一种斜拉扣挂悬拼安装的钢管拱桥拱顶强迫合龙施工方法技术

一种斜拉扣挂悬拼安装的钢管拱桥拱顶强迫合龙施工方法，通过连续数天观测温度及合龙口尺寸的变化情况，确定在温度相对稳定的时间段内进行合龙；并通过现场监测的结构应力状态，结合软件模拟计算结果和设计要求，综合研究确定在既定温度下的合龙口尺寸。首先在大悬臂状态通过扣挂体系调整合龙前的整体线形，然后采用合龙口精调装置进行强制精确调节合龙口尺寸，并采用临时锁定装置及时锁定部分合龙口，之后进行未锁定部分合龙短钢管的安装及焊接，最后拆除临时锁定装置并进行剩余部分合龙短钢管的安装。通过简易装置及现场操作，可实现强迫合龙，保证了合龙后的拱桥应力状态与设计目标吻合，保证合龙成桥线形，提高桥梁的长期使用寿命。

A construction method of forced closure of arch crown of steel tube arch bridge

【技术实现步骤摘要】
一种斜拉扣挂悬拼安装的钢管拱桥拱顶强迫合龙施工方法
本专利技术涉及桥梁建设领域，具体涉及一种斜拉扣挂悬拼安装的钢管拱桥拱顶强迫合龙施工方法，主要用于采用两岸斜拉扣挂对称悬拼施工的具有多根主弦管的钢管拱桥在拱顶强迫合龙施工。
技术介绍
随着国家的发展建设，近些年修建的钢管拱桥越来越多，尤其是施工条件恶劣的大跨度拱桥，大多采用两岸对称悬拼至拱顶合龙的方式施工。而以往的拱顶合龙工艺较粗糙，直接根据现场实测合龙口尺寸进行简单地配切安装，忽略了合龙时拱肋应力状态、温度变化等因素对结构的长期影响，其最终施工效果往往与设计目标偏离较大。为改善传统合龙工艺导致的残余应力对结构影响，提高桥梁的长期使用寿命，需要探索出一种新型的合龙方法，解决此类问题。
技术实现思路
本专利技术针对上述问题，提供一种斜拉扣挂悬拼安装的钢管拱桥拱顶强迫合龙施工方法。本专利技术的目的可以通过下述技术方案来实现，具体说明如下：（1）一种斜拉扣挂悬拼安装的钢管拱桥拱顶强迫合龙施工方法，其特征在于：考虑合龙时结构应力状态及温度变化等因素对桥梁结构使用寿命的长期影响，如斜拉扣挂悬拼安装施工时扣索对结构产生的内部附加应力、气温变化产生的温度应力等，采取强制措施以降低乃至消除不利因素的影响，使合龙后的结构应力状态与设计目标吻合。以此为原则，通过连续数天观测温度及合龙口尺寸的变化情况，确定在温度相对稳定的时间段内进行合龙；并通过现场监测的结构应力状态，结合软件模拟计算结果和设计要求，综合研究确定在既定温度下的合龙口尺寸。（2）一种斜拉扣挂悬拼安装的钢管拱桥拱顶强迫合龙施工方法，其主要步骤为：首先在大悬臂状态通过扣挂体系调整合龙前的整体线形，然后采用合龙口精调装置进行强制精确调节合龙口尺寸，并采用临时锁定装置及时锁定部分合龙口，之后进行未锁定部分合龙短钢管的安装及焊接，最后拆除临时锁定装置并进行剩余部分合龙短钢管的安装。（3）所述钢管拱桥，具有多根主弦管，采用两岸斜拉扣挂对称悬拼的方式安装拱肋节段至拱顶，在拱顶采用合龙短钢管进行嵌补合龙。在大悬臂状态通过扣挂体系调整合龙前的整体线形，使合龙口两侧拱肋钢管的标高及横向错边控制在允许范围内。（4）所述合龙口精调装置，可兼有临时锁定的功能，包括调增装置和调减装置；调增装置主要包含反力座、撑杆、千斤顶等，主要实现合龙口宽度小幅度调增的功能；调减装置主要包含反力座、拉杆、千斤顶等，主要实现合龙口宽度小幅度调减的功能，至于合龙口宽度小幅度调减也可通过手拉葫芦简易地实现。（5）所述临时锁定装置，实现合龙口精调完成后临时锁定的约束固定功能，可与合龙口精调装置合为一体，亦可采用型钢横跨合龙口与两端弦管焊接的方式单独设置。（6）根据（1）综合各类因素确定的合龙温度和合龙口尺寸，通过（4）所述装置进行合龙口精调，亦可采用适当放松或张紧扣挂体系的扣索力来辅助调节合龙口尺寸，达到与期望值吻合，通过（4）和（5）所述装置进行部分合龙口锁定，然后按尺寸配切合龙短钢管，在既定的温度条件下采用起重设备提升未锁定部分的合龙短钢管至对应位置安装、定位、焊接。（7）根据（6），在未锁定部分的合龙短钢管安装焊接完成后，解除已锁定部分的临时约束，参照（6）进行剩余部分合龙短钢管配切、安装、焊接。（8）至于合龙前如何确定临时锁定部分、及未锁定的先合龙部分，可根据钢管拱肋结构、施工条件等工程实际情况灵活确定，既要保证合龙前临时锁定后合龙口整体结构稳定，又要保证部分合龙完成、临时锁定解除后的整体结构稳定，而且还应确保两个部分分别合龙时的应力状态和温度条件基本相同。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：通过简易装置及现场操作，可实现强迫合龙，保证了合龙后的拱桥应力状态与设计目标吻合，不仅能够保证合龙成桥线形，而且降低了传统合龙工艺导致的内部残余应力对结构影响，有利于提高桥梁的长期使用寿命。附图说明图1为本专利技术的钢管拱桥斜拉扣挂悬拼安装体系纵断面示意图。图2为本专利技术的拱顶合龙装置横断面布置示意图。图3为本专利技术的拱顶合龙口精调装置之调增装置示意图。图4为本专利技术的拱顶合龙口精调装置之调减装置示意图。图5为本专利技术的临时锁定装置示意图。图中标注如下：1钢管拱桥（拱肋）2扣挂体系3合龙口4上弦管4-1外侧上弦管4-2内侧上弦管5下弦管6合龙口精调装置6-1调增装置（兼有临时锁定功能）6-2调减装置7临时锁定装置8拱肋钢管9合龙短钢管10反力座11千斤顶12撑杆13拉杆。具体实施方式以下结合附图详细说明本专利技术的具体实施方式，使本领域的技术人员更清楚地理解如何实践本专利技术。尽管结合其优选的具体实施方案描述了本专利技术，但这些实施方案只是阐述，而不是限制本专利技术的范围。一种斜拉扣挂悬拼安装的钢管拱桥拱顶强迫合龙施工方法，其特征在于：通过连续数天观测温度及合龙口尺寸的变化情况，确定在温度相对稳定的时间段内进行合龙；并通过现场监测的结构应力状态，结合软件模拟计算结果和设计要求，综合研究确定在既定温度下的合龙口尺寸。首先在大悬臂状态通过扣挂体系调整合龙前的整体线形，然后采用合龙口精调装置进行强制精确调节合龙口尺寸，并采用临时锁定装置及时锁定部分合龙口，之后进行未锁定部分合龙短钢管的安装及焊接，最后拆除临时锁定装置并进行剩余部分合龙短钢管的安装。所述的钢管拱桥具有多根主弦管，采用两岸斜拉扣挂对称悬拼的方式安装拱肋节段至拱顶，在拱顶采用合龙短钢管进行嵌补合龙，在大悬臂状态通过扣挂体系调整合龙前的整体线形，使合龙口两侧拱肋钢管的标高及横向错边控制在允许范围内。所述的合龙口精调装置包括调增装置和调减装置，可兼有临时锁定的功能；调增装置主要包含反力座、撑杆、千斤顶等，主要实现合龙口宽度小幅度调增的功能；调减装置主要包含反力座、拉杆、千斤顶等，主要实现合龙口宽度小幅度调减的功能。所述的临时锁定装置能够实现合龙口精调完成后临时锁定的约束固定功能，可与合龙口精调装置合为一体，亦可单独设置。所述的合龙温度和合龙口尺寸在既定温度条件下，通过合龙口精调装置进行强制精确调节合龙口尺寸与期望值吻合，并采用临时锁定装置及时锁定合龙口，按尺寸配切合龙短钢管，并保持在既定温度条件下进行合龙短钢管的安装、定位、焊接。实施例；某山区大跨度钢管拱桥共有8根直径为φ750×24mm主弦钢管，4根上弦管、4根下弦管，采用斜拉扣挂法分节段两岸对称悬拼安装的方式施工，在拱顶采用长度600~800mm的短钢管强迫合龙。在钢管拱桥1的大悬臂状态通过扣挂体系2调整合龙前的整体线形，使合龙口3两侧拱肋钢管8的标高及横向错边控制在允许范围内。设计要求在16℃的气温下进行拱顶强迫合龙，根据实际施工期间的气候情况，通过连续3天温度观测，确定在夜间温度相对稳定的时间段进行合龙作业，该时间段内的平均气温为23℃，确定此为最佳合龙温度。在既定23℃的合龙本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种斜拉扣挂悬拼安装的钢管拱桥拱顶强迫合龙施工方法，其特征在于：通过连续数天观测温度及合龙口尺寸的变化情况，确定在温度相对稳定的时间段内进行合龙；并通过现场监测的结构应力状态，结合软件模拟计算结果和设计要求，综合研究确定在既定温度下的合龙口尺寸。/n

【技术特征摘要】
1.一种斜拉扣挂悬拼安装的钢管拱桥拱顶强迫合龙施工方法，其特征在于：通过连续数天观测温度及合龙口尺寸的变化情况，确定在温度相对稳定的时间段内进行合龙；并通过现场监测的结构应力状态，结合软件模拟计算结果和设计要求，综合研究确定在既定温度下的合龙口尺寸。


2.根据权利要求1所述的一种斜拉扣挂悬拼安装的钢管拱桥拱顶强迫合龙施工方法，其特征在于：首先在大悬臂状态通过扣挂体系调整合龙前的整体线形，然后采用合龙口精调装置进行强制精确调节合龙口尺寸，并采用临时锁定装置及时锁定部分合龙口，之后进行未锁定部分合龙短钢管的安装及焊接，最后拆除临时锁定装置并进行剩余部分合龙短钢管的安装。


3.根据权利要求1所述的一种斜拉扣挂悬拼安装的钢管拱桥拱顶强迫合龙施工方法，其特征在于：所述的钢管拱桥具有多根主弦管，采用两岸斜拉扣挂对称悬拼的方式安装拱肋节段至拱顶，在拱顶采用合龙短钢管进行嵌补合龙，在大悬臂状态通过扣挂体系调整合龙前的整体线形，使合龙口两侧拱肋钢管的标高及横向...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海峰，李明，李国华，王迎彬，李亮科，
申请(专利权)人：中铁上海工程局集团有限公司，中铁上海工程局集团建筑工程有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31