大跨径空间三维曲面鱼腹式箱型钢结构高架桥梁施工工艺制造技术

本发明专利技术涉及道路施工技术领域，具体是一种大跨径空间三维曲面鱼腹式箱型钢结构高架桥梁施工工艺，包括钢箱梁分段及钢支架布设、钢箱梁分段吊装、钢立柱吊装施工和构件吊拼装和焊接。其中钢立柱吊装施工包括：轴线标高测定，并安装钢支架；安装橡胶支座；吊装；过程测量、拼装；焊接；检验；局部除锈补漆；最终涂装。本发明专利技术的施工工艺方法安全可靠，充分考虑结构的强度及各个安全系数，运用计算机专用软件建模，取得三维坐标数据。另外，本发明专利技术根据所用钢材的屈服强度仿真计算加工反力载荷值，以大吨位压机的机械施压为主，辅助火焰烘烤进行多曲面的加工，满足各种复杂的结构施工需要。

【技术实现步骤摘要】
[
]本专利技术涉及道路施工
，具体是一种大跨径空间三维曲面鱼腹式箱型钢结构高架桥梁施工工艺。[
技术介绍
]高架路是在道路架空建设的道路。其受地面因素影响，无法在原地面修建桥而设计的桥梁，一般出现在城市道路建设中。高架路的施工过程中，经常遇到许多施工难点，如钢箱梁造型复杂、工艺要求高，钢桥体平面宽度多样，且有些钢桥体每孔根据桥面跨度均设计有不同的起拱等。现有技术中普通的高架路施工工艺无法适用于这些对工艺、安全、效率要求高的高架路施工中。[
技术实现思路
]本专利技术的目的就是为了解决现有技术中的高架路施工工艺适用范围小且不能满足复杂的高架路施工等不足和缺陷，提供一种工艺新颖、安全可靠，适用复杂结构高架路的一种大跨径空间三维曲面鱼腹式箱型钢结构高架桥梁施工工艺，其特征在于包括以下步骤：1)钢箱梁分段及钢支架布设；2)钢箱梁分段吊装；3)钢立柱吊装施工，包括：轴线标高测定，并安装钢支架；安装橡胶支座；吊装；过程测量、拼装；焊接；检验；局部除锈补漆；最终涂装；4)构件吊拼装和焊接；钢箱梁分段吊装包括搭设临时钢支架系统，在搭设临时钢支架系统前进行临时钢支架系统计算，计算包括：1)临时钢支架和钢门架分布及分段钢梁架设过程中钢支架所受荷载计算；2)通过midas软件进行垂直钢支架计算：包括钢支架两端为铰接结构以及钢支架一端为固接另一端为铰接的结构计算，计算内容包括技术特性计算、风荷载特性计算、整体稳定承载力计算、局部稳定承载力计算、缀条应力计算，其中技术特性计算包括主肢截面特性、缀条截面特性和整体截面特性；3)门式钢支架基础计算：对钢支架立柱受力分析，并在每一段的钢箱梁吊装后分别计算分析每一吊后的轴力、剪力、弯矩；4)地基承载力验算；5)独立基础计算：包括冲切验算、配筋验算。临时钢支架系统包括井字形钢支架和门式钢架，其中井字形钢支架应用于直接坐落在底面以及在高架路的跨线桥上座落在墩柱盖梁部位上；门式钢架应用于高架路的弧形转向段，其一肢钢支架直接坐落于地面，另一肢钢支架坐落在跨线桥混凝土墩柱盖梁上，上部横梁采用钢桁架。在非地面道路坐落钢支架采用混凝土基础，基础浇筑待其强度达到70％后可架设临时钢支架系统。钢立柱焊接顺序为：先焊隔板或腹板对接焊缝或T型角焊缝，先焊上部1/3，再焊以下2/3，接着焊接主要受拉焊缝，再焊桥面板的连接对接焊缝，最后焊桥底板的连接对接焊缝；其中对接焊缝由两个焊工在对称同方向同速进行焊接，安装焊缝的焊接包括纵向焊缝焊接和横向焊缝焊接，纵向焊缝从跨中向两端焊接，横向焊缝从中间向两侧对称施焊，以减少焊接变形和焊缝约束应力。钢立柱外形尺寸与原混凝土桥墩外形一致，立柱主结构钢板材质采用Q345qD桥梁板，多跨连续梁中墩立柱上下为等截面，边墩立柱上部为渐变截面，立柱伸入承台1.8m，通过四周设置剪力栓钉与承台混凝土连接；立柱下部承台以上1.5m范围的内腔灌注填芯混凝土，钢立柱内腔自下而上设置有简易爬梯。构件吊拼装和焊接工艺包括：a)安装混凝土墩柱上的盆式橡胶支座，如土建标高存在偏差，将调整钢垫板安置在橡胶支座下；b)在吊机两侧伸出的支腿下部位铺设路基板；c)钢梁起吊、回转、搁置；d)中箱梁吊装定位后，两端加以固定，底部用型钢撑实并焊接，焊接时底部不予盆式橡胶支座接触，两者间隙≮5mm，再整体落架；e)相邻钢梁安装后，立即采用拉结码板和手拉葫芦进行拼接，侧向腹板对接焊接后，吊机方可松钩。本专利技术同现有技术相比，其优点在于本专利技术的施工工艺方法安全可靠，充分考虑结构的强度及各个安全系数，运用计算机专用软件建模，取得三维坐标数据。另外，本专利技术根据所用钢材的屈服强度仿真计算加工反力载荷值，以大吨位压机的机械施压为主，辅助火焰烘烤进行多曲面的加工，满足各种复杂的结构施工需要。[附图说明]图1为本专利技术实施例中高架路西向南转向段的墩柱划分示意图；图2为本专利技术实施例中高架路北向南拼接段的墩柱划分示意图一；图3为本专利技术实施例中高架路北向南拼接段的墩柱划分示意图二；图4为本专利技术实施例中高架路钢箱梁K11～K14匝道分段及重量示意图；图5为本专利技术实施例中高架路钢箱梁K15～K16、K17～K18匝道分段及重量示意图；图6为本专利技术实施例中高架路钢箱梁K19～K21匝道分段及重量示意图；图7为本专利技术实施例中高架路钢箱梁K22、K23、K24～K25匝道分段及重量示意图；图8为本专利技术实施例中钢支架立柱吊装第一吊时受力分析图；图9为本专利技术实施例中钢支架立柱吊装第一吊时轴力图；图10为本专利技术实施例中钢支架立柱吊装第一吊时剪力图；图11为本专利技术实施例中钢支架立柱吊装第一吊时弯矩图；图12为本专利技术实施例中钢支架立柱吊装第二吊时受力分析图；图13为本专利技术实施例中钢支架立柱吊装第二吊时轴力图；图14为本专利技术实施例中钢支架立柱吊装第二吊时剪力图；图15为本专利技术实施例中钢支架立柱吊装第二吊时弯矩图；图16为本专利技术实施例中钢支架立柱吊装第三吊时受力分析图；图17为本专利技术实施例中钢支架立柱吊装第三吊时轴力图；图18为本专利技术实施例中钢支架立柱吊装第三吊时剪力图；图19为本专利技术实施例中钢支架立柱吊装第三吊时弯矩图；图20为本专利技术实施例中钢支架立柱吊装第四吊时受力分析图；图21为本专利技术实施例中钢支架立柱吊装第四吊时轴力图；图22为本专利技术实施例中钢支架立柱吊装第四吊时剪力图；图23为本专利技术实施例中钢支架立柱吊装第四吊时弯矩图；指定图1为本专利技术的摘要附图。[具体实施方式]下面结合附图对本专利技术作进一步说明，这种装置的结构和原理对本专业的人来说是非常清楚的。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例以一高架路钢结构工程为例，其相关内容及参数包括：钢立柱和钢箱梁安装，以及相关拼接段钢防撞墙的拆除。WS立交钢箱梁由西南向东北拼接段(梁面标高16.2m～26.5m)、然后西向南转向段(梁面标高26.5m～30.7m～28.8m)，以及北向南拼接段(梁面标高28.8m～16.7m)三部分组成，总长度约1010m，设计用钢量约5175t(含钢立柱、钢牛腿和钢防撞墙)。西南向东北的拼接段及北向南拼接段为单箱三室截面，箱梁下部为鱼腹式封闭弧形。西向南的转向段为单箱多室截面，平面为R＝110m曲线段，箱梁下部也为鱼腹式封闭弧形。本工程钢箱梁用材均采用Q345qD钢板。西南向东北拼接段、西向南转向段、北向南拼接段包括了墩柱编号WSK11～K25的钢箱梁，各钢箱梁技术数据如下所述：西向南转向段为一联4孔连续钢箱梁，包括编号WS10～WS11的墩柱，结构图如图1所示，数据如下表所示：高架路北向南拼接段共有七联11孔钢箱梁，其中二孔连续梁4联，其它三孔为简支梁，结构图如图2～图3所示，匝道连续梁参数如下：⑴K15～K16匝道连续梁：⑵K17～K18匝道连续梁：⑶K19～K21匝道连续梁：⑷K22、K23单跨简支梁：⑸K24～K25匝道连续梁：钢箱梁的构件的分段如下；当钢箱梁宽度≤7.5m，其横向不予分段，顺桥方向分段长度原则上不超过35m。当钢箱梁宽度＞7.5m(弧形段为外接矩形宽度)，其墩横梁为单独分段，纵向钢梁横桥一分为二，长度原则上不超过25m。钢纵梁横向分段须考虑分段后构架的刚性和强度，其一侧开口处需在出厂前加设支撑进行临时加固。转向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大跨径空间三维曲面鱼腹式箱型钢结构高架桥梁施工工艺，其特征在于包括以下步骤：1)钢箱梁分段及钢支架布设；2)钢箱梁分段吊装；3)钢立柱吊装施工，包括：a.轴线标高测定，并安装钢支架；安装橡胶支座；b.吊装；c.过程测量、拼装；d.焊接；e.检验；f.局部除锈补漆；g.最终涂装；4)构件吊拼装和焊接。

【技术特征摘要】
1.一种大跨径空间三维曲面鱼腹式箱型钢结构高架桥梁施工工艺，其特征在于包括以下步骤：1)钢箱梁分段及钢支架布设；2)钢箱梁分段吊装；3)钢立柱吊装施工，包括：a.轴线标高测定，并安装钢支架；安装橡胶支座；b.吊装；c.过程测量、拼装；d.焊接；e.检验；f.局部除锈补漆；g.最终涂装；4)构件吊拼装和焊接。2.如权利要求1所述的一种大跨径空间三维曲面鱼腹式箱型钢结构高架桥梁施工工艺，其特征在于所述的钢箱梁分段吊装包括搭设临时钢支架系统，在搭设临时钢支架系统前进行临时钢支架系统计算，计算包括：1)临时钢支架和钢门架分布及分段钢梁架设过程中钢支架所受荷载计算；2)垂直钢支架计算：包括钢支架两端为铰接结构以及钢支架一端为固接另一端为铰接的结构计算，计算内容包括技术特性计算、风荷载特性计算、整体稳定承载力计算、局部稳定承载力计算、缀条应力计算，其中技术特性计算包括主肢截面特性、缀条截面特性和整体截面特性；3)门式钢支架基础计算：对钢支架立柱受力分析，并在每一段的钢箱梁吊装后分别计算分析每一吊后的轴力、剪力、弯矩；4)地基承载力验算；5)独立基础计算：包括冲切验算、配筋验算。3.如权利要求2所述的一种大跨径空间三维曲面鱼腹式箱型钢结构高架桥梁施工工艺，其特征在于所述的临时钢支架系统包括井字形钢支架和门式钢架，其中井字形钢支架应用于直接坐落在底面以及在高架路的跨线桥上座落在墩柱盖梁部位上；门式钢架应用于高架路的弧形转向段，其一肢钢支架直接坐落于地面，另一肢钢支架坐落在跨线桥混凝土墩柱盖梁上，上部横梁采用钢桁架。4.如权利要求2所述的一种大跨径空间三维曲面鱼腹式箱型钢结构高架桥梁施工工艺，...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶绍铭，金钱华，刘日秋，林正元，潘文军，刘萍生，孙璘，陆强，
申请(专利权)人：上海绿地建设集团有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31