一种跨河流航道钢箱梁倒孔架设施工方法

技术领域

本申请涉及跨河钢箱梁施工的技术领域，尤其是涉及一种跨河流航道钢箱梁倒孔架设施工方法。

背景技术

大型市政桥梁主跨跨越河流通航航道时，通常采用大型浮吊+钢管支架法逐段架设钢箱梁节段，施工步骤如下：在相邻两混凝土桥墩之间施作若干临时支墩形成多组通航孔，采用倒孔法在相邻临时支墩之间搭设临时支架（用于钢箱梁节段架设时的临时支撑），每次在一组通航孔上安装临时支架（其余组通航孔需供河面船只正常通行），通过大型浮吊船将预先焊接好的钢箱梁节段吊装至临时支架并使钢箱梁节段两端分别抵接在相邻临时支墩上，完成通航孔上方钢箱梁节段的架设，之后拆除通航孔上的临时支架，恢复该通航孔的正常通航，并采用相同步骤继续在其余的通航孔处完成钢箱梁节段的架设。

针对上述相关技术，架设通航孔上方的钢箱梁节段时，需通过振动锤反复插拔临时支架的钢管桩以实现临时支架的安装与拆除，施工工期长，严重影响施工进度。

发明内容

为了减少架设通航孔处的钢箱梁节段时需要反复在河面上插打临时支架的情况，本申请提供了一种跨河流航道钢箱梁倒孔架设施工方法。

本申请提供的一种跨河流航道钢箱梁倒孔架设施工方法，采用如下的技术方案：

一种跨河流航道钢箱梁倒孔架设施工方法，包括以下步骤：

S1：通航孔施工：在河道处施作若干临时支墩，利用若干临时支墩形成若通航孔；

S2：在通航孔上搭设浮箱作为水上施工平台，并在浮箱的甲板面搭设临时支架，临时支架顶部标高高于临时支墩顶部标高；

S3：在临时支架顶部拼装钢箱梁节段；

S4：钢箱梁节段下放施工：往浮箱内缓慢灌水，浮箱加水逐渐下沉，直至临时支架顶部的钢箱梁节段下放至临时支墩顶部；

S5：往浮箱内继续灌水，直至浮箱上的临时支架脱空，将浮箱从相邻两临时支墩之间拉出；

S6：调节钢箱梁节段的位置，使其与已安装的钢箱梁节段相匹配并进行焊接固定；

S7：将浮箱移动至下一通航孔；

S8：重复步骤S3-S6，直至完成所有通航孔上方钢箱梁节段的架设。

通过采用上述技术方案，本申请通过设置浮箱并在浮箱上搭设支架，便于施工时通过临时支架对钢箱梁节段进行临时支撑，只需通过往浮箱内加水便可驱使临时支架以及钢箱梁节段下移，便于将钢箱梁节段下放至临时支墩顶部，后续钢箱梁节段落梁完成后，只需通过继续往浮箱内加水以促使浮箱带动临时支架脱离钢箱梁节段，再通过拖船将浮箱拖动至下一通航孔，实现临时支架快速拆装，相比传统倒孔施工时，需要反复插打临时支架的钢管桩的方式，大大节省了在相邻两组通航孔上拆装临时支架的施工时间，缩短了整体施工工期。浮箱以及浮箱上的临时支架可以周转多次进行使用，大大节省了钢结构材料的投入。

优选的，在S2中，临时支架搭设完后，在浮箱四周的水面插打抗拔桩并通过缆绳将临时支架拉紧在若干抗拔支架上，实现对临时支架的限位；

在S3中，往浮箱内灌水前，解开缆绳，断开临时支架与抗拔桩之间的连接。

通过采用上述技术方案，临时支架搭设完成后，通过缆绳将临时支架拉紧在抗拔桩上，实现对浮箱上临时支架的限位，减少因水流等原因导致临时支架晃动并与临时支墩发生碰撞的情况。

优选的，在S3中，拼装钢箱梁节段时，通过浮吊分多次将钢箱梁单元吊装至临时支架顶部，并对相邻的钢箱梁进行环焊固定以形成钢箱梁节段。

通过采用上述方案，相比传统通过需要通过大型浮吊一次性吊装钢箱梁节段的方式，本申请通过浮吊分多次吊装钢箱梁单元至支架上再将其拼接形成钢箱梁节段，相比传统在地面完成钢箱梁节段焊接后再通过大型浮吊将其吊装至支架上的情况，有利于减少因河流宽度以及河道水深等原因因素限制大型浮吊进行作业的情况；同时，相比传统吊装大型钢箱梁节段的方式更加安全。

优选的，所述临时支架顶部相对两侧设置有若干牛腿托架，所述牛腿托架用于支撑钢箱梁节段悬挑端的钢箱梁单元，所述牛腿托架包括铰接于临时支架侧边的横撑杆与斜撑杆，所述横撑杆与斜撑杆两者轴向平行，所述斜撑杆远离临时支架的一端通过连接件与横撑杆远离临时支架的一端可拆卸连接以支撑横撑杆；

在S3中，吊装钢箱梁节段悬挑端的钢箱梁单元时，将横撑杆摆动至水平状态并通过连接件对斜撑杆与横撑杆进行连接，实现牛腿托架的架设；

在S4中，钢箱梁节段下放前，拆除横撑杆与斜撑杆间的连接件，并向下摆动横撑杆与斜撑杆，实现牛腿托架的收纳。

通过采用上述技术方案，通过牛腿托架的设置，在临时支架顶部拼装钢箱梁节段悬挑端处的钢箱梁单元时，摆动横撑杆至水平状态，并通过连接件将斜撑杆与横撑杆相连接，实现对牛腿托架的架设，利用牛腿托架对钢箱梁节段悬挑端处钢箱梁单元的临时支撑，便于更好焊接悬挑端处的钢箱梁单元，后续钢箱梁节段落梁前，拆除连接件并向下摆动横撑杆与斜撑杆，使得钢箱梁节段的悬挑端可以伸出支架外，便于后续钢箱梁节段的悬挑端可以顺利下方至对应的临时支墩顶部；同时后续将浮箱从通航孔处移出时，有利于减少牛腿托架与临时支墩发生干涉碰撞的情况。

优选的，所述横撑杆底部设置有耳板，所述连接件包括插销，所述插销穿设于耳板以及斜撑杆远离临时支架的一端。

通过采用上述技术方案，当需要支设牛腿托架时，通过插销连接耳板与斜撑杆，便可实现牛腿托架的架设，下放钢箱梁节段前，将耳板与斜撑杆之间的插销拆除，便可向下摆动横撑杆与斜撑杆，实现牛腿托架的收纳，使得牛腿托架的支设与收纳更加简单方便。

优选的，在S4中，钢箱梁节段下放前，在相邻临时支墩的顶端安装分配梁并在分配梁上安装多组三向千斤顶。

通过采用上述技术方案，通过在临时支墩顶部安装三向千斤顶，将钢箱梁节段放置至临时支墩上后可通过三向千斤顶对钢箱梁节段进行精准调节，便于通航孔上的钢箱梁节段与已安全的钢箱梁节段相匹配。

优选的，所述浮箱由若干标准箱拼装而成，任意相邻所述标准箱之间通过标准连接件进行连接。

通过采用上述技术方案，使得浮箱无需一体成型，便于根际实际施工需要进行浮箱的拼装，在步骤S3中，每吊装一组钢箱梁单元至支架顶部，可根据此时临时支架顶部的标高情况适当加装标准箱，以增大浮箱与河面的接触面积，进而提升浮箱的浮力，确保在拼装钢箱梁节段过程中，钢箱梁节段始终高于临时支墩顶部。

优选的，在S2中，浮箱搭设完成后，在浮箱的甲板面固定底架，所述固定底架包括若干纵横交错的纵梁与横梁，若干所述纵梁与横梁均固定在浮箱甲板面。

通过采用上述技术方案，通过固定底架的设置，一方面便于通过固定底架进一步对相邻的标准箱进行限位，使得浮箱更加稳定可靠，另一方面后续支设临时支架时，可将临时支架底端焊接固定在纵梁与底梁上，使得临时支架可以更加稳固地支设在浮箱上。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过在通航孔处设置浮箱并在浮箱上设置临时支架，架设钢箱梁节段可通过临时支架对钢箱梁节段进行临时支撑，往浮箱内加水便可进行钢箱梁节段的落梁，后续钢箱梁节段落梁完成后，通过继续往浮箱注入水使浮箱下沉并带动临时支架脱离钢箱梁节段，便可将浮箱连同临时支架快速移动至下一通航孔处，相比传统安装临时支架时需要通过振动锤插拔钢管桩的方式，便于更好地缩短整体施工工期。

2.通过临时支架朝向临时支墩的一侧设置有若干牛腿托架，牛腿托架包括铰接临时支架顶部侧边的横撑杆与斜撑杆，斜撑杆远离临时支架的一端通过连接件与横撑杆相连以支撑横撑杆，利用牛腿托架暂时支撑钢箱梁节段悬挑端的钢箱梁单元，便于钢箱梁节段悬挑端的钢箱梁单元更好地在支架上进行焊接，后续钢箱梁节段拼装完成后，将连接件拆除并向下摆动横撑杆与斜撑杆，实现牛腿托架的收纳，使得钢箱梁节段的悬挑端可以伸出支架外，同时减少后续将临时支架从相邻临时支墩之间移出时，临时支架的牛腿托架与临时支墩发生碰撞的情况。

3.通过下放钢箱梁节段前在临时支墩上安装三向千斤顶，后续将钢箱梁节段下放至临时支墩顶部的三向千斤顶上，便于通过三向千斤顶精调钢箱梁节段的位置，进而便于使通航孔上的钢箱梁节段与已安装的钢箱梁节段相匹配。

附图说明

图1是本申请用于示意通航孔施工时的示意图。

图2是本申请用于示意S3中在临时支架上拼装钢箱梁节段的示意图。

图3是本申请用于示意S4中示意钢箱梁节段落梁时的状态示意图。

图4是本申请浮箱的俯视图。

图5是本申请用于示意浮箱以及临时支架的主视图。

图6是本申请用于示意浮箱以及临时支架的侧视图。

图7是本申请用于示意牛腿托架支设时的状态示意图。

图8是本申请用于示意牛腿托架收纳时的状态示意图。

附图标记说明：

1、临时支墩；11、通航孔；2、浮箱；21、标准箱；22、固定底架；3、临时支架；4、钢箱梁节段；41、钢箱梁单元；5、横撑杆；50、耳板；51、斜撑杆；52、插销。

具体实施方式

以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种跨河流航道钢箱梁倒孔架设施工方法。

一种跨河流航道钢箱梁倒孔架设施工方法，包括以下步骤：

参照图1及图2，S1：通航孔11施工：在河道处施作若干临时支墩1，利用若干临时支墩1形成若通航孔11。

参照图2及图3，在通航孔11上搭设浮箱2作为水上施工平台，并在浮箱2的甲板面搭设临时支架3，临时支架3顶部标高高于临时支墩1顶部标高；

参照图2及图3，浮箱2根据所承载的钢箱梁节段4的重量进行设置。由于通航孔11宽度受限，搭设浮箱2时，需使浮箱2与相邻临时支墩上保留足够的间隙，以防止浮箱2移动时与相邻临时支墩1发生碰撞。在本实施例中，浮箱2由若干标准箱21拼接而成，相邻标准箱21通过标准接头进行连接。便于根据实际施工增设标准箱21的个数以提升浮箱2与水面的接触面积，进而提升浮箱2整体浮力。

参照图3及图4，浮箱2搭设完成后在浮箱2搭设固定底架22，固定底架22包括若干纵横交错的纵梁与横梁，纵梁与主梁均采用双拼HN700X300型钢，纵梁与横梁形成网状框架结构，若干纵梁与横梁均焊接固定在浮箱2的甲板面，有利于通过固定底架22的纵梁与横梁进一步对相邻标准箱21进行限位，从而使得浮箱2整体更加稳定可靠。

参照图5及图6，固定底架22施工完成后再支设临时支架3，临时支架3包括若干竖直设置的钢管桩。临时支架3搭设时将钢管桩底部焊接固定在固定底架22上，实现将临时支架3固定在浮箱2上。临时支架3搭设完成后在浮箱2的四周插打抗拔桩，并通过钢缆绳将临时支架3拉紧在抗拔桩上，实现对临时支架3以及浮箱2的限位，减少因水流等原因导致浮箱2与临时支架3晃动并与相邻两侧的临时支墩1发生碰撞的情况。

参照图7及图8，临时支架3两侧均设置有若干牛腿托架，牛腿托架用于临时支撑钢箱梁节段4的悬挑端钢箱梁单元41，牛腿托架包括横撑杆5与斜撑杆51，在本实施例中，横撑杆5与斜撑杆51均为双拼槽钢，斜撑杆51位于横撑杆5下方，横撑杆5与斜撑杆51两者靠近临时支架3的一端均与临时支架3铰接，斜撑杆51与横撑杆5两者回转轴向平行设置，斜撑杆51远离临时支架3的一端通过连接件与横撑杆5远离支撑板的一端相连接以撑起横撑杆5。

参照图7及图8，横撑杆5远离支撑板的一端还设置有耳板50，连接件包括插销52，插销52穿设于斜撑杆51远离钢管桩的一端以及耳板50，实现通过斜撑杆51支撑横撑杆5。耳板50与斜撑杆51端部均开设有供插销52穿入的穿孔。

参照图7及图8，将插销52从耳板50与横撑杆5端部拆除，便可向下摆动横撑杆5与斜撑杆51实现牛腿托架的收纳。值得注意的是，临时支架3搭设时应使临时支架3的斜撑杆51以及斜撑杆51错开临时支墩1上的钢管桩，以避免牛腿托架的横撑杆5与斜撑杆51摆动时与临时支墩1上的钢管桩发生干涉。

参照图2及图3，S3：在临时支架3顶部拼装钢箱梁节段4；具体操作步骤如下：

S3.1：吊装钢箱梁节段4悬挑端的钢箱梁单元41前，摆动临时支架3两侧的横撑杆5至水平状态，并摆动斜撑杆51直至斜撑杆51的穿孔与耳板50上的穿孔相对，将插销52依次穿入斜撑杆51与耳板50两者的穿孔，便可通过斜撑杆51支撑横撑杆5，实现对牛腿托架的架设。便于后续通过牛腿托架支撑位于钢箱梁节段4悬挑端的钢箱梁单元41。

S3.2：将钢箱梁单元41通过浮吊分多次吊装至临时支架3顶部，再对相邻钢箱梁单元41进行焊接，使其形成钢箱梁节段4。

钢箱梁节段4在浮箱2上的临时支架3上拼装时，浮箱2内不加水，通过增加标准箱21的数量，即增大浮箱2与水面的接触面积来保证浮箱2不注水时的浮力，抵抗钢箱梁节段4的重量。钢箱梁节段4拼装完成后，浮箱2支架顶标高至少比通航孔11两侧的临时支墩1高1m。

S4：钢箱梁节段4下放施工，参照图2及图3，具体操作步骤如下：

S4.1：先在临时支墩1顶部安装分配梁并安装若干三向千斤顶。

S4.2：将穿设于耳板50以及斜撑杆51端部的插销52拆除，并向下摆动横撑杆5与斜撑杆51，实现牛腿托架的收纳。

S4.4：解开临时支架3与抗拔桩之间的缆绳。

S4.4：往浮箱2内缓慢灌水，浮箱2加水逐渐下沉，直至临时支架3顶部的钢箱梁节段4的悬挑端与临时支墩1顶部的三向千斤顶Z向油缸的活塞杆抵接。

S5：往浮箱2内继续灌水，直至浮箱2上的临时支架3脱空，通过拖轮将浮箱2从相邻两临时支墩1之间拉出。

S6：通过临时支墩1上的三向千斤顶精调通航孔11上方钢箱梁节段4的位置，使其与已安装的钢箱梁节段4匹配定位，位置调节到位后，将通航孔11上方的钢箱梁节段4与已安装钢箱梁节段4进行环缝焊接。

S7：通过拖轮将浮箱2移动至下一通航孔11；

S8：重复步骤S3-S6，直至完成所有通航孔11上方钢箱梁节段4的架设。

本申请通过在浮箱2上搭设临时支架3，相比传统在通航孔11上搭设临时支架3的方式，无需反复插打钢管桩，在通航孔11处的钢箱梁节段4架设完成后，可通过拖船将浮箱2连同临时支架3移动至下一通航孔11处继续施工，节省了两个通航孔11插拔临时支架3的钢管柱的工期，极大提升施工效率，同时该方法施工工序简单，既经济又安全。

另一方面，浮箱2上的临时支架3可重复使用，多个通航孔11仅用一套结构即可，减少了钢结构等周转材料的投入。

采用悬挑式牛腿托架拼装钢箱梁，利用牛腿托架临时支撑钢箱梁节段4悬挑端的钢箱梁单元41，待钢箱梁节段4整体拼装连接完成后，拆除横撑杆5与斜撑杆51之间的连接件，实现牛腿托架的收纳，使钢箱梁节段4各悬臂一段，解决了钢箱梁节段4落梁时与通航孔11两侧临时支墩1相冲突的问题。

相对于通航孔11两侧的临时支墩1，浮箱2上的临时支架3可自由活动，本方法中浮箱2以及临时支架3均与临时支墩1无任何连接，且预留富裕空间互不接触，且钢箱梁节段4架设安装过程中也均未相互共同承载，两个支撑体系为单独的，这样可有效的避免了浮箱2以及临时支架3因水流、浮吊等水上设施产生的晃动而带动已架设钢箱梁节段4和临时支墩1的扰动，极大降低了安全风险。

通过在临时支墩1顶部安装分配梁与三向千斤顶，在钢箱梁节段4落梁后可通过三向千斤顶对钢箱梁节段4的位置进行精确调节。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。