一种桥梁建造方法与流程

1.本发明涉及大跨度桥梁建造技术领域，尤其涉及一种桥梁建造方法。


背景技术：

2.桥梁拱肋安装施工时一般采用门吊施工法、行走吊施工法、悬臂施工法或横移施工法等多种施工方法，但对于台风多发软基地区以及跨度大且跨越通航江河道的钢拱肋安装施工时，上述施工方法存在较大的施工风险，且难以保证施工工期。
3.为了最大限度减少恶劣的施工环境对工程的影响，保证施工安全，并缩短施工工期，减少对通航江河道上航运的影响，目前很多桥梁采用大跨度桥梁拱肋整体岸上预制，浮吊船整体吊装施工方法或浮船拖拉安装施工方法。这类施工方式可以将桥梁安装施工工期限制在3-5天之内。但是，浮吊船整体吊装施工方法受限于桥梁预制场地规模和浮吊船吊力的限制，一般仅适用于长度在百米级别或重量在千吨级别以下的拱肋的整体安装。浮船拖拉安装施工方法仅适用于长度在百米级别以下的大型桥梁拱肋的整体安装。上述两种方法无法解决超大跨度桥梁安装问题，限制了桥拱整体安装施工方法的发展，现阶段需要一种能够适用于超大跨度桥梁拱肋整体的安装方法，以解决跨度超大且跨越通航江河道的桥梁拱肋的安装难题。
4.因此，亟需一种桥梁建造方法，以解决以上问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种桥梁建造方法，该桥梁建造方法适用于任意跨度桥梁拱肋的整体安装，能够解决超大跨度桥梁拱肋整体安装的难题，具有安装精度高、质量高、不影响通航、工期短以及安全可靠等优势。
6.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
7.一种桥梁建造方法，具体包括如下步骤：
8.s100、桥梁拱肋整体预制；
9.s200、桥梁拱肋整体装船；
10.s300、桥梁拱肋整体浮运；
11.s400、桥梁拱肋整体安装。
12.作为本发明提供的桥梁建造方法的优选方案，步骤s100具体包括如下步骤：
13.s110、预制完整的所述桥梁拱肋；
14.s120、于所述桥梁拱肋的断面位置布置传感器；
15.s130、建造支撑胎架；
16.s140、连接所述支撑胎架和所述桥梁拱肋。
17.作为本发明提供的桥梁建造方法的优选方案，在步骤s200中，可以采用：
18.s210、纵向滑动或滚动装船方式；或，
19.s220、横向滑动或滚动装船方式。
20.作为本发明提供的桥梁建造方法的优选方案，步骤s210具体包括如下步骤：
21.s211、布置纵向滑道，所述纵向滑道平行于所述桥梁拱肋的长度方向；
22.s212、于所述桥梁拱肋的下方设置运输装置，所述运输装置能够沿所述纵向滑道运动；
23.s213、将运载船舶移动至设定位置；
24.s214、于所述运载船舶的甲板上设置甲板滑道，所述甲板滑道衔接于所述纵向滑道；
25.s215、沿所述纵向滑道和所述甲板滑道移动所述桥梁拱肋至所述运载船舶。
26.作为本发明提供的桥梁建造方法的优选方案，步骤s220具体包括如下步骤：
27.s221、布置横向滑道，所述横向滑道平行于所述桥梁拱肋的宽度方向；
28.s222、于所述桥梁拱肋的下方设置运输装置，所述运输装置能够沿所述横向滑道运动；
29.s223、将运载船舶移动至设定位置；
30.s224、沿所述横向滑道移动所述桥梁拱肋至所述运载船舶。
31.作为本发明提供的桥梁建造方法的优选方案，在步骤s213和步骤s223之前，还要进行如下步骤：
32.在所述运载船舶的甲板上设置支撑基座，所述支撑基座用于连接于支撑胎架，实现所述桥梁拱肋的绑扎加固。
33.作为本发明提供的桥梁建造方法的优选方案，在步骤s224中，当所述桥梁拱肋移动至目标位置，所述目标位置为所述支撑基座的顶面与所述支撑胎架的底面对准，所述运载船舶借助潮水上浮，使所述支撑基座顶升所述支撑胎架。
34.作为本发明提供的桥梁建造方法的优选方案，在步骤s300中，可以采用：
35.s310、采用运载船舶的自航浮运方式将所述桥梁拱肋运输到桥址；或
36.s320、通过拖带船舶的拖带功能带动运载船舶，将所述桥梁拱肋运输到桥址。
37.作为本发明提供的桥梁建造方法的优选方案，步骤s400具体包括如下步骤：
38.s410、运载船舶定位于桥址；
39.s420、拆除所述桥梁拱肋与所述支撑胎架的连接结构；
40.s430、调整所述桥梁拱肋的端部，使其对应于桥址处的桥墩接驳位置，并进行固定；
41.s440、调整所述运载船舶的压载，使所述运载船舶与所述桥梁拱肋分离；
42.s450、所述运载船舶移动至远离所述桥址处。
43.作为本发明提供的桥梁建造方法的优选方案，在步骤s410中，可以采用：
44.s411、采用抛锚方式定位所述运载船舶；或，
45.s412、采用动力定位方式定位所述运载船舶。
46.本发明的有益效果：
47.本发明提供的桥梁建造方法通过步骤s100、桥梁拱肋整体预制，实现完整的桥梁拱肋的预制拼装，后续仅需要直接将完整的桥梁拱肋运输至桥址处即可。通过步骤s200、桥梁拱肋整体装船，将桥梁拱肋从岸边预制处移动至船上，为后续浮运该桥梁拱肋提供条件，且该运输方式安全可靠。通过步骤s300、桥梁拱肋整体浮运，能够将桥梁拱肋通过河道运输
至桥址位置，该运输方式快捷方便，提高了桥梁拱肋的运输效率以及桥梁建造的效率，且运输过程不影响河道通航。通过步骤s400、桥梁拱肋整体安装，最终实现桥梁拱肋在桥址位置的安装，完成桥梁建造。该桥梁建造方法适用于任意跨度桥梁拱肋的整体安装，能够解决超大跨度桥梁拱肋整体安装的难题。
附图说明
48.图1是本发明实施例提供的桥梁建造方法的流程图；
49.图2是本发明实施例提供的桥梁拱肋的结构示意图；
50.图3是本发明实施例一提供的步骤s100的示意图；
51.图4a是本发明实施例一提供的步骤s210的示意图；
52.图4b是本发明实施例一提供的步骤s210的完成示意图；
53.图5a是本发明实施例一提供的步骤s320的俯视角度示意图；
54.图5b是本发明实施例一提供的步骤s320的侧视角度示意图；
55.图6是本发明实施例一提供的步骤s410的示意图；
56.图7是本发明实施例一提供的步骤s430的示意图；
57.图8是本发明实施例一提供的步骤s440的示意图；
58.图9是本发明实施例二提供的步骤s100的示意图；
59.图10a是本发明实施例二提供的步骤s220的示意图；
60.图10b是本发明实施例二提供的步骤s220的完成示意图。
61.图中：
62.1、桥墩接驳位置；
63.10、桥梁拱肋；11、传感器；12、运输装置；20、支撑胎架；21、支撑胎架桩靴；30、纵向滑道；40、运载船舶；41、支撑基座；50、横向滑道；60、拖带船舶；70、缆绳。
具体实施方式
64.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
65.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
66.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
67.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、“左”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
68.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
69.实施例一
70.图1示出本发明实施例提供的桥梁建造方法的流程图，图2示出本发明实施例提供的桥梁拱肋的结构示意图，图3示出本发明实施例一提供的步骤s100的示意图，图4a示出本发明实施例一提供的步骤s210的示意图，图4b示出本发明实施例一提供的步骤s210的完成示意图，图5a示出本发明实施例一提供的步骤s320的俯视角度示意图，图5b示出本发明实施例一提供的步骤s320的侧视角度示意图，图6示出本发明实施例一提供的步骤s410的示意图，图7示出本发明实施例一提供的步骤s430的示意图，图8示出本发明实施例一提供的步骤s440的示意图。参照图1-图8，本实施提供了一种桥梁建造方法，该桥梁建造方法适用于任意跨度桥梁拱肋的整体安装，能够解决超大跨度桥梁拱肋整体安装的难题。
71.本实施例提供的桥梁建造方法具体包括如下步骤：
72.s100、桥梁拱肋10整体预制；
73.s200、桥梁拱肋10整体装船；
74.s300、桥梁拱肋10整体浮运；
75.s400、桥梁拱肋10整体安装。
76.具体地，步骤s100在河道一侧的地面上进行，在步骤s100中，具体包括如下步骤：
77.s110、预制完整的桥梁拱肋10；
78.s120、于桥梁拱肋10的断面位置布置传感器11；
79.s130、建造支撑胎架20；
80.s140、连接支撑胎架20和桥梁拱肋10。
81.再为具体地，步骤s120的传感器11采用现有技术中的变形和应力传感器，利用该变形和应力传感器，在整个桥梁建造施工过程中实现桥梁拱肋10的受力和变形情况的监控，保证施工质量。该桥梁拱肋10的拼装技术为现有技术，其过程本实施例在此不做赘述。在步骤s130中，针对桥梁拱肋10的线型对支撑胎架20进行设计和建造。在步骤s140中，该支撑胎架20的上部结构通过高强度螺栓和橡胶支座与桥梁拱肋10进行连接，该支撑胎架20的下部设置支撑胎架桩靴21，该支撑胎架桩靴21能够保证支撑胎架20与后续运输船上对应部件的可靠连接。通过步骤s100，能够实现完整的桥梁拱肋10的预制拼装，后续仅需要直接将完整的桥梁拱肋10运输至桥址处即可。
82.在步骤s200中，桥梁拱肋10整体装船的方式主要包括纵向滑动或滚动装船方式和横向滑动或滚动装船方式。一般根据桥梁拱肋10、码头和河道的实际情况选择桥梁拱肋10整体装船的方式。当码头和河道宽度合适的情况下，两种方式均可以考虑。本实施例中采用s210、纵向滑动或滚动装船方式对桥梁拱肋10进行整体装船。参照图3-图4b,步骤s210具体包括如下步骤：
83.s211、布置纵向滑道30，纵向滑道30平行于桥梁拱肋10的长度方向；
84.s212、于桥梁拱肋10的下方设置运输装置12，运输装置12能够沿纵向滑道30运动；
85.s213、将运载船舶40移动至设定位置；
86.s214、于运载船舶40的甲板上设置甲板滑道，甲板滑道衔接于纵向滑道30；
87.s215、沿纵向滑道30和甲板滑道移动桥梁拱肋10至运载船舶40。
88.具体地，在步骤s211中，该纵向滑道30为两条，两条纵向滑道30相互平行间隔设置于地面上，延伸至岸线和河道，两者之间的距离等于该桥梁拱肋10的宽度，该宽度远小于桥梁拱肋10的总长度。
89.再为具体地，本实施例提供的运输装置12可以采用现有技术中的滑靴、轨道小车或spmt(自行式模块运输车)，该滑靴、轨道小车或spmt坐落于纵向滑道30，用于使桥梁拱肋10沿纵向滑道30的方向运动至运载船舶40附近。
90.更为具体地，在步骤s213之前，还要进行如下步骤：在运载船舶40的甲板上设置支撑基座41，支撑基座41用于连接于支撑胎架20，实现桥梁拱肋10的绑扎加固。
91.具体地，根据半潜浮托、运载船舶40的载重、运载船舶40的甲板、运载船舶40稳性和耐波性等要求，选定运载船舶40，并依据支撑胎架桩靴21的形状及力的传递方式，在运载船舶40的甲板上设置支撑基座41的位置，在选定的位置完成支撑基座41的建造，用于在后续工序中连接支撑胎架桩靴21，实现支撑基座41对桥梁拱肋10的支撑。
92.再为具体地，根据装载码头水深情况，运载船舶40通过选定潮位及调整压载，保持合适的吃水状态，以使得支撑基座41的顶面与支撑胎架桩靴21的底面在垂向方向上保持适中距离。并通过锚泊系统的缆绳70和绞车移动运载船舶40至码头的设定位置。在步骤s214中，该甲板滑道衔接于纵向滑道30，通过运输装置12载着桥梁拱肋10在纵向滑道30和甲板滑道上移动，直至将桥梁拱肋10移动到运载船舶40的甲板上预先设定的位置，即直至支撑基座41的顶面与支撑胎架桩靴21的底面对准。缓慢调低运输装置12的高度，使桥梁拱肋10及支撑胎架20的重量逐渐从运输装置12转换到支撑基座41上，直至重量完全由支撑基座41承载。然后，支撑基座41的顶面与支撑胎架桩靴21的底面焊接成一体，完成桥梁拱肋10的绑扎加固。
93.通过步骤s200，将桥梁拱肋10从岸边预制处移动至船上，为后续浮运该桥梁拱肋10提供条件，且该运输方式安全可靠。
94.在本实施例的步骤s300中，可以采用：
95.s310、采用运载船舶40的自航浮运方式将桥梁拱肋10运输到桥址；或
96.s320、通过拖带船舶60的拖带功能带动运载船舶40，将桥梁拱肋10运输到桥址。
97.即当运载船舶40有自航能力时，采用步骤s310；当运载船舶40无自航能力时，采用步骤s320，如图5a所示。通过步骤s300提高了桥梁拱肋10的运输效率以及桥梁建造的效率，且运输过程不影响河道通航。
98.在本实施例提供的步骤s400中，具体包括如下步骤：
99.s410、运载船舶40定位于桥址；
100.s420、拆除桥梁拱肋10与支撑胎架20的连接结构；
101.s430、调整桥梁拱肋10的端部，使其对应于桥址处的桥墩接驳位置1，并进行固定；
102.s440、调整运载船舶40的压载，使运载船舶40与桥梁拱肋10分离；
103.s450、运载船舶40移动至远离桥址处。
104.具体地，在步骤s410中，可以采用：s411、采用抛锚方式定位运载船舶40或s412、采用动力定位方式定位运载船舶40进行运载船舶40的定位。即当运载船舶40无动力定位功能时，则通过抛4点锚或8点锚等抛锚方式将运载船舶40定位于预设位置，同时利用缆绳70将该运载船舶40连接于岸边的锚定桩，如图6所示。通过运载船舶40甲板上的绞车缓慢调整运载船舶40至桥梁拱肋顶升提升位置，并通过调整锚链和缆绳70，固定住运载船舶40的位置，确保在桥墩接驳位置1安装桥梁拱肋10时的稳定性，保证桥梁拱肋10安装工序的顺利进行。通过步骤s400最终实现桥梁拱肋在桥址位置的安装，完成桥梁建造。
105.本实施例中，该动力定位方式是一种可以不用锚系而自动保持海上浮动装置的定位方法。动力定位系统由船位显示仪、电子计算机控制机构和推进器等部件组成。动力定位工作时，电子计算机随时可根据船位仪所测定的船位数值，自动地发出控制信号，改变推进器的运转方向或转速，以调节运载船舶40的船位。
106.再为具体地，在步骤s440中，根据潮水涨落规律，在千斤顶的配合下，根据桥位，通过运载船舶40的压载作业，支撑基座41顶升支撑胎架桩靴21，直至桥梁拱肋10到达桥梁安装位置，再通过精细调整桥梁拱肋10两端的位置，让其精准对接在桥址已建的桥墩接驳位置1处。
107.更为具体地，在步骤s450中，待桥梁拱肋10与待连接桥墩固定好后，通过调整运载船舶40压载，使运载船舶40下沉，使支撑胎架20与桥梁拱肋10完成分离，再通过系泊绞车及缆绳70或者动力定位系统，移动运载船舶40直至完全远离安装位置，至此完成桥梁拱肋10的整体安装，完成桥梁建造。
108.实施例二
109.图9示出本发明实施例二提供的步骤s100的示意图，图10a示出本发明实施例二提供的步骤s220的示意图，图10b示出本发明实施例二提供的步骤s220的完成示意图。参照图1、图9-图10b，本实施与实施例一的不同之处仅在于步骤s200。本实施例适用于码头和河道宽度狭窄的情况，即在步骤s200中，采用s220、横向滑动或滚动装船方式对桥梁拱肋10进行整体装船。
110.具体地，步骤s220具体包括如下步骤：
111.s221、布置横向滑道50，横向滑道50平行于桥梁拱肋10的宽度方向；
112.s222、于桥梁拱肋10的下方设置运输装置12，运输装置12能够沿横向滑道50运动；
113.s223、将运载船舶40移动至设定位置；
114.s224、沿横向滑道50移动桥梁拱肋10至运载船舶40。
115.具体地，在步骤s221中，该横向滑道50为两条，两条横向滑道50相互平行间隔设置于地面上，延伸至岸线和河道，两者之间的距离等于该桥梁拱肋10的总长度。
116.再为具体地，本实施例提供的运输装置12可以采用现有技术中的滑靴、轨道小车或spmt(自行式模块运输车)，该滑靴、轨道小车或spmt坐落于横向滑道50，用于使桥梁拱肋10沿横向滑道50的方向运动至运载船舶40附近。
117.更为具体地，在步骤s223之前，还要进行如下步骤：在运载船舶40的甲板上设置支撑基座41，支撑基座41用于连接于支撑胎架20，实现桥梁拱肋10的绑扎加固。
118.具体地，根据半潜浮托、运载船舶40的载重、运载船舶40的甲板、运载船舶40稳性
和耐波性等要求，选定运载船舶40，并依据支撑胎架桩靴21的形状及力的传递方式，在运载船舶40的甲板上设置支撑基座41的位置，在选定的位置完成支撑基座41的建造，用于在后续工序中连接支撑胎架桩靴21，实现支撑基座41对桥梁拱肋10的支撑。
119.再为具体地，根据装载码头水深情况，运载船舶40通过选定潮位及调整压载，保持合适的吃水状态，以使得支撑基座41的顶面与支撑胎架桩靴21的底面在垂向方向上保持适中距离。并通过锚泊系统的缆绳70和绞车移动运载船舶40至码头的设定位置。
120.在步骤s224中，待桥梁拱肋10及支撑胎架20预制好后，通过液压千斤顶，顶推桥梁拱肋10底部的运输装置12，使其在横向滑道50上滑动，直至将桥梁拱肋10顶推滑动到横向滑道50预先设定的目标位置，该目标位置即支撑基座41的顶面与支撑胎架桩靴21的底面对准的位置。此时，运载船舶40借助潮水上浮，使支撑基座41顶升支撑胎架20，桥梁拱肋10及支撑胎架20的重量逐渐从横向滑道50转换到支撑基座41上，直至桥梁拱肋10的两端离开横向滑道50且重量完全由支撑基座41承载。同时，支撑基座41的顶面与支撑胎架桩靴21的底面焊接成一体，完成桥梁拱肋10的绑扎加固。
121.显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。