[發明專利]大跨度鐵路鋼桁梁橋懸臂架設超高承重支架柔性抄墊裝置

有效

• 申請號: 202110176903.5
• 申請日: 2021-02-07
• 公開（公告）號: CN112921828B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 張偉;曹晗;謝露;丁仕洪;郭曉;崔洪巖;王炳巖;黃晨東;康志凱;歐陽石;丁鶴;高金平
• 申請（專利權）人: 中鐵四局集團有限公司;中鐵四局集團鋼結構建筑有限公司
• 主分類號: E01D21/10
• 分類號: E01D21/10;E01D21/00
• 代理公司: 北京元本知識產權代理事務所(普通合伙) 11308
• 代理人: 王紅霞

本發明公開了大跨度鐵路鋼桁梁橋懸臂架設超高承重支架柔性抄墊裝置，包括自下而上依次連接的底部結構、楔形鋼板、橡膠支座、頂部結構，所述底部結構包括依次連接的第一抄墊鋼板、鑄鋼板，所述橡膠支座包括自下而成依次連接的第二抄墊鋼板、橡膠墊、第三抄墊鋼板，所述第一抄墊鋼板、第二抄墊鋼板、第三抄墊鋼板均采用三層鋼板。本發明裝置中含板式橡膠支座及楔形鋼板，以此解決偏心及轉角的問題，同時還具有安全度高、抄墊成本低、適應性強的優勢。

技術領域

本發明屬于橋梁設計領域，尤其涉及大跨度鐵路鋼桁梁橋懸臂架設超高承重支架柔性抄墊裝置。

背景技術

山區大跨度鐵路橋多為懸索橋及斜拉橋，索結構施工難度大，后期維護成本高。大跨度連續鋼桁梁結構將越來越多應用于山區橋梁，鋼結構材料輕質高強，跨越能力大，具有較好的塑性和韌性，在跨越江河、山谷及既有線路的橋梁具有較大的優勢。

鋼桁梁結構施工根據施工現場條件一般可選用吊索塔架懸臂架設和支架法懸臂架設。當地基條件允許，采用支架法懸臂架設時，由于支架高度和風荷載效應更小，施工方案更為節省和安全，是一種可廣泛推廣的架設方法，已知采用支架法懸拼架設合龍的特大橋有：玉磨鐵路元江特大橋、成貴鐵路五通岷江特大橋、廈深鐵路榕江特大橋等。

玉磨鐵路元江特大橋采用（108+151.5+249+151.5+108）m上承式連續鋼桁梁結構，鋼桁梁全長為768m，總重約為20188t，是我國首次建造大跨度上承式連續鋼桁梁鐵路橋。主跨跨度249m，桁高由16m漸變至36m，主墩高度154m，橋梁結構高度203m，以上指標在世界鐵路橋梁建設領域均居于首位。

元江特大橋跨越紅河深切河谷，采用支架法雙向對稱懸臂架設施工，并最終在跨中合龍。架設現場山高坡陡溝深，地形地貌復雜，施工難度巨大，全橋設置11處鋼支架，其中次邊跨（跨度151.5米）僅在中點位置處設置110m和130m的超高臨時支墩，鋼桁梁距紅河水面高220米，結構受峽谷風荷載效應明顯。次邊跨懸臂長度達81米，在超高墩支點位置產生較大偏心和轉角，是支架法懸臂架設施工中需要應對的難題。

成貴鐵路五通岷江特大橋采用（140m+224m+140m）下承式連續鋼桁梁結構，主橋采用變桁高雙主桁連續鋼桁梁結構形式，雙主桁為2N型和K型組合桁架，桁寬14m，下弦采用變截面設計，邊跨端部及跨中桁高16m，中支點桁高32m，節間長度均為14m，全橋共36個節間，重約12600噸。

成貴鐵路五通岷江特大橋在已建成通車的樂宜高速五通岷江公路大橋上游1.63公里處跨越岷江，架設之初，利用枯水期完成筑島、鋼棧橋、輔助支架施工，全橋設置12處臨時鋼支架，采用支架法雙向對稱懸臂架設施工，并最終在跨中合龍。

廈深鐵路榕江特大橋采用（110m+220m+220m+110m）鋼桁梁柔性拱是廈深鐵路的重點控制工程，主橋鋼桁梁的總重量約16000噸，采用支架法懸臂架設并最終在跨中合龍。

采用支架法懸臂架設，借助臨時墩懸拼時，鋼梁下撓引起偏心受力，對主輔結構不利。具體來說，支架法懸臂架設時，鋼桁梁懸臂端會在支架支承位置產生偏心彎矩以及轉角，支架的抄墊裝置需考慮處理偏心及轉角造成的豎向傳力不均以及局部應力集中的問題。

抄墊裝置作為鋼橋與承重之間的傳力部件，常用做法有兩種：純鋼板抄墊及定制的橋梁鉸支座。

純鋼板抄墊，抄墊投入成本低，但無法很好解決偏心彎矩以及轉角問題，豎向力傳遞集中與懸臂一側，同時由于轉角，支架實際支承面積窄，支架單側（或構件單側）受力過大，支架投入成本因此增大，整體方案費用反而增加。實際施工中，抄墊鋼板不平整，可能導致橋梁與抄墊間傳力存在“點對點”，局部應過大，安全風險較高。

采用橋梁鉸支座抄墊可有效解決豎向力偏心的問題，同時適應轉角，但橋梁鉸支座施工成本較高，重復利用難度大，使用條件苛刻。