一种钢结构桥梁安装自锚式扣塔施工方法与流程

1.本发明涉及钢结构桥梁安装施工技术领域，尤其是指一种钢结构桥梁安装自锚式扣塔施工方法。


背景技术：

2.大跨度钢结构桥梁一般位于跨海、跨江、跨湖泊、跨峡谷等地方，其结构形式也多种多样，按受力体系可分为梁式桥、拱式桥、悬索桥、斜拉桥、刚桁架桥和组合体系桥等。桥梁的现场安装都要涉及到节段的吊装，悬索桥由于跨度大，通航条件好，吊装利用桥梁主缆索设置桥面吊机来完成，斜拉桥跨度也大，通航条件也好，吊装利用设置在桥面的吊机来完成安装。对于那些不具备类似于悬索桥、斜拉桥安装方法的桥梁，如拱桥、钢桁架桥需要悬臂拼装的桥梁，由于桥位地理位置复杂、交通受限，一般都采取顶推施工法和悬拼施工法。
3.如图1所示，目前悬拼钢结构桥梁施工法设置扣塔的方法，是通过计算后锚力的大小将后锚固点设置在地面上的构筑物上，或者在地面设置后锚构造。但对于无法在地面、或者地面构筑物实施后锚点的情况下，如何完成桥梁的悬臂拼装是亟需解决的问题。


技术实现要素：

4.为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中如何在无法在地面、或者地面构筑物实施后锚点的情况下，通过将后锚点设置在钢结构桥梁本体上，使其形成一个自锚式受力系统后完成桥梁的悬臂拼装。
5.为解决上述技术问题，本发明提供一种钢结构桥梁安装自锚式扣塔施工方法，包括如下步骤：s1：根据拱肋节段划分和吊装方案计算扣塔施工系统中前拉索、后拉索所承受的力；s2：根据前拉索、后拉索所承受的力分别制作扣塔锚梁、扣塔、前拉索、后拉索、后锚点、钢锚箱、钢锚梁和p锚；s3：施工第一号桥墩以及第二号桥墩，在第一号桥墩施工过程中预埋p锚，达到混凝土养护期后将钢锚梁与p锚栓连；s4：将钢梁端横梁吊装至第一号桥墩上，在第一号桥墩到第二号桥墩之间安装钢梁桥面；s5：在第二号桥墩上安装扣塔和扣塔锚梁，并在扣塔的位置设置缆风绳；s6：在钢锚梁和钢梁端横梁的钢锚箱之间安装钢绞线，使其形成一个向桩基传递后拉索竖向分力的通道；s7：在扣塔锚梁两端分别锚固第一对前拉索和后拉索，并将后拉索另一端铰接于后锚点，吊装第一段钢拱肋，并将前拉索另一端铰接于拱肋节段；s8：将拱肋节段进行接口定位，调整前拉索和后拉索的索力，并将拱肋节段的接口焊接；
s9：重复步骤s7至步骤s8，直至完成全部拱肋节段的安装和合拢。
6.在本发明的一种实施方式中，步骤s4中，所述在第一号桥墩到第二号桥墩之间安装钢梁桥面的方法包括：在钢梁端横梁的外侧安装后锚点，在钢梁端横梁的内侧安装钢锚箱，完成后安装钢梁端横梁和第一号桥墩到第二号桥墩之间的钢梁桥面，使其形成一个向第二号桥墩传递后拉索水平分力的通道。
7.在本发明的一种实施方式中，步骤s5中，所述缆风绳设置于扣塔的两侧。
8.在本发明的一种实施方式中，步骤s8中，当拱肋线形达到设定值后开始将拱肋节段的接口焊接，焊接完成后，再次调整前拉索和后拉索并修正线形。
9.本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：本发明所述的一种钢结构桥梁安装自锚式扣塔施工方法，解决了无法在地面、或者地面构筑物实施后锚点问题。
10.本发明通过自锚式结构设计扣塔系统，结合桥梁自身结构特点有效的将施工过程中产生的竖向力依次通过后拉索、后锚点、钢锚箱、钢绞线、钢锚梁、p锚传递到桩基，水平力基本在第二号桥墩两侧达到平衡，消除了水平力对第一号桥墩产生的弯矩，保证拱肋顺利安装。
11.本发明将后锚点设置在钢结构桥梁的某一位置，后拉索产生的水平分力通过钢梁传递到扣塔位置的钢混结合段钢梁，和前拉索产生的水平分力传递到扣塔位置的钢混节段钢梁能够在一定程度上抵消，扣塔位置产生的竖直向下的分力传递到扣塔位置的桥墩，在后锚点处桥墩预设预应力钢绞线，该预应力钢绞线与后锚点相连平衡该部位的竖直向上分力。
附图说明
12.为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中图1是目前钢结构桥梁臂施工扣塔施工示意图。
13.图2是本发明钢结构桥梁臂施工自锚式扣塔施工示意图。
14.图3是图2沿a-a方向的剖视示意图。
15.图4是扣塔锚梁的结构示意图。
16.图5是图4沿1-1方向的剖视示意图。
17.图6是图4沿2-2方向的剖视示意图。
18.图7是后锚点和钢锚箱示意图。
19.图8是钢锚梁示意图。
20.图9是p锚示意图。
21.说明书附图标记说明：01、第一号桥墩；02、第二号桥墩；1、前拉索；2、扣塔；3、扣塔锚梁；4、后拉索；5、后锚点；6、钢绞线；7、钢锚箱；8、钢锚梁；9、p锚；10、钢梁；11、钢梁端横梁；12、缆风绳；13、拱肋节段。
具体实施方式
22.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以
更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
23.参照图2至图9所示，本发明的一种钢结构桥梁安装自锚式扣塔施工方法，包括如下步骤：s1：根据拱肋节段13划分和吊装方案计算扣塔施工系统中前拉索1、后拉索4所承受的力，所述前拉索1受力最小为850 kn、最大为2800 kn，所述后拉索1受力最小为800 kn、最大为3200 kn；s2：根据前拉索1、后拉索4所承受的力分别制作扣塔锚梁3、扣塔2、前拉索1、后拉索4、后锚点5、钢锚箱7、钢锚梁8和p锚9；s3：施工第一号桥墩01以及第二号桥墩02，在第一号桥墩01施工过程中预埋p锚9，达到混凝土养护期后将钢锚梁8与p锚9栓连；s4：将钢梁端横梁11吊装至第一号桥墩01上，在第一号桥墩01到第二号桥墩02之间安装钢梁桥面；在钢梁端横梁11的外侧安装后锚点5，在钢梁端横梁11的内侧安装钢锚箱7，完成后安装钢梁端横梁11和第一号桥墩01到第二号桥墩02之间的钢梁桥面，使其形成一个向第二号桥墩02传递后拉索4水平分力的通道；s5：在第二号桥墩02上安装扣塔2和扣塔锚梁3，并在扣塔2的位置设置缆风绳12；s6：在钢锚梁8和钢梁端横梁11的钢锚箱7之间安装钢绞线6，使其形成一个向桩基传递后拉索4竖向分力的通道；s7：在扣塔锚梁3两端分别锚固第一对前拉索1和后拉索4，并将后拉索4另一端铰接于后锚点5，吊装第一段钢拱肋，并将前拉索1另一端铰接于拱肋节段13；s8：将拱肋节段13进行接口定位，调整前拉索1和后拉索4的索力，当拱肋线形达到设定值后开始将拱肋节段13的接口焊接，焊接完成后，再次调整前拉索1和后拉索4并修正线形。
24.s9：重复步骤s7至步骤s8，直至完成全部拱肋节段13的安装和合拢。
25.通过自锚式结构设计扣塔系统，结合桥梁自身结构特点有效的将施工过程中产生的竖向力依次通过后拉索、后锚点、钢锚箱、钢绞线、钢锚梁、p锚传递到桩基，水平力基本在第二号桥墩两侧达到平衡，消除了水平力对第一号桥墩产生的弯矩，保证拱肋顺利安装。
26.具体地，步骤s5中，所述缆风绳12设置于扣塔2的两侧。
27.本发明将后锚点设置在钢结构桥梁的某一位置，后拉索产生的水平分力通过钢梁传递到扣塔位置的钢混结合段钢梁，和前拉索产生的水平分力传递到扣塔位置的钢混节段钢梁能够在一定程度上抵消，扣塔位置产生的竖直向下的分力传递到扣塔位置的桥墩，在后锚点处桥墩预设预应力钢绞线，该预应力钢绞线与后锚点相连平衡该部位的竖直向上分力。
28.最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

技术特征：
1.一种钢结构桥梁安装自锚式扣塔施工方法，其特征在于，包括如下步骤：s1：根据拱肋节段（13）划分和吊装方案计算扣塔施工系统中前拉索（1）、后拉索（4）所承受的力；s2：根据前拉索（1）、后拉索（4）所承受的力分别制作扣塔锚梁（3）、扣塔（2）、前拉索（1）、后拉索（4）、后锚点（5）、钢锚箱（7）、钢锚梁（8）和p锚（9）；s3：施工第一号桥墩（01）以及第二号桥墩（02），在第一号桥墩（01）施工过程中预埋p锚（9），达到混凝土养护期后将钢锚梁（8）与p锚（9）栓连；s4：将钢梁端横梁（11）吊装至第一号桥墩（01）上，在第一号桥墩（01）到第二号桥墩（02）之间安装钢梁桥面；s5：在第二号桥墩（02）上安装扣塔（2）和扣塔锚梁（3），并在扣塔（2）的位置设置缆风绳（12）；s6：在钢锚梁（8）和钢梁端横梁（11）的钢锚箱（7）之间安装钢绞线（6），使其形成一个向桩基传递后拉索（4）竖向分力的通道；s7：在扣塔锚梁（3）两端分别锚固第一对前拉索（1）和后拉索（4），并将后拉索（4）另一端铰接于后锚点（5），吊装第一段钢拱肋，并将前拉索（1）另一端铰接于拱肋节段（13）；s8：将拱肋节段（13）进行接口定位，调整前拉索（1）和后拉索（4）的索力，并将拱肋节段（13）的接口焊接；s9：重复步骤s7至步骤s8，直至完成全部拱肋节段（13）的安装和合拢。2.根据权利要求1所述的一种钢结构桥梁安装自锚式扣塔施工方法，其特征在于，步骤s4中，所述在第一号桥墩（01）到第二号桥墩（02）之间安装钢梁桥面的方法包括：在钢梁端横梁（11）的外侧安装后锚点（5），在钢梁端横梁（11）的内侧安装钢锚箱（7），完成后安装钢梁端横梁（11）和第一号桥墩（01）到第二号桥墩（02）之间的钢梁桥面，使其形成一个向第二号桥墩（02）传递后拉索（4）水平分力的通道。3.根据权利要求1所述的一种钢结构桥梁安装自锚式扣塔施工方法，其特征在于，步骤s5中，所述缆风绳（12）设置于扣塔（2）的两侧。4.根据权利要求1所述的一种钢结构桥梁安装自锚式扣塔施工方法，其特征在于，步骤s8中，当拱肋线形达到设定值后开始将拱肋节段（13）的接口焊接，焊接完成后，再次调整前拉索（1）和后拉索（4）并修正线形。

技术总结
本发明涉及一种钢结构桥梁安装自锚式扣塔施工方法。本发明包括前拉索、扣塔、扣塔锚梁、后拉索、后锚点、钢锚箱、钢绞线、钢锚梁和P锚等几部分。扣塔设置于桥梁承台上并于钢梁刚性连接，扣塔锚梁设置于扣塔上和扣塔形成一个整体，两端分别设置前拉索、后拉索锚固装置，用于调整拉索索力和桥梁线型。后锚点设置于钢梁端横梁外部，用于锚固后拉索，钢锚箱设置于钢梁端横梁内部，用于锚固钢绞线。P锚在桥墩承台施工时预埋在承台上，钢锚梁与预埋P锚连接，钢绞线一端穿过钢梁底板预设的孔洞与钢锚箱锚固，另一端与钢锚梁锚固，形成后拉索反力传递体系。本发明解决了无法设置地锚问题，施工工艺成熟、安全性高，能够满足类似工况的桥梁施工要求。工要求。工要求。


技术研发人员：张吉春 张保德 战丽娜 徐志文 华乐 赵兵兵
受保护的技术使用者：中铁建大桥工程局集团靖江重工有限公司
技术研发日：2023.03.09
技术公布日：2023/7/13