專利名稱：拱肋自平衡豎轉(zhuǎn)提升施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及橋梁建設(shè)中拱肋豎轉(zhuǎn)提升施工方法。
背景技術(shù)：
因橋梁轉(zhuǎn)體施工具有節(jié)省吊裝費(fèi)用，減少高空作業(yè)，施工操作方便靈活，安全、可靠、整體性好，結(jié)構(gòu)線形和內(nèi)力易于調(diào)整控制，避免對橋下正常交通的干擾等特點(diǎn)，在國內(nèi)外橋梁施工中得到了廣泛應(yīng)用，并不斷向前發(fā)展。目前拱肋的豎轉(zhuǎn)技術(shù)主要出現(xiàn)了兩種變化，一種是針對山區(qū)特殊地理?xiàng)l件形成的豎轉(zhuǎn)技術(shù)-負(fù)角度豎轉(zhuǎn)，傳統(tǒng)豎轉(zhuǎn)是在低處拼裝，然后自下而上提高到高處，負(fù)角度豎轉(zhuǎn)則是在低處拼裝，然后自上而下放低到低處，典型的以珍珠大橋負(fù)角度豎轉(zhuǎn)和藻渡大橋負(fù)角度豎轉(zhuǎn)為代表，開創(chuàng)了山區(qū)拱橋豎轉(zhuǎn)的新方法；一種是針對平原地區(qū)發(fā)展起來的豎轉(zhuǎn)技術(shù)，傳統(tǒng)的豎轉(zhuǎn)方法中塔架一般置于拱腳位置，利用扣索把拱肋的豎向力轉(zhuǎn)化為水平力，然后再由錨索來平衡該水平力。由于平原地區(qū)特別是軟土地區(qū)平衡水平力的代價較高，為此提出了塔架前移到拱肋當(dāng)中，從而大大降低豎轉(zhuǎn)產(chǎn)生的水平力，由此產(chǎn)生了一種新工藝-臥拼豎提技術(shù)，典型的以佛山東平大橋和合武廣客運(yùn)專線東湖特大橋?yàn)榇?。但是這些豎轉(zhuǎn)技術(shù)的發(fā)展仍有其局限性，以臥拼豎提技術(shù)的發(fā)展為例，根據(jù)目前公開的資料，其主要缺點(diǎn)如下
(1)、拱肋的豎轉(zhuǎn)仍然采用原有的豎轉(zhuǎn)理念塔架受壓、錨索平衡水平力，因此這類體系中仍然不可避免的需要設(shè)置錨索和相應(yīng)的錨固裝置，需要根據(jù)扣索索力的變化來調(diào)整錨索索力，錨固裝置的設(shè)置和后錨索的頻繁調(diào)整必然帶來較大的安全隱患。(2)、扣索索力的計(jì)算缺乏統(tǒng)一的計(jì)算方法。豎轉(zhuǎn)過程中扣索索力的計(jì)算是該類技術(shù)的核心，特別是對于大部分中等跨度的拱橋，一般采用單根扣索即可，扣索的索力計(jì)算相對簡單。但是目前的計(jì)算方法仍然是采用力矩平衡法通過計(jì)算力臂的方法求得，對于簡單的個別工況還是可行的，如果工況較多或者進(jìn)行豎轉(zhuǎn)體系優(yōu)化則會使工作量過大。(3)當(dāng)拱肋跨度較大時，采用該技術(shù)會使得施工期間拱肋的線型與應(yīng)力與成橋狀態(tài)相差較大，如果不通過一定的方法予以消除，那么拱肋合攏后的力學(xué)狀態(tài)會與設(shè)計(jì)狀態(tài)有較大的差別，對于拱肋的合攏方法目前還缺乏系統(tǒng)的論述以及適合這類施工方法的構(gòu)造措施等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種拱肋自平衡豎轉(zhuǎn)提升施工方法，能確保施工完成后拱肋的線型符合設(shè)計(jì)要求，不必再設(shè)置后錨索，簡化施工過程提高安全性。為此， 本發(fā)明采用以下技術(shù)方案它采用拱肋自平衡豎轉(zhuǎn)提升施工方法，包括以下步驟
(1)、在橋的兩端澆筑混凝土拱腳，預(yù)埋拱肋埋入段，拱肋埋入段伸出混凝土拱腳表面， 在橋面上拼裝胎架；
在混凝土拱腳的上端設(shè)置下鉸接座，下鉸接座嵌入在預(yù)埋拱肋埋入段中，下鉸接座設(shè)置耳板，所述耳板為陰頭，耳板上設(shè)置轉(zhuǎn)鉸軸孔，所述下鉸接座設(shè)有2對連接位，每對連接位用于連接線，所述兩對連接位的位置處于下鉸接座的轉(zhuǎn)鉸軸孔的直徑延長線上并呈正交，用線穿過所述兩對連接位，使兩對連接位所連接的線正交呈十字線，其交點(diǎn)為軸孔圓心；
用水平尺矯正鉸座耳板的垂直度。
拉設(shè)與轉(zhuǎn)鉸軸孔中心線的設(shè)計(jì)位置重合的定位線，定位線穿過左右兩個預(yù)埋拱肋埋入段的轉(zhuǎn)鉸軸孔；
將所述十字線的交點(diǎn)緊靠所述定位線，使轉(zhuǎn)鉸軸孔的空間位置得到確定，將轉(zhuǎn)鉸固
定；
(2)、豎轉(zhuǎn)施工的拱肋分為2段，分別為第一轉(zhuǎn)體段和第二轉(zhuǎn)體段，第一轉(zhuǎn)體段、第二轉(zhuǎn)體段的主體先在胎架上拼好，待第一轉(zhuǎn)體段豎轉(zhuǎn)后，在第二轉(zhuǎn)體段的拱頂端拼裝第二轉(zhuǎn)體段的剩余部分構(gòu)成第二轉(zhuǎn)體段，
所述第一轉(zhuǎn)體段的拱腳端和拱頂端分別設(shè)有與所述下鉸接座配合的上鉸接座以及用于與第二轉(zhuǎn)體段鉸接合攏的左鉸接座；所述上鉸接座具有耳板，所述耳板為陽頭，耳板上設(shè)有轉(zhuǎn)鉸軸孔，上鉸接座和下鉸接座的耳板之間插入配合并在橫橋向上存在間隙用以調(diào)整加工制造和安裝的誤差，確保拱肋埋入段和轉(zhuǎn)體段的線形一致；將第一轉(zhuǎn)體段的上鉸接座的耳板插入下鉸接座的耳板，用銷軸把上鉸接座和下鉸接座連接起來；
所述第二轉(zhuǎn)體段的拱腳端和拱頂端分別設(shè)有與所述下鉸接座配合的上鉸接座以及用于與第一轉(zhuǎn)體段鉸接合攏的右鉸接座；所述上鉸接座具有耳板，所述耳板為陽頭，耳板上設(shè)有轉(zhuǎn)鉸軸孔，上鉸接座和下鉸接座的耳板之間插入配合并在橫橋向上存在間隙用以調(diào)整加工制造和安裝的誤差，確保拱肋埋入段和轉(zhuǎn)體段的線形一致；將第二轉(zhuǎn)體段的上鉸接座的耳板插入下鉸接座的耳板，用銷軸把上鉸接座和下鉸接座連接起來；
拱頂合攏用的左鉸接座設(shè)有耳板，所述耳板設(shè)有圓形軸孔；拱頂合攏用的右鉸接座設(shè)有耳板，所述耳板設(shè)有長圓形孔；
(3)、對于第一轉(zhuǎn)體段和第二轉(zhuǎn)體段，分別對應(yīng)安裝塔架，塔架的位置處于轉(zhuǎn)體段放在胎架上時自其拱腳端起算的1/4-1/2長度之間的區(qū)域；
塔架的底部通過錨固結(jié)構(gòu)焊接在橋面上，所述塔架包括呈矩形四角分列的前側(cè)兩根立柱和后側(cè)兩根塔柱，通過增大塔柱間距來增大塔架的整體抗彎剛度，從而控制塔架的水平位移；
塔架受拉構(gòu)件的容許長細(xì)比是受壓構(gòu)件的容許長細(xì)比大，為充分利用材料性能，構(gòu)件在荷載作用下宜設(shè)置為受拉狀態(tài)；因此塔柱間的橫向連接系采用形式最簡單、受力最明確的“Z”字形布置，斜桿一般為45度角，使得斜桿受拉、橫桿受壓；
頂部平臺主要作用是把提升荷載傳遞到塔架上，從最短傳力路徑出發(fā)，豎向荷載通過縱橫梁傳遞到塔柱上，水平荷載則通過斜桿直接傳遞到塔柱上，避免縱橫梁雙向受彎作用； 頂部平臺構(gòu)件間以及頂部平臺與塔柱間采用各類擋塊連接，便于力的傳遞和安裝拆卸；
所述塔柱的材料采用500-800mm鋼管，所述頂部平臺采用H形截面鋼材拼接，橫桿和斜桿采用槽鋼；
(4)、在橋面上于第一轉(zhuǎn)體段拱頂端處于設(shè)計(jì)安裝位置時的投影處安裝豎直的金屬筒， 在第一轉(zhuǎn)體段的拱頂端安裝由導(dǎo)線懸吊的吊錘，導(dǎo)線連接與報(bào)警器相連；將第一轉(zhuǎn)體段連接攬風(fēng)索；提升器分級加載，使第一轉(zhuǎn)體段拱頂端豎轉(zhuǎn)提升離地；懸掛4-M小時后，再次豎轉(zhuǎn)提升作業(yè)，當(dāng)?shù)谝晦D(zhuǎn)體段拱頂端提升高度超出安裝設(shè)計(jì)標(biāo)高后，停止提升作業(yè)，提升器機(jī)械鎖緊；
(5)、在第二轉(zhuǎn)體段的拱頂端拼裝第二轉(zhuǎn)體段的所述剩余部分構(gòu)成第二轉(zhuǎn)體段； 按照步驟(4)的方法將第二轉(zhuǎn)體段豎轉(zhuǎn)提升到安裝設(shè)計(jì)標(biāo)高；
(6)、啟動第一轉(zhuǎn)體段的提升器，豎轉(zhuǎn)下降第一轉(zhuǎn)體段與第二轉(zhuǎn)體段對位后，用銷軸連接第一轉(zhuǎn)體段與第二轉(zhuǎn)體段的左右鉸接座，銷軸可以在長圓形孔內(nèi)沿橋梁軸向左右滑動； 通過左右滑動來調(diào)節(jié)由于加工制造和安裝帶來的拱肋長度的偏差，也即拱肋的無應(yīng)力長度；拱肋無應(yīng)力長度確定后通過在長圓形孔和銷軸之間插入墊塊把拱肋的最終位置確定下來；
(7)、在第一轉(zhuǎn)體段和第二轉(zhuǎn)體段之間、第一轉(zhuǎn)體段和其拱肋埋入段之間、第二轉(zhuǎn)體段和其拱肋埋入段之間焊接嵌補(bǔ)段。在采用上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可采用以下進(jìn)一步的技術(shù)方案 本發(fā)明在外錨板與箱梁外表面之間設(shè)有混凝土墊塊，所述上錨板嵌入到混凝土墊塊
內(nèi)，上錨板的外表面與混凝土墊塊的外表面平齊。本發(fā)明頂部平臺由兩根縱梁和一根橫梁構(gòu)成，所述頂部平臺與塔架之間為分體式結(jié)構(gòu)；在塔架的上端部設(shè)有若干組突出的擋塊，每組擋塊中的兩個擋塊之間具有間隔；頂部平臺的一部分構(gòu)件插接在所述的間隔內(nèi)。本發(fā)明的所述鉸接座設(shè)有加固體，所述加固體伸入到拱肋中。本發(fā)明的所述導(dǎo)線繞在線軸上，所述吊錘的下端與橋面之間設(shè)有彈簧。本發(fā)明的將塔架和位于拱肋上的下錨點(diǎn)向拱肋跨中方向移動，位于塔架上的上錨點(diǎn)向拱腳方向移動，通過塔架位置、拱肋下錨點(diǎn)、塔架上錨點(diǎn)的科學(xué)布置，大大降低作用于塔架上的外荷載。本發(fā)明的將大直徑鋼管、槽鋼、H型鋼進(jìn)行巧妙組合，形成具有強(qiáng)大抗彎能力、且能充分發(fā)揮各自優(yōu)勢的塔架，利用塔架自身的剛度來平衡作用于塔架上的外力作用，塔架無需設(shè)置后錨索。本發(fā)明的將無應(yīng)力狀態(tài)法的施工原理引入到拱肋的合攏施工過程中，在拱頂合攏鉸座中設(shè)計(jì)長圓形孔，通過合攏銷軸的左右移動來改變拱肋的無應(yīng)力長度，利用無應(yīng)力狀態(tài)法來確定合攏后拱肋的位移狀態(tài)與應(yīng)力狀態(tài)。本發(fā)明考慮到平原地區(qū)的地形特點(diǎn)，拋棄傳統(tǒng)豎轉(zhuǎn)方法中“豎向力轉(zhuǎn)化為水平力” 的轉(zhuǎn)體思路，充分利用塔架豎向承載能力強(qiáng)的特點(diǎn)，優(yōu)化塔架位置、提升系統(tǒng)上、下錨點(diǎn)的布置以及塔架各定型鋼材的布置，使塔架荷載的傳遞路徑簡單明確、豎轉(zhuǎn)過程中的水平力盡可能小甚至為零，形成具有抵抗強(qiáng)大水平力的塔架體系，從而利用塔架自身能力來平衡豎轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的水平力，形成拱肋的自平衡豎轉(zhuǎn)提升技術(shù)，不需要后錨索，可大大降低平原地區(qū)拱橋特別是大跨度拱橋的施工難度，并且，塔架體系能充分利用既有的定型鋼材，設(shè)計(jì)方便，施工簡易，經(jīng)濟(jì)節(jié)約，可操作性強(qiáng)；拱肋合攏易于操作，合攏后的拱肋線形、應(yīng)力均能滿足設(shè)計(jì)要求，確保了拱肋的安裝質(zhì)量。綜上，本發(fā)明所提供的方法具有施工安全性高、 經(jīng)濟(jì)性好和可操作性強(qiáng)等特點(diǎn)，適合平原地區(qū)拱肋安裝。


圖1為本發(fā)明對應(yīng)步驟(1)的示意圖。圖1-1為本發(fā)明對應(yīng)步驟(1)演示定位線定位的示意圖。圖1-2為本發(fā)明對應(yīng)步驟(1)下鉸接座連接線后的示意圖。圖1-3為本發(fā)明對應(yīng)步驟(1)下鉸接座安裝后的示意圖。圖1-4為下鉸接座的示意圖。圖2為本發(fā)明對應(yīng)步驟(2)的第一示意圖。圖2-1本發(fā)明對應(yīng)步驟(2)的上鉸接座和下鉸接座的連接示意圖。圖2-2為上鉸接座及與其相連的拱肋的示意圖。圖2-3為圖2的A-A截面示意圖。圖2-4為圖2的B-B截面示意圖。圖2-5為本發(fā)明對應(yīng)步驟(2)的第二示意圖。圖3為本發(fā)明對應(yīng)步驟(3)的示意圖。圖3-1為本發(fā)明對應(yīng)步驟(3)的錨固結(jié)構(gòu)的縱剖面結(jié)構(gòu)圖。圖3-2為本發(fā)明對應(yīng)步驟(3)的錨固結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖3-3為本發(fā)明對應(yīng)步驟(3)的塔架示意圖。圖3-4為本發(fā)明對應(yīng)步驟(3)塔架上的支撐臺的示意圖。圖3-5為本發(fā)明對應(yīng)步驟(3)頂部平臺與塔架相連接位置處的結(jié)構(gòu)圖。圖4為本發(fā)明對應(yīng)步驟(4)的示意圖。圖4-1為本發(fā)明對應(yīng)步驟(4)的拱肋豎轉(zhuǎn)偏位監(jiān)控的參考主視圖。圖4-2為本發(fā)明對應(yīng)步驟(4)的拱肋豎轉(zhuǎn)偏位監(jiān)控的參考側(cè)視圖。圖5-1為本發(fā)明對應(yīng)步驟(5)的示意圖。圖5-2為本發(fā)明對應(yīng)步驟(5)的示意圖。圖6為本發(fā)明對應(yīng)步驟(6)的示意圖。圖6-1為本發(fā)明對應(yīng)步驟(6)第一鉸接座和第二鉸接座連接時的主視圖。圖6-2為本發(fā)明對應(yīng)步驟(6)第一鉸接座和第二鉸接座連接時的俯視圖。圖6-3為本發(fā)明對應(yīng)步驟(6)第一鉸接座的主視圖。圖6-4為本發(fā)明對應(yīng)步驟(6)第二鉸接座的主視圖。圖7為本發(fā)明對應(yīng)步驟(7)的示意圖。
具體實(shí)施例方式參照附圖。本發(fā)明所提供的拱肋自平衡豎轉(zhuǎn)提升施工方法，采用拱肋自平衡豎轉(zhuǎn)提升施工方法，包括以下步驟
(1)、在橋的兩端澆筑混凝土拱腳17，預(yù)埋拱肋埋入段1，拱肋埋入段1伸出混凝土拱腳表面18，在橋面100上拼裝胎架2 ；
在混凝土拱腳17的上端設(shè)置下鉸接座11，下鉸接座11嵌入在預(yù)埋拱肋埋入段1中，下鉸接座設(shè)置耳板12，所述耳板為陰頭，也即為兩片式結(jié)構(gòu)，耳板上設(shè)置轉(zhuǎn)鉸軸孔13，所述下鉸接座設(shè)有2對連接位14，每對連接位用于連接線，所述兩對連接位的位置處于下鉸接座的轉(zhuǎn)鉸軸孔13的直徑延長線上并呈正交，用線穿過所述兩對連接位，使兩對連接位所連接的線正交呈十字線15，其交點(diǎn)為軸孔圓心； 用水平尺矯正鉸座耳板的垂直度。拉設(shè)與轉(zhuǎn)鉸軸孔中心線的設(shè)計(jì)位置重合的定位線16，定位線16穿過左右兩個預(yù)埋拱肋埋入段的轉(zhuǎn)鉸軸孔13 ；
將所述十字線15的交點(diǎn)緊靠所述定位線16，使轉(zhuǎn)鉸軸孔的空間位置得到確定，將轉(zhuǎn)鉸固定；所述十字線15、定位線15可以采用鋼絲。圖1-3中的Χ、Υ、0為轉(zhuǎn)鉸軸孔圓心的坐標(biāo)系，0為坐標(biāo)原點(diǎn)，X、Y軸上的數(shù)值表示鉸軸孔13圓心的坐標(biāo)值。附圖標(biāo)號19為連接下鉸座和混凝土拱腳的預(yù)埋螺栓。附圖標(biāo)號18為粘結(jié)下鉸座和混凝土拱腳的環(huán)氧樹脂。在本步驟中，下鉸接座仍可保留原來的結(jié)構(gòu)，但卻具有了新的定位功能，轉(zhuǎn)鉸安裝同心度控制操作簡單、方便，不受左右拱肋寬度的限制，能準(zhǔn)確控制轉(zhuǎn)鉸安裝的同心度。(2)、豎轉(zhuǎn)施工的拱肋分為2段，分別為第一轉(zhuǎn)體段3和第二轉(zhuǎn)體段4，第一轉(zhuǎn)體段 3、第二轉(zhuǎn)體段的主體40先在胎架2上拼好，待第一轉(zhuǎn)體段豎轉(zhuǎn)后，在第二轉(zhuǎn)體段的拱頂端拼裝第二轉(zhuǎn)體段的剩余部分構(gòu)成第二轉(zhuǎn)體段，
所述第一轉(zhuǎn)體段3的拱腳端和拱頂端分別設(shè)有與所述下鉸接座11配合的上鉸接座31 以及用于與第二轉(zhuǎn)體段鉸接合攏的左鉸接座32 ；所述上鉸接座具有耳板33，所述耳板33為陽頭，也即為單片式結(jié)構(gòu)，耳板上設(shè)有轉(zhuǎn)鉸軸孔34，上鉸接座31和下鉸接座11的耳板之間插入配合并在橫橋向上存在間隙用以調(diào)整加工制造和安裝的誤差，確保拱肋埋入段和轉(zhuǎn)體段的線形一致；將第一轉(zhuǎn)體段的上鉸接座的耳板插入下鉸接座的耳板，用銷軸把上鉸接座和下鉸接座連接起來；
所述第二轉(zhuǎn)體段的拱腳端和拱頂端分別設(shè)有與所述下鉸接座配合的上鉸接座41以及用于與第一轉(zhuǎn)體段鉸接合攏的右鉸接座42 ；所述上鉸接座41和上鉸接座31結(jié)構(gòu)相同，也具有耳板，該耳板為陽頭，耳板上設(shè)有轉(zhuǎn)鉸軸孔，上鉸接座和其相配合的下鉸接座的耳板之間插入配合并在橫橋向上存在間隙用以調(diào)整加工制造和安裝的誤差，確保拱肋埋入段和轉(zhuǎn)體段的線形一致；將第二轉(zhuǎn)體段的上鉸接座的耳板插入下鉸接座的耳板，用銷軸把上鉸接座和下鉸接座連接起來。拱頂合攏用的左鉸接座32設(shè)有耳板35，所述耳板35設(shè)有圓形軸孔36 ；拱頂合攏用的右鉸接座42設(shè)有耳板53，所述耳板設(shè)有長圓形孔44 ；左鉸接座耳板為陽頭，也即為單片結(jié)構(gòu)，右鉸接座耳板為陰頭，也即為雙片結(jié)構(gòu)。所述左鉸接座32、上鉸接座31、右鉸接座42、上鉸接座41設(shè)有加固體37，各加固體37伸入到各自所屬的轉(zhuǎn)體段中。本步驟適應(yīng)埋入式拱肋的安裝要求，能夠克服轉(zhuǎn)鉸、埋入段拱肋和豎轉(zhuǎn)拱肋之間可能存在的左右誤差，確保安裝后豎轉(zhuǎn)拱肋與埋入段拱肋的線形的一致性并確保轉(zhuǎn)體過程中拱肋的橫向不偏位。(3)、對于第一轉(zhuǎn)體段和第二轉(zhuǎn)體段，分別對應(yīng)安裝塔架5，塔架的位置處于轉(zhuǎn)體段放在胎架上時自其拱腳端起算的1/4-1/2長度之間的區(qū)域；
塔架的底部通過錨固結(jié)構(gòu)焊接在橋面箱梁200上，所述塔架包括呈矩形四角分列的前側(cè)兩根立柱和后側(cè)兩根塔柱51，通過增大塔柱間距來增大塔架的整體抗彎剛度，從而控制塔架的水平位移；每個塔柱配置一個錨固結(jié)構(gòu)，所述錨固結(jié)構(gòu)包括錨筋52，所述錨筋52貫穿入箱梁的中空部分，在錨筋52的內(nèi)端部連接下錨板53，錨筋52的外端部伸出到箱梁的外側(cè)，下錨板53與箱梁的內(nèi)表面焊接，錨筋52的外端部連接有上錨板M，塔架5和上錨板M 固定連接；所述箱梁200內(nèi)表面具有向前的斜面201和向后的斜面202，前側(cè)塔柱錨固結(jié)構(gòu)的下錨板貼合在向后的斜面202上，后側(cè)立柱錨固結(jié)構(gòu)的下錨板貼合在向前的斜面201上。在外錨板與箱梁外表面之間設(shè)有混凝土墊塊55，所述上錨板嵌入到混凝土墊塊內(nèi)，上錨表的外表面與混凝土墊塊的外表面平齊。塔架受拉構(gòu)件的容許長細(xì)比是受壓構(gòu)件的容許長細(xì)比大，為充分利用材料性能， 構(gòu)件在荷載作用下宜設(shè)置為受拉狀態(tài)；因此塔柱間的橫向連接系采用形式最簡單、受力最明確的“Z”字形布置，斜桿一般為45度角，使得斜桿56受拉、橫桿47受壓；既要提高塔架的抗彎能力、又要通過合理的設(shè)計(jì)節(jié)約材料的目的。塔頂設(shè)置頂部平臺，頂部平臺由兩根縱梁58和一根橫梁59構(gòu)成，所述頂部平臺與塔架5之間為分體式結(jié)構(gòu)，在塔架的上端部設(shè)有若干組突出的擋塊60，每組擋塊中的兩個擋塊之間具有間隔；支撐臺的一部分構(gòu)件插接在所述的間隔內(nèi)，提高了施工的方便性。拱肋提升器61鉸接在頂部平臺的后側(cè)，它連接提升索63，拱肋上設(shè)有前錨點(diǎn)64， 提升索63連接前錨點(diǎn)64，頂部平臺上還固定有攬風(fēng)索62，所述提升器為連續(xù)式千斤頂。頂部平臺主要作用是把提升荷載傳遞到塔架上，從最短傳力路徑出發(fā)，豎向荷載通過縱橫梁傳遞到塔柱上，水平荷載則通過斜桿直接傳遞到塔柱上，避免縱橫梁雙向受彎作用；頂部平臺構(gòu)件間以及頂部平臺與塔柱間采用各類擋塊連接，便于力的傳遞和安裝拆卸；
所述塔柱的材料采用500-800mm鋼管以充分發(fā)揮其抗壓能力強(qiáng)的優(yōu)勢，所述頂部平臺采用H形截面鋼材拼接以利用H型鋼抗彎能力強(qiáng)、拼接方便的特點(diǎn)，橫桿和斜桿采用槽鋼以便于構(gòu)件間的連接和傳力。；
塔柱根據(jù)現(xiàn)場需要可采用多節(jié)段組成，節(jié)段之間通過高強(qiáng)螺栓連接，便于安裝，當(dāng)然也可以一次拼裝成型、安裝到位，橫向連接槽鋼根據(jù)需要設(shè)置。通過本步驟，可以利用塔架的寬度以及錨固結(jié)構(gòu)的傾斜連接結(jié)構(gòu)，可將塔架產(chǎn)生的豎向力通過斜向設(shè)置的下錨板轉(zhuǎn)換成錨筋抗拔與抗剪，實(shí)現(xiàn)對豎轉(zhuǎn)拱肋時的水平力自平衡，無需再設(shè)置塔架后錨索、后錨索放張裝置、錨固體系等平衡裝置，使錨筋與箱梁之間不需要較長的錨固長度，大大簡化了拱肋豎轉(zhuǎn)施工中的臨時安裝施工量，簡化了施工工藝，塔架在施工過程中水平方向的穩(wěn)定性能得到保證。(4)、在橋面上于第一轉(zhuǎn)體段拱頂端處于設(shè)計(jì)安裝位置時的投影處安裝豎直的金屬筒71，在第一轉(zhuǎn)體段的拱頂端安裝由導(dǎo)線76懸吊的吊錘72，導(dǎo)線連接與報(bào)警器相連；將第一轉(zhuǎn)體段連接攬風(fēng)索62 ；
所述導(dǎo)線繞在線軸73上，第一轉(zhuǎn)體段合攏端設(shè)有滑扣74，線軸可安裝在橋面上，導(dǎo)線繞過滑扣74卷繞在線軸73上，所述吊錘的下端與橋面之間設(shè)有彈簧75。當(dāng)拱肋在豎轉(zhuǎn)過程中發(fā)生較大幅度的偏位時，吊錘碰到金屬筒，報(bào)警器的電路接地，從而自動實(shí)現(xiàn)報(bào)警，提醒操作工可及時停止或減緩對拱肋的豎轉(zhuǎn)，使得拱肋在空中的偏擺減小，有利于保證塔架的穩(wěn)定性，提高拱肋豎轉(zhuǎn)作業(yè)的安全性。提升器61分級加載，使第一轉(zhuǎn)體段拱頂端豎轉(zhuǎn)提升離地；懸掛4-M小時后，再次豎轉(zhuǎn)提升作業(yè)，當(dāng)?shù)谝晦D(zhuǎn)體段拱頂端提升高度超出安裝設(shè)計(jì)標(biāo)高后，停止提升作業(yè)，提升器機(jī)械鎖緊；附圖標(biāo)號77所指為拱肋的設(shè)計(jì)標(biāo)高線。(5)、在第二轉(zhuǎn)體段的拱頂端拼裝第二轉(zhuǎn)體段的所述剩余部分構(gòu)成第二轉(zhuǎn)體段； 按照步驟(4)的方法將第二轉(zhuǎn)體段豎轉(zhuǎn)提升到安裝設(shè)計(jì)標(biāo)高；
(6)、啟動第一轉(zhuǎn)體段的提升器，豎轉(zhuǎn)下降第一轉(zhuǎn)體段與第二轉(zhuǎn)體段對位后，用銷軸45 連接第一轉(zhuǎn)體段與第二轉(zhuǎn)體段的左右鉸接座32、42連接起來，銷軸可以在長圓形孔44內(nèi)沿橋梁軸向左右滑動；通過左右滑動來調(diào)節(jié)由于加工制造和安裝帶來的拱肋長度的偏差，也即拱肋的無應(yīng)力長度；拱肋無應(yīng)力長度確定后通過在長圓形孔44和銷軸之間插入墊塊8把拱肋的最終位置確定下來；
(7)、在第一轉(zhuǎn)體段和第二轉(zhuǎn)體段之間、第一轉(zhuǎn)體段和其拱肋埋入段之間、第二轉(zhuǎn)體段和其拱肋埋入段之間焊接嵌補(bǔ)段9，將第一拱肋1、第二拱肋2、拱肋埋入段接為一體。這樣， 增強(qiáng)了拱肋的整體強(qiáng)度，同時把所述轉(zhuǎn)鉸外包起來，保證了拱肋的美觀性。在上述實(shí)施例中，以一條拱肋為例舉例說明了自平衡豎轉(zhuǎn)提升施工方，如果橋具有兩條拱肋、三條拱肋，則每條拱肋也按照上述自平衡豎轉(zhuǎn)提升施工方法施工。
權(quán)利要求
1.拱肋自平衡豎轉(zhuǎn)提升施工方法，其特征在于它采用拱肋自平衡豎轉(zhuǎn)提升施工方法， 包括以下步驟(1)、在橋的兩端澆筑混凝土拱腳，預(yù)埋拱肋埋入段，拱肋埋入段伸出混凝土拱腳表面， 在橋面上拼裝胎架；在混凝土拱腳的上端設(shè)置下鉸接座，下鉸接座嵌入在預(yù)埋拱肋埋入段中，下鉸接座設(shè)置耳板，所述耳板為陰頭，耳板上設(shè)置轉(zhuǎn)鉸軸孔，所述下鉸接座設(shè)有2對連接位，每對連接位用于連接線，所述兩對連接位的位置處于下鉸接座的轉(zhuǎn)鉸軸孔的直徑延長線上并呈正交，用線穿過所述兩對連接位，使兩對連接位所連接的線正交呈十字線，其交點(diǎn)為軸孔圓心；用水平尺矯正鉸座耳板的垂直度；拉設(shè)與轉(zhuǎn)鉸軸孔中心線的設(shè)計(jì)位置重合的定位線，定位線穿過左右兩個預(yù)埋拱肋埋入段的轉(zhuǎn)鉸軸孔；將所述十字線的交點(diǎn)緊靠所述定位線，使轉(zhuǎn)鉸軸孔的空間位置得到確定，將轉(zhuǎn)鉸固定；(2)、豎轉(zhuǎn)施工的拱肋分為2段，分別為第一轉(zhuǎn)體段和第二轉(zhuǎn)體段，第一轉(zhuǎn)體段、第二轉(zhuǎn)體段的主體先在胎架上拼好，待第一轉(zhuǎn)體段豎轉(zhuǎn)后，在第二轉(zhuǎn)體段的拱頂端拼裝第二轉(zhuǎn)體段的剩余部分構(gòu)成第二轉(zhuǎn)體段，所述第一轉(zhuǎn)體段的拱腳端和拱頂端分別設(shè)有與所述下鉸接座配合的上鉸接座以及用于與第二轉(zhuǎn)體段鉸接合攏的左鉸接座；所述上鉸接座具有耳板，所述耳板為陽頭，耳板上設(shè)有轉(zhuǎn)鉸軸孔，上鉸接座和下鉸接座的耳板之間插入配合并在橫橋向上存在間隙用以調(diào)整加工制造和安裝的誤差，確保拱肋埋入段和轉(zhuǎn)體段的線形一致；將第一轉(zhuǎn)體段的上鉸接座的耳板插入下鉸接座的耳板，用銷軸把上鉸接座和下鉸接座連接起來；所述第二轉(zhuǎn)體段的拱腳端和拱頂端分別設(shè)有與所述下鉸接座配合的上鉸接座以及用于與第一轉(zhuǎn)體段鉸接合攏的右鉸接座；所述上鉸接座具有耳板，所述耳板為陽頭，耳板上設(shè)有轉(zhuǎn)鉸軸孔，上鉸接座和下鉸接座的耳板之間插入配合并在橫橋向上存在間隙用以調(diào)整加工制造和安裝的誤差，確保拱肋埋入段和轉(zhuǎn)體段的線形一致；將第二轉(zhuǎn)體段的上鉸接座的耳板插入下鉸接座的耳板，用銷軸把上鉸接座和下鉸接座連接起來；拱頂合攏用的左鉸接座設(shè)有耳板，所述耳板設(shè)有圓形軸孔；拱頂合攏用的右鉸接座設(shè)有耳板，所述耳板設(shè)有長圓形孔；(3)、對于第一轉(zhuǎn)體段和第二轉(zhuǎn)體段，分別對應(yīng)安裝塔架，塔架的位置處于轉(zhuǎn)體段放在胎架上時自其拱腳端起算的1/4-1/2長度之間的區(qū)域；塔架的底部通過錨固結(jié)構(gòu)焊接在橋面上，所述塔架包括呈矩形四角分列的前側(cè)兩根立柱和后側(cè)兩根塔柱，通過增大塔柱間距來增大塔架的整體抗彎剛度，從而控制塔架的水平位移；塔架受拉構(gòu)件的容許長細(xì)比是受壓構(gòu)件的容許長細(xì)比大，為充分利用材料性能，構(gòu)件在荷載作用下宜設(shè)置為受拉狀態(tài)；因此塔柱間的橫向連接系采用形式最簡單、受力最明確的“Z”字形布置，斜桿一般為45度角，使得斜桿受拉、橫桿受壓；頂部平臺主要作用是把提升荷載傳遞到塔架上，從最短傳力路徑出發(fā)，豎向荷載通過縱橫梁傳遞到塔柱上，水平荷載則通過斜桿直接傳遞到塔柱上，避免縱橫梁雙向受彎作用；頂部平臺構(gòu)件間以及頂部平臺與塔柱間采用各類擋塊連接，便于力的傳遞和安裝拆卸；所述塔柱的材料采用500-800mm鋼管，所述頂部平臺采用H形截面鋼材拼接，橫桿和斜桿采用槽鋼；(4)、在橋面上于第一轉(zhuǎn)體段拱頂端處于設(shè)計(jì)安裝位置時的投影處安裝豎直的金屬筒， 在第一轉(zhuǎn)體段的拱頂端安裝由導(dǎo)線懸吊的吊錘，導(dǎo)線連接與報(bào)警器相連；將第一轉(zhuǎn)體段連接攬風(fēng)索；提升器分級加載，使第一轉(zhuǎn)體段拱頂端豎轉(zhuǎn)提升離地；懸掛4-M小時后，再次豎轉(zhuǎn)提升作業(yè)，當(dāng)?shù)谝晦D(zhuǎn)體段拱頂端提升高度超出安裝設(shè)計(jì)標(biāo)高后，停止提升作業(yè)，提升器機(jī)械鎖緊；(5)、在第二轉(zhuǎn)體段的拱頂端拼裝第二轉(zhuǎn)體段的所述剩余部分構(gòu)成第二轉(zhuǎn)體段；按照步驟(4)的方法將第二轉(zhuǎn)體段豎轉(zhuǎn)提升到安裝設(shè)計(jì)標(biāo)高；(6)、啟動第一轉(zhuǎn)體段的提升器，豎轉(zhuǎn)下降第一轉(zhuǎn)體段與第二轉(zhuǎn)體段對位后，用銷軸連接第一轉(zhuǎn)體段與第二轉(zhuǎn)體段的左右鉸接座，銷軸可以在長圓形孔內(nèi)沿橋梁軸向左右滑動； 通過左右滑動來調(diào)節(jié)由于加工制造和安裝帶來的拱肋長度的偏差，也即拱肋的無應(yīng)力長度；拱肋無應(yīng)力長度確定后通過在長圓形孔和銷軸之間插入墊塊把拱肋的最終位置確定下來；(7)、在第一轉(zhuǎn)體段和第二轉(zhuǎn)體段之間、第一轉(zhuǎn)體段和其拱肋埋入段之間、第二轉(zhuǎn)體段和其拱肋埋入段之間焊接嵌補(bǔ)段。
2.如權(quán)利要求1所述的拱肋自平衡豎轉(zhuǎn)提升施工方法，其特征在于在外錨板與箱梁外表面之間設(shè)有混凝土墊塊，所述上錨板嵌入到混凝土墊塊內(nèi)，上錨板的外表面與混凝土墊塊的外表面平齊。
3.如權(quán)利要求1所述的拱肋自平衡豎轉(zhuǎn)提升施工方法，其特征在于頂部平臺由兩根縱梁和一根橫梁構(gòu)成，所述頂部平臺與塔架之間為分體式結(jié)構(gòu)；在塔架的上端部設(shè)有若干組突出的擋塊，每組擋塊中的兩個擋塊之間具有間隔；頂部平臺的一部分構(gòu)件插接在所述的間隔內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1所述的拱肋自平衡豎轉(zhuǎn)提升施工方法，其特征在于所述鉸接座設(shè)有加固體，所述加固體伸入到拱肋中。
5.如權(quán)利要求1所述的拱肋自平衡豎轉(zhuǎn)提升施工方法，其特征在于所述導(dǎo)線繞在線軸上，所述吊錘的下端與橋面之間設(shè)有彈簧。
6.如權(quán)利要求1所述的拱肋自平衡豎轉(zhuǎn)提升施工方法，其特征在于將塔架和位于拱肋上的下錨點(diǎn)向拱肋跨中方向移動，位于塔架上的上錨點(diǎn)向拱腳方向移動，通過塔架位置、拱肋下錨點(diǎn)、塔架上錨點(diǎn)的科學(xué)布置，大大降低作用于塔架上的外荷載。
7.如權(quán)利要求1所述的拱肋自平衡豎轉(zhuǎn)提升施工方法，其特征在于將大直徑鋼管、槽鋼、H型鋼進(jìn)行巧妙組合，形成具有強(qiáng)大抗彎能力、且能充分發(fā)揮各自優(yōu)勢的塔架，利用塔架自身的剛度來平衡作用于塔架上的外力作用，塔架無需設(shè)置后錨索。
8.如權(quán)利要求1所述的拱肋自平衡豎轉(zhuǎn)提升施工方法，其特征在于將無應(yīng)力狀態(tài)法的施工原理引入到拱肋的合攏施工過程中，在拱頂合攏鉸座中設(shè)計(jì)長圓形孔，通過合攏銷軸的左右移動來改變拱肋的無應(yīng)力長度，利用無應(yīng)力狀態(tài)法來確定合攏后拱肋的位移狀態(tài)與應(yīng)力狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種拱肋自平衡豎轉(zhuǎn)提升施工方法。本發(fā)明考慮到平原地區(qū)的地形特點(diǎn)，拋棄傳統(tǒng)豎轉(zhuǎn)方法中“豎向力轉(zhuǎn)化為水平力”的轉(zhuǎn)體思路，充分利用塔架豎向承載能力強(qiáng)的特點(diǎn)，優(yōu)化塔架位置、提升系統(tǒng)上、下錨點(diǎn)的布置以及塔架各定型鋼材的布置，使塔架荷載的傳遞路徑簡單明確、豎轉(zhuǎn)過程中的水平力盡可能小甚至為零，形成具有抵抗強(qiáng)大水平力的塔架體系，從而利用塔架自身能力來平衡豎轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的水平力，形成拱肋的自平衡豎轉(zhuǎn)提升技術(shù)，不需要后錨索，可大大降低平原地區(qū)拱橋特別是大跨度拱橋的施工難度，本發(fā)明所提供的方法具有施工安全性高、經(jīng)濟(jì)性好和可操作性強(qiáng)等特點(diǎn)，適合平原地區(qū)拱肋安裝。
文檔編號E01D21/08GK102433843SQ20111029853
公開日2012年5月2日 申請日期2011年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月30日
發(fā)明者孫九春, 楊九如, 王建忠, 王玲才, 薛武強(qiáng) 申請人:騰達(dá)建設(shè)集團(tuán)股份有限公司