无支撑大跨度双曲线跨城市高架桥钢箱梁分段施工的方法与流程

本发明属于建筑施工技术领域，具体涉及一种无支撑大跨度双曲线跨城市高架桥钢箱梁分段施工的方法。

背景技术：

沈阳长青街快速路工程万柳塘路与长青街路口，通过a、b匝道将东一环与长青街主桥进行连接，其中b匝道跨越既有东一环高架桥，b匝道梁底标高15.5m，桥底面与东一环桥面相差4.8m。施工现场地处交通要道，交通压力大，若采用常规吊装方法需要使用大型起吊设备，或于东一环桥上设置临时支墩，且需要较大的施工场地，这势必会严重影响交通。

因此，为了保证交通顺畅，需要提出一种针对现有技术不足的改进技术方案。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种无支撑大跨度双曲线跨城市高架桥箱梁分段施工的方法，采用无支撑吊装方法施工不需要在既有的桥梁上架设临时支墩，避免了架设支墩时对桥上交通的影响，有效减少对桥下交通的影响，降低成本，提高经济效益。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供一种无支撑大跨度双曲线跨城市高架桥钢箱梁分段施工的方法，所述分段施工的方法包括以下步骤：

步骤s1，吊装前准备；

跨桥梁段包括第一弧梁段和第二弧梁段，吊装前，预先安装跨桥梁段中除所述第一弧梁段和所述第二弧梁段外的其他梁段，安装完成后对桥段断口进行测量，确定空间位置；

步骤s2，吊装第一弧梁段；

跨桥梁段运至现场后，先吊装第一弧梁段，起吊后调整第一弧梁段的位置和方向，找正后，所述第一弧梁段的两端分别与跨桥梁段的两个断口固定连接，先固定远离吊车的一端，后固定靠近吊车的一端；

步骤s3，吊装第二弧梁段；

第一弧梁段固定焊接完成后，起吊第二弧梁段，调整第二弧梁段的位置和方向，找正后，所述第二弧梁段的两端分别与跨桥梁段的两个断口固定连接，固定第二弧梁段的两端以及固定所述第二弧梁段与所述第一弧梁段的弧形接缝处；

步骤s4，吊装完成；

第二弧梁段吊装完成后，吊车收车，撤离现场，对第一弧梁段和第二弧梁段的焊口进行焊接，安装桥面防护栏，施工完毕。

依据上述的无支撑大跨度双曲线跨城市高架桥钢箱梁分段施工的方法，作为优选方案，在吊装前根据步骤s1中测量得到的数据对梁段两端的断口进行切割处理，以使所述第一弧梁段和所述第二弧梁段的尺寸与桥段断口的尺寸相匹配，保证所述第一弧梁段和所述第二弧梁段安装时一次就位。

依据上述的无支撑大跨度双曲线跨城市高架桥钢箱梁分段施工的方法，作为优选方案，吊装前在梁段断口的端头处各设置四根双拼h型钢，用于对所述所述第一弧梁段和所述第二弧梁段进行临时固定；

优选地，所述h型钢的规格为450×180mm。

依据上述的无支撑大跨度双曲线跨城市高架桥钢箱梁分段施工的方法，作为优选方案，所述第一弧梁段找正后，采用码板对所述第一弧梁段进行固定，固定后，对所述第一弧梁段两端接口处的顶板和底板分别进行固定焊接；

优选地，所述码板为长300mm、宽100mm的钢板。

依据上述的无支撑大跨度双曲线跨城市高架桥钢箱梁分段施工的方法，作为优选方案，所述第二弧梁段找正后，采用码板对所述第二弧梁段进行固定，固定后，对所述第二弧梁段两端接口处的顶板和底板以及与所述第一弧梁段的接缝处分别进行固定焊接。

依据上述的无支撑大跨度双曲线跨城市高架桥钢箱梁分段施工的方法，作为优选方案，其特征在于，在跨桥梁段两端分别焊接刀板，并使用千斤顶对所述第一弧梁段和所述第二弧梁段进行调整，保证所述第一弧梁段和所述第二弧梁段与预先安装的跨桥梁段的两端线性吻合。

依据上述的无支撑大跨度双曲线跨城市高架桥钢箱梁分段施工的方法，作为优选方案，使用千斤顶对所述第一弧梁段和所述第二弧梁段进行调整后，在所述第一弧梁段和所述第二弧梁段的顶板、底板和腹板处间隔焊接多道码板。

依据上述的无支撑大跨度双曲线跨城市高架桥钢箱梁分段施工的方法，作为优选方案，所述第一弧梁段和所述第二弧梁段在吊装前均焊接有吊耳。

依据上述的无支撑大跨度双曲线跨城市高架桥钢箱梁分段施工的方法，作为优选方案，所述码板的横截面为凹形。

依据上述的无支撑大跨度双曲线跨城市高架桥钢箱梁分段施工的方法，作为优选方案，焊口焊接前均进行焊口打磨，所有接口处均满焊焊接，焊接完成后，对所有焊缝进行打磨；

优选地，焊接时的焊丝为药芯焊丝。

与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有如下优异效果：

本发明提供一种无支撑大跨度双曲线跨城市高架桥钢箱梁分段施工的方法，本发明采用无支撑吊装方法施工不需要在既有的桥梁上架设临时支墩，避免了架设支墩时对桥上交通的影响，且跨桥梁段分段数量少于常规吊装方法，加快了吊装进度的同时也减少了焊口数量和焊缝长度，大大缩短了跨桥梁段的施工时间，也避免了长时间对地面交通的影响。

由于采用无支撑吊装方法，不在既有桥上设置临时支墩，避免了桥上高速车辆出现意外情况，或者撞击临时桥墩的危险，也避免了向既有桥梁施加压力，破坏桥梁结构的可能。

桥梁分段数量少，焊口少，焊缝总体长度也相应减少，减低了焊缝接应力对桥梁的影响，相比常规方法，桥梁的整体质量得到提高。

无支撑吊装方法，减少了吊装作业次数与焊缝长度，缩短了吊装工期，有效减少了人工与机械台班使用数量，且对桥上桥下的交通影响较小，降低成本，提高经济效益。

附图说明

图1为本发明实施例中的施工方法流程示意图一；

图2为本发明实施例中的施工方法流程示意图二；

图3为本发明实施例中的弧梁段截面示意图；

图4为本发明实施例中的码板结构示意图；

图5为本发明实施例中的刀板结构示意图；

图6为本发明实施例中的预先安装梁段后的结构示意图；

图7为本发明实施例中的第一弧梁段安装后的结构示意图；

图8为本发明实施例中的第二弧梁段安装后的结构示意图；

图9为本发明实施例中的刀板安装结构示意图；

图10为本发明实施例中的千斤顶安装结构示意图。

图中：1、顶板；2、腹板；3、横隔板；4、底板；5、码板；501、过焊孔，6、双拼h型钢；7、刀板；8、预先安装的跨桥梁段；9、第一弧梁段；10、第二弧梁段；11、加固件；12千斤顶。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明，需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

沈阳长青街快速路工程万柳塘路与长青街路口，通过a、b匝道将东一环与长青街主桥进行连接，其中b匝道跨越既有东一环高架桥，b匝道梁底标高15.5m，与东一环桥面相差4.8m，长青街工程施工现场地处交通要道，交通压力大，一旦封锁道路，会对城市交通造成很大压力，不可长时间施工，不宜采用传统吊装方法。

因此，如图1-图2所示，本发明提供一种无支撑大跨度双曲线跨城市高架桥钢箱梁分段吊装的施工方法，采用无支撑吊装方法施工不需要在既有的桥梁上架设临时支墩，避免了架设支墩时对桥上交通的影响，且跨桥梁段分段数量少于常规吊装方法，加快了吊装进度的同时也减少了焊口数量和焊缝长度，大大缩短了跨桥梁段的施工时间，也避免了长时间对地面交通的影响；无支撑大跨度双曲线跨城市高架桥钢箱梁分段吊装的施工方法包括以下步骤：

步骤s1，吊装前准备。

如图6所示，跨桥钢箱梁安装前，依据bim(buildinginformationmodeling)软件对跨桥钢箱梁进行整体建模测量计算，对跨桥钢箱梁的挠度位移、支反力进行计算，依据建模计算的结果对整个跨桥钢箱梁进行合理分段处理，对吊耳和吊具的选择进行筛选及确定，使用bim软件确定各个钢箱梁的重心位置，依据重心位置焊接适当的吊耳，安装除第一弧梁段9和第二弧梁段10之外的其他梁段，对安装段进行压重并浇筑混凝土，以确保其稳定性。吊装前，需要完成跨桥梁段两端其他梁段的安装工作，保证全部梁段焊接完成并经过无损检测合格，桥梁梁段配重混凝土需浇筑完成，对已预选安装的跨桥梁段8进行反复测量，测量次数不少于3次，以保证数据的准确性，安装完成后对桥段断口进行详细测量，确定空间位置，再根据测量得到的数据，对跨桥梁段两端的预留余量位置进行切割，保证安装时，可以一次就位，缩短吊装时间。

为保证施工顺利进行，施工前需要对各个工况桥梁挠度进行计算，保证挠度在允许范围内。

计算竖向挠度时，应按照结构力学的方法并采用不计冲击力的汽车车道荷载频域值，频域值系数为1.0，计算挠度值不应超过如表1所规定的限值。

表1竖向挠度限值

注：1.表中l为计算跨径，l1为悬臂长度。

2.当荷载作用于一个跨径内有可能引起该跨径正负挠度时，计算挠度应为正负挠度绝对值之和。

3.挠度按毛面积计算。

不同的悬臂弧段长度与挠度计算结果如表2所示。

表2

如图3所示，为保证第一弧梁段9和第二弧梁段10能够顺利安装且接口处平整，本发明中的第一弧梁段9和第二弧梁段10的弧形板均采用压弧设备统一压制，并且为一体成型结构，以保证弧度统一，保证桥段安装后，压弧板对接处平滑，不会出现错牙现象，第一弧梁段9的长度小于第二弧梁段10的长度。提前对已安装的跨桥梁段进行详细测量，吊装前准备好所需要的工具，比如：足够数量的码板，千斤顶、焊接等施工工具，并在已预先安装的跨桥梁段8的端头处各安装四根450×180mm双拼h型钢6，用于第一弧梁段9和第二弧梁段10吊装后进行临时固定，具体为双拼h型钢6的一部分搭接在预先安装的跨桥梁段8上，另一部分与第一弧粱段9和第二弧梁段10搭接，双拼h型钢6每间隔2米设置一处，第一弧梁段9和第二弧梁段10吊装就位后，将双拼h型钢6放置于对接口位置处，将双拼h型钢6与第一弧梁段9和第二弧梁段10的顶板焊接牢固，以起到固定第一弧粱段9和第二弧梁段10的作用，双拼h型钢6为沿其长度方向水平设置在顶板上，采用双拼h型钢6是增加型钢的承受力，以起到到跨桥梁段的端头应有的支护作用，至于双拼h型钢6的长度根据现场情况，进行具体长度的截取。

提前根据吊装荷载选取适当的吊耳，卡环，钢丝绳等辅助工具，并根据第一弧梁段9和第二弧梁段10的重心，将吊耳焊接在合适的位置，吊耳焊接在第一弧梁段9和第二弧梁段10的顶板上，吊耳的形状和大小本发明不做限定，凡是满足吊装要求的吊耳均可以进行焊接使用，检查钢丝绳质量型号，查看是否有断丝毛刺等情况，如有问题及时更换。

起重设备进场，进场后行驶到事先标注好的吊车点为进行组装、挂配重等准备工作，本发明中选用的为1200t汽车吊为主吊车，实施对第一弧梁段9和第二弧梁段10的吊装工作，同时配备80t汽车吊、25t汽车吊和8t汽车吊各一台，80t汽车吊用于配合组装1200t汽车吊使用，25t汽车吊用于向施工现场运送机具，8t汽车吊用于配合运送施工人员，1200t汽车吊组装完成后还需对吊车进行全面检测，以保证吊装工作的顺利进行。

步骤s2，吊装第一弧梁段。

如图7所示，梁段运至现场后，先吊装第一弧梁段9，即本发明实施例中的外弧侧梁段，第一弧梁段9吊装前进行试吊，将第一弧梁段9吊离地面后稳定1分钟，观察钢丝绳、卡环、吊耳，在确认没有问题后，方可进行正式吊装，使用卡环将钢丝绳与第一弧梁段9上的吊耳进行固定，第一弧梁段9起吊前挂好溜绳，通过溜绳调整第一弧梁段9在吊装过程中良好的姿态，采用1200t汽车吊抬吊的方式，将第一弧梁段9吊装至指定位置，调整第一弧梁段9的位置和方向，就位过程中缓慢落梁，保证一次对口成功，在第一弧梁段9安装过程中，对桥段各个部位标高进行跟踪测量，降低桥面标高误差，梁段就位后，在桥段两端焊接刀板，如图5和图9所示，刀板7用于调整第一弧梁段9的位置，本发明实施例中的刀板7选用厚度为18mm的钢板，高度为400mm、宽度为150mm，当然其他规格的刀板7也可使用，刀板7竖直方向焊接预先安装的跨桥梁段8的表面上，刀板7的底部焊接一加固件11对刀板7的底部进行加固，以便能承受千斤顶12所施加的作用力，使用50t千斤顶对第一弧梁段9的位置进行微调，50t千斤顶12底部顶在顶板1上，顶部顶在刀板7上，通过调整千斤顶伸长距离来调整第一弧梁段9的位置，本发明实施例中的千斤顶12竖直放置使用，千斤顶12的底部顶在第一弧梁段9上，千斤顶12的顶部顶在刀板7水平方向的立板上，还可以将刀板7竖直焊接在第一弧梁段9上，千斤顶12的底部顶在预先安装的跨桥梁段8上，千斤顶12的顶部顶在刀板7水平方向的立板上，即刀板7焊接在标高相对较低的桥段上，通过千斤顶12提升标高较低的桥段，至两个桥段的端口齐平，调整完毕后，如图3和图4所示，在箱梁顶板1、底板4和腹板2处每隔300mm焊接一道码板5进行固定，焊接时由内到外进行依次焊接，即先焊接腹板2、再焊接底板4，最后焊接顶板2，这样既方便施工，又可以保证焊接质量，本发明实施例中的码板5的横截面为凹形，具体为整体是长300mm、宽100mm的钢板并在其中一长边上开设有半径为50mm的半圆孔，半圆孔为过焊孔501，是为了方便焊接码板5连接处的相邻两个桥段的接缝，在焊接前对焊口先进行打磨处理，然后在使用药芯焊丝进行焊接。固定时，先固定远离吊车的一端，然后再固定靠近吊车的一端，采用码板5进行固定后，立即对接口处的顶板1和底板4进行临时固定焊接，并对双拼h型钢6与第一弧梁段9的顶板1搭接处进行临时固定焊接。

步骤s3，吊装第二弧梁段。

如图8所示，第一弧梁段9固定完成后，吊车摘勾，再吊装第二弧梁段10，即本发明实施例中的内弧侧梁段，第二弧梁段10吊装前进行试吊，将第二弧梁段10吊离地面后稳定1分钟，观察钢丝绳、卡环、吊耳，在确认没有问题后，方可进行正式吊装，使用卡环将钢丝绳与第二弧梁段1上的吊耳进行固定，第二弧梁段10起吊前挂好溜绳，通过溜绳调整第二弧梁段10在吊装过程中良好的姿态，采用1200t汽车吊抬吊的方式，将第二弧梁段10吊装至指定位置，调整第二弧梁段的位置和方向，就位过程中缓慢落梁，保证一次对口成功，在第二弧梁段10安装过程中，对桥段各个部位标高进行跟踪测量，降低桥面标高误差，梁段就位后，在桥段两端焊接刀板7，刀板7用于调整第二弧梁段10的位置，使用50t千斤顶对第二弧梁段10的位置进行微调，调整过程与第一弧梁段9相同，此处不在赘述，调整完毕后，在箱梁顶板1、底板4和腹板2处每隔300mm焊接一道码板5进行固定，在焊接前对焊口先进行打磨处理，然后在使用药芯焊丝进行焊接。第二弧梁段10就位后，及时使用码板5连接梁段两端的顶板1、底板4和横隔板3等位置，立即对接口处的顶板1和底板4进行焊接，本发明实施例中对于顶板1、底板4和横隔板3的具体规格不做限定，具体规格尺寸根据现场情况进行具体设置，横隔板3为垂直于第一弧梁段9或第二弧粱段10长度方向上的钢板，横隔板3安装在第一弧梁段9和第二弧粱段10的内部，并且间隔2米设置一道，对顶板1和底板4以及双拼h型钢6与第二弧梁段10的顶板1搭接处进行临时固定焊接，焊接完成后，吊车方可摘勾收成。

步骤s4，吊装完成。

待第二弧梁段10加固完成后，吊车方可摘勾收车，撤离现场，吊车摘勾后，仍需对所有对接处焊口进行继续焊接，所有焊缝均为满焊，以确保安全，焊接前，保证每个焊口打磨光滑无异物。对所有焊缝进行无损检测，确保焊缝质量合格，待第一弧梁段9和第二弧梁段10二次加固工作完成后，安装桥面防护栏，同时解除道路封锁，恢复道路畅通。

为保证施工过程的顺利进行，在施工前要对道路进行交通管制，与当地交管部门进行沟通，施工期间，对桥上桥下的道路进行全面封锁，非施工人员一律不得进入作业区域，对桥梁所有上桥口进行封堵，并派专人看护，以确保施工过程中安全。

需要说明的是，本发明实施例中的第一弧梁段9和第二弧梁段10分别进行吊装，预先安装的跨桥梁段8的一端为齐口设置，另一端为错口设置，即第一弧梁段9的弧长和第二弧梁段10的弧长的长度不同，本发明实施例中的第一弧梁段9的弧长小于第二弧梁段10的弧长，在具体安装过程中，第一弧梁段9和第二弧梁段10的一端与预先安装的跨桥梁段8的一端齐口连接，另一端与预先安装的跨桥梁段8错口连接，如此，可以保证桥梁整体的安全性，分散桥梁上的作用力，起到保护桥梁的作用。

对于本发明中大跨度双曲线跨城市高架桥钢箱梁分段施工的方法的施工规范和标准严格执行《钢结构工程施工质量验收规范》(gb50205-2012)；《施工现场临时用电安全技术规范》jgj46-2012；《钢结构焊接规范》(gb50661-2011)；临时支撑架安全技术规范》(jgj300-2013)；《焊接工艺评定规程》(dl/t868)。

对于本施工过程中的安全控制措施要做到以下几点：

1)进入施工现场的所有人员，应组织全体员工学习有关的安全生产规程，提高员工的安全意识，落实安全生产，成立当班吊装作业指挥小组，负责整个过程的指挥工作。

2)施工作业场所有坠落可能的物件，应一律撤除或加以固定；作业所用的物料，均应堆放平稳，不妨碍通行和装卸。

3)各种机械要有专人负责维修、保养，使用前对机械的关键部位进行检查，预防机械故障及机械伤害的发生。

4)在施工现场配备足够的消防设施，消除一切可能造成火灾、爆炸事故的根源，严格控制易燃物和助燃物的贮存。

5)安排专人对施工现场周围进行封锁，防止无关人员进入施工范围内。

6)吊装作业前反复检查吊索吊具，确保无异常情况。

7)吊装指挥由专人负责，信号应明确、清晰。

8)在施工期间，如发生人身、设备事故，必须按规定及时向公司有关部门报告，并做到“四不放过”，认真做好调查、分析和处理工作。

在施工过程中，难免对对环境造成一定的影响，对于环保要求要严格执行《洁净室施工及验收规范》(gb50591-2010)；《绿色建筑评价标准》(gb/t50378-2014)；《建筑工程绿色施工评价标准》(gb/t50378-2014)；《建筑工程绿色施工规范》(gb/t50905-2014)；《工程施工废弃物再生利用技术规范》(gb/t50743-2012)；《建筑施工场界环境噪声排放标准》(gb12523-2011)。环保控制措施要做到以下几方面：

1)坚持社会效益第一，经济效益和社会效益相一致和“方便人民生活、有利于发展生产、保护生态环境”的原则，搞好工程施工中的文明施工。

2)施工现场按规定要求设置施工牌，所有施工管理人员、作业人员均穿防护马甲。

3)施工区域与非施工区域按规定设置分隔设施，并做到连续、稳固、整洁、美观和线形平顺。

4)施工区域的维护设施如有损坏，及时维修，确保始终处于良好状态。

5)加强机械管理，改进施工工艺，执行《建筑施工场界噪声限值》(gb12523-90)标准，减少施工过程中的噪音。优先选用噪声小的机械，对放置地点稳定的小型噪音机械，搭设隔音篷。夜间22时～早晨6时内严禁使用噪声超标机械，特殊情况下需超标施工的，首先向当地环保部门办理审批手续，并向周围居民公告。

6)施工机动车辆始终处于完好状态，在国道或地方道路上行驶，要遵守地方政府及交警部门的管理规定，遵守公安部《交通管理条例》，自觉维护交通秩序，文明驾驶，礼让三先，保证运输畅通。通过铁路道口时，严格执行“一停、二看、三通过”。

7)在施工区域、生活区域落实做好危险品现场控制、防台防汛现场控制、消防应急现场控制。

本发明施工技术成功实施，有效提高了跨线桥梁施工的速度，将原本7天才能完成的吊装作业，缩短至7小时，大大降低了城市高架桥施工对道路交通的影响，减小交通压力，为同类工程施工提供了丰富的施工经验和技术，在施工过程中，加工厂设计一台专门用于压弧的装置，保证了桥梁压弧板连接美观，本施工方法减少了大型机械设备作业台班，节约能源，减少了焊缝的总体长度，节约了焊接材料和人工，施工时间大大缩短，有效降低对城市交通的影响，符合绿色施工规范和要求，降低施工成本，提高经济效益。

本施工方法与传统工法相比，取消了桥上支墩，对地面交通影响较小，施工速度快，非常适用于城市施工，本施工方法无支撑吊装方法在长青街快速路工程的成功，证明了其工序简便、安全、高效、实用，为以后城市跨线桥梁的架设、就位提供了宝贵经验。

综上所述，本发明提供一种无支撑大跨度双曲线跨城市高架桥钢箱梁分段施工的方法，采用无支撑吊装方法施工不需要在既有的桥梁上架设临时支墩，避免了架设支墩时对桥上交通的影响，且跨桥梁段分段数量少于常规吊装方法，加快了吊装进度的同时也减少了焊口数量和焊缝长度，大大缩短了跨桥梁段的施工时间，也避免了长时间对地面交通的影响。由于采用无支撑吊装方法，不在既有桥上设置临时支墩，避免了桥上高速车辆出现意外情况，或者撞击临时桥墩的危险，也避免了向既有桥梁施加压力，破坏桥梁结构的可能。桥梁分段数量少，焊口少，焊缝总体长度也相应减少，减低了焊缝接应力对桥梁的影响，相比常规方法，桥梁的整体质量得到提高。无支撑吊装方法，减少了吊装作业次数与焊缝长度，缩短了吊装工期，有效减少了人工与机械台班使用数量，且对桥上桥下的交通影响较小，降低成本，提高经济效益。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均在本发明待批权利要求保护范围之内。

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