安装拱肋的架设顺序；

（3）、重复步骤（2），直至柔性拱架设至剩余最后一个拱节间时，预留拱脚合龙口；

（4）、利用有限元分析软件对合龙口状态进行模拟计算，软件分析结果与合龙口实际测量结果基本吻合，但仍存在竖向偏差、横向偏差、纵向水平偏差；

（5）、通过有限元分析软件计算分析，利用竖向千斤顶，在合龙口下方竖向起顶钢桁梁，即可纠正合龙口的竖向偏差，需分两次进行起顶操作，第一次竖向起顶位移为竖向偏差的一半，此时合龙口竖向偏移减少，需使用全站仪准确定位，并使用钢尺校核测量结果，校核无误后，在钢桁梁后端进行第一次竖向起顶钢桁梁纵向水平偏差的一半，即可纠正合龙口的纵向水平偏差变减小；

（6）、然后在合龙口下方钢桁梁进行第二次起顶操作，将钢桁梁竖向起顶竖向偏差的另一半，即可完全纠正合龙口的竖向偏移，在钢桁梁后端也进行第二次起顶操作，将钢桁梁后端竖向起顶纵向水平偏差的另一半，即可完全纠正合龙口的纵向偏差，操作过程中，须使用全站仪准确定位，并使用钢尺校核测量结果；

（7）、然后在合龙口拱肋内置有横向千斤顶，横向千斤顶顶置合龙口拱肋进行横向纠偏，即可纠正合龙口横向偏差，由于竖向偏差、横向偏差、纵向水平偏差消除，可实现大跨度柔性拱在拱脚处无应力合龙。

在边跨主墩1拼装场设置多跨拼装支架2，中跨主墩3及另一边跨主墩21处设置墩旁托架4，跨中设置一个临时墩支架5。为确保吊杆6及拱肋7在施工过程中的安全及稳定，在吊杆6纵横向之间设置临时支撑体系8。

在拼装支架2上利用拢门吊机9安装一个轮次的钢桁梁10，并将这一个轮次的钢桁梁顶推前移，每顶推前进一个轮次，在后部拼装支架2上继续下一轮次的拼装作业，如此循环，直至钢桁梁拱脚11到达临时墩支架5上方，在钢桁梁10上弦杆安装回转吊机12。

当架梁吊机12安装调试后，自行行驶至钢桁梁拱脚位置11，开始架设柔性拱杆件。架梁吊机12采用单向退步法，先安装吊杆6，再安装柔性拱临时支撑8，最后安装拱肋7的架设顺序；直至柔性拱架设至剩余最后一个拱节间时，预留拱脚合龙口13。