主桁架曲面安装施工方法与流程

本发明涉及桥梁施工领域，特别地，涉及主桁架曲面安装施工方法。

背景技术

挂篮作为悬臂浇筑施工法中的一个重要设备，在拱圈混凝土浇筑过程中，起到承担节段湿重和提供作业平台等作用。由于挂篮是安装在曲线状的拱圈上，因此其构造与连续梁桥、连续刚构桥以及斜拉桥中采用的挂篮构造有较大差异。挂篮的设计是否合理将直接关系着施工的难易程度，桥梁施工的质量和施工的进度。对于受水位或临崖的影响下置式挂篮拼装的情况，采用现有挂篮势必行不通，因此，设计一种既轻盈又能确保变形的超轻型挂篮是非常有意义的。

而拱桥悬臂浇筑用挂篮与其它桥梁中的挂篮有所不同，主要表现在：①拱圈结构的非直线性，导致每个施工节段的挂篮倾角均不相同；②挂篮行走时沿拱圈做曲线行走，由于拱圈顶面扣索的存在，导致挂篮行走困难；③挂篮行走系统和其它桥型不同，主要由滑槽、千斤顶、反力座和反力轮组成，行走也比其它桥型复杂；④支反力系统，由于挂篮存在倾角，支反力系统主要由挂钩铰座、轨道剪力键及滑船限位钢销、后横梁上的可调节支承垫块、止退钢销等构成。综上所述，超轻型挂篮的设计难度进一步增大。

现有挂篮前端位移偏大，增大悬浇施工控制难度；现有挂篮重心偏高，存在挂篮走行及工作稳定性较差问题；目前市场上挂篮的后锚部分需要相应的机构来保证锚固的可靠性，结构较复杂且安全风险较大；现有挂篮主桁架高度偏大，一般超过3m，但桥下受水位或地面标高影响，留给下置式挂篮主桁架的高度不足1m，甚至只有几十公分又不想增加额外工程量时，现有挂篮就显得无能为力。因此需要设计出一种效果更好的主桁架，同时需要对该主桁架设计出简便的曲面施工方法。

技术实现要素：

为解决上述提出的问题，本发明目的在于提供一种具有施工难度系数低；采用一次性弧形设计、以曲代曲的方式，降低了拱圈弧形线形的误差，悬浇过程无需对底模弧线再做调整、简化了施工工序，且外形美观的主桁架曲面安装施工方法。

为实现上述目的，本发明提供了主桁架曲面安装施工方法，该主桁架包括主横梁、次横梁、纵梁、钢吊带系统、预埋结构和锚固丝杆，预埋结构预埋在前一节已浇筑箱拱节段内，锚固丝杆贯穿设置于已浇筑箱拱节段内，且设置于预埋结构前端，主横梁设置在锚固丝杆底端，纵梁一端设置在主横梁上，且与主横梁不平行设置，次横梁横跨在纵梁上，钢吊带系统一端与纵梁连接，另一端与预埋结构连接，钢吊带系统包括前排吊带和后排吊带；安装施工方法包括如下步骤：

步骤1：在施工前一节已浇筑箱拱节段的钢筋时，将加工完毕的预埋结构设置在前一节已浇筑箱拱节段端头处钢筋上；

步骤2：浇筑混凝土，且预留锚固丝杆孔，将锚固丝杆套入预留锚固丝杆的孔内，锚固丝杆底部穿出前一节已浇筑箱拱节段的底部；

步骤3：将主横梁吊装至前一节已浇筑箱拱节段底部，通过锚固丝杆的底部和临时支架初步定位；

步骤4：将两个前排吊带的一端固定在前一节已浇筑箱拱节段两边的预埋结构上，吊起外侧两根纵梁，将一端插入主横梁的上方设置在两边，通过主横梁定位固定，将该两个前排吊带的另一端分别固定在外侧两根纵梁上；

步骤5：使用一条横杆预先固定在外侧两根纵梁的另一端，两侧定位、测量符合设计要求后，依次对称安装中间的纵梁；

步骤6：将次横梁横跨安装在纵梁上；

步骤7：安装后排吊带，将底模板放置次横梁上形成主拱圈线形，完成安装。

所述步骤1中加工完毕的预埋结构包括横向槽钢、竖向槽钢、横向短槽钢、撑杆、钢板、竖向短槽钢；所述横向槽钢和竖向槽钢竖直交叉设置，所述钢板设置在竖向槽钢顶端的一侧，所述撑杆的一端设置在竖向槽钢顶端的另一侧，撑杆的另一端设置在横向槽钢上；所述横向短槽钢设置在横向槽钢的底部，竖向短槽钢设置在竖向槽钢两端的两侧腹板处；横向槽钢、横向短槽钢、竖向短槽钢和竖向槽钢的底端埋设在前一节已浇筑箱拱节段的混凝土内，撑杆、钢板和竖向槽钢的顶端露出设置在前一节已浇筑箱拱节段顶端，竖向槽钢的底端设置有后排吊带焊接口。

所述步骤3中主横梁吊装至前一节已浇筑箱拱节段底部的5cm-10cm处。

所述步骤6中每根次横梁与纵梁之间垫设有不同厚度的垫钢板，确保底模板放置其上时为主拱圈线形。

所述步骤4中，中纵梁由两根工字梁通过若干连接板焊接而成，连接板分别焊接于工字钢上下翼缘面上，与前排吊带和后排吊带的连接部位设置若干加强型钢条，分别焊接两工字梁外侧的腹板上，每根纵梁的尾部设置抗剪臂，抗剪臂由双槽钢翼缘相向焊接而成，并将抗剪臂焊接于纵梁靠下端的尾部，在靠近抗剪臂的内侧设置有钢支座，用于通过千斤顶调整悬浇节段标高，钢支座与纵梁之间均通过焊缝连接而成。

所述主横梁的数量为一根，次横梁的数量为八根，且等间距设置在纵梁上，纵梁的数量为八根，且不等间距设置，纵梁设置间距依次为600、900、1500、1500、500个单位。横向短槽钢的数量四根，一根横向短槽钢设置在竖向槽钢的前端，另外三个等间距设置在竖向槽钢的后端，竖向短槽钢的数量为两根，等间距设置在横向槽钢底端。

本发明具有以下有益效果：

本发明通过设置了简便的主桁架安装方法，施工难度系数低；采用一次性弧形设计、以曲代曲的方式，降低了拱圈弧形线形的误差，悬浇过程无需对底模弧线再做调整、简化了施工工序；同时设置的菱形挂篮，并将其侧置，既有效降低了后支点挂篮的前端位移，又很好的解决侧模安、拆问题；将挂篮主桁下置，使挂篮重心最低，以最小的方式确保了走行及悬浇状态的稳定，同时为待悬浇节段提供最大的作业空间；采用丝杆将下置式挂篮主桁锚固于已浇筑完节段之上，保证了悬浇状态挂篮的自平衡；通过在菱形挂篮竖杆上端设置挂钩，走行时挂钩在拱背轨道上行走，尾端通过反力轮维持挂篮前端的平衡，创造性的解决了挂篮悬浇和行走两种状态下的稳定性；通过设置丝杆和挂钩，做到浇筑状态与行走状态的分离，进一步降低了挂篮工作系数；主桁之间采用销接，更好的满足挂篮沿拱圈曲线行走和挂篮的拆卸运输；将底模板与承重桁架共用，同时拱圈底模板采用一次性弧形设计、以曲代曲的方式，将拱圈弧形线形误差将至最低，悬浇过程无需对底模弧线再做调整、简化了施工工序，且外形美观。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的主桁架结构示意图。

图2是本发明优选实施例的纵梁结构示意图。

图3是本发明优选实施例的主横梁结构示意图。

图4是本发明优选实施例的次横梁结构示意图。

图5是本发明优选实施例的钢吊带系统结构示意图。

图6是本发明优选实施例的锚固丝杆与预埋结构的结构示意图。

图中标号：1主横梁、1.1主横梁钢板、2次横梁、3纵梁、3.1连接板、3.2加强型钢条、3.3钢支座、3.4抗剪臂、4前排吊带、5后排吊带、6预埋结构、6.1横向槽钢、6.2竖向槽钢、6.3横向短槽钢、6.4撑杆、6.5钢板、6.6竖向短槽钢、7锚固丝杆、8耳板、9销轴。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

主桁架曲面安装施工方法，如图1-6所示，该主桁架包括主横梁1、次横梁2、纵梁3、钢吊带系统、预埋结构6和锚固丝杆7。主横梁1的数量为一根，次横梁2的数量为八根，且等间距设置在纵梁3上，纵梁3的数量为八根，且等间距设置。本发明具有后支点挂篮前端位移小，减小了悬浇施工控制难度；将挂篮主桁下置。挂篮重心低，走行及工作稳定性高；创造性地釆用自锚的形式进行平衡，即走行时通过反力轮维持挂篮前端的平衡；浇筑吋通过可调高反力支墩实现挂篮前端的平衡；主桁之间采用销接，能很好的满足挂篮沿拱圈曲线行走；在拱圈侧面设置菱形挂篮，既有效降低了后支点挂篮的前端位移，又很好的解决侧模安、拆问题；做到支、撑系统的完全分离，即浇筑状态与行走状态的分离，挂篮工作系数低；拱圈底模板采用一次性弧形设计、以曲代曲的方式，降低了拱圈弧形线形的误差，悬浇过程无需对底模弧线再做调整、简化了施工工序，且外形美观。

安装施工方法包括如下步骤：

步骤1：在施工前一节已浇筑箱拱节段的钢筋时，将加工完毕的预埋结构6设置在前一节已浇筑箱拱节段端头处钢筋上。预埋结构6预埋在前一节已浇筑箱拱节段内。预埋结构6包括横向槽钢6.1、竖向槽钢6.2、横向短槽钢6.3、撑杆6.4、钢板6.5、竖向短槽钢6.6。横向槽钢6.1和竖向槽钢6.2竖直交叉设置，钢板6.5设置在竖向槽钢6.2顶端的一侧。撑杆6.4的一端设置在竖向槽钢6.2顶端的另一侧，撑杆6.4的另一端设置在横向槽钢6.1上。横向短槽钢6.3设置在横向槽钢6.1的底部，竖向短槽钢6.6设置在竖向槽钢6.2两端的两侧腹板处。前排吊带4和后排吊带5的耳板8均是焊接在竖向槽钢6.2上，横向槽钢6.1、横向短槽钢6.3、竖向短槽钢6.6和竖向槽钢6.2的底端埋设在前一节已浇筑箱拱节段的混凝土内，撑杆6.4、钢板6.5和竖向槽钢6.2的顶端露出设置在前一节已浇筑箱拱节段顶端，竖向槽钢6.2的底端设置有后排吊带5焊接口。横向短槽钢6.3的数量四根，一根横向短槽钢6.3设置在竖向槽钢6.2的前端，另外三个等间距设置在竖向槽钢6.2的后端，竖向短槽钢6.6的数量为两根，等间距设置在横向槽钢6.1底端。为确保此部分结构稳定性及混凝土浇筑质量，在横向双槽钢底部和竖向双槽钢两侧腹板处水平加焊若干短槽钢。

步骤2：浇筑箱供混凝土，且预留锚固丝杆7孔，将锚固丝杆7套入预留锚固丝杆7的孔内，锚固丝杆7底部穿出前一节已浇筑箱拱节段的底部。锚固丝杆7贯穿设置于已浇筑箱拱节段内，且设置于预埋结构6前端。锚固丝杆7设置于已浇筑箱拱节段顶部，在已浇筑箱拱节段预留丝杆孔，底端直接穿过纵梁，通过双螺帽连接；顶端锚固于预埋件前端的已浇筑完拱背上，通过增设垫板，采用螺帽进行拧紧锚固。锚固丝杆7的数量为八根，平行设置，锚固丝杆7为钢筋或者钢板。

步骤3：将主横梁1吊装至前一节已浇筑箱拱节段底部，通过锚固丝杆7的底部和临时支架初步定位。主横梁1设置在锚固丝杆7底端。主横梁1用于锚固丝杆7的下端锚固，放置在纵梁3的下端，并靠近尾部位置，由双工字钢通过若干钢板焊接而成。主横梁1吊装至前一节已浇筑箱拱节段底部的5cm-10cm处，从而使得有足够的空间安装纵梁3，同时又能对主横梁1进行了固定定位，同时进行了位置测量，使得进度更快。

步骤4：将两个前排吊带4的一端固定在前一节已浇筑箱拱节段两边的预埋结构6上，吊起外侧两根纵梁3，将一端插入主横梁1的上方设置在两边，通过主横梁1定位固定，将该两个前排吊带4的另一端分别固定在外侧两根纵梁3上。纵梁3一端设置在主横梁1上，且与主横梁1不平行设置。纵梁3由两根工字梁通过若干连接板3.1焊接而成，连接板3.1分别焊接于工字钢上下翼缘面上，与前排吊带4和后排吊带5的连接部位设置若干加强型钢条3.2，分别焊接两工字梁外侧的腹板上。每根纵梁3的尾部设置抗剪臂3.4，抗剪臂3.4由双槽钢翼缘相向焊接而成，并将抗剪臂焊接于纵梁3靠下端的尾部，在靠近抗剪臂3.4的内侧设置有钢支座3.3，用于通过千斤顶调整悬浇节段标高，钢支座3.3与纵梁3之间均通过焊缝连接而成。

步骤5：使用一条横杆预先固定在外侧两根纵梁3的另一端，两侧定位、测量符合设计要求后，依次对称安装中间的纵梁3。在安装好后横杆可以拆掉也可以不拆掉。通过测量和定位能够准确的固定好成为菱形桁架，稳定结构。

步骤6：将次横梁2横跨安装在纵梁3上。次横梁2由双槽钢翼缘相对焊接而成，沿挂篮纵向设置，每根次横梁2下垫有不同厚度的垫块钢板，确保外部的底模板放置次横梁2上时为主拱圈线形，垫块钢板焊接于纵梁3上端，次横梁2与垫块钢板之间通过焊缝连接，形成整体。

步骤7：安装后排吊带5，将底模板放置次横梁2上形成主拱圈线形，完成安装。前排吊带4和后排吊带5的一端均与纵梁3连接，另一端均与预埋结构6连接。一根纵梁3上设置有一根前排吊带4和一根后排吊带5。前排吊带4和后排吊带5的两端均设置有耳板8，耳板8通过销轴9与前排吊带4和后排吊带5连接。前排吊带4和后排吊带5一端的耳板8焊接于纵梁3底部，另一端的耳板8焊接于预埋结构6上。每片横梁下垫有不同厚度的钢板，确保底模板放置其上时为主拱圈线形，真正做到以曲代曲。

通过设置菱形挂篮，并将其侧置，既有效降低了后支点挂篮的前端位移，又很好的解决侧模安、拆问题。将挂篮主桁下置，使挂篮重心最低，以最小的方式确保了走行及悬浇状态的稳定，同时为待悬浇节段提供最大的作业空间。采用丝杆将下置式挂篮主桁锚固于已浇筑完节段之上，保证了悬浇状态挂篮的自平衡；通过在菱形挂篮竖杆上端设置挂钩，走行时挂钩在拱背轨道上行走，尾端通过反力轮维持挂篮前端的平衡，创造性的解决了挂篮悬浇和行走两种状态下的稳定性。通过设置丝杆和挂钩，做到浇筑状态与行走状态的分离，进一步降低了挂篮工作系数。主桁之间采用销接，更好的满足挂篮沿拱圈曲线行走和挂篮的拆卸运输。将底模板与承重桁架共用，同时拱圈底模板采用一次性弧形设计、以曲代曲的方式，将拱圈弧形线形误差将至最低，悬浇过程无需对底模弧线再做调整、简化了施工工序，且外形美观。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。