CN106087769A - 一种钢系杆拱桥整体浮吊架设施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种钢系杆拱桥整体浮吊架设施工方法，属于桥梁施工技术领域。其采用在岸侧整体拼装，后期整体架设施工，采用两台浮吊船进行整体浮吊架设施工，包括如下步骤：浮吊船的地锚设置；浮吊船的整体试吊；浮吊船的同步后退；浮吊船同步旋转90°；浮吊船向桥位方向移动就位；人工桥位处精度调整、落桥。本发明通过整体浮吊架设施工，实现了最短占用航道时间完成整体架设施工，其施工安全风险小，占用航道时间短，大大提高了整体架设效率，缩短了占用航道时间。本发明最适合横跨具有通航要求河道的钢结构形式桥梁的架设施工，对于我国铁路、公路、市政等横跨通航河道的钢结构桥梁工程施工有着非常强的适用性和优越性。

Description

一种钢系杆拱桥整体浮吊架设施工方法

技术领域

本发明涉及一种钢系杆拱桥整体浮吊架设施工方法，属于桥梁施工技术领域。

背景技术

丹阳市吕东大桥是京杭运河上的一座桥梁，桥梁全长294.77m，其中主桥全长110m，采用下承式钢管混凝土系杆拱桥。主桥上部结构采用110m单跨钢管混凝土系杆拱，为刚性系杆刚性拱，计算跨径L＝107.2m，拱轴线为二次抛物线，矢跨比为1/5.36，矢高为20m。鉴于京杭运河为通航河道，为减少断航和碍航时间，设计采用陆上整体拼装，后期整体浮运架设施工方法。由于拱桥跨度大，采用现有技术进行浮吊施工，在架设施工的安全性以及占用航道的时间上存在许多不确定性，因此，如何在占用航道时间最少的情况下快速、安全、有效地完成钢系杆拱桥的整体架设施工，是施工中亟待解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明提供了一种施工安全风险小，占用航道时间短，能快速有效的完成钢系杆拱桥的整体架设施工的施工方法。

本发明是通过如下技术方案来实现的：一种钢系杆拱桥整体浮吊架设施工方法，钢系杆拱桥采用在岸侧整体拼装，后期整体架设施工，采用1#浮吊船和2#浮吊船两台浮吊船进行整体浮吊架设施工，其特征是：按如下步骤施工：

(1)浮吊船的地锚设置：在河岸两侧分别埋设若干个地锚，其中，至少有1#地锚、2#地锚、3#地锚、4#地锚、5#地锚位于同一岸侧并沿河岸依次分布，至少有6#地锚、7#地锚、8#地锚、9#地锚、10#地锚位于另一岸侧并沿河岸依次分布，且5#地锚和10#地锚设置在桥梁主墩位置处；

(2)浮吊船整体试吊：每台浮吊船上在其前后两端各设置有两台固定卷扬机，利用钢丝绳将地锚与两条浮吊船上的固定卷扬机连接形成牵引绳，并通过控制牵引绳将两台浮吊船固定在水面岸侧，同时在钢系杆拱桥上设置吊点，两台浮吊船的吊机分别与钢系杆拱桥上的吊点连接，然后两台吊机同时起吊使钢系杆拱桥脱离混凝土台座20cm时停止起吊，稳定并检查拱桥无误后，再继续起吊至安全高度；

(3)浮吊船同步后退：通过控制牵引绳及利用浮吊船的自身动力使两台浮吊船同步向后退至一定距离，并通过控制牵引绳将两台浮吊船固定在水面上；

(4)浮吊船同步旋转90°：通过改变钢丝绳的地锚位置并控制钢丝绳的施力使两台浮吊船同步旋转90°使拱桥朝向桥位处，旋转到位后通过控制钢丝绳稳定两台浮吊船的姿态；

(5)浮吊船向桥位处移动就位：通过两台浮吊船的自身动力向桥位处水平移动，直至靠近桥位处，并通过控制牵引绳将两台浮吊船固定在水面上；

(6)人工桥位处精度调整、落桥：在主墩位置通过手动葫芦配合钢丝绳进行横桥向及顺桥向两个方向的精度调整，待精度调整完成后，浮吊船释放吊索钢丝绳进行落桥工作。

进一步的，所述的地锚为1.5m深木桩。

进一步的，步骤(2)中，每台浮吊船的前部的两台固定卷扬机及后部的两台固定卷扬机分别通过钢丝绳与对应岸侧的两个地锚交叉连接形成“X”型的十字缆。

进一步的，步骤(3)中，两台浮吊船通过控制牵引绳同步后退是通过收紧浮吊船后部的牵引绳并同时释放浮吊船前部的牵引绳来实现的。

进一步的，步骤(4)中是按照如下步骤进行的：a:更改牵引绳：将连接两台浮吊船上的固定卷扬机的钢丝绳从地锚上解除，然后将连接浮吊船前部两台固定卷扬机的两条钢丝绳中的远离桥梁主墩的一条钢丝绳更改至10#地锚上，将该两条钢丝绳中的另一条钢丝绳更改至5#地锚上并放松，将连接浮吊船后部两台固定卷扬机的两条钢丝绳中的靠近桥梁主墩的一条钢丝绳更改至1#地锚上，将该两条钢丝绳中的另一条钢丝绳更改至6#地锚上并放松；b:浮吊船旋转：通过收紧与10#地锚和1#地锚连接的钢丝绳来给两台浮吊船施加外部牵引力来牵引浮吊船旋转，其中以1#浮吊船上与10#地锚连接的钢丝绳及2#浮吊船上与1#地锚连接的钢丝绳的牵引动力为主；c:稳固定位：在两台浮吊船旋转到位后停止收紧与10#地锚和1#地锚连接的钢丝绳，与此同时对与5#地锚和6#地锚连接的钢丝绳进行收紧，直至稳定浮吊船姿态。

进一步的，两台浮吊船在水面上的固定是通过收紧连接在浮吊船前后端的牵引绳来实现的。

本发明的有益效果是：本发明的施工方法适应性强，应用范围广，可根据钢系杆拱桥的整体吊装的重量以及现场情况选择合理的浮吊船吨位，可适合于不同尺寸规格的钢系杆拱桥整体浮吊架设施工，其施工安全风险小，占用航道时间短，最适合横跨具有通航要求河道的钢结构形式桥梁的架设施工，其大大提高了整体架设效率，缩短了占用航道时间，且几乎无任何辅助材料的投入使用。对于我国铁路、公路、市政等横跨通航河道的钢结构桥梁工程施工有着非常强的适用性和优越性。

附图说明

图1为具体实施例中钢系杆拱桥整体浮吊架设中地锚及牵引绳布置图；

图2为具体实施例中钢系杆拱桥整体浮吊架设中进行整体试吊工作布置图；

图3为具体实施例中钢系杆拱桥整体浮吊架设中浮吊船同步后退布置图；

图4为具体实施例中钢系杆拱桥整体浮吊架设中浮吊船开始同步90°旋转布置图；

图5为具体实施例中钢系杆拱桥整体浮吊架设中浮吊船同步90°旋转完成后平面布置图；

图6为具体实施例中钢系杆拱桥整体浮吊架设中浮吊船移动至桥位处平面布置图；

图7为具体实施例中钢系杆拱桥整体浮吊架设中横桥向人工精度调整示意图；

图8为具体实施例中钢系杆拱桥整体浮吊架设中顺向人工精度调整示意图；

图中：1、1#地锚；2、2#地锚；3、3#地锚；4、4#地锚；5、5#地锚；6、6#地锚；7、7#地锚；8、8#地锚；9、9#地锚；10、10#地锚；11、1#牵引绳；12、2#牵引绳；13、3#牵引绳；14、4#牵引绳；15、5#牵引绳；16、6#牵引绳；17、7#牵引绳；18、8#牵引绳；19、支座；20、支撑架；21、劲性骨架；22、临时中横梁；23、1#手拉葫芦导链；24、2#手拉葫芦导链；25、支座螺栓；26、5-1#手拉葫芦导链，27、钢系杆拱桥，28、1#浮吊船，29、2#浮吊船，30、4#主墩，31、5#主墩。

具体实施方式

下面通过非限定性的实施例并结合附图对本发明作进一步的说明：

如附图所示，吕东大桥主桥为钢系杆拱桥，采用岸侧整体拼装，后期整体架设施工，采用两台浮吊船：1#浮吊船28、2#浮吊船29进行整体浮吊架设施工，整体浮吊架设施工主要包括：浮吊船的地锚设置；浮吊船的整体试吊；浮吊船的同步后退；浮吊船同步顺时针旋转90°；浮吊船向桥位方向移动就位；人工桥位处精度调整、落桥。

通过计算拱桥在岸边拼装台座的吊距、吊高以及在主墩位处的吊距、吊高来选用合理起吊重量的浮吊船。其具体施工步骤如下：

1、浮吊船的地锚设置：

在河岸两侧分别埋设若干个地锚，其中，至少有1#地锚1、2#地锚2、3#地锚3、4#地锚4、5#地锚5位于同一岸侧并沿河岸依次分布，至少有6#地锚6、7#地锚7、8#地锚8、9#地锚9、10#地锚10位于另一岸侧并沿河岸依次分布，且5#地锚5设置在5#主墩31处，10#地锚10设置4#主墩30处，1#地锚1、2#地锚2对应设在2#浮吊船的前方位置，6#地锚6、7#地锚7对应设在2#浮吊船的后方位置，3#地锚3、4#地锚4对应设在1#浮吊船的前方位置，8#地锚8、9#地锚9对应设在1#浮吊船的后方位置，具体设置如附图1所示。

地锚位置以及数量是根据浮吊船在吊装过程中水中定位来设置的，通过前期起吊、吊装过程转体以及后期吊装就位的具体浮吊船水中位置来确定。

2、浮吊船整体试吊：

如附图2所示，浮吊船整体试吊是通过两台浮吊船整体起吊进行。在1#浮吊船28的前后端各设有两台固定卷扬机，在2#浮吊船29的前后端也各设有两台固定卷扬机，利用钢丝绳将对应的地锚与两条浮吊船上的固定卷扬机连接形成牵引绳。其中，1#地锚1和2#地锚2分别通过1#牵引绳11和2#牵引绳12与2#浮吊船前部的两台固定卷扬机连接，1#牵引绳11和2#牵引绳12交叉形成“X”型的十字缆，6#地锚6和7#地锚7分别通过5#牵引绳15和6#牵引绳16与2#浮吊船后部的两台固定卷扬机连接，5#牵引绳15和6#牵引绳16交叉形成“X”型的十字缆，3#地锚3和4#地锚5分别通过3#牵引绳13和4#牵引绳14与1#浮吊船前部的两台固定卷扬机连接，3#牵引绳13和4#牵引绳14交叉形成“X”型的十字缆，8#地锚8和9#地锚9分别通过7#牵引绳17和8#牵引绳18与1#浮吊船前部的两台固定卷扬机连接，7#牵引绳17和8#牵引绳18交叉形成“X”型的十字缆。在钢系杆拱桥27上设置两个吊点，两台浮吊船的吊机通过吊索钢丝绳分别与钢系杆拱桥上设置的吊点连接。然后通过收紧上述的8条牵引绳将两台浮吊船固定在水面岸侧。

准备工作完成后，浮吊指挥下达统一指令，两台浮吊缓缓起吊，当拱桥脱离混凝土台座20cm时，浮吊指挥下达停机指令，稳定拱桥，并对拱桥进行全面检查，观察变形情况等，一切无误后，继续起吊至一定安全高度(离地2m)。起吊过程中，应有专人察看吊点处钢丝绳的松紧情况，发现安全隐患应立即暂停起吊，进行处理。

3、浮吊船同步后退：

浮吊船同步后退是通过两台浮吊船尾部牵引绳以及自身动力协同进行的，如附图3所示，通过收紧1#浮吊船28尾部的7#牵引绳17和8#牵引绳18及同时收紧2#浮吊船29尾部的5#牵引绳15和6#牵引绳16来提供动力进行同步后退，同时通过浮吊船自身的动力来提供后退推力。与此同时释放两台浮吊船头部的1#牵引绳11、2#牵引绳12、3#牵引绳13、4#牵引绳14，待后退至一定距离(20m)后，停止收紧5#牵引绳15、6#牵引绳16、7#牵引绳17、8#牵引绳18，并通过紧固1#牵引绳11、2#牵引绳12、3#牵引绳13、4#牵引绳14来制动两台浮吊船，待8根牵引绳全部紧固稳定后，两台浮吊船即固定在水面上，即完成了浮吊船同步后退的施工工序。

4、浮吊船同步顺时针旋转90°：

浮吊船同步顺时针旋转90°是通过变换钢丝绳的地锚位置来调整浮吊船姿态。其具体步骤如下：

a:更改牵引绳：将连接两台浮吊船上的固定卷扬机的牵引绳从地锚上解除，然后将2#牵引绳12、4#牵引绳14更改至10#地锚10上，将5#牵引绳15、7#牵引绳17更改至1#地锚1上，与此同时将1#牵引绳1、3#牵引绳3更改至5#地锚5上并放松，将6#牵引绳16、8#牵引绳18更改至6#地锚6上并放松。

b:浮吊船旋转：通过收紧2#牵引绳12、4#牵引绳14、5#牵引绳15、7#牵引绳17来给两台浮吊船施加外部顺时针方向牵引力来牵引浮吊船向顺时针方向旋转，在水流的作用下能够有效、快速的调整浮吊姿态，其中以4#牵引绳14、5#牵引绳15的牵引动力为主，直至旋转就位，如附图4所示。

c:稳固定位：在两台浮吊船旋转至90°时停止收缩2#牵引绳12、4#牵引绳14、5#牵引绳15、7#牵引绳17，与此同时对1#牵引绳1、3#牵引绳3、6#牵引绳16、8#牵引绳18进行收缩收紧，直至稳定浮吊船姿态，如附图5所示。

5、浮吊船向桥位处移动就位：

浮吊船向桥位方向移动就位是通过浮吊船自身动力向桥位处行驶，直至靠近桥位处。具体步骤如下：

待浮吊船顺时针旋转完成后，应向桥位方向处水平移动，在水流及浮吊船自身动力的作用下形成移动的动力向桥位处移动。在启动浮吊船自身动力后浮吊船缓慢向桥位处移动，与此同时缓慢释放5#牵引绳15、6#牵引绳16、7#牵引绳17、8#牵引绳18，并根据前进速度收缩1#牵引绳11、2#牵引绳12、3#牵引绳13、4#牵引绳14，直至浮吊船顺流行驶至距离设计桥位10m处停止动力航行，并通过收紧8根牵引绳来固定两台浮吊船的水面位置。

待浮吊船稳定后，通过收缩浮吊主钩上吊索钢丝绳来提高拱桥的高度，直至超过桥位设计标高1m，待稳定后通过收缩1#牵引绳11、2#牵引绳12、3#牵引绳13、4#牵引绳14来提供前进动力，将拱桥缓慢浮运至桥位处。并再次通过收紧8根牵引绳来固定两台浮吊船的水面位置，具体平面布置如附图6所示。6、人工桥位处精度调整、落桥：

人工桥位处精度调整、落桥是通过在主墩位置通过手动葫芦配合钢丝绳进行横桥向及顺桥向两个方向的精度调整，待精度调整完成后，浮吊船释放吊索钢丝绳进行落桥工作。

待浮吊船固定后，进行落桥施工，通过释放浮吊主钩上吊索钢丝绳进行落桥，待落至最后10cm高差范围内，采用人工在主墩上进行精度调整，调整就位后方可落桥。具体操作如下：

(1)横桥向精调：采用手拉葫芦进行微调，一个桥位处设置两个手拉葫芦导链，以5#主墩为例，如附图7所示，1#手拉葫芦导链23通过钢丝绳一端固定在5-1#墩柱的支座19的螺栓25处，另一端通过手拉葫芦固定在5-2#墩柱上的劲性骨架21上；2#手拉葫芦导链24通过钢丝绳一端固定在5-2#墩柱的支座19的螺栓25处，另一端通过手拉葫芦固定在5-1#墩柱上的劲性骨架21上；

如果拱桥向5-2#墩方向偏移，则通过收缩1#手拉葫芦导链23、释放2#手拉葫芦导链24来调节桥位向5-1#墩柱方向移动进行精调。相反，如果拱桥向5-1#墩方向偏移，则通过收缩2#手拉葫芦导链24、释放1#手拉葫芦导链23来调节桥位向5-2#方向移动进行精调。待横桥向位置调整就位后，应同时紧固1#、2#手拉葫芦导链，确保主桥不在横桥向移位。

(2)顺桥向精调：本桥主墩为4#、5#墩，顺桥向调节也是通过手拉葫芦进行精调，具体如附图8所示，在5#主墩上设置(26)5-1#手拉葫芦导链26，一端固定在支座19的螺栓25上，另一端固定在临时中横梁22上；同样在4#主墩上设置4-1#手拉葫芦导链，一端固定在支座螺栓上，另一端固定在临时中横梁上。

如若桥位向5#主墩一侧偏移，则通过收缩4-1#手拉葫芦导链来精确调整；如若主桥向4#主墩一侧偏移，则通过收缩5-1#手拉葫芦导链26进行精确调整，直至顺桥向调整就位后，应两端同时紧固手拉葫芦，确保主桥不在顺桥向移动。

待顺桥向、横桥向精调完成后，应立即对浮吊船下达落桥指令，浮吊船释放主钩钢丝绳，主桥落在支座上的支撑体系上，随后进行后续的固定工作。

本实施例中的其他部分采用已知技术，在此不再赘述。

Claims (6)

1.一种钢系杆拱桥整体浮吊架设施工方法，钢系杆拱桥采用在岸侧整体拼装，后期整体架设施工，采用1#浮吊船(28)和2#浮吊船(29)两台浮吊船进行整体浮吊架设施工，其特征是：按如下步骤施工：

(1)浮吊船的地锚设置：在河岸两侧分别埋设若干个地锚，其中，至少有1#地锚(1)、2#地锚(2)、3#地锚(3)、4#地锚(4)、5#地锚(5)位于同一岸侧并沿河岸依次分布，至少有6#地锚(6)、7#地锚(7)、8#地锚(8)、9#地锚(9)、10#地锚(10)位于另一岸侧并沿河岸依次分布，且5#地锚(5)和10#地锚(10)设置在桥梁主墩位置处；

(2)浮吊船整体试吊：每台浮吊船上在其前后两端各设置有两台固定卷扬机，利用钢丝绳将地锚与两条浮吊船上的固定卷扬机连接形成牵引绳，并通过控制牵引绳将两台浮吊船固定在水面岸侧，同时在钢系杆拱桥上设置吊点，两台浮吊船的吊机分别与钢系杆拱桥上的吊点连接，然后两台吊机同时起吊使钢系杆拱桥脱离混凝土台座20cm时停止起吊，稳定并检查拱桥无误后，再继续起吊至安全高度；

(3)浮吊船同步后退：通过控制牵引绳及利用浮吊船的自身动力使两台浮吊船同步向后退至一定距离，并通过控制牵引绳将两台浮吊船固定在水面上；

(4)浮吊船同步旋转90°：通过改变钢丝绳的地锚位置并控制钢丝绳的施力使两台浮吊船同步旋转90°使拱桥朝向桥位处，旋转到位后通过控制钢丝绳稳定两台浮吊船的姿态；

(5)浮吊船向桥位处移动就位：通过两台浮吊船的自身动力向桥位处水平移动，直至靠近桥位处，并通过控制牵引绳将两台浮吊船固定在水面上；

(6)人工桥位处精度调整、落桥：在主墩位置通过手动葫芦配合钢丝绳进行横桥向及顺桥向两个方向的精度调整，待精度调整完成后，浮吊船释放吊索钢丝绳进行落桥工作。

2.根据权利要求1所述的钢系杆拱桥整体浮吊架设施工方法，其特征是：所述的地锚为1.5m深木桩。

3.根据权利要求1或2所述的钢系杆拱桥整体浮吊架设施工方法，其特征是：步骤(2)中，每台浮吊船的前部的两台固定卷扬机及后部的两台固定卷扬机分别通过钢丝绳与对应岸侧的两个地锚交叉连接形成“X”型的十字缆。

4.根据权利要求1或2所述的钢系杆拱桥整体浮吊架设施工方法，其特征是：步骤(3)中，两台浮吊船通过控制牵引绳同步后退是通过收紧浮吊船后部的牵引绳并同时释放浮吊船前部的牵引绳来实现的。

5.根据权利要求1或2所述的钢系杆拱桥整体浮吊架设施工方法，其特征是：步骤(4)中是按照如下步骤进行的：

a:更改牵引绳：将连接两台浮吊船上的固定卷扬机的钢丝绳从地锚上解除，然后将连接浮吊船前部两台固定卷扬机的两条钢丝绳中的远离桥梁主墩的一条钢丝绳更改至10#地锚(10)上，将该两条钢丝绳中的另一条钢丝绳更改至5#地锚(5)上并放松，将连接浮吊船后部两台固定卷扬机的两条钢丝绳中的靠近桥梁主墩的一条钢丝绳更改至1#地锚(1)上，将该两条钢丝绳中的另一条钢丝绳更改至6#地锚(6)上并放松；

b:浮吊船旋转：通过收紧与10#地锚(10)和1#地锚(1)连接的钢丝绳来给两台浮吊船施加外部牵引力来牵引浮吊船旋转，其中以1#浮吊船上与10#地锚(10)连接的钢丝绳及2#浮吊船上与1#地锚(1)连接的钢丝绳的牵引动力为主；

c:稳固定位：在两台浮吊船旋转到位后停止收紧与10#地锚(10)和1#地锚(1)连接的钢丝绳，与此同时对与5#地锚(5)和6#地锚(6)连接的钢丝绳进行收紧，直至稳定浮吊船姿态。

6.根据权利要求1或2所述的钢系杆拱桥整体浮吊架设施工方法，其特征是：两台浮吊船在水面上的固定是通过收紧连接在浮吊船前后端的牵引绳来实现的。