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钢管混凝土拱肋的施工方法有哪些

作者:admin 日期:2020-12-10 11:06

钢管混凝土拱肋的施工方法有哪些?空钢管架设是钢管混凝土拱桥施工控制的重点,目前,应用于钢管混凝土拱桥拱肋架设的施工方法主要有;支架施工法,转台施工法,缆索吊装法以及混合施工法。
    1、支架施工法。
    支架(膺架)施工法即在支架上完成主拱肋的拼装和主拱圈的浇筑,分满堂支架法和少支架法。早期的钢管混凝土拱桥主要采用支架施工法。采用支架法施工时,支架的基础沉降,弹性和非弹性变形等要事先算出,并预留拱度,支架顶部设置微调装置,如千斤顶,丝杠等,以便对拱肋的标高和平面位置进行调整。这种方法的优点是拱肋分段长度不大,无需大量吊装设备,横,斜撑容易安装,拱轴线容易控制。但只能用于小跨径,拱肋离地面不高,不通航或通航要求不高,桥下无水或水位不深,施工他就较好的情况。2009年通车的吉林省长春市伊通河大桥采用三跨飞燕式异型拱桥,跨度260m,其中主跨为158m的异型钢管混凝土拱桥,俩边跨为半跨悬臂上承式拱,跨度51m(27),如图3-1所示为伊通河大桥主桥采用的少支架法施工。支架施工法的不足之处是拱肋接头较多,焊接工作量大,工期较长,对桥下地形,地基等条件要求较高。随着拱桥跨径的不断增大,尤其是对那些跨越大江大河和深谷丘壑的桥梁,若仍采用支架法施工,施工设备和临时设备的费用将急剧上升。所以无论从施工的角度还是从经济的角度考虑。这种方法都不适合大跨径桥梁的施工。
    2、转体施工法。
    转体施工法是指将拱肋分为俩个半跨,分别在河流两岸利用地形架设简单支架。按照设计拱轴线组拼成半拱,然后利用动力装置将俩段拱肋转动至设计位置,实现主拱肋合龙。转体施工法按转动方位的不同分为平面转体,竖向转体及平竖结合转体法三种。
    3、平转施工法。
    平转法是将拱圈分为俩个半拱。分别在两岸偏离桥位的位置,利用山体,岸坡或引桥的桥墩设置支架(膺架)拼装拱肋合拱上立柱,形成半拱,然后水平转体就位,在拼装合龙段成拱。黄柏河大桥(192)与下牢溪大桥(193)均位于湖北省宜昌市,跨越长江支流,为连接三峡工程和宜昌市铁路专用的特大桥,主桥均为净跨160m的上乘式钢管混凝土拱桥,是世界上首次采用平转法施工的两座拱桥,黄柏河大桥和下牢溪大桥分别于1996年1月31日和2月8日用时3个多小时完成了拱肋转体施工,如图3-2所示
    4、竖转施工法就是先在拱顶附近将主拱圈一分为二,并以拱趾为旋转中心,讲设计拱轴线垂直向下旋转一定角度,讲拱顶合龙端置于地面或浮船上,这样既可在较低的支架(

膺架)上拼装俩个半拱。带俩个半拱拼装完成后,由两幅墩顶扒杆分别将其拉起,在空中对接合龙(竖转吊装的技术关键为旋转系统,起吊平衡系统和扒杆地锚系统)。邳州京航

运河大桥主桥为57.5m+235m+57.5m的中承式钢管混凝土钢架系杆拱桥,主拱是提篮拱,采用了竖转施工法(194)如图3-3所示
    5、平竖转结合施工法。
    当跨越宽阔河流及桥位比较平坦时,由于采用平转法难以有效利用地形,长采用竖转与平转相结合的施工方法,即通过竖转将组拼拱肋的高空作业变为在低矮支架之上拼装拱肋的低空作业,然后通过平转完成对障碍物的跨越。广州丫髻沙大桥为广州市环城高速公路西南环上跨越珠江南航道的一座特大桥,主桥为760m+76m三跨中承式钢管混凝土拱桥,由于丫髻沙主桥跨越水上运输繁忙的珠江主航道,为了满足施工期间不影响航运。经施工方案比较后,最终选择了平竖结合转体法施工(图3—4)。由于充分结合了桥位和桥型地理结构特点,采用平竖结合转体法施工法,是的施工对珠江通航影响很小,不中断中航道通航,大量高空作业变为低空作业,减小了施工难度,转体合龙时间短,避免了遭遇台风侵袭,也缩短了工期,广州丫髻沙大桥净跨是目前采用转体法施工的最大跨径钢管混凝土拱桥。转体法将复杂的水上高空作业转为岸边陆上施工,容易控制拱肋线型,空中对接时间短,施工速度快,转盘圬工量大,切转体法对两岸地形有要求,因此无法实现大跨径,大规模使用。
    6、缆索吊装施工法
    缆索吊装施工是指采用缆索系统,吊运,安装桥梁的施工方法,根据缆索吊装机的吊装能力,将拱肋沿纵向划分为若干节段分段预制,由缆索系统将拱肋节段吊运到指定安装位置上,与已吊装完成的拱肋节段对接,并且索将其固定,直至拱肋合龙。缆索吊装施工方法具有跨越能力大,水平和垂直运输机动灵活适应拱肋合龙,施工稳妥方便等优点,得到了广泛应用。
    缆索吊装系统油主塔,主索,起重索,牵引索,跑车,风缆,锚碇等部分组成,主塔是用来提高主索临空高度及支承各种受力钢索的重要结构,由万能杠件组拼而成的塔身目前得到了广泛的应用。主索,起重索,牵引索,跑车,的主要功能是将拱肋节段吊运到指定位置,风缆俗称缆风(绳)用来保证塔架的横纵向稳定性,调整拱肋中线位移及保证拱肋的横向稳定。锚碇为固定各种索的设备。
    缆索吊装设备将拱肋节段吊运到指定位置后,通常采用斜拉扣挂系统固定拱肋节段(图3-5)斜拉扣挂系统由扣塔及扣索组成,工作原理类似于斜拉桥。扣索一端与拱肋相连,另一端锚固于扣塔,或通过扣塔上的索鞍转向装置锚固于地面以减少高空作业,扣塔于主塔可以分别架立,缆索吊装系统与斜拉扣挂系统互不影响,也可高空作业。扣塔合一,以节省施工设备,传统的斜拉扣挂系统采用卷扬机,钢丝绳和滑轮组,这种方法施工设备多,施工难度大,施工精度低,目前,千金顶斜拉扣挂悬拼架设法已成为大跨度拱桥的主要施工方法。扣索采用强度高,承载力大,变形稳定的刚绞线,用千斤顶张拉系统调整扣索索长来实现扣索的张拉。千斤顶钢绞线斜拉扣挂法具有张拉能力大,控制精度高,索力调整灵活,锚固可靠等优点,1996年首次应用于跨312M的广西邕宁邕江大桥随后这一技术在许多大型拱桥的建设中得到了广泛应用(194)处斜拉扣挂法外,吊桥式缆索吊装施工方法是另一个种固定拱肋节段的方法,它的工作原理类似于悬索桥,每段拱肋吊运到指定位置后,用索将其悬挂在承重主缆上,广东南海三山西大桥(跨径200M)除拱脚4段采用斜拉索固定外,其余各段均采用吊桥式缆索吊装法定位。
    7、混合施工法
    在实际工程中许多钢管混凝土拱桥为多跨连续拱桥,桥跨所在位置不同,施工条件和通航要求也存在比较大的差异,根据现场实际条件因地制订合理的施工方法可以显著降低施工成本,加快施工进度,因此在许多多跨钢管混凝土拱桥施工中采用了支架法与转体法,支架法与缆索吊装法等混合施工方法。三峡莲沱大桥是三峡对外交通专用公路上一座重要桥梁,主桥采用飞燕式钢管混凝土拱桥,跨径组合为48.3M+114M+48.3M,其桥俩边跨采用支架法施工,中跨采用竖转法施工杭州复兴大桥采用双层桥面,11拱组合连跨结构,主桥长1376m,宽26.4M跨径组合为2X85M+190m+5x85M+190m+2x85m.全桥包括拱桥的下承,中承和上承三种形式。在施工中采用浮吊配合支架法施工中间5孔85m跨拱桥。而采用缆索吊吊装岸边4孔85m跨拱桥以及中间2孔190M跨的拱桥,既采用的是支架与缆索吊装混合施工法进行施工。



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