[发明专利]上承式拱桥施工用钢拱架拼装与横移系统及方法

说明书

本发明公开了一种上承式拱桥施工用钢拱架拼装与横移系统及方法，该系统包括对钢拱架进行拼装的拱架拼装装置和对拼装完成的钢拱架进行支撑与横移的拱架支撑与横移装置；该方法包括步骤：一、桥梁下部支撑结构与钢拱架支座施工以及平移滑道与升降装置安装；二、缆索吊机与拱架分段移送装置施工；三、钢拱架拼装；四、拱形支撑架顶升；五、拱形支撑架下放；六、横移驱动装置安装；七、拱形支撑架横移；八、拱形支撑架顶升。本发明设计合理且实现方便简便、使用效果好，将拱架拼装装置和拱架支撑与横移装置相配合使用，能简便、快速完成钢拱架拼装过程，并能通过拱架支撑与横移装置对钢拱架横移，实现通过一个钢拱架对两个拱肋进行施工的目的。

技术领域

本发明属于桥梁施工技术领域，尤其是涉及一种上承式拱桥施工用钢拱架拼装与横移系统及方法。

背景技术

上承式拱桥是桥面系设置在桥跨主要承重结构(即拱肋)上面的桥梁，拱座将拱肋端部(也称拱端)推力传递给基岩的部件，位于拱桥两端与基岩的连接处，上承式拱桥的拱肋两端均支撑于拱座上，拱座是支承拱上结构的重要构件。用于支撑拱肋的拱座为永久支座，该永久支座一般为支撑于基岩上的钢筋混凝土结构。其中，拱肋也称为主拱或拱圈，对于拱肋为钢筋混凝土拱圈的上承式箱型拱桥进行施工时，拱肋通常采用预先架设到位的钢拱架进行现浇施工；待拱肋浇筑成型后，对钢拱架进行拆除。钢拱架架设到位后且采用钢拱架对拱肋进行浇筑施工之前，为准确掌握钢拱架受荷载及温度等因素影响下的应力、应变和位移情况，确保安全、顺利地浇筑拱肋，需对架设到位的钢拱架进行预压，并且需对钢拱架进行全断面预压，钢拱架预压的主要目的在于：第一、检验钢拱架与支座的强度和稳定性，消除拱肋砼浇筑施工前钢拱架的非弹性变形，主要是消除钢拱架的沉降变形量及拱架各接触部位的变形；第二、检验钢拱架的受力情况和弹性变形情况，测量出钢拱架的弹性变形。待拱肋浇筑成型后，对钢拱架进行拆除。

实际施工过程中，对上承式拱桥通常均有左右两幅对称布设的拱肋，结合现场地形条件、施工场地、工期及经济性来综合考虑，通常仅投入一套钢拱架，具体是先采用预压后的钢拱架对一幅拱肋进行浇筑，浇筑完成后将钢拱架横移至另一幅拱肋的施工位置处，待两幅拱肋均施工完成后再拆除钢拱架。尤其是在所施工上承式拱桥的施工场地有限、交通拥堵严重等情形下，为保证交通畅通，不能同时对左右幅拱肋进行同时施工，一般也是先采用钢拱架对一幅拱肋进行浇筑，再将钢拱架横移至另一幅拱肋的施工位置处。并且，由于钢拱架整体横移过程中，拱脚底间距未发生变化，钢拱架变形可忽略不计，非弹性变形已消除，因此对另一幅拱肋进行施工时无需再对横移后的钢拱架进行预压，可直接对该拱肋进行施工，因而能大幅节约施工成本，省工省时。

但现如今对钢拱架进行横移时，施工操作比较随意，没有一套统一、规范的横装设备与横移方法，再加上钢桁架的体积大且重量大，钢桁架横移难度大，横移过程中不可避免地会存在横移过程复杂、钢桁架不平稳、横移速度慢等问题，并且横移到位后钢桁架不易支撑。同时，将钢拱架从已浇筑完成的拱肋下方移出时，由于钢桁架稳固支撑于已浇筑成型的拱肋底部，因而将钢桁架从拱肋下方移出时，移出难度非常大，并且移出过程中不可避免会造成钢桁架变形，甚至造成钢桁架损伤。

另外，由于钢拱架通常均为由多个平直杆件拼装而成的立体钢桁架。缆索吊是一种特殊类型的吊装设备，具有很多独特的优点，不受气候和地形的限制，在特定条件下能够发挥其它起重机械所不能发挥的作用，被广泛应用于工程建设中。高速公路、铁路桥梁在跨越重山区时，经常遇到无法搭设支架或无法采用起重机械施工的情况，由于在山区修建便道的成本过高，在河流、湖泊中搭设支架的施工技术难度大、在跨越既有线路带来的交通疏导不便等因素，缆索吊装成为公路、铁路建设中，最为经济、合理的方案选择，特别是对于桥梁跨越大河、悬崖、河流、湖泊等基础上和跨越既有线路的施工技术研究有较大的发展空间。