[发明专利]拱梁结合桥吊装施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及E01D桥梁技术，尤其是拱梁结合桥吊装施工方法。

背景技术

现有技术中，拱梁结合桥的设计施工开始受到广泛关注，桥梁工程技术近年来有了很大的发展，特别是大跨度桥梁，自从推行斜拉桥的设计与施工技术以来，无论国内国外，除悬索桥以外，跨越能力当推斜拉桥为首。但是斜拉索的锚固、索的防腐，均须花昂贵的代价，因此，混凝土斜拉桥的经济跨度，一般在200m以上。对于60m～200m范围的桥梁，能够参予竞争的桥梁形式主要是混凝土拱桥与预应力混凝土连续梁桥。混凝土拱桥需要有良好的地基以承担拱脚的水平推力，同时，大跨度拱桥在过去采用传统的施工方法很不便利，逐渐失去了竞争力；近来由于混凝土拱桥采用悬臂浇筑法、转体施工法以及劲性钢管混凝土拱架等措施，使这种古老桥型重新进入大跨度桥梁方案的竞争行列。在中小跨径方面，由于混凝土拱桥省料，施工技术要求不高，充分发挥混凝土受压性能等优点，因此造价低廉。在我国有良好地基条件的山区，丘陵区或者冲积平原的软土地基上，均得到广泛采用。但是经过一段时期的实践，在软土地基上建造混凝土拱桥，面临着二个问题使人畏缩不前。一是既要满足通航净空的要求；同时要压缩引道长度或降低高填土高度，对于上承式混凝土拱桥只能采用较小的矢跨比f/L，一般小于1/8，但它对温度变化及地基变形特别敏感，所产生的瞬时内力往往要控制设计；同时这类拱桥起拱线较低，在常水位条件下，船只容易撞击拱腿，不是桥毁就是船破，对水陆交通都带来不利；二是软土地基上建造混凝土拱桥，一般需要依靠台背土压力、桥台基底或阻滑板摩阻力以抵抗水平能力，但土体在长期荷载作用下发生徐变滑移现象，同时高填土产生的后期沉降会使桥台向后转动及下沉，这些影响都会危及上部结构的安全。尽管混凝土拱桥造价低，但是在平原地区一些主要中小跨径的公路桥梁几乎全被梁桥所代替。梁桥在20m以下，采用预应力混凝土空心板，施工方便，造价也低廉，但是跨径小，对通航有较大的不利，例如若需要满足III～V航道通净宽要求，就需要40m～60m的连续梁或悬臂梁桥，根据实践的经验统计，一般造价比混凝土拱桥要高出许多。在平原地区的航道上已建造了一定数量的系杆拱、简支桁架或连续梁桥，前二者需在航道上搭设支架；如采取无支架吊装施工，由于墩台不能承担水平力施工工艺将很复杂，增加施工难度必然增加造价：连续箱梁桥一般采取悬臂浇筑或悬臂拼装法施工，由于挂篮的重量往往控制配索，同时实体腹板为满足抗剪要求而显得很笨重，因此混凝土及高强钢材的指标都较高，不甚经济。在总结现有混凝土拱桥施工经验及技术装备等条件，同时考虑了大吨位预应力束及锚具的应用，特别索的形状采取直索布索，以减少摩阻，提高永存索力等措施，搭设少量支架，临时通过净空满足要求，采用转体施工的工艺，提出了一系列拱梁组合式桥梁，并以先梁后拱作为结构施工成型的基本工法，即先完成连续梁--即加劲梁部分，而后再在其上架设拱肋。这样，既方便了施工，同时，以梁式桥为外部条件，拱的水平推力由水平预应力束承担，避免了传统混凝土拱桥在软土地基上建造所承担的风险。

已有拱梁结合桥施工实例较少，如：

一座跨径100.5m的刚拱刚梁跨河桥施工中，带悬臂的箱梁分五段，其中端决即“0”块及端横梁在桥墩上立支架现浇，其余三段箱形梁各长30m，接头长60cm，按钢筋混凝土设计吊装阶段的受力，河中设二个临时防撞墩，以便架设箱梁节段，现浇接头后张拉纵向预应力束的一半，端块及加劲梁成三跨连续梁。设置横梁及带钢护套的吊杆，吊杆及护管下端固定于加劲梁上，作为钢管拱肋安装时支架一部分；钢管安装就位后，用电焊焊接成拱，并设置上风撑，浇筑钢管内微膨胀混凝土，张拉加劲梁其余纵向索，铺设桥面板及现浇桥面铺装。

某拱梁结合桥为悬臂拼装施工，下部结构完成后，在桥墩上搭设扇形支架，然后安装拱肋及加劲梁肋的第一节段，包括立柱等，形成双悬框架，铺设横梁及预制桥面板并现浇接头；吊装拱肋及加劲梁的第二节段，节段间各杆件靠核心混凝土直接抵承，并对预埋钢板用螺栓固定联接接头钢筋，安装塔架临时加强框架；浇筑接头混凝土，设置塔架后张拉梁肋的预应力束，铺设预制桥面板并浇筑接缝混凝土，张拉桥面部分预应力束；吊装最后一节梁节段及安装横梁，张拉塔架上铺助索，铺设桥面及灌缝，浇筑牛腿及端横梁。张拉预应力束后，设置挂孔的梁肋及横梁，铺设桥面板，现浇端横梁及灌缝，最后浇筑桥面铺装。