一种刚性连接曲梁空间拱桥的拱梁固结段的施工方法

摘要

本发明公开了一种刚性连接曲梁空间拱桥的拱梁固结段的施工方法，1)在河床下插打钢管桩形成支架，在支架上布设分配梁、三向调节器以及垫块；2)确定拱梁固结段的重心位置；3)运输拱梁固结段至施工现场后定位；4)将拱梁固结段沿限位标记和对位标记的位置放至垫块上；5)使用测量仪和反射镜测量拱梁固结段的位置参数与理论值对比并求出调节差值，使用三向调节器对拱梁固结段调节；6)对接头处进行焊接。通过仪器和反射镜测量位置参数，根据拱梁固结段的截面形状和曲线线形计算重心位置，实现了拱梁固结段平稳起吊和姿态符合安装线形的效果，实现了定位和调节的精度高，调节简单易操作，缩短了安装工期的效果。

说明书

技术领域

本发明涉及桥梁工程施工技术领域，特别是涉及一种刚性连接曲梁空间拱桥的拱梁固结段的施工方法。

背景技术

随着国内桥梁工程的逐渐增多，当应对刚性连接曲梁空间拱桥的拱梁固结段的安装施工时，拱梁固结段的重心不在对称中线，拱梁固结段起吊、架设需考虑钢梁断面异形状态的自重分布，线形调节需考虑x、y、z(即纵向、横向、竖向)和平面转角4个自由度，现有技术中的钢箱梁的施工方法不能满足刚性连接曲梁空间拱桥的拱梁固结段的吊装、线形控制需要。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，为此，本发明提出一种刚性连接曲梁空间拱桥的拱梁固结段的施工方法，包括如下步骤：

1)在河床上待安装的拱梁固结段的设计位置处插打钢管桩，以形成拱梁固结段的支架，并测量以达到设计的标高，在支架的顶部布设分配梁，分配梁上布设三向调节器，在三向调节器的竖向调节器上设置垫块，在垫块上做限位标记，在待安装的拱梁固结段的拱肋与已安装好的拱脚节段的接头处做限位标记以及焊接定位托板结构；

2)根据拱梁固结段的截面形状和曲线线形，计算并确定拱梁固结段的重心位置，布置拱梁固结段的吊点，计算并确定吊绳的长度，确保拱梁固结段起吊后的重心与浮吊的吊钩的中线重合，在与重心位置对应的垫块上和拱梁固结段的拱肋的下端做对位标记；

3)运输拱梁固结段至施工现场后抛锚定位，浮吊抛锚就位，将吊绳与拱梁固结段对应的吊点连接，并将吊绳挂至浮吊的吊钩上，启动浮吊将拱梁固结段起吊到高于支架顶面至少一米的位置处；

4)移动浮吊缓慢向支架靠拢，当拱梁固结段移动至桥位处时稳定，浮吊缓慢下降吊钩，沿限位标记和对位标记的位置放至垫块上；

5)在拱梁固结段上设置多个反射镜，并使用高精度RTK(载波相位差分技术)系统以及高精度水准仪配合反射镜测量位置参数，并将位置参数与理论值对比并求出调节差值，根据调节差值使用三向调节器对拱梁固结段进行调节；

6)调节完毕后，固定拱梁固结段的拱肋与拱脚节段的接头处，对垫块固定，按照设计要求和焊接工艺对接头处进行焊接。

本发明的有益效果是通过采用高精度RTK与高精度水准仪结合反射镜，精确测量拱梁固结段的各项位置参数，以浮吊的吊钩的中线与拱梁固结段的重心，然后根据拱梁固结段的截面形状和曲线线形，计算并确定拱梁固结段的重心位置，实现了拱梁固结段平稳起吊和姿态符合安装线形的效果，实现了定位和调节的精度高，调节简单易操作，缩短了安装工期的效果。

优选地，步骤1)中，三向调节器为通过计算机控制多台液压千斤顶调节的智能液压三向调节器。

优选地，步骤5)中，测量拱梁固结段的位置参数至少包括拱梁固结段的钢梁的平面和标高以及拱梁固结段的拱肋的平面、标高和倾角。

优选地，步骤5)中，拱梁固结段调节的方式是将调节差值的数据输入计算机的控制系统，分次同步的调节。

优选地，步骤2)中，采用浮吊的规格为600t。

优选地，步骤5)中，反射镜的数量为五个，其中一个设置在拱梁固结段的拱肋的顶部，其他四个设置在拱梁固结段的钢梁的顶点处。

优选地，步骤6)中，对拱梁固结段的拱肋与拱脚节段的接头处的固定方式是使用高强度螺栓法兰固定。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例拱桥的整体平面示意图；

图2是本发明实施例拱桥主跨的三维桥型示意图；

图3是本发明实施例三向调节器的结构示意图；

图4是图3的A向视图；

图5是本发明实施例拱梁固结段的施工示意图；

图6是本发明实施例拱梁固结段的施工俯视图；

图7是本发明实施例拱梁固结段的平面构造示意图；

图8是本发明实施例拱梁固结段的横断面示意图；

图9是本发明实施例反射镜布置的平面示意图；

图10是本发明实施例反射镜布置的横断面示意图。

图中：拱桥100、拱座110、拱脚节段120、岩层面130、拱梁固结段200、钢梁210、拱肋220、接头处230、浮吊300、吊钩310、吊钩的中线320、吊绳330、支架400、钢管桩410、分配梁420、三向调节器500、竖向调节器510、纵向调节器520、横向调节器530、垫块540、反射镜600。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

需要理解的是，本文中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“底”、“顶”、“内”、“外”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。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

参照图1～图10，本发明实施例的拱桥100为刚性连接曲梁空间拱桥，拱桥100具有拱座110，在拱梁固结段200施工前已在拱座110上安装好了拱脚节段120，拱梁固结段200包括钢梁210和拱肋220，拱肋220的下端与拱脚节段120的上端对位连接固定。

本发明实施例刚性连接曲梁空间拱桥的拱梁固结段的施工方法，包括如下步骤：

1)在河床上待安装的拱梁固结段200的设计位置处插打钢管桩410，以形成拱梁固结段200的支架400，并测量以达到设计的标高，在支架400的顶部布设分配梁420，在分配梁420上布设三向调节器500，在三向调节器500的竖向调节器510上设置垫块540，在垫块540上做限位标记，在待安装的拱梁固结段200的拱肋220与已安装好的拱脚节段120的接头处230做限位标记以及焊接定位托板结构；

2)以浮吊300的吊钩的中线320与拱梁固结段200的重心，然后根据拱梁固结段200的截面形状和曲线线形，计算并确定拱梁固结段200的重心位置，在与重心位置对应的垫块540和拱梁固结段200的拱肋220的下端做对位标记，布置拱梁固结段200的吊点，计算并确定吊绳330的长度，确保拱梁固结段200起吊后的重心与浮吊300的吊钩的中线320重合；

3)运输拱梁固结段200至施工现场后抛锚定位，浮吊300抛锚就位，将吊绳330与拱梁固结段200对应的吊点连接，并将吊绳330挂至浮吊300的吊钩310上，启动浮吊300将拱梁固结段200起吊到高于支架400顶面至少一米的位置处；

4)移动浮吊300缓慢向支架400靠拢，当拱梁固结段200移动至桥位处时稳定，浮吊300缓慢下降吊钩310，沿限位标记和对位标记的位置放至垫块540上；

5)在拱梁固结段200上设置多个反射镜600，并使用高精度RTK(载波相位差分技术)系统以及高精度水准仪配合反射镜600测量位置参数，并将位置参数与理论值对比并求出调节差值，根据她调节差值使用三向调节器500对拱梁固结段200进行调节。

6)调节完毕后，固定拱梁固结段200的拱肋220与拱脚节段120的接头处230，对垫块540固定，按照设计要求和焊接工艺对接头处230进行焊接。

优选地，步骤1)中，三向调节器500为智能液压三向调节器，通过计算机控制多台液压千斤顶调节。进一步优选地，三向调节器500具有竖向调节器510、纵向调节器520以及横向调节器530，竖向调节器510的顶部设有垫块540，拱梁固结段200放置在垫块540上，垫块540用于承载与分散拱梁固结段200的重量，避免重量集中在竖向调节器510调节时顶升损坏拱梁固结段200的表面。优选地，三向调节器500在操作调节时是同步操作。优选地，垫块540的材质为钢材。

优选地，步骤2)中，采用浮吊300的规格为600t。由于需要吊装的拱梁固结段200重量重，所以选择600t的规格，满足了吊装需求。

优选地，步骤5)中，测量拱梁固结段200的位置参数至少包括拱梁固结段200的钢梁210的平面和标高以及拱梁固结段200的拱肋220的平面、标高以及倾角。优选地，拱梁固结段200调节的方式为将调节差值的数据输入计算机的控制系统，分次同步的调节。

进一步优选地，步骤5)中，反射镜600的数量为五个，其中一个设置在拱梁固结段200的拱肋220的顶部，其他四个设置在拱梁固结段200的钢梁210的顶点处。

优选地，步骤6)中，对拱梁固结段200的拱肋220与拱脚节段120的接头处230的固定方式是使用高强度螺栓法兰固定。通过采用高强度螺栓法兰对接头处230进行初步固定，减少在后续焊接中错位的风险。

需要理解的是，拱桥100主跨整体以及拱梁固结段200具有的竖向、纵向以及横向视作为一个空间直角坐标系的三个坐标轴，即纵向为空间直角坐标系的X轴，横向为空间直角坐标系的Y轴，竖向为空间直角坐标系的Z轴。

在本发明其他一些的实施例中，支架400的形式采用浅覆盖层钢管桩与混凝土锚桩组合的支架，即在江河床的岩层面130下插打冲孔桩，在冲孔桩内灌注混凝土，以形成混凝土锚桩，钢管桩410插套接与混凝土锚桩，优选地，冲孔桩的直径为50至100厘米，进一步优选地，冲孔桩的直径为70厘米。优选地，冲孔桩插打入岩层面130的深度为10米，灌注的混凝土深度为3米。可以理解的是，江河床的竖向为深度。采用浅覆盖层钢管桩与混凝土锚桩组合的形式解决了浅覆盖层钢桩施工的难题，增强了支架400整体稳定性，降低了加载拱梁固结段200后支架400的结构变形的风险。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行，了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。