一种钢管拱肋节段空中连接的施工方法与流程

本发明涉及桥梁施工领域，特别涉及一种钢管拱肋节段空中连接的施工方法。

背景技术：

缆索吊装施工法是钢管混凝土拱桥主要施工方法之一，如附图1所示，它将拱肋沿桥梁纵向分成若干个拱肋节段01，通过吊塔03起吊和缆索04牵引方式，将拱肋节段01运送至空中安装位置，再焊接至已安装拱肋02结构上。

为了保证吊装拱肋节段空中焊接施工的精度和质量，需要将其临时锁定至已安装拱肋结构上，临时锁定方式及其施工方法是焊接连接施工的关键环节，关系拱肋钢管结构的受力和安全，还影响着顶升施工钢管内混凝土的灌注强度和质量。

现行施工方法一般采用如附图2所示的内法兰盘05式锁定装置来临时固定钢管拱肋节段，先安装拱肋节段01钢管内部的法兰盘05式锁定结构，再吊装拱肋节段01至空中安装位置，通过法兰盘05和螺栓连接方式将拱肋节段01锁定至已安装拱肋02结构上，然后安装拼接接头处的对接套管07，并将对接套管07分别与拱肋节段01钢管和已安装拱肋02钢管进行对接焊接，完成钢管拱肋节段01空中焊接。

但是，上述法兰盘05式锁定装置的施工方法存在以下问题：

1、采用法兰盘05和螺栓对孔的施工方法来定位吊装在空中的拱肋节段01，因对孔安装精度要求很高，定位难度大、施工效率低；

2、锁定装置安装施工中，肋板06两端均采用焊接连接，焊接施工易导致法兰盘05挠曲而影响螺栓安装施工，焊接残余应力也会导致钢管截面应力集中和受力不均；

3、锁定装置设于钢管内部，对接套管07嵌补后，锁定装置无法拆除和重复利用，不仅增加了施工辅助费用，而且阻挡钢管内混凝土的顶升施工。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种钢管拱肋节段空中连接的施工方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种钢管拱肋节段空中连接的施工方法，包括以下步骤：

A、在拱肋节段钢管的端部安装两个半环形的抱箍钢板，每个所述抱箍钢板两端设有耳板，两个所述抱箍钢板配合后的耳板通过若干个第一螺栓栓接，使得两个所述抱箍钢板抱紧于所述拱肋节段钢管周缘，所述拱肋节段钢管需要与已安装拱肋钢管对接的一端上的所述抱箍钢板上连接第一限位座，所述第一限位座与对应的所述抱箍钢板之间连接有若干个加劲肋板，所述拱肋节段钢管另一端上的所述抱箍钢板上连接有与所述第一限位座对应的第二限位座，所述第二限位座与对应的所述抱箍钢板之间连接有若干个所述加劲肋板，每个所述加劲肋板的一端连接于对应的所述耳板上、另一端连接于对应的所述第一限位座或者所述第二限位座上，每个所述加劲肋板的一侧连接于对应的所述抱箍钢板上；

此处应当理解为，所述已安装拱肋钢管的自由端还保留有其作为上一个所述拱肋节段钢管时的所述抱箍钢板及所述第二限位座。

B、所述第一限位座上连接有导向限位条，所述第二限位座上设有限位槽，所述导向限位条适配并用于插接于所述限位槽；

C、吊装所述拱肋节段钢管至空中拼装位置处，调整所述拱肋节段钢管位置使所述拱肋节段上的所述导向限位条插入所述已安装拱肋钢管上的所述限位槽，沿所述导向限位条长度方向移动所述拱肋节段钢管至与所述已安装拱肋钢管对齐并抵接，将所述拱肋节段上的所述导向限位条与所述已安装拱肋钢管上的所述第二限位座通过第二螺栓锁定；

D、所述拱肋节段钢管和所述已安装拱肋钢管对接焊接连成一体，形成新的所述已安装拱肋钢管。

相应地，也可以是所述第二限位座上连接有导向限位条，所述第一限位座上设有限位槽，所述导向限位条用于插接于对应的所述限位槽，将所述拱肋节段钢管上的限位部件和所述已安装拱肋钢管上的限位部件对齐。

本发明所述的一种钢管拱肋节段空中连接的施工方法，采用抱箍连接形式分别连接拱肋节段钢管和已安装拱肋钢管，避免了焊接残余应力引起拱肋钢管截面应力集中和受力不均的问题，抱箍钢板和限位部件均位于拱肋钢管外部，方便拆卸和重复利用，降低了施工辅助费用，保证后续钢管内混凝土的顶升施工不受影响，锁定作业不受空间限制，无需设置对接套管，减少了一半的主拱钢管对接焊接，提高施工效率，采用两个第一限位座上设置导向限位条，和对应的第二限位座上设置限位槽的插接构造，能对拱肋节段上下、左右四个方向进行导向，降低了高空施工风险，解决了采用法兰盘和螺栓对孔安装精度要求很高，定位难度大、施工效率低的问题，该施工方法步骤简单，实施方便，效果良好，具有很强的适用性和经济性。

优选地，所述第一限位座上设有所述限位槽，所述第一限位座上的所述限位槽与所述第二限位座上的所述限位槽相对应，所述导向限位条通过第三螺栓连接于所述第一限位座上的所述限位槽内，所述第一限位座和所述第二限位座的结构一致。

所述第一限位座和所述第二限位座的结构一致，所述导向限位条均可连接于对应的所述限位槽内，在下次使用时，不用区分所述第一限位座和所述第二限位座，可直接将所述导向限位条连接于所述第一限位座或者所述第二限位座投入使用，便于导向锁定结构的管理。

通过所述第一螺栓连接所述抱箍钢板形成抱紧所述拱肋节段钢管和已安装拱肋钢管的抱箍，通过所述第三螺栓将所述导向限位条快速连接于所述第一限位座的所述限位槽内形成限位部件，通过所述第二螺栓快速将所述第二限位座和所述导向限位条相对锁定，以完成拱肋节段钢管对齐并抵接所述已安装拱肋钢管的锁定，即现场施工只需简单螺栓安装作业，施工技术要求低，施工效率更高。

优选地，所述导向限位条的一端设有插接导向头，所述插接导向头为楔形或者锥形结构件，所述插接导向头用于所述步骤C插接过程中引导所述第一限位座和对应的所述第二限位座对齐。

采用这种结构设置，能够通过所述插接导向头快速和准确地插接进入所述限位槽内，方便定位位于空中的所述拱肋节段，提高了施工效率。

优选地，所述第一限位座和所述第二限位座均为门型框架，所述导向限位条为导向拼接板，所述导向拼接板的宽度适配所述门型框架上所述限位槽的宽度。

优选地，所有所述加劲肋板沿对应的所述抱箍钢板的轴向间隔设置。

进一步优选地，所有所述加劲肋板等间距设置。

进一步优选地，相邻两个所述加劲肋板之间设置一个所述第一螺栓。

优选地，每个所述加劲肋板沿所述抱箍钢板的周向设置。

优选地，在所述步骤A中，在所述抱箍钢板与所述拱肋节段钢管之间的接触面和/或与所述已安装拱肋钢管之间的接触面上设置防滑层，以增强两者之间的连接力，保证抱箍连接的可靠性。

进一步优选地，所述防滑层为防滑漆或者防滑垫。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明采用导向限位条穿入对应限位槽的空中定位方法，能对拱肋节段上下、左右四个方向进行导向，快速和准确地定位空中拱肋节段，提高了施工效率，降低了高空施工风险；

2、本发明将辅助拱肋节段空中连接的临时锁定装置设于钢管外部，无需设置对接套管，减少了一半的主拱钢管对接焊缝，避免了过多焊接而影响主拱钢管受力性能，提升了桥梁结构的安全性；

3、本发明采用螺栓连接抱箍钢板的方式进行临时锁定，且临时锁定装置可以方便地拆除和重复用于后续拱肋节段拼接，大幅节省了施工辅助工程费用；

4、本发明的临时锁定现场施工均为螺栓安装作业，避免了焊接残余应力对结构的不利影响，且施工技术要求低，施工效率高；

5、本发明的施工方法操作简单，施工技术成熟可靠，施工辅助费用较低，具有很强的适用性和经济性。

附图说明

图1为钢管混凝土拱桥的缆索吊装施工方法的示意图；

图2为现有内法兰盘式锁定装置的结构示意图；

图3为所述拱肋节段、抱箍钢板、第一限位座、导向限位条、加劲肋板、第一螺栓和第二螺栓的结构及连接关系示意图；

图4为所述已安装拱肋、抱箍钢板、第二限位座、限位槽、加劲肋板和第一螺栓的结构及连接关系示意图；

图5为本发明所述的一种钢管拱肋节段空中连接的施工方法的示意图；

图6为所述抱箍钢板的结构示意图；

图7为所述第一限位座、第二限位座和限位槽的结构示意图；

图8为所述导向限位条和插接导向头的结构示意图。

图中标记：01-拱肋节段，02-已安装拱肋，03-吊塔，04-缆索，05-法兰盘，06-肋板，07-对接套管，1-抱箍钢板，2-限位部件，21-第一限位座，22-第二限位座，23-导向限位条，24-限位槽，25-插接导向头，3-第一螺栓，4-加劲肋板，5-第三螺栓，6-第二螺栓。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

实施例

如图3-8所示，本发明所述的一种钢管拱肋节段空中连接的施工方法，包括以下步骤：

A、如图3-6所示，在拱肋节段01钢管的端部安装两个大小和形状一致的半环形的抱箍钢板1，在所述抱箍钢板1与所述拱肋节段01钢管之间的接触面和与已安装拱肋02钢管之间的接触面上喷涂有防滑漆；

B、每个所述抱箍钢板1两端设有耳板，两个所述抱箍钢板1配合后的耳板通过若干个第一螺栓3栓接，使得两个所述抱箍钢板1抱紧于所述拱肋节段01钢管周缘；

如图3所示，所述拱肋节段01钢管需要与已安装拱肋02钢管对接的一端上的所述抱箍钢板1的外壁中间连接第一限位座21，所述第一限位座21为门型框架钢结构，具体与对应的所述抱箍钢板1焊接连接，所述第一限位座21与对应的所述抱箍钢板1之间连接有若干个加劲肋板4；

如图4所示，所述拱肋节段01钢管另一端上的所述抱箍钢板1上连接有与所述第一限位座21对应的第二限位座22，所述第二限位座22为门型框架钢结构，具体与对应的所述抱箍钢板1焊接连接，所述第二限位座22与对应的所述抱箍钢板1之间连接有若干个所述加劲肋板4，此处应当理解为，所述已安装拱肋02钢管的自由端还保留有其作为上一个所述拱肋节段01钢管时的所述抱箍钢板1及所述第二限位座22，所述第一限位座21和所述第二限位座22的结构一致；

如图3-6所示，所述加劲肋板4为钢结构，每个所述加劲肋板4的一端焊接于对应的所述耳板上、另一端焊接于对应的所述第一限位座21或者所述第二限位座22上，每个所述加劲肋板4的一侧焊接于对应的所述抱箍钢板1上，每个所述加劲肋板4沿所述抱箍钢板1的周向设置，所有所述加劲肋板4沿对应的所述抱箍钢板1的轴向等间距间隔设置，相邻两个所述加劲肋板4之间设置一个所述第一螺栓3，所述抱箍钢板1两端分别设置一个所述第一螺栓3；

C、如图3和5所示，所述第一限位座21上连接有导向限位条23，所述第二限位座22上设有限位槽24，所述导向限位条23为导向拼接板，所述导向拼接板的宽度适配所述门型框架上所述限位槽24的宽度，所述导向限位条23用于插接于所述限位槽24；

如图3、5和8所示，所述导向限位条23的一端设有插接导向头25，所述插接导向头25为楔形结构件，所述插接导向头25用于引导所述第一限位座21和对应的所述第二限位座22对齐，采用这种结构设置，能够通过所述插接导向头25快速和准确地插接进入所述限位槽内24，方便定位位于空中的所述拱肋节段01，提高了施工效率；

D、如图5所示，吊装所述拱肋节段01钢管至空中拼装位置处，调整所述拱肋节段01钢管位置使所述拱肋节段01上的所述导向限位条23插入所述已安装拱肋02钢管上的所述限位槽24，沿所述导向限位条23长度方向移动所述拱肋节段01钢管至与所述已安装拱肋02钢管对齐并抵接，将所述拱肋节段01上的所述导向限位条23与所述已安装拱肋02钢管上的所述第二限位座22通过第二螺栓6锁定；

E、所述拱肋节段01钢管和所述已安装拱肋02钢管对接焊接连成一体，形成新的所述已安装拱肋02钢管。

作为本实施例的一个优选方案，所述第一限位座21上设有所述限位槽24，所述第一限位座21上的所述限位槽24与所述第二限位座22上的所述限位槽24相对应，所述导向限位条23通过第三螺栓5连接于所述第一限位座21上的所述限位槽24内，所述第一限位座21和所述第二限位座22的结构一致。

所述第一限位座21和所述第二限位座22的结构一致，所述导向限位条23均可连接于对应的所述限位槽24内，在下次使用时，不用区分所述第一限位座21和所述第二限位座22，可直接将所述导向限位条23连接于所述第一限位座21或者所述第二限位座22投入使用，便于导向锁定结构的管理。

通过所述第一螺栓3连接所述抱箍钢板1形成抱紧所述拱肋节段01钢管和已安装拱肋02钢管的抱箍，通过所述第三螺栓5将所述导向限位条23快速连接于所述第一限位座21的所述限位槽24内形成限位部件，通过所述第二螺栓6快速将所述第二限位座22和所述导向限位条23相对锁定，以完成拱肋节段01钢管对齐并抵接所述已安装拱肋02钢管的锁定，即现场施工只需简单螺栓安装作业，施工技术要求低，施工效率更高。

本发明所述的一种钢管拱肋节段空中连接的施工方法，采用抱箍连接形式分别连接拱肋节段01钢管和已安装拱肋02钢管，避免了焊接残余应力引起拱肋钢管截面应力集中和受力不均的问题，抱箍钢板和限位部件均位于拱肋钢管外部，方便拆卸和重复利用，降低了施工辅助费用，保证后续钢管内混凝土的顶升施工不受影响，锁定作业不受空间限制，无需设置对接套管07，减少了一半的主拱钢管对接焊接，提高施工效率，采用两个第一限位座21上设置导向限位条23，和对应的第二限位座22上设置限位槽24的插接构造，能对拱肋节段上下、左右四个方向进行导向，降低了高空施工风险，解决了采用法兰盘和螺栓对孔安装精度要求很高，定位难度大、施工效率低的问题，该施工方法步骤简单，实施方便，效果良好，具有很强的适用性和经济性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。