CN101713169A - 一种节段箱梁的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种节段箱梁的制作方法，它主要步骤包括：(A)在短线台座上完成节段首块预制；(B)节段首块作匹配梁在长线台座上来匹配预制第二块梁段；(C)在长线台座上以第二块梁段作为匹配梁预制第三块，依次逐段预制直至循环到所制跨箱梁节段末块的相邻节段即倒数第二节梁段；(D)以倒数第二节梁段作为匹配梁吊入短线台座上完成节段末块的预制。本发明采用了长线短线法匹配预制工艺原理，大大缩短工期时间，提高工程的质量标准，减少箱梁的匹配预制过程中产生的误差。

Description

一种节段箱梁的制作方法

技术领域：

本发明涉及的是桥梁施工技术领域，确切的说是一种节段箱梁的制作方法。

背景技术：

随着经济的日益发展，高架道路采用满膛支架施工已不能满足快速、文明的施工要求；一种取代现有的满膛支架施工的桥梁无支架施工方法是采用工程化预制节段随后现场拼装成箱梁的方法正在国内日以发展起来，目前，在国内，箱梁预制节段拼装施工技术的应用时间短，可供参考和借鉴的工程实例很少；由于国内尚无相应的设计和验收标准，设计单位采用了欧洲的现行质量控制标准和国内铁路建设的部分标准，并根据业主要求对外观质量控制提出了更高的要求。要达到相应的标准要求，除每一个工序都要严格把关外，还必须要求硬件条件足够先进，如节段液压模板、三维控制软件、架桥机的设计先进性和使用的高效率；特别是对于预制节段的段梁的制作方法，目前最常见的是长线法匹配预制和短线法匹配预制。对于长线法匹配预制就是按照设计的制梁线型，如图6所示，将所有的块段在一个长台座上一块接着一块的匹配预制，使两块间形成自然匹配面。利用这种方法能够使几何形状容易布置和控制，构造简单，施工生产过程比较容易控制；脱模后，不必立即把梁段转运到贮放地；偏差不会累积，对于已制块段形成的偏差可以通过下一个块段及时调整，而且还可以多点同时匹配预制，施工进度快；但生产过程中，占地面积大；台座必须建筑在坚固的基础上面。

如图7所示，短线法匹配预制是指每个节段的浇筑均在同一个模板内进行，其一端为一个固定模，而另一端为一个先浇筑的节段，模板的长度仅为一个节段的长度，模板是不移动的，而梁段则由浇筑位置移至匹配位置后运至存梁场。利用这种方法具有占地面积较小、施工速度高优点，但适用于节段类型变化较多，模板倒用较频繁的工程需求；模板和浇筑设备都是固定的，能获得平曲线、竖曲线和不同的超高；对仪器要求很严格(要求匹配段必须非常精确的放置，因而需要精密的测量仪器设备)；需要较高的镶合梁段的调整精度，精确的测量和控制方法；特别在匹配预制过程需要重复大量的测量调整工作，任何一个环节出现问题都有可能因为误差积累而使整孔桥梁线形产生较大的累计误差，因此对预制的技术、管理水平要求非常高；并且如何在城市繁华地段短时间内完成现场高空箱梁拼装，是对我们的组织协调、安全生产、文明施工等各方面的管理水平的重大考验。

发明内容：

本发明目的提供一种短线法和长线法相结合的方法来制作预制箱梁节段的制作方法，提高工程的质量标准，缩短工期时间，减少箱梁的匹配预制过程中产生的误差。

为了实现上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：

一种节段箱梁的制作方法，包括如下步骤：

(A)、在短线台座上完成节段首块预制；

(B)、将步骤(A)得到的节段首块吊入长线台座的一端，该节段首块作为起始匹配梁来匹配预制第二块梁段；

(C)、将步骤(B)得到的第二块梁段作为匹配梁预制第三块，依次逐段预制直至循环到所制跨箱梁节段末块的相邻节段即倒数第二节梁段；

(D)、根据步骤(C)所得到的倒数第二节梁段作为匹配梁吊入短线台座上完成节段末块的预制。

根据上述的一种节段箱梁的制作方法，其中，上述步骤(B)中的长线台座上预制梁段通过进行如下步骤来实现：

(1)、在长线台座上利用侧模支架将侧模安装就位；

(2)、钢筋骨架利用钢筋骨架吊具将其吊运至已验收合格的梁段模板内就位吊装就位；

(3)、预埋件位置检查、利用两层钢筋网将预埋件与钢筋骨架焊接固定和波纹管位置的检查、波纹管用“U”形定位钢筋固定；

(4)、利用内模台车架将内模移入钢筋骨架内腔并调整就位；

(5)、向钢筋骨架内腔内浇筑混凝土；

(6)、浇筑混凝土后埋设测量预埋件，混凝土快初凝时，利用拉毛器进行顶板表面拉毛处理；

(7)、浇筑混凝土终凝后，洒水养护；

(8)、模板拆除、前移后，混凝土抗压强度至少为80％设计强度时，梁段吊离至修整区；然后对长线台座的模板清理并刷脱模剂，进行下一梁段的预制。

根据上述的一种节段箱梁的制作方法，其中，在长线台座上预制梁段前的所述步骤(1)操作时该模板匹配面需要涂刷隔离剂。

根据上述的一种节段箱梁的制作方法，其中，在长线台座上预制梁段前的所述步骤(2)操作前还要在钢筋绑扎台座上完成钢筋绑扎。

根据上述的一种节段箱梁的制作方法，其中，上述侧模支架通过螺栓与侧模支架焊接固定在长线台座上。

根据上述的一种节段箱梁的制作方法，其中，上述钢筋骨架的吊点周围60cm×60cm范围的钢筋、腹板与顶板相交处的钢筋点焊加固。

根据上述的一种节段箱梁的制作方法，其中，上述内模台车架上安装有内模液压系统，该内模液压系能够展开内模并使内模定位。

根据上述的一种节段箱梁的制作方法，其中，在长线台座上预制梁段前的所述步骤(5)中混凝土浇筑分层厚度严格控制在40±5cm。

根据上述的一种节段箱梁的制作方法，其中，上述长线底模为可调节底模，能够根据所制跨箱梁的梁段线形控制数据来调整。

本发明的上述长线台座建筑在坚固的基础上面，短线台座采用移动的滑座。

本发明集合了长线、短线法匹配预制的优点，具有流水化程度高、线型控制较为直观、测量易于控制、成桥后混凝土收缩徐变对桥梁线型及结构影响较小的优点，而且在预制过程中同一台座两跨箱梁交错进行，形成流水生产，施工速度快，使在城市繁华地段短时间内完成现场高空箱梁拼装，缩短了工期时间，也避免了预制过程中产生的误差积累而使整孔桥梁线形产生较大的累计误差，从而提高了箱梁的匹配预制质量，同时节段箱梁在进行匹配预制时，机械设备位置相对固定，更适宜大规模工厂化集中生产。

附图说明：

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。

图1为本发明一种节段箱梁的制作方法的流程图。

图2为本发明中预制节段首块示意图。

图3为本发明中预制第二块梁段示意图。

图4为本发明中长线台座预制梁段示意图。

图5为本发明中长线台座预制所制跨箱倒数第二块梁段示意图。

图6为本发明中预制节段末块示意图。

图7为本发明中长线法匹配预制示意图。

图8为本发明中短线法匹配预制示意图。

图9为本发明一种节段箱梁的制作方法的制作过程示意图。

图中：1为短线台座；2为长线台座；3为内模；4为内膜台车架；5为配重块；X为已浇梁段；Y为待浇梁段；E为已浇梁段；F为待浇梁段。

具体实施方式：

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

为了能够达到很好的制造工艺，本发明提供的一个工艺流程如图1和图9，以及各流程制造过程如图2-5，具体实施如下：

一种节段箱梁的制作方法，主要步骤如下：

(A)在预制工厂内按桥梁的跨径组合要求设置若干梁段预制长线台座2、短线台座1，考虑各种线型影响因素，进行坐标体系转换，按某跨箱梁线形要求调整好长线台座2和短线台座1的底模，长线底模是做成一组通长，每一块底模的长度相当于一段梁的长度，通过调整底模的数量来调整底模的整体长度，以适应梁段长度的变化。

(B)将箱梁分成若干短节段，利用短线法，在短线台座1上用混凝土浇筑完成每跨箱梁的墩顶块的节段首块a预制；在预制过程中应对底模线型进行测量检查，防止台座不均匀沉降对线型控制带来影响，同时为防止台座变形对梁段预制的影响；参见图2。

(C)将步骤(B)得到的节段首块，待其强度满足抗压强度之后即吊运要求后，利用龙门吊吊入长线台座2上的理论位置即为长线底模的开头位置，该节段首块a作为起始匹配梁来匹配预制第二块梁段b；在预制过程中应对底模线型进行测量检查，防止台座不均匀沉降对线型控制带来影响，同时为防止长线台座2变形对梁段预制的影响；参见图3。

(D)将步骤(C)得到的第二块梁段b作为匹配梁预制第三块梁段c，在长线台座2上预制下一梁段时，待浇下一节段前端设固定端模，另一端则为已浇好的前一梁段前端面，以该两段的相对位置来控制其线型变化，以形成匹配接缝来确保相邻节段块体拼接精度，如此依次逐段预制直至循环到该跨箱梁末端块n的相邻节段m(倒数第二节)；当所制梁段的制梁段的强度满足要求时，对前一块匹配梁段进行分离，并将其用龙门吊吊离台座至修正区；长线台座2具有足够工作面时，调整底模在同一台座上开始下一跨梁的预制；参见图4。

(E)根据步骤(D)所得到的倒数第二节梁段m，等待其强度满足吊运要求后，将该倒数第二节梁段m使用龙门吊吊入短线台座1匹配预制末端块n作为匹配梁吊入短线台座1上用混凝土浇筑完成每跨箱梁的墩顶块的节段的节段末块n的预制；参见图5。

对于上述步骤(C)到步骤(D)中，在长线台座2上制作梁段前，需要经过如下步骤循环操作来实现梁段的预制：

1、侧模安装就位；在侧模安装前，在长线台座2的模板清理并刷脱模剂，在匹配面涂刷隔离剂；该侧模通过支架上的可调支撑杆调整到位，顶口和底部通过对拉螺杆对拉；侧模支架通过预埋螺栓与预制台座连接，侧模支架定位之后将螺栓与支架焊接固定。侧模在安装过程中需注意以下几点：(1)侧模支架与预制台座上的预埋件连接一定要牢固可靠，所有缝隙均用环氧砂浆灌满。(2)侧模与侧模支架铰接位置要求无缝隙，限位板螺栓必须拧紧，以防止侧模在浇筑混凝土过程中产生位移。(3)侧模圆弧段与底模相接处必须过渡平顺，接缝严密。(4)顶升侧模时首先将上倒角与匹配梁及固定端模相应位置对好，贴紧，穿好铰接销并上好限位板，然后顶升侧模平稳上升。当侧模顶升至离匹配梁10～20mm时应将两边侧模同时顶升并由专人在侧模上方观察侧模与固定端模和匹配梁的接触情况，防止顶升侧模过程中造成的匹配梁偏位。(5)侧模调整完成后，应重新测量匹配梁与固定端模间的相对位置，确保无误后再进行下道工序施工。同时检查侧模与底模间、侧模与固定端模间、底模接缝、底模与匹配梁间缝隙宽度是否满足要求，并用玻璃胶将接缝密封(玻璃胶必须涂抹平整)。

2、钢筋骨架吊装就位；在钢筋骨架吊装前完成钢筋绑扎，钢筋绑扎在钢筋绑扎台座上完成制作；)，同时完成预埋件的初步定位。钢筋绑扎时应特别注意普通钢筋与波纹管、预埋件的位置关系及安装顺序问题，减少不必要的返工。钢筋骨架吊点采用φ16钢筋加工并与钢筋骨架牢固焊接。同时为了保证吊运过程中钢筋骨架不变形，将吊点周围60cm×60cm范围的钢筋、腹板与顶板相交处的钢筋点焊加固。

钢筋骨架绑扎完成后用专用的钢筋骨架吊具将其吊运至已验收合格的梁段模板内就位。吊运时先调节若干个2t手拉葫芦的链条长度使各吊点受力均匀，然后将钢筋骨架缓慢地吊离钢筋绑扎台座20cm左右，稳定一下后再慢速提升至所需的高度。

钢筋骨架入模时，先将钢筋骨架中轴线与模板中轴线对齐，然后开启龙门吊电动葫芦慢速将钢筋骨架下放至调整好的模板内。下放过程中应特别注意保护腹板悬拼束波纹管，防止波纹管损伤和堵头脱落。为了方便腹板悬拼束锚垫板位置调整，在腹板悬拼束锚垫板后方约50cm位置设一个接头，该接头在锚垫板及锚端模板调整好之后再用波纹管接头连接并包扎好；钢筋骨架入模后，要对钢筋保护层进行专项检查，不合格的必须经处理后再进行下道工序施工。然后将波纹管堵头固定好，同时将波纹管接头和锚垫板后方异形接头处包扎好，防止混凝土浇筑过程中混凝土进入波纹管。

3、预埋件位置检查、固定和波纹管及预埋件的定位。所有的管件在钢筋骨架入模后必须重新检查并调整位置后再最终固定，保证其位置准确。

波纹管用“U”形定位钢筋固定(定位筋间距直线段为50cm，曲线段及底板束为30cm)。在固定端模上用硬质尼龙楔形塞(堵头)定位，固定时需将固定螺栓拧紧，使堵头端面与固定端模间无缝隙。匹配面处则用充气胶囊将待浇梁段波纹管与相应位置匹配梁波纹管“连接”，并设“U”卡固定，防止波纹管端部在砼浇筑过程中移位和砂浆进入管道，同时避免了拆模时匹配面处波纹管口的混凝土缺损。

预埋件则用两层钢筋网将其与钢筋骨架焊接固定。顶板悬拼束锚垫板用螺栓直接固定在固定端模上，腹板悬拼束锚垫板则用螺栓固定在锚端模板上，锚端模板也用螺栓固定在固定端模上并保证与固定端模贴紧防止漏浆。

4、移入内模3并调整就位；首先对进行内模3的拼装，然后在钢筋骨架吊装就位后，将内模3遮盖范围的底模上的垃圾清理干净，然后将拼装好的内模通过内模台车架4将内模移入钢筋骨架内腔(利用卷扬机及钢丝绳牵引)，然后利用安装在内模台车架4托梁上的液压系统将内模3展开并定位，最后安装可调撑杆固定内模3。安装时注意所有内模3接缝均用泡沫塞缝，并严格按设计位置上好连接螺栓并拧紧，有错台的位置可加钢楔调整。

整个内模液压系统固定在内模台车架4上，可由液压系统完成竖直方向伸缩及横向开启、闭合，并用可调撑杆支撑。内模台车架移动由5t卷扬机牵引。

本发明中内模液压系统可随着整个内模台车架4移动，即油箱和操作阀组必须安装在内模滑动支架上，以免经常拆装。

5、混凝土浇筑；在长线台座2的钢筋骨架内腔内浇筑混凝土，混凝土浇筑分层厚度严格控制在40cm左右。混凝土浇筑前应着重检查波纹管和预埋件位置及固定情况、波纹管有无破损、锚垫板安装情况(腹板悬拼束要在内模移入之前进行检查)，确保预埋管件安装质量。

6、顶板表面拉毛、测量预埋件埋设；混凝土浇筑完成后，及时埋设测量所需的预埋件。混凝土快初凝时，顶板表面进行拉毛处理，拉毛用特制的拉毛器进行，保证拉毛纹路的顺直、整齐，并严格控制拉毛的深度。

7、终凝后，洒水养护；混凝土终凝后，即及时进行养护，养护期不少于7天。气温在5℃以上时洒水养护并覆盖土工布保湿，腹板和翼缘底部则在模板拆除后及时均匀涂刷混凝土养护剂进行养护。

8、模板拆除、前移；模板在同条件养护混凝土试件抗压强度达到25MPa之后拆除，先拆内模，后拆侧模。拆除前先将各部位的连接螺栓拆除(有内模填充部件时还要将其拆除)，再进行模板拆除作业。拆除方法如下：

(1)拆除内模时先将可调撑杆拆除，然后通过内模台车上的竖向千斤顶将内模顶板松开，再通过水平向千斤顶将内模向中间收拢，最后用5t卷扬机将内模台车拖到固定端模之外，根据下一梁段需要进行内模部件更换。

(2)拆除侧模时先拆除侧模铰接位置的限位板，再将销子拆除，然后通过收紧可调撑杆使侧模平稳地下降，直到侧模与箱梁混凝土间有30mm～50mm距离。

模板拆除或前移后，当所制梁段的混凝土抗压强度至少为80％设计强度时，即本实施例的抗压强度达到至少25MPa时，对前一块匹配梁段进行分离，并将其用龙门吊吊离台座至修正区。

对模板清理并刷脱模剂，在模板匹配面涂刷隔离剂，然后回到步骤(1)预制下一节梁段。

参考图9，为了提高施工速度，本发明在长线台座2预制梁段时，通过内模台车架4将内模安装定位，在内模台车架4的一端放置有配重块5，在已浇梁段X浇筑养护完成后，将已浇梁段X与上一节已浇梁段分开，并将作为已浇梁段X的匹配梁段的上一节已浇梁段吊走存放，然后已浇梁段X作为待浇梁段Y的匹配梁段，进行对待浇梁段Y进行浇注预制，当梁段浇注到第6号位置时将用下一套模进行浇筑，将已浇梁段E作为匹配梁段预制待浇梁段F，以此类推。

在以上预制过程中应每次对底模线型进行测量检查，防止台座不均匀沉降对线型控制带来影响，同时为防止台座变形对梁段预制的影响，长线底模和短线底模设计成可调整底模。当节段箱梁修整完成后及时用龙门吊吊运至堆存台座上按顺序堆放，在堆放节段箱梁时应采用三点支承堆放以适应地基不均匀沉降，为防止存放期内垫木褪色污染箱梁，垫木用厚型塑料薄膜包裹。箱梁堆放两层，上下层支垫位置必须对齐。堆存期内定期对堆存台座沉降、垫木压缩情况进行观测，避免堆存期内箱梁损坏。

在本发明一种节段箱梁的制作方法以上步骤当中实施前都要进行测量控制，该测量控制采用经纬仪、水准仪等测量仪器进行测量。其控制要点为：

①首节段预制的尺寸偏差测量；

②在砼浇筑结束后3h进行相关数据的采集；

③匹配段就位后合上模板即可开始新节段的浇筑，然后进行控制点的埋设和数据的采集直至预制完整孔节段；

④整孔节段都预制完之后，提取每节段六个控制点的实际坐标值(即拼装时的理论坐标)，汇总供拼装时控制测量用；

⑤每一节段浇筑完成后都要对其进行误差计算，统计节段梁的几何尺寸及误差情况。

另外，为了确保加工单元拼装后满足桥梁设计的几何尺寸和线性，梁段预制施工中的测量控制至关重要。首先按照桥梁设计的几何尺寸，计算梁段各控制点相关的坐标X-Y-Z，并在施工中准确控制，在此之前桥梁水平曲线和竖曲线已在底模上精确放出。然后将浇筑后的测量结果与理论坐标比较，并将误差在下一桥梁节段中修正。每一节段的顶面用一组六个控制点(详见图14测量控制点示意图)，观测其六个点的三维坐标，来标识控制节段的中心线和高程，这些控制点将整个桥面分成若干个节段区域来计算水平和纵向的理论坐标，计算时考虑曲线偏差和竖曲线修正。

以上所指龙门吊的吊具为自行设计加工的钢箱梁结构，吊点为预留吊孔，吊杆用4根φ32mm精轧螺纹钢筋。起吊时在箱梁顶板底部和吊具下方垫特制的调平垫块，用特制扳手将精轧螺纹钢筋的螺帽拧紧，保证吊杆均匀受力并保护箱梁起吊时不受损坏。

本发明采用了长线短线法匹配预制工艺原理为：在预制工厂内按桥梁的跨径组合要求设置若干梁段预制长、短线台座，将箱梁分成若干短节段，每跨箱梁的墩顶块(首、末块)在短线台座1上预制，其他节段箱梁在长线台座2上依次逐段预制的施工工艺；本发明集合了长线、短线法匹配预制的优点，大大缩短工期时间，提高工程的质量标准，减少箱梁的匹配预制过程中产生的误差；具有流水化程度高、线型控制较为直观、测量易于控制、成桥后混凝土收缩徐变对桥梁线型及结构影响较小的优点，而且在预制过程中同一台座两跨箱梁交错进行，形成流水生产，施工速度快，同时节段箱梁在进行匹配预制时，机械设备位置相对固定，更适宜大规模工厂化集中生产。通过实践证明了长线短线法匹配预制节段箱梁的施工工艺和控制技术是可行的。工艺技术为今后类似工程施工提供借鉴。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种节段箱梁的制作方法，其特征在于，主要包括如下步骤：

(A)、在短线台座上完成节段首块预制；

(B)、将步骤(A)得到的节段首块吊入长线台座的长线台座的一端上，该节段首块作为起始匹配梁来匹配预制第二块梁段；

(C)、将步骤(B)得到的第二块梁段作为匹配梁预制第三块，依次逐段预制直至循环到所制跨箱梁节段末块的相邻节段即倒数第二节梁段；

(D)、根据步骤(C)所得到的倒数第二节梁段作为匹配梁吊入短线台座上完成节段末块的预制。

2.根据权利要求1所述的一种节段箱梁的制作方法，其特征在于，所述步骤(B)中长线台座上预制梁段通过以下步骤来实现：

(1)、在长线台座上利用侧模支架将侧模安装就位；

(2)、钢筋骨架利用钢筋骨架吊具将其吊运至已验收合格的梁段模板内吊装就位；

(3)、预埋件位置检查、利用两层钢筋网将预埋件与钢筋骨架焊接固定和波纹管位置的检查、波纹管用“U”形定位钢筋固定；

(4)、利用内模台车架将内模移入钢筋骨架内腔并调整就位；

(5)、向钢筋骨架内腔内浇筑混凝土；

(6)、浇筑混凝土后埋设测量预埋件，混凝土快初凝时，利用拉毛器对顶板表面进行拉毛处理；

(7)、浇筑混凝土终凝后，洒水养护；

(8)、模板拆除、前移；当养护混凝土抗压强度至少为80％设计强度时，梁段吊离至修整区；然后对长线台座的模板清理并刷脱模剂，进行下一梁段的预制。

3.根据权利要求2所述的一种节段箱梁的制作方法，其特征在于，所述步骤(1)中的该模板匹配面需要涂刷隔离剂。

4.根据权利要求2所述的一种节段箱梁的制作方法，其特征在于，所述步骤(2)操作前还要在钢筋绑扎台座上完成钢筋绑扎。

5.根据权利要求2所述的一种节段箱梁的制作方法，其特征在于，所述侧模支架通过螺栓与侧模支架焊接固定在长线台座上。

6.根据权利要求2所述的一种节段箱梁的制作方法，其特征在于，所述钢筋骨架的吊点周围60cm×60cm范围的钢筋、腹板与顶板相交处的钢筋点焊加固。

7.根据权利要求2所述的一种节段箱梁的制作方法，其特征在于，所述内模台车架上安装有内模液压系统，该内模液压系能够展开内模并使内模定位。

8.根据权利要求2所述的一种节段箱梁的制作方法，其特征在于，所述步骤(5)中混凝土浇筑分层厚度严格控制在40±5cm。

9.根据权利要求1所述的一种节段箱梁的制作方法，其特征在于，所述长线底模为可调节底模，能够根据所制跨箱梁的梁段线形控制数据来调整。

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