三跨钢桁梁柔性拱桥分段拼装多次带拱顶推施工工法知名集团

三跨钢桁梁柔性拱桥分段拼装多次带拱顶推施工工法1.前言钢桁梁柔性拱桥具有跨越能力强、动力性能好、桥面至梁底建筑高度小、成桥建筑美观、跨越既有公路或河流对交通干扰小等特点，小角度斜交跨越城市干道、高速公路、通航河流时，具有独特的优势，成为高速铁路大跨度桥梁中具有竞争力的主要现代结构形式之一。xx铁路枢纽南环线工程是xx高速铁路的重要组成部分,其中经开区、xx河两座特大桥设计均为小角度斜跨高速公路的钢桁梁柔性拱结构，如何保证在高速公路不间断行车条件下钢桁梁柔性拱施工中结构安全、施工安全及高速公路运营安全是本工程的技术难点。经过科技攻关、专家论证，中铁四局集团有限公司首次对钢桁梁柔性拱桥采用分段拼装、多次带拱顶推的施工新技术，突破了传统的拱结构施工工艺，解决了大吨位、大跨度多点顶推架设和柔性拱拱脚合龙的技术难题。形成的科技成果通过安徽省科技厅鉴定，达到了国际领先水平；获得国家授权专利7项，其中“大跨度钢桁梁多点顶推系统及其顶推工艺（专利号ZL201010501988.7）”等2项为发明专利；获得优秀QC成果5项，其中“钢桁梁安装QC小组”荣获“2012年全国工程建设优秀QC小组活动成果一等奖”。通过该项目的工程实践，经总结形成本工法。2.工法特点2.1在边跨单端平台上集中拼装钢桁梁节段，实现桥位作业工厂化、标准化及机械化施工，保证了钢梁拼装质量及精度。2.2通过模拟计算分析研究，科学合理的布设主跨辅助墩和优化长导梁设计，减少顶推最大悬臂时钢梁的应力和变形。2.3顶推施工中，研究采用上滑道可置换、下滑道多节段间断布置的方式，创造性的解决了顶推过程上下滑道不连续的关键技术难题。2.4采用移动式高度可调节的滑块，结合同步顶推系统和多点横向纠偏装置来实现多点顶推，保证成桥线形，使梁体受力合理。2.5在高速公路限界外进行柔性拱和钢桁梁的同步拼装架设，钢桁梁带拱顶推，保证了高速公路运营及施工安全，降低了涉路施工风险。2.6在单端短平台上方利用起顶装置竖向起顶下弦节点，调整钢桁梁线形，并在拱肋箱体内互顶合龙口，实现了柔性拱拱脚高精度合龙，避开了跨中合龙对高速公路运营的干扰，合龙作业操作方便。3.适用范围本工法适用于跨越公路、铁路、河流、深谷的大跨度钢桥架设，对其他领域大型构件的整体提升、顶推滑移等牵引作业也具有借鉴作用。4.工艺原理魔在边跨单端黑设置晕短平台星，历利用龙门吊碌进行否钢桁梁分段拼渴装、调整成设敬计线形后，采忙用哑布置在各呆辅助墩上的全移动式高度可脑调节滑块、多埋点纠偏装置和烛顶推同步控制促等仆系列注辅助顶推设备虽，实现钢梁的郑多点连续顶推常前移。猎在仍钢桁梁躬顶推膀架设的同时，酸同步进行柔性浊拱的拼装架设故，在头拱并未成体系辟时摔，父钢桁梁配多次带拱顶推使。存待柔性拱在拱拳脚合龙后，继彼续进行钢桁梁雾带拱整体顶推区，直至全桥顶语推就位，突破瘦了快先梁后拱突的传统施工技炸术。钢桁梁分柿段拼装、带拱拌顶推工艺押原理施见相图雕4聋。油图硬4去肾钢桁梁分段拼最装、暑多次系带拱顶推工艺窗原理图络5俭.嫌施工工艺流程洁及操作要点退5.光1苏施工工艺流程幸钢桁梁柔性拱壤桥分段拼装驶、冤多次带拱顶推置施工工艺流程墨见喝图贱5.吊1述所示。树全桥顶推到位柔性拱成体系，钢桁梁多次带拱整体顶推柔性拱拱脚合龙梁、拱同步拼装，拱未成体系时钢桁梁带拱顶推钢桁梁分段拼装、多点顶推架梁吊机安装导梁安装龙门吊安装顶推装置布置边跨单端平台和辅助墩施工施工准备全桥顶推到位柔性拱成体系，钢桁梁多次带拱整体顶推柔性拱拱脚合龙梁、拱同步拼装，拱未成体系时钢桁梁带拱顶推钢桁梁分段拼装、多点顶推架梁吊机安装导梁安装龙门吊安装顶推装置布置边跨单端平台和辅助墩施工施工准备因图溜5.1乌证施工工艺流程俯图眼5.箩2赵操作要点晋虫男单端笋短平台和辅助纤墩骄施工盗1己.殿单端短平台施亏工。们施工前结合现屡场施工条件，奋通过计算确定株在边迷跨席单端设置尺数个婚节间的钢管桁脏架结构的国单端秋短平台，某以供拼装和顶厅推施工跑，岩确保铁顶推抗倾覆躺的仁要求寸。对平台基础采用拨钢筋混凝土桩萝基础，顶部设油置箱型的滑道萌梁，滑道梁上萝安装垦顶推装置。爱边跨单端拼装赠平台示意图见述图症志-1棕。假2妙.辫跨中辅助墩施坛工。根据现场幸环境条鸭件耕,态在主跨两端设让置开1蹦个节间遭长度荷的辅助墩，山辅助墩结合跨碌越环境及减小宏钢梁的悬臂长厌度进行布置。刑为革避免与高速公针路发生干涉桌，紧辅助墩读上部钢支架横蝇断面设计幸成循“扶V羞”罢字形。馒辅助墩示意图敬见图刮柏-若2盯。惜图瞧槐-1梨凑边跨单端拼装演平台示意图询铜腰疮串图参福2亩辅助墩示意图锯竞顶推装置础布置惊1杨.零水平顶推悉装置搂布置懂水平顶推装置瞧采用机电液一敞体化设昏计蜻,展由机电液集成绢控制平台、水欠平连续千斤顶海及液压泵站、讯钢绞线宰、常C桌型反力座组成鸟。为保证每套味水平千斤顶的讯顶推连续，水益平连续千斤顶铲由拥2优台夕串联的穿心式臭液压千斤顶盯组成参，记当盾1落台进行负载顶借推动作时，挑另鹅1脑台空载返回，脑准备进行千斤检顶的负载转换秒，使顶推过程凤的钢桁梁处于岭连续的运动状首态。钢水平顶推装置型由左右两组千身斤顶组成，持设置挑在桥梁两侧墨，醒根据顶推摩阻虑力扣及支点位置选延择床顶推汗装置数量及剖千斤顶逗型号乔。单全桥秘设睛3乡套水平顶推到装置。押千斤顶跟顶推力忠通过钢绞线旗和孕C科形反力座带动乘钢梁前移。施申工中何应对钢绞线进腔行弹预张拉，以确质保每股钢绞线室受力均匀。落2叛.援上磁、往下滑道布置赔钢桁梁只能节管点受力，咳上滑道采用移己动式高度可调膨节的侦铰接垦箱型滑块，孙底部猛镶嵌郊聚四氟乙烯倾板抹作为上滑道面往。重下滑道菌因高速公路阻赛隔不能连续布鸭置，惠采取间断式布境置，即在辅助碌支架的汤滑道梁顶面焊眉接不锈钢板面步。饿四氟乙烯板与浴不锈钢板面作利为滑动摩擦副病，形成顶推滑停移的框上下必滑道寨面店，伟滑动面涂施抹额润滑鹰脂煎。霉经川过视对顶推遍滑移工况的彩统计谱分析，启动静应摩擦系数终为板0.0馆8杀，滑动摩擦系夕数烫为俗0.0赶5阳。胶3赌.息竖向起顶装置寸布置劣竖向起顶装置映由竖向千斤顶忌和起顶保护装踏置组成。根据贤各顶推工况支扭反力结果，在盆各器墩顶处布置了恢竖向鱼千斤顶。每顶长推一个节间，蛛利用千斤顶在堆钢梁下弦设计昨起顶位置起顶洪，置换滑块，牢以备后续灭顶推狗。征4穿.董纠偏装置富布置徐在滑道梁两侧逆焊接横向限位案挡块，谋限制滑块偏移碌，实现主动纠逝偏。当横向偏悦移超差时，利画用纠偏装置实昂现强制纠偏。储强制浆纠偏装置由横谨向反力座、艘横向刻千斤顶组成碍，在戒滑道竹两侧讯对称布置。园千斤顶关通过情横向武反力座岁施力于滑块，疼实现库钢梁的横向身偏差杂调整肺。彩顶推装置平面递布置反见图孙5.2.坐2动-1萌,亡顶推装置工作失原理见图木5.2.棍2蒸-2其。塞图们5.2.早2去-1废猫顶推装置平面旺布置部图监图脸5.2.毛2灯-2黎驰顶推装置工作连原理图独菜5.2.息3赞叛导梁底安装剧1.睛为减小钢桁梁阀最大悬臂状态德支点处负弯矩默和前端挠度，塞在其前端设置巧钢导梁。导梁耽长度为钢桁梁倦最大悬臂长度奥的停2/玻3庭，采用带竖杆掠的竖N粥型三角桁架，妙共戚8皱个合节辱间跃。其主桁弦杆救为箱形截面，应上、下平面联争结系及交叉型导横联均采扒用只“威H抱”诞形截面。薪2.污为满足上墩需柏要，导梁前端窝预抛高，前端鼻节点上翘，内宿嵌长行程液压录千斤顶，预抛事高值和上翘值险之紫和大于最大悬债臂工况时导梁洞前端下挠值（答由工况计算确徐定）。导梁末榜端蔬通过亏栓接节点玩与主桁梁连接含。友导梁志示意图见图日5.2.厅3甘。抗图伪5.2.飞3辞睁晌导梁示意图晒5.2.贞4亲钢桁梁分段拼内装装、多点顶推蛋施工坏工艺赢1碗.眯在边跨单端平猜台上，利用龙愉门吊社按照下肺弦幸→息桥面刊板窗→秤竖、斜腹焰杆撕→揪上宪弦浆→齿桥门迎架僵→禾上弦平联的顺丈序进行钢桁梁句分段拼装。音通过滑块上部载抄垫板调整以掀实现设计预拱伟度，壶控制整桥线形饮。星照2袖.微根据顶推架设乒工况，钢桁梁搜分段拼装争一个轮次（数团个节间长度）碎后，利用顶推暴装置递多点顶推钢桁甩梁前移贷。局3.璃约根据工况支点键反力及摩擦力穗计算，确定水恳平千斤顶的顶索推力，利用控策制台调整各千渠斤顶的油压值颗，使两主桁千笋斤顶的受力一柴致。阵4.义钢桁梁只能节话点受力，软每顶推一个节污间后，根据各牢支点支反力，写在错钢梁设计起顶少位置贞布置相应数量艺的竖向千斤顶院，同时耐对两崇主不桁宅钢梁争下弦斜节点娘起顶各，毙控制庙两侧高差不大堤于郊5mm航，碌置换原滑块子移克至后一个节点集处窗，准备下一疏节间蒸顶推许,横如此循环，摸直至一个轮次济顶推完成。莫钢桁梁分段羞拼装、多点顶编推乏示意图见图纸5.2.嘉4擦。备图迎奥定丝钢桁梁分段拼火装、多点顶推专示意图垄5.2.耳5污拱未成体系时洁钢桁梁带拱顶蛇推岭1.身突破了传统先秤梁后拱的施工防工艺，首次采谎用了凝拱未成体系冻时掩,尿梁拱同步拼嘉装肯,椒钢桁梁带拱顶盛推舒施工工驱艺脱，顶推还工艺步骤如下然：私1镇）步骤一宅：右柔性拱拱脚壳顶推三至主跨跨中辅维助墩时，放在高速公路限钥界范围外绩架梁拘吊机在钢桁梁特上方单向退步经法开始架设柔沸性拱。据施工步骤见图挥袄-招1难。启图巧斩-矩1哭步骤一示意图歇2规）步骤二：孩继续利用龙门欣吊架设钢桁梁喘，蜓架梁独吊机同步安装全柔性拱，柔性挑拱未成体系时棒，钢桁梁带拱东多次顶推架设未。型施工步骤见图裤侄-鸽2谈。狠图榆元-依2坏步骤二示意图逐3牛）步骤三：德继续钢桁梁带敬拱顶推架设，吧当导梁上边墩伯时，每向前顶披推一个节间同盟时拆除一个节窄间钢导梁。在果柔性拱拱脚处坚预留合龙口。珠施工步骤见图障火-域3恰。较图瞎5.2.跃5授-体3杂步骤三示意图驶2.币顶推工况采用融大型软件模拟库分析计算，猜对顶推过程中蜜的主体结构、泪导梁及辅助墩筐进行受力验算犹，确保顶推过刷程中安全可靠矩。序3.缓为婚加强凉柔性拱铺的稳定性奋，葡对吊杆进行支倍撑加固御。经过工况分扮析和受力计算国在较吊杆间纵横向瘦设置怜临时支撑体系滑。密为减少桨支撑体系脑对吊杆的损伤讲，撕创新的采用新怠型柔性拱支撑迁抱箍及支撑框或架结构，并获幼得了两项国家长专利（申请号弃：库201120栗457755晓.6/201费120457恨764.闯5证）。柔性拱纵椒横向支撑体系限示意图见图滋5.2.信5浇-殖4菠～州5休。拒图衔筹-4鸡迟柔性拱纵向支朵撑布置图匙图携来-按5容柔性拱横向支奥撑布置图馆4.者柔性拱架设顺童序为盛吊缘杆么→亏吊杆间纵横向梁支撑体漠系休→追拱盯肋晕→言拱平联。虹5.2.竭6稀柔性拱拱脚合辨龙咽1.蚊对合龙拆工况含进行絮模拟计算分夕析淋,益利用谢边跨单端浑辅助支架马平台客系统多点调整弯钢桁梁线形，鬼提前预测并调昆整开口值，骨实现了合龙口寄开口值预控，弓避免了接口对室顶或对拉强制境调整开口值的婆难题。辞合龙工况示意畜图见图肺5.2.跨6选-咐1刻。窝图燕5.2.够6千-1李覆柔性拱拱脚合耕龙工况示意图羞2.斩采用数值仿真涌和全程监控技焰术，创新使用仪辅助支架系统岛多点起顶调整靠合龙口纵向位汤移、上下高差锅，通过接口对拌顶微调横向偏奇差，成功实现凯大跨度柔性拱伯一次性精确合螺龙寿,螺合龙泼起顶示意图见倡图党5.2.坝6卷-坏2复。裳图并5.2.炊6仇-2刊合龙钱起顶示意图师5.2.阿7口柔性拱成体系弯后，亭钢桁梁专带拱巾整体劲顶推每1.墨柔性拱拱脚合千龙献,销拱成体系后，屠拆除束架梁扭吊机，继续利漏用跨线龙门吊铺拼装钢桁梁。苍2.赤钢桁梁带拱整贺体顶推，同时肉拆除前端已上晶墩的导梁，如捞此循环直至全同桥顶推并至预定位置轨。柔性拱成体症系后，钢桁梁康带拱整体顶推迎示意图见图铺5.2.随7舌。父图盾5.2.押7粪嫂医柔性拱成体系辩后，钢桁梁带滔拱整体顶推正示意图柴5.零3析劳动力组织竹串劳动力组织情惠况表穴晒棉客表滚5.3分序号役工种晚所需人数程备注夏1启架设工勉40向拼装架设美2破起重工拴4船吊装指挥丘3膀起重司机盒2颠起重吊装腊4针电焊工命8穷焊接作业暖5位测量员僵4傅测量才6锻安全员坛2执安全管理及监拼控盲7张电工坟2脸临电管理悔8惑普工纳10裂辅助用工义合嫩冷怨计避7苦2售人互6对.妹材料与设备6.1材料萌本工法除主体巾结构材料外，巾主要为钢桁梁采柔性拱桥拼装浩及顶推用临时轰结构材料，章主要材料情况蒸见苗表征6.朋1条。钉主要材料情况滋表姐民援锦表障6.1浙序号吃期项遇目酒策建规格型号师单绪位省坡数量棚备注阿1腹钢导梁锋Q345B被t由598玉2仇滑道梁场Q345B怀t扭1112耀3练临时支架瘦Φ年21库9挎～器Φ纵1000问mm学，劣Q345B糕t向1064虏4朽临时支架珍Q235B灵t堂320核5湖桩基苗C3校0要水下亏m3万2685源6野承台称C30幕m3验1880飘盲6.扛2颈机械设备凶本工法采用的阵主要机械棉设备见啊表闲6窃.2揭。超柿主要保机械览设备缘情况晚表碌樱喘表潮6.2煮纤序号营设备名称姑设备型号润单位图数量逢用途痕1否龙门吊机摄MG各6概0/16t拖-3贷6俊m拘台领1标钢桁梁安装恰2兼架梁吊机款MQ60卧台宣1柏柔性拱安装斑3泼汽车吊冬QY200V贞台泻1灶支架安装圆4鸣汽车吊披QY50K-真I畏台猪1沃支架安装望5副千斤顶绸QW630链台素24由钢桁梁竖向起面顶柜6划千斤顶衔QW1000休台岁8旨钢桁梁竖向起掉顶吹7轧千斤顶构ZLD江250坏-200诸套豆6诸顶推千斤顶里8希千斤顶怎200t抱台暴4漠纠偏千斤顶灰9粘电焊机聋NDR-50洲0老台见6辫桥面板焊接隐10散电动扳手路AT15奸005LDF裙N查个老10舰高栓施拧萌11嫩全站仪覆TS02脱台民2果测量7.质量控制瞒7.1追质量执行爽标准毛施工质量执行粗《高速铁路桥巡涵工程施工质升量验收标准》秤（贿TB107回52-201醉0私）月、《钢结构工游程施工质量验倘收规范》跳（摘GB502明05-200旨1怕）易、《铁路钢桥颤制造规范童》誉(病TB102坛12-200配9)禁。的7.馒2剖质量蜻控制争措施脆娇成立以项目经怜理为组长的质勾量管理小组，秆建立质量保证锦体系，完善并毅落实各项质量丙管理制度，暴加强过程监控缠，垫确保施工质量倒符合要求予。钞姐贤采用嫌预拼装象的架设方法晓，减少高空是拼装架设受工时禽，提高拼装质枣量慈。采用由下而诵上，先下平面傅，后立面，尽观快形成闭合稳荐定的结构体系浆，然后安装上杠平面，焰左右踢两桁对称架设殊，避免偏载。植7.2.本3宋委托第三方进膨行施工监控，锦对顶推架设过崭程中各工况的线关键杆件应力启及全桥线形进识行监控，确保探顶推架设的质见量。名7.2.咽4巾钢导梁、滑道萝梁、辅助墩等奇辅助工程的加由工、安装质量团按照主体结构耻要求执行，并罚按规范进行验阶收姨。亲7.2.郑5宾词采用数值仿真翠和模拟计算，迹比选优化柔性蹈拱合龙操作方袭法，并对砌合龙前及合龙先施知工过程中晌的捏钢梁支点、合另龙点等关键部汁位进行监控，衔确保合龙饶的精度展。淘8誓.哄安全措施密撤8.1欧成立以项目经贡理为组长的安受全管理小组，哀建立安全保证拉体系，完善并销落实各项安全枪管理制度，加光强过程监控，卖确保安全可靠趁。座8.2潜钢桁梁安装开坏始前，对架梁摇使用的材料、拣工具、吊具、遭脚手板、梯子锻、安全带、安的全网等进行验驳收合格后方能般使用，并配足坡、配齐数量，捆机械经过试运椒转并试吊认可己后使用榆。煮8.魂3饮杆件拼装对孔趁时，采用冲钉惭和拼装撬棍的黎尖端探孔，严彼禁用手指伸进梁孔眼内检查，管严禁用大锤猛位击单个冲钉过千孔，造成孔眼告变形。平面拼众装孔眼采用安慧全冲钉，防止居冲钉坠落伤人骗。慢8.白4今在移动架梁吊垮机前，先检查丛吊机的制动设趴备是否良好，兆各节点上的冲季钉螺栓是否上膏足拧紧，确认钥后方可移动；某停机的位置上善安好止轮器，繁吊机到位后，乐将前后轮锚固括，经专人检查塑合格签证后使布用。停止架梁禾作业时，将吊饼钩升至最高位管置或将吊钩挂润牢、关闭总电升源，并将转盘尚用钢丝绳揽紧困。团8.布5市顶推作业前，冠对千斤顶、滑路块、钢绞线、垂电气线路、油访压表压力等进内行过程监控，代确保顶推安全晃。触8.灵6犯共同作用的多饮台千斤顶选用摘同一型号，用筐油管并联，油卵压千斤顶、油龄泵、压力表、茅油管长度力求枝一致崖，驴千斤顶、液压旬泵站、压力表鬼一并配套校正本。啄8.粮7思编制交通疏导愤专项方案，斗涉路施工包严格按照方案你进行交通疏导戏，苗并设置警示牌随，蜓禁止抛投物品紧，加强对涉路爬工程的安全隐犬患排查。9.环保措施此9.1柱将施工场地和尺作业限制在工颈程建设允许的螺范围内，合理征规划布置围挡掉，做到标牌清慕楚、齐全，各颤种标识醒目，滥施工场地整洁乡文明。撑9.2顺施工作业产生或的污水经过沉张淀池沉淀，净旋化处理，符合镰要求后排放。拉废弃物中不得不含有有毒有害这物质，避免雨搂水冲刷后对地载表、地下水造绪成污染。兵9.厉3来施工废弃物、雹生活垃圾总体筝规划、定点堆拢放、及时清运张、集中销毁。岸9.酷4摘优先选用先进针的节能、环保伙机械，降低施项工噪音，尽可塘能避免夜间施暗工。绵9.躁5悦对施工场地道划路进行硬化，者经常对施工通邻行道路进行洒辟水，防止尘土裳飞扬，污染周定围环境。营9.6瞒阁顶推的液压油垂、润滑油漆及殊时清理，在千清斤顶附近设置屡专门的废油回猛收桶，拆卸下石的油嘴立即密壁封，防止油污参造成污染。狭10碌.虑效益分析探10.1梁社会效益蠢兵三跨钢桁梁柔垮性拱桥分段拼文装多次带拱顶拖推技术先进，畜安全可靠性高锈，大型设备投壮入少；在单端术短平台上集中剂拼装，工厂化焦效率高，有利热于保证质量；德多点调整钢梁记线形，在高速物公路限界外顺疯利实现柔性拱河拱脚精确合龙拍，既缩短了施汪工周期，又消格除了涉路施工蜓的安全风险。堪声由于施工进度靠快、安全质量馆可控，受到业喊主的一致好评隔，为我公司在边桥梁钢结构领匹域树立了良好总的信誉。妥趋本施工技术研膝究对今后的跨秘路、跨江、跨摧河的桥梁施工昌有较大的借鉴难价值，并对其版他领域大型构怒件的整体提升帝、顶推滑移等桂牵引作业具有伍广泛的波参考退意义。诉10.孙2舞经济效益昨肌应用本工法，娇较传统的双向犹悬臂拼装，占职地少，少建两拜个拼装场地，节节省费筝用冻45欠0团万元顷。缸还节省河大型设备犬吊索塔架的租防赁及安拆费用简20泻0殖余万元牺。康卸由于该两座桥多均小角度筑跨越高速公路乳，昼夜车流量俘均很大，涛本工法字无需在高速公维路上方施工，骑较其它施工方冈法阅节省炮高速公路防护桶费瓶用肠50别0流多万元。意11谈.事应用实例约11.1托xx婆铁路枢纽南环她线经开区特大戏桥钢桁梁柔性三拱员桥坚11.1捕.1且工程概况合经开区特大桥汤是崭xx旁快速铁路引入沟xx扯枢纽南环线的肥重点控制工程荣，结构形式为撞（墓114.75刮+229.5铅+114.7做5脊）货m坟的下承式、等麦高度、连续、望刚性桁梁柔性呈拱桥，全长鲁461m蜓。主桁采用带笋竖勤杆夜N酸型三角桁架，菌节间长度菊12.75m菠，其中边屑跨帝9讽个节间，中间踩跨垮1泪8槽个节间，两桁挑中心距甘15m别，桁高法15m较，拱肋采用圆赶曲线，矢高打45m证，矢跨比崖为崭1/4.虑5浅。永全桥总然重懒11500晴t狠，其主跨海229.5m疏目前在国际同宫类型桥梁中主丝跨跨度最大。逢桥梁结构见朝图意11.1-菠1短～嘱2疮。狂图坦11.1-1副河主桥结构立面而图理图笨11.1-2衫