CN102535344A - 一种用于沟壑地区高墩桥梁梁体混凝土运输的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于混凝土输送的技术领域，具体涉及一种用于沟壑地区高墩桥梁梁体混凝土运输的方法，解决了现有沟壑地区进行桥梁梁体混凝土施工时，在沟底进行混凝土泵送施工，混凝土运距远，受天气原因影响便道运输不能实现；如果为高落差泵送，极易造成泵送管堵塞的问题。其步骤：焊接钢桁架，在沟壑设置地泵一侧的沟岸上浇筑混凝土桩基础，混凝土桩基础上安装支撑钢墩，吊装钢桁架，使钢桁架一端安装于支撑钢墩之上，另一端安装在桥墩顶部的梁体上形成钢桁架栈桥，从地泵输出端连接泵管到梁体施工位置。本发明的有益效果：解决了沟壑地区高墩桥梁梁体混凝土输送的问题，大大降低了项目的成本，缩短了施工工期及提高了施工质量，设备得到充分利用。

Description

一种用于沟壑地区高墩桥梁梁体混凝土运输的方法

技术领域

本发明属于混凝土输送的技术领域，具体涉及一种用于沟壑地区高墩桥梁梁体混凝土运输的方法。

背景技术

位于山地、丘陵地区的铁路、公路施工，绝大部分均采用高桥墩桥梁通过，而受高度所限，混凝土通过一般汽车泵及地泵垂直运送困难甚至不能实现。即使能够输送，因垂直高差大极易出现堵管，且采用地泵垂直运送混凝土，泵管安装、拆除、检修难度大，且投入成本高。

例如某一大桥施工需要跨越一黄土冲沟，沟深90m，沟谷狭窄，岸坡高陡，自然剥蚀严重，错落、黄土陷穴等不良地质发育，工程地质条件较复杂。桥址处上部坡度较缓，下部陡峻，沟底狭窄顺直，有少量坍塌的堆积土体。沟内灌木、杂草丛生，陡坎上黄土裸露。左侧沟岸自然坡度超过70°，右侧沟岸最大自然坡度达60°，沟岸自然坡角远大于其岸坡最终稳定角（一般为30°），沟谷岸坡处于欠稳定状态。1#墩正处于深达90m的黄土冲沟之中。

混凝土搅拌站达到1#墩的临时便道路线：由于高差大，从搅拌站需经右侧绕行至沟底1#墩处，便道长2200m，由于地形的限制，便道多处坡度35度以上。1#墩身高度为56m，0#段梁体高度为11.5m，在进行梁体混凝土施工时，如果在沟底进行混凝土泵送施工，不仅混凝土的运距较远，而且受到天气原因影响便道运输不能实现；如果混凝土泵送过程中为高落差泵送，极易造成泵送管堵塞。

发明内容

本发明的发明目的：为了解决现有的沟壑地区进行桥梁梁体混凝土施工时，在沟底进行混凝土泵送施工，不仅混凝土的运距较远，而且受到天气原因影响便道运输不能实现；如果混凝土泵送过程中为高落差泵送，极易造成泵送管堵塞的问题。

本发明采用如下的技术方案实现：

一种用于沟壑地区高墩桥梁梁体混凝土运输的方法，其特征在于步骤如下：

1）、焊接钢桁架，

2）、在沟壑设置地泵一侧的沟岸上浇筑混凝土桩基础，

3）、混凝土桩基础上安装支撑钢墩，

4）、吊装钢桁架，使钢桁架一端安装于支撑钢墩之上，另一端安装在桥墩顶部的梁体上形成钢桁架栈桥，

5）、从地泵输出端连接泵管到梁体施工位置。

本发明的另一优选方案：钢桁架采用无缝钢管焊接，横断面为三角形结构。

本发明的另一优选方案：混凝土桩基础包括桩结构以及承台，承台上方预埋四块预埋钢板Ⅰ，预埋钢板Ⅰ上竖向焊接工字钢、横向焊接槽钢构成支撑钢墩的支撑构件。

本发明的另一优选方案：支撑钢墩在线路方向上焊接牛腿。

本发明的另一优选方案：泵管在混凝土输送方向上呈下坡。地泵和支撑钢墩之间的泵管通过主平台支撑。

本发明的另一优选方案：梁体顶部安装钢桁架的位置处预埋钢板，梁体1号段前段锚固有工字钢加强支撑支撑钢桁架。

本发明具有如下有益效果：

1）、解决了沟壑地区高墩桥梁梁体混凝土输送的问题，

2）、大大降低了项目的成本，

3）、缩短了施工工期及提高了施工质量，

4）、设备得到充分利用。

附图说明

图1为本发明钢桁架栈桥的示意图，

图2为钢桁架栈桥的纵向剖面示意图，

图3为钢结构墩示意图，

图4为图3的侧视图，

图5为钢桁架安装处梁体预埋钢板示意图，

图6为图5的A-A剖面图，

图中：1-地泵，2-泵管，3-主平台，4-混凝土基础，5-支撑钢墩，6-钢桁架栈桥，7-梁体，8-接触网支架平台，9-工字钢加强支撑，10-上弦杆，11-下弦杆，12-斜杆，13-脚踏板，14-下横杆，15-槽钢，16-工字钢，17-预埋钢板Ⅰ，18-桩结构，19-承台，20-预埋钢板Ⅱ。

具体实施方式

以背景技术中的工程状况为实施例，进一步说明本发明的具体实施方式，其步骤如下：

1、泵管钢桁架焊接

由于钢桁架跨度大，考虑到施工时候吊装的难度，需要减小结构的自重和加大结构本身刚度，钢桁架主材采用无缝钢管焊接，横断面采用三角形结构，如图2所示。钢桁架总长度为72.5m，三角形横断面高2.2m，底宽1.5m（弦杆中心之间尺寸），延纵向方向每1.8m设置一根上弦杆与下弦杆之间的连接竖杆。钢桁架上弦杆采用型号为114-5的无缝钢管，两根下弦杆为89-5无缝钢管，上弦杆与下弦杆之间的连接竖杆采用48-4的有缝钢管，上弦杆与下弦杆之间的连接斜杆为70-5的无缝钢管，两根下弦杆之间的连接横杆采用80槽钢。钢桁架总重约6.3t。

为了防止混凝土发生倒流，使泵管钢桁架在混凝土输送方向上呈下坡（坡度一般为3~10‰）。采用钢筋混凝土挖孔桩承台基础，基础混凝土采用C30混凝土，基础主筋采用HRB235Φ22钢筋，承台尺寸为4×5×1.0m，4根桩基结构尺寸直径为0.8m，长度为10m。在承台上方预埋四块0.5×0.5×0.2m钢板，其上焊接40a工字钢作为支撑钢墩的主要受力构件，主工字钢之间延竖向每1.2m采用14a槽钢设置一道横连，以保证墩身的整体性。钢墩在线路方向焊接两个7.2m的牛腿，以减小钢桁架的跨度。牛腿和牛腿下方斜撑采用40a工字钢焊接，两牛腿之间采用14a槽钢连接。在牛腿上方外侧每0.5m焊接一根长度为0.3m的75角钢，角钢呈45°角度，以有利于钢桁架吊装时就位。钢桁架架设好以后，在钢桁架下弦两杆内侧焊接80槽钢，槽钢延线路方向呈“]”焊接，以保证钢桁架横向不能移动。如图3、图4所示。

0#段中部接触网基础支架平台上预埋钢板和钢筋，钢桁架弦杆与其焊接。保证钢桁架在此处在横向和纵向不能移动。如图5、图6所示。钢桁架左端与主平台相连接处，设置2m×2m混凝土基础，基础顶面预埋钢板，焊接114-5无缝钢管。钢桁架下弦杆内套在焊接114-5无缝钢管中以固定钢桁架，使钢桁架端部在纵向可以产生位移而在横向固定。

另外，为加强梁体侧钢桁架稳定，在1#段梁体砼中预埋4根Ф32精轧螺纹钢，以其为锚固，外悬由工字钢40b焊接而成的支架以支撑钢桁架，进一步达到减少跨度，增加稳定的作用。

2、泵管钢桁架制作

栈桥组装分为泵管钢桁架焊接、支撑钢墩焊接安装和混凝土基础浇筑。钢桁架焊接时由于时候焊接场地限制，钢桁架总长为72.5m分成两段焊接。第一段50m，第二段22.5m，两段连接接头处上弦、下弦杆断开点错开距离不小于3.6m。

3、泵管钢桁架吊装

钢桁架吊装前，用全站仪放样处钢桁架两端端部位置线。钢桁架吊装时采用钓鱼法的思路，即用25t吊车在2#桥右侧台台前硬化场地内起吊第一段长度为50m的钢桁架，起吊钢桁架离地1m-2m后将钢桁架向1#墩方向移动3m~4m，然后将起吊点后移3m~4m再次起吊向1#墩方向移动。如此进行逐个循环后，采用1#墩位置塔吊吊住钢桁架1#墩方向一端端部，同吊车同时起吊将钢桁架向1#墩方向移动。第一段钢桁架向1#墩方向移动25m后，将第二段钢桁架在右侧方向与第一段钢桁架焊接为一个整体。钢桁架焊接完成后，塔吊与吊车同时起吊将钢桁架移动到位，对齐钢桁架端部位置线。钢桁架移动到位后将钢桁架吊装到两个端支撑上后将钢桁架支点处与钢支撑墩焊接牢固。

钢桁架各支点焊接完成后在跨中下弦杆节点处挂设揽风绳。钢桁架在钢支撑墩上固定完成后铺设泵管和维修泵管过人踏木板。

4、受力检算

本栈桥主要检查项目有：钢桁架泵管安装完成后受力、钢桁架泵管吊装时受力计算、钢支撑墩检算、混凝土桩基础等的强度、刚度、稳定性均满足混凝土泵送要求，且在最不利荷载下亦可兼做过人通道使用。此处不现详细列出检算过程。

5、上述方案的有益效果：

1）、解决了混凝土输送的问题

如果采用在沟底进行混凝土泵送施工，因垂直高差为67.5m，加之受地形所限，只能在1#墩底安放地泵，如要浇注各个悬臂段，则又要加上水平运输，该桥单孔长108m，除去现浇段25m后为83m，采用现有80地泵垂直67.5m+水平83m运输混凝土极其困难，甚至不可能实现。采用本发明所述的方法水平运输为130m，解决了混凝土输送的大难题。

2）、大大降低了项目的成本

采用栈桥输送砼，共发生钢材20.2吨，混凝土23.2方，Ф0.8m钻孔桩48m，粗略估算成本投入20.2*(8000-2200)+23.2*450+40*800=15.96万元。

而采用泵管垂直运输，搭设的固定泵管脚手架、及维修通道，则用去了20吨脚手架、15.62立方木板，不考虑季节、天气、管理、外部环境影响下，梁体悬臂段施工工期约18*12=216日历天，根据市场价，脚手架租赁价格约6.5元/t/天，木材制作加工2500元/立方，混凝土罐车租赁23000元/月，则成本将生:6.5*20*216+15.62*2500+23000*216/30=23.3万元。粗略计算，节省成本23.3-15.96=7.34万元。

3）、缩短了施工工期及提高了施工质量

在进行梁体混凝土施工时，如果在沟底进行混凝土泵送施工，因施工便道坡度大，受到天气原因影响时便道运输则不能实现，且混凝土垂直+水平长度均较大的泵送过程中，极易造成泵送管堵塞，且检修危险、缓慢，势必会延长施工工期，甚至会给必须连续灌注混凝土的箱梁带来极大的质量风险。 

4）、设备得到充分利用

因为是梁体连续刚构箱梁，且单段混凝土方量大， 在施工中必须备用1台地泵，而现有机械设备为1台60地泵，1台80地泵，为减小因地泵而间断灌注的风险，采用60地泵进行垂直运输，80地泵备用。而60地泵在灌注0#段砼时就偶尔出现故障，仪表显示吃力，只能用80地泵，因此混凝土灌注时因备用地泵显弱而存在一定的风险。而实现水平运输后，原60地泵泵送混凝土顺利、正常，得到了充分利用。

5）、水平栈桥投入使用后，施工人员可以直接通过栈桥上梁作业，方便了工人，减少了上班路的损耗时间。而电梯转而主要用于小型工机具、二三项料的垂直运输，减小了该桥因1座塔吊同时干两幅桥的工作压力，基本杜绝了以前的“料到等吊”的现象。

Claims (6)

1.一种用于沟壑地区高墩桥梁梁体混凝土运输的方法，其特征在于步骤如下：

1）、焊接钢桁架，

2）、在沟壑设置地泵（1）一侧的沟岸上浇筑混凝土桩基础（4），

3）、混凝土桩基础（4）上安装支撑钢墩（5），

4）、吊装钢桁架，使钢桁架一端安装于支撑钢墩（5）之上，另一端安装在桥墩顶部的梁体（7）上形成钢桁架栈桥（6），

5）、从地泵（1）输出端连接泵管（2）到梁体（7）施工位置。

2.根据权利要求1所述的用于沟壑地区高墩桥梁梁体混凝土运输的方法，其特征在于所述的钢桁架采用无缝钢管焊接，横断面为三角形结构。

3.根据权利要求1所述的用于沟壑地区高墩桥梁梁体混凝土运输的方法，其特征在于混凝土桩基础（4）包括桩结构（18）以及承台（19），承台（19）上方预埋四块预埋钢板Ⅰ（17），预埋钢板Ⅰ（17）上竖向焊接工字钢（16）、横向焊接槽钢（15）为支撑钢墩的支撑构件。

4.根据权利要求1所述的用于沟壑地区高墩桥梁梁体混凝土运输的方法，其特征在于支撑钢墩（5）在线路方向上焊接牛腿。

5.根据权利要求1所述的用于沟壑地区高墩桥梁梁体混凝土运输的方法，其特征在于泵管（2）在混凝土输送方向上呈下坡。

6.根据权利要求1所述的用于沟壑地区高墩桥梁梁体混凝土运输的方法，其特征在于梁体（7）顶部安装钢桁架的位置处预埋钢板，梁体1号段前段锚固有工字钢加强支撑（9）支撑钢桁架。

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