山区大跨度钢桁梁斜拉桥悬臂拼装施工工法.docx

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1、山区大跨度钢桁梁斜拉桥悬臂拼装施工工法1前言钢桁梁斜拉桥不仅顺应国内钢结构桥梁发展趋势，而且适应山区运输安装条件。具有跨越能力强、结构轻盈美观、经济性高、耐久性好、绿色环保等特点。相对于钢箱梁具有结构自重小、跨越能力强等优点，用于山区桥梁上可有效减少山区地形条件复杂、施工场地狭小对施工带来的影响，具有明显的优势。钢桁梁斜拉桥悬臂拼装主要方法有两种：整节段吊装法和散拼法。整节段吊装法多用于具备便利的水陆运输条件的大型桥梁施工，桥下无大节段吊装运输空间的并不适用。中交第二航务工程局有限公司依托湖北恩来高速忠建河特大桥和杭瑞高速毕节至都格段北盘江大桥主桥钢桁梁的架设施工，深入研究并优化了山区大跨度钢

2、桁梁斜拉桥悬臂拼装施工技术，在主塔下横梁处建立初始平台，架设塔区梁段，安装两侧桥面吊机，利用“附着式桥式起重机”、“一种用于存放钢桁片移动式存储平台”等新型设备，将钢桁梁以桁片形式为单元进行拼装，高效、高质量的完成40Om大跨径钢桁梁拼装，并形成工法。2014年10月22日，附着式桥式起重机获得实用新型专利（专利号：Z1201420180392.X）；2015年6月5日一种用于存放钢桁片移动式存储平台获得实用新型专利（专利号：Z1201520090294.1）；2016年2月17日，附着式桥式起重机及施工方法获得发明专利（专利号：Z1201410147770.9）；2015年12月14日该工法

3、关键技术在湖北省科学技术厅组织的成果鉴定会上顺利通过,达到国际先进水平；2016年3月9日，本工法评选为2015年度中交第二航务工程局有限公司企业工法。2工法特点2.0.1梁段以桁片为单元预先拼装，减少空中施拧高强螺栓程序，使高强螺栓施拧质量更易保障。2.0.2梁段以桁片为单元架设，减少了大型起重设备的起吊次数，降低了结构物起吊重量，使施工安全性得到保障。2.0.3梁段以桁片为单元预先拼装，减少了空中匹配对接钢桁梁杆件次数与程序，施工便捷，速度快，可操作性强。2.0.4通过附着式桥式起重机和移动式存储平台的应用，减少了设备的投入,提高了施工效率，缩短了工期。2.0.5使用了移动式安全平台等防护

4、结构，施工防护方便，降低了天气对钢桁梁架设施工的影响。3适用范围本工法适用于山区大跨度钢桁梁斜拉桥悬臂拼装施工。4工艺原理塔底设置桁片预拼平台，平台上安装两台移动式存储平台进行桁片的预拼和转移，在主塔边跨侧安装一台附着式桥式起重机。桁片预拼完成后通过卷扬机将移动式存储平台移动至附着式桥式起重机起吊区域，使用附着式桥式起重机垂直起吊桁片至桥面，再使用运梁小车将桁片水平运输至悬臂端，通过对称布置的桥面吊机完成桁片的起吊、精确匹配与连接，实现钢桁梁节段的吊装架设施工。5施工工艺流程及操作要点5.1 施工工艺流程钢桁梁主要由主桁架、主横桁架（横梁）、上下平联及桥面系等组成。准备工作桁片预拼桁片、杆件起

5、吊桁片、杆件桥面运输桁片、杆件吊装高强螺栓施拧斜拉索挂设、张拉桥面吊机行走、锚固图5.12钢桁梁悬拼施工工艺流程图5.2 操作要点5.2.1 准备工作1、塔区梁段拼装完成塔区梁段拼装完成后如图5.2.1-1所示。&边跨中跨上拼装支架拼装支架滑移轨道图5211塔区梁段拼装完成结构图2、50t附着式桥式起重机附着式桥式起重机主要功能为起吊在塔底预拼成整体桁片的主桁。为保证主桁从塔下预拼平台起升至桥面时不受桥面影响，附着式桥式起重机主梁设计为悬挑结构。主桁吊装最大重量45.8t,考虑吊具与钢丝绳等重量及富余安全储备，附着式桥式起重机吊装能力设计为503起升高度为150m。附着式桥式起重机采用附着于主

6、塔左右幅的三角桁架作为主要支撑结构，设置横桥向主梁作为起重机小车横移轨道，在横移小车上安装纵桥向主梁作为小车纵移轨道梁。如图5212所/Jo3、移动式存储平台首先在预拼平台上增设2条型钢轨道和2台移动式存储平台；在平台上建立主桁片的拼装台座，移动式存储平台通过卷扬机提供牵引动力；拼装时，其中第1台移动存储平台位置处于50t附着式桥式起重机起吊范围内，可直接进行第1片主桁片的起吊安装，待起吊完成后，将移动式存储平台前移；同时将第2台移动式存储平台通过卷扬机牵引至50t附着式桥式起重机起吊范围内，完成第2片主桁片起吊；与此同时在第1台移动存储平台上继续拼装下一片主桁片，拼装完成后移至50t附着式桥

7、式起重机起吊范围起吊，如此循环施工。同理，在桥面处同样搭设2条轨道，在轨道上安装2台移动存储平台，用于钢桁梁主桁片及横梁的短距离转运及存储，以便释放塔下预拼台座空间，加快钢桁梁拼装。通过在主塔底部的预拼平台处及桥面处设置钢桁梁桁片移动存储平台可实现桁片短距离转运及临时存放。如图5.2.13、图5214所示。主梁jb7滑移轨道J主墩承台预拼平台图5.2.1-3塔底预拼平台及移动式存储平台结构示意图图5.2.1-4桥面移动式存储平台结构示意图4、桥面吊机钢桁梁施工采用从主墩处向两侧通过桥面吊机对称悬拼施工方案。2个主墩各配置2台步履式全回转桥面吊机，在塔区梁段施工完成后拼装。桥面吊机主要由变幅机构

8、、主起升吊钩、副起升吊钩、走行机构、三角架总成、上转台、底盘总成、拉锚总成等部分组成。如图5215所示。图5215桥面吊机结构图5、运梁小车运梁小车为钢桁梁悬拼阶段运输钢桁片、桥面系结构的主要运输设备。运梁小车的轨道固定于桥面系钢纵梁上，沿顺桥向设置，在塔区梁段施工完成后进行拼装。运梁小车主要由车架、车轮、定位立柱、拉杆、爬梯、操作平台、电动机等组成。如图5.2.16所示。图5216运梁小车结构图6、移动式操作平台为便于施工操作及保证安全，在钢桁梁悬臂端头下部设置移动式操作平台,全桥共配置4套移动式施工操作平台。每台移动式施工操作平台主要由2根纵梁、2根横梁以及1套行走电器系统组成。利用主桁底

9、部设置的永久检修小车轨道作为移动式操作平台的轨道。如图5216所示。图5.2.16移动式操作平台结构图5.2.2 桁片预拼2片主桁在桥下移动式存储平台上分别预拼，通过附着式桥式起重机垂直起吊至桥面，桥面塔区梁段处设有移动式存储平台存储主桁。由于每个主塔处1个对称悬臂架设周期共2个梁段，4片主桁，剩余2片主桁之后继续拼装并起吊。如图5.2.2-1所示。图5.221主桁桥下预拼施工图钢桁梁横梁结构长度较长，采用塔吊将杆件起吊至桥面，在桥面横梁拼装胎架上预拼完成。横梁拼装胎架临时定位墩如图5.2.2-2所示。B-B图5.2.2-2横梁拼装胎架临时定位墩结构图5.2.3 桁片、杆件起吊桁片采用附着式桥

10、式起重机起吊，吊装采用4点吊，每个桁片安装四个吊耳，分别安装于桁片上弦杆节点处的两侧。为保证主桁起吊平稳，选用适当长度钢丝绳使桁片起吊时起吊主钩位于主桁重心线上。根据主桁重量，每个吊耳按15t进行受力计算。吊耳耳板采用3cm钢板制作，吊耳通过高强螺栓在主桁预拼时与桁片上弦杆、腹杆连成整体，每个吊耳上安装6个高强螺栓。如图5.23-1所示。单根杆件采用附着式桥式起重机或者塔吊进行起吊。图5.231桁片起吊吊耳布置图5.2.4 桁片、杆件桥面运输采用附着式桥式起重机将桁片、杆件从桥面预存平台吊放至运梁小车上固定,运梁小车将各个主桁及其它构件运至桥面吊机处吊装。全桥共配置4台运梁小车,每个主墩2台。

11、运梁小车的最大运输重量为503行走速度5mIOmmin,运梁小车需具备一定的爬坡能力及设有制动装置适应桥面纵坡。运梁小车轨道设置于桥面系钢纵梁上，与桥面系钢纵、横梁同步安装。附着式桥式起重机将桁片放置于运梁小车上并固定，然后由运梁小车将桁片运至桥面吊机处安装。如图5.2.4所示。图5241主桁起吊至运梁小车施工图5.2.5 桁片、杆件吊装桁片、杆件运输至悬臂端桥面吊机处后，使用两侧的701桥面吊机对称悬臂安装。如图5.2.5.15.2.53所示。图5.2.5-1主桁吊装施工图图5.25-2横梁吊装施工图图5.2.5-3平联吊装施工图主桁吊装操作要点：1）桁片上弦杆、下弦杆、斜腹杆所有的对接口预

12、拼完毕安装环拼接板，环口拼接板采用24颗螺栓与杆件端口连接。2）主桁上、下弦杆一般采用水平插入法安装，当吊装的后端接头拼接板接近先装弦杆端头时，用小撬棍拨正对接端头使其插入拼接板，然后将手拉葫芦前端插入上拼接板预留螺栓孔，手拉葫芦施力对拉，吊机随之起落，弦杆插入安装快到位时先打入对位尖冲钉其后在栓孔群四周打入四个定位冲钉，随即安装46个高强螺栓，确认板缝间无任何杂物时，即拧紧螺栓。3）同时安装其余栓孔的各25%冲钉和螺栓，最后桥面吊机松钩。4）主桁桁片就位时有三个接触点，分别为上弦杆接口、下弦杆接口、斜腹杆接口，对接时应注意互相之间的影响。横梁吊装操作要点：1）横梁桁片四根钢丝绳吊装。钢丝绳挂

13、完后应试起吊，由于横梁为对称结构，需调整左右水平度，经检查确认无问题后正式起吊。2）横梁桁片上、下横梁所有的对接口预拼完毕安装环口拼接板，环口拼接板采用2颗螺栓与杆件端口连接。3）杆件起吊安装对位必须四角调平，吊装到位后，通过手孔调整箱内拼接板，孔位对准后打入尖冲钉其后在栓孔群四周打入四个定位冲钉，随即安装46个高强螺栓，确认板缝间无任何杂物时，即拧紧螺栓，同时安装其余栓孔的各25%冲钉和螺栓吊机松钩。4）横梁桁片就位时有6个接触点，分别为上横梁两个接口、下横梁两个接口、左右斜腹杆两个接口，对接时应注意互相之间的影响。5.2.6 高强螺栓施拧1、施拧工艺性试验主要内容有高强度螺栓的扭矩系数、施

14、拧扭矩及检查扭矩、温度与湿度对扭矩系数的影响试验、板面滑动摩擦系数试验等。2、初拧及终拧高强度螺栓的初拧值，一般可取终拧值的50%。终拧采用扭矩法，采用电动扳手，将初拧后的螺母拧紧至终拧值，考虑到螺栓预应力损失及施工误差，实际使用扭矩，应按设计预拉力提高10%确定。扭矩系数值，随各种自然及人为因素的变化，应跟踪取得试验资料作相应修改，做好各类螺栓在不同温度、湿度情况下的扭矩系数的试验，施工过程中按工艺要求做好施工记录。3、高强度螺栓施拧检查初拧检查采用0.3kg小锤敲击螺母一侧，手按住相对的另一侧，如颤动较大者为不合格，应再初拧。终拧检查根据试验资料，采用紧扣法检查。首先检查初拧划线，在终拧后

15、螺母的转动角度，即可判断是否漏拧，同时也可发现垫圈、螺杆是否转动，然后用标定好的指针扳手，再拧紧螺栓读取螺母刚刚转动时扭矩值。超拧、欠拧值均不得大于实际规定值的10%。5.2.7 斜拉索挂设、张拉根据斜拉索的重量、锚固牵引力的大小、张拉空间的要求，将斜拉索分成短索和长索两类进行安装，主要区别在于索的牵引及张拉。短索采取塔端硬牵引，塔端张拉。长索采取塔端张拉丝杆张挂，梁端软、硬组合牵引，塔端张拉的方法进行斜拉索的挂设、张拉施工。5.2.8 桥面吊机行走、锚固1、桥面吊机行走桥面吊机行走轨道支承于钢桁梁横梁上，共设四个轨道支点。为了保证钢桁梁杆件不因施工过程中荷载过大而产生不利影响，轨道设置于横梁竖腹杆处节点正上方。桥面吊机支点采用液压千斤顶形式，轨道采用箱形截面梁形式。轨道通过在横梁下方设置的固定件倒挂于桥面吊机横梁下方，并以固定件作为限位防止轨道在前伸过程中发生较大偏位。如图5.2.81所示。图5.2.8-1桥面吊机轨道及支点细部构造图桥面吊机行走前，由测量人员在安装完成的钢桁梁横梁上放出桥面吊机轨道位置。然后用支点处千斤顶将桥面吊机顶起，使轨道脱离钢桁梁上表面。使用桥面吊机行走千斤顶将轨道顶出，轨道在前伸过程中由测