一種中承式鋼箱系桿拱橋敞口格構式鋼梁整節段架設方法
【技術領域】
[0001]本發明用于橋梁施工技術領域，特別是涉及一種中承式鋼箱系桿拱橋敞口格構式鋼梁整節段架設方法。
【背景技術】
[0002]隨著我國公路、鐵路快速路網的大規模建設，大量跨江、河、海橋梁紛紛興建，鋼混疊合梁是各種拱橋、斜拉橋、懸索橋常見的承重結構之一。對于按先架設鋼梁后安裝混凝土橋面板順序架設的鋼梁，此時的鋼梁往往是敞口格構式的，此種主梁安裝施工一般方法為:先架設鋼梁，再安裝混凝土橋面板，最后澆筑混凝土橋面板之間的濕接縫。混凝土橋面板安裝以前，鋼梁中間的鋼混疊合梁部分僅僅只有一些鋼橫梁、鋼縱梁組成的框格式結構，這種框格結構上下是敞口的，沒有頂板及底板，故稱為敞口格構式鋼梁。此種結構整體剛度小，整體架設時極易變形，架設困難。這種結構形式的鋼梁，有多種施工方案可供選擇，需要精心設計，選擇最合理、最經濟的方案。
[0003]鋼混疊合梁結構中的鋼梁架設常規施工方法:散拼法和整節段吊裝法。
[0004](I)散拼法。采用浮吊在水中或軌行在已架鋼梁面上的回轉吊機進行單構件吊裝架設，先依次吊裝兩側的邊箱梁，分別安裝兩側吊桿，再吊裝中間的格構式框架(即鋼橫梁和縱梁)，將邊箱梁、格構式框架焊接稱為一整體，然后繼續安裝下一節段。
[0005](2)整節段吊裝法。鋼梁在加工廠里將邊箱梁及格構式框架預先焊接好，整節段運輸至現場，采用大型設備，整節段起吊，可減少空中焊接工作量。整節段吊裝有以下幾種方法:
Ca)纜索吊機法。采用在主墩處設立纜索吊機主塔，拼裝纜索吊機，纜索吊機通常有2組吊鉤，可實現整節段起吊鋼梁。
[0006](b)拱上吊機法。采用自行式拱上吊機安裝，這種吊機可在拱頂軌道上自由行走，作業工況下錨固于軌道上，主臂可360°旋轉，采用兩側拱肋上的2臺吊機通過專用吊具實行抬吊可實現整節段起吊。
[0007](C)大型浮吊法。采用水上大噸位浮吊，在水中拋錨定位，可整節段起吊鋼梁。
[0008](d)橋面吊機法。米用橋面吊機施工，橋面吊機可在已架橋面上自由行走，起吊工況下，橋面吊機需要站位在已架設安裝好的鋼梁梁面上，前、后支點抄墊密實，橋面吊機后錨固在已架前一節段頂板上，實現后一節段整節段的起吊。
[0009]現有技術存在如下缺點:
1.散拼法有大量的焊縫在工地現場施焊，安全風險高，一個節段分多次起吊，吊裝數量多，施工周期長，橋下航道占用時間也長，安全風險大，且線形控制和施工質量不易保證，除非特定困難環境下，一般不宜采用這種方法施工。
[0010]2.纜索吊機需要使用大量的鋼材組拼，往往在拱橋中用于拱肋及后續鋼梁的安裝，拼裝成本高。纜索吊機的后錨對地質要求高，后錨施工質量難以保證。纜索吊機對大風天氣較敏感，受臺風影響大，采用纜索吊機有較大的安全風險。
[0011]3.拱上吊機往往應用于桁架橋，利用桁架做行走軌道。鳳凰三橋的拱型為鋼箱拱，無現成軌道可利用，需要花費大量鋼材及人工費用鋪設軌道，還需要加工制造專用吊具，經濟性較差。拱頂最高處距離水面超過80m，高空作業施工風險較高，臺風期安全風險大。
[0012]4.大型浮吊受過往船舶及潮汐影響大，采用浮吊施工，吊船難以穩定，安全風險較高，需要分四面拋設多處鐵錨固定，會嚴重擾亂航道正常通行，封航申請行政審批難度大。
[0013]5.橋面吊機吊裝往往應用于箱型鋼梁，無論是行走還是作業工況，需要堅固密實的橋面支撐其支點，還需要在前一節段的鋼箱梁頂板上單獨設置后錨結構固定，而格構式框架整體剛度小易變形，無法保證正常作業。
【發明內容】
[0014]為解決上述問題，本發明提供一種中承式鋼箱系桿拱橋敞口格構式鋼梁整節段架設方法，解決了在中承式鋼箱系桿拱橋上架設敞口格構式鋼梁采用以往的架設方法進行架設存在的散拼多次吊裝風險高、纜索吊機拼裝設計施工困難及風險高、拱上吊機拼裝困難及安全風險高、大型浮吊拼裝航道風險高、橋面雙汽車吊拼裝需要設置大剛度橋面支撐點及后錨結構等問題，可利用工地現有的進行拱橋三角剛架施工的塔吊拼裝架梁吊機，可省去纜索吊機、拱上吊機軌道及橋面汽車吊機的橋面支撐點等大型臨時結構鋼材料使用，可減少對航道的占用時間和阻礙，真正避開臺風危險和高空危險，還可以保證鋼梁的拼裝線型，確保安全、質量，實現了經濟的最大化。
[0015]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:一種中承式鋼箱系桿拱橋敞口格構式鋼梁整節段架設方法，包括以下步驟:
A.預制敞口格構式鋼梁節段和分配梁，所述敞口格構式鋼梁節段包括兩側的邊箱梁和裝在兩側邊箱梁間的敞口格構結構梁，所述敞口格構結構梁由若干鋼橫梁和鋼縱梁組成上下敞口的框格式結構；
B.在已澆筑的混凝土橋面上拼裝步履式架梁吊機并后錨在混凝土梁上，試吊，首節段敞口格構式鋼梁節段通過運輸船入場，并在吊裝前在敞口格構結構梁內安裝加固連接系，通過步履式架梁吊機架設首節段敞口格構式鋼梁節段，步履式架梁吊機在混凝土橋面上向前行走，調整位置后錨固，仍在混凝土橋面上架設第二節敞口格構式鋼梁節段，安裝首根豎向吊桿并張拉；
C.將分配梁吊裝在已架設好的敞口格構式鋼梁上，步履式架梁吊機前進并準確落在所述分配梁上，將步履式架梁吊機與分配梁固定連接；
D.步履式架梁吊機調整位置后錨固，起吊敞口格構式鋼梁節段，安裝吊桿，調整敞口格構式鋼梁節段位置，并安裝焊接到位，吊桿張拉后，開始進行步履式架梁吊機的前移；
E.重復步驟D直至完成合龍。
[0016]進一步作為本發明技術方案的改進，所述敞口格構式鋼梁節段入場后，運輸船先停靠的主墩旁塔吊附近，利用塔吊在敞口格構結構梁內安裝加固連接系。
[0017]進一步作為本發明技術方案的改進，步驟D中，選擇潮水潮位穩定的時間，申請海事警戒，運輸船在橋面上步履式架梁吊機主臂下方拋錨定位，放下步履式架梁吊機起重臂的鋼絲繩及吊具，安裝吊具與敞口格構式鋼梁節段上吊點之間的鋼銷軸，起吊敞口格構式鋼梁整節段。
[0018]進一步作為本發明技術方案的改進，所述分配梁包括分別與步履式架梁吊機的前支點、前油缸、后油缸、后支點和滑道連接的前支點分配梁、前油缸分配梁、后油缸分配梁、后支點分配梁和新增滑道，所述前支點與支點分配梁、前油缸與前油缸分配梁、后油缸與后油缸分配梁、后支點與后支點分配梁通過焊接卡板焊接，所述滑道與新增滑道通過碼板固定連接，所述新增滑道的前端底部形成上翹的斜面。
[0019]進一步作為本發明技術方案的改進，合龍段的敞口格構式鋼梁節段采用配切-頂推單縫合龍法施工，首先對合龍口進行觀測、配切下料，同時對合龍口一側的已架好的鋼梁向遠離合龍口位置方向頂推一段的位移后固定，起吊合龍段鋼梁，先調整合龍段的敞口格構式鋼梁節段與另一側未頂推的鋼梁位置并馬板固定其相對位置，對接后焊接完成兩者之間的一道合龍焊縫，再將一側已推移出去的鋼梁通過裝置反頂回來，調整合龍縫寬后焊接合龍勁性骨架，最后進行剩下一道合龍焊縫焊接。
[0020]進一步作為本發明技術方案的改進，所述步履式架梁吊機設置兩臺，兩臺步履式架梁吊機聯合進行敞口格構式鋼梁節段安裝架設。
[0021]本發明的有益效果:本發明方法采用步履式架梁吊機進行敞口格構式鋼梁節段安裝架設，充分發揮了步履式架梁吊機行走方便、吊機結構性能移定性的性能優勢，解決了在中承式鋼箱系桿拱橋上架設敞口格構式鋼梁采用以往的架設方法進行架設存在的散拼多次吊裝風險高、纜索吊機拼裝設計施工困難及風險高、拱上吊機拼裝困難及安全風險高、大型浮吊拼裝航道風險高、橋面雙汽車吊拼裝需要設置大剛度橋面支撐點及后錨結構等問題，可利用工地現有的進行拱橋三角剛架施工的塔吊拼裝架梁吊機，可省去纜索吊機、拱上吊機軌道及橋面汽車吊機的橋面支撐點等大型臨時結構鋼材料使用，采用整節段吊裝的方法，減少高空焊接工作量，架設速度快，施工周期短，安全風險小，可減少對航道的占用時間和阻礙，真正避開臺風危險和高空危險，還可以保證鋼梁的拼裝線型，確保安全、質量，實現了經濟的最大化。
[0022]提前設計、制造多種規格的分配梁，用于承載步履式架梁吊機的前支點、前油缸、后油缸、后支點和滑道，將步履式架梁吊機的集中點荷載通過分配梁均勻分配至已架設好的敞口格構式鋼梁節段上，既可以解決步履式架梁吊機施工時“無處落腳”的問題，又能夠減小步履式架梁吊機架梁時承重支點對鋼梁造成的集中荷載，防止步履式架梁吊機支點位置下鋼梁出現變形，與此同時各分配梁等臨時輔助材料使用少，經濟性好。同時提前加工加固連接系，架設前提前對敞口格構結構梁加固，增強鋼梁的穩定性，使鋼梁穩定的安全系數提高至大于4.0，滿