[发明专利]一种大跨度钢管拱桥斜拉扣挂线性控制安装施工方法

权利要求书

1.一种大跨度钢管拱桥斜拉扣挂线性控制安装施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）缆索吊系统布设

扣塔固结在混凝土基础上，索塔铰接于扣塔顶部；塔架采用贝雷桁架门式结构,基本构件为4m×2.14m贝雷片；

（2）钢管拱肋安装顺序

拱肋安装顺序需要考虑到边拱的施工与拱肋节段运输；

（3）建模计算

按照设计图文件、主拱肋吊装顺序、管内混凝土浇筑顺序、松扣顺序、拱上立柱加载程序和桥面系施工；拱肋分段吊装的，每吊装一节，都会对前面己经吊装好的部分产生力的作用，因此在吊装的全部过程中，各个节段的坐标都处于变化之中；为了保证合龙线形满足要求，在每个节段吊装时需要设置一个预抬标高，这个预抬标高需保证在历经后续节段吊装所引起的标高变化之后，在桥面系施工完成后正好达到设计标高；在预测某一节段吊装标高的同时，还需要同时给出该节段吊装时各扣索的索力和其它已安装节段的标高，作为施工监控的依据；

（4）钢管拱肋吊装

1）拱肋1节段和横撑安装

用一套缆索起重机上2个吊具吊运拱脚1节段至拱座预埋件处，用手拉葫芦调整拱肋的横向偏位，使拱肋的铰管顺利入槽，安装并张拉扣索，拱肋端头的线形符合设计要求后，取下吊具，上下游对应拱肋安装完成后，两组主索抬吊安装相应横撑；

2） 拱肋其余节段和横撑安装

用一套缆索起重机上2个吊具吊运拱肋至前一段的端头，通过千斤顶、手拉葫芦调整拱肋的位置，使接头法兰螺栓孔全部对位，安装法兰螺栓，此时安装并张拉扣索，拱肋端头的线形符合设计要求后，将接头螺栓拧死，取下吊具；

（5）钢管拱肋调整

因现场场地形受限，拱肋横向调位缆风锚碇设置困难，采用无横向调位缆风安装拱肋；

拱肋空中就位时，先依靠缆索吊吊具的走行进行粗定位，待接头几乎完成对接时再使用手拉葫芦进行辅助精确对位；然后安装扣索，最后完成吊扣转换，待上下游拱肋节段都安装完毕，及时安装横撑；

（6）钢管拱肋斜拉扣挂施工

扣挂系统由扣塔、扣索、锚索、拱肋扣点、扣锚梁和锚碇组成；

1）扣塔：采用8片贝雷桁架片+4根L200*125*12mm角钢组成，塔底固结；

2）扣索、锚索：扣索、锚索均采用1860MPa的Φ15.24钢绞线，安全系数K不小于2；

3）扣索安装：扣索先锚固于主拱肋端头的扣点上，利用临时辅助卷扬机将扣索牵引至扣塔上，利用手拉葫芦将扣索装入扣塔上张拉平台的锚箱中；

4）锚固体系：扣索的固定端采用“P”型锚具锚固于拱肋的扣点上，调节端设于扣塔张拉锚梁上，使用防松工具锚进行张拉调节；锚索固定端采用“P”型锚具锚固，调节端设于扣塔张拉锚梁上，使用防松工具锚进行张拉调节；

5）扣点：扣点用于连接扣索和拱肋钢管，采用扣耳与锚箱相结合的结构形式，扣耳在工厂内与拱肋上弦管按设计要求整体焊接，锚箱与扣耳通过销轴连接；施工时，扣耳、锚箱与主拱圈节段整体吊装；

6）按吊装程序，每一正式扣索挂好后，只调整当前节段的标高及偏位，故应按监控数据对各段进行相应的预抬；调索作业根据设计方和施工监控方现场共同发布的调索索力和拱肋标高，对每一号索采用张拉设备逐根、分级、对称张拉；

同时用频谱分析仪对索力进行测试，以确保调索顺利开展；

7）根据监控提供的扣锚索索力，采用24t穿心千斤顶逐根对称分级张拉扣锚索，边张拉边松钩，逐渐将吊钩的力转换为由扣索承担，最终吊钩不承受力后，将起吊千斤索拆除；

扣锚索张拉力控制以扣塔顶不产生水平位移为控制目标，张拉过程中，扣塔的偏位控制在20mm内；

（7）主拱线形、偏位监测

1）拱肋安装过程中采用全站仪测量拱肋三维坐标，并进行动态跟踪和调整，保证在焊接连成整体前实测坐标和设计值误差满足要求，同时在后续工况通过监测其坐标变化来分析其受力；拱肋测点布置在每段拱肋上弦杆端头0.4m处；

海面昼夜、日间清晨和中午温差大，钢管拱肋受温度影响变形大，为了减少温度影响，选取每日上午九点前进行拱肋定位测量；

2）预埋拱座的定位

用全站仪放样出拱肋的四个坐标原点，在任意一个坐标原点架设全站仪复核各原点间的相互关系；根据拱肋轴线坐标推算出拱脚座面上缘及下缘四点坐标，然后进行精确放样；根据此四点来控制拱座的平面位置，用水准仪控制四点标高；拱脚在预埋拱座上就位后，再对其轴线及分段点标高进行校核、调整，使其符合设计要求；

3）拱肋拼装焊接中的测量监控

在拱肋设计轴线的延长线上，即拼装肋片的两端架设全站仪，在拱肋拼装焊接的过程中，随时监测拱肋的实际轴线，若与设计有偏差，随时反馈调整；

4）拱肋吊装就位的空间定位

吊装前，在拱肋各分段端头顶部设置测点，吊装时利用全站仪观测测点坐标控制拱肋轴线及标高；

5）拱肋吊装过程中的测量监控

吊装过程中由于重量的增加、节段间法兰连接时的碰撞、焊接及风力的影响，均有可能使拱肋空间位置产生变化；因此，在拱肋各段吊装和连接的过程中，随时对其的轴线和标高进行监控，发现变化及时调整；

6）拱肋节段预抬高量的控制

利用千斤顶调整扣索索力来调整拱肋的预抬高量；

7）拱肋轴线偏位控制

安装过程中，安装节段端头出现轴线偏位，利用在接头处设置临时千斤顶与拱肋间调位缆风进行纠偏，并在接头处加塞钢垫片进行调整；

8）塔架偏位观测

在塔架垂直于桥轴线方向设一个测站和一个后视点，在塔架顶面上、下游两侧各设一个固定标尺；

吊装时用全站仪观测塔架顶部的偏移；

9）吊装锚碇的位移观测

在锚碇设定标志点，起吊拱肋后用全站仪观测锚碇有无位移变化；

（8）拱肋合龙

合龙前应对拱肋线形进行精调，线形调整选择在傍晚或清晨进行（温度变化幅度不大）；

通过调索以调整拱肋标高；在接头间设置千斤顶，以加塞钢垫片调整横向偏位；

使两岸合龙口的线形达到设计、监控要求。