[发明专利]跨海多跨提篮拱桥自平衡扣挂施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及桥梁修建方法技术领域，更具体地说，涉及跨海多跨提篮拱桥自平衡扣挂施工方法。

背景技术

随着我国铁路、高速公路建设项目的日益增多，建设大跨度拱桥、多跨拱桥的需求也越来越多。目前，桥梁建设施工方法主要为支架法、转体施工法和斜拉扣挂法。工程建设单位一般会根据工程建设项目的具体需求和工程所处的地理环境采用相应的施工方法或是改进现有的施工方法，但传统的施工方法投入的成本大，且受施工现场的地形限制，施工面较小。

某工程项目为建设一座跨海多跨提篮拱桥，该工程主桥跨越海面，整桥是以主跨为中心的对称结构，钢结构拱肋为内倾9度的提篮拱，当地气候条件恶劣、大风天气多，对施工的技术要求高同时对施工工期也有一定的要求。

采用目前较为常见的斜拉扣挂法安装钢拱桥，不仅需要大量的钢绞线作为锚索，而且需要强大的后锚，投入非常大。而建设多跨提篮拱桥还存在以下技术难点：多跨提篮拱桥的拱肋在焊接时变形控制难度大；多跨提篮拱桥的拱肋和桥面系由于拼接接头非常多，线性、对应点高程控制难度大；地面组对在海中筑岛的施工场地狭窄。现有的多跨提篮拱桥采用逐跨扣挂安装技术，此安装技术工期长。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供了跨海多跨提篮拱桥自平衡扣挂施工方法，该方法不仅继承了斜拉扣挂安装技术的优点，还克服了斜拉扣挂安装技术的缺点，省去了锚索材料，减少了大型临建工程量，还拓展了桥梁安装的施工面，由原来的同跨对称悬拼拓展为两跨甚至三跨同时施工，提高了工作效率，缩短了施工时间，对加快施工进度起到了决定性作用，且大大降低了施工成本，适用于多跨大型桥梁的施工。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的跨海多跨提篮拱桥自平衡扣挂施工方法，包括以下步骤：

一、38#墩与39#墩之间的次边跨拱肋分四段采用扣挂法安装，其中拱肋段C2+C3+C4、C5+C6和中跨对应节段利用自平衡对称悬拼，次边跨拱肋段C2+C3+C4对应中跨拱肋段Z2+Z3+Z4，次边跨拱肋段C5+C6对应中跨拱肋段Z5+Z6；

38#墩、39#墩、40#墩和41#墩设置有扣塔，所述的扣塔共设置三层分配梁，塔顶设两道压塔索，塔架顺桥向两侧设置平衡索，平衡索一端挂在扣塔的扣锚梁上，另一端挂在临时锚点上，次边跨拱肋段C2+C3+C4安装，吊车站在拱脚内侧，组焊合格的拱肋运至吊装区域，卸车转体，吊起就位，拱肋段C2+C3+C4下端通过码板与拱脚连接，组对焊缝并安装高强螺栓，拱肋段C2+C3+C4上端将已准备好的扣索一端穿入扣点，另一端与扣锚梁连接，扣锚梁对应端下口设置吊耳，通过钢丝绳临时挂在锚点上，当扣索受力时，同时收紧平衡索，使塔架保持平衡，实现吊车与扣索受力转换，挂设两侧缆风绳，测量定位，符合图纸要求，摘除钩头，为了防止扣索、锚索钢绞线在风振情况下松脱，在锚垫板后部加限位板固定，防止夹片脱落；

二、39#墩同侧对应段安装完成，吊车绕到39#墩另一侧，安装中跨拱肋段Z2+Z3+Z4，吊车站拱肋段内侧吊装就位，拱肋段Z2+Z3+Z4下端组对焊缝并安装高强螺栓，拱肋段Z2+Z3+Z4上端安装扣索，扣索另一端扣挂到对应的次边跨扣锚梁的另一端即平衡索上部，扣索逐步受力，吊车逐渐卸载，扣索完全受力，与对应次边跨扣索受力近似，整个扣挂体系达到自平衡后拆除该平衡索；

三、次边跨拱肋段C5+C6吊装，吊车站在C5、C6之间，该拱肋段吊装就位，拱肋段C5+C6下端组对焊缝，拱肋段C5+C6上端进行扣挂作业，并挂设临时缆风绳，扣锚梁的另一端挂平衡索；

四、中跨3拱肋段Z5+Z6安装，吊车站位Z5、Z6之间，该拱肋段吊装就位，拱肋段Z5+Z6下端组对焊缝，拱肋段Z5+Z6上端进行扣挂作业，并挂设侧向缆风绳，扣索的另一端挂对应的挂扣锚梁一端即平衡索上部，保持扣挂体系自平衡，拆除平衡索。同时在拱肋下吊杆位置放置对应的桥面纵梁，并与拱肋连接，增加扣挂体系稳定性。

作为本发明更进一步地改进，利用有限元计算软件MIDAS CIVIL对整个实施过程建立了力学模型，对各个施工阶段各个工况进行了精密的力学分析。

作为本发明更进一步地改进，利用计算机数字模拟三维建模，精确定位扣点、锚点、拱肋和扣塔等。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果：