本發(fā)明涉及橋梁施工技術(shù)領(lǐng)域，具體地指一種大跨徑變截面預(yù)制節(jié)段梁拼裝施工結(jié)構(gòu)及施工方法。

背景技術(shù)：

橋梁混凝土預(yù)制節(jié)段拼裝工藝起源歐洲，由于其具有獨特的優(yōu)點，近十幾年來北美、西歐、日本等國相繼采用。其主要優(yōu)點是：①橋梁節(jié)段工廠化預(yù)制，施工質(zhì)量有保證，節(jié)省橋梁現(xiàn)場施工的時間和空間；②體外預(yù)應(yīng)力大量運用和良好的施工質(zhì)量使橋梁耐久性更有保證，橋梁全壽命費用和能源消耗少；③大規(guī)模運用，施工速度快、機械自動化程度高，能使造價趨于經(jīng)濟；④預(yù)制節(jié)段養(yǎng)護(hù)時間長，加載齡期晚，成橋后梁體的徐變變形和預(yù)應(yīng)力損失都較現(xiàn)澆梁小。

預(yù)制節(jié)段拼裝橋梁越來越受到我國工程界重視，在國內(nèi)也開始采用，目前我國采用的大多數(shù)是短線匹配法預(yù)制，架橋機安裝整孔安裝工藝，預(yù)制節(jié)段均為等截面梁，箱梁吊裝、匹配、線形控制相對容易。對于變截面預(yù)制節(jié)段梁懸臂拼裝施工橋梁橋型設(shè)計較少，該橋施工精度高、控制嚴(yán)格，線形控制難度大，施工中需要嚴(yán)格控制各個工序。

為解決施工精度低的問題，專利號為“cn104452590a”的名為“一種橋面吊機結(jié)構(gòu)”的中國發(fā)明專利提供了一種可以在吊裝預(yù)制節(jié)段過程中對預(yù)制節(jié)段進(jìn)行調(diào)節(jié)的裝置，該裝置包括兩組空間桁架，每組空間桁架上設(shè)置有一組調(diào)節(jié)千斤頂，通過同步調(diào)節(jié)兩組千斤頂能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)制節(jié)段豎直方向、水平方向的位置調(diào)節(jié)，通過不同步調(diào)節(jié)兩組千斤頂能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)制節(jié)段順橋向角度偏轉(zhuǎn)和垂直橋面方向的角度偏轉(zhuǎn)，但是對于橫橋向的角度偏轉(zhuǎn)該裝置是無法實現(xiàn)的，只能在吊裝初期調(diào)節(jié)好預(yù)制節(jié)段的橫橋向偏轉(zhuǎn)角度，但是這種調(diào)節(jié)方法費時費力，調(diào)節(jié)難度較大。另外，該裝置的調(diào)節(jié)手段都是通過在錨繩的上端進(jìn)行調(diào)節(jié)，這種調(diào)節(jié)方式擾動較大，吊裝的安全性能較差，不適合推廣使用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是要解決上述背景技術(shù)的不足，提供一種大跨徑變截面預(yù)制節(jié)段梁拼裝施工結(jié)構(gòu)及施工方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種大跨徑變截面預(yù)制節(jié)段梁拼裝施工結(jié)構(gòu)，包括支架；所述的支架包括固定在橋面上的固定部和延伸至橋面以外的懸挑部；所述的懸挑部上設(shè)有兩組沿橫橋向方向間隔布置的張拉結(jié)構(gòu)；所述的張拉結(jié)構(gòu)上穿設(shè)有與待拼裝預(yù)制節(jié)段連接的錨繩，其特征在于：所述的錨繩下端設(shè)置有可調(diào)節(jié)待拼裝預(yù)制節(jié)段縱向坡度的調(diào)偏裝置。

進(jìn)一步的所述的調(diào)偏裝置包括固定在錨繩下端的第一連接桿和沿順橋向方向布置的第一扁擔(dān)梁；所述的第一連接桿下端可沿順橋向方向滑動地連接于第一扁擔(dān)梁上；所述的第一扁擔(dān)梁順橋向兩端通過錨固結(jié)構(gòu)與待拼裝預(yù)制節(jié)段固定連接，第一扁擔(dān)梁上設(shè)置有驅(qū)動第一連接桿在兩組錨固結(jié)構(gòu)之間滑動的第一千斤頂。

進(jìn)一步的還包括固定在第一連接桿下端的環(huán)套；所述的環(huán)套為套接在第一扁擔(dān)梁上通過第一千斤頂驅(qū)動在兩組錨固結(jié)構(gòu)之間滑移的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步的所述的錨固結(jié)構(gòu)包括兩組沿順橋向間隔布置的第二扁擔(dān)梁和沿豎向布置的第二連接桿；所述的第二扁擔(dān)梁沿橫橋向布置，下端錨固在待拼裝的預(yù)制節(jié)段上；所述的第二連接桿上端可繞橫橋向軸線轉(zhuǎn)動地鉸接連接于第一扁擔(dān)梁上，下端可繞順橋向軸向轉(zhuǎn)動地鉸接連接于第二扁擔(dān)梁上。

進(jìn)一步的所述的張拉結(jié)構(gòu)包括可沿順橋向滑動連接于支架上端的底座；所述的底座上安裝有穿心千斤頂和轉(zhuǎn)索盤；所述的錨繩上端依次穿過懸挑部、底座、穿心千斤頂固定在轉(zhuǎn)索盤上。

進(jìn)一步的所述的張拉結(jié)構(gòu)還包括位于底座和支架之間的滑板以及用于推動底座在滑板上沿順橋向移動的第二千斤頂；所述的第二千斤頂沿順橋向水平布置，第二千斤頂殼體固定在固定部上，其頂推端固定在底座上。

進(jìn)一步的還包括設(shè)置于支架與橋面之間的行走裝置；所述的行走裝置包括兩組沿橫橋向間隔布置的滑軌、沿豎向布置的第三千斤頂和沿順橋向水平布置的第四千斤頂；所述的滑軌沿順橋向方向固定在橋面上，支架滑動連接于滑軌上；所述的第三千斤頂上端固定在支架下端，其下端支撐于橋面上；所述的第三千斤頂?shù)臍んw固定在滑軌上，其頂推端固定在支架上用于推動支架沿滑軌移動。

一種大跨徑變截面預(yù)制節(jié)段梁懸臂拼裝施工方法，其特征在于：將橋面吊機支架固定在橋面上，下放吊具錨固待拼裝的預(yù)制節(jié)段，利用支架上的穿心千斤頂張拉吊具使待拼裝預(yù)制節(jié)段上升，調(diào)節(jié)待拼裝預(yù)制節(jié)段的豎向高度、順橋向位置、縱向坡度、橫向坡度和水平偏轉(zhuǎn)角度，然后安裝預(yù)應(yīng)力張拉桿將該節(jié)段與橋面連接，完成節(jié)段拼裝。

進(jìn)一步的所述的縱向坡度調(diào)節(jié)方法為：將吊具中的第二扁擔(dān)梁通過錨桿錨固在待拼裝的預(yù)制節(jié)段上，通過第二連接桿將第二扁擔(dān)梁連接在第一扁擔(dān)梁上，驅(qū)動第一扁擔(dān)梁上的第一千斤頂使滑動連接于第一扁擔(dān)梁上的環(huán)套沿順橋向方向滑移，調(diào)整待拼裝預(yù)制節(jié)段的重心的水平位置，使待拼裝預(yù)制節(jié)段沿豎直方向傾斜，改變其縱向坡度。

進(jìn)一步的包括以下步驟：

1)、在橋面上搭建滑軌，吊運橋面吊機支架至滑軌上，調(diào)整其位置并將其固定在滑軌上；

2)、運送待拼裝預(yù)制節(jié)段至支架懸挑部下方，下放吊具，通過預(yù)埋錨桿將吊具錨固在待拼裝預(yù)制節(jié)段上；

3)、通過支架上的穿心千斤頂張拉錨繩，起吊待拼裝預(yù)制節(jié)段至設(shè)計標(biāo)高；

4)、利用兩組穿心千斤頂調(diào)節(jié)待拼裝預(yù)制節(jié)段的豎向高度和橫向坡度，利用支架固定部上的兩組第二千斤頂調(diào)節(jié)待拼裝預(yù)制節(jié)段的順橋向位置和水平偏轉(zhuǎn)角度，利用兩組吊具中的第一千斤頂調(diào)節(jié)待拼裝預(yù)制節(jié)段的縱向坡度；

5)、調(diào)節(jié)完成后，安裝、張拉預(yù)應(yīng)力拉桿將待拼裝預(yù)制節(jié)段固定在橋面上，箱梁內(nèi)部進(jìn)行預(yù)應(yīng)力穿索、壓漿；

6)、待拼裝節(jié)段穩(wěn)定后，吊機卸荷，在拼裝完成的預(yù)制節(jié)段上鋪設(shè)滑軌，通過第四千斤頂驅(qū)動支架沿順橋向方向移動至完成拼裝的預(yù)制節(jié)段上，進(jìn)行下一節(jié)段的拼裝；

7)、依次進(jìn)行，直至所有的節(jié)段拼裝完成。

本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明確保施工質(zhì)量控制符合相關(guān)技術(shù)規(guī)范的要求，與現(xiàn)有預(yù)制安裝質(zhì)量與施工規(guī)范相比可提高安裝的精度，本發(fā)明吊裝施工法安裝實測結(jié)果：軸線偏位精度≤3mm；高程偏位＜5mm。

2、本發(fā)明節(jié)省工期，降低經(jīng)濟效益顯著。

以某大橋為例，將預(yù)制節(jié)段箱梁的懸臂吊裝周期由4天/片提高到2天/片，并完成梁段成橋精確匹配。根據(jù)某大橋的預(yù)制節(jié)段梁數(shù)量398榀，配置橋面吊機8臺計算，可節(jié)約工期約100天。按照現(xiàn)場實際情況：工人120名、船舶8艘、塔吊5臺，直接施工成本可節(jié)約200萬元,其它間接費用未計。因此，對于大跨徑變截面預(yù)制節(jié)段梁懸臂拼裝，本發(fā)明能有效提高施工工效、縮短施工工期、節(jié)約施工成本、提高項目的經(jīng)濟效益。

附圖說明

圖1：本發(fā)明的橋面吊機結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2：本發(fā)明的橋面吊機結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；

圖3：本發(fā)明的吊具與預(yù)制節(jié)段連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4：本發(fā)明的吊具的橫橋向側(cè)視圖；

圖5：本發(fā)明的吊具的順橋向側(cè)視圖；

圖6：本發(fā)明的行走裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7：本發(fā)明的張拉結(jié)構(gòu)的示意圖；

其中：1—支架；2—錨繩；3—第一連接桿；4—環(huán)套；5—第一扁擔(dān)梁；6—第二連接桿；7—第二扁擔(dān)梁；8—第一千斤頂；9—底座；10—穿心千斤頂；11—轉(zhuǎn)索盤；12—滑板；13—第二千斤頂；14—滑軌；15—第三千斤頂；16—第四千斤頂；17—錨桿；18—橋面；19—預(yù)制節(jié)段。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

如圖1～7，本實施例的橋面吊機包括支架1，支架1為桁架結(jié)構(gòu)，包括兩層，上層平臺用于支撐吊裝設(shè)備，下層平臺與橋面之間安裝有行走裝置，支架1包括位于橋面18上的固定部和位于橋面18外的懸挑部。

如圖6所示，為本實施例的行走裝置，包括至少兩組滑軌14，多組滑軌14沿橫橋向方向間隔布置，滑軌14為沿順橋向方向布置的工字鋼結(jié)構(gòu)，滑軌14通過設(shè)置于橋面18上的螺孔固定于橋面上，滑軌14上安裝有第四千斤頂16。支架1的下層平臺擱置在滑軌14上，通過第四千斤頂16的頂推實現(xiàn)順橋向位置的改變。

支架1的下層平臺的四角安裝有豎向的第三千斤頂15，第三千斤頂15的殼體固定在支架1上，其頂推端支撐于橋面18上，通過驅(qū)動第三千斤頂15能夠?qū)蛎娴鯔C的重量轉(zhuǎn)移到橋面18上，使支架1與滑軌14脫離，驅(qū)動第四千斤頂16就能夠?qū)崿F(xiàn)滑軌14沿順橋向方向的移動。

實際使用時，行走裝置的行走方法為：

1)、通過螺栓將滑軌14錨固在橋面18上，第三千斤頂15回縮使支架1擱置在滑軌14上；

2)、驅(qū)動第四千斤頂16使支架1沿滑軌14滑移，行進(jìn)至設(shè)計位置后，鎖死第四千斤頂16；

3)、預(yù)制節(jié)段拼裝完成后，驅(qū)動第三千斤頂15頂推支架1使支架1脫離滑軌14，驅(qū)動第四千斤頂16使滑軌14移動，然后下放支架1，依次進(jìn)行使滑軌14移動到新拼接完成的預(yù)制節(jié)段19上。

本實施例在支架1的尾部安裝有限位結(jié)構(gòu)，包括一根橫梁，橫梁兩端通過拉桿錨固在橋面18上，支架1上的縱梁位于橫梁與橋面18之間，橫梁能夠限制支架1向上過度翻轉(zhuǎn)，避免在因為吊裝過程中起吊重量太大導(dǎo)致的支架1翻傾。

本實施例支架1的上平臺上安裝有兩組張拉結(jié)構(gòu)，兩組張拉結(jié)構(gòu)沿橫橋向方向間隔布置，每組張拉結(jié)構(gòu)包括安裝在支架1上的滑板12，滑板12上設(shè)置有底座9，底座9上安裝有穿心千斤頂10和轉(zhuǎn)索盤11，錨繩2一端固定在轉(zhuǎn)索盤11上。另一端依次穿過穿心千斤頂10、底座9和支架1的懸挑部與吊具固定連接。

通過張拉穿心千斤頂10能夠張拉吊具上升或是下降，轉(zhuǎn)索盤11調(diào)節(jié)錨繩2的位置，轉(zhuǎn)索盤11和穿心千斤頂10分次錨固錨繩，實現(xiàn)錨繩2的逐段上升。兩組張拉結(jié)構(gòu)中的穿心千斤頂10能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)制節(jié)段19的豎向高度調(diào)節(jié)，另外通過不同步的驅(qū)動兩組穿心千斤頂10，能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)制節(jié)段19的橫向坡度的調(diào)節(jié)。

本實施例在底座9與支架1之間安裝有第二千斤頂13，第二千斤頂13沿順橋向水平布置，殼體固定在支架1上，頂推端固定在底座9的后端，通過驅(qū)動兩組第二千斤頂13能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)制節(jié)段19順橋向位置的調(diào)節(jié)，通過不同步驅(qū)動兩組第二千斤頂13能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)制節(jié)段19水平偏轉(zhuǎn)角度的調(diào)節(jié)。

錨繩2下端錨固有吊具，如圖3～5所示，本實施例的吊具包括第一扁擔(dān)梁5、第二扁擔(dān)梁7、第一連接桿3和第二連接桿6，每組錨繩2對應(yīng)一根第一扁擔(dān)梁5，第一扁擔(dān)梁5為沿順橋向方向布置的水平梁段，每根第一扁擔(dān)梁5對應(yīng)兩根第二扁擔(dān)梁7，兩根第二扁擔(dān)梁7沿順橋向方向間隔布置，第二扁擔(dān)梁7為沿橫橋向方向布置的水平梁段。第二扁擔(dān)梁7的橫橋向梁段通過錨桿17與預(yù)制節(jié)段19錨固連接。

第一連接桿3的上端錨固在錨繩2下端，第一連接桿3下端錨設(shè)置有環(huán)套4，環(huán)套4為套接在第一扁擔(dān)梁5上的可沿順橋向方向滑動的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。第一扁擔(dān)梁5上安裝有第一千斤頂8，第一千斤頂8沿順橋向水平布置，殼體固定在第一扁擔(dān)梁5上，頂推端固定在環(huán)套4上，通過驅(qū)動第一千斤頂8使環(huán)套4沿順橋向移動。環(huán)套4位于兩根第二扁擔(dān)梁7之間。

第二連接桿6的上端可繞橫橋向軸線轉(zhuǎn)動地鉸接連接于第一扁擔(dān)梁5上，下端可繞順橋向軸向轉(zhuǎn)動地鉸接連接于第二扁擔(dān)梁7上，這樣的設(shè)置能夠保證在縱向坡度調(diào)節(jié)過程中，第一扁擔(dān)梁5、第二扁擔(dān)梁7和第二連接桿6能夠小范圍的晃動，適應(yīng)預(yù)制節(jié)段19的傾斜調(diào)整。第二連接桿6的下端鉸支點位于第二扁擔(dān)梁7的中間，這樣的結(jié)構(gòu)受力更加均衡。

實際上，第一扁擔(dān)梁5兩側(cè)設(shè)置有水平螺桿，螺桿上穿設(shè)有螺母，在預(yù)制節(jié)段19調(diào)節(jié)完成后，通過旋擰環(huán)套4和第二連接桿6兩側(cè)的螺母能夠?qū)⑵涔潭ㄔ诘谝槐鈸?dān)梁5上，防止其滑動。

通過吊具調(diào)節(jié)預(yù)制節(jié)段19的縱向坡度是通過第一千斤頂8來實現(xiàn)的，驅(qū)動第一扁擔(dān)梁上的第一千斤頂8使滑動連接于第一扁擔(dān)梁5上的環(huán)套4沿順橋向方向滑移，調(diào)整待拼裝預(yù)制節(jié)段19的重心的水平位置，使待拼裝預(yù)制節(jié)段19沿豎直方向傾斜，改變其縱向坡度。

實際施工時，以某跨水域橋梁為例：

步驟一：在碼頭駁船上拼裝橋面吊機，通過駁船將橋面吊機運至現(xiàn)場，用起重船將橋面吊機吊至墩頂成橋的橋橋面上，并將橋面吊機錨固、調(diào)試。

通過螺孔將滑軌14固定在橋面上，將支架1吊運擱置在滑軌14上，通過第四千斤頂16調(diào)節(jié)支架1的順橋向位置。

步驟二：橋面吊機下放吊具，對橋面吊機進(jìn)行加載試吊、讀取試驗數(shù)據(jù)。

步驟三：運梁船將待起吊安裝的預(yù)制節(jié)段19運抵待支架1的懸挑部下方，通過穿心千斤頂10張拉錨繩2將預(yù)制節(jié)段19起吊至橋面設(shè)計標(biāo)高，然后通過穿心千斤頂10調(diào)節(jié)預(yù)制節(jié)段19的豎向高度和橫向坡度，通過第二千斤頂13調(diào)節(jié)預(yù)制節(jié)段19順橋向位置和水平偏轉(zhuǎn)角度，通過第一千斤頂8調(diào)節(jié)預(yù)制節(jié)段19的縱向坡度。

步驟四：安裝、張拉臨時預(yù)應(yīng)力拉桿，試拼裝預(yù)制節(jié)段19，檢查梁段塊件標(biāo)高、線形、匹配面結(jié)合情況，預(yù)應(yīng)力孔道對位情況。

步驟五：解開臨時預(yù)應(yīng)力拉桿，通過第二千斤頂13將待裝預(yù)制節(jié)段縱向移開60～70cm，在梁段匹配面均勻涂刷2～3mm厚環(huán)氧樹脂膠，安裝預(yù)應(yīng)力管道密封圈后，然后再對待裝節(jié)段進(jìn)行縱向后移、張拉臨時預(yù)應(yīng)力拉桿，完成預(yù)制節(jié)段梁拼裝。

步驟六：進(jìn)行箱梁體內(nèi)預(yù)應(yīng)力穿束及張拉、壓漿，然后橋面吊機卸荷。

步驟七：鋪設(shè)橋面吊機行走軌道，通過第三和第四千斤頂?shù)膮f(xié)同配合將支架1前移至下一節(jié)段定位、錨固。

步驟八：重復(fù)上述步驟3～6進(jìn)行下一段預(yù)制節(jié)吊裝。

本實施例的順橋向指圖7中的左右方向，即橋梁的縱向方向，橫橋向方向指7中垂直圖紙的方向，即橋梁的橫向方向，豎直方向為圖7中的上下方向。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。