浅析大跨度钢桁梁架设关键技术

发表时间:2021/8/25   来源:《工程管理前沿》2021年4月第11期   作者:胡艳凤
[导读] 钢桁架桥节点和构件多,节点连接结构复杂,施工难度大。这种吊装方式具有经济、安全、干扰低、空间小等优点。
        胡艳凤
        云南众成人才派遣有限责任公司
        摘要:钢桁架桥节点和构件多,节点连接结构复杂,施工难度大。这种吊装方式具有经济、安全、干扰低、空间小等优点。临时辅助结构减少了高架施工桥的跨度,并允许连续垂直曲率可变弯曲梁的无应力对齐,控制性好。然而,临时桥墩的施工精度和局部稳定性一直是技术难题。研究大跨度钢桁梁桥顶推施工技术特具有较高的工程应用价值。
        关键词:钢桁梁;架设;关键技术
        1.引言
        随着我国交通工程的不断发展,高速公路的里程不断增加。修路时,需要架桥,跨越障碍,跨越山川、峡谷、河流等。与混凝土和预应力混凝土相比,钢桁桥采用的材料和结构显着减轻了桥梁上部结构的重量,显着提高了跨度。由于钢桁梁结构强度复杂、施工条件多、施工难度大、风险大,因此有必要对大跨径钢桁连续梁桥的施工核心技术进行分析。在桥梁建设中,钢桁梁以其跨度大、安装速度快、运输方便、维护简单等优点得到了广泛的应用。并且随着钢桁梁跨度的不断增加,施工技术也有了长足的发展,因此,开展钢桁梁施工技术研究具有重要的理论和实践意义。
        2.钢桁梁架设方法分类及其特点
        2.1走行起重机施工方法
        主梁部分在工厂组装好运到施工现场进行连接,主梁部分由应该在桥台和桥墩之间的工作起重机吊起,并按照施工顺序进行安装。走行吊装施工技术主要用于立交桥设施的施工。
        2.2门吊施工方法
        在桥梁工程上方安装门吊,全孔主梁组装完成后,即可将主梁结构吊入孔内,置于桥台与桥墩之间,最后与桥面系统水平纵向连接完成安装。
        2.3浮吊施工法
        在工厂组装全跨桥,使用浮吊起重和牵引,运输到桥梁位置,在桥墩和桥台上架设梁。浮吊施工法主要用于海上和河流的桥梁施工。
        2.4悬臂法
        悬臂结构需要使用移动式旋臂起重机,其在装配结构方面是渐进式的。临时脚手架支座安装在桥梁桥位上,杆件悬臂交替安装在桥墩上。如果悬臂孔内不设临时支撑墩,则为全悬臂装配式施工技术,桥孔内需要安装临时支撑的桥墩为半悬臂装配式施工技术。
        2.5纵向拖拉法
        实际应用桥梁工程的纵向拖拉法时,将钢桁梁组装在脚手架上后,在组装区下方规划上滑梯。滑道之间必须安装滚轮,将钢桁梁沿桥轴长度拖入桥孔内。拆除辅助设备后,完成桥梁安装。
        2.6钓鱼法
        在钓法的实际应用中,可以充分利用钢桁梁的刚度大,臂的一端可以向前伸出,达到一定变形后,梁前端与升降装置形成弹性支持。应逐渐向前延伸,另一端应逐渐跟随并逐渐到达对侧。钓鱼法主要用于跨桥施工。
        2.7缆索起重机施工法
        在缆索起重机施工技术的实际应用中,可以合理使用桥上的缆索起重机,梁组装好后,运到桥墩进行安装施工。如果桥梁工程必须跨越一个深谷或整个河流,则可以使用缆索起重机施工法。
        2.8浮运法
        桥梁工程在海上组装建造,然后逐渐将浮船拖到桥梁施工区。桥梁施工采用浮运法,可在海上进行钢结构拼装,减少高空作业,提高拼装质量,加快施工进度。
        2.9横移施工法
        横向移动法主要用于旧桥的改造,新桥在与旧桥平行的水平方向上组装,对于新桥两端,可支撑在台车上,再横向移动台车,在达到旧桥后即可安放新桥。
        3.施工方案分析
        双悬臂架需要大量桥面起重机,但在装配场不需要龙门起重机等设备,采用桥面起重机双悬拼架设法,悬臂端部通过塔基安装,与桥梁的实际施工是一致的。
        3.1 大型装备建设
        悬臂直立使用桥面起重机,该设备具有机械化程度高的优点,根据起重机的起重能力,可起吊部件或整体。桥面轨道运输系统允许在浮式作业中用同一台起重机建造钢桁架和桥面系统,施工场地小,工作效率高。
        3.2 安装单元
        钢桁梁是用高强度螺栓连接杆件,对中精度要求高的结构。从吊装到桥面再到高空安装,单杆效率很低,不能充分利用设备的起重能力,高空频繁起重的安全性大大降低,桥下施工现场非常有限,散杆存放量非常有限,不适合堆场,起重设备容量大,风险大,效率低。

综合考虑,钢桁梁可按桁架方式拼装,桁架单元质量较适中,满足设备的起重能力,起升方向可根据不同情况转动调整,整体效率大幅度提高。
        4.钢桁梁架设关键技术
        4.1方案选定
        桥面起重机安装塔段梁段后即可固定就位。塔式起重机和桁架起重机的起重范围受主梁到主桥梁截面以上的影响。由于塔区性质,梁段不能直接吊装到位,拖吊方式安装组必须考虑使用桥式起重机。下梁施工空间狭小,距塔底距离较高,需要在高处安装安装支架。
        4.2 安装支架设计
        桥架安装支架的主要结构为:在梁的两侧对称焊接了8个I56三脚架。外置三脚架需要安装滑轨,直接支撑上部钢桁梁的质量。三角架上纵梁有一个与钢桁梁平行的纵坡,三脚架上部由细轧钢筋成对牵引,下部通过将内置支架插入下梁钢套件中而成为一体。 I25为组装式分配梁,安装在三脚架顶部,分配梁上部沿桥安装。在支架主跨末端安装支架和千斤顶框架,在千斤顶中插入微层压钢筋连接钢框架桁架梁受力点。事先将滑块和千斤顶放在滑轨上。下梁支架的安装是整个上部结构施工的基本条件,支架安装完成后的初始脚手架的施工成为后续施工的基础。
        4.3 附着式桥式起重机
        (1)起重能力满足主梁(46t)起重要求。
        (2)安装、拆卸方便,可同时进行主柱的安装和施工,缩短了工期。
        (3)具有水平移动功能的吊装时,工作区在钢桁梁垂直投影范围外,工作区在钢桁梁(顶钢桁梁)投影范围内抬升至桥面。
        (4) 附着式桥式起重机的性能优于壁式起重机和门式起重机的组合,不仅解决了塔区梁部安装塔吊,而且还不能使用桥式起重机等设备的问题。促进了标准梁段双悬臂拼装施工的有序进行。
        4.4塔区梁段拖拉法安装
        受主桥墩上梁影响的塔区梁段无法安装到位,通过带有安装支架的牵引装置固定到位。桁架由桁架起重机从塔底吊至桥顶,由安装支架水平移动,由滑块固定。所有零件组装成一个整体部分,然后向前拖动。塔身三梁段拖拉完成后,挂设并张拉1号斜拉索。
        (1)用桁架吊车从侧面吊起梁段,将其水平移动到安装支架上,在安装平台上完成安装。
        (2)用千斤顶拖动滑动横梁段,当滑块接近垫石时停止滑动,用千斤顶顶起横梁段,更换中段轨道滑块,完成接力。
        (3) 拖动梁段,直至形成起吊安装空间,将梁段抬升与上段相匹配的位置,完成对接,然后重复上述步骤,将组合段拖至中跨一侧完成系统,按照流程中前面的步骤进行转换。
        (4)将塔梁三段拖入到位后,在主柱内侧与钢桁梁之间用千斤顶微调钢桁梁轴向挠度,进行临时固结。
        (5) 悬挂#1斜拉索并施加张力,完成梁段在塔架部分的安装。
        4.5拖拉施工关键控制点
        将桁架梁侧向牵引至主跨时,过程为“下坡”,应安装抗拉装置,防止受力桁架突然启动时向前滑动。如果轨道在运行过程中出现异常,注意5cm拖动行程,左右宽度会慢慢同步。由于坐垫座安装在横梁的顶部,横梁段和滑块在拖动过程中多次与坐垫座发生干涉,横梁段后需要改变滑块的安装位置。钢桁梁节点在力系统转换时和过程中始终保证提升。
        结语
        大跨度钢桁梁施工技术的成功应用,有效解决了大跨度钢桁梁拖拉过程中设备必须跟随节点的问题。使设备在勘测完成后能够脱离,克服其他节点施工的问题。在高墩条件下,可通过吊装、控制墩上部水平力来建造大跨度钢桁梁,提高生产效率,取得良好的经济效益和社会效益。拖拉技术的进步与创新可以为同类项目提供技术支持和丰富的施工经验。
        参考文献
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