钢管柱支撑汽车吊配合安装钢管拱施工技术

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1、钢管柱支撑汽车吊配合安装钢管拱施工技术： Double-track Bridge Concrete filled steel tubular arch bridge on Jialing River of Guangyuan as an example，this bridge is through arch bridge with Beaming before Arching method， and arch rib with construction of trestle method. To avoid vertical rotating construction of the high

2、risk and high cost ， the implementation of construction technology of steel pipe arch installation with steel pile supporting truck solves the problems of tight arch rib hoisting schedule ， safety risk ， and greatly accelerates the construction schedule.1 概述连续梁 - 钢管混凝土拱桥是近几年发展的一种新桥型，是将连续梁与钢管混凝土构件结合起

3、来的一种建桥技术。 该桥型充分发挥了拱和梁在受力方面的优点， 具有跨越能力大、 结构刚度大 的特点，因此比较适用于承受较大竖向荷载的大跨度铁路桥梁。并且该种类型桥梁呈现出美观的造型和优良的技术经济指标， 特 别适合高标准铁路建设的需要。兰渝铁路广元嘉陵江双线特大桥位于四川省广元市盘龙镇，横跨嘉陵江， 该桥为三向预应力混凝土连续梁钢管混凝土拱组合结构， 主桥跨径172m， 桥面宽13m， 为双线铁路客货共用桥梁。主桥上部形式为(82+172+82) m, C55预应力混凝土连续梁-拱组合桥。该桥拱肋计算跨度为L=172.0m,设计矢高34.40m,矢跨比 f/L=1 ： 5，拱轴线采用二次抛物线

4、；拱肋为钢管砼结构，采用等高哑铃形截面，截面高度3.1m。每极拱肋划分为19运输节段运输，运输节段最大长度为14m,运输节段两两组拼成吊装节段。吊装节段最大长度为26.3m,单节最大吊重37.6t。2 施工原理及特点在进行先拱后桥的钢管拱安装过程时， 首先在桥墩下进行钢管拱拱肋的工装组拼， 利用码板和千斤顶进行钢管的校正、 调整对位后进行施焊；利用桥面吊车进行支墩和钢管拱的吊装就位；在桥面上， 采用钢管焊接成的临时支墩作为吊装支架； 利用运梁小车、吊车进行支墩的上桥、桥面运输及吊装就位；利用特制钢管拱角钢爬梯进行拱肋操作平台的搭设。 该方法适用于跨度较小的采用“先梁后拱法”施工且能够提供汽车吊

5、工作场地的公路、铁路钢管混凝土系杆拱桥的钢管拱肋吊装施工。该施工方法有以下几个特点：施工方法简单，易于操作，安全可靠，施工周期短；钢管墩支架和钢管拱全部通过吊车和运梁小车整体运输到位安装；支墩利用连续梁预留精轧螺纹钢、缆风绳、压板固定，不需地基处理， 安全性高； 利用特制的钢管拱角钢爬梯搭设作为钢管的对位、 施焊的操作平台， 该方法具有搭设多样性、 简单、 实用、 安全可靠等优点； 自制的加宽凹槽型运梁小车不需要葫芦、 杂木等， 能够起到平稳运输的作用。 为了保证拱肋线型测量精度， 在拱肋的上下弦管离端口最近的吊杆孔顶面上焊接一定长度的丝杆，然后在丝杆上拧上棱镜头，以便随时进行观测。3 施工操

6、作要点3.1 钢管柱支撑的制作及拼装在每两节钢管拱肋接头处设置一组钢管柱支撑，全桥支架布置如图 1 所示。钢管柱在桥下制作， 利用桥面两台吊车将其吊装到桥面平板运梁小车上，再利用桥面卷扬机顺桥向拖拉运梁小车至指定位置，然后利用吊车竖立就位。钢管柱支撑结构与构造：用60010mm勺圆柱钢管作为钢管拱肋的支撑架 （布置在钢管拱肋的对接处， 根据不同的矢高设置不同钢管柱支撑高度）。每个钢管拱接头处设置一组钢管立柱，全桥共14组支撑（如图1所示），每组支撑由四根 60010mm钢管立柱组成，横向中心距及纵向中心距均为2m,靠桥边缘的立柱中心距桥边缘为450mm立柱顶部至底部每隔4m采用20工字钢四面焊

7、接，横向连接杆均采用 30 工字钢，间距7.7m ，纵向连接采用 18 工字钢焊接联系加固，如图 2 所示。3.2 钢管柱支撑的固定在该桥施工中，由于钢管柱支撑处于铁路连续梁桥面上，桥面较窄（13M，左右两侧都是河流，无法进行锚固。 因而， 如何保证钢管柱支撑的稳定性是钢管拱肋吊装对位的关键。 支架在左边桥面的外侧利用翼板夹工字钢勾在桥面翼缘板上； 右侧利用桥面预应力钢筋进行紧固。 连接构造如3 、 4 所示。钢管柱支撑的横向连接杆均采用 30 工字钢连接， 间距 7.7m，1#与 3# 、 2#与 4#、 11#与 13#、 12#与 14# 的纵向连接方法采用18工字钢焊接联系加固。支撑搭

8、设完后利用桥面上的精轧螺纹钢，采取缆风绳固定措施，以减小其变形，提高其稳定性。检查合格后， 允许交付使用。 两两支撑间布置两道墩顶缆风绳加强其纵向稳定性， 缆风绳利固定方用桥面竖向预应力张拉精轧螺纹钢进行固定，如图 5 所示。 钢管柱支撑上桥后采用桥面两台运梁小车通过卷扬机将其拖拉到位。吊装时使用两台 100t 吊车配合安装， 其中一台吊车为主要吊装设备， 另外一台辅助进行支撑在桥面上的竖向转体，如图 6 所示。汽车吊上桥前，需经设计单位就其工作过程中对梁体结构安全的影响进行受力检算， 并同意汽车吊上桥工作，方可实施桥上作业。3.3 拱肋的上桥及运输钢管拱现场大节段拼装完成后，利用桥上吊车将其

9、吊上桥面，通过运梁小车移动到安装位置下方，如图 7 所示，再次架设两台吊车就位实施吊装作业。由于每次吊装钢管拱肋上桥及安装工作都要移动吊车， 综合考虑， 每次吊车从桥下吊钢管拱为两段， 待安装完成后再进行下一次钢管拱上桥吊装工作， 共需不少于 9 次来回吊装， 比较经济合理。钢管拱肋吊装的吊点设置： 在吊装前首先在拱肋上弦管的顶面轴线上焊接两个吊耳。吊耳采用t=20mm的Q345d钢板，焊接形式为坡口焊接， 焊缝全熔透焊接， 吊耳两侧用三角板加固焊接，焊缝高度均不小于16mm。如图 8 所示， 为了更好地将哑铃型截面快速固定到运梁小车上， 特制了加宽凹槽型拱肋运输小车， 即在一般常见的小车上把

10、轨距加大，并在小车上加设两排30 工字钢分配梁，并按照稍大于拱肋直径的尺寸在分配梁上焊接成凹槽型支撑， 并在斜支撑上焊及使用接钢筋梯步方便拱肋吊装对位过程中人员的行走。 此小车不需要葫芦、杂木等，能够起到平稳运输的作用，并取得了很好的效果。3.4 拱肋桥上吊装与定位3.4.1 吊前准备工作在进行钢管拱肋吊装之前，需确认拱肋线型满足设计要求， 按照要求如实填写吊前检查表， 并确认钢管柱支撑是否满足要求， 保证测量数据的准确性和真实性。 在取得吊装许可后，方可进行吊装作业。吊装前做好以下准备工作： 测量人员需及时到位， 并做好各项准备工作， 其余各岗位人员需在吊装现场， 保证信息交流的畅通。检查测

11、量仪器和设备，将现场零碎物件清理干净，保持现场通道的畅通， 在施工工作区域设置警示牌， 并安排看守人员值班。3.4.2 拱肋的吊装就位钢管拱肋的安装顺序为两边向中间安装， 最后安装合龙段。 钢管拱拱肋吊装通过桥面两台吊车同时起吊拱肋两端的吊耳的方式实现。 拱肋在缓慢起吊后， 需慢慢调整到就位角度吊装。将拱肋吊至钢管柱支撑上相应支点进行粗对位后， 利用全站仪，通过焊接在拱肋端头的棱镜仪对拱肋的轴线及标高进行观测，得出调整指令后，使用斜撑及钢楔子对位，准备手拉葫芦及千斤顶，进行微调精准对位。钢管拱肋接头满足焊接要求后，方可进行下一阶段钢管拱肋的吊装。为确保施工安全， 在各拱肋吊装段的调校、 码板临

12、时焊接时，吊车不松钩，直至拱肋对接焊缝及端头斜撑及支垫焊接牢固后吊车才能松钩。钢管柱支撑墩顶支承点应在钢管拱节点附近，顶面应有操作平台和斜撑固定。利用特制的钢管拱角钢爬梯搭设作为钢管拱肋节段的对位、施焊的操作平台，该方法具有搭设多样性、简单、实用、安全可靠等优点，如图 9 所示。安装完第一段钢管拱肋（第一段左右两极及横撑焊接完成），拆除之前安装的钢管柱支撑的横向连接钢管， 其它以此类推， 在 安装完本节段后拆除钢管柱支撑的横向连接。钢管拱整体的安装精度由合龙段保证， 合龙段按照实际安装测量数据确定，工厂制作合龙段时，每端长度增加200mm留有切割余量以保证钢管拱整体合龙精度。 与合龙段对接的第

13、四段拱肋设计活动内套管，对位后，移动栓销将内导管拉出，插入合龙段，精心定位，提高对位精度、减小接头错边量。在安装合龙段时应严格按照设计要求， 合龙时间在满足设计 对温度要求的前提下，选择全天温度较为稳定的时间段。3.5 拱肋测量、监控方法拱肋在吊装时需进行准确定位，吊装时拱肋的定位难度较大， 因为测量人员很难直接上到正在吊装的拱肋上进行测量， 同时对测量人员的安全威胁很大， 也很难保证测量精度。 为了保证测量拱肋线型精度和监测拱肋标高， 可在拱肋的上下弦管上、 离端口最近的吊杆孔顶面上 （第四节段焊接在距离端头30cm位置）焊接一定长度的丝杆，然后在丝杆上拧上棱镜头，以便于随时都能观测。丝杆的

14、安装必须位置准确、牢固可靠，丝杆必须垂直于拱肋。丝杆焊接后必须进行复核，如焊接不能满足要求时需重新进行焊接， 以便保证测量的精度， 焊 接完成后需请监控单位对焊接质量及位置进行确认。为了使大桥竣工后的拱肋线形满足设计及 TB10752-2010高速铁路桥涵工程施工质量验收标准 相关条款要求。 拱肋定位测量采用经过鉴定的智能型全站仪进行测量。 将全站仪架在视野较开阔的地势，采用后方交会法同时配合三角高程测量相互校核，为了提高测量精度，采用三个已知点进行交会测量，然后再取平均值， 作为控制点坐标。 在拱肋吊装时再对安装在拱肋上的棱镜进行三角高程的测量，先将测出的高程与设计高程进行对比，再通过千斤顶

15、对拱肋的高程进行调整至设计高程。3.6 钢管柱支撑的拆除在钢管拱肋完成拱肋及所有横撑焊接并检验合格后， 方可进行钢管柱支撑的拆除。 钢管柱支撑的拆除顺序为从跨中到两端， 上下游同时进行。 首先把支撑顶部与拱肋连接的部分从拱肋上割开， 采用吊车吊起支撑顶部； 然后把支撑底部割离，并采用千斤扣顶把钢管柱支撑顶离桥面1cm；再采用桥面吊车把钢管柱支撑吊到运梁小车上； 最后由吊车配合卷扬机牵引运梁小车，缓慢地将钢管柱平放到运梁小车上，如图 10所示。钢管柱支撑下桥同样采用桥面两台吊车同时起吊下桥的方式。在进行支撑解体施工的过程中，为减少对吊车的依赖，采用两侧用手拉葫芦固定在相邻支撑上的方法，逐步对其进行解体。4 总结钢管柱支撑施工方法较为简单， 关键在于支架结构的选择和支架的搭设。 采用大直径钢管作支架， 利用大吨位吊机搭设支架和安装钢管拱， 大大减少了高空作业量， 最大限度地保障了施工作业人员的安全。 支架施工方法在小跨度钢管混凝土拱桥中应用最普及，方法简单，易于掌握，与其他施工方相比较，综合投入 较少，工期短，施工安全可靠，值得参考和借鉴。