一种拱桥桥面单端架设施工方法与流程

本发明涉及拱桥桥面架设施工，具体为一种拱桥桥面单端架设施工方法。

背景技术：

1、在两岸各设置预制场a与预制场b，并分别配备龙门吊、架桥机等设备；目前拱桥桥面系架设均为两岸对称架设，以达到主拱圈在桥面系施工过程中平衡受力，确保主拱圈受力安全。

2、现有的拱桥桥面架设施工流程是两岸对称全横断面架设拱上预制桥面，需要在主拱圈两岸设置预制场(预制t梁、空心板等桥面)、钢结构拼装场(钢结构桥面)，但拱桥建设的选址均在地形较为陡峻的地形，很多时候均不具备建设预制场、拼装场的条件；预制场、拼装场的建设征地多、龙门吊、架桥机及模板等设备周材配置多，费用较高；节约用地有利于环境保护；两岸还需要配备管理人员、驻地、后勤等，管理较为复杂。

3、由于大跨境混凝土拱桥桥面系结构较重，一次性单端架设将使主拱圈承受较大的水平推力，致使主拱圈纵向位移及主拱圈混凝土拉应力超标，偏载严重情况下可能导致主拱圈受损甚至破坏。为此，需要设计相应的技术方案给予解决。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种拱桥桥面单端架设施工方法，解决了现有的拱桥桥面架设施工需要在主拱圈两岸设置预制场、钢结构拼装场，设备周材配置多，费用较高，管理较为复杂，偏载严重情况下可能导致主拱圈受损甚至破坏的技术问题。

3、(二)技术方案

4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种拱桥桥面单端架设施工方法，方法步骤包括如下：

5、s1、在西岸设置预制场a，利用模块化设计，预制桥面空心板和预制梁模块；

6、s2、在预制场a配备重装设备，对模块进行快速定位运输；

7、s3、将桥面结构划分为多个横向单元，通过受力分析研究来确定单元数量；

8、s4、利用桥面安装车将预制梁模块送至工作面，然后利用移动式起重机吊装就位；

9、s5、空心板采用矩形板自动连接，利用移动起重机将滑轨对接好的多个矩形板组成的桥面空心板送至工作面；

10、s6、在预制场a铺设轨道，利用推进车推动预制梁模块快速运至位置；

11、s7、预埋定位件一键装配模块，自动焊接完成组合；

12、s8、先架设中间单元形成运梁通道；

13、s9、再按序沿纵向依次架设施工横向单元i、横向单元ii和横向单元iii完成；

14、s10、采用移动式焊修机实现现场自动化焊接。

15、优选的，步骤s1中，预制梁模块采用长度为3-5米的标准件设计，每个标准梁模块预先安装定位凸缘和连接螺栓；

16、桥面空心板采用标准矩形板，长宽为1x2米，每个矩形板边预留定位滑槽和连接缝槽，将多个矩形板通过滑槽快速自动对接组成空心板面板，面板下面预埋连接螺母和保持装置，利用模块接口，模块间采用标准接口。

17、优选的，步骤s2中，重装设备包括有架桥机、移动式起重机、桥面安装车、龙门吊和推进车设备。

18、优选的，步骤s3中，通过受力分析研究来确定单元数量的具体方法步骤包括如下：

19、s301，建立三维桥面结构有限元模型，包括重力荷载的各种作用力；

20、s302，对模型进行静力分析，计算主拱结构在不同单元划分方式下的内力响应，包括沿径向和纵向的应力与位移；

21、s303，采用经验公式初步确定单元数量的范围；

22、s304，选择不同单元划分方案，通过比较各自的主拱应力和位移响应结果；

23、s305，根据设计代码指定的限定条件，包括主拱混凝土受拉应力和极限位移值；

24、s306，挑选使主拱应力和位移指标最小且满足设计要求的单元划分方案；

25、s307，结合施工现场条件进行修正和确定最终单元划分方案。

26、优选的，步骤s302中，静力分析的具体步骤包括如下：

27、s3021，为有限元分析模型施加重力荷载，包括混凝土自重；

28、s3022，固定模型边界条件，禁止结点转动与平移；

29、s3023，利用求解程序计算各单元节点内的应力与位移；

30、s3024，输出主要切兰参数，包括主拱各截面位置的纵向应力与横向位移；

31、s3025，比较不同单元划分下主拱响应的大小关系。

32、优选的，步骤s303中，经验公式利用下列公式初步确定单元数量n的范围：

33、n＝l/(a+bh)，

34、其中：

35、l-桥面总长度，

36、h-主拱升高，

37、a，b-与主拱纵向截面尺寸有关的经验常数。

38、优选的，步骤s7中，装配焊接的具体方法步骤包括如下：

39、s701，每个模块底部预先安装有定位座及定位钉部件；

40、s702，工作面预混凝土基座内设置了对应的定位插孔及焊缝槽；

41、s703，利用模块内预设定位元件，驱动机构实现模块快速下料定位；

42、s704，定位元件自动嵌入基座内的定位插孔内，实现精确定位；

43、s705，模块表面预设缝隙分毫条进行起始焊缝定位；

44、s706，自动焊机沿分毫条进行连续焊接，实现模块组合焊接；

45、s707，采用无缝连接技术，焊缝强度满足施工需求。

46、优选的，步骤s10中，移动式焊修机实现现场自动化焊接的具体方法步骤为：

47、s1001，移动式焊修机安装于工作车或吊臂上，灵活移动到不同焊接部位；

48、s1002，焊修机根据模块间焊缝位置进行自动定位与对准；

49、s1003，焊修机配备自动喷丝机构，精确控制钢丝喷焊速率与速度；

50、s1004，模块底部设计统一的焊缝槽，焊缝自动校准后进行连续钢丝钻焊；

51、s1005，采用先后浇混装置，自动实现预混和灌混作业，保证焊缝强度；

52、s1006，配备监测系统，实时检测焊缝质量与程序异常情况；

53、s1007，完成一焊缝后自动移动到下一个部位，实现全流程自动连续焊接；

54、s1008，与定位系统结合，完成整体模块组装过程焊接自动化。

55、(三)有益效果

56、与现有技术相比，本发明的有益效果：减少一岸预制场(预制t梁、空心板等桥面)和钢结构拼装场(钢结构桥面系)，在不具备建设预制场和拼装场建设的条件下，效益非常可观；节约用地有利于环境保护；解决了一岸管理人员、驻地和后勤等管理较为复杂的问题；单个桥面预估节约成本200万元；达到了减少预制场建设、节约用地和龙门吊架桥机等设备，利于环境保护及经济节约。

技术特征：

1.一种拱桥桥面单端架设施工方法，其特征在于，方法步骤包括如下：

2.根据权利要求1所述的一种拱桥桥面单端架设施工方法，其特征在于：步骤s1中，预制梁模块采用长度为3-5米的标准件设计，每个标准梁模块预先安装定位凸缘和连接螺栓；

3.根据权利要求1所述的一种拱桥桥面单端架设施工方法，其特征在于：步骤s2中，重装设备包括有架桥机、移动式起重机、桥面安装车、龙门吊和推进车设备。

4.根据权利要求1所述的一种拱桥桥面单端架设施工方法，其特征在于：步骤s3中，通过受力分析研究来确定单元数量的具体方法步骤包括如下：

5.根据权利要求4所述的一种拱桥桥面单端架设施工方法，其特征在于：步骤s302中，静力分析的具体步骤包括如下：

6.根据权利要求4所述的一种拱桥桥面单端架设施工方法，其特征在于：步骤s303中，经验公式利用下列公式初步确定单元数量n的范围：

7.根据权利要求1所述的一种拱桥桥面单端架设施工方法，其特征在于：步骤s7中，装配焊接的具体方法步骤包括如下：

8.根据权利要求1所述的一种拱桥桥面单端架设施工方法，其特征在于：步骤s10中，移动式焊修机实现现场自动化焊接的具体方法步骤为：

技术总结
本发明涉及拱桥桥面架设施工技术领域，公开了一种拱桥桥面单端架设施工方法，方法步骤包括如下：在西岸设置预制场A，利用模块化设计，预制桥面空心板和预制梁模块；对模块进行快速定位运输；将桥面结构划分为多个横向单元，通过受力分析研究来确定单元数量；利用桥面安装车将预制梁模块送至工作面，然后利用移动式起重机吊装就位；空心板采用矩形板自动连接，利用移动起重机将滑轨对接好的多个矩形板组成的桥面空心板送至工作面；在预制场A铺设轨道，利用推进车推动预制梁模块快速运至位置。该拱桥桥面单端架设施工方法，减少一岸预制场和钢结构拼装场，在不具备建设预制场和拼装场建设的条件下，效益非常可观，利于环境保护及经济节约。

技术研发人员：张基进,廖正杰,杨秀刚,田仲初,彭文平,张祖军,肖黔,张斌
受保护的技术使用者：贵州路桥集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12