本技術涉及橋梁施工,具體涉及一種雙肢大角度傾斜拱肋斜拉橋中拱肋的安裝方法。
背景技術:
1、近年來橋梁已作為城市景觀的重要組成部分,橋梁結構形式多樣化,一橋一景被認為是城市美學在城市設計中的有效應用,雙肢大角度傾斜拱肋斜拉橋以其優美的整體造型作為城市優選橋梁形式被廣泛采用。雙肢大角度傾斜拱肋斜拉橋(如圖1所示)是一種結合了拱橋與斜拉橋特點的復合橋型,其核心特征是通過兩肢大角度傾斜的拱肋10與斜拉索系統協同受力,形成獨特的空間結構體系。
2、雙肢傾斜拱肋:兩肢拱肋10以較大傾角向外傾斜,在頂部或中部通過橫撐連接,形成穩定的空間拱結構。這種布置可顯著提高橫向剛度和抗扭性能。斜拉索系統:拱肋10作為拉索20的錨固支撐,拉索20另一端連接主梁30,形成“拱-索-梁”組合受力體系。拉索20可分擔拱肋10水平推力,減少基礎負擔。拱肋10以受壓為主,拉索20提供彈性支承,主梁30承受彎矩與軸力,三者協同優化了荷載傳遞路徑,形成復合受力機制。
3、雙肢大角度傾斜拱肋的頂部距水面高差大,為減小支架、吊裝設備投入,一般在兩肢拱肋10間設置一高度超過拱肋10設計頂標高的扣塔40,采用臥拼豎轉(拱肋10水平拼裝,豎轉成型)的方式施工。
4、雙肢拱肋10的臥拼豎轉分以下三個階段:
5、⑴拱肋10拼裝階段
6、利用已經施工的主梁30和拱肋安裝支架60(拱肋超出橋面部分)作為拱肋拼裝平臺,采用浮吊或吊車分段將拱肋節段吊裝至拼裝平臺上并完成段間焊接,形成拱肋10(如圖2所示),在拱肋拼裝平臺的兩側拼裝完成一對拱肋10;在拱肋10底部設有拱肋豎轉鉸11(如圖5所示);
7、⑵豎轉連接階段
8、將拱肋10底部的拱肋豎轉鉸11對準拱肋起步段70(在雙肢大角度傾斜拱肋斜拉橋中,拱肋起步段70底部(即拱腳)的布置位置和連接方式是結構設計的關鍵之一,直接影響拱肋10的受力傳遞和整體穩定性,拱肋起步段70底部通常位于以下兩種位置:a、主梁30兩側的橋墩/橋臺頂部,拱腳直接錨固在橋墩或橋臺頂部的承臺上,與主梁30分離或通過鉸接連接;b、主梁30底部(與梁體固結),拱腳嵌入主梁箱室內,與主梁30剛性連接),插入銷棒;在扣塔40和拱肋10之間設置一組或幾組豎轉索80;一對拱肋10均照此完成與起步段的鉸接和豎轉索80的連接(如圖3所示);
9、⑶拱肋10豎轉階段
10、張拉豎轉索80(須同時張拉一對拱肋10的豎轉索80)使一對拱肋10分別以拱肋豎轉鉸11為軸心豎轉至設計角度,根據拱肋豎轉鉸11設置位置,焊接拱肋10和拱肋起步段70間接觸位置(補齊段170)(如圖4所示)。
11、至此,完成一對拱肋10的臥拼、鉸接和豎轉至設計角度,完成雙肢大角度傾斜拱肋的安裝。
12、采用臥拼豎轉方案時,扣塔40作為拱肋10豎轉最重要的受力結構,扣塔40越高,拱肋10豎轉時豎轉索80與水平面的夾角就可以做的越大,豎轉索80拉力轉化成拱肋10豎向提升力的效率就越高。但扣塔40高度加高會存在如下問題:
13、⑴材料投入大
14、拱肋10豎轉時,拱肋10自重由拱肋10底部的拱肋豎轉鉸11和豎轉索80共同承擔。從豎轉時拱肋10受力合理考慮,設置一根豎轉索80時,等截面拱肋10的豎轉索80在拱肋10上的錨固點一般距拱肋頂部1/4拱肋長度,相對于豎轉鉸、豎轉索80承擔超過1/2的拱肋10自重,這部分拱肋10自重最終由扣塔40承擔。若豎轉索80在拱肋10上的錨固位置不變,豎轉索80因扣塔40高度變化而發生夾角變化時,扣塔40承擔的拱肋10自重基本不變;扣塔40承擔的豎向外荷載始終為拱肋10自重,不考慮扣塔40自重作用時,扣塔40可以看成從上到下等截面結構,若扣塔40高度增加,材料投入隨高度成正比增長。
15、⑵設備要求高
16、①扣塔40高度高,安裝時需要浮吊有足夠的起升高度,為滿足此要求,往往需要選擇與主梁30或拱肋10吊重要求不匹配的超大噸位浮吊,設備成本增加(如圖6所示);
17、②超大噸位浮吊吊鉤以上的超高部分高,對于部分有限高要求的位置難以使用。
18、⑶安裝速度慢
19、為避免使用超大噸位浮吊以減少設備費用,同時消除浮吊吊裝過程臂桿超高風險,以滿足拱肋節段吊裝需要作為浮吊選型依據,在選定的浮吊吊高范圍內的部分扣塔40采用浮吊大節段安裝,超出吊高能力的,由塔吊安裝(如圖7所示)。
20、因塔吊吊裝能力低,而扣塔桿件單位重量重,采用塔吊安裝時扣塔構件需單根或幾根一組起吊,整體安裝速度慢。
21、在上述背景下,針對雙肢大角度傾斜拱肋的安裝,申請人提出了一種新的解決方案。
技術實現思路
1、本發明旨在至少解決現有技術中雙肢大角度傾斜拱肋斜拉橋中的拱肋采用常規方法安裝時存在的扣塔高度高、材料投入多、設備要求高、安裝速度慢等技術問題之一。為此,本發明提出一種雙肢大角度傾斜拱肋斜拉橋中拱肋的安裝方法,其能夠降低扣塔高度,節約臨時結構材料和設備投入,加快拱肋安裝速度,采用的技術方案包括:
2、一種雙肢大角度傾斜拱肋斜拉橋中拱肋的安裝方法,包括有以下步驟:
3、s1、主梁、一對拱肋起步段施工完畢;
4、s2、施工扣塔基礎,搭設扣塔;
5、s3、搭設拱肋安裝支架;
6、s4、在拱肋安裝支架上拼裝完成一對下拱肋;
7、s5、分別鉸接一對下拱肋和拱肋起步段;
8、s6、分別安裝一對豎轉索一,將一對豎轉索一分別與扣塔和一對下拱肋連接安裝;
9、s7、同步張拉豎轉索一,將一對下拱肋同步豎轉至豎直方向;
10、s8、在拱肋安裝支架和主梁頂面上拼裝完成一對上拱肋;
11、s9、分別安裝一對豎轉索二,將一對豎轉索二分別與扣塔和一對上拱肋連接安裝;
12、s10、同步張拉豎轉索二,將一對上拱肋同步豎轉至上拱肋設計傾角,使一對上拱肋由下至上傾斜設置;
13、s11、在扣塔的兩側分別上安裝一對上拱肋提升系統,而后將一對上拱肋提升系統分別與一對上拱肋連接;
14、s12、釋放一對豎轉索二,接著驅使一對上拱肋提升系統同步提升上拱肋,直至上拱肋的底部高于設計標高;
15、s13、釋放一對豎轉索一,使一對下拱肋同步豎轉至下拱肋設計傾角,此時下拱肋的傾斜角度與上拱肋的傾斜角度一致;
16、s14、焊接下拱肋與拱肋起步段之間的補齊段,一對下拱肋均照此完成與拱肋起步段的連接;
17、s15、通過一對上拱肋提升系統同步整體下放一對上拱肋至設計位置,此時下拱肋的頂部與上拱肋的底部對準;
18、s16、焊接上下拱肋間接縫,完成上拱肋和下拱肋的整體連接,至此,完成一對雙肢大角度傾斜拱肋的安裝;
19、s17、拆除上拱肋提升系統,拆除扣塔;拆除一對豎轉索一和一對豎轉索二。
20、根據本發明實施例的一種雙肢大角度傾斜拱肋斜拉橋中拱肋的安裝方法,在步驟s2中,在扣塔搭設完成后,分別在扣塔的兩側安裝扣塔扣塔纜風繩,扣塔扣塔纜風繩的一端與扣塔固定,另一端與主梁固定。
21、根據本發明實施例的一種雙肢大角度傾斜拱肋斜拉橋中拱肋的安裝方法,在步驟s5中,在下拱肋的底部安裝豎轉耳板,再將豎轉耳板與拱肋起步段對準,在兩者之間連接設置轉軸,即完成下拱肋和拱肋起步段的鉸接。
22、根據本發明實施例的一種雙肢大角度傾斜拱肋斜拉橋中拱肋的安裝方法,在步驟s6中,安裝豎轉索一之前,先安裝下拱肋的撐桿。
23、根據本發明實施例的一種雙肢大角度傾斜拱肋斜拉橋中拱肋的安裝方法,在步驟s7中,一對下拱肋在豎轉至豎直方向后,在兩個下拱肋之間設置連桿一。
24、根據本發明實施例的一種雙肢大角度傾斜拱肋斜拉橋中拱肋的安裝方法,在步驟s10中,一對上拱肋同步豎轉至上拱肋設計傾角后,在一對上拱肋之間連接安裝連桿二和連桿三。
25、根據本發明實施例的一種雙肢大角度傾斜拱肋斜拉橋中拱肋的安裝方法,在步驟s12中,上拱肋提升系統提升上拱肋直至上拱肋的底部高于設計標高不小于50cm。
26、根據本發明實施例的一種雙肢大角度傾斜拱肋斜拉橋中拱肋的安裝方法,在步驟s13中,在釋放豎轉索一前,先拆除連桿一。
27、根據本發明實施例的一種雙肢大角度傾斜拱肋斜拉橋中拱肋的安裝方法,還包括有步驟s18:在兩雙肢大角度傾斜拱肋之間安裝拉索,在拉索安裝完成后,拆除連桿二和連桿三。
28、根據本發明實施例的一種雙肢大角度傾斜拱肋斜拉橋中拱肋的安裝方法,所述扣塔包括有分設于主梁兩側的兩對支撐塔架,以及設置于支撐塔架上的方形塔頂。
29、與現有技術相比,本發明的有益效果是:
30、本發明采用分一為二、低位豎轉、整體提升、分別定斜、整體下放、連成一體的方案,與現有技術整節拱肋整體豎轉的方案相比,安裝難度大大降低,安裝風險大大下降;本發明中扣塔的高度約為拱肋高度的1/2,下拱肋和上拱肋均低位豎轉,而現有技術中扣塔高度超過拱肋高度,本發明中結合扣塔穩定性后可節省約40%扣塔材料;本發明的方法對設備的需求大大降低,與現有技術相比拱肋均為臥拼,但吊裝設備要求的最大吊高由扣塔高度決定,本發明上拱肋提升系統140的吊高要求比現有技術大大低,吊裝設備的吊重和臂長具有更高的匹配性;與現有技術相比拱肋均為臥拼豎轉,拱肋安裝時間基本一致,但本發明中扣塔高度低,扣塔采用浮吊大節段吊裝,扣塔所需安裝時間縮短,扣塔安裝速度的加快量決定了拱肋安裝完成的提前量,大大縮短了雙肢大角度傾斜拱肋的安裝時間。