大跨度钢管拱桥二次竖转施工方法.pdf

本发明公开了一种大跨度钢管拱桥二次竖转施工方法，它根据地形，设置扳起转铰和下放转铰，将扳起转铰上部分钢管拱后仰，顺着山体在支架上散拼钢管拱。利用利用计算机控制整体提升、下放技术进行向上扳起和向下竖转施工，先后安装拱顶合龙段和拱脚合龙段，完成钢管拱的安装。本发明具有能够确保工程质量、提高施工效率、降低施工安全风险的优点，可推广到类似条件下的桥梁施工中。

1、  一种大跨度钢管拱桥二次竖转施工方法，其特征在于：
(1)、根据两岸山体情况，在钢管拱的根部与拱座连接处设置下放转铰，根据地形条件，通过计算在半跨钢管拱中间位置设置扳起转铰，将扳起转铰上部分钢管拱后仰，顺着山体在支架上散拼；
(2)、为了确保钢管拱的线形和焊接质量，在山体上设置支架，利用小吨位缆索吊机在支架上拼装；
(3)、钢管拱顺着山体拼装完成后，分别在对岸设置牵引索，通过张拉牵引索将扳起转铰上部分钢管拱扳起，完成扳起转铰处的连接钢管安装，通过下放索分别下放，就位后，先后安装拱顶合拢段和拱脚合拢段，完成钢管拱的安装。

2、  如权利要求1所述的大跨度钢管拱桥二次竖转施工方法，其特征在于：在钢管拱安装施工中，利用计算机控制整体提升、下放技术进行向上扳起和向下竖转施工。

大跨度钢管拱桥二次竖转施工方法
技术领域
本发明涉及大桥施工方法，尤其是涉及一种在山区“V”形峡谷的铁路、公路大跨度钢管拱桥二次竖转施工方法。
背景技术
随着我国国民经济的高速发展，铁路、高速公路建设项目日益增多，大跨度钢管拱桥方案已成为我国跨越高山峡谷的首选。大跨度钢管拱桥的施工主要采用传统的缆索吊机节段悬臂拼装法施工，该施工方法存在以下问题：
1、采用缆索吊机节段悬臂拼装法安装钢管拱桥，施工过程中钢管拱桥为柔性拉索支撑的大悬臂结构，刚度小，变形不宜控制，特别是在山区峡谷内，风速大，结构稳定性差，安全问题十分突出。
2、采用缆索吊机节段悬臂拼装法安装钢管拱桥，节段间连接为高空作业，安装就位困难。焊接时是在空中，作业平台为柔性悬挂支撑，部分焊缝施焊位置为仰焊，焊缝的焊接质量难以保证。
3、采用大吨位缆索吊机节段悬臂拼装法安装钢管拱桥，需要设置挂扣体系，且在安装过程中需要不断的调索，操作比较复杂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够确保工程质量、提高施工效率、降低施工安全风险的大跨度钢管拱桥二次竖转施工方法。
本发明的目的是这样实现的：
一种大跨度钢管拱桥二次竖转施工方法，特征是：
1、根据两岸山体情况，在钢管拱的根部与拱座连接处设置下放转铰，根据地形条件，通过计算在半跨钢管拱的中间位置设置扳起转铰，将扳起转铰上部分钢管拱后仰，顺着山体在支架上散拼；
2、为了确保钢管拱的线形和焊接质量，在山体上设置支架，利用小吨位缆索吊机在支架上散拼；
3、钢管拱顺着山体拼装完成后，分别在对岸设置牵引索，通过张拉牵引索将扳起转铰上部分钢管拱扳起，完成扳起转铰处的连接钢管安装，通过下放索分别下放，就位后，先后安装拱顶合拢段和拱脚合拢段，完成钢管拱的安装。
钢管拱的扳起和下放施工利用计算机控制整体提升、下放技术来完成。
本发明具有能够确保工程质量、提高施工效率、降低施工安全风险的优点，可推广到类似条件下的桥梁施工中。
附图说明
图1为钢管拱的拼装状态图；
图2为钢管拱的一次转体完成状态图；
图3为钢管拱的二次转体完成状态图。
具体实施方式
下面对照附图对本发明作进一步详细说明。
实施例：澜沧江特大跨度钢管拱桥二次竖向转体施工
1、方案综述：
钢管拱在工厂内制造，通过铁路、公路运输至桥址处，在桥址两岸顺着山体安装施工支架，利用50t缆索吊机在支架上拼装，拼装完成后安装竖转设备，设置牵引索，先将扳起转铰上部分钢管拱扳起，完成半跨钢管拱连接，再向下竖转，合拢，完成钢管拱的安装施工。
2、实施步骤：
(1)、钢管拱的制造、运输：
受道路运输条件限制，钢管拱钢管分成6～11m节段，汽车运送到本桥大理岸0#台附近，通过50t缆索吊安装，保山岸钢管拱通过缆索吊从大理岸吊运；
(2)、钢管拱的预拼装：
在大理岸施工现场设置钢管拱临时存放场，并在0#桥台～1#墩设置拼装场。为了减少沿山体布设的支架工程数量，单根散件钢管拱运送到0#桥台后，利用缆索吊机将2根短钢管拼焊成1根长钢管(16～20m)；
因0#台～1#墩要设置钢管拱安装支撑架，在施工时，先完成保山岸钢管拱拼装，再将拼装平台支架改装成钢管拱支撑架，利用缆索吊机散拼余下部分的钢管拱；
(3)、钢管拱拼装：
根据两岸山体情况，分别在两岸钢管拱上设置下放和扳起转铰，即在大理岸拱座的顶端设置大理岸下放转铰，在保山岸拱座的顶端设置保山岸下放转铰，在大理岸从钢管拱根部往上70m处(靠近3#墩位置)设置大理岸扳起转铰，在保山岸从钢管拱根部往上95m处(靠近6#台位置)设置保山岸扳起转铰。
两岸钢管拱顺着山体利用缆索吊在支架上拼装，大理岸的扳起转铰下部分钢管拱在大理岸的3#墩和4#墩之间的支架上拼装，扳起转铰上部分钢管拱在0#台～3#墩之间的支架上拼装；保山岸的扳起转铰下部分钢管拱在5#墩和6#台之间的支架上拼装，扳起转铰上部分钢管拱在6#台以上的山体支架上拼装。大理岸扳起转铰上部分钢管拱后仰50°，保山岸扳起转铰上部分钢管拱后仰55°。
(4)、竖转体系的布置：
大理岸扳起转铰上部分钢管拱牵引后锚点设在50t缆索吊保山岸后锚点(E锚碇)处，保山岸钢管拱整体下放的后锚点(B锚碇)根据山体地质情况和受力情况设置在6#墩与50t缆索吊保山岸后锚点(E锚碇)之间，牵引和下放分别设置千斤顶；保山岸扳起转铰上部分钢管拱的牵引后锚点(A锚碇)和大理岸钢管拱整体下放的后锚点(A锚碇)为同一位置，且保山岸扳起转铰上部分钢管拱扳起施工和大理岸半跨钢管拱整体下放施工采用同一套千斤顶。保山岸竖转后锚(B锚碇)采用岩锚结构，大理岸竖转后锚(A锚碇)采用桩基承台结构。
(5)、一次竖向转体施工：
根据不同的索力需要，设置有多组连续千斤顶，千斤顶的前面设有转向架以适应不同角度的钢绞线转向需要，其中大理岸钢管拱牵引索(扳起)和保山岸钢管拱牵引索(扳起)均采用3组350t千斤顶，大理岸钢管拱下层下放索和保山岸钢管拱下层下放索均采用4组200t千斤顶，大理岸钢管拱上层下放索和保山岸钢管拱上层下放索均采用6组350t千斤顶，下放扣锚总共需要承受最大1800t的水平拉力。
施工中需根据每道下放索和牵引索的索力随转动角度的不同变化对各个点的千斤顶进行同步控制，以保证结构安全。钢管拱竖转开始时先通过牵引索分别将两岸扳起转铰上部分钢管拱扳起，完成扳起转铰处钢管连接后，完成一次竖向转体施工。
(6)、二次竖向转体施工：
通过牵引索牵引两岸钢管拱克服钢管拱重量偏心，待钢管拱竖转至重心与转轴成垂线时，牵引索索力变为0后，钢管拱开始向下竖转，牵引索退出工作但不拆除，直至转体重心下降到一定位置，以防止转体结构反弹。
钢管拱重量由下放索承受，通过下放索的下放，半跨钢管拱不断向下竖转，期间下放索的索力随竖转角度的不同而变化，直至竖转到位，按同样步骤施工另一岸钢管拱。钢管拱合龙时先合龙拱顶合龙段，然后再合龙拱脚合龙段。转体中以高程控制为主，索力控制为辅。
在钢管拱安装施工中，利用计算机控制整体提升、下放技术进行向上扳起和向下竖转施工。