一种跨拱肋龙门吊及蝴蝶拱桥空间结构体系的安装方法技术

本发明专利技术公开了一种跨拱肋龙门吊的安装方法，包括以下步骤：①栈桥施工；②龙门吊主梁提升塔架施工；③采用万能杆件组拼龙门吊主梁、龙门吊支腿，在栈桥上安装组拼后的龙门吊支腿；④由起重小车提升龙门吊主梁，分2～3次提升到位；⑤调整主梁与支腿间的水平位置并进行杆件连接；⑥将起重小车从提升架顶移到主梁上后拆除提升架。本发明专利技术还公开了应用该龙门吊进行蝴蝶拱桥空间结构体系安装的方法。本发明专利技术采用万能杆件组拼大跨度跨拱桥龙门吊，适用于中小跨径、有一定通航要求的各种拱桥工程，以及具有复杂空间曲线的拱肋吊装施工，对于中等跨径的大倾角蝴蝶拱桥其工艺上的适用性和经济性更为明显，可作为蝴蝶拱桥安装的推荐方法。

A method of installing cross arch rib arch bridge and gantry crane butterfly space structure system

The invention discloses a method for installing cross arch gantry crane, which comprises the following steps: Zhanqiao construction; the main girder gantry crane hoisting tower construction; universal rod assembly, leg gantry girder gantry crane with the installation of gantry crane legs after assembling in the Zhanqiao; the lifting trolley lifting gantry crane girder. 2 to 3 times improvement in place; adjusting the girder and legs between the horizontal position and the connecting rod; the lifting trolley from the top to the girder lifting frame after the removal of the lifting frame. The present invention also discloses the application of the method of gantry crane butterfly arch bridge space structure system installation. Universal rod assembly of big span arch bridge of gantry crane and the invention is suitable for small and medium span arch bridge, a variety of Engineering navigation requirements, as well as the rib hoisting construction with complex space curve, the applicability and economy angle of butterfly arch bridge of middle span on the process is more obvious, can be used as the recommended method the installation of butterfly arch bridge.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及龙门吊
，还涉及龙门吊应用于蝴蝶拱桥及其它异型拱桥如飞 鸟式空间倒三角形月亮拱桥等的钢拱肋安装施工
现有技术传统拱桥的拱肋与行车道平行，拱肋以面内受压为主，结构受力合理，经济实用。 拱的横向稳定是其结构设计的一个重要考虑的内容，通常两根或两根以上的拱肋通过横向 联系，有时还将拱肋内倾一定角度加上风撑，更有利于拱肋的稳定，从而产生了拱肋内倾的 “提篮拱”，并逐渐发展成一种较为成熟的桥型。一些建筑师反其道设计一种拱结构，两根拱 肋不是内倾，而是外倾且不加横撑，形成一种非对称拱肋的蝴蝶拱桥。此种桥型以动感的姿 态和开阔的桥面，在造型上比内倾拱桥更具美感，满足人们的求变心态。如国内的天津大沽 桥、中山市长江路大桥、广西南宁大桥。该类桥型由2条倾斜的非对称拱肋、曲线钢箱梁和倾斜的吊杆共同组成一个多元 的空间结构体系，承担着三维空间中的所有荷载，整体和局部结构受力行为复杂。该类型桥 远眺仿若展翅飞翔的蝴蝶，故又名蝴蝶拱桥。由于拱肋外倾且不对称，拱肋表现为空间受力特性，受力非常复杂，拱肋截面上同 时存在双向弯曲、扭转、轴力、剪力等力素，在恒载和活载作用下，外倾拱肋的弯矩比垂直拱 大，而且外倾角越大，拱肋弯矩也越大，在自身恒载作用下就存在较大的面外弯矩，这种不 对称结构重心位置对结构的变形很敏感，钢主梁和拱肋不同的吊装架设方式与工况，对结 构内力影响较大，需采取合理的施工方法与步骤，并进行严密施工监控。由于拱肋的面内刚 度较大，面外刚度小，且拱肋无风撑，横向迎风面积大，向外倾斜的拱肋自重分力产生使拱 向外倾覆的趋势，施工时拱肋的侧向约束不多，拱肋的横向稳定性成为施工中的核心问题， 直接影响大桥施工安全和质量，采取合理措施保证倾斜拱肋的面外稳定是施工的关键。也 由于两个钢拱肋分别向外倾斜而无横联，拱肋节段的空间相对位置既有垂直倾角，又有平 面扭角，拱肋的节段吊装应有可靠的空间姿态调整和定位调整措施。这些造型奇异的外倾拱结构，造价虽然比常规拱桥高，但该结构一般是应用在人 行桥、自行车桥、景观桥或小跨径小规模的车行桥中，由于规模小、总造价有限，因此结构异 化所引起的构造复杂、施工困难和费用上升都是有限的。但国内所建造的蝴蝶拱桥均为车 行荷载较大的城市桥梁，跨度也较大，特别是300m跨径的南宁大桥，以其宽7. 4m、高5. 6 1Om的钢箱拱肋，加上外倾以后产生的阴影，拱肋显得过于粗笨，而且外倾的无风撑拱肋，与 传统的平行拱或提篮拱的稳重感完全相反，对桥梁稳定的担心将很大部分受众对其美感大 打折扣。大跨径的曲线蝶形拱桥花了巨大的经济代价所追求的美观造型不仅引起很多受众 的大的争议，其独特的受力特性也对其上部结构的安装施工技术提出了很高的要求。对于该类桥型的吊装架设，国内采取的技术有 (1)满布支架支撑的大吨位船机“先梁后拱”拼装法采用河道封航、搭设水上施工栈桥供大吨位吊机通行吊装、满布支架原位拼装、“先梁后拱”的总体施工方案。钢箱梁安装施工采用分块定位、组拼、焊接的安装方式，由2 台大吨位履带吊机(如2台200t汽车吊)以双机抬四吊点的方式进行吊装。钢箱梁经现 场定位、成组焊接施工后，搭设支撑钢拱肋的满堂支架平台，由大吨位汽车吊机分节段吊装 拱肋到支架平台上对位焊接、合拢，完成体系转换。如天津大沽桥。另外，采用此方法时，有时会根据具体情况，由大型浮吊代替大吨位吊机进行施 工。(2)横移式缆索吊机无支架斜拉扣挂的“先拱后梁”架设法该方法是采用“先拱后梁、以拱承梁、钢肋拱通过缆索吊机无支架吊装”的总体施 工方案，如广西南宁大桥。由于该桥向外倾斜的两拱肋中心线之间最大距离达92. 577m，拱 节段最大长度21. 6m,最大重量218吨，作为斜拉扣挂-缆索吊装系统中的关键施工设备，临 时索塔采用了吊塔、扣塔一体化设计。索塔采用门式组合钢塔结构，高度为138m，横向宽度 达110m，该索塔在横梁宽度、横梁最大载重、索鞍横向移动距离、塔吊高度、钢箱拱最大吊重 等方面，均创下了国内桥梁施工之最。起重设备的缆吊主跨为452m，由东西索道组成，每条 索道包含两组主索，并各自负责对应索区的拱肋吊装。该桥的钢箱拱采用“无支架缆索吊机、四点抬吊拱肋纵移、正吊正落位安装、斜拉 扣挂”悬拼施工方案。为解决变截面箱形拱节段从起吊至安装到位需经多个姿态调整方能 实现空中就位的调整过程中，因相应结构重心也随姿态调整发生变化，带来前后吊点起重 索索力不均的难题，施工中采用以水中浮箱平台为依托，先侧转，后竖转的翻身工艺，通过 塔顶索鞍横向移定位、吊带长度调整、前后吊架横移及临时辅助措施，悬拼的节段通过扣索 锚固于扣塔上，施工过程及其复杂。由于钢箱梁处于平面曲线内，由于吊索横向倾角不同， 在吊装时为临时克服桥面钢箱梁的横向力，采用了临时斜向吊索的辅助措施。对钢箱拱标 高的调整主要 是通过缆索吊机以及扣索张拉来调整完成，并考虑一定的预抬高量；拱肋轴 线偏位主要通过侧缆风索以及横向临时对拉索来调整完成。满布支架支撑的大吨位船机“先梁后拱”拼装法适用于中小跨径、陆上或水上不通 航或通航要求不高、水深较浅、桥位处无结构物及交通干扰条件，也经常用于前述条件下的 提篮拱桥，以及外倾式对称蝶形拱桥。横移式缆索吊机无支架斜拉扣挂的“先拱后梁”架设法比较适用于大跨径的外倾 式非对称拱桥，也许是一个无奈的唯一方法。该方法需要解决吊重横移、拱肋姿态调整带来 前后吊点起重索索力不均、无支架斜拉扣挂、吊索横向倾角不同引起吊装桥面箱梁的横向 力等技术难题，这需要采用相当大的缆索吊机系统，成本投入巨大。上述两种方法的优缺点见表1所示。表1安装方法优缺点比较权利要求1.一种跨拱肋龙门吊的安装方法，其特征在于包括以下步骤①栈桥施工，栈桥上钢轨铺设安装；②龙门吊主梁提升塔架施工，按龙门吊主梁安装完成后的垂直投影位置两端搭建钢管 桩提升架，拉好风缆，并将龙门吊的4台起重小车安放到所述提升架顶；③按龙门吊主梁安装完成后的垂直投影位置在地面组拼龙门吊主梁、分段组拼龙门吊 支腿，同时吊装龙门吊大车行走台车，然后在栈桥上安装组拼后的龙门吊支腿，龙门吊支腿 在不断加高时须用风缆锚定并和提升塔架横向临时锚固，所述龙门吊主梁及龙门吊支腿由 万能杆件拼装而成；④由起重小车提升龙门吊主梁，分2 3次提升到位；⑤龙门吊主梁提升到达与龙门吊支腿对接位置后，通过手拉葫芦和支腿风缆调整主梁 与支腿间的水平位置并进行杆件连接；⑥将起重小车从提升架顶移到主梁上后拆除提升架。2.一种跨拱肋龙门吊，包括吊装系统、钢结构主体及主行走系统，所述钢结构主体由两 个平行的连体门架构成，每个门架由主梁及支腿通过连接架连接构成，其特征在于采用如 权利要求1所述的方法安装而成，所述钢结构主体采用万能杆件组拼而成，每条主梁上配 置有两辆可沿主梁方向水平移动的起重小车。3.根据权利要求2所述的跨拱肋龙门吊，其特征在于所述的两个门架的轴线相距16m。4.根据权利要求2所述的跨拱肋龙门吊，其特征在于所述主行走系统包括龙门吊大 车行走台车，行走台车采取双轨四轮的结构形式，设置于门架的支腿下方，支腿通过均衡梁 与行走台车铰接，所述行走台车纵向相距16m。5.一种蝴蝶拱桥空间结构体系的安装方法，其特征在于包括以本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种跨拱肋龙门吊的安装方法，其特征在于：包括以下步骤：①栈桥施工，栈桥上钢轨铺设安装；②龙门吊主梁提升塔架施工，按龙门吊主梁安装完成后的垂直投影位置两端搭建钢管桩提升架，拉好风缆，并将龙门吊的４台起重小车安放到所述提升架顶；③按龙门吊主梁安装完成后的垂直投影位置在地面组拼龙门吊主梁、分段组拼龙门吊支腿，同时吊装龙门吊大车行走台车，然后在栈桥上安装组拼后的龙门吊支腿，龙门吊支腿在不断加高时须用风缆锚定并和提升塔架横向临时锚固，所述龙门吊主梁及龙门吊支腿由万能杆件拼装而成；④由起重小车提升龙门吊主梁，分２～３次提升到位；⑤龙门吊主梁提升到达与龙门吊支腿对接位置后，通过手拉葫芦和支腿风缆调整主梁与支腿间的水平位置并进行杆件连接；⑥将起重小车从提升架顶移到主梁上后拆除提升架。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周翰斌，荣劲松，陈鸣，周卫国，陈光宇，黄国忠，
申请(专利权)人：中交四航局第一工程有限公司，
类型：发明
国别省市：81