CN102720137B - 轨道交通高架桥槽型梁节段预制施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及轨道交通桥梁施工方法技术领域，特别是涉及轨道交通高架桥槽型梁节段预制施工方法。由于将梁体混凝土浇注与梁体拼装和架设分开操作，使得施工现场支架搭设较少，占地面积小，对地面交通影响小；而且槽型梁节段均在预制厂内生产，可以有效控制梁体的生产质量，施工过程对环境的影响小；同时槽型梁分节预制工作和下部结构的施工可以同步进行，可大大缩短工期；再者预制模具可反复使用，使得架桥设备费用摊销率高，工程造价较低；采用槽型梁分节预制，并采用线形理论控制技术，本技术方案槽型梁节段重量轻，对吊装运输设备吨位要求不大，可以应用于小曲线半径线路的桥梁，使成桥具有线条流畅，景观效果好的特点。
Description
轨道交通高架桥槽型梁节段预制施工方法
技术领域
[0001] 本发明涉及轨道交通桥梁施工技术领域，特别是涉及轨道交通高架桥槽型梁节段预制施工方法。
背景技术
[0002] 随着我国经济的快速增长，我国的轨道交通建设也在高速发展。从建设成本方面考虑，高架桥往往是轨道交通建设的首选。而槽型梁(也称U形梁，以下统一称为槽型梁)，由于对下跨道路净空要求低，而且槽型梁结构在很大程度上减少了列车运营时产生的噪声对环境的影响，因此，其在轨道交通建设方面的应用越来越广泛。
[0003] 目前，槽型梁大多采用原位现浇施工技术，少部分采用整孔预制施工技术。原位现浇施工技术是一种较基本的施工方法，它具体包括在支架上安装模板、绑扎钢筋，预埋预应力孔道，在现场浇注混凝土的步骤；整孔预制施工技术是一种将连续梁或简支梁按起吊安装设备的能力先在预制场逐孔预制，然后通过架设吊装设备将预制好的梁体安装在墩台上的施工技术。
[0004] 槽型梁原位现浇施工技术的缺点包括:
[0005] (I)现场浇注过程支架搭设较多，对地面交通影响较大。
[0006] (2)由于现场浇筑，混凝土生产质量难以控制，使得混凝土质量差异较。
[0007] (3)施工过程对环境的影响:三废多，震动大,噪音大,对环境影响较大。
[0008] (4)用地要求方面:占地面积较多，需要围蔽全部桥面投影范围，施工设备也需要占用大面积的场地。
[0009] (5)工程造价方面:设备周转次数少，工程造价较高，尤其是对于规模较大，且工期较紧、工作面多的工程。
[0010] 槽型梁整孔预制施工技术的缺点包括:
[0011] (I)吊装运输设备要求吨位较大，并且需吨位较大的转运提升设备。
[0012] (2)对于小曲线半径线路的桥梁，折线效应明显，景观效果较差，适应性较差，而且预制梁厂需设在桥梁工地附近，存梁场地大。
[0013] 综上所知，以上施工技术的缺点在一定程度上限制了槽型梁在轨道交通高架桥梁工程中的运用。
发明内容
[0014] 本发明克服了现有的槽型梁原位现浇施工技术和槽型梁整孔预制施工技术中的缺陷，提供了一种(具体所需解决的问题)轨道交通高架桥槽型梁节段预制施工方法。
[0015] 为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的:
[0016] 轨道交通高架桥槽型梁节段预制施工方法，包括有以下步骤:
[0017] 步骤一，预制槽型梁节段:其中包括，步骤a，预制厂的测量系统建立；步骤b，制作槽型梁节段的三维数字定位模具，并安装于预制厂内；步骤C，预制初始槽型梁节段；步骤d，初始槽型梁节段外移，作为匹配节段；步骤e，保持模具不动，调整匹配节段的空间位置，使匹配节段能与下一个节段相匹配，匹配时每个槽型梁节段的两个拼接端面所在的平面上均设置三个线形理论控制点，分别包括底板端面纵向中心线与底板上表面交点处的水平控制点，以及两腹板顶面中心线与腹板端面交点处的两个高程控制点；当匹配节段的后拼接端面的水平控制点和高程控制点分别与下一个槽型梁节段模具的前拼接端面的水平控制点和高程控制点相对准，则匹配节段与下一个槽型梁节段模具相匹配，预制下一个槽型梁节段；步骤f，将下一个槽型梁节段命名为匹配节段；步骤g，返回步骤C，直至所需的槽型梁节段全部预制完成；步骤h，存放所有预制槽型梁节段；
[0018] 步骤二，拼装和架设槽型梁节段:其中包括:步骤a，架桥机定位、调试；步骤b，吊装槽型梁节段；步骤C，槽型梁节段的定位、位置调整；步骤d，拼装槽型梁节段；步骤e，张拉钢束紧固槽型梁节段；步骤f，多个槽型梁节段拼接成的梁段下放至桥墩，成桥；步骤g，架桥机前移、准备架设后续桥梁，直至整个桥梁架设完成。
[0019] 进一步，步骤一中的步骤a具体为，在预制厂内建立用于测量基准中轴线和基准高程的测量系统，具体为根据模具的套数及槽型梁节段预制生产线的布置而设置观测平台与基准塔，每条槽型梁节段预制生产线沿其长度方向的一侧设有一个观测平台，其另一侧设有一个基准塔。
[0020] 进一步，步骤一中的步骤c具体为，吊装钢筋笼、固定预埋件、浇注混凝土形成初始槽型梁节段，养护，养护完成后及时测量，拆除模具，利用底模下的台车将初始槽型梁节段转移。
[0021] 进一步，步骤一中的步骤e具体为，保持模具不动，利用槽型梁节段的线形理论控制点对匹配槽型梁节段进行定位测量、调整固定，检查和清洁与匹配槽型梁节段相接的下一个槽型梁节段模具，在接触铸造面涂抹脱模剂。
[0022] 进一步，步骤二中步骤a具体为，架桥机的主支腿定位准确后，用锚栓将主支腿与桥墩锚固在一起，然后对架桥机进行空载和重载调试。
[0023] 进一步，步骤二中步骤b具体为，使用卷扬机配合架桥机吊装槽型梁节段，根据架桥机下空间对槽型梁节段进行旋转和定位。
[0024] 进一步，步骤二中步骤b的吊装槽型梁节段，具体采用在槽型梁的节段底板吊装孔处预埋螺栓和吊架，或者是预埋螺栓和平衡梁，同时吊装孔对称、分散设置在底板。
[0025] 进一步，步骤二中步骤d的拼装槽型梁节段，具体采用节段拼装胶及临时预应力钢筋对槽型梁节段进行节段拼装。
[0026] 与现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0027] 轨道交通高架桥槽型梁节段预制施工方法，由于将梁体混凝土浇注与梁体拼装和架设分开操作，使得施工现场支架搭设较少，占地面积小，对地面交通影响小；而且槽型梁节段均在预制厂内生产，可以有效控制梁体的生产质量，施工过程对环境的影响小；同时槽型梁分节预制工作和下部结构的施工可以同步进行，可大大缩短工期；再者预制模具可反复使用，使得架桥设备费用摊销率高，工程造价较低；采用槽型梁分节预制，并采用线形理论控制技术，本技术方案槽型梁节段重量轻，对吊装运输设备吨位要求不大，可以应用于小曲线半径线路的桥梁，使成桥具有线条流畅，景观效果好的特点。附图说明
[0028] 附图用来提供对本发明的进一步理解，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制，在附图中:
[0029] 图1是线形理论控制点和吊装孔位置示意图。
[0030] 图2是预制厂测量系统平面布置示意图。
[0031] 图3是步骤一预制槽型梁节段流程图。
[0032] 图4是步骤二拼装和架设槽型梁节段流程图。
[0033] 图1至图4中包括有以下部件:底板1、腹板2、高程控制点3、水平控制点4、吊装孔5、观测平台6、基准塔7、定标塔8、槽型梁节段预制生产线9、基准中轴线10。
具体实施方式
[0034] 以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
[0035] 实施例1:
[0036] 本发明的轨道交通高架桥槽型梁节段预制施工方法，包括有以下步骤:
[0037] 步骤一，预制槽型梁节段，如图3所示，其中包括，步骤a，预制厂的测量系统建立；步骤b，制作槽型梁节段的三维数字定位模具，并安装于预制厂内；步骤C，预制初始槽型梁节段；步骤d，初始槽型梁节段外移，作为匹配节段；步骤e，保持模具不动，调整匹配节段的空间位置，使匹配节段能与下一个节段相匹配，如图1所示，匹配时每个槽型梁节段的两个拼接端面所在的平面上均设置三个线形理论控制点，分别包括底板端面纵向中心线与底板上表面交点处的水平控制点4，以及两侧的腹板2顶面中心线与腹板2端面交点处的两个高程控制点3。当匹配节段的后拼接端面的水平控制点4和高程控制点3分别与下一个槽型梁节段模具的前拼接端面的水平控制点4和高程控制点3相对准，则匹配节段与下一个槽型梁节段模具相匹配，预制下一个槽型梁节段。本发明将整跨桥分节段预制，每一槽型梁节段的三维尺寸控制非常重要，如果尺寸控制不好，现场拼装时将出现拼装完成后的桥梁线形与设计不符或与相邻跨桥根本不能接合的重大错误。因此槽型梁节段预制三维线形控制技术格外重要。
[0038] 步骤f，将下一个槽型梁节段命名为匹配节段；步骤g，返回步骤C，直至所需的槽型梁节段全部预制完成；步骤h，存放所有预制槽型梁节段；
[0039] 步骤二，拼装和架设槽型梁节段，如图4所示，其中包括:步骤a，架桥机定位、调试；步骤b，吊装槽型梁节段；步骤C，槽型梁节段的定位、位置调整；步骤d，拼装槽型梁节段；步骤e，张拉钢束紧固槽型梁节段；步骤f，多个槽型梁节段拼接成的梁段下放至桥墩，成桥；步骤g，架桥机前移、准备架设后续桥梁，直至整个桥梁架设完成。
[0040] 本发明主要分为预制槽型梁节段和拼装、架设槽型梁节段两个阶段，步骤一将槽型梁按桥梁长度方向分成若干槽型梁节段进行预制，步骤二是将槽型梁节段逐段拼装组合成桥。在拼装过程中，本发明将桥墩作为架桥机的支撑，采用架桥机拼装槽型梁。即采用架桥机将预制好的槽型梁节段悬吊就位，然后通过预应力钢束将槽型梁节段拼装在一起，最后成桥。
[0041] 本发明具有以下特点:[0042] 1、减少了预制场地以及现场施工用地面积。由于本技术将大型桥梁构件划分为若干槽型梁节段进行预制，槽型梁节段体积小，预制场占地面积小。在现场施工时，不需要搭设很多的支架，拼装和架设过程全部悬空作业，现场施工用地面积小。
[0043] 2、减少施工对现场地面交通的干扰。由于预制槽型梁节段体积小，重量轻，可采用多种运输方式:当采用路面运输时，可以选用常规运输车辆，不会影响地面交通；对于跨河桥梁可采用水上运输时，可以选用中小型船泊，不会影响地面交通；当采用梁上运输的方式，更不会影响地面交通。拼装和架设过程可全部悬空作业，拼装期间对地面交通影响很小。
[0044] 3、减少现场施工对环境的影响。本技术梁体大部分生产工作在预制场内完成，现场工作少，对环境影响小。
[0045] 4、可大大缩短工期。上部结构的预制工作和下部结构的施工同步进行，并且架设速度快。
[0046] 5、由于最大限度减少在施工现场现浇混凝土的体积，槽型梁节段均在预制厂内生产，有效控制梁体生产质量。槽型梁节段在预制厂内存放时间较长，减少了桥梁后期混凝土的收缩徐变效应。
[0047] 6、由于梁体分段进行预制，可以适用于小半径线路，景观性好。
[0048] 7、可适用大跨度桥梁。槽型梁节段重量轻，施工过程无需过多大型设备，且其施工方法适应性强，可采用多种施工方法进行施工。
[0049] 8、对于中大型规模的工程而言，模板、架桥设备费用摊销率高，施工建设费用可大大降低。对于一般发达城市而言，桥梁累计长度在2公里左右时，项目经济效益就十分可观。
[0050] 具体的，步骤一中的步骤a预制厂的测量系统建立具体为，如图2所示在预制厂内建立用于测量基准中轴线10和基准高程的测量系统，具体为根据模具的套数及槽型梁节段预制生产线9的布置而设置观测平台6与基准塔7，每条槽型梁节段预制生产线9沿其长度方向的一侧设有一个观测平台6，其另一侧设有一个基准塔7。
[0051] 上述步骤一中的步骤a，预制厂测量系统重要的组成部分是观测平台6与定标塔8，观测平台6与基准塔7根据模具的套数及槽型梁节段预制生产线9的布置而设置，应保证每条槽型梁节段预制生产线9有相对独立的观测系统。必须保证观测平台6在使用过程中不会发生沉降变形。
[0052] 具体的，步骤一中的步骤b，由于每套三维数字定位模具均需要使用多次，因此对模板液压系统的精度、端模的垂直度、模板的平整度和刚度要求较高，模板满足要求后，安装和调整定位模板。
[0053] 具体的，步骤一中的步骤c预制初始槽型梁节段具体为，吊装钢筋笼、固定预埋件、浇注混凝土形成初始槽型梁节段，养护，养护完成后及时测量，拆除模具，利用底模下的台车将初始槽型梁节段转移。
[0054] 具体的，步骤一中的步骤d，将初始槽型梁节段外移，作为匹配节段。
[0055] 具体的，步骤一中的步骤e匹配槽型梁节段具体为，保持模具不动，利用槽型梁节段的线形理论控制点对匹配槽型梁节段进行定位测量、调整固定，检查和清洁与匹配槽型梁节段相接的下一个槽型梁节段模具，在接触铸造面涂抹脱模剂。[0056] 具体的，步骤一中的步骤f，将下一个槽型梁节段命名为匹配节段。
[0057] 具体的，步骤一中的步骤g，返回步骤C，直至所需的槽型梁节段全部预制完成。
[0058] 具体的，步骤一中的步骤h，存放所有预制好的槽型梁节段。槽型梁节段在预制厂内存放时间较长，减少了桥梁后期混凝土的收缩徐变效应。
[0059] 具体的，步骤二中步骤a具体为，架桥机的主支腿定位准确后，用锚栓将主支腿与桥墩锚固在一起，然后对架桥机进行空载和重载调试。
[0060] 具体的，步骤二中步骤b具体为，使用卷扬机配合架桥机吊装槽型梁节段，根据架桥机下空间对槽型梁节段进行旋转和定位。由于槽型梁无顶板，为薄壁开口截面，抗扭刚度低，与普通箱梁截面相差较大，因此不能用钢丝绳直接固定在节段两端吊点处起吊，吊装槽型梁节段时，应在槽型梁节段底板I的吊装孔5处预埋螺栓和吊架或平衡梁，吊装孔5对称、分散设置在底板I。
[0061] 具体的，步骤二中步骤d的拼装槽型梁节段，具体采用节段拼装胶及临时预应力钢筋进行节段拼装。在槽型梁节段两端面涂抹节段拼装胶，将预制好的槽型梁节段逐段按照上述步骤二拼装。
[0062] 最后应说明的是:以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.轨道交通高架桥槽型梁节段预制施工方法，其特征在于，包括有以下步骤: 步骤一，预制槽型梁节段:其中包括，步骤a，预制厂的测量系统建立；步骤b，制作槽型梁节段的三维数字定位模具，并安装于预制厂内；步骤C，预制初始槽型梁节段；步骤山初始槽型梁节段外移，作为匹配节段；步骤e，保持模具不动，调整匹配节段的空间位置，使匹配节段能与下一个节段相匹配，匹配时每个所述槽型梁节段的两个拼接端面所在的平面上均设置三个线形理论控制点，分别包括底板端面纵向中心线与底板上表面交点处的水平控制点，以及两腹板顶面中心线与腹板端面交点处的两个高程控制点；当匹配节段的后拼接端面的水平控制点和高程控制点分别与下一个槽型梁节段模具的前拼接端面的水平控制点和高程控制点相对准，则匹配节段与下一个槽型梁节段模具相匹配，预制下一个槽型梁节段；步骤f，将下一个槽型梁节段命名为匹配节段；步骤g，返回步骤C，直至所需的槽型梁节段全部预制完成；步骤h，存放所有预制槽型梁节段； 步骤二，拼装和架设槽型梁节段:其中包括:步骤a，架桥机定位、调试；步骤b，吊装槽型梁节段；步骤C，所述槽型梁节段的定位、位置调整；步骤d，拼装所述槽型梁节段；步骤e,张拉钢束紧固槽型梁节段；步骤f，多个槽型梁节段拼接成的梁段下放至桥墩，成桥；步骤g，架桥机前移、准备架设后续桥梁，直至整个桥梁架设完成。
2.根据权利要求1所述的轨道交通高架桥槽型梁节段预制施工方法，其特征在于:所述步骤一中的步骤a具体为，在预制厂内建立用于测量基准中轴线和基准高程的测量系统，具体为根据所述模具的套数及槽型梁节段预制生产线的布置而设置观测平台与基准塔，每条所述槽型梁节段预制生产线沿其长度方向的一侧设有一个所述观测平台，其另一侧设有一个所述基准塔。
3.根据权利要求1所述的轨道交通高架桥槽型梁节段预制施工方法，其特征在于:所述步骤一中的步骤c具体为，吊装钢筋笼、固定预埋件、浇注混凝土形成所述初始槽型梁节段，养护，养护完成后及时测量，拆除所述模具，利用底模下的台车将所述初始槽型梁节段转移。
4.根据权利要求1所述的轨道交通高架桥槽型梁节段预制施工方法，其特征在于:所述步骤一中的步骤e具体为，保持模具不动，利用所述槽型梁节段的线形理论控制点对所述匹配槽型梁节段进行定位测量、调整固定，检查和清洁与所述匹配槽型梁节段相接的下一个槽型梁节段模具，在接触铸造面涂抹脱模剂。
5.根据权利要求1所述的轨道交通高架桥槽型梁节段预制施工方法，其特征在于:所述步骤二中步骤a具体为，所述架桥机的主支腿定位准确后，用锚栓将所述主支腿与桥墩锚固在一起，然后对所述架桥机进行空载和重载调试。
6.根据权利要求1所述的轨道交通高架桥槽型梁节段预制施工方法，其特征在于:所述步骤二中步骤b具体为，使用卷扬机配合架桥机吊装所述槽型梁节段，根据架桥机下空间对所述槽型梁节段进行旋转和定位。
7.根据权利要求1所述的轨道交通高架桥槽型梁节段预制施工方法，其特征在于:所述步骤二中步骤b的吊装槽型梁节段，具体采用在所述槽型梁的节段底板吊装孔处预埋螺栓和吊架，或者是预埋螺栓和平衡梁，同时吊装孔对称、分散设置在底板。
8.根据权利要求1所述的轨道交通高架桥槽型梁节段预制施工方法，其特征在于:所述步骤二中步骤d的拼装槽型梁节段，具体采用节段拼装胶及临时预应力钢筋对所述槽型梁节 段进行节段拼装。
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