鋼桁梁縱向多點連續拖拉施工方法

《鋼桁梁縱向多點連續拖拉施工方法》是中鐵大橋局股份有限公司於2007年12月4日申請的專利，該專利的公布號為CN101220580，授權公布日為2008年7月16日，發明人是秦順全、周外男、宋傑、姚發海、毛偉琦、李軍堂、塗滿明、姚森、段志勇、王東輝、馬濤、張愛花、周超舟。

《鋼桁梁縱向多點連續拖拉施工方法》涉及一種鋼桁梁的拖拉施工方法，具體地說是一種鋼桁梁多點連續縱向拖拉施工方法。它是在鋼桁梁的前端設定前導梁，在橋樑墩身之間設定鋼桁梁散拼施工平台支架，利用跨線門吊散拼鋼樑桿件成整體節間，然後多點同步連續拖拉鋼桁梁及前導梁前移，並在空出的散拼支架上繼續拼裝鋼桁梁節間桿件，之後繼續多點同步連續拖拉鋼桁梁前進n個節間，如此循環，直至完成鋼桁梁的架設。該發明可以在岸上支架上拼裝鋼樑，有條件做到工廠化作業，避免因雨季、冬季對鋼樑焊接、高強螺栓施擰質量帶來不利影響，可以更好的保證質量，有效縮短施工工期。

2018年12月20日，《鋼桁梁縱向多點連續拖拉施工方法》獲得第二十屆中國專利獎優秀獎。

基本介紹

• 中文名：鋼桁梁縱向多點連續拖拉施工方法
• 公告號：CN101220580
• 授權日：2008年7月16日
• 申請號：2007101686013
• 申請日：2007年12月4日
• 申請人：中鐵大橋局股份有限公司
• 地址：湖北省武漢市漢陽區漢陽大道38號
• 發明人：秦順全、周外男、宋傑、姚發海、毛偉琦、李軍堂、塗滿明、姚森、段志勇、王東輝、馬濤、張愛花、周超舟
• Int.Cl.：E01D21/00(2006.01)
• 代理機構：武漢開元專利代理有限責任公司
• 代理人：馬輝
• 類別：發明專利

專利背景

隨著中國經濟、技術的迅速發展，需要建設的鋼樑橋日益增多。在跨越大江大河時經常採用跨度較大、多跨連續（或先臨時連續後簡支）的鋼樑橋。鋼桁梁架設一般採用散拼的方法進行，施工工期較長，冬季鋼桁梁焊接質量不容易保障。因此為了提高鋼桁梁架設的質量和縮短施工工期，施工人員一般儘可能地在岸上支架上拼裝鋼樑，做到工廠化作業，避免因雨季、冬季對鋼樑焊接、高強螺栓施擰質量帶來不利影響，可以更好的保證質量；但是進行整體拼裝由於鋼桁梁的重量很大，因此拼裝和拖拉很困難。現階段，大跨度連續鋼樑橋在進行架設施工時，有三種常用的方法，懸臂拼裝加吊索塔架施工方法、懸臂拼裝加臨時墩施工方法和拖拉（頂推）法。

用懸臂拼裝加吊索塔架施工方法架設時，又可分兩種情況，一種情況是單懸臂法架設，另一種方法是雙懸臂法架設。當採用單懸臂法架設時，一般先在支架上拼裝第一孔鋼樑，並在鋼樑上弦拼裝架梁吊機，然後從一端往另一端逐個節間向前拼裝。而雙懸臂法架設時，一般是先在支架上拼裝墩頂上的一段，然後在鋼樑上拼裝架梁吊機，從墩頂兩端分別往前對稱、逐段懸臂拼裝。因為跨度較大，鋼樑懸臂拼裝至一定長度時，由於鋼樑懸臂端撓度較大、墩頂處的鋼樑桿件受力較大，超過設計容許要求，往往在墩頂處設定吊索塔架將懸臂端臨時拉起來，以減少懸臂端撓度及墩頂處鋼樑桿件應力，然後再繼續懸拼，直至下一個墩的墩頂或跨中合攏段處。採用這種方法進行鋼樑架設，存在以下三個方面問題：（1）、它要求吊索塔架較高，受風力影響大，在強風區不宜使用。另外，拼裝吊索塔架本身就屬於高空作業，拼裝工期長，並且不安全。（2）、由於吊索塔架需要提供鋼樑懸臂端較大的向上拉力，並且需要前後對稱斜拉，塔架需要承受雙倍的豎向壓力，受力很大，在同時滿足豎向高度、剛度要求的情況下，鋼塔本身要求很強，結構很龐大，費用高。（3）、當採用吊索塔架架完當前孔梁，架設下一孔梁時，若是採用單懸臂法架設，需要將塔架往前移動一孔；若是採用雙懸臂法架設，則須將塔架拆除轉移至下一個墩墩頂重新拼裝。由於吊索塔架本身較為龐大，移動或安裝、拆卸等均較為困難，且不安全因素較多。

用懸臂拼裝加臨時墩施工方法架設時，也可分單懸臂法和雙懸臂法架設兩種情況。當採用單懸臂法架設時，一般先在支架上拼裝第一孔鋼樑，並在鋼樑上弦拼裝架梁吊機，依靠第一孔鋼樑作為錨固孔，然後逐個節間往前拼裝。因為跨度較大，鋼樑懸臂拼裝至一定長度，由於鋼樑懸臂端撓度較大、墩頂處的鋼樑桿件受力較大，超過設計容許要求，需在跨中設定臨時墩，將懸臂端臨時托起，再繼續往前懸臂拼裝，直至下一個墩墩頂或跨中合攏段處。這種方法存在以下兩個方面問題：（1）、臨時墩是以地基承載力作為反力，以提供鋼樑懸臂端的向上的頂力，臨時墩受環境影響很大。假如在水中、在軟弱地基上及橋樑較高時修建臨時墩，修建臨時墩本身難度就較大，臨時墩的投入很大。並且受水流、水深、航運條件的限制，在深水、流急、航運繁忙地段，不宜修建臨時墩。（2）、由於臨時墩基礎需深埋土壤，不適於倒用，浪費大，費用高。綜上所述，發明一種安全可靠的鋼桁梁的新施工方法非常有益。

發明內容

專利目的

《鋼桁梁縱向多點連續拖拉施工方法》的目的就是針對現有技術的缺陷，提供一種施工快捷、安全可靠的鋼桁梁多點連續縱向拖拉施工方法，以彌補現有方法的不足。

技術方案

《鋼桁梁縱向多點連續拖拉施工方法》的技術方案是在鋼桁梁的前端設定前導梁，在橋樑墩身之間設定鋼桁梁散拼施工平台支架，利用跨線門吊散拼鋼樑桿件成整體節間，然後多點同步連續拖拉鋼桁梁及前導梁前移，並在空出的散拼支架上繼續拼裝鋼桁梁節間桿件，之後繼續多點同步連續拖拉鋼桁梁前進n個節間，如此循環，直至完成鋼桁梁的架設。

主要臨時結構

1、導梁結構

導梁結構是鋼桁梁拖拉的關鍵結構之一，導梁長度約為墩跨的0.6～0.7之間，導梁可做成變截面形式，滿足最大懸臂狀態強度、剛度要求即可。

導梁前端節點為變高剛性節點，設起頂設備，當導梁前端到墩旁托架後，前端起頂，使得導梁節點能夠順利滑移到托架滑道樑上。導梁後端與鋼樑連成整體。見圖1。

導梁前端到達滑道後，通過在導梁前端設定的液壓千斤頂，反頂活塞，活塞向下移動，根據千斤頂的行程，確定活塞的錨固插銷位置及千斤頂的後錨固反力座的插銷位置。

經過多次連續起頂，將導梁起頂至設計標高。按照設計將導梁起頂至設計位置後，將導梁前

端與活塞鎖定。拖拉鋼桁梁，使得鋼桁梁前移，導梁前端支撐到滑道樑上後，即可將千斤頂

活塞收起，進入正常拖拉滑移狀態。

2、墩旁托架

在墩身兩側布置拖拉托架。托架分兩部分組成：立柱，滑道梁。托架立柱直接支撐於承台上。見圖2。

滑道梁一端與墩身頂預埋件焊接，另一端與立柱頂預埋件焊接。一個墩旁拖拉托架上設多片滑道梁，滑道梁橫向間距與鋼桁梁下弦桿中心對應。拖拉過程中鋼桁梁每個節點均要設滑板抄墊，滑道梁縱橋向長度大於鋼桁梁節間長度，故以確保鋼樑拖拉過程中節點受力。邊滑道樑上設拖拉反力座，並形成操作平台，放置連續千斤頂。滑道梁橫向通過連線系連線成整體。

為了減少滑動時摩擦力，滑道梁頂面焊接整塊不鏽鋼板，鋼桁梁與滑道梁之間設MGB滑板。滑道梁與托架及墩身連線成一體，其頂面設拖拉設施。

每個墩旁邊滑道上均設拖拉設施，採用連續千斤頂拖拉，拖拉鋼絞線放置在鋼桁梁外側的臨時外掛結構上。

3、拖拉設計及設備

鋼桁梁拖拉後錨箱反力座設在鋼桁梁邊桁弦桿底板位置。弦桿與反力座通過螺栓連線。在墩旁托架上設千斤頂反力座，拖拉牽引採用鋼絞線，錨箱端為固定端，張拉端設在托架分配樑上的反力座處。邊桁架主動拖拉，中桁被動滑移。鋼樑三片桁下弦節點下面安裝滑板，利用連續千斤頂拖拉，一次拖拉n個節間的鋼桁梁。

鋼桁梁拖拉系統每個墩旁滑道設定一套拖拉設備。鋼桁梁整體拖拉過程中，多點同步分級拖拉。見圖3～圖4。

4、拖拉施工步驟

（1）設定施工平台支架，在支架上安裝前導梁，然後拖拉導梁前行，組裝鋼桁梁。

（2）拖拉，繼續組裝鋼桁梁。

（3）重複以上步驟，鋼桁梁拖拉至設計位置，完成鋼桁梁拖拉。

（4）轉換正式支座支撐。

（5）利用架梁吊機安裝混凝土橋面板。

（6）混凝土橋面板按照設計要求結合。

（7）公路橋面系和鐵路道碴槽板的施工。

改善效果

1、可以取消主河槽中的龐大的臨時墩，對防洪渡汛有利，避免了後期河道的清理；

2、在岸上支架上拼裝鋼樑，有條件做到工廠化作業，避免因雨季、冬季對鋼樑焊接、高強螺栓施擰質量帶來不利影響，可以更好的保證質量；

3、由於在岸上工廠化支架上拼裝，能夠對鋼樑拼裝、擰高強螺栓、鐵路橋面板焊接等工序進行平行流水作業，有效縮短施工工期；

4、可以減少高空作業、水上作業，對安全生產非常有利。

附圖說明

圖1是《鋼桁梁縱向多點連續拖拉施工方法》導梁前端上滑道示意圖；

圖2是《鋼桁梁縱向多點連續拖拉施工方法》墩旁托架示意圖；

圖3是《鋼桁梁縱向多點連續拖拉施工方法》拖拉後錨固位置圖；

圖4是《鋼桁梁縱向多點連續拖拉施工方法》鋼桁梁拖拉主墩橫向布置及限點陣圖；

圖5～圖11是《鋼桁梁縱向多點連續拖拉施工方法》鋼桁梁架設步驟示意圖。

《鋼桁梁縱向多點連續拖拉施工方法》附圖說明

1.銷軸	2.千斤頂	3.導梁	4.滑道	5.滑塊
6.分配梁1	7.分配梁2	8.鋼管混凝土立柱	9.連續千斤頂	10.鋼絞線纏繞器
11.滑板	12.滑道梁	13.鋼絞線束	14.反力座	15.導向輪
16.鋼絞線	17.龍門吊機1	18.龍門吊機2	19.鋼桁梁	20.散拼支架

技術領域

《鋼桁梁縱向多點連續拖拉施工方法》涉及一種鋼桁梁的拖拉施工方法，具體地說是一種鋼桁梁多點連續縱向拖拉施工方法。

權利要求

1.一種鋼桁梁多點連續縱向拖拉施工方法，它是在鋼桁梁的前端設定導梁，在橋樑墩身之間設定鋼桁梁散拼施工平台支架，利用跨線門吊散拼鋼桁梁桿件成整體節間，然後拖拉鋼桁梁及導梁前移，並在空出的散拼支架上繼續拼裝鋼桁梁節間桿件，之後繼續拖拉鋼桁梁前進n個節間，如此循環直至完成鋼桁梁的架設，其特徵在於：橋樑跨間不設定臨時支墩，拖拉裝置縱橋向每跨設定一組，布置在橋樑墩身附近，橫橋向上對稱於鋼桁梁中心線布置；鋼桁梁每向前縱移一跨，增加一組拖拉裝置，直至全橋架設完畢；鋼桁梁縱移時，多組拖拉裝置同時啟動，按照多點同步、分級載入的方法連續進行；每組拖拉裝置包括設定在承台上、布置在墩身兩側的墩旁托架，墩旁托架頂部對應於鋼桁梁下弦桿設定的滑道梁，滑道梁與鋼桁梁下弦桿之間設定的滑板，抵在滑道梁一端的連續千斤頂，採用連續千斤頂拖拉，拖拉鋼絞線放置在鋼桁梁外側的臨時外掛結構上，在墩旁托架上設千斤頂反力座，拖拉牽引採用鋼絞線，錨箱端為固定端，張拉端設在托架分配樑上的反力座處。

2.根據權利要求1所述的鋼桁梁多點連續縱向拖拉施工方法，其特徵是：在鋼桁梁邊桁下弦桿節點的外側，對稱設定有水平布置的導向輪，導向輪被卡在安裝於對應滑道梁外側的反力座之間，藉此控制鋼桁梁縱移時的方向和橫橋向位置。

實施方式

如圖5所示，《鋼桁梁縱向多點連續拖拉施工方法》是在鋼桁梁的前端設定導梁3，在橋樑墩身之間設定鋼桁梁散拼支架20，利用跨線門吊散拼鋼樑桿件成整體節間，然後多點同步連續拖拉鋼桁梁19及導梁3前移，並在空出的散拼支架20上繼續拼裝鋼桁梁節間桿件，之後繼續多點同步連續拖拉鋼桁梁19前進n個節間，如此循環直至完成鋼桁梁的架設。所述的導梁長度為橋墩跨度的0.6～0.7倍，導梁為變截面結構。

《鋼桁梁縱向多點連續拖拉施工方法》包括以下步驟

（1）在支架上拼裝導梁結構；

（2）通過拖拉結構拖拉導梁結構，至設計位置，拼裝鋼桁梁桁段；

（3）連續拖拉鋼桁梁，上前方支墩；

（4）重複以上2、3，將鋼桁梁拖拉至設計位置；

（5）拆除導梁結構，將鋼桁梁拖拉至設計位置；

（6）鋼桁梁體系轉換，將臨時支撐轉換至正式支座上。

• 實施例1

1、7～8#墩設定施工平台支架，在支架上安裝108米導梁108米，然後向0#墩方向拖拉導梁前行48米，組裝鋼桁梁4個節間。見圖5

2、再向0#墩方向拖拉36米，繼續組裝鋼桁梁3個節間。見圖6

3、再向0#墩方向拖拉30米，前導梁到達6#墩旁托架上。見圖7

4、繼續向0#墩方向拖拉54米，散拼支架上空出7個節間位置。見圖8

5、在鋼樑拼裝平台支架上組裝鋼桁梁7個節間。

6、整體拖拉84米，然後再在鋼樑拼裝平台支架上組裝鋼桁梁7個節間。見圖9

7、重複以上步驟，鋼桁梁拖拉至0#墩。（導梁在過1#墩後即可分段拆除）見圖10

8、轉換正式支座支撐。

9、利用架梁吊機安裝混凝土橋面板（0#向7#墩方向）。

10、混凝土橋面板按照設計要求結合。

11、利用架梁吊機安裝鋼塔（6#向1#墩方向）。見圖11。

榮譽表彰

2018年12月20日，《鋼桁梁縱向多點連續拖拉施工方法》獲得第二十屆中國專利獎優秀獎。