本发明涉及梁拱组合桥梁领域，具体涉及梁拱组合桥的双挂扣施工方法。
背景技术：
1、随着西部高速公路的不断建设和延伸，高速公路建设已进入崇山峻岭、峡谷河流和地质条件更为复杂的地带。跨越v型河谷的大跨径桥梁成为西部地区高速公路的关键性工程，成为整个工程工期和造价的控制性因素。
2、而梁拱组合桥梁采用上弦梁和下弦拱的组合形式，通过下弦拱为上弦梁提供支撑，减少了跨中下挠的现象，提高了最大跨径，同时减轻了自重，提高了经济性。
3、针对梁拱组合桥梁的，本公司研究出多种施工方案，初始方案为：优先施工下弦拱，并在下弦拱上安装扣索，在下弦拱上搭设支架，然后在支架上完成上弦梁的施工，这会加大下弦拱承受的荷载，增加安全隐患，同时，需要严格控制上弦梁和下弦拱的施工进度，保证扣索拉力和上弦梁荷载之间的平衡，从而保证施工的安全性。但是在实际操作中，受各种外界因素影响(材料运输、恶劣天气和上级检查)，往往难以严格控制上弦梁和下弦拱的施工进度。
技术实现思路
1、本发明意在提供梁拱组合桥的双挂扣施工方法，使上弦梁和下弦拱的受力体系相互独立，避免上弦梁和下弦拱的施工进度影响受力平衡。
2、为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：梁拱组合桥的双挂扣施工方法，梁拱组合桥梁包括上弦梁和下弦拱，上弦梁和下弦拱均采用挂篮施工，从桥墩中轴线向桥墩两侧悬臂施工，上弦梁一端和下弦拱拱脚均和桥墩连接，上弦梁另一端和下弦拱拱顶合拢，上弦梁和下弦拱均分为若干节段进行浇筑；
3、包括以下步骤：
4、步骤一、完成桥墩施工，在桥墩顶部浇筑上弦梁0#段，在上弦梁0#段上安装挂篮，
5、步骤二、采用挂篮分节段浇筑上弦梁和下弦拱；同时，在上弦梁0#段上搭设临时索塔，临时索塔上安装若干上扣索，上弦梁的每个节段分别和两个上扣索下端连接；同时，在每个下弦拱的节段上安装下扣索，下扣索中部穿过桥墩；
6、步骤三、拆除下弦拱上的挂篮，使用上弦梁上的挂篮浇筑合拢段。
7、本方案的有益效果为：
8、1.上弦梁在施工过程中，通过上扣索和索塔连接，从而将上弦梁悬臂段的重量通过索塔竖向传递给桥墩；相较于在下弦拱上搭设支架作为支撑，本方案避免了上弦梁受力体系对下弦拱的影响，使上弦梁和下弦拱的受力体系相互独立，减小了下弦拱的承载荷载，无需严格控制上弦梁和下弦拱的施工进度，也能保证受力体系的平衡。
9、2.本方案安装索塔，通过上扣索对上弦梁产生向上的拉力，防止了上弦梁悬臂段下扰，下扰表示向下变形，因此无需通过钢绞线施加纵向的临时预应力来防止上弦梁悬臂段下扰，同时，施加临时预应力方向为纵向，而上扣索的拉力能分解为纵向和竖向两个方向，因此临时预应力抵抗上弦梁竖向重力的效果远不如上扣索拉力效果好，上扣索拉力防止上弦梁悬臂段下扰的效果更好。
10、3.相较于在下弦拱上搭设支架作为支撑，下扣索在支架之间穿插设置；本方案中采用上扣索取代支架进行支撑，上扣索和下扣索分别设置，在空间上没有交叉，没有视线的遮挡，不仅便于安装，也便于检修和替换。
11、进一步的，临时索塔包括下部塔和上部塔，下部塔固定在上弦梁0#段上，上部塔包括若干对拉单元，若干对拉单元竖向排列，上部塔上的对拉单元数量随上弦梁的施工进度而增加。
12、进一步的，拉单元均包括矩形框架，矩形框架平行于上扣索的两面分别设有两个水平拉杆，水平拉杆两端分别和一个上扣索的端部等高，水平拉杆的数量和索塔单侧的上扣索数量相同；矩形框架平行于上扣索的两面均设有桁架片；
13、步骤二中，上弦梁每浇筑两个节段，在临时索塔上端新安装一个对拉单元。
14、进一步的，下部塔包括若干桁架单元，相邻桁架单元的上下端通过螺栓连接，每个桁架单元均也包括矩形框架，矩形框架的四个侧面均设有桁架片；
15、步骤二中，在上弦梁0#段上依次向上安装桁架单元，直至第一根上扣索和水平线的夹角能大于30°。
16、进一步的，挂篮分为上弦挂篮和下弦挂篮，上弦挂篮和下弦挂篮均包括行走系统、主桁系统、悬挂系统和底篮系统，行走系统安装在上弦梁或下弦拱的上表面，主桁系统安装在行走系统上并向悬臂端方向延伸，悬挂系统上端和主桁系统可拆卸连接，悬挂系统下端和底篮系统连接，底篮系统作为支撑平台承受施工荷载；
17、步骤二中，采用挂篮分节段浇筑上弦梁和下弦拱的方法为：
18、步骤2.1使用上弦挂篮浇筑上弦梁1#段，在上弦挂篮的主桁系统上安装起重系统，起重系统能带动底篮系统向下移动，拆除悬挂系统上端和主桁系统的连接；
19、步骤2.2、起重系统带动底篮系统向下移动至下弦拱拱脚位置，接长悬挂系统上端，使悬挂系统上端和上弦挂篮主桁系统的连接，以底篮系统为支撑浇筑下弦拱1#段；
20、步骤2.3、上弦挂篮的行走系统带动主桁系统、起重系统、悬挂系统和底篮系统一起向前移动，以底篮系统为支撑浇筑下弦拱2#段；
21、步骤2.4、在下弦拱1#段和2#段上安装下弦挂篮的行走系统和主桁系统，将下弦挂篮的主桁系统和上弦挂篮的悬挂系统上端连接，上弦挂篮的悬挂系统和底篮系统转换为下弦挂篮的悬挂系统和底篮系统；
22、步骤2.5、使用下弦挂篮浇筑下弦拱3#段，重新安装上弦挂篮的悬挂系统和底篮系统，使用上弦挂篮浇筑上弦梁2#段；
23、步骤2.6、浇筑上弦梁和下弦拱剩余节段，直至下弦拱的合拢段的上一节段。
24、进一步的，起重系统包括若干电动葫芦；
25、步骤2.1中，桥墩施工过程中，预留水平设置的下弦拱0#段，电动葫芦上端均连接在上弦挂篮的主桁系统上，电动葫芦下端均挂在底篮系统上；
26、步骤2.2中，电动葫芦带动底篮系统向下移动过程中，悬挂系统上端临时固定在电葫芦的钢索上；电动葫芦带动底篮系统向下移动后，在底篮系统上搭设下弦拱1#段的模板，底篮系统和下弦拱1#段的模板可拆卸连接，下弦拱1#段的模板和下弦拱0#段连接。
27、进一步的，上弦挂篮的悬挂系统包括若干悬挂单元，若干悬挂单元均包括吊杆和接长杆，吊杆上下两端分别设有上连接件和下连接件，吊杆上端穿过上弦挂篮的主桁系统并和上连接件螺纹连接，上连接件支撑在主桁系统上；
28、步骤2.2中，拆除上连接件，通过铁丝将吊杆和电葫芦的钢索临时固定，电动葫芦带动底篮系统向下移动，接长杆上端穿过上弦挂篮的主桁系统并和上连接件螺纹连接，上连接件支撑在主桁系统上，在接长杆下端螺纹连接接长连接件，接长连接件下端和吊杆上端螺纹连接，拆除吊杆和电葫芦的钢索上的铁丝。
29、进一步的，吊杆和接长杆的螺纹方向相同，接长连接件的下端焊有转换垫块，吊杆上端能穿过转换垫块；上弦挂篮和下弦挂篮的主桁系统均包括主桁架，主桁架上设有前横梁和后横梁，前横梁或后横梁均由两根平行的工字钢组成，两根工字钢的间距小于转换垫块的宽度；上弦挂篮的底篮系统包括前挑梁和后挑梁，前挑梁和后挑梁之间设有若干纵向梁；若干纵向梁一端均和前挑梁铰接，后挑梁上设有若干水平设置的支撑管，纵向梁另一端均支撑在支撑管上，纵向梁另一端能够在支撑管上滑动；
30、步骤2.4中，上弦挂篮的悬挂系统和底篮系统转换为下弦挂篮的悬挂系统和底篮系统的方法为：
31、步骤2.4.1、安装下弦挂篮的主桁系统的过程中，使上弦挂篮的吊杆穿过下弦挂篮的前横梁或后横梁，将电动葫芦上端均挂在前横梁或后横梁上，电动葫芦下端均挂在前挑梁或后挑梁上；
32、步骤2.4.2、旋转接长连接件，使接长连接件下端的转换垫块支撑在下弦挂篮的主桁系统上，取下接长杆上端的上连接件，旋转接长杆，使接长杆下端和接长连接件脱离，取下接长杆和电动葫芦。
33、进一步的，转换垫块上开有四个条形螺栓孔，每个螺栓孔内均能安装一个限位螺栓；
34、步骤2.4.2中，转换垫块支撑在下弦挂篮的主桁系统的前横梁或后横梁上，在转换垫块上安装四个限位螺栓，四个限位螺栓均布并贴合在前横梁或后横梁的两侧，从而限制组成前横梁或后横梁的两个工字钢之间的间距。
35、本方案还有以下效果：
36、1.将上部塔分为若干对拉单元，无需一次性安装完毕，根据所需上扣索的数量进行安装即可，每施工两个上扣索，安装一个对拉单元；通过水平拉杆平衡索塔两侧上扣索拉力的水平分力，每组上扣索对应一个水平拉杆，避免减小拉力对对拉单元其他位置的影响，避免拉力使矩形框架产生弯矩，避免应力集中在局部区域，从而提高对拉单元的耐久性。
37、2.本方案中，上弦挂篮的前进方向为上弦梁的悬臂端方向，在上弦梁0#段上搭设上弦挂篮，然后通过起重系统将上弦挂篮的底篮下放至下弦拱拱脚位置，为下弦拱1#段的浇筑提供平台，相较于直接在下弦拱的拱脚位置搭设平台，本方案在上弦梁0#段上搭设上弦挂篮，有足够的操作空间和落脚点，不必担心踩空掉落，操作起来更加安全，以便更加安全地施工下弦拱1#段。
38、3.桥墩顶部能够为上弦挂篮提供足够支撑力，相较于现有技术，不必搭设悬挑平台，施工过程更加安全、迅速，以便高效地施工下弦拱1#段。
39、4.浇筑下弦拱2#段后，搭设下弦挂篮，通过下弦挂篮的主桁系统为底篮系统提供支撑，从而将上弦挂篮的底篮系统变换到下弦挂篮上，免去下弦挂篮重新安装底篮系统的繁琐步骤，提高了下弦拱施工效率。
40、5.为方便下弦拱的材料吊装，保证下弦拱的施工空间，下弦拱的施工进度通常需要先于上弦梁几个节段；下弦拱的施工进度决定了整体的施工进度，因此，本方案中，直接将上弦挂篮的底篮系统变换到下弦挂篮上，让下弦拱提前开始施工，而上弦梁趁机重新安装悬挂系统和底篮系统，安装完成后，上弦梁恰好落后下弦拱几个节段，随后上弦梁和下弦拱同步向悬臂端施工，既能保证施工进度，又能保证下弦拱的施工空间。
41、6.桥墩施工过程中，预留水平设置的下弦拱0#段，为下弦拱1#段的模板预留连接位置。
42、7.相较于使用千斤顶带动吊杆向下移动，本方案使用电动葫芦带动底篮系统向下移动，更加迅速快捷；
43、此外，在高桥墩上施工时，风荷载较大，吊杆下端呈自由状态，晃动剧烈；底篮系统在下移过程中，吊杆承受的风荷载逐渐变大，吊杆晃动更加剧烈，容易变形损坏；本方案中，电动葫芦的钢索相较于吊杆的柔韧性更好，在风荷载中即使变形也能复原，吊杆上端不再固定，吊杆随钢索一起晃动，因此不易变形；当底篮系统达到下弦拱拱脚位置并通过模板和下弦拱0#段连接后，底篮系统在下弦拱0#段的支撑下趋向于稳定，此时吊杆下端受风荷载影响的晃动减小，此时使用接长杆接长吊杆，吊杆不易变形。
44、8.步骤2.4中，由于吊杆为主要承重部件，若突然断开吊杆和接长杆的连接，则电动葫芦的钢索变为主要承重部件，钢索受力增加而变长，容易使电动葫芦受到冲击而损坏；若要先将吊杆个下弦挂篮的主桁系统固定，仍然需要先断开吊杆和接长杆的连接，以便将上连接件和吊杆上端连接；
45、而本方案中，在不断开吊杆和接长杆的前提下，将上弦挂篮的底篮系统转换到下弦挂篮上，并通过特殊设置的接长连接件实现这一功能，接长连接件既能够连接吊杆和接长杆，又能够作为螺母和垫块支撑在下弦挂篮上。
46、具体的，本方案中，由于前横梁或后横梁均由两根工字钢组合而成，因此在焊接前横梁时，使吊杆位于两根工字钢之间，即可实现吊杆穿过前横梁或后横梁的效果，无需断开吊杆和接长杆；然后，通过旋转接长连接件，使接长连接件向下移动，直至接长连接件下端的转换垫块支撑在下弦挂篮的前横梁或后横梁上，此时吊杆和加长杆依旧通过接长连接件保持连接，提前实现承重部位的转换，此时，再断开吊杆和接长杆的连接，便不会由于承重部位转换而对电动葫芦或其他能够受力的部位产生较大冲击。
47、本方案中的接长连接件不是简单的螺母和垫块的组合，接长连接件需要有足够的长度，不仅能够同时连接吊杆和接长杆，还能够向下移动一端距离后使转换垫块和前挑梁或后挑梁接触，并同时保持和接长杆的连接。最后通过旋转接长杆，使接长杆下端和接长连接件脱离。
48、9.步骤2.1中，对吊杆上端和上弦挂篮的前横梁或后横梁的连接位置作定位标记；
49、步骤2.2中，接长杆和上弦挂篮的前横梁或后横梁的连接位置也在定位标记处，安装接长杆时，采用塔吊固定接长杆上端，此时接长杆在重力作用下保持垂直，只有当无风时，吊杆才会同样保持垂直，接长杆下端才能和吊杆上端对齐并连接，然后校验吊杆和接长杆是否在同一直线上，及时调整；由于吊杆下端和底篮系统的前挑梁或后挑梁的连接位置不变，从而保证接长杆和吊杆无风状态下始终保持垂直状态，无风状态下的受力方向始终为杆件轴向，无偏心力，进而保证接长杆和吊杆的承载荷载的能力。
50、桥墩的高度越高，风荷载越大，由于吊杆加上接长杆后长度较大，受风荷载影响更大；本方案中所述的垂直度，只能保证无风状态的垂直，不可能时刻垂直，因此，不可能每次都等到风停了再检测垂直度，只能保证吊杆上端始终处于固定状态，从而使垂直度不变。
51、而本方案中的步骤2.4中，在将吊杆上端和下线挂篮的前横梁固定之前，吊杆和接长吊杆始终保持连接，防止吊杆上端由于失去连接而改变垂直度，从而保证上弦挂篮和下弦挂篮的中轴线竖向对齐，进而保证浇筑出的上弦梁和下弦拱的中轴线竖向对齐，防止上弦梁的荷载对下弦拱产生偏心力。
52、10.上弦梁滞后下弦拱2个节段同步推进施工，以便为下弦拱留出足够的作业空间，防止支架和下弦挂篮发生干涉，防止在吊装下弦拱的材料时和上弦梁发生碰撞；同时保证结构的稳定性。
53、11.在步骤2.2中，起重系统带动底栏系统向下移动时，由于下弦拱底部倾斜，需要使底栏系统中的纵向梁也同样倾斜，将下弦拱的模板支撑在纵向梁上，
54、若纵向梁和前挑梁以及后挑梁的两个连接位置固定，则纵向梁倾斜之后，前挑梁和后挑梁之间的水平距离减小，从而导致与前挑梁和后挑梁连接的吊杆下端的距离减小，从而导致吊杆发生倾斜，操作人员无论无何调整，也无法使所有的吊杆同时保持垂直状态，会导致一下不利效果：
55、a.此时操作人员无法通过吊杆是否垂直来判断是否有风，从而无法及时根据是否有风来调整底栏系统上的下弦拱的模板的施工进度，进而降低了下弦拱的模板的施工精度。
56、b.步骤2.4中，安装下弦挂篮的主桁架时，主桁架上的前横梁和后横梁的两个工字钢将吊杆夹紧，以防止吊杆晃动，然而当吊杆不再垂直之后，两个工字钢将吊杆夹紧会将吊杆上端扳回垂直状态，而吊杆下端依旧倾斜，从而使吊杆变形，内部存在较大内力，进而降低了吊杆的耐久度。
57、而本方案中，纵向梁一端和前挑梁铰接，另一端和后挑梁滑动连接(可通过在接触面涂抹润滑油来保证滑动)，从而使纵向梁在倾斜时不会改变前挑梁和后挑梁之间的水平距离，时吊杆依旧能够在重力作用下保持垂直；
58、对于不利效果a，能使操作人员通过吊杆是否垂直来判断是否有风，从而保证下弦拱的模板的施工精度；对于不利效果b，能避免吊杆产生内力，从而保证吊杆的耐久度。
59、12.对于效果11，在调整纵向梁倾斜度的过程中，若由于纵向梁和后挑梁之间的接触面的润滑油不足导致摩擦力增大、滑动异常，或由于纵向梁和前挑梁之间的铰接位置生锈导致摩擦力增大、转动异常，或由于在之前的混凝土的浇筑中，混凝土掉落在纵向梁和前挑梁或后挑梁之间的连接位置，从而导致吊杆无法保持垂直。而此时通过组成前挑梁或后挑梁的两个工字钢夹紧吊杆，即可为纵向梁克服摩擦力提供反作用力；当吊杆连接位置位于工字钢端部附近时，工字钢端部由于悬臂效果容易变形，吊杆倾斜时容易将两个工字钢之间的间距扩大，工字钢无法夹紧吊杆，从而使吊杆无法保持垂直；而本方案采用限位螺栓对两个工字钢之间的间距进行限制，从而保证两个工字钢能够夹紧吊杆而间距尽可能不被扩大。
1.梁拱组合桥的双挂扣施工方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的梁拱组合桥的双挂扣施工方法，其特征在于：临时索塔包括下部塔和上部塔，下部塔固定在上弦梁0#段上，上部塔包括若干对拉单元，若干对拉单元竖向排列，上部塔上的对拉单元数量随上弦梁的施工进度而增加。
3.根据权利要求2所述的梁拱组合桥的双挂扣施工方法，其特征在于：对拉单元均包括矩形框架，矩形框架平行于上扣索的两面分别设有两个水平拉杆，水平拉杆两端分别和一个上扣索的端部等高，水平拉杆的数量和索塔单侧的上扣索数量相同；矩形框架平行于上扣索的两面均设有桁架片；
4.根据权利要求3所述的梁拱组合桥的双挂扣施工方法，其特征在于：下部塔包括若干桁架单元，相邻桁架单元的上下端通过螺栓连接，每个桁架单元均也包括矩形框架，矩形框架的四个侧面均设有桁架片；
5.根据权利要求4所述的梁拱组合桥的双挂扣施工方法，其特征在于：挂篮分为上弦挂篮和下弦挂篮，上弦挂篮和下弦挂篮均包括行走系统、主桁系统、悬挂系统和底篮系统，行走系统安装在上弦梁或下弦拱的上表面，主桁系统安装在行走系统上并向悬臂端方向延伸，悬挂系统上端和主桁系统可拆卸连接，悬挂系统下端和底篮系统连接，底篮系统作为支撑平台承受施工荷载；
6.根据权利要求5所述的梁拱组合桥的双挂扣施工方法，其特征在于：起重系统包括若干电动葫芦；
7.根据权利要求6所述的梁拱组合桥的双挂扣施工方法，其特征在于：上弦挂篮的悬挂系统包括若干悬挂单元，若干悬挂单元均包括吊杆和接长杆，吊杆上下两端分别设有上连接件和下连接件，吊杆上端穿过上弦挂篮的主桁系统并和上连接件螺纹连接，上连接件支撑在主桁系统上；
8.根据权利要求7所述的梁拱组合桥的双挂扣施工方法，其特征在于：吊杆和接长杆的螺纹方向相同，接长连接件的下端焊有转换垫块，吊杆上端能穿过转换垫块；上弦挂篮和下弦挂篮的主桁系统均包括主桁架，主桁架上设有前横梁和后横梁，前横梁或后横梁均由两根平行的工字钢组成，两根工字钢的间距小于转换垫块的宽度；上弦挂篮的底篮系统包括前挑梁和后挑梁，前挑梁和后挑梁之间设有若干纵向梁；若干纵向梁一端均和前挑梁铰接，后挑梁上设有若干水平设置的支撑管，纵向梁另一端均支撑在支撑管上，纵向梁另一端能够在支撑管上滑动；
9.根据权利要求8所述的梁拱组合桥的双挂扣施工方法，其特征在于：转换垫块上开有四个条形螺栓孔，每个螺栓孔内均能安装一个限位螺栓；
