[发明专利]钢桁梁柔性拱桥带拱顶推施工方法

说明书

技术领域

本发明具体涉及一种钢桁梁柔性拱桥带拱顶推施工方法，特别适用于跨越公路、铁路、河流的大跨度连续钢桁梁柔性拱桥的架设施工，属于桥梁施工技术领域。

背景技术

    钢桁梁柔性拱桥作为大跨度钢桁桥的一种结构型式，具有竖向刚度大，结构受力明确，设计新颖，建筑造型美观等优点，被应用在一些跨越公路、铁路、河流的桥梁中。目前大跨度钢桁梁柔性拱桥的施工方法多为双向悬臂拼装、中间合拢和先梁后拱法，根据其结构特点、环境因素、边界条件，选择施工辅助设施和安装设备。

对于一种大跨度钢桁梁柔性拱桥（114.75m+229.5m+114.75m），其主跨229.5m跨越高速公路，线路夹角26°，桥型采用下承式、等高度、连续、刚性桁梁柔性拱结构，桥面系由参与主桁共同受力的正交异性桥面板等组成。钢桁梁采用空间两桁结构，桁间距15m，主桁立面采用带竖杆的N型三角桁架，桁高15.0m，节间长度12.75m。柔性拱肋采用圆曲线，矢高45m，矢跨比为1/4.5，拱肋采用箱型截面，杆件内高1460～1860mm，内宽1100mm，设纵向平联，交叉形布置。吊杆采用箱型截面，杆件内宽800mm，内高1100mm，与主桁节点采用四面对接的方式连接，中间不设置横撑，全桥共设置15对吊杆。 钢桥材质主要为Q370qD和Q370qE，总重约11500t。

由于高速公路不能全封闭施工，在道路中间设置临时墩，因小角度斜交特殊地形条件也无法实施。通过对吊索塔架双向辅助悬拼、临时墩双向辅助悬拼以及临时墩单向悬拼架设方案的综合评价，最终都要采用先梁后拱法，在高速公路上方安装大跨度柔性拱，技术复杂，施工难度大，安全风险高，主要有以下难题:

1、临时墩辅助悬拼单向架设钢桁梁是一种施工工况与设计工况完全吻合，技术方案简单，设备投入少，最经济的方案。但在高速公路中间连续设置临时墩，不能通过交通安全评估。

2、临时墩辅助双向悬拼跨中合拢，需要在高速公路两侧路肩施工临时支架大型基础，道路和行车安全无法保证。

3、吊索塔架辅助双向悬拼跨中合拢，在高速公路限界内不需要设置临时墩，但吊索塔架是一种庞大的专用设备，结构复杂，成本费用高。

4、以上三种方案需要在高速公路上方悬拼杆件，涉路施工安全防护复杂多变，难以保证高速公路的运营安全。

对于一种大跨度钢桁梁柔性拱采用顶推法架设和先梁后拱的施工方案也存在以下难题：

1、由于钢桥跨度大，钢桁梁自重引起的下挠达 ，既要通过顶落梁调整钢梁线形，又必须防止钢桁梁杆件失稳和局部超应力，加强措施复杂。

2、先梁后拱跨中合拢方案，需要在高速公路上方75m高空作业，操作难度大，安全风险高。

3、选择先梁后拱拱脚合拢方案，由于拱脚结构刚性大，满足合拢条件需要的顶力大，会引起钢梁部分杆件超应力。

发明内容

    本发明的目的在于提供一种带拱顶推钢桁梁柔性拱施工方法，实现在高速公路运营限界外架设钢桁梁及柔性拱，解决跨越高速公路的施工难题。

本发明解决技术问题提供如下方案：

一种钢桁梁柔性拱桥带拱顶推施工方法，其特征在于：

（1）    首先在边跨主墩的拼装场设置多跨钢桁架式拼装支架，再在中跨主墩及另一边跨主墩旁设置墩旁托架，再在中跨主墩与边跨主墩之间再设置临时墩支架；

（2）    其次在拼装支架、墩旁托架、临时墩支架上安装滑道梁和滑块，同时在拼装支架、墩旁托架、临时墩支架上安装有水平连续千斤顶、顶推系统、滑块系统及机电液压控制系统， 将导梁和钢桁梁拼装成整体节间，

（3）    在拼装支架上安装钢桁梁导梁，钢桁梁导梁完成后再在拼装支架上安装一个轮次的钢桁梁，并与钢导梁连成整体；

（4）    再利用钢桁梁上多点水平千斤顶同步顶推将一个轮次间钢桁梁顶推前移，再进行线形调整，每顶推前进一个轮次，在后部拼装支架上继续下一轮次的拼装作业；

（5）    重复3～5步骤，直至钢桁梁拱脚到达主跨跨中临时墩支架位置，当钢桁梁拱脚顶推至临时墩支架上方时，在临时墩支架上方安装架梁吊机，当架梁吊机安装调试后自行行驶至架拱位置架设柔性拱杆件，同时安装柔性拱临时支撑，形成稳定体系；

（6）    在一个轮次柔性拱安装的同时，在拼装支架平行安装一个轮次的钢桁梁，在柔性拱体系未闭合时，钢桁梁带拱顶推一个轮次，进行线形调整；