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一种分离式钢箱梁的安装施工方法及分离式三箱钢箱梁

文献发布时间:2024-04-18 19:58:30


一种分离式钢箱梁的安装施工方法及分离式三箱钢箱梁

技术领域

本发明涉及钢箱梁施工领域,具体涉及一种分离式钢箱梁的安装施工方法及分离式三箱钢箱梁。

背景技术

钢箱梁以重量轻、省钢,以及抗弯能力强等优点,在连续梁桥、上承式混凝土拱桥的桥道梁、上承式钢管混凝土拱桥的桥道梁中得到广泛应用,然而随着连续梁跨径的增大,或者拱上立柱间距离的增大,为了增大桥梁的横向稳定性和抗扭能力,钢箱梁截面变得越来越宽。目前,钢箱梁的施工主要采用悬臂拼装法,即多节段逐次悬臂拼装,主要采用缆索吊装或者吊机来拼装钢箱梁。

那么在待拼装的钢箱梁节段截面越来越宽的情况下,各个节段的重量也越来越大,为了保证钢箱梁节段吊装和拼装的安全性,那么就对缆索吊装或者吊机本身的结构参数提出了更高的要求,需要采用更高吊装能力的缆索吊装系统或吊机。

针对吊机来说,影响吊机的吊装能力的主要因素有:引擎的功率或电动机的电力输出,钢丝绳或链条的直径、强度和长度,吊臂的长度、形状和强度,伸缩臂或抬升机构的强度,配重系统的配置,支架或支腿的展开角度,稳定性控制系统的监测能力等。

那么应用于钢箱梁的多节段逐次悬臂拼装施工时,常常以两侧已有的钢箱梁结构为基础,从两侧向中间进行施工,那么当施工至中间位置时,吊臂和伸缩臂所受的力增大,吊臂和伸缩臂自身需要具有更高的结构强度,才能够满足施工需求。同样的,由于节段重量较大,需要采用更粗强度更高的钢丝绳或链条,这样将大大增加施工费用,并且更高吊装能力的缆索吊装系统或吊机需要进行定制化生产,进而导致施工周期的增加。

另外,由于节段重量较大,那么吊机底座位置的配重系统需要加强,支架或支腿的展开角度也需要增大,那么占地面积就需要增大,那么当施工场地的施工条件难以满足运输或安装更高吊装能力的缆索吊装系统或吊机时,例如地质条件差导致锚固力减弱或设置支脚等稳定措施、缆索吊装系统或吊机的安装空间受限等,钢箱梁节段则难以完成吊装和拼装,进而会导致宽钢箱梁施工难度大甚至难以进行的情况出现。

因此,需要对分离式钢箱梁的安装施工方法进行改进,以克服上述的技术缺陷。

发明内容

本发明目的在于提供一种分离式钢箱梁的安装施工方法,针对采用多节段逐次悬臂拼装方法进行宽钢箱梁施工时,因节段自身重量较大,在保证钢箱梁节段吊装和拼装的安全性的前提下,需要采用更高吊装能力的缆索吊装系统或吊机,本发明能够解决现有的钢箱梁节段施工方法的施工费用较高,还能够解决当施工场地的施工条件难以满足运输或安装更高吊装能力的缆索吊装系统或吊机时,钢箱梁节段难以完成吊装和拼装,进而导致宽钢箱梁施工难度大甚至难以进行的技术问题。

为了解决上述技术问题,本发明采用了如下的技术方案:

第一方面,本发明公开了一种分离式钢箱梁的安装施工方法,用于将分离式钢箱梁安装于第一桥墩和第二桥墩之间,所述第一桥墩和第二桥墩上分别安装有第一连接端和第二连接端,所述分离式钢箱梁的两端分别与第一连接端和第二连接端固定连接;

所述分离式钢箱梁包括多个节段,各个节段之间通过焊接固定连接,每个节段均包括至少两个拼装结构,所述分离式钢箱梁的安装施工方法包括以下步骤:

S1、搭建缆索吊装系统,所述缆索吊装系统中包括吊索;

S2、取分离式钢箱梁的一个节段,用吊索将节段内各个拼装结构分别依次起吊至第一连接端的对接高程,并分别与第一连接端栓接,然后将第一连接端与节段内各个拼装结构之间的连接缝以及各个拼装结构相互之间的连接缝进行焊接,使第一连接端与节段内各个拼装结构形成整体的前序节段,并作为后序节段的施工基础;

S3、取分离式钢箱梁的另一个节段,用吊索将另一个节段内各个拼装结构分别依次起吊至步骤S2中的前序节段的对接高程,并分别与步骤S2中的前序节段栓接,然后将步骤S2中的前序节段与节段内各个拼装结构之间的连接缝以及各个拼装结构相互之间的连接缝进行焊接,形成新的前序节段,并作为后序节段的施工基础;

S4、重复步骤S3,直至分离式钢箱梁的末位节段与第二桥墩上安装的第二连接端固定连接,完成分离式钢箱梁的安装施工。

本发明的工作原理是:将分离式钢箱梁的每个节段设置为多个拼装结构,将多个拼装结构逐一的吊装并进行安装,能够解决现有的钢箱梁节段施工方法的施工费用较高,还能够解决当施工场地的施工条件难以满足运输或安装更高吊装能力的缆索吊装系统或吊机时,钢箱梁节段难以完成吊装和拼装,进而导致宽钢箱梁施工难度大甚至难以进行的技术问题。

作为优选,所述分离式钢箱梁是分离式三箱钢箱梁,所述分离式三箱钢箱梁包括多个节段,各个节段之间通过焊接固定连接,每个节段均包括第一钢箱、第二钢箱和第三钢箱,所述第一钢箱、第二钢箱和第三钢箱的延伸方向平行;每个节段均包括两个拼装结构,分别是第一拼装结构和第二拼装结构;所述第一拼装结构包括第一钢箱,所述第二拼装结构包括第二钢箱和第三钢箱;所述分离式三箱钢箱梁的安装施工方法包括以下步骤:

S1.1、搭建缆索吊装系统,所述缆索吊装系统中包括吊索;

S1.2、取分离式三箱钢箱梁的一个节段,用吊索将第一拼装结构起吊至第一连接端的对接高程,然后将第一拼装结构与第一连接端栓接;然后将第二拼装结构吊至第一连接端的对接高程,然后将第二拼装结构与第一连接端栓接;将第一连接端、第一拼装结构以及第二拼装结构之间的连接缝进行焊接,使第一连接端与第一拼装结构和第二拼装结构形成整体的前序节段,并作为后序节段的施工基础;

S1.3、取分离式三箱钢箱梁的另一个节段,用吊索将另一个节段的第一拼装结构起吊至前序节段的对接高程,然后将另一个节段的第一拼装结构与前序节段栓接;然后将另一个节段的第二拼装结构吊至前序节段的对接高程,然后将另一个节段的第二拼装结构与前序节段栓接;将前序节段、另一个节段的第一拼装结构以及第二拼装结构之间的连接缝进行焊接,形成新的前序节段,并作为后序节段的施工基础;

S1.4、重复步骤S1.3,直至分离式三箱钢箱梁的末位节段与第二桥墩上安装的第二连接端固定连接,完成分离式三箱钢箱梁的安装施工。

作为优选,步骤S1.3中,另一个节段的第一拼装结构与前序节段中的第二拼装结构栓接,另一个节段的第二拼装结构与前序节段中的第一拼装结构栓接,然后再将前序节段、另一个节段的第一拼装结构以及第二拼装结构之间的连接缝进行焊接,形成具有错缝结构的新的前序节段,并作为后序节段的施工基础。

采用错缝结构能够实现错缝焊接的技术效果,错缝焊接可以减少焊接热量的集中,减少了焊接引起的局部热变形的可能性,有助于控制整体结构的变形,提高施工质量;焊缝的错缝处理可以提高焊缝的抗裂能力,并分散焊点的应力集中,有助于提高焊接质量和焊接接头的强度。

作为优选,对节段内各个拼装结构的自身结构进行改进,所述第一拼装结构包括第一钢箱,所述第一钢箱顶部具有第一面板,所述第一面板用于与第二拼装结构对接的侧边缘设置有第一对接件;所述第二拼装结构包括第二钢箱和第三钢箱,所述第二钢箱和第三钢箱的延伸方向平行;所述第二钢箱和第三钢箱顶部具有第二面板,所述第二面板用于与第一拼装结构对接的侧边缘设置有第二对接件;所述第一对接件能够与第二对接件搭接,且第一对接件在第二对接件竖向下方;那么:

步骤S1.2中,取分离式三箱钢箱梁的一个节段,用吊索将第一拼装结构起吊至第一连接端的对接高程,然后将第一拼装结构与第一连接端栓接;然后将第二拼装结构吊至第一连接端的对接高程,并使得第二对接件与第一对接件搭接后,再将第二拼装结构与第一连接端栓接;然后将第一连接端、第一拼装结构以及第二拼装结构之间的连接缝进行焊接,具体的,第一对接件和第二对接件的搭接缝有两条,一条位于第一面板和第二面板上方,一条位于第一面板和第二面板下方,两条搭接缝均需要进行焊接;进而使第一连接端与第一拼装结构和第二拼装结构形成整体的前序节段,并作为后序节段的施工基础;

步骤S1.3中,取分离式三箱钢箱梁的另一个节段,用吊索将另一个节段的第一拼装结构起吊至前序节段的对接高程,然后将另一个节段的第一拼装结构与前序节段栓接;然后将另一个节段的第二拼装结构吊至前序节段的对接高程,并使得第二对接件与第一对接件搭接后,再将另一个节段的第二拼装结构与前序节段栓接;然后将第二拼装结构与将前序节段、另一个节段的第一拼装结构以及第二拼装结构之间的连接缝进行焊接,具体的,第一对接件和第二对接件的搭接缝有两条,一条位于第一面板和第二面板上方,一条位于第一面板和第二面板下方,两条搭接缝均需要进行焊接;进而形成新的前序节段,并作为后序节段的施工基础。

本方案能够使第二拼装结构吊装时,能够更容易进行定位,能够降低第一拼装结构与第二拼装结构之间的高程误差,避免由于人工判断误差,造成第二拼装结构的顶面标高与第一拼装结构的顶面标高误差较大,进而导致拼装精度不高的技术问题。

作为优选,本方案提供了分离式三箱钢箱梁节段分离的另一种实现方式,所述分离式三箱钢箱梁包括多个节段,各个节段之间通过焊接固定连接,每个节段均包括第一钢箱、第二钢箱和第三钢箱,所述第一钢箱、第二钢箱和第三钢箱的延伸方向平行;每个所述节段均包括第三拼装结构、第四拼装结构和第五拼装结构,所述第三拼装结构包括第一钢箱,所述第四拼装结构包括第二钢箱,所述第五拼装结构包括第三钢箱,所述分离式三箱钢箱梁的安装施工方法包括以下步骤:

S2.1、搭建缆索吊装系统,所述缆索吊装系统中包括吊索;

S2.2、取分离式三箱钢箱梁的一个节段,用吊索将第三拼装结构起吊至第一连接端的对接高程,然后将第三拼装结构与第一连接端栓接;然后将第四拼装结构吊至第一连接端的对接高程,然后将第四拼装结构与第一连接端栓接;然后将第五拼装结构吊至第一连接端的对接高程,然后将第五拼装结构与第一连接端栓接;

将第一连接端、第三拼装结构、第四拼装结构以及第五拼装结构之间的连接缝进行焊接,使第一连接端与第三拼装结构、第四拼装结构以及第五拼装结构形成整体的前序节段,并作为后序节段的施工基础;

S2.3、取分离式三箱钢箱梁的另一个节段,用吊索将另一个节段的第三拼装结构起吊至前序节段的对接高程,然后将另一个节段的第三拼装结构与前序节段栓接;然后将另一个节段的第四拼装结构吊至前序节段的对接高程,然后将另一个节段的第四拼装结构与前序节段栓接;然后将另一个节段的第五拼装结构吊至前序节段的对接高程,然后将另一个节段的第五拼装结构与前序节段栓接;

将前序节段、另一个节段的第三拼装结构、第四拼装结构以及第五拼装结构之间的连接缝进行焊接,形成新的前序节段,并作为后序节段的施工基础;

S2.4、重复步骤S2.3,直至分离式三箱钢箱梁的末位节段与第二桥墩上安装的第二连接端固定连接,完成分离式三箱钢箱梁的安装施工。

这样能够进一步的减轻缆索吊装系统单次吊装的载重量,进一步的降低吊索的吊装重量,不需要采用更粗强度更高的吊索,采用常规吊索即可,使施工费用不明显增加,并且也无需进行定制化生产,不会导致施工周期的增加;主索两端固定的锚碇以及塔架均无需采用更高规格的结构,占地面积较小,不增加施工难度的同时能够适应施工场地较差的施工条件。

作为优选,对节段内各个拼装结构的自身结构进行改进,所述第三拼装结构包括第一钢箱,所述第一钢箱顶部具有第一面板,所述第一面板用于与第四拼装结构对接的侧边缘设置有第一对接件;

所述第四拼装结构包括第二钢箱,所述第二钢箱顶部具有第三面板,所述第三面板用于与第三拼装结构对接的侧边缘设置有第二对接件;所述第三面板用于与第五拼装结构对接的侧边缘设置有第一对接件;

所述第五拼装结构包括第三钢箱,所述第三钢箱顶部具有第四面板,所述第四面板用于与第四拼装结构对接的侧边缘设置有第二对接件;

所述第一对接件能够与第二对接件搭接,且第一对接件在第二对接件竖向下方;那么:

步骤S2.2中,取分离式三箱钢箱梁的一个节段,用吊索将第三拼装结构起吊至第一连接端的对接高程,然后将第三拼装结构与第一连接端栓接;然后将第四拼装结构吊至第一连接端的对接高程,并使得第二对接件与第一对接件搭接后,再将第四拼装结构与第一连接端栓接;然后将第五拼装结构吊至第一连接端的对接高程,并使得第二对接件与第一对接件搭接后,再将第五拼装结构与第一连接端栓接;将第一连接端、第三拼装结构、第四拼装结构以及第五拼装结构之间的连接缝进行焊接,具体的,第一对接件和第二对接件的搭接缝有两条,一条位于第一面板和第二面板上方,一条位于第一面板和第二面板下方,两条搭接缝均需要进行焊接;进而使第一连接端与第三拼装结构、第四拼装结构以及第五拼装结构形成整体的前序节段,并作为后序节段的施工基础;

步骤S2.3中,取分离式三箱钢箱梁的另一个节段,用吊索将另一个节段的第一拼装结构起吊至前序节段的对接高程,然后将另一个节段的第三拼装结构与前序节段栓接;然后将另一个节段的第四拼装结构吊至前序节段的对接高程,并使得第二对接件与第一对接件搭接后,再将另一个节段的第四拼装结构与前序节段栓接;然后将另一个节段的第五拼装结构吊至前序节段的对接高程,并使得第二对接件与第一对接件搭接后,再将另一个节段的第五拼装结构与前序节段栓接;将前序节段、另一个节段的第三拼装结构、第四拼装结构以及第五拼装结构之间的连接缝进行焊接,具体的,第一对接件和第二对接件的搭接缝有两条,一条位于第一面板和第二面板上方,一条位于第一面板和第二面板下方,两条搭接缝均需要进行焊接;进而形成新的前序节段,并作为后序节段的施工基础。

本方案能够使第四拼装结构和第五拼装结构吊装时,能够更容易进行定位,能够降低第四拼装结构与第三拼装结构、以及第五拼装结构与第四拼装结构之间的高程误差,避免由于人工判断误差,造成第四拼装结构的顶面标高与第三拼装结构的顶面标高、以及第五拼装结构的顶面标高与第四拼装结构的顶面标高误差较大,进而导致拼装精度不高的技术问题。

第二方面,本发明还公开了一种分离式三箱钢箱梁,包括多个节段,多个节段之间通过焊接固定连接,每个节段均包括第一钢箱、第二钢箱和第三钢箱,所述第一钢箱、第二钢箱和第三钢箱的延伸方向平行;每个节段均包括两个拼装结构,分别是第一拼装结构和第二拼装结构,所述第一拼装结构包括第一钢箱,所述第一钢箱顶部具有第一面板,所述第二拼装结构包括第二钢箱和第三钢箱,所述第二钢箱和第三钢箱顶部具有第二面板;所述第一面板与第二面板的侧边缘焊接,焊接后第一面板和第二面板表面位于同一平面上。

作为优选,分离式三箱钢箱梁中两个相邻节段中后序节段的第一拼装结构与前序节段中的第二拼装结构固定连接,后序节段的第二拼装结构与前序节段中的第一拼装结构固定连接;后序节段中第一拼装结构与第二拼装结构之间的对接缝与前序节段中第一拼装结构与第二拼装结构之间的对接缝不重合,具有错位的位置关系。

采用错缝的方式能够实现错缝焊接的技术效果,错缝焊接可以减少焊接热量的集中,减少了焊接引起的局部热变形的可能性,有助于控制整体结构的变形,提高施工质量;焊缝的错缝处理可以提高焊缝的抗裂能力,并分散焊点的应力集中,有助于提高焊接质量和焊接接头的强度。

作为优选,所述第一面板用于与第二拼装结构对接的侧边缘设置有第一对接件;所述第二面板用于与第一拼装结构对接的侧边缘设置有第二对接件;所述第一对接件能够与第二对接件搭接,且第一对接件在第二对接件竖向下方。

这样能够使第二拼装结构吊装时,能够更容易进行定位,能够降低第一拼装结构与第二拼装结构之间的高程误差,避免由于人工判断误差,造成第二拼装结构的顶面标高与第一拼装结构的顶面标高误差较大,进而导致拼装精度不高的技术问题。

本发明具有以下有益效果:本发明通过“化整为散”再“集散为整”实现了宽度较宽的钢箱梁的施工作业,将分离式钢箱梁的每个节段设置为多个拼装结构,能够降低吊索的吊装重量,不需要采用更粗强度更高的吊索,采用常规吊索即可,使施工费用不明显增加,并且也无需进行定制化生产,不会导致施工周期的增加;另外,由于分离式钢箱梁的各个节段本身在预制的过程中也是通过将各个钢板按照设计图纸进行焊接施工而形成一个整体,本发明只是将分离式钢箱梁的各个节段的预制过程进行调整,本发明分离式钢箱梁安装完成后,本身的焊缝数量并未增加,也就是说并未增加整体的施工工序和难度,施工工期并不会有很明显的增加,与现有技术中的施工工期相差不大;而且,由于将节段进行了分离处理,单次吊装所承受的重量较小,那么主索两端固定的锚碇以及塔架均无需采用更高规格的结构,占地面积较小,不增加施工难度的同时能够适应施工场地较差的施工条件;本发明能够解决现有的钢箱梁节段施工方法的施工费用较高,还能够解决当施工场地的施工条件难以满足运输或安装更高吊装能力的缆索吊装系统或吊机时,钢箱梁节段难以完成吊装和拼装,进而导致宽钢箱梁施工难度大甚至难以进行的技术问题;具有保证桥梁的施工安全、适用、经济、高效的特点。

附图说明

为了使发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述,其中:

图1为本发明的缆索吊装系统以及分离式钢箱梁安装位置示意图。

图2为本发明的步骤S2中节段吊装示意图。

图3为本发明的步骤S3中另一个节段吊装示意图。

图4为本发明的分离式三箱钢箱梁结构示意图。

图5为本发明的分离式三箱钢箱梁的第一拼装结构和第二拼装结构示意图。

图6为本发明的步骤S1.2中节段吊装示意图。

图7为本发明的步骤S1.3中另一个节段吊装示意图。

图8为本发明的另一个节段与前序节段之间错缝安装结构示意图。

图9为本发明的第一拼装结构和第二拼装结构搭接结构示意图。

图10为本发明的分离式三箱钢箱梁的第三拼装结构、第四拼装结构和第五拼装结构示意图。

图11为本发明的步骤S2.2中节段吊装示意图。

图12为本发明的步骤S2.3中另一个节段吊装示意图。

图13为本发明的第三拼装结构、第四拼装结构和第五拼装结构搭接结构示意图。

图14为本发明的第一对接件和第二对接件搭接结构示意图。

附图标记说明:101、第一桥墩;102、第二桥墩;103、第一连接端;104、第二连接端;200、分离式钢箱梁;201、节段;202、第一拼装结构;203、第二拼装结构;204、第三拼装结构;205、第四拼装结构;206、第五拼装结构;207、第二钢箱;208、第三钢箱;

209、第一面板;210、第二面板;211、第三面板;212、第四面板;213、第一对接件;214、第二对接件;215、第一钢箱;300、缆索吊装系统;301、塔架;302、主索;303、锚碇;304、吊索。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外,术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂,而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平,并不是表示该结构一定要完全水平,而是可以稍微倾斜。在本发明的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明能够应用于桥梁领域连续梁桥、上承式混凝土拱桥的桥道梁、上承式钢管混凝土拱桥的桥道梁施工建造,解决了现有的钢箱梁节段施工方法的施工费用较高,还能够解决当施工场地的施工条件难以满足运输或安装更高吊装能力的缆索吊装系统或吊机时,钢箱梁节段难以完成吊装和拼装,进而导致宽钢箱梁施工难度大甚至难以进行的技术问题。

请参阅图1至图3,基于上述解决的技术问题,本发明公开了一种分离式钢箱梁200的安装施工方法,用于将分离式钢箱梁200安装于第一桥墩101和第二桥墩102之间,所述第一桥墩101和第二桥墩102上分别安装有第一连接端103和第二连接端104,所述分离式钢箱梁200的两端分别与第一连接端103和第二连接端104固定连接;

所述分离式钢箱梁200包括多个节段201,各个节段201之间通过焊接固定连接,每个节段201均包括至少两个拼装结构,所述分离式钢箱梁200的安装施工方法包括以下步骤:

S1、搭建缆索吊装系统300,所述缆索吊装系统300中包括吊索304;

S2、取分离式钢箱梁200的一个节段201,用吊索304将节段201内各个拼装结构分别依次起吊至第一连接端103的对接高程,并分别与第一连接端103栓接,然后将第一连接端103与节段201内各个拼装结构之间的连接缝以及各个拼装结构相互之间的连接缝进行焊接,使第一连接端103与节段201内各个拼装结构形成整体的前序节段,并作为后序节段的施工基础;

S3、取分离式钢箱梁200的另一个节段201,用吊索304将另一个节段201内各个拼装结构分别依次起吊至步骤S2中的前序节段的对接高程,并分别与步骤S2中的前序节段栓接,然后将步骤S2中的前序节段与节段201内各个拼装结构之间的连接缝以及各个拼装结构相互之间的连接缝进行焊接,形成新的前序节段,并作为后序节段的施工基础;

S4、重复步骤S3,直至分离式钢箱梁200的末位节段201与第二桥墩102上安装的第二连接端104固定连接,完成分离式钢箱梁200的安装施工。

具体的,步骤S1中,请参阅图1,所述缆索吊装系统300包括两个塔架301,两个所述塔架301分别搭设于第一桥墩101和第二桥墩102旁侧的地基上,所述塔架301顶端架设有主索302,所述主索302的两端固定有锚碇303,所述锚碇303锚固于地对主索302进行两个所述塔架301之间的主索302上滑动连接有吊索304,所述吊索304能够沿主索302滑动。

具体的,步骤S1中,主索用于吊装和支撑物体,在吊装过程中承受巨大的张力,锚碇通过将主索的两端牢固固定在地基上,起到锚固主索的作用,确保主索能够有效地传递和承受吊装过程中的力量,另外,锚碇通过将主索的张力分散到地基上,使整个系统分布更均匀,减少了主索所受的局部应力集中,有助于系统的稳定性和耐久性。锚碇还能够提供系统抵抗外部力量的能力,例如,当系统面临风力、振动或其他外力时,锚碇能够稳固地保持主索的位置,确保吊装过程的安全性和稳定性。

本发明的工作原理是:将分离式钢箱梁的每个节段设置为多个拼装结构,将多个拼装结构逐一的吊装并进行安装,能够解决现有的钢箱梁节段施工方法的施工费用较高,还能够解决当施工场地的施工条件难以满足运输或安装更高吊装能力的缆索吊装系统或吊机时,钢箱梁节段难以完成吊装和拼装,进而导致宽钢箱梁施工难度大甚至难以进行的技术问题。

采用本发明所公开的一种分离式钢箱梁的安装施工方法具有如下技术效果:本发明通过“化整为散”再“集散为整”实现了宽度较宽的钢箱梁的施工作业,将分离式钢箱梁的每个节段设置为多个拼装结构,能够降低吊索的吊装重量,不需要采用更粗强度更高的吊索,采用常规吊索即可,使施工费用不明显增加,并且也无需进行定制化生产,不会导致施工周期的增加;另外,由于分离式钢箱梁的各个节段本身在预制的过程中也是通过将各个钢板按照设计图纸进行焊接施工而形成一个整体,本发明只是将分离式钢箱梁的各个节段的预制过程进行调整,本发明分离式钢箱梁安装完成后,本身的焊缝数量并未增加,也就是说并未增加整体的施工工序和难度,施工工期并不会有很明显的增加,与现有技术中的施工工期相差不大;而且,由于将节段进行了分离处理,单次吊装所承受的重量较小,那么主索两端固定的锚碇以及塔架均无需采用更高规格的结构,占地面积较小,不增加施工难度的同时能够适应施工场地较差的施工条件;本发明能够解决现有的钢箱梁节段施工方法的施工费用较高,还能够解决当施工场地的施工条件难以满足运输或安装更高吊装能力的缆索吊装系统或吊机时,钢箱梁节段难以完成吊装和拼装,进而导致宽钢箱梁施工难度大甚至难以进行的技术问题;具有保证桥梁的施工安全、适用、经济、高效的特点。

实施例一

随着连续梁跨径的增大,或者拱上立柱间距离的增大,为了增大桥梁的横向稳定性和抗扭能力,钢箱梁截面变得越来越宽,分离式三箱截面开始出现,请参阅图4和图5,本方案采用的分离式钢箱梁200的类型是分离式三箱钢箱梁,所述分离式三箱钢箱梁包括多个节段201,各个节段201之间通过焊接固定连接,每个节段201均包括第一钢箱215、第二钢箱207和第三钢箱208,所述第一钢箱215、第二钢箱207和第三钢箱208的延伸方向平行;

每个节段201均包括两个拼装结构,分别是第一拼装结构202和第二拼装结构203;

所述第一拼装结构202包括第一钢箱215,所述第二拼装结构203包括第二钢箱207和第三钢箱208;

那么针对本方案中的分离式三箱钢箱梁的安装施工方法包括以下步骤:

S1.1、搭建缆索吊装系统300;

请参阅图1,所述缆索吊装系统300包括两个塔架301,两个所述塔架301分别搭设于第一桥墩101和第二桥墩102旁侧的地基上,所述塔架301顶端架设有主索302,所述主索302的两端固定有锚碇303,所述锚碇303锚固于地对主索302进行两个所述塔架301之间的主索302上滑动连接有吊索304,所述吊索304能够沿主索302滑动;

S1.2、请参阅图6,取分离式三箱钢箱梁的一个节段201,用吊索304将第一拼装结构202起吊至第一连接端103的对接高程,然后将第一拼装结构202与第一连接端103栓接;然后将第二拼装结构203吊至第一连接端103的对接高程,然后将第二拼装结构203与第一连接端103栓接;将第一连接端103、第一拼装结构202以及第二拼装结构203之间的连接缝进行焊接,使第一连接端103与第一拼装结构202和第二拼装结构203形成整体的前序节段,并作为后序节段的施工基础;

S1.3、请参阅图7,取分离式三箱钢箱梁的另一个节段201,用吊索304将另一个节段201的第一拼装结构202起吊至前序节段的对接高程,然后将另一个节段201的第一拼装结构202与前序节段栓接;然后将另一个节段201的第二拼装结构203吊至前序节段的对接高程,然后将另一个节段201的第二拼装结构203与前序节段栓接;将前序节段、另一个节段201的第一拼装结构202以及第二拼装结构203之间的连接缝进行焊接,形成新的前序节段,并作为后序节段的施工基础;

S1.4、重复步骤S1.3,直至分离式三箱钢箱梁的末位节段201与第二桥墩102上安装的第二连接端104固定连接,完成分离式三箱钢箱梁的安装施工。

作为优选,请参阅图8,步骤S1.3中,另一个节段201的第一拼装结构202与前序节段中的第二拼装结构203栓接,另一个节段201的第二拼装结构203与前序节段中的第一拼装结构202栓接,然后再将前序节段、另一个节段201的第一拼装结构202以及第二拼装结构203之间的连接缝进行焊接,形成具有错缝结构的新的前序节段,并作为后序节段的施工基础。

采用错缝结构能够实现错缝焊接的技术效果,错缝焊接可以减少焊接热量的集中,减少了焊接引起的局部热变形的可能性,有助于控制整体结构的变形,提高施工质量;焊缝的错缝处理可以提高焊缝的抗裂能力,并分散焊点的应力集中,有助于提高焊接质量和焊接接头的强度。

实施例二

由于实施例一中所述分离式三箱钢箱梁包括多个节段201,并对各个节段201进行了分离,每个节段201均包括两个拼装结构,分别是第一拼装结构202和第二拼装结构203;

在拼装时,有可能会由于操作不当导致拼装精度不高的技术问题,针对这个技术问题,本方案针对实施例一中所述的分离式三箱钢箱梁的拼装结构给出了改进措施。

作为节段201内各个拼装结构的自身结构改进方案,请参阅图9和图14,所述第一拼装结构202包括第一钢箱215,所述第一钢箱215顶部具有第一面板209,所述第一面板209用于与第二拼装结构203对接的侧边缘设置有第一对接件213;

所述第二拼装结构203包括第二钢箱207和第三钢箱208,所述第二钢箱207和第三钢箱208的延伸方向平行;所述第二钢箱207和第三钢箱208顶部具有第二面板210,所述第二面板210用于与第一拼装结构202对接的侧边缘设置有第二对接件214;

所述第一对接件213能够与第二对接件214搭接,且第一对接件213在第二对接件214竖向下方。

这样,当实施实施例一中的步骤S1.2时,取分离式三箱钢箱梁的一个节段201,用吊索304将第一拼装结构202起吊至第一连接端103的对接高程,然后将第一拼装结构202与第一连接端103栓接;然后将第二拼装结构203吊至第一连接端103的对接高程,并使得第二对接件214与第一对接件213搭接后,再将第二拼装结构203与第一连接端103栓接;

然后将第一连接端103、第一拼装结构202以及第二拼装结构203之间的连接缝进行焊接,具体的,第一对接件213和第二对接件214的搭接缝有两条,一条位于第一面板209和第二面板210上方,一条位于第一面板209和第二面板210下方,两条搭接缝均需要进行焊接;

进而使第一连接端103与第一拼装结构202和第二拼装结构203形成整体的前序节段,并作为后序节段的施工基础。

当实施实施例一中的步骤S1.3时,取分离式三箱钢箱梁的另一个节段201,用吊索304将另一个节段201的第一拼装结构202起吊至前序节段的对接高程,然后将另一个节段201的第一拼装结构202与前序节段栓接;然后将另一个节段201的第二拼装结构203吊至前序节段的对接高程,并使得第二对接件214与第一对接件213搭接后,再将另一个节段201的第二拼装结构203与前序节段栓接;

然后将第二拼装结构203与将前序节段、另一个节段201的第一拼装结构202以及第二拼装结构203之间的连接缝进行焊接,具体的,第一对接件213和第二对接件214的搭接缝有两条,一条位于第一面板209和第二面板210上方,一条位于第一面板209和第二面板210下方,两条搭接缝均需要进行焊接;

进而形成新的前序节段,并作为后序节段的施工基础。

具体的,上述高程误差在3mm以内。

本方案能够使第二拼装结构吊装时,能够更容易进行定位,能够降低第一拼装结构与第二拼装结构之间的高程误差,避免由于人工判断误差,造成第二拼装结构的顶面标高与第一拼装结构的顶面标高误差较大,进而导致拼装精度不高的技术问题。

实施例三

作为对实施例一中技术方案的改进,本方案提供了分离式三箱钢箱梁节段201分离的另一种实现方式,请参阅图10,所述分离式三箱钢箱梁包括多个节段201,各个节段201之间通过焊接固定连接,每个节段201均包括第一钢箱215、第二钢箱207和第三钢箱208,所述第一钢箱215、第二钢箱207和第三钢箱208的延伸方向平行;

每个所述节段201均包括第三拼装结构204、第四拼装结构205和第五拼装结构206,所述第三拼装结构204包括第一钢箱215,所述第四拼装结构205包括第二钢箱207,所述第五拼装结构206包括第三钢箱208,

那么针对本方案中的分离式三箱钢箱梁的安装施工方法包括以下步骤:

S2.1、搭建缆索吊装系统300;

请参阅图1,所述缆索吊装系统300包括两个塔架301,两个所述塔架301分别搭设于第一桥墩101和第二桥墩102旁侧的地基上,所述塔架301顶端架设有主索302,所述主索302的两端固定有锚碇303,所述锚碇303锚固于地对主索302进行两个所述塔架301之间的主索302上滑动连接有吊索304,所述吊索304能够沿主索302滑动;

S2.2、请参阅图11,取分离式三箱钢箱梁的一个节段201,用吊索304将第三拼装结构204起吊至第一连接端103的对接高程,然后将第三拼装结构204与第一连接端103栓接;然后将第四拼装结构205吊至第一连接端103的对接高程,然后将第四拼装结构205与第一连接端103栓接;然后将第五拼装结构206吊至第一连接端103的对接高程,然后将第五拼装结构206与第一连接端103栓接;

将第一连接端103、第三拼装结构204、第四拼装结构205以及第五拼装结构206之间的连接缝进行焊接,使第一连接端103与第三拼装结构204、第四拼装结构205以及第五拼装结构206形成整体的前序节段,并作为后序节段的施工基础;

S2.3、请参阅图12,取分离式三箱钢箱梁的另一个节段201,用吊索304将另一个节段201的第三拼装结构204起吊至前序节段的对接高程,然后将另一个节段201的第三拼装结构204与前序节段栓接;然后将另一个节段201的第四拼装结构205吊至前序节段的对接高程,然后将另一个节段201的第四拼装结构205与前序节段栓接;然后将另一个节段201的第五拼装结构206吊至前序节段的对接高程,然后将另一个节段201的第五拼装结构206与前序节段栓接;

将前序节段、另一个节段201的第三拼装结构204、第四拼装结构205以及第五拼装结构206之间的连接缝进行焊接,形成新的前序节段,并作为后序节段的施工基础;

S2.4、重复步骤S2.3,直至分离式三箱钢箱梁的末位节段201与第二桥墩102上安装的第二连接端104固定连接,完成分离式三箱钢箱梁的安装施工。

这样能够进一步的减轻缆索吊装系统单次吊装的载重量,进一步的降低吊索的吊装重量,不需要采用更粗强度更高的吊索,采用常规吊索即可,使施工费用不明显增加,并且也无需进行定制化生产,不会导致施工周期的增加;主索两端固定的锚碇以及塔架均无需采用更高规格的结构,占地面积较小,不增加施工难度的同时能够适应施工场地较差的施工条件。

实施例四

由于实施例三中所述分离式三箱钢箱梁包括多个节段201,并对各个节段201进行了分离,每个节段201均包括第三拼装结构204、第四拼装结构205和第五拼装结构206,所述第三拼装结构204包括第一钢箱215,所述第四拼装结构205包括第二钢箱207,所述第五拼装结构206包括第三钢箱208;

在拼装时,有可能会由于操作不当导致拼装精度不高的技术问题,针对这个技术问题,本方案针对实施例三中所述的分离式三箱钢箱梁的拼装结构给出了改进措施。

作为节段201内各个拼装结构的自身结构改进方案,请参阅图13和图14,所述第三拼装结构204包括第一钢箱215,所述第一钢箱215顶部具有第一面板209,所述第一面板209用于与第四拼装结构205对接的侧边缘设置有第一对接件213;

所述第四拼装结构205包括第二钢箱207,所述第二钢箱207顶部具有第三面板211,所述第三面板211用于与第三拼装结构204对接的侧边缘设置有第二对接件214;所述第三面板211用于与第五拼装结构206对接的侧边缘设置有第一对接件213;

所述第五拼装结构206包括第三钢箱208,所述第三钢箱208顶部具有第四面板212,所述第四面板212用于与第四拼装结构205对接的侧边缘设置有第二对接件214;

所述第一对接件213能够与第二对接件214搭接,且第一对接件213在第二对接件214竖向下方。

这样,当实施实施例一中的步骤S2.2时,取分离式三箱钢箱梁的一个节段201,用吊索304将第三拼装结构204起吊至第一连接端103的对接高程,然后将第三拼装结构204与第一连接端103栓接;然后将第四拼装结构205吊至第一连接端103的对接高程,并使得第二对接件214与第一对接件213搭接后,再将第四拼装结构205与第一连接端103栓接;

然后将第五拼装结构206吊至第一连接端103的对接高程,并使得第二对接件214与第一对接件213搭接后,再将第五拼装结构206与第一连接端103栓接;

将第一连接端103、第三拼装结构204、第四拼装结构205以及第五拼装结构206之间的连接缝进行焊接,具体的,第一对接件213和第二对接件214的搭接缝有两条,一条位于第一面板209和第二面板210上方,一条位于第一面板209和第二面板210下方,两条搭接缝均需要进行焊接;

进而使第一连接端103与第三拼装结构204、第四拼装结构205以及第五拼装结构206形成整体的前序节段,并作为后序节段的施工基础;

当实施实施例一中的步骤S2.3时,取分离式三箱钢箱梁的另一个节段201,用吊索304将另一个节段201的第一拼装结构202起吊至前序节段的对接高程,然后将另一个节段201的第三拼装结构204与前序节段栓接;

然后将另一个节段201的第四拼装结构205吊至前序节段的对接高程,并使得第二对接件214与第一对接件213搭接后,再将另一个节段201的第四拼装结构205与前序节段栓接;

然后将另一个节段201的第五拼装结构206吊至前序节段的对接高程,并使得第二对接件214与第一对接件213搭接后,再将另一个节段201的第五拼装结构206与前序节段栓接;

将前序节段、另一个节段201的第三拼装结构204、第四拼装结构205以及第五拼装结构206之间的连接缝进行焊接,具体的,第一对接件213和第二对接件214的搭接缝有两条,一条位于第一面板209和第二面板210上方,一条位于第一面板209和第二面板210下方,两条搭接缝均需要进行焊接;

进而形成新的前序节段,并作为后序节段的施工基础。

具体的,上述高程误差在3mm以内。

本方案能够使第四拼装结构和第五拼装结构吊装时,能够更容易进行定位,能够降低第四拼装结构与第三拼装结构、以及第五拼装结构与第四拼装结构之间的高程误差,避免由于人工判断误差,造成第四拼装结构的顶面标高与第三拼装结构的顶面标高、以及第五拼装结构的顶面标高与第四拼装结构的顶面标高误差较大,进而导致拼装精度不高的技术问题。

第二方面,请参阅图4和图5,本发明还公开了一种分离式三箱钢箱梁,包括多个节段201,多个节段201之间通过焊接固定连接,每个节段201均包括第一钢箱215、第二钢箱207和第三钢箱208,所述第一钢箱215、第二钢箱207和第三钢箱208的延伸方向平行;

每个节段201均包括两个拼装结构,分别是第一拼装结构202和第二拼装结构203;

所述第一拼装结构202包括第一钢箱215,所述第一钢箱215顶部具有第一面板209;

所述第二拼装结构203包括第二钢箱207和第三钢箱208,所述第二钢箱207和第三钢箱208顶部具有第二面板210;

所述第一面板209与第二面板210的侧边缘焊接,焊接后第一面板209和第二面板210表面位于同一平面上。

作为优选,请参阅图8,分离式三箱钢箱梁中两个相邻节段201中后序节段的第一拼装结构202与前序节段中的第二拼装结构203固定连接,后序节段的第二拼装结构203与前序节段中的第一拼装结构202固定连接;后序节段中第一拼装结构202与第二拼装结构203之间的对接缝与前序节段中第一拼装结构202与第二拼装结构203之间的对接缝不重合,具有错位的位置关系。

采用错缝的方式能够实现错缝焊接的技术效果,错缝焊接可以减少焊接热量的集中,减少了焊接引起的局部热变形的可能性,有助于控制整体结构的变形,提高施工质量;焊缝的错缝处理可以提高焊缝的抗裂能力,并分散焊点的应力集中,有助于提高焊接质量和焊接接头的强度。

作为优选,请参阅图9和图14,所述第一面板209用于与第二拼装结构203对接的侧边缘设置有第一对接件213;所述第二面板210用于与第一拼装结构202对接的侧边缘设置有第二对接件214;

所述第一对接件213能够与第二对接件214搭接,且第一对接件213在第二对接件214竖向下方。

这样能够使第二拼装结构203吊装时,能够更容易进行定位,能够降低第一拼装结构202与第二拼装结构203之间的高程误差,避免由于人工判断误差,造成第二拼装结构203的顶面标高与第一拼装结构202的顶面标高误差较大,进而导致拼装精度不高的技术问题。

可以理解,本发明是通过一些实施例进行描述的,本领域技术人员知悉的,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。在本发明的教导下,可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。本发明所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。因此,本发明不受此处所公开的具体实施例的限制,基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

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