CN110847062A - 80米跨宽幅钢箱梁厂内整孔拼装双幅架设施工方法 - Google Patents

Abstract

一种80米跨宽幅钢箱梁厂内整孔拼装双幅架设施工方法，包括以下步骤：步骤一，运用BIM技术加工底板单元(2)、隔板单元(3)、斜腹板T梁单元(4)、挑臂单元(5)；步骤二，在梁厂总拼区设置钢箱梁总拼胎架(1)；步骤三，加工底板单元(2)、隔板单元(3)、斜腹板T梁单元(4)、挑臂单元(5)；将各构件进行拼装；步骤四，完成80米钢箱梁(6)总拼后进行验收；步骤五，由组合式模块运梁车(7)运输钢箱梁(6)；步骤六，喂梁；步骤七，落梁；步骤八，将整孔钢箱梁左右幅架设完毕。本发明可适于内陆地区也可适用于沿海地区，减小了现场工作量，在当前劳动力成本较高的大环境下减小了人力投入，节约了成本。

Description

80米跨宽幅钢箱梁厂内整孔拼装双幅架设施工方法

技术领域

本发明涉及大跨度钢箱梁桥施工技术应用领域，尤其是涉及一种80米跨宽幅钢箱梁厂内整孔拼装双幅架设施工方法。

背景技术

钢箱梁结构具有跨度大、重量轻、使用年限长、箱形截面抗扭刚度大、截面高度小、整体性好的特点，使得钢箱梁结构在公路及市政桥梁设计和建造中得到广泛的应用，现已成为大跨度主梁形式的首选。目前，大跨钢混组合梁的施工方法主要有节段预制安装法与顶推法两种。大跨径大吨位整孔预制安装多数只适用于有航运条件的桥梁，且目前国内最大整孔吊装架设跨度为60米。顶推法要求钢主梁的自重基本全部由钢梁承担，顶推平台与顶推施工费用较高，经济性较差。

目前国内桥机吊装最大跨径钢梁已达到60米，如中国专利“60米钢箱梁整体架设施工方法”(申请号201210261297.8)公开了60米钢箱梁在厂内预制成若干制作段，在桥位处进行整梁的拼装作业。用轨道式架桥机单独架设多片窄箱梁，所述单片重量为230吨，且为满足大跨度架设，需要在现场施工跨中临时支墩施工。上述方式梁段较多，桥位现场组拼施工周期长，安全质量控制难度大，工效低。

我国内陆地区大部分不具备通航条件，不具备航运吊装重型梁体的可能，80米钢混组合梁整孔预制桥机架设建造技术在国内之前尚无先例。目前国内外架桥设备主要针对混凝土梁，特别是重型架桥设备，需要结合重型吊装设备或侧方位运梁提梁设备，应用范围小，运输条件受限，桥机要求高，与传统的梁上运梁和桥机架桥技术相比限制条件较多。

发明内容

为解决传统顶推及采用大型吊车分段吊装架设钢箱梁存在的上述问题，本发明提供了一种80米跨宽幅钢箱梁厂内整孔拼装双幅架设施工方法。本发明可适于内陆地区也可适用于沿海地区，减小了现场工作量，在当前劳动力成本较高的大环境下减小了人力投入，节约了成本，同时使桥梁的建造更多的转为质量更可靠、成本更低、技术更先进、精度更高的由专业人员操作的机械设备。

为实现上述目的，本发明提供了一种80米跨宽幅钢箱梁厂内整孔拼装双幅架设施工方法，包括以下步骤：

步骤一，运用BIM技术在钢结构加工厂加工底板单元、隔板单元、斜腹板T梁单元、挑臂单元；

步骤二，在梁厂总拼区设置钢箱梁总拼胎架；

步骤三，在钢结构板单元制作基地加工底板单元、隔板单元、斜腹板T梁单元、挑臂单元；通过运输车将各构件依次运输至梁厂总拼区进行拼装；

步骤四，完成80米钢箱梁总拼后进行验收；

步骤五，由组合式模块运梁车运输钢箱梁；

步骤六，大型桁架式架桥机占位后支腿定位锚固，通过组合式模块运梁车与天车配合进行喂梁；

步骤七，落梁；

步骤八，前后天车配合吊运将整孔钢箱梁左右幅架设完毕。

优选的，所述步骤二中，单套的总拼胎架由200*200型钢、80*80方钢和90*90角钢组焊形成；单套胎架长81米、宽9.3米，投入钢箱梁拼装10t龙门吊4台，焊接设备、管道气体及防护措施配套设置，在总拼胎架的下方设置等尺寸的混凝土基础且混凝土基础有足够的强度不会破裂，整体对地基进行承压。

在上述任一方案中优选的是，所述步骤三中，底板单元、隔板单元、斜腹板T梁单元、挑臂单元在总拼胎架上依次组装焊接完成，箱梁底板、腹板、顶板横向拼接焊缝相互错200mm焊接；隔板与底板、腹板采用二氧化碳气体保护焊；腹板与底板内侧采用二氧化碳气体保护焊，外侧采用气刨清根，自动焊接小车填充盖面。

在上述任一方案中优选的是，所述步骤四中，钢箱梁组装完成则进行防腐施工，结合设计图纸要求和现行规范对钢箱梁进行防腐处理；按照设计及规范要求进行各项验收，验收合格后在梁厂内安装永久支座。

在上述任一方案中优选的是，所述步骤五中，所述的组合式模块运输车安装好驼梁，采用450T提梁机将钢箱梁安装在组合式模块运输车上，由控制室控制梁运输，为保证轨迹正确，运梁需画出边界线；采用跨双幅运输方式运至喂梁区，运梁车两侧设专人监控运梁车运行。

在上述任一方案中优选的是，所述步骤六中，所述的桁架式架桥机总长为170米，为步履式行走自行悬臂过孔方式；桁架式架桥机的中支腿、前支腿支撑在主梁的主要承力点上；中支腿通过精轧螺纹钢与桥面进行锚固。

在上述任一方案中优选的是，所述步骤六中，具体的喂梁步骤为：

(1)前运梁车到达中支腿后方位置，前天车下发吊具与钢箱梁上吊点连接，前天车与后运梁车同步前移；

(2)后运梁车到达前运梁车尾部，后天车移动到钢箱梁吊点上方，下放吊具与钢箱梁上吊点连接；

(3)后天车起升将钢箱梁后端提离组合式模块运梁车，使钢箱梁处于悬空水平状态。

在上述任一方案中优选的是，所述步骤七中，具体的落梁步骤为：

(1)前、后天车吊梁纵向前移到落梁位上方；

(2)前、后天车同时下落使钢箱梁下底面到达高侧垫石上方500mm位置停止；

(3)前、后天车通过横移电机驱动起升系统横向移动到落梁位置；

(4)起升系统下落使钢箱梁落到垫石上，完成钢梁架设。

本发明是根据多年的实际应用实践和经验所得，采用最佳的技术手段和措施来进行组合优化，获得了最优的技术效果，并非是技术特征的简单叠加和拼凑，因此本发明具有显著的意义。

本发明的有益效果为：

1.板单元件在加工厂精加工，工厂化作业，标准化程度高，加工精度高，人员机械利用率高，环境污染小，更符合绿色建造技术要求。

2.BIM技术在80米刚混组合梁预制施工中的应用，为钢梁预制、提供准确数据支持，数字化水平更高。

3. 80米钢梁整孔预制，质量易保证，且相对于混凝土梁，钢梁自重小，采用梁上运梁的方式将钢梁整孔运至桥位，故可适用无航运条件的桥梁。

4.在梁厂总拼胎架上拼接，架设80米整孔钢箱梁，无需像常规工艺需将钢箱梁进行分段、现场设置临时墩，然后采用吊装拼装的工序，能提高架设效率。

5.多数大跨径桥梁桥位原地表承载力较差或者无运输条件，大吨位车辆运输无法满足，传统的搭设支架，进行节段吊装对运输条件要求高。采用梁上运梁方式对桥位承载力无要求，解决了运输问题。

6.常规大跨度钢箱梁分段吊装工艺，焊接或者栓接工作量过大，现场作业时间长，安全隐患多。厂内整孔拼装能有效加快施工进度，降低安全风险。

7.桁架式架桥机采用步履式行走自行过孔方式，无需捆梁加设配重，节省过孔和架梁时间。

8.大跨钢混组合梁的钢梁重510吨，桁架式架桥机可大幅度减轻大跨度架桥设备的重量，抗风载能力强。

9. 80米跨度双幅钢箱梁可以一次架设到位，有效提高施工效率，提高了施工安全性。

10.架桥机架设解决了因曲线半径较小，单片梁传统顶推施工难度大、精度难以控制的问题。

11.解决大跨度钢箱梁整孔预制架设施工难题，提供了一种更适合跨河、跨路及桥位地势不适宜施工车辆通行的大跨径钢梁工程建造方法，提升桥梁建造技术。

12.本发明实施的架设工艺，整孔拼装好大跨径钢箱梁，可采用跨双幅梁上运梁的方式将钢梁整孔运至桥位。将解决80米跨径的整孔架设问题，为内陆地区桥梁的快速架设开辟了新方式。

附图简要说明

图1是本发明中的80m钢箱梁整孔拼装架设施工工艺流程图；

图2-1是本发明中的梁厂总拼胎架搭设示意图；

图2-2是本发明中的梁厂整孔钢梁总拼胎架平面示意图；

图3是本发明中的底板单元拼装示意图；

图4是本发明中的隔板单元拼装示意图；

图5是本发明中的斜腹板单元安装示意图；

图6是本发明中的挑臂单元安装示意图；

图7是本发明中的钢梁横断面图；

图8是本发明中的80米钢箱梁平面示意图；

图9是本发明中的组合式模块车运梁示意图；

图10是本发明中的跨双幅运梁示意图；

图11是本发明中的喂梁示意图；

图12是本发明中的落梁示意图；

图13是本发明中的架桥机双幅架设横断面示意图；

其中，1.总拼胎架；2.底板单元；3.隔板单元；4.斜腹板T梁单元；5.挑臂单元；6.钢箱梁；7.组合式模块运梁车；8.驼梁；9.桁架式架桥机；9-1.中支腿；9-2.前支腿；9-3.前天车；9-4.后天车。

具体实施方式

下面将结合附图和本申请的具体实施方式，对本申请的技术方案进行详细的说明，但如下实施例仅是用以理解本发明，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合，本申请可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

某国道工程为双向六车道，其中主控工程黄河特大桥全桥共分11联，小桩号至大桩号方向依次为北引桥为30米T梁、跨防护堤桥为50+80+50米钢混组合梁、堤内北引桥为50米波形钢腹板梁、主桥为80米钢混组合梁、南引桥为50米波形钢腹板梁，最小曲线半径1400米。主桥共19孔，单孔跨径80米，上部结构为钢混组合梁，左右幅各一片宽幅钢箱梁。

根据现场实际情况及工期要求，施工中主要解决以下问题：

桥梁墩位全部位于黄河滩地内，原地表承载力较差，大吨位车辆运输无法满足。传统的搭设支架，进行节段拼装，因处于河道泄洪范围，需多处打设桩基础以满足承载要求，难以施工。

曲线半径较小，R＝1400米，单片梁传统顶推施工难度大，精度难以控制。

单片钢箱梁80米长，重量510T，整孔架设国内首例。

图1是本发明实施的工艺流程：

步骤一，运用BIM技术在钢结构加工厂加工底板单元2、隔板单元3、斜腹板T梁单元4、挑臂单元5；

步骤二，在梁厂总拼区设置钢箱梁总拼胎架1；

步骤三，在钢结构板单元制作基地加工底板单元2、隔板单元3、斜腹板T梁单元4、挑臂单元5；通过运输车将各构件依次运输至梁厂总拼区进行拼装；采用2台龙门吊拼装钢箱梁6成80m长整跨孔吊装梁段，钢箱梁6安装节段组装时在每孔钢箱梁6在大号墩侧预留配切量，保证钢箱梁6安装后与第二孔精确对接。

拼装顺序如下：

底板单元2横、纵向拼接，如图3。

底板单元二拼焊接采用单面焊双面成型工艺，反面贴陶瓷衬垫，正面二氧化碳气体保护焊打底、自动埋弧焊填充盖面。底板单元拼接方式：底板单元按桥梁线在总拼胎架上定位，纵缝焊接。

隔板3组装，如图4。

底板纵向焊缝焊接完成后，进行隔板单元3组装。隔板单元底部与底板2采用定位焊接。斜支撑底部与永磁起重器连接吸附到底板上，斜支撑顶部支撑在隔板上翼板处，每块隔板支撑4个斜支撑，使隔板竖直固定。隔板支撑采用无码固定，避免损伤母材。

斜腹板T梁4组装，如图5。

斜腹板T梁4组装利用总拼胎架做支撑，采用千斤顶、永永磁起重器、倒链使T梁及腹板与隔板密合，采用定位焊将腹板T梁与底板2、隔板3固定。固定完成后拆除隔板斜撑、千斤顶、倒链。

挑臂5安装，如图6。

按设计横坡进行划线，定位挑臂单元，进行焊接。

箱箱梁6焊接要求：

(1)箱梁底板、腹板、顶板横向拼接焊缝相互错200mm焊接；

(2)隔板与底板、腹板采用二氧化碳气体保护焊。

(3)腹板与底板内侧采用二氧化碳气体保护焊，外侧采用气刨清根，自动焊接小车填充盖面。

步骤四，完成80米钢箱梁6总拼后进行验收；

步骤五，由组合式模块运梁车7运输钢箱梁6；如图9、图10。

步骤六，大型桁架式架桥机9占位后支腿定位锚固，通过组合式模块运梁车7与天车配合进行喂梁，见图11；

步骤七，落梁，见图12；

步骤八，前后天车配合吊运将整孔钢箱梁左右幅架设完毕，见图13。

所述步骤二中，单套的总拼胎架1由200*200型钢、80*80方钢和90*90角钢组焊形成；单套胎架长81米、宽9.3米，投入钢箱梁拼装10t龙门吊4台，焊接设备、管道气体及防护措施配套设置，在总拼胎架1的下方设置等尺寸的混凝土基础且混凝土基础有足够的强度不会破裂，整体对地基进行承压。

所述步骤四中，钢箱梁6组装完成则进行防腐施工，结合设计图纸要求和现行的《公路钢桥保护涂装》(JT/T 722-2008)对钢箱梁6进行防腐处理；按照设计及规范要求进行各项验收，验收合格后在梁厂内安装永久支座。

所述步骤五中，所述的组合式模块运输车7安装好驼梁8，采用450T提梁机将钢箱梁6安装在组合式模块运输车7上，由控制室控制梁运输，为保证轨迹正确，运梁需画出边界线；采用跨双幅运输方式运至喂梁区，运梁车两侧设专人监控运梁车运行。

所述步骤六中，所述的桁架式架桥机9总长为170米，为步履式行走自行悬臂过孔方式；桁架式架桥机9的中支腿9-1、前支腿9-1支撑在主梁的主要承力点上；中支腿9-1通过精轧螺纹钢与桥面进行锚固；前、中支腿与主梁锁定，前、中支腿横梁进行调平。

所述步骤六中，具体的喂梁步骤为：

(1)前运梁车到达中支腿9-1后方位置，前天车9-3下发吊具与钢箱梁6上吊点连接，前天车9-3与后运梁车同步前移；

(2)后运梁车到达前运梁车尾部，后天车9-4移动到钢箱梁6吊点上方，下放吊具与钢箱梁6上吊点连接；

(3)后天车起升将钢箱梁6后端提离组合式模块运梁车7，使钢箱梁(6)处于悬空水平状态。

在上述任一方案中优选的是，所述步骤七中，具体的落梁步骤为：

(1)前、后天车吊梁纵向前移到落梁位上方；

(2)前、后天车同时下落使钢箱梁6底面到达高侧垫石上方500mm位置停止；

(3)前、后天车通过横移电机驱动起升系统横向移动到落梁位置；

(4)起升系统下落使钢箱梁6落到垫石上，完成钢梁架设。

由上述实施例可知，本发明的板单元件在加工厂精加工，工厂化作业，标准化程度高，加工精度高，人员机械利用率高，环境污染小，更符合绿色建造技术要求。

BIM技术在80米刚混组合梁预制施工中的应用，为钢梁预制、提供准确数据支持，数字化水平更高。

80米钢梁整孔预制，质量易保证，且相对于混凝土梁，钢梁自重小，采用梁上运梁的方式将钢梁整孔运至桥位，故可适用无航运条件的桥梁。

在梁厂总拼胎架上拼接，架设80米整孔钢箱梁，无需像常规工艺需将钢箱梁进行分段、现场设置临时墩，然后采用吊装拼装的工序，能提高架设效率。

多数大跨径桥梁桥位原地表承载力较差或者无运输条件，大吨位车辆运输无法满足，传统的搭设支架，进行节段吊装对运输条件要求高。采用梁上运梁方式对桥位承载力无要求，解决了运输问题。

常规大跨度钢箱梁分段吊装工艺，焊接或者栓接工作量过大，现场作业时间长，安全隐患多。厂内整孔拼装能有效加快施工进度，降低安全风险。

桁架式架桥机采用步履式行走自行过孔方式，无需捆梁加设配重，节省过孔和架梁时间。

大跨钢混组合梁的钢梁重510吨，桁架式架桥机可大幅度减轻大跨度架桥设备的重量，抗风载能力强。

80米跨度双幅钢箱梁可以一次架设到位，有效提高施工效率，提高了施工安全性。

架桥机架设解决了因曲线半径较小，单片梁传统顶推施工难度大、精度难以控制的问题。

解决大跨度钢箱梁整孔预制架设施工难题，提供了一种更适合跨河、跨路及桥位地势不适宜施工车辆通行的大跨径钢梁工程建造方法，提升桥梁建造技术。

本发明实施的架设工艺，整孔拼装好大跨径钢箱梁，可采用跨双幅梁上运梁的方式将钢梁整孔运至桥位。将解决80米跨径的整孔架设问题，为内陆地区桥梁的快速架设开辟了新方式。。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (8)

1.一种80米跨宽幅钢箱梁厂内整孔拼装双幅架设施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，运用BIM技术在钢结构加工厂加工底板单元(2)、隔板单元(3)、斜腹板T梁单元(4)、挑臂单元(5)；

步骤二，在梁厂总拼区设置钢箱梁总拼胎架(1)；

步骤三，在钢结构板单元制作基地加工底板单元(2)、隔板单元(3)、斜腹板T梁单元(4)、挑臂单元(5)；通过运输车将各构件依次运输至梁厂总拼区进行拼装；

步骤四，完成80米钢箱梁(6)总拼后进行验收；

步骤五，由组合式模块运梁车(7)运输钢箱梁(6)；

步骤六，大型桁架式架桥机(9)占位后支腿定位锚固，通过组合式模块运梁车(7)与天车配合进行喂梁；

步骤七，落梁；

步骤八，前后天车配合吊运将整孔钢箱梁左右幅架设完毕。

2.根据权利要求1所述的80米跨宽幅钢箱梁厂内整孔拼装双幅架设施工方法，其特征在于，所述步骤二中，单套的总拼胎架(1)由200*200型钢、80*80方钢和90*90角钢组焊形成；单套胎架长81米、宽9.3米，投入钢箱梁拼装10t龙门吊4台，焊接设备、管道气体及防护措施配套设置，在总拼胎架(1)的下方设置等尺寸的混凝土基础且混凝土基础有足够的强度不会破裂，整体对地基进行承压。

3.根据权利要求1-2所述的80米跨宽幅钢箱梁厂内整孔拼装双幅架设施工方法，其特征在于，所述步骤三中，底板单元(2)、隔板单元(3)、斜腹板T梁单元(4)、挑臂单元(5)在总拼胎架(1)上依次组装焊接完成，箱梁底板、腹板、顶板横向拼接焊缝相互错200mm焊接；隔板与底板、腹板采用二氧化碳气体保护焊；腹板与底板内侧采用二氧化碳气体保护焊，外侧采用气刨清根，自动焊接小车填充盖面。

4.根据权利要求1-3所述的80米跨宽幅钢箱梁厂内整孔拼装双幅架设施工方法，其特征在于，所述步骤四中，钢箱梁(6)组装完成则进行防腐施工，结合设计图纸要求和现行规范对钢箱梁(6)进行防腐处理；按照设计及规范要求进行各项验收，验收合格后在梁厂内安装永久支座。

5.根据权利要求1-4所述的80米跨宽幅钢箱梁厂内整孔拼装双幅架设施工方法，其特征在于，所述步骤五中，所述的组合式模块运输车(7)安装好驼梁(8)，采用450T提梁机将钢箱梁(6)安装在组合式模块运输车(7)上，由控制室控制梁运输，为保证轨迹正确，运梁需画出边界线；采用跨双幅运输方式运至喂梁区，运梁车两侧设专人监控运梁车运行。

6.根据权利要求5所述的80米跨宽幅钢箱梁厂内整孔拼装双幅架设施工方法，其特征在于，所述步骤六中，所述的桁架式架桥机(9)总长为170米，为步履式行走自行悬臂过孔方式；桁架式架桥机(9)的中支腿(9-1)、前支腿(9-1)支撑在主梁的主要承力点上；中支腿(9-1)通过精轧螺纹钢与桥面进行锚固。

7.根据权利要求1-6所述的80米跨宽幅钢箱梁厂内整孔拼装双幅架设施工方法，其特征在于，所述步骤六中，具体的喂梁步骤为：

(1)前运梁车到达中支腿(9-1)后方位置，前天车(9-3)下发吊具与钢箱梁(6)上吊点连接，前天车(9-3)与后运梁车同步前移；

(2)后运梁车到达前运梁车尾部，后天车(9-4)移动到钢箱梁(6)吊点上方，下放吊具与钢箱梁(6)上吊点连接；

(3)后天车起升将钢箱梁(6)后端提离组合式模块运梁车(7)，使钢箱梁(6)处于悬空水平状态。

8.根据权利要求7所述的80米跨宽幅钢箱梁厂内整孔拼装双幅架设施工方法，其特征在于，所述步骤七中，具体的落梁步骤为：

(1)前、后天车吊梁纵向前移到落梁位上方；

(2)前、后天车同时下落使钢箱梁(6)下底面到达高侧垫石上方500mm位置停止；

(3)前、后天车通过横移电机驱动起升系统横向移动到落梁位置；

(4)起升系统下落使钢箱梁(6)落到垫石上，完成钢梁架设。

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