CN102505636A - 一种双薄壁墩连续刚构桥0号块施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双薄壁墩连续刚构桥0号块施工方法，包括施工准备、墩身连接件安装、托架安装、托架预压、模板系统安装、钢筋绑扎、预应力管道安装、混凝土浇筑、预应力筋张拉及压浆、托架拆除步骤。本发明解决现有技术因托架结构所导致的施工困难，施工对墩身结构影响较大等问题，具有可大大加快施工进度、施工安全可靠、可提供桥梁耐久性，降低临时工程投入等优点。

Description

一种双薄壁墩连续刚构桥0号块施工方法

技术领域

本发明涉及桥梁施工领域，具体涉及一种双薄壁墩连续刚构桥0号块施工方法。

背景技术

连续刚构桥是以连续梁为基础发展起来的墩梁固结体系，将连续梁和T形刚构桥的受力特点综合起来，以连续梁体作为主梁并与薄壁桥墩固结而成。近年来，随着科学技术与交通事业的迅猛发展，连续刚构桥因其具有结构整体性好，抗震性能优，抗扭潜力大，结构受力合理，桥型简洁明快等优点，及其在经济上的竞争力和施工上的方便性，在国内得到了广泛的应用。

连续刚构桥的桥墩横截面常作成钢筋混凝土薄壁墩，最常用的是竖直单薄壁墩或竖直双薄壁墩。竖直双薄壁墩简称为双薄壁墩，它是在墩位上有两个相互平行的墩壁与主梁固结的桥墩，在连续刚构桥中是理想的柔性墩，它能在支撑上部结构的同时，保持桥墩的稳定性以适应上部结构位移的需要，因此，双薄壁墩连续刚构桥的内力分配及材料受力性能均优于其他墩形的连续刚构桥。

近20年来, 随着我国交通运输业的蓬勃发展, 预应力混凝土连续梁桥的建筑取得了巨大的成就。双薄壁墩连续刚构桥中的的0号块的施工是关键，施工时需固定托架在墩身上部以承担0号块施工荷载。对于预应力混凝土连续钢构桥0号块的施工，目前采用桥位现浇施工，具体方法为：在桥位处搭设支架→安装模板系统→在模板内绑钢筋和安装预应力管道等→进行混凝土浇筑和养护，其中所使用的支撑结构大多为落地支架，其安装周期长，拆卸麻烦、需投入大量临时设施，材料利用率低，成本高，安全性差，特别是对于水深流急，承台尺寸较小，潮汐裸露基岩施工，需要在水中打桩，或做地基处理，均为0 号块施工增加了难度，施工困难。申请号为201120032066.0的中国专利公开了一种高墩大跨度连续刚构桥0号块托架的结构，所述托架结构包括托梁、横向分配梁、纵向分配梁，降低了施工难度和建设费用，缩短了工期，但用该托架进行0号块施工时还存在以下缺点：1）预留孔尺寸为23×62×200cm，其尺寸较大，对墩身结构强度影响较大，施工起来较麻烦；2）预留孔内置工字钢作为托架承重，工字钢与预留孔间隙较大，受力后变形空间较大，还需预埋钢件及铺设钢筋网片以承受局部压力，虽然施工时较落地支架方便，但相对来说还是比较麻烦；3）预留孔采用立模浇筑混凝土进行处理，需立模、浇筑、振捣等工序，操作复杂。

发明内容

本发明的主要目的旨在解决现有技术因托架结构所导致的施工困难，施工对墩身结构影响较大等问题，提供一种可大大加快施工进度、施工安全可靠、可提供桥梁耐久性，降低临时工程投入的一种双薄壁墩连续刚构桥0号块施工方法。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种双薄壁墩连续刚构桥0号块施工方法，包括下述步骤：

① 墩身连接件安装：按设计位置预埋内径为40mm的PVC管在墩身中作为预留孔，通过φ32mm精轧螺纹钢穿过制有销接孔的连接件上的螺栓孔将连接件固定于墩身外侧的预留孔上，然后按设计要求对精轧螺纹钢施加预应力；

② 托架安装：将贝雷架在地面拼装好后，采用塔吊吊装一组贝雷架，人工配合精确定位，在连接件上的销接孔中打入连接销，使所述贝雷架固定在连接件上，即完成所述贝雷架的安装，再使用口对口双普通槽钢在所述贝雷架上铰接一斜杆，重复上述操作依次完成多组贝雷架和斜杆的安装，最后将横向分配梁逐根吊起，人工配合将其置于各组贝雷架上；

③ 托架预压：采用精轧螺纹钢配合千斤顶模拟施加力的预压方式在贝雷架顶进行等效荷载施压，施压过程分级进行，每级施加荷载为张拉力设计值的15~20%，荷载施加到设计值的40%后，比较每一级的实测沉降值与理论值，如相对偏差不超过10%则继续施压，当荷载达到设计值的120%后，24h后观测托架，当荷载达到设计值的120%后，比较托架的实测高程与24h后的实测高程，两者的差值小于3mm时，即可进行下一步操作；

④ 模板系统安装：安装采用塔吊安装外模，然后依次安装内模及侧模；

⑤ 按常规方法依次进行钢筋绑扎、预应力管道安装、混凝土浇筑、预应力筋张拉及压浆；

⑥ 托架拆除：上述施工结束后，采用塔吊配合，先拆除外模，然后依次拆除横向分配梁、斜杆和贝雷架。

作为本发明的优选，为了保证施工时力的均衡分布，所述步骤①中的墩身预留孔预留三排，其具体设计位置为第一排预留孔连接件的销接孔中心距离墩顶的垂直距离为45~55cm，第二排预留孔连接件的销接孔中心距第一排预留孔连接件销接孔中心的垂直距离为120~160cm，第三排预留孔连接件中心的销接孔距第二排预留孔连接件的销接孔中心的垂直距离围330~400cm。本发明每排预留孔的布置根据连接板上的螺栓孔位置及数量确定。本发明每排预留孔的布置根据连接板上的螺栓孔位置及数量确定。

为减小混凝土施工过程中托架节点处的拉伸变形，在托架安装受力之前需对精轧螺纹钢施加设计计算所需的预拉力，作为本发明的优选，所述步骤①中采用扭力扳手或YDC系列千斤顶并配合专用连接头对精轧螺纹钢施加预应力。当计算所需预拉力较小时，可采用扭力扳手施加，当扭力扳手难以实现时，采用YDC系列千斤顶并配合专用连接头对精轧螺纹钢进行施加预拉力。

作为本发明的优选，为了避免薄壁墩因压力过大而发生挠曲破坏，所述步骤②之后还需在斜杆与墩身连接处的内侧预留孔中安装平衡杆，以平衡斜杆对薄壁墩的水平压力。

由上述技术方案可知，本发明0号块施工用托架主要由横向分配梁、贝雷架和斜杆组成，施工时，0号块荷载通过模板钢架传递到横向分配梁，然后通过横向分配梁传递至贝雷架，横向分配梁所受荷载除新浇0号块砼梁体自重外，还包括内外模板、托架自重、施工机具、操作人员、混凝土振捣力等施工荷载，所受总荷载可按0号块自重的1.2倍计算，以此来选择横向分配梁所用材料，本发明适宜选择I32a工字钢。由于横向分配梁直接放置在贝雷架上，所以横向分配梁的支撑力由贝雷架提供。

托架安装好后，由于托架本身的弹性、杆件连接处的间隙等因素，可能使托架下沉，引起混凝土梁段出现裂缝。因此在混凝土浇筑以前，需对托架进行试压。本发明在托架安装好后采用“精轧螺纹钢配合千斤顶模拟施加力”的预压方式在贝雷架顶进行等效荷载施压，施压过程分级进行，施压目的主要通过测量观察各施压节点处的变化以检验托架的稳定性、安全性及变形等。所述步骤③中当荷载施加到设计值的40%后，每一级的实测沉降值与理论值的相对偏差大于10%，则托架存在安全隐患，需停止施压，查明原因并进行处理后重新进行施压。当荷载达到设计值的120%后，比较托架的实测高程与24h后的实测高程，两者的差值小于3mm时，即可进行下一步操作，此步主要判断托架的稳定性，是否变形等，以进一步确定其安全可靠，如两者差值大于3mm，则存在变形，需检查，紧固后，再观察，符合要求后即可进入下一步。

上述步骤④中模板系统安装采用塔吊安装外模，然后依次安装内模及侧模，内模采用小块钢模，待底腹钢筋绑扎完成后人工安装。

上述步骤⑤中预应力筋张拉采用横向预力筋滞后纵向预应力筋两个节段进行张拉，纵向张拉前只需拆除内模及侧模，张拉后的预应力孔道压浆从梁端头压入，无需拆除外模及托架。

综上所述，本发明与现有技术相比，具有以下突出优点及有益效果：

1、本发明采用拼装式托架进行施工，托架拆装简便，可大大加快施工进度，工期缩短了约35天，同时满足桥梁耐久性要求，特别适用于承台尺寸较小、桥梁所处环境恶劣如海水、水深流急等双薄壁墩连续刚构桥0号块的施工；

2、本发明施工时相预留孔尺寸较小，不需要切断墩身主筋，基本上不削弱墩身结构强度，施工时只需要在墩身预埋PVC管，还可设置了平衡杆平衡斜杆和贝雷架对薄壁的水平压力，保证了施工的方便、安全及可靠；

3、本发明中通过精轧螺纹钢将连接片和墩身连接起来，连接片与墩身的摩擦力抵消了贝雷架传递来的力，受力后变形小，有利于力的均衡分配；

4、本发明在托架安装好后采用“精轧螺纹钢配合千斤顶模拟施加力”的等效荷载预压方式对托架进行预压，有效防止了因托架本身的弹性、杆件连接处的间隙及安装过程的失误可能导致的托架下沉，引起混凝土梁段出现裂缝等，从而确保了施工的安全可靠；

5、本发明采用压浆对预留孔进行处理，处理简单方便，贝雷架、斜杆、平衡杆等材料均可以回收反复利用，相对于申请号为201120032066.0的中国专利，无需额外的在墩身内增加钢筋钢板对墩身进行加强；相对于落地支架施工，无需在墩身、承台内预埋大量预埋件，特别是墩身较高时可节约投入达50%以上；投入的材料可100%回收，材料利用率高，可减少临时工程投入，具有良好的经济效益和社会效果。

附图说明

图1是本发明实施例的纵截面图；

图2是本发明型实施例的横截面图；

图3是本发明实施例连接板的立体结构示意图；

图4是本发明实施例的工艺流程图；

其中，1为第一排预留孔，2为第二排预留孔，3为第三排预留孔，4为连接件，5为螺栓孔，6为横向分配梁，7为墩身，8为贝雷架，9为斜杆，10为平衡杆，11为销接孔，12为外模。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1：双薄壁墩连续刚构桥，主桥为40m+48m+2×70m+2×48m连续刚构桥，主墩采用钢筋混凝土双薄壁墩，钻孔灌注桩基础，主墩采用矩形承台，长8.9m，宽5.7m，厚度为2.5m，主墩承台尺寸较小，且处于河水深流急的环境，如图4所示，其0号块的施工方法按以下步骤进行：

① 墩身连接件安装：在墩身预留三排预留孔，每排预留孔预埋内径为40mm的PVC管，采用φ32mm精轧螺纹钢穿过连接件4上的螺栓孔5将连接件4固定于墩身7外侧的预留孔中，其中，第一排预留孔1连接件的销接孔11中心距墩顶的垂直距离为45cm，第二排预留孔2连接件4的销接孔11中心距第一排预留孔1连接件4的销接孔11中心的垂直距离为120cm，第三排预留孔3连接件4的销接孔11中心距离第二排预留孔2连接件4的销接孔11中心的垂直距离为330cm，最后按设计要求使用扭力扳手对精轧螺纹钢施加预应力；

② 托架安装：将每组贝雷架8在地面拼装好后，采用塔吊吊装，人配合精确定位，在连接件4上的销接孔11中打入连接销，使贝雷架8固定在连接件4上，即完成一组贝雷架8的安装，再使用口对口双普通槽钢在贝雷架8上铰接一斜杆9，重复上述操作依次完成几组贝雷架8和斜杆9的安装，最后将横向分配梁6逐根吊起，人工配合将其置于贝雷架8上；再在斜杆9与墩身7连接处的内侧预留孔中安装平衡杆10。

横向分配梁6的选择是将荷载按0号块最大横断面情况转化为均布荷载，加载到横向分配梁6。横向分配梁6所受荷载除新浇0号块砼梁体自重外，还包括内外模板、支架自重、施工机具、操作人员、混凝土振捣力等施工荷载，所受总荷载按0号块自重的1.2倍计算；

③ 托架预压：托架安装好后，为防止因托架本身的弹性、杆件连接处的间隙等因素，导致的托架下沉，引起混凝土梁段出现裂缝。我们采用“精轧螺纹钢配合千斤顶模拟施加力”的等效荷载预压方式在贝雷架8顶进行施压；具体为：将0＃块托架安装完成，测设各锚点所对应施力节点处的相对标高，通过采用结构受力软件分析得出各贝雷架8所需施工的预应力值，为了观测托架整体变形情况，均采用820KN的预加力，张拉前将托架各贝雷片连接成整体，使用精轧螺纹钢，精轧螺纹钢锚具采用专用钢具，张拉设备选用型号为YGM32，张拉时，先中间后边缘对称分阶段施加张拉力，每级施力为其张拉力设计值的15~20%，荷载施加到设计值的40%后，比较每一级的实测沉降值与理论值，其相对偏差为6%，不超过10%，继续施压，当荷载达到设计值的120%后，比较托架的实测高程与24h后的实测高程，两者的差值小于3mm时，即可进行下一步操作；

④ 模板系统安装：采用塔吊安装外模12，然后依次安装内模及侧模，内模采用小块钢模，待底腹钢筋绑扎完成后人工安装。

⑤ 按常规方法依次进行钢筋绑扎、预应力管道安装、混凝土浇筑、预应力筋张拉及压浆步骤，其中预应力筋张拉采用横向预力筋滞后纵向预应力筋两个节段进行张拉，纵向张拉前需拆除内模及侧模，张拉后的预应力孔道压浆从梁端头压入，无需拆除外模及托架；

⑥ 托架拆除：上述施工结束后，采用塔吊配合，先拆除模板钢架，然后依次拆除横向分配梁、斜杆和贝雷架。

实施例2：与实施例1不同之处在于：步骤①中的墩身预留孔预留具体设计位置为第一排预留孔1连接件4的销接孔11中心距离墩顶的垂直距离为55cm，第二排预留孔2连接件4的销接孔11中心距第一排预留孔1连接件销接孔11中心的垂直距离为160cm，第三排预留孔3连接件4中心的销接孔11距第二排预留孔2连接件4的销接孔11中心的垂直距离围400cm。

本发明施工完成后，大大加快了施工进度，工期缩短了35天，而且确保了施工的安全可靠，同时满足桥梁耐久性要求和减少了临时工程投入，解决了双薄壁墩的强度和刚度不足问题，达到了预定的施工目标。

具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出任何修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (5)

1.一种双薄壁墩连续刚构桥0号块施工方法，包括下述步骤：

① 墩身连接件安装：按设计位置预埋内径为40mm的PVC管在墩身（7）中作为预留孔，通过φ32mm精轧螺纹钢穿过制有销接孔（11）的连接件（4）上的螺栓孔（5）将连接件（4）固定于墩身（7）外侧的预留孔上，然后按设计要求对精轧螺纹钢施加预应力；

② 托架安装：将贝雷架（8）在地面拼装好后，采用塔吊吊装一组贝雷架（8），人工配合精确定位，在连接件（4）上的销接孔（11）中打入连接销，使所述贝雷架（8）固定在连接件（4）上，即完成所述贝雷架（8）的安装，再使用口对口双普通槽钢在所述贝雷架（8）上铰接一斜杆（9），重复上述操作依次完成多组贝雷架（8）和斜杆（9）的安装，最后将横向分配梁（6）逐根吊起，人工配合将其置于各组贝雷架（8）上；

③ 托架预压：采用精轧螺纹钢配合千斤顶模拟施加力的预压方式在贝雷架（8）顶进行等效荷载施压，施压过程分级进行，每级施加荷载为张拉力设计值的15~20%，荷载施加到设计值的40%后，比较每一级的实测沉降值与理论值，如相对偏差不超过10%则继续施压，当荷载达到设计值的120%后，比较托架的实测高程与24h后的实测高程，两者的差值小于3mm时，即可进行下一步操作；

④ 模板系统安装：安装采用塔吊安装外模（12），然后依次安装内模及侧模；

⑤ 按常规方法依次进行钢筋绑扎、预应力管道安装、混凝土浇筑、预应力筋张拉及压浆；

⑥ 托架拆除：上述施工结束后，采用塔吊配合，先拆除外模，然后依次拆除横向分配梁（6）、斜杆（9）和贝雷架（8）。

2.根据权利要求1所述一种双薄壁墩连续刚构桥0号块施工方法，其特征在于：所述步骤①中的墩身（7）预留孔预留三排，其具体设计位置为第一排预留孔（1）连接件（4）的销接孔（11）中心距离墩顶的垂直距离为45~55cm，第二排预留孔（2）连接件（4）的销接孔（11）中心距第一排预留孔（1）连接件销接孔（11）中心的垂直距离为120~160cm，第三排预留孔（3）连接件（4）中心的销接孔（11）距第二排预留孔（2）连接件（4）的销接孔（11）中心的垂直距离围330~400cm。

3.根据权利要求2所述一种双薄壁墩连续刚构桥0号块施工方法，其特征在于：所述步骤①中采用扭力扳手或YDC系列千斤顶并配合专用连接头对精轧螺纹钢施加预应力。

4.根据权利要求1或2或3所述一种双薄壁墩连续刚构桥0号块施工方法，其特征在于：所述步骤②之后还需在斜杆（9）与墩身（7）连接处的内侧预留孔中安装平衡杆（10）。

5.根据权利要求1所述一种双薄壁墩连续刚构桥0号块施工方法，其特征在于：所述步骤③中当荷载施加到设计值的40%后，每一级的实测沉降值与理论值的相对偏差大于10%，则停止施压，查明原因并进行处理后重新进行施压。

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