浮托顶推架设钢桁梁施工方法.pdf

本发明公开了一种钢桁梁架设的施工方法。本发明的技术方案采用浮箱组作为浮置支撑的载体，且利用在其中部浮箱充排压舱水的方式来调整其高程，调整比较方便；并利用顶推施工的方案，便于在现场的膺架上拼装钢桁梁，吊装构件方便，施工安全性高。本发明提供了一种施工周期短、操作方便、封航时间短、架设钢桁梁成本低的浮托顶推架设钢桁梁施工方法，并解决了顶推施工中钢桁梁挠度过大和钢桁梁内部应力过大的问题。

1.  一种浮托顶推架设钢桁梁施工方法，其包括以下步骤：
1)a.膺架搭设，沿岸边墩(1)以标准军用梁为施工便梁(2)一直搭设到位于吃水线内(6)的第一主桥墩(7)，以作为钢桁梁(3)拼装、顶推施工的平台；
b.下滑道铺设，在所述施工便梁上纵向均匀横铺枕木(13)，并在枕木上面左右对称的设置作为下滑道的钢轨(11)；
c.拼装钢桁架，在所述膺架上拼装钢桁梁；
d.上滑道设置，在所述钢桁梁下弦杆设置与所述钢轨匹配的上滑道；
e.顶推设备(10)安装，将液压自锁顶推设备及其附属设备设置在钢桁梁后端作为顶推设备，且其液压自锁器以所述下滑道为夹持支点；
2)在进行步骤1)的同时进行以下步骤：
a’.浮箱组(16)拼联下水，多行多列浮箱紧固连接，其中部浮箱盛装压舱水，并设置该压舱水的抽排水设备，以及在浮箱组四角设置锚链(17)系统；
b’.将盛装压舱水的浮箱充满压舱水，在所述浮箱组上搭设浮支撑(15)及其上部的托梁(14)，并使所述托梁顶持绑扎在所述钢桁梁前端下弦杆上；
3)启动所述顶推设备顶推钢桁梁前进，并同步调整所述锚链卷扬机钢丝绳，并排出相适应量的压舱水使钢桁梁前端下底面高于桥墩顶端高程，监测钢桁梁纵轴线方向；当其超过设定值时，调整左右侧锚链卷扬机收放钢丝绳进行调整；
4)将钢箱梁顶推至到位桥墩(20)上方后侧时，校正钢桁梁纵轴线偏位，进而顶推钢箱梁到位，确认钢箱梁纵轴线、端线位置至设定位置后，将浮箱组定位；
5)浮箱注水，使钢桁梁前端支撑于到位桥墩枕木垛(19)上，解除托架与钢桁梁间的连接后，再次向浮箱内注水，使其脱离钢桁梁并移走；
6)撤除所述顶推设备及滑块后落梁并安装支座。

2.  根据权利要求1所述的浮托顶推架设钢桁梁施工方法，其特征在于：所述步骤1)中搭设膺架时，在膺架下的墩柱间预先设置高程与所述墩柱一致的临时墩(9)，并在吊装施工便梁前，检查所述墩柱及临时墩以使便梁的各支点在同一水平面上。

3.  根据权利要求2所述的浮托顶推架设钢桁梁施工方法，其特征在于：所述施工便梁和临时墩在钢桁梁拼装前均需经过安全检算。

4.  根据权利要求1所述的浮托顶推架设钢桁梁施工方法，其特征在于：所述施工便梁为对应于钢桁梁两侧主桁架的两组，且两组间设有连接在其上、下弦杆上的水平支撑。

5.  根据权利要求1所述的浮托顶推架设钢桁梁施工方法，其特征在于：所述膺架桥面与所述钢桁梁支撑垫石同高。

6.  根据权利要求1所述的浮托顶推架设钢桁梁施工方法，其特征在于：所述钢轨每侧设有两条，相应地，所述顶推设备的液压自锁器设置有四台。

7.  根据权利要求1所述的浮托顶推架设钢桁梁施工方法，其特征在于：所述上滑块为相应于所述钢桁梁前后的前方滑块(4)和后方滑块，其中前方滑块设在钢桁梁第一节点上，并在所述托架顶持绑扎钢桁梁后，撤除前方滑块。

8.  根据权利要求1至7之一所述的浮托顶推架设钢桁梁施工方法，其特征在于：所述临时墩和浮支墩均采用标准军用墩。

9.  根据权利要求1至7之一所述的浮托顶推架设钢桁梁施工方法，其特征在于：所述上滑块采用聚四氟乙烯材质的滑块。

10.  根据权利要求1至7之一所述的浮托顶推架设钢桁梁施工方法，其特征在于：所述浮支墩以所述钢桁梁纵轴线左右对称的设置有两座。

浮托顶推架设钢桁梁施工方法
(一)技术领域
本发明涉及一种钢桁梁架设的施工方法，特别是适用于跨越水深2m以上河道的大跨度钢桁梁架设的施工方法。
(二)背景技术
跨越式河道架设钢桁梁时，通常采用浮托法架设，即采用浮拖船承托钢桁梁前端，并在前方设置牵引系统进行拖拉以纵移钢桁梁。该方法需要设置较多的横跨河道的钢丝绳，以及相应的滑轮组，施工非常繁琐，作业环节多，指挥调度困难。
中国知识产权局第200710133927发明专利申请公开了一种基于使用钢结构中心塔柱与斜拉索相结合吊索塔架的钢桁梁施工方法，并对此前的钢桁梁施工方法做了一般性描述。不过由于该方法安装了包括大型塔式吊机在内的多个吊机，不仅成本高，施工周期长，并且由于斜拉索塔的存在使得索塔吊机非常高，自身施工难度和安全性受到影响。此外，该施工方法还使用索塔下的行走机构运梁，增加了钢桁梁的设计难度和对钢桁梁底部行走机构的强度要求。由于该施工方法使用钢桁梁各节段逐段架设的方案，也就是说需要设置辅助的便于工人高空焊接、挂索的行走梁，不仅增加了高空施工的时间，相应增加了施工难度，并且高空作业的安全性历来都是显见的。虽然这种方式在现在使用比较普遍，但施工难度比较大，很多部件都需要吊装，相应地，如果在航道中心，其吊装不仅限于具体部件的吊装，还要将相应部件运送到相应位置等辅助步骤，或者利用上述的行走机构进行运梁，施工难度和周期明显加大。
(三)发明内容
因此，本发明为了克服现有技术的上述缺陷，提供了一种施工周期短、操作方便、封航时间短、架设钢桁梁成本低的浮托顶推架设钢桁梁施工方法，并解决了顶推施工中钢桁梁挠度过大和钢桁梁内部应力过大的问题。
本发明采用以下技术方案：
该发明浮托顶推架设钢桁梁施工方法，其包括以下步骤：
1)a.膺架搭设，沿岸边墩以标准军用梁为施工便梁一直搭设到位于吃水线内的第一主桥墩，以作为钢桁梁拼装、顶推施工的平台；
b.下滑道铺设，在所述施工便梁上纵向均匀横铺枕木，并在枕木上面左右对称的设置作为下滑道的钢轨；
c.拼装钢桁架，在所述膺架上拼装钢桁梁；
d.上滑道设置，在所述钢桁梁下弦杆设置与所述钢轨匹配的上滑道；
e.顶推设备安装，将液压自锁顶推设备及其附属设备设置在钢桁梁后端作为顶推设备，且其液压自锁器以所述下滑道为夹持支点；
2)在进行步骤1)的同时进行以下步骤：
a’.浮箱组拼联下水，多行多列浮箱紧固连接，其中部浮箱盛装压舱水，并设置该压舱水的抽排水设备，以及在浮箱组四角设置锚链系统；
b’.将盛装压舱水的浮箱充满压舱水，在所述浮箱组上搭设浮支撑及其上部的托梁，并使所述托梁顶持绑扎在所述钢桁梁前端下弦杆上；
3)启动所述顶推设备顶推钢桁梁前进，并同步调整所述锚链卷扬机钢丝绳，并排出相适应量的压舱水使钢桁梁前端下底面高于桥墩顶端高程，监测钢桁梁纵轴线方向；当其超过设定值时，调整左右侧锚链卷扬机收放钢丝绳进行调整；
4)将钢箱梁顶推至到位桥墩上方后侧时，校正钢桁梁纵轴线偏位，进而顶推钢箱梁到位，确认钢箱梁纵轴线、端线位置至设定位置后，将浮箱组定位；
5)浮箱注水，使钢桁梁前端支撑于到位桥墩枕木垛上，解除托架与钢桁梁间的连接后，再次向浮箱内注水，使其脱离钢桁梁并移走；
6)撤除所述顶推设备及滑块后落梁并安装支座。
本发明采用预先拼装钢桁梁而不必再搭建索塔，且其拼装基本上在膺架上完成，而膺架大部位于岸边，便于材料的运输和吊装，节省了使用时间和施工费用，并增加了安全性。
为了克服悬梁造成钢桁梁挠度大的问题，采用在航道中设置浮支墩的方式，使其不构成悬梁施工方式，从而解决其挠度过大的问题。并且，所述浮支墩的载体是浮箱组，该浮箱组的中部浮箱用于承载压舱水，利用压舱水的多少来调整浮箱组的浮力，从而可以方便的调整所述浮支墩的高程，而进而可精确调整钢桁梁端部高程的问题。另一方面，如果仅中部的浮箱充有压舱水，可以很方便的调整而不会影响浮箱组的稳定性。
加之，上述浮箱组四角设置锚链系统，不仅可以通过调整锚链的长度来调整浮箱组的运行，还可以调整其运行偏差。并且，四台锚链系统可以可靠的固定浮箱组。
对于跨度比较大的河道，可以相应地设置多个浮箱组，以防止方桁梁产生过大的挠度。自然，所述领域的技术人员还可以显见的得出，如果河道中存在多个桥墩，那么当钢桁梁顶推到第一个桥墩到位后，浮箱组绕道该桥墩前面，构成新的浮支撑，从而可以向下一桥墩顶推。从而，使其不仅仅是用于单拱桥的施工，也适用于多拱桥的施工，基于本案的施工方法适用范围比较广。
浮箱组装配拆卸比较方便，并且本方案还采用了包括标准军用梁在内的标准部件，成本低，便于安装，大大节约了施工时间。
给予本方案的施工方法对航道的影响小，原因在于，浮箱组占用河道的时间基本上就是其拼装时间和顶推施工的时间，相比于现在的钢桁梁施工方法，给予该方案施工方法河道封航时间比较短。
上述浮托顶推架设钢桁梁施工方法，所述步骤1)中搭设膺架时，在膺架下的墩柱间预先设置高程与所述墩柱一致的临时墩，并在吊装施工便梁前，检查所述墩柱及临时墩以使便梁的各支点在同一水平面上。所述施工便梁和临时墩在钢桁梁拼装前均需经过安全检算。
所述施工便梁为对应于钢桁梁两侧主桁架的两组，且两组间设有连接在其上、下弦杆上的水平支撑。
所述膺架桥面与所述钢桁梁支撑垫石同高。
所述钢轨每侧设有两条，相应地，所述顶推设备的液压自锁器设置有四台。
所述上滑块为相应于所述钢桁梁前后的前方滑块和后方滑块，其中前方滑块设在钢桁梁第一节点上，并在所述托架顶持绑扎钢桁梁后，撤除前方滑块。
上述浮托顶推架设钢桁梁施工方法，所述临时墩和浮支墩均采用标准军用墩。
所述上滑块采用聚四氟乙烯材质的滑块。
所述浮支墩以所述钢桁梁纵轴线左右对称的设置有两座。。
(四)附图说明
下面结合说明书附图来具体说明一下本发明，使本领域的技术人员更好的理解本发明，其中：
图1为本发明实施例中钢桁梁第一阶段探出膺架的结构示意图。
图2为图一的A部放大图。
图3为浮支撑支撑状态的一种结构示意图。
图4为钢桁梁顶推到位结构示意图。
图中：1、岸边墩，2、施工便梁，3、钢桁梁，4、前方滑块，5、枕木垛，6、吃水线，7、第一主桥墩，8、地平线，9、临时墩，10、顶推设备，11、钢轨，12、上弦杆，13、枕木，14、拖梁，15、浮支墩，16、浮箱组，17、锚链，18、枕木垛，19、前主桥墩。
(五)  具体实施方式
下面对本发明的技术方案作示例性说明，不对本发明的保护范围构成具体限定。
参照说明书附图1至4，浮托顶推架设钢桁梁施工方法，其包括以下步骤：
1)a.膺架搭设，沿岸边墩1以标准军用梁为施工便梁2一直搭设到位于吃水线内6的第一主桥墩7，以作为钢桁梁3拼装、顶推施工的平台；
b.下滑道铺设，在所述施工便梁上纵向均匀横铺枕木13，并在枕木上面左右对称的设置作为下滑道的钢轨11；
c.拼装钢桁架，在所述膺架上拼装钢桁梁；
d.上滑道设置，在所述钢桁梁下弦杆设置与所述钢轨匹配的上滑道；
e.顶推设备10安装，将液压自锁顶推设备及其附属设备设置在钢桁梁后端作为顶推设备，且其液压自锁器以所述下滑道为夹持支点；
2)在进行步骤1)的同时进行以下步骤：
a’.浮箱组16拼联下水，多行多列浮箱紧固连接，其中部浮箱盛装压舱水，并设置该压舱水的抽排水设备，以及在浮箱组四角设置锚链17系统；
b’.将盛装压舱水的浮箱充满压舱水，在所述浮箱组上搭设浮支撑15及其上部的托梁14，并使所述托梁顶持绑扎在所述钢桁梁前端下弦杆上；
3)启动所述顶推设备顶推钢桁梁前进，并同步调整所述锚链卷扬机钢丝绳，并排出相适应量的压舱水使钢桁梁前端下底面高于桥墩顶端高程，监测钢桁梁纵轴线方向；当其超过设定值时，调整左右侧锚链卷扬机收放钢丝绳进行调整；
4)将钢箱梁顶推至到位桥墩20上方后侧时，校正钢桁梁纵轴线偏位，进而顶推钢箱梁到位，确认钢箱梁纵轴线、端线位置至设定位置后，将浮箱组定位；
5)浮箱注水，使钢桁梁前端支撑于到位桥墩枕木垛19上，解除托架与钢桁梁间的连接后，再次向浮箱内注水，使其脱离钢桁梁并移走；
6)撤除所述顶推设备及滑块后落梁并安装支座。
所述步骤1)中搭设膺架时，在膺架下的墩柱间预先设置高程与所述墩柱一致的临时墩9，以对膺架构成辅助支撑，提高其稳定性。并在吊装施工便梁前，检查所述墩柱及临时墩以使便梁的各支点在同一水平面上，从而可以获得较平整的钢桁梁拼装平台，也便于钢桁梁上上滑块的安装，以及其顶推施工的实现。
所述施工便梁和临时墩在钢桁梁拼装前均需经过安全检算，已获得比较高的安全系数，避免重大事故发生。
为了提高膺架的整体稳定性和刚度，所述施工便梁为对应于钢桁梁两侧主桁架的两组，且两组间设有连接在其上、下弦杆上的水平支撑。
为了便于顶推，所述膺架桥面与所述钢桁梁支撑垫石同高。
为了提高顶推的稳定性，所述钢轨每侧设有两条，相应地，所述顶推设备的液压自锁器设置有四台。
所述上滑块为相应于所述钢桁梁前后的前方滑块4和后方滑块，其中前方滑块设在钢桁梁第一节点上，并在所述托架顶持绑扎钢桁梁后，撤除前方滑块。
所述临时墩和浮支墩均采用标准军用墩，比如“六五”式军用墩。
所述上滑块采用聚四氟乙烯材质的滑块。
所述浮支墩以所述钢桁梁纵轴线左右对称的设置有两座。