基于悬臂空中作业平台的超小高跨比全焊钢桁梁桥施工方法技术

本发明专利技术公开了一种基于悬臂空中作业平台的超小高跨比全焊钢桁梁桥施工方法。包括如下步骤：步骤一、主桥钢结构节段划分；步骤二、单个主桥钢结构节段空中散件拼装；步骤三、平台前移施工：解除空中作业平台与主桥钢结构之间的临时锚固体系，并进行空中作业平台与主桥钢结构之间的平台前移措施构造施工；步骤四、平移空中作业平台：通过平台前移措施构造，牵引空中作业平台前移一段距离；步骤五、空中作业平台二次锚固；步骤六、重复步骤二至五，直至完成整个全焊钢桁梁桥施工。由此可见，本发明专利技术提供了一种全焊钢桁梁桥的空中作业新工艺，可以逐一将构成各主桥钢结构节段的各散件运输至空中作业平台进行焊接拼装，从而完成全焊钢桁梁桥的施工。梁桥的施工。梁桥的施工。

【技术实现步骤摘要】
基于悬臂空中作业平台的超小高跨比全焊钢桁梁桥施工方法


[0001]本专利技术涉及一种基于悬臂空中作业平台的超小高跨比全焊钢桁梁桥施工方法，属于钢桁架桥梁施工


技术介绍

[0002]鄞州大道快速路（机场路
‑
鄞横线）工程施工Ⅳ标段跨奉化江特大桥采用上、下幅分离式构造（在现状鄞州大道跨奉化江大桥两侧各新建一座，新、老桥梁间距不足3m），为三跨变截面钢桁梁桥，跨径布置101.3米+155米+106.5米，除主墩区域梁高10m外，其余梁高均为6m，单幅桥全宽仅13m。受桥梁结构造型、奉化江干流防洪、奉化江航道船舶通航、陆上作业环境制约等限制，工程建设具有下述几个特点：1）主桥高跨比小：新建桥梁位于既有桥梁两侧，老桥为主跨100m的飞燕式钢管混凝土拱桥，为提供最佳景观效果，主桥采用钢桁梁桥，但主梁梁高不得大于6.0m——新建桥梁标高不宜超过原桥面至拱顶标高的1/3，否则景观效果不佳；奉化江航道远期规划为III级航道，要求新建桥梁通航净高不得小于7m（既有桥梁则需待航道升级后再改造），故主梁高度设定为6.0m——主跨高跨比1/25.83，远低于常规钢桁梁桥1/12~1/15的指标；2）主桥为全焊钢结构：为适应超小高跨比的钢桁梁结构体系，上、下弦杆的截面相对较大，弦杆梁高达1.5m，使腹杆的净距相对有限（仅3.0m）。若构件间采用螺栓连接，则密集的螺栓节点对全桥景观影响非常显著，故采用全焊钢结构体系。
[0003]3）施工期间奉化江航道内不允许设置临时支承桩：桥位区域奉化江处于135
°
急转弯区，存在显著的淤积区和冲刷区，故奉化江航道整体向冲刷区偏移，导致奉化江航道边线距离新建主桥主墩承台边线不足5m，且依据现状奉化江航道内船舶AIS轨迹分析，逾30%船舶的习惯航行集中在主墩承台边线和航道边线间。桥位区域每天通航船只近100艘，且存在显著的候潮出入（意味着船舶航行密度较大），为确保航道通行安全，宁波海事局不允许在桥位航道范围内设置临时支承桩。
[0004]4）现场不具备船舶辅助作业条件：
①ꢀ
携带单个节段的船舶无法进入桥位区域（主桥主跨单个节段高6.0m，新建桥梁桥位下游存在多座净高不足5.0m的桥梁，尤其是桥位上、下游2km范围内各有一座净高不足6.0m的管线过江通道，导致主桥单个构件无法通过水路从工厂运抵桥位）；
②ꢀ
桥位上、下游各2km范围内多为既有小区，不具备修建临时码头的条件，使构件无法在现场完成拼装后下水——整体节段吊装工艺无法实施；
③ꢀ
主桥1/2主梁位于淤积区、1/2主梁位于冲刷区（航道范围），采用船舶作业则需对奉化江干流进行大规模清淤（代价高，周期长，建设单位在前期筹备阶段未考虑类似审批），故浮船起重机工艺无法实施。因此，现场无法借助船舶辅助主桥钢结构施工。
[0005]水中不允许设置支承桩，意味着“支架法”、“顶推法”等工艺无法适用；船舶辅助作业条件不具备，意味着“整体节段吊装工艺”无法适用。

技术实现思路

[0006]本专利技术针对现有技术中客观条件不能允许采用“整体节段吊装工艺”进行钢桁架桥梁施工时，而提出的一种基于悬臂空中作业平台的超小高跨比全焊钢桁梁桥施工方法。其可以逐一将构成各主桥钢结构节段的各散件运输至空中作业平台进行焊接拼装，从而完成全焊钢桁梁桥的施工。由此可见，本专利技术提供了一种全焊钢桁梁桥的空中作业新工艺。
[0007]为实现上述的技术目的，本专利技术将采取如下的技术方案：一种基于悬臂空中作业平台的超小高跨比全焊钢桁梁桥施工方法，包括如下步骤：步骤一、主桥钢结构节段划分根据空中作业平台的吊装能力进行节段构件划分并划分为若干节主桥钢结构节段；主桥钢结构节段包括有多个构件，对应为主桥节段悬挑面板、主桥节段上层桥面板、主桥节段上弦杆、主桥节段下层桥面系、主桥节段下弦杆以及主桥节段调整腹杆；步骤二、单个主桥钢结构节段空中散件拼装单个主桥钢结构节段的各构件在空中作业平台的悬挂操作平台中依次焊接实现拼接；拼接顺序为：主桥节段下弦杆、主桥节段上弦杆、主桥节段调整腹杆、主桥节段下层桥面系、主桥节段上层桥面板、主桥节段悬挑面板；步骤三、平台前移施工解除空中作业平台与主桥钢结构之间的临时锚固体系，并进行空中作业平台与主桥钢结构之间的平台前移措施构造施工；步骤四、平移空中作业平台通过平台前移措施构造，牵引空中作业平台前移一段距离；步骤五、空中作业平台二次锚固空中作平台前移到位后需要再次对空中作业平台进行锚固，使得空中作业平台通过临时锚固体系固定在主桥钢结构上；步骤六、重复步骤二至五，直至完成整个全焊钢桁梁桥施工。
[0008]优选地，所述的空中作业平台为可平移式空中作业平台，包括主体桁架结构、悬挂操作平台、运输系统、平台前移措施构造和临时锚固系统；其中：所述的主体桁架结构，一端设置在已施工完成的主桥钢结构上，另一端则伸出已施工完成的主桥钢结构以呈悬臂状设置，且所述的主体桁架结构择一通过平台前移措施构造、临时锚固系统与已施工完成的主桥钢结构连接；所述的悬挂操作平台，上端安装在主体桁架结构的悬臂端，下端则悬吊在主体桁架结构的悬臂端的下方并与已施工完成的主桥钢结构的下层钢结构基本齐平；所述的运输系统，包括地
‑
桥面吊装装置、桥面运输装置以及桥面
‑
平台吊装装置；已施工完成的主桥钢结构的上桥面体系上设置有桥面运输上料位点、桥面运输卸料位点，桥面运输装置能够在桥面运输上料位点、桥面运输卸料位点之间往复穿梭移动；地
‑
桥面吊装装置能够将构件从地面吊装至处于桥面运输上料位点的桥面运输装置上，而桥面
‑
平台吊装装置则能够将构件从处于桥面运输卸料位点的桥面运输装置上转运至悬挂操作平台的预设施工位点；
当所述悬挂操作平台处于前移状态时，所述的主体桁架结构通过所述平台前移措施构造可移动地安装在已施工完成的主桥钢结构上；所述平台前移措施构造，包括移动设备以及平台前移牵引设备；主体桁架结构的底部设置有所述的移动设备，而已施工完成的主桥钢结构的前端安装有所述的平台前移牵引设备，且平台前移牵引设备的动力输出端与主体桁架结构的前端连接；当悬挂操作平台处于施工作业状态时，主体桁架结构通过桁架临时锚固体系与已施工完成的主桥钢结构连接固定，而悬挂操作平台则通过平台临时锚固体系与已施工完成的主桥钢结构连接固定，桁架临时锚固体系以及平台临时锚固体系构成所述临时锚固体系。
[0009]基于上述的技术目的，相对于现有技术，本专利技术具有如下的优势：本专利技术提供了一种全焊钢桁梁桥的空中作业新工艺，可以逐一将构成各主桥钢结构节段的各散件运输至空中作业平台进行焊接拼装，从而完成全焊钢桁梁桥的施工。
附图说明
[0010]图1是本专利技术所述的空中作业平台（不包括行走系统）悬臂安装在已施工完成主桥钢结构上的结构示意图；图2是本专利技术所述的空中作业平台悬臂安装在已施工完成主桥钢结构上的结构示意图；图3是图2中移动设备安装位置处的局部放大图；图4是图2中平台防倾反压组件安装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于悬臂空中作业平台的超小高跨比全焊钢桁梁桥施工方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、主桥钢结构节段划分根据空中作业平台的吊装能力进行节段构件划分并划分为若干节主桥钢结构节段；主桥钢结构节段包括有多个构件，对应为主桥节段悬挑面板、主桥节段上层桥面板、主桥节段上弦杆、主桥节段下层桥面系、主桥节段下弦杆以及主桥节段调整腹杆；步骤二、单个主桥钢结构节段空中散件拼装单个主桥钢结构节段的各构件在空中作业平台的悬挂操作平台中依次焊接实现拼接；拼接顺序为：主桥节段下弦杆、主桥节段上弦杆、主桥节段调整腹杆、主桥节段下层桥面系、主桥节段上层桥面板、主桥节段悬挑面板；步骤三、平台前移施工解除空中作业平台与主桥钢结构之间的临时锚固体系，并进行空中作业平台与主桥钢结构之间的平台前移措施构造施工；步骤四、平移空中作业平台通过平台前移措施构造，牵引空中作业平台前移一段距离；步骤五、空中作业平台二次锚固空中作平台前移到位后需要再次对空中作业平台进行锚固，使得空中作业平台通过临时锚固体系固定在主桥钢结构上；步骤六、重复步骤二至五，直至完成整个全焊钢桁梁桥施工。2.根据权利要求1所述的基于悬臂空中作业平台的超小高跨比全焊钢桁梁桥施工方法，其特征在于，步骤三所述的平台前移施工，具体包括如下步骤：步骤3.1、操作平台下桁架锚固解除解除操作平台下桁架与主桥钢结构之间的平台临时锚固体系；步骤3.2、主体桁架结构前支点锚固解除解除主体桁架结构与主桥钢结构之间的前支点锚固体系；步骤3.3、主体桁架结构后支点锚固解除解除主体桁架结构与主桥钢结构之间的后支点锚固体系；步骤3.4、反压设备安装在后支点锚固体系解除并主体桁架结构的后锚点位置下放完成之后，安装反压设备，防止空中作业平台移动过程中倾覆；步骤3.5、后支点反拉小车、前支点行走小车安装到位。3.根据权利要求1所述的基于悬臂空中作业平台的超小高跨比全焊钢桁梁桥施工方法，其特征在于，步骤五所述的空中作业平台二次锚固，锚固顺序为先对后锚点进行锚固，后锚点锚固时，首先安装千斤顶设备和锚固结构，接着拆除反压梁，然后将支垫梁安装到位，最后下放千斤顶和锚紧螺栓即可。4.根据权利要求1所述的基于悬臂空中作业平台的超小高跨比全焊钢桁梁桥施工方法，其特征在于，步骤五所述的空中作业平台二次锚固，具体包括如下步骤：步骤5.1：前支点千斤顶抬升一定高程后，塞入前支点销轴垫梁；步骤5.2：在后锚点区域，安装倒L型立柱，并将32T级机械千斤顶以大行程状态，顶紧倒
L型立柱与主桁下弦杆间；步骤5.3：设置后锚点反压大梁，并预留5mm活动空间，然后解除后锚点横向加劲肋与反拉小车的约束；步骤5.4：逐步减少后锚点千斤顶竖向行程，直至后锚点反压大梁绷紧；步骤5.5：反复步骤5.3~步骤5.4，直至主桁下弦杆调整至水平状态；步骤5.6：设置后锚点支承钢管，拧紧后锚点反压大梁；步骤5.7：解除倒L型立柱与桥面板间的约束，然后利用后锚点千斤顶将其抬升，安装滑轮后撤离倒L型立柱，最后撤离后锚点千斤顶；步骤5.8：抬升前支点千斤顶，安装前支点支承钢管，然后设置前支点锚固大梁，实现前支点锚固。5.根据权利要求1所述的基于悬臂空中作业平台的超小高跨比全焊钢桁梁桥施工方法，其特征在于，步骤二所述的单个主桥钢结构节段空中散件拼装，具体包括如下步骤：步骤2.1、主桥节段下弦杆的安装通过顺序进行的运输、起吊、对接以及焊接，以将主桥节段下弦杆安装至已施工完成的主桥钢结构的下弦杆悬臂端；步骤2.2、主桥节段上弦杆的安装通过顺序进行的运输、起吊、对接以及焊接，以将主桥节段上弦杆安装至已施工完成的主桥钢结构的上弦杆悬臂端；步骤2.3、主桥节段调整腹杆安装通过顺序进行的运输、起吊、对接以及焊接，以将主桥节段调整腹杆安装至主桥节段下弦杆、主桥节段上弦杆之间；步骤2.4、主桥节段下层桥面板安装主桥节段下层桥面板分为左右两幅，对应为第一、第二下层桥面板；第一、第二下层桥面板均依次通过运输、起吊以及安装，以与主桥节段下弦杆拼接成一体；步骤2.5、主桥节段上层桥面板体系安装主桥节段上层桥面板体系包括主桥节段悬挑板、主桥节段上层桥面板；主桥节段上层桥面板采用整体节段吊装，主桥节段悬挑板分为左右两幅分别安装；安装时，先将主桥节段上层桥面板整体节段运输、吊装至主桥节段上弦杆之间，以实现主桥节段上层桥面板与主桥节段上弦杆之间的拼接，然后再分别运输、吊装左右两幅主桥节段悬挑板，从而完成主桥节段上层桥面板体系的拼装；步骤一至五中，运输工序通过桥面运输装置来实现；起吊工序通过桥面
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平台吊装装置而实现。6.根据权利要求5所述的基于悬臂空中作业平台的超小高跨比全焊钢桁梁桥施工方法，其特征在于，步骤2.1中，主桥节段下弦杆安装过程包括如下步骤：步骤2.1.1、节段下弦杆运输先采用地
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桥面吊装装置将主桥节段下弦杆吊装至已施工完成的主桥钢结构的上桥面体系上所设置的桥面运输上料位点，然后由处于桥面运输上料位点的桥面运输装置运输至已施工完成的主桥钢结构的上桥面体系上所设置的桥面运输卸料位点；步骤2.1.2、节...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐声亮，王明达，
申请(专利权)人：宁波市政工程建设集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：