钢拱桥拱肋大节段安装合龙方法和提升系统技术方案

本发明专利技术涉及一种钢拱桥拱肋大节段安装合龙方法和提升系统，安装合龙方法包括步骤：将整个拱肋分成一个中间大段和数对侧节段，从两侧向中部依次安装除中间大段以外的所有侧节段；在中间大段两端的拱脚间张拉水平临时系杆形成系杆拱；整体提升系杆拱并安装合龙；拆除水平临时系杆和其他临时支撑，使拱肋由曲梁＋系杆拱向拱的受力形式转换。提升系统包括二个中提升塔以及压塔索，二中提升塔与二背索和二吊索的一端连接，二吊索的另一端连接待提升的中间大段，二背索的另一端与地锚铰接，背索为根据吊索对中提升塔的水平作用力同步调节其张拉力的同步张拉背索。本发明专利技术简化了施工步骤，提高了合龙精度，降低了施工难度，缩短了施工周期。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种大跨度拱桥的安装合龙方法和提升系统，特别是一种采用大段提升及梁式合龙技术的钢拱桥拱肋大节段安装合龙方法和实施该方法的钢拱桥拱肋大节段安装合龙提升系统。
技术介绍
随着交通建设的发展，大跨度桥梁技术有了飞跃的提高。拱桥由于其具有其它桥型无法比拟的曲线造型和美感，更容易让设计者在桥梁美学上有发挥的空间，因而近年来国内修建了多座大跨度拱桥。大跨度拱桥的建设表明，由于拱桥的主要受力结构——拱肋多为空间曲线，给其施工安装带来很大的难度，大跨度钢拱桥施工方法也不同程度地影响拱桥的体系转换方式，对拱桥的施工和成桥阶段的受力影响非常大。目前，钢拱桥比较常规的施工方法包括缆索节段吊装和悬拼节段吊装，图10为缆索节段吊装施工示意图，图11为悬拼节段吊装施工示意图。上述方法是在拱肋两端架设索塔2，索塔2与地面之间张拉平衡索3，缆索吊装方法还在索塔2之间张拉主缆索1。安装拱肋时，将整个拱肋分成若干个吊装节段5′，利用主缆索1或爬行吊机1′逐段安装，并在已安装的节段5上张拉数个临时斜拉扣索4，直至最后合龙。当拱肋的合龙段安装就位后，逐步拆除拱肋上的临时斜拉扣索4，使拱肋从多点弹性支撑的曲梁受力方式变为拱的受力形式。实际施工表明，上述施工方法存在较大局限性，具体体现在①由于大跨度钢拱桥的拱肋悬臂长度太大，逐段安装的累积误差使合龙精度很难保证；②安装施工中每个节段的吊装阶段都会影响到桥下水域的通航； ③受施工难度大和施工条件制约，每次节段拼装的节段长度不能很大，整个拱肋施工时间长，影响建设工期。
技术实现思路
本专利技术的第一目的是针对现有技术缆索吊装和悬拼吊装施工方法拱肋安装精度低、影响通航且施工周期长等技术缺陷，提供一种钢拱桥拱肋大节段安装方法。本专利技术的第二目的是提供一种实施上述方法的钢拱桥拱肋大节段安装合龙提升系统。为了实现本专利技术第一目的，本专利技术提供了一种钢拱桥拱肋大节段安装合龙方法，包括步骤步骤1、将钢拱桥的整个拱肋分成一个中间大段和数对侧节段，从两侧向中部依次安装除中间大段以外的所有侧节段；步骤2、在中间大段两端的拱脚间张拉水平临时系杆，形成系杆拱；步骤3、整体提升所述系杆拱，并安装合龙；步骤4、拆除所述水平临时系杆和拱肋上的其他临时支撑连接，使拱肋的受力逐步由曲梁+系杆拱的受力形式逐步向拱肋以受压为主的拱的受力形式转换。其中，所述步骤1可以为步骤111、将钢拱桥的整个拱肋分成一个中间大段、数对侧节段；步骤112、采用缆索吊装或悬拼吊装方式依次安装所述数对侧节段；步骤113、在已安装的拱肋上张拉临时斜拉扣索。其中，所述步骤1也可以为步骤121、将钢拱桥的整个拱肋分成一个中间大段、一对侧大段；步骤122、将所述侧大段提升到位后支撑在外提升塔和中提升塔上。其中，所述步骤3可以为通过拱肋上的提升塔架整体吊装所述系杆拱，并与已安装的拱肋合龙，也可以为通过由背索、中提升塔和压塔索组成的提升系统提升所述系杆拱，并与所述一对侧大段合龙。其中，所述步骤4可以为步骤411、拆除所述水平临时系杆，使拱肋的受力逐步由曲梁+系杆拱的受力逐步向拱肋以受压为主的拱的受力形式转换；步骤412、依次拆除临时斜拉扣索，使拱肋的受力体系转换完成。其中，所述步骤4也可以为步骤421、拆除所述水平临时系杆，使拱肋的受力逐步由曲梁+系杆拱的受力逐步向拱肋以受压为主的拱的受力形式转换；步骤422、拆除拱肋在中提升塔上的支点，使拱肋的受力体系转换完成。为了实现本专利技术第二目的，本专利技术提供了一种钢拱桥拱肋大节段安装合龙提升系统，包括二个中提升塔以及二者间张拉的压塔索，所述每个中提升塔分别与一背索和一吊索的一端连接，所述吊索的另一端连接待提升的中间大段，所述背索的另一端与地锚铰接，所述背索为根据所述吊索对中提升塔的水平作用力同步调节其张拉力的同步张拉背索。所述同步张拉背索包括背索钢绞线和同步张拉千斤顶，所述背索钢绞线的一端连接中提升塔，另一端连接同步张拉千斤顶，所述同步张拉千斤顶安装在与地锚铰接的反力架内。进一步地，所述同步张拉千斤顶与一根据所述吊索与中提升塔间角度变化控制其张拉力的计算机控制器连接。本专利技术提出了一种钢拱桥拱肋大节段安装合龙方法，核心是将钢拱桥的整个拱肋分成一个中间大段和数对侧节段，在中间大段两端的拱脚间张拉水平临时系杆，形成系杆拱，分别提升就位合龙后，逐步拆除拱肋的水平临时系杆，逐步释放水平临时系杆内水平力，将主拱中间大段作用在合拢口处的单纯的竖向反力转换为沿拱肋的轴向力，最后拆除竖向支撑，将拱肋由曲梁+系杆拱组合的受力形式转换为拱肋以受压为主的拱的受力形式。该方法通过减少节段数量、设置中间大段以及拱肋合龙和受力体系的转换，简化了施工措施步骤，提高了拱肋的合龙精度，降低了施工难度，减小了施工风险，缩短了施工周期。本专利技术提出的拱肋合龙及体系转换的新方法使大段提升的施工方法成为可能，具有较大的扩展应用空间。本专利技术进一步提出了一种用于提升钢拱桥中间大段拱肋的钢拱桥拱肋大节段安装合龙提升系统，通过由背索、中提升塔和压塔索组成一个纵桥向相对稳定的结构，并将背索设置成同步张拉背索，可根据吊索在提升中对中提升塔的水平作用力同步调节背索的张拉力，使本专利技术实现了在中间大段提升过程中，中提升塔受到相对平衡的水平作用力，因此克服了中提升塔塔底的不平衡弯矩，既大大降低了中提升塔的设计难度，减少中提升塔及其基础的材料用量，又使大跨度拱桥的拱肋安装变得方便、快捷，大大缩短了施工周期、使拱肋的合龙精度得到保证，减少拱肋施工时对桥下航道的干扰。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明图1为本专利技术安装合龙方法流程图；图2为本专利技术安装合龙方法实施例一的流程图；图3为实施例一中间大段提升示意图；图4为本专利技术安装合龙方法实施例二的流程图；图5为实施例二侧大段提升示意图；图6为实施例二中间大段提升示意图；图7为采用本专利技术安装合龙方法实施的大桥实例；图8为本专利技术提升系统结构示意图；图9为本专利技术同步张拉背索结构示意图；图10为缆索节段吊装施工示意图；图11为悬拼节段吊装施工示意图。附图标记说明1—主缆索； 2—索塔； 3—平衡索； 4—斜拉扣索；5—节段； 6—中间大段； 7—水平临时系杆； 8—侧大段； 9—压塔索； 10—提升塔架；11—中提升塔； 12—外提升塔；13—背索； 14—吊索；15—地锚； 16—转动销；17—反力架； 131—背索钢绞线； 132—同步张拉千斤顶。具体实施例方式图1为本专利技术安装合龙流程图。如图1所示，本专利技术钢拱桥拱肋大节段安装合龙方法包括步骤步骤1、将钢拱桥的整个拱肋分成一个中间大段和数对侧节段，从两侧向中部依次安装除中间大段以外的所有侧节段；步骤2、在中间大段两端的拱脚间张拉水平临时系杆，形成系杆拱；步骤3、整体提升所述系杆拱，并安装合龙；步骤4、拆除水平临时系杆和拱肋上的其他临时支撑连接，使拱肋受力逐步由曲梁+系杆拱的受力形式逐步向拱肋以受压为主的拱的受力形式转换。本专利技术上述技术方案的核心是将钢拱桥的整个拱肋分成一个中间大段和数对侧节段，在中间大段两端的拱脚间张拉水平临时系杆，形成系杆拱，分别提升就位合龙后，逐步拆除中间大段拱肋的水平临时系杆，最后拆除竖向支撑，将拱肋的受力逐步由曲梁本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢拱桥拱肋大节段安装合龙方法，其中包括步骤：步骤１、将钢拱桥的整个拱肋分成一个中间大段和数对侧节段，从两侧向中部依次安装除中间大段以外的所有侧节段；步骤２、在中间大段两端的拱脚间张拉水平临时系杆，形成系杆拱；步骤 ３、整体提升所述系杆拱，并安装合龙；步骤４、拆除所述水平临时系杆和拱肋上的其他临时支撑连接，使拱肋的受力逐步由曲梁＋系杆拱的受力形式逐步向拱肋以受压为主的拱的受力形式转换。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐升桥，任为东，彭岚平，李辉，张华，辛兵，卢大兴，
申请(专利权)人：中铁工程设计咨询集团有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]