跨越河道的先梁后拱、原位组拼的钢结构主桥施工方法与流程

本发明涉及桥梁施工，具体涉及跨越河道的先梁后拱、原位组拼的钢结构主桥施工方法。

背景技术：

1、跨河道桥梁是在河道的上方修建的建筑物，用于方便河流两岸的人过往同行。随着技术的不断进步，不仅能够在不同宽度的河道上修建跨河或跨江大桥，还能够修建不同样式的跨河大桥。其中下承式系杆拱桥是一种常见的桥梁形式，是桥面系设置在桥跨主要承重结构(桁架、拱肋、主梁)下面的桥梁。系杆拱桥在修建时又分为先拱后梁、先梁后拱和整体架设的技术方案。但是由于拱肋在桥面钢梁的上方可能会设计出多种造型，例如，在桥面钢梁上设计主拱和副拱。对于此类结构，主桥钢构件的最大重量可达108t，最大安装高度可达到65.74m，主拱、副拱有倾斜角度，起重重量大、高度大，施工现场台风、洪水等复杂环境条件影响，现场吊装环境复杂，跨河道施工，给吊装带来了极大的困难，并且还存在工程量大，工期短的问题。

技术实现思路

1、本发明主要目的在于提供跨越河道的先梁后拱、原位组拼的钢结构主桥施工方法，以解决现有技术存在的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明采取了如下技术方案：

3、跨越河道的先梁后拱、原位组拼的钢结构主桥施工方法，所述主桥包括桥面钢梁结构、拱肋结构、吊杆和系梁预应力，所述拱肋结构位于所述桥面钢梁结构的上方，所述系梁预应力采用37孔可换索式系杆，单个系梁共张拉6根系梁预应力，主桥每侧拱肋各设置23对吊杆，所述吊杆的上端与所述拱肋结构连接，所述吊杆的下端与所述系杆连接；

4、所述桥面钢梁结构和拱肋结构均采用支架法进行分段吊装安装，桥面钢梁结构由两岸侧往跨中架设，待桥面钢梁结构架设合拢之后，再进行上部拱肋结构安装，具体施工步骤如下：

5、s1：采用浮吊进行东西侧拱梁结合段分段、端横梁分段、悬挑端横梁分段及拱脚节段的吊装；

6、s2：从东西两岸侧向跨中进行桥面钢梁节段桥位组拼，待前一桥面钢梁节段焊接完成之后采用汽车吊位于桥面进行中横梁、小纵梁及桥板单元的吊装，随后再对桥面钢梁节段进行组拼，直至桥面钢梁施工至合拢；

7、s3：采用浮吊对称安装副拱肋节段和主拱肋节段，随后安装副拱肋之间的拱间装饰节段，形成稳定结构，在安装过程中主拱临时支架根据主拱肋节段安装进度同步设置；

8、s4：待副拱肋和主拱肋节段安装完成后，立即安装两者之间的主风撑，随后进行装饰风撑和次风撑的吊装；

9、s5：拱肋结构安装完成之后进行吊杆安装，吊杆的上端通过叉耳销接在主拱肋上，吊杆的下端通过叉耳销接在系杆上；

10、s6：吊杆安装完成之后，拆除拱肋临时支架，并第一次张拉系梁预应力；

11、s7：安装剩余挑臂节段，拆除桥面钢梁临时支架，进行吊杆分批张拉，并进行第二次张拉系梁预应力至设计张拉力，完成钢结构主桥施工。

12、进一步的，在步骤s1施工之前，先在主桥西岸设置预拼场及钢结构堆场，同时在西岸侧桥位两侧设置两座码头，桥面钢梁及拱肋节段运输至码头，采用400吨浮吊吊运至安装位置进行吊装安装。

13、进一步的，步骤s2中桥面钢梁组拼时安装拱脚及端横梁节段→系梁节段→中横梁节段→小纵梁→桥面板单元的顺序施工，具体施工步骤如下：

14、a1：拱脚节段-1吊装定位；

15、a2：拱脚节段-2吊装定位；

16、a3：端横梁节段吊装定位，端横梁之间平联散件嵌补安装；

17、a4：拱脚节点-3及悬挑端横梁吊装定位；

18、a5：系梁节段吊装定位；

19、a6：中横梁节段吊装定位；

20、a7：小纵梁吊装定位；

21、a8：桥面板单元吊装定位；

22、a9：桥面钢梁吊装至合拢。

23、进一步的，拱肋结构先安装副拱肋，再进行主拱肋安装；风撑分为主风撑和次风撑，安装时按照主风撑→装饰风撑→次风撑的顺序进行吊装；具体施工步骤如下：

24、b1：副拱肋节段对称吊装；

25、b2：副拱支架及拱间装饰节段吊装；

26、b3：主拱肋节段对称安装；

27、b4：主副拱之间主风撑安装；

28、b5：副拱肋节段安装及拱间装饰节段安装；

29、b6：装饰风撑节段安装；

30、b7：主副拱之间次风撑安装；

31、b8：副拱节段吊装至合拢；

32、b9：跨中主风撑及装饰风撑分段吊装，主拱肋节段吊装至合拢。

33、进一步的，拱间装饰为副拱之间的联系结构，安装时分为两种情况：作为嵌补节段安装，或者与两侧副拱节段拼装成分块之后安装。

34、进一步的，所述桥面钢梁结构分为系梁节段、中横梁节段、桥面板单元节段和挑臂节段，所述拱肋结构分为主拱肋节段、副拱肋节段和拱脚节段，所述桥面钢梁结构和所述拱肋结构均以节段的形式公路运输至现场，然后进行桥位原位组拼安装；

35、现场需拼装成大节段之后进行吊装的节段包括：

36、(1)浮吊通航孔对应上方系梁节段；

37、(2)部分主拱加工运输节段拼装成安装节段；

38、(3)部分副拱加工运输节段与拱间装饰拼装成安装分块结构；

39、(4)挑臂安装节段。

40、进一步的，通航孔系梁节段拼装工艺流程如下：首先在拼装工位下放置200mm路基箱作为拼装胎架基础，路基箱上焊接单排3个d351*10钢管作胎架立柱，立柱上口采用卡槽形式焊接3200mm*200mm*20的钢板条作胎架定位模板；

41、流程一：系梁节段-1定位，定位时候严格按划设的基准线定位；

42、流程二：系梁节段-2定位，定位时候严格按划设的基准线定位，同时控制与相邻节段的相对位置，拉杆耳板定位固定，暂不焊接；

43、流程三：相邻节段对接焊接，严格按焊接方案的焊接顺序进行，控制焊接变形；

44、流程四：整体安装节点进行检测，检测合格之后进行吊装安装。

45、进一步的，吊杆安装时，拱肋处吊点附近设置手拉葫芦和站人简易吊平台，用手拉葫芦牵引吊杆安装就位，吊杆钢梁侧设置手拉葫芦牵引吊杆与张拉装置连接，通过张拉装置收紧吊杆，然后按设计要求完成张拉；起吊拉索将拉索从索盘放出，将拉索上叉耳与拱端耳板连接，叉耳与耳板连接时使用手拉葫芦调整入锚角度，叉耳调整到位，将销轴穿过叉耳与耳板孔洞安装到位，随即安装销轴防松装置，在拱端叉耳安装完毕后再安装下端叉耳；与上端安装方式相同，利用吊车与手拉葫芦人工辅助安装，完成吊杆的下端与系杆的连接。

46、进一步的，37孔可换索式系杆到现场验收后，用汽车吊吊至n号墩钢梁端侧，系杆展开后，用10t卷扬机做牵引，从系梁预留孔道向n+1号墩方向穿索，穿索到位后，安装张拉锚具，完成系杆的张拉。

47、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

48、采用先梁后拱、原位组拼的施工方式，待桥面钢梁结构架设合拢之后，再进行上部拱肋结构安装，通过合理有效地对桥面钢梁结构及拱肋结构进行节段划分，桥面钢梁结构及拱肋结构均采用节段预制吊装，降低了吊装难度，使高空电焊工作量大大减少，节省了施工周期，降低了施工成本，保证了施工质量。