CN101446067A - 大跨度钢箱提篮拱桥y构施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大跨度钢箱提篮拱桥Y构施工方法，它先确定预应力混凝土空间结构体系的结构型式、前后悬臂梁的纵桥向倾角和横桥向倾角、线型及断面形式，并划分施工块，再确定满堂现浇支架结构形式，根据前后悬臂梁的内倾角度确定模板体系、根据前后悬臂梁的断面形式确定线型控制方法，依次浇筑各分块混凝土，最后形成预应力混凝土空间结构体系。本发明不仅满足Y构施工，而且可以控制Y构的结构线形，从而具有提高质量控制能力、保证施工安全、降低施工成本、加快施工进度的优点。通过本发明施工的重庆菜园坝长江大桥大型预应力混凝土空间结构体系(Y构)，完全满足规范，各项技术、经济指标均达到了设计要求，体现了其高效的特点。

Description

大跨度钢箱提篮拱桥Y构施工方法

技术领域

本发明涉及大桥施工方法，尤其是涉及一种采用大型混凝土结构满堂支架浇筑及其空间结构体系模板安装和线型控制方法的大跨度钢箱提篮拱桥Y构施工方法。

背景技术

随着我国的经济发展，需要修建的大跨度桥梁也越来越多，桥梁的结构形式也越来越新颖。Y型刚构是一大型空间预应力混凝土结构，结构受力复杂，施工难度高，用传统的平面支架和模板无法满足施工要求。要实现现场浇筑施工，必须要有不同于满堂现浇支架和抵抗横向倾覆能力的模板体系及线型控制技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以控制Y型刚构线形和工程质量从而提高质量控制能力、保证施工安全、降低施工成本、加快施工进度的大跨度钢箱提篮拱桥Y构施工方法。

本发明的目的是这样实现的：

一种大跨度钢箱提蓝拱桥Y型刚构施工方法，特征是：

1、首先确定Y型刚构的结构形式：预应力钢筋混凝土Y型刚构由前悬臂梁、后悬臂梁、中横梁、前次横梁、后次横梁、前主横梁、后主横梁、系杆锚固件及刚构-拱结合段组成，先确定前悬臂梁和后悬臂梁的纵桥向倾角和横桥向倾角及断面形式以及前次横梁、后次横梁的连接部位，前悬臂梁、后悬臂梁、前次横梁及后次横梁均采用矩形截面，前悬臂梁、后悬臂梁的根部与墩身固结，在前悬臂梁、后悬臂梁的中间和端部由前次横梁和后次横梁连接，预应力钢筋混凝土Y型刚构在支架上进行分段现浇施工；

2、进行Y构满堂支架施工：预应力钢筋混凝土Y型刚构采用支架法施工，支架的水中基础采用嵌岩桩和扩大基础两种形式，嵌岩桩嵌岩深度不小于设计要求；地面基础采用明挖扩大基础，基础的结构尺寸根据计算确定，并支撑于基岩顶面；支架立柱为钢管桩或万能杆件支架柱。支架立柱的设计位置亦考虑前主横梁、后主横梁的施工要求，用拆装式万能杆件或装配式军用梁作为Y构现浇混凝土的承重结构，前悬臂梁、后悬臂梁的纵桥向倾角与Y构一致，横桥向倾角为零，Y构的横桥向倾角由移动式底平台调整；

3、在支架上安装Y构施工模板体系：在施工支架上安装滑道，在滑道上安装Y构施工的移动式底平台及模板体系，前悬臂梁、后悬臂梁均采用在现浇支架上移动施工移动式底平台及模板体系的方法来进行每一节段的施工，移动式底平台为钢制结构，在千斤顶的拉动下可以在现浇支架上向前移动，以满足Y构各号块施工的要求，移动式底平台的横断面为三角形，前悬臂梁、后悬臂梁的倾角与Y构横桥向倾角一致，两侧为侧模支架，用拼装式万能杆件拼装而成，支撑Y构腹板混凝土施工时的侧向压力，为适应Y构截面变化及侧模安装和拆除需要，侧模支架与移动式底平台间用精轧螺纹钢筋连接，便于调整侧模支架的位置，浇筑混凝土前固定，防止侧模支架位移，拆除模板时松开；

4、在支架上进行Y构施工：Y构施工的移动式底平台及模板体系顶推至设计位置后，用精轧螺纹钢固定在施工支架上，以防止下滑和倾覆，用全站仪和水准仪测出模板控制点，根据控制点调整模板位置并进行固定，安装钢筋和预应力管道，预埋应力传感器，浇筑混凝土；按同样步骤完成其它节段施工；

5、Y构线型控制方法：预应力钢筋混凝土Y型刚构的线型，按Y构施工顺序分节段进行控制，线型监控工程师根据节段混凝土的浇筑数量、成型过程、预应力张拉及支架弹、塑性变形情况进行分析和计算，确定节段前端四个角点的座标，即底模立模座标和顶板角点的控制座标，支架的弹、塑性变形量根据现场实验和力学模型计算得出。

本发明为一种在满堂支架上进行大型预应力混凝土空间结构体系的施工方法，它先确定预应力混凝土空间结构体系的结构型式、前、后悬臂梁纵桥向倾角和横桥向倾角、线型及断面形式，并划分施工块，再确定满堂现浇支架结构形式，根据前、后悬臂梁纵桥向倾角和横桥向倾角和断面形式确定模板体系及线型控制方法，依次浇筑各分块混凝土，最后形成预应力混凝土空间结构体系。

本发明使用全站仪、水准仪全过程进行测量，保证了主体结构线形流畅，对整个施工过程进行结构应力及线形监控，确保了结构及施工安全，并通过ANSYS程序计算和控制混凝土结构及施工线形，通过预埋传感器来监控主体结构及临时支架应力，对整个施工过程进行结构应力及线形监控，确保了结构及施工安全，在现浇支架进行Y构施工，使施工操作更加简单，易于控制。因此本发明不仅满足Y构施工，而且可以控制Y构的结构线形，从而具有提高质量控制能力、保证施工安全、降低施工成本、加快施工进度的优点。通过本发明施工的重庆采园坝长江大桥大型预应力混凝土空间结构体系(Y构)，完全满足规范，各项技术、经济指标均达到了设计要求，体现了其高效的特点，并创造了显著的经济效益和良好的社会效益。

附图说明

图1为本发明的钢箱提篮拱桥结构示意图；

图2为大型预应力混凝土空间结构体系的示意图；

图3为Y型刚构分段施工的示意图；

图4为Y构现浇支架设计的示意图；

图5为Y构施工模板系统的示意图。

具体实施方式

下面结合重庆菜园坝长江大桥的实施例对本发明作进一步详细说明。

1、首先确定Y型刚构的结构形式：

预应力钢筋混凝土Y型刚构由前悬臂梁1、后悬臂梁 3、中横梁 4、前次横梁 10、后次横梁 5、前主横梁 7、后主横梁 6、系杆锚固件8及刚构-拱结合段9组成，前悬臂梁1长度73.7米，划分为长度不同的10个节段，其中最长节段长10米，最短节段1.48米；后悬臂梁3长度109.4米，划分为长度不同的8个节段。其中最长节段长20.3米，最短节段8米。前悬臂梁1纵桥向倾角为37.71°，横桥向倾角为79.38°。后悬臂梁3纵桥向倾角为20.32°，横桥向倾角为79.13°，均为矩形截面。前悬臂梁1、后悬臂梁3的根部与桥墩2的墩身固结，在前悬臂梁1、后悬臂梁3的中间和端部由前次横梁1和后次横梁5连接，预应力钢筋混凝土Y型刚构在支架11上进行分段现浇施工；

2、进行Y构满堂支架施工：

预应力钢筋混凝土Y型刚构采用支架法施工。为减小洪水对支架的冲击，水中基础采用直径1.5米嵌岩桩和扩大基础两种形式，嵌岩桩嵌岩深度不小于5米，地面采用明挖扩大基础，尺寸为4×6×2米，支撑于基岩顶面。支架立柱12为钢管桩和万能杆件的组合体。支架立柱12的设计位置亦考虑前主横梁7、后主横梁6的施工要求，采用拆装式万能杆件或装配式军用梁作为现浇混凝土的承重结构，前悬臂梁、后悬臂梁的纵桥向倾角与悬臂梁一致，横桥向倾角为零，Y构的横桥向倾角由移动式底平台15调整。在较大跨度军用梁下安装加强桁架作为加固措施，确保Y构结构施工安全。

3、在支架上安装Y构施工模板体系：

在施工的现浇支架13上安装滑道14，在滑道14上安装Y构施工的移动式底平台15及模板体系，前悬臂梁1、后悬臂梁3均采用在现浇支架13上的移动式底平台15及模板体系的方法来进行每一节段的施工，移动式底平台15为钢制结构，在千斤顶的拉动下可以在现浇支架13上向前移动，以满足Y构各号块施工的要求，移动式底平台15的横断面为三角形，移动式底平台15的倾角与悬臂梁横桥向倾角一致，两侧为侧模支架16，用拼装式万能杆件拼装而成，支撑Y构腹板混凝土施工时的侧向压力，为适应Y构截面变化及侧模支架16安装和拆除需要，侧模支架16与移动式底平台15间用精轧螺纹钢筋连接，便于调整侧模支架16的位置。浇筑混凝土前固定，防止侧模支架16位移，拆除模板时松开；其中，底模为钢模，外侧模板为卓良模板，模板面料为进口胶合板，内模采用拼装式组合钢模，均可在各块施工时倒用，移动式底平台15及模板支架重约120吨，牵引设备为液压千斤顶；

4、Y构施工步骤及控制方法：

Y构施工的移动式底平台15及模板体系顶推至设计位置后，用精轧螺纹钢固定在施工的现浇支架13上，以防止下滑和倾覆，用全站仪和水准仪测出模板控制点，根据控制点调整模板位置并进行固定，安装钢筋和预应力管道，预埋应力传感器，浇筑混凝土；按同样步骤完成其它节段施工；

施工步骤：

①安装下部结构及墩顶异型块模板及钢筋，浇筑混凝土施工；

②安装前、后悬臂梁0#块模板及钢筋，对称浇筑混凝土，砼达到设计强度后，落下底模，底模支架前移至下一节段；

③安装前悬臂梁1、后悬臂梁31#节段模板及钢筋，对称浇筑砼，混凝土达到设计强度后，张拉预应力束。落下底模，底模支架前移至下一节段；

④按相同的工艺施工2#、3#节段混凝土和预应力，松开底模，底模前移至4#节段；

⑤对称浇筑4#节段混凝土和张拉预应力束，注意预留前主横梁7的预应力管道和钢筋，一次浇筑完成前主横梁7混凝土，待混凝土达到设计强度后张拉预应力束；

⑥对称浇筑5#节段混凝土并张拉预应力束，此时前悬臂梁1已进入大悬臂支架部分，按设计要求安装悬挂装置，利用Y构自身刚度承担部分待浇筑混凝土的重量；

⑦按上述工艺对称浇筑6#块混凝土并张拉预应力钢筋，后悬臂梁3预埋后主横梁6预应力管道和钢筋，并一次完成后主横梁6的混凝土和预应力施工；前悬臂梁1的6#块拆除底模，前悬臂梁1浇筑7#块，后悬臂梁3的6#块底模不拆除，在支架上浇筑7#块；

⑧前悬臂梁1、后悬臂梁3对称浇筑7#块、8#块混凝土并张拉预应力钢筋，前悬臂梁1拆除底模，后悬臂梁3底模不拆，已完成Y构的前悬臂梁1、后悬臂梁3内力平衡；

⑨浇筑前悬臂梁1的9#块混凝土并张拉预应力钢筋；

⑩Y构系杆索穿束张拉，形成一个完整的受力体系。

5、Y构线型控制方法：

预应力钢筋混凝土Y型刚构的线型，按Y构施工顺序分节段进行控制，线型监控工程师根据节段混凝土的浇筑数量、成型过程、预应力张拉及支架弹、塑性变形情况进行分析和计算，确定节段前端四个角点的座标，即底模立模座标和顶板角点的控制座标；支架11的弹、塑性变形量根据现场实验和力学模型计算得出。现场操作过程：首先在移动式底平台15和侧模支架16上测放前端四点座标，安装底模，底模下用钢支撑操垫牢固可靠；移动式底平台15与滑道14间用限位座固定；侧模支架16和侧模安装，调整侧模线型和前端座标，侧模和侧模支架16要顶紧操实，防止现浇节段由于模板体系位移而造成线形控制失败。钢筋和预应力管道安装，内模安装；混凝土和预应力施工。拆模后应对Y构线型进行检查，并为下一个节段的线型控制提供依据。

Claims (1)

1、一种大跨度钢箱提篮拱桥Y构施工方法，其特征在于：

(1)、首先确定Y型刚构的结构形式：预应力钢筋混凝土Y型刚构由前悬臂梁(1)、后悬臂梁(3)、中横梁(4)、前次横梁(10)、后次横梁(5)、前主横梁(7)、后主横梁(6)、系杆锚固件(8)及刚构-拱结合段(9)组成，先确定前悬臂梁(1)和后悬臂梁(3)的纵桥向倾角和横桥向倾角及断面形式以及前次横梁(10)、后次横梁(5)的连接部位，前悬臂梁(1)、后悬臂梁(3)、前次横梁(10)及后次横梁(5)均采用矩形截面，前悬臂梁(1)、后悬臂梁(3)的根部与桥墩(2)的墩身固结，在前悬臂梁(1)、后悬臂梁(3)的中间和端部由前次横梁(10)和后次横梁(5)连接，预应力钢筋混凝土Y型刚构在支架(11)上进行分段现浇施工；

(2)、进行Y构满堂支架施工：预应力钢筋混凝土Y型刚构采用支架法施工，支架(11)的水中基础采用嵌岩桩和扩大基础两种形式，嵌岩桩嵌岩深度不小于设计要求；地面基础采用明挖扩大基础，基础的结构尺寸根据计算确定，并支撑于基岩顶面；支架立柱(12)为钢管桩或万能杆件支架柱；支架立柱(12)的设计位置亦考虑前主横梁(7)、后主横梁(6)的施工要求，用拆装式万能杆件或装配式军用梁作为Y构现浇混凝土的承重结构，前悬臂梁(1)、后悬臂梁(3)的纵桥向倾角与Y构一致，横桥向倾角为零，Y构的横桥向倾角由移动式底平台(15)调整；

(3)、在支架上安装Y构施工模板体系：在现浇支架(13)上安装滑道(14)，在滑道(14)上安装Y构施工的移动式底平台(15)及模板体系，前悬臂梁(1)、后悬臂梁(3)均采用在现浇支架(13)上移动式底平台(15)及模板体系的方法来进行每一节段的施工，移动式底平台(15)为钢制结构，在千斤顶的拉动下可以在现浇支架(13)上向前移动，以满足Y构各号块施工的要求，移动式底平台(15)的横断面为三角形，前悬臂梁(1)、后悬臂梁(3)的倾角与Y构横桥向倾角一致，两侧为侧模支架(16)，用拼装式万能杆件拼装而成，支撑Y构腹板混凝土施工时的侧向压力，为适应Y构截面变化及侧模安装和拆除需要，侧模支架(16)与移动式底平台(15)间用精轧螺纹钢筋连接，便于调整侧模支架(16)的位置，浇筑混凝土前固定，防止侧模支架(16)位移，拆除模板时松开；

(4)、在支架上进行Y构施工：Y构施工的移动式底平台(15)及模板体系顶推至设计位置后，用精轧螺纹钢固定在施工支架(11)上，以防止下滑和倾覆，用全站仪和水准仪测出模板控制点，根据控制点调整模板位置并进行固定，安装钢筋和预应力管道，预埋应力传感器，浇筑混凝土；按同样步骤完成其它节段施工；

(5)、Y构线型控制方法：预应力钢筋混凝土Y型刚构的线型，按Y构施工顺序分节段进行控制，线型监控工程师根据节段混凝土的浇筑数量、成型过程、预应力张拉及支架弹、塑性变形情况进行分析和计算，确定节段前端四个角点的座标，即底模立模座标和顶板角点的控制座标，支架(11)的弹、塑性变形量根据现场实验和力学模型计算得出。

Images