悬挑工艺施工大跨度无支撑钢箱梁施工方法

摘要

本发明涉及桥梁施工技术领域，具体而言，尤其涉及一种悬挑工艺施工大跨度无支撑钢箱梁施工方法步骤如下步骤一：临时支撑基础施工；步骤二：临时支撑体系制作；步骤三：钢箱梁分段划分；步骤四：边跨钢箱梁构件吊装；步骤五：主跨钢箱梁吊装；步骤六：吊具、卡环、吊绳选择；步骤七：主体结构构件的吊装就位控制。悬挑工艺施工大跨度无支撑钢箱梁施工方法，采用重心位置设置支撑的施工方法，不仅保证了支撑钢结构件的支撑体系稳定性能够满足施工要求，而且保证了钢结构构件未支撑部分的自身稳定性。施工效率显著提高，节省了工期，为整体工程提前竣工奠定了基础。

说明书

技术领域

本发明涉及桥梁施工技术领域，具体而言，尤其涉及一种悬挑工艺施工大跨度无支撑钢箱梁施工方法，适用于施工环境受限制、钢箱梁跨度较大的钢结构施工，在城市桥梁、公路桥梁、铁路桥梁、房屋建筑等特殊部位的施工中。

背景技术

随着经济的发展，城市化进程加快，桥梁的造型从仅需满足使用功能，向兼顾城市市容景观发展，除了满足节约、绿色、环保外，也促进了交通便利的发展，跨越已通车桥梁或无法封闭的道路的桥梁设计大大增加。

创业路I标桥梁工程钢箱梁由三跨全钢连续箱梁组成，跨越已通车的飞翔大道高架桥，本工程连续箱梁采用(52+70+55＝177)m变高连续异形钢箱梁结构，中支点梁高3.5m，边支点梁高2.2m，桥梁宽由18m变为22.052m(斜交长度)，其中CYL60、CYL63处钢结构设置牛腿搁置于盖梁上，其中CYL61、CYL62跨与飞翔大道处于成35度左右的斜交，飞翔大道位于创业路的下方，飞翔大道桥面宽约33m。施工过程中临时支撑布置受作业面影响无法建立，因此施工难度较大。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷，本发明提供的悬挑工艺施工大跨度无支撑钢箱梁施工方法，采用大跨度悬挑法，在有限的作业面内完成了异形钢箱梁吊装的施工，施工速度快，吊装安全稳定，取得了良好的施工效果。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

悬挑工艺施工大跨度无支撑钢箱梁施工方法步骤如下：

步骤一：临时支撑基础施工

当基础在素土上时，基础采用条形基础，双向布置间距150mm，直径14的螺纹钢钢筋网，地载力应大于等于160KPa；

步骤二：临时支撑体系制作

立柱采用钢管支墩，立柱高度约8.5m～17.8m，立柱钢管选用Q235螺旋焊钢管：Φ508×8钢管间用L100×10做斜撑、14号工字钢做水平撑相互联成整体，主线桥每箱桥接头下采用双排(一组4根)钢管立柱，立柱顶纵横梁均采用700×300×14×21H型钢；

步骤三：钢箱梁分段划分

钢箱梁顺桥向共划分为9段，CYL60-CYL61及CYL63-CYL62均为4段，主跨为中间段为悬臂吊装段，横桥划分为4段及左右两个翼缘段；

步骤四：边跨钢箱梁构件吊装

在吊装前，应充分考虑吊车的摆放位置，吊装顺序横向方向先吊中间箱室，再向两边延伸；纵向方向从CYL60向CYL61吊装再从CYL63～CYL62吊装，在CYL61 墩上吊装一段向CYL62的悬挑梁，悬挑至零弯矩位置的左右，在CYL62墩上吊装一段向CYL61的悬挑梁，中间部分一次吊装与两端的悬挑梁对接；先吊装好一段的几个箱后再吊另一段的几个箱室，这样依次往下连序吊装；在桥墩处设置供施工人员上下的施工爬梯；

步骤五：主跨钢箱梁吊装

CYL60～CYL61及CYL62～CYL63钢结构构件吊装完成后，进行CYL61～CYL62 跨径为70米的主跨钢箱梁吊装，位于桥墩上的悬挑梁吊装好，并拼接焊接好，将对接好的梁B5～B7、C5～C7、D5～D7、E5～E7梁长分别为40.8米，重量分别为 81.8t、102.6t、102.6t、121.9t的梁吊装，吊装采用大跨度悬挑法吊装，先吊装E5～E7段梁，把梁吊到位后进行拼装就位，拼装就位好后大吊车全方位锁住，升降锁死，等到对接焊接好后方可卸载松钩，接下来吊D5～D7段梁同样，等到对接焊接好纵缝分段焊牢固后方可卸载松钩，依次往下连序吊装；

步骤六：吊具、卡环、吊绳选择

(1)吊具

由于钢梁为超重构件，吊耳用30厚钢板制作，沿腹板焊接，吊耳位置设在主梁横向隔板处，且与钢梁重心对称布置，采用一台吊车吊装，设4个吊点，每个吊点承受的竖向重力为74/4＝18.5t，吊索按倾角55°计算，则吊索拉力得：

Ft＝18.5×10/sin55°＝225.85kN

设吊耳采用Q235钢，规格为-30×320×260，与梁的连接焊缝高12mm满焊；

(2)卡环安全校核

已知条件：钢箱梁最大重量为G＝74t，采用一台吊车吊装，每台吊车(每端) 4个吊点，每个吊点承受的竖向重力为74/4＝18.5t，吊索拉力：

Ft＝18.5×10/sin55°＝225.8kN

选卸扣型号：S-BW55-2 1/2

校核：查起重相关手册知，S-BW50-2 1/2型卡环起重能力为50吨＞22.58 吨；

(3)吊绳安全校核

已知条件：吊索拉力得：

Ft＝185×10/sin55°＝225.8kN

直径D58.0mm-6×37纤维芯绳钢丝绳(抗拉强度为1960N/mm2)，其破断力为2172kN。2172kN/225.8kN＝9.62吊索安全系数大于8，满足吊装要求：

步骤七：主体结构构件的吊装就位控制

主体结构钢箱梁的吊装定位全部采用全站仪进行精确定位，通过平面控制网和高层控制网进行坐标的转换，在吊装过程中对钢箱梁两端进行测量定位，发现误差及时修正。

本发明的有益效果是：本发明提供的悬挑工艺施工大跨度无支撑钢箱梁施工方法，采用重心位置设置支撑的施工方法，不仅保证了支撑钢结构件的支撑体系稳定性能够满足施工要求，而且保证了钢结构构件未支撑部分的自身稳定性。施工效率显著提高，节省了工期，为整体工程提前竣工奠定了基础。

为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。

图1是本发明悬挑工艺施工大跨度无支撑钢箱梁施工方法的钢箱梁横截面结构示意图；

图2是本发明悬挑工艺施工大跨度无支撑钢箱梁施工方法的钢箱梁横截面分段结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

施工前对钢箱梁构件吊装进行分析，需明确如下：

钢箱梁起吊时，吊车臂尽量转到钢梁顶上垂直起吊离地，当构件离地100～ 200mm时，应停止起吊上升，检查受力点是否牢固，中心是否偏移，确保无误，再继续起吊上升或旋转、下降。

测量放线

本工程采用目前国内先进的全站仪测量技术来进行整体结构安装过程的安装测量，通过对各主要定位节点坐标的三维测量，进行全方位质量监测。

悬挑工艺施工大跨度无支撑钢箱梁施工方法步骤如下：

步骤一：临时支撑基础施工

当基础在素土上时，基础采用条形基础，双向布置间距150mm，直径14的螺纹钢钢筋网，地载力应大于等于160KPa；

步骤三：临时支撑体系制作

立柱采用钢管支墩，立柱高度约8.5m～17.8m，立柱钢管选用Q235螺旋焊钢管：Φ508×8钢管间用L100×10做斜撑、14号工字钢做水平撑相互联成整体，主线桥每箱桥接头下采用双排(一组4根)钢管立柱，立柱顶纵横梁均采用700×300×14×21H型钢；

步骤三：钢箱梁分段划分

钢箱梁顺桥向共划分为9段，CYL60-CYL61及CYL63-CYL62均为4段，主跨为中间段为悬臂吊装段，横桥划分为4段及左右两个翼缘段；

步骤四：边跨钢箱梁构件吊装

在吊装前，应充分考虑吊车的摆放位置，吊装顺序横向方向先吊中间箱室，再向两边延伸；纵向方向从CYL60向CYL61吊装再从CYL63～CYL62吊装，在CYL61 墩上吊装一段向CYL62的悬挑梁，悬挑至零弯矩位置的左右，在CYL62墩上吊装一段向CYL61的悬挑梁，中间部分一次吊装与两端的悬挑梁对接；先吊装好一段的几个箱后再吊另一段的几个箱室，这样依次往下连序吊装；在桥墩处设置供施工人员上下的施工爬梯；

步骤五：主跨钢箱梁吊装

如图1-2所示，CYL60～CYL61及CYL62～CYL63钢结构构件吊装完成后，进行CYL61～CYL62跨径为70米的主跨钢箱梁吊装，位于桥墩上的悬挑梁吊装好，并拼接焊接好，将对接好的梁B5～B7、C5～C7、D5～D7、E5～E7梁长分别为40.8 米，重量分别为81.8t、102.6t、102.6t、121.9t的梁吊装，吊装采用大跨度悬挑法吊装，先吊装E5～E7段梁，把梁吊到位后进行拼装就位，拼装就位好后大吊车全方位锁住，升降锁死，等到对接焊接好后方可卸载松钩，接下来吊D5～D7 段梁同样，等到对接焊接好纵缝分段焊牢固后方可卸载松钩，依次往下连序吊装；

步骤六：吊具、卡环、吊绳选择

(1)吊具

由于钢梁为超重构件，吊耳用30厚钢板制作，沿腹板焊接，吊耳位置设在主梁横向隔板处，且与钢梁重心对称布置，采用一台吊车吊装，设4个吊点，每个吊点承受的竖向重力为74/4＝18.5t，吊索按倾角55°计算，则吊索拉力得：

Ft＝18.5×10/sin55°＝225.85kN

设吊耳采用Q235钢，规格为-30×320×260，与梁的连接焊缝高12mm满焊；

(2)卡环安全校核

已知条件：钢箱梁最大重量为G＝74t，采用一台吊车吊装，每台吊车(每端) 4个吊点，每个吊点承受的竖向重力为74/4＝18.5t，吊索拉力：

Ft＝18.5×10/sin55°＝225.8kN

选卸扣型号：S-BW55-2 1/2

校核：查起重相关手册知，S-BW50-2 1/2型卡环起重能力为50吨＞22.58 吨；

(3)吊绳安全校核

已知条件：吊索拉力得：

Ft＝185×10/sin55°＝225.8kN

直径D58.0mm-6×37纤维芯绳钢丝绳(抗拉强度为1960N/mm2)，其破断力为2172kN。2172kN/225.8kN＝9.62吊索安全系数大于8，满足吊装要求；

步骤七：主体结构构件的吊装就位控制

主体结构钢箱梁的吊装定位全部采用全站仪进行精确定位，通过平面控制网和高层控制网进行坐标的转换，在吊装过程中对钢箱梁两端进行测量定位，发现误差及时修正。

对钢箱梁造型、结构位置、跨度进行分析，确定重心位置。创业路I标段桥梁工程钢箱梁为三跨全钢连续箱梁组成，全钢连续箱梁采用(52+70+55＝177) m变高连续异形钢箱梁结构，中支点梁高3.5m，边支点梁高2.2m，桥梁宽由18m 变为22.052m(斜交长度)，其中CYL60、CYL63处钢结构设置牛腿搁置于盖梁上，其中CYL61、CYL62跨与飞翔大道处于成35度左右的斜交，飞翔大道位于创业路的下方，飞翔大道桥面宽约33m。根据实际情况选择吊装方案，吊车规格、位置、是否带超起根据实际情况确定，使吊车能够安全的起吊钢箱梁结构，确保钢箱梁构件吊装的稳定性能够满足施工要求。

钢箱梁的线型控制首先应在工厂内进行，吊装前，在桥墩永久支点和临时支墩上设置控制点和线，并在钢箱梁上相应地设置控制点和线，钢箱梁安装时，中线和纵向距离通过预先在支墩上设的控制点和线与钢箱梁上设置的控制点和线相对应来控制，同时用测量仪器同步进行监控，钢箱梁的标高则通过支墩上的钢砂筒、楔形块配合两台50吨千斤顶来调节控制，中线、纵距和梁的标高调整好后，才能进行钢箱梁焊接，以保证钢箱梁线型的流畅。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。