CN102817325A - 负弯矩束预应力预制箱梁先简支后连续转换体系施工方法 - Google Patents

Abstract

负弯矩束预应力预制箱梁先简支后连续转换体系施工方法，施工工序依次包括：施工准备、盖梁梁位放线、安装橡胶隔振支座及梁底钢板、临时支座制作安装、箱梁装运就位安装、梁端钢筋连接、负弯矩束预应力管连接及穿束、横梁施工、负弯矩束预应力穿束张拉及孔道灌浆、纵向湿接缝施工和拆除临时支座。采用负弯矩束预应力管连接，具有很高的抗压强度且表面平整，可承受箱梁的压力并传给盖梁，有利于保证工程质量，提高了安全系数。有利于实施标准化技术操作，缩短工期，经济适用，箱梁连续体系具有刚度大、变形小、伸缩缝少和行车舒适；提高了体系转换的安全性和可靠性，便于梁体质量控制与安全文明施工管理。

Description

负弯矩束预应力预制箱梁先简支后连续转换体系施工方法

技术领域

本发明涉及国际专利分类E01D桥梁构造的处理方法，尤其是负弯矩束预应力预制箱梁先简支后连续转换体系施工方法。

背景技术

公知技术中，公路桥梁中广泛应用预制箱梁先简支后连续的桥型结构体系，但是在现有技术中，预制箱梁先简支后连续转换体系施工方法公开较少，代表性的技术如，专利申请号201010223159公开了桥梁先简支后形成连续梁再拆除临时介质钢支座的施工方法，先设置简支的临时支座，在临时支座上架设预制梁；临时支座的上支座体与下支座体之间设置有工程材料环连接成一个整体；再制作永久支座，每一个永久支座都设置在两榀对应的预制梁的端头部位；在永久支座上浇注混凝土，形成连接体，该连接体将两榀对应的预制梁的端头连接形成连续梁；最后拆除临时支座，用永久支座受力；拆除临时支座时，采用加热工程材料环其受热融化，在现场去掉低熔点的工程材料环；又如，专利申请号201020140228.8涉及一种在桥梁先简支后连续箱梁施工临时支座，包括上下面两块钢板和钢筋，钢筋固连于上下钢板中。再如，中国专利申请号201010569423现浇箱梁的支撑组件及现浇箱梁的施工方法，包括：临时支墩预制底座，临时支墩预制底座为钢筋混凝土预制件；临时支墩，固定设置于临时支墩预制底座上，施工方法包括以下步骤：对临时支墩基础的处理步骤，对铺设临时支墩预制底座的地面进行预处理，使之成为临时支墩基础；临时支墩预制底座的搭设步骤，在临时支墩基础上搭设钢筋混凝土结构的临时支墩预制底座，并对搭设临时支墩预制底座后的临时支墩基础进行预压处理；临时支墩的安装步骤，在临时支墩预制底座上安装临时支墩；贝雷片的安装步骤，在临时支墩上安装贝雷片。再如，中国专利申请号201010300366一种利用沙箱作为连续梁临时支座的施工方法，它包括以下步骤：(a)制备沙箱；(b)在所述的钢筒内放入沙子，沙子分层放入，并用小锤敲击，以提高密实度，沙子填至设计高度后将上垫板的钢管套入钢筒；(c)沙箱预压；(d)沙箱就位；(e)连续梁施工；(f)沙筒泄沙。利用沙箱作为连续梁临时支座不需要硬化地基或浇注混凝土基础，不受施工环境影响，墩身在软质土层或河道内时也可使用。

在不断的工程实际施工管理和技术研讨基础上，逐步发现前述现有工法技术存在的诸多重要缺陷，比如，在两榀对应的预制梁的端头部位浇注混凝土直接形成连接体无法适应结构应力变化而存在结构隐患，这些研究成果也在颁布与实施新的JTG D60-2004《公路桥涵设计通用规范》与JTG D62-2004《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》有所体现，显然，原有的先简支后连续转换体系施工方法已不能符合新规范的部分要求，而对于急需的较好的工法改进技术尚未见公开。

发明内容

本发明的目的是提供一种负弯矩束预应力预制箱梁先简支后连续转换体系施工方法，预制箱梁拼装简支体系在进行墩顶湿接缝施工后，将相邻两跨的梁连接成整体，特别是经过施加负弯矩预应力后形成连续梁的施工方法。

本发明的发明目的是通过如下技术措施实现的：施工准备、盖梁梁位放线、安装橡胶隔振支座及梁底钢板、临时支座制作安装、箱梁装运就位安装、梁端钢筋连接、负弯矩束预应力管连接及穿束、横梁施工、负弯矩束预应力穿束张拉及孔道灌浆、纵向湿接缝施工、拆除临时支座。

尤其是，经过负弯矩束预应力管连接及穿束、横梁施工、负弯矩束预应力穿束张拉及孔道灌浆和纵向湿接缝施工，在安装梁底钢板的橡胶隔振支座上形成连续体系转换，既保证结构体系承载载荷均匀，同时也能够满足新标准体系要求。

本发明的有益效果是：采用负弯矩束预应力管连接，具有很高的抗压强度且表面平整，可承受箱梁的压力并传给盖梁，有利于保证工程质量，提高了安全系数。工厂化程度高，有利于实施标准化技术操作，施工方便，节省了施工时间，节约高支模架投入，缩短工期，降低工程成本，显著提高施工效率，经济适用，箱梁连续体系具有刚度大、变形小、伸缩缝少和行车舒适；提高了体系转换的安全性和可靠性，便于梁体质量控制与安全文明施工管理。

附图说明

图1是本发明中施工方法的工序示意图

具体实施方式

以下结合附图对本发明进一步说明。

本发明的负弯矩束预应力预制箱梁先简支后连续转换体系施工方法工序依次包括：施工准备、盖梁梁位放线、安装橡胶隔振支座及梁底钢板、临时支座制作安装、箱梁装运就位安装、梁端钢筋连接、负弯矩束预应力管连接及穿束、横梁施工、负弯矩束预应力穿束张拉及孔道灌浆、纵向湿接缝施工和拆除临时支座。

前述中，本发明负弯矩束预应力预制箱梁先简支后连续转换体系施工方法的实质特点还在于，上部主梁结构首先进行工厂预制，安装临时支座后，将主梁架设就位，此时上部结构的受力形式是简支体系；在进行墩顶湿接缝施工后，将相邻两跨的梁连接成整体，施加负弯矩预应力后，拆除临时支座，使连续梁整体落架在永久支座上，此时上部结构为永久支座受力状态下的连续梁，完成简支梁向连续梁的转换。

前述中，施工步骤主要包括：

1)第一步：

A、工厂预制箱梁，混凝土强度达到设计强度的90％后，开始张拉正弯矩钢束。

B、施工下部结构至盖梁。

C、设置临时支座并安装好永久支座，逐孔安装主梁，置于临时支座上成为简支状态，及时连接桥面板、中隔梁及端横梁钢筋。

2)第二步：

D、连接接头钢筋，设置接头板束波纹管并穿束，在日温最低时，浇筑连接湿接头及其两侧与顶板负弯矩束同长范围内的桥面板。

3)第三步：

E、混凝土强度达到设计强度的95％后，张拉顶板负弯矩预应力钢束，并压注水泥浆。

4)第4步：

F、湿接头施工完成后，浇筑剩余部分桥面板混凝土，剩余部分桥面板由跨中向支点浇筑，待混凝土强度达到90％后，拆除临时支座，使永久支座平稳受力，完成体系转换。

G、连接顶板钢束张拉预留口钢筋，浇筑桥面铺装混凝土。

本发明中，经过负弯矩束预应力管连接及穿束、横梁施工、负弯矩束预应力穿束张拉及孔道灌浆和纵向湿接缝施工，在竖向荷载作用下，连续梁在支点附近梁段的正截面中产生负弯矩，使跨中正弯矩值明显减少，从而减少材料用量及结构自重。

本发明中，体系转换使上部结构具备连续梁的优点连续梁桥是超静定结构，整体性好、结构刚度大、变形小、抗震性能好，尤其是连续段内无断点，行车舒适，减少伸缩缝的设置密度，同时减少了简支梁桥桥面及伸缩缝的维修费用；

本发明的负弯矩束预应力预制箱梁先简支后连续转换体系施工方法具体步骤包括：

1)施工准备。

1根据设计图纸结合标准图集编制箱梁吊装、安装施工方案。

2核对全站仪、水平仪、钢尺、等检测仪器，做到与土建保持一致。

3进行材料采购、验收和抽样复检及机具、工具、设备准备。

4完成箱梁的自检、报验工作，并进行编号。

5保证吊装道路畅通，按吊装位置就位。

2)盖梁梁位放线。

用全站仪放样出每个支撑垫石的纵横轴线，并对轴线进行标记，同时在箱梁底板弹出中心线，并做好保护。

3)安装橡胶隔振支座、梁底转换钢板。

将橡胶隔振支座置于支座垫石上，在调整好永久支座外围安装底模。

4)临时支座制作、试验、安装。

1箱梁安装采用的是砂桶式临时支座，临时支座采用D133×6钢管焊接，内灌干燥，含水率小于1％的中砂，在砂箱下部设排砂口，丝口封堵。

2根据试验室确定的压缩量指导现场砂箱装砂量，在放置箱梁后，临时支座上钢垫板，厚16mm，表面要高于永久支座顶面10mm，砂箱体顶面应低于永久支座16mm。

3每榀箱梁的一端设两个，逐跨安装箱梁置于临时支座成简支状态。联端无需安装临时支座。

5)箱梁装运。

1同一孔的箱梁，其浇筑混凝土及预应力的日期应基本接近，支座类型应正确无误。装运带有方向性的预制梁时，应注意检查梁上标记，吊运时核对梁号。装车时，牵引钢丝绳滑轮转角内侧、钢丝绳延长线左右2.0m内不得站人。

2桥梁在移梁、存放、装车的所有过程中，都有失稳、侧翻的可能，两侧应有随梁移动的保护支撑并随时注意防范。

3两台汽车吊分站箱梁两端，将钢丝绳穿过提前预留在制梁台座上的起吊槽，并穿过在翼板上相应位置预留的钢丝绳通道，采用避免构件变形损坏的防护措施，如采用5mm厚圆弧形钢板，进行边角保护。

4转向架应放在车底的横向中心线上。装车前应清除车底板上的残碴，标画纵横中心线，按规定安装车钩缓冲停止器。转向架托梁与转向架纵梁接触面，转向架托梁与旁枕支承梁接触面应清除干净，涂抹黄油。转向架应标画纵、横中心线。旁枕用扒钉与车板钉牢。同一转向架的左、右两旁承游间之和必须保持4～10mm。当梁体落好并与木板压实后，梁的两侧用钢支撑支护。钢支撑上端与梁的颈部接触处应用楔木楔紧。桥梁重心的垂直投影必须在负重平车底板的纵向中心线上，装车后，如发现梁的纵向偏离计划位置在100mm以内，横向偏离纵向中心线5mm以内，且两侧葫芦张拉量大致相等，则可挂运，超过上述要求时，则应纠正后挂运。押车人员在停车时，应认真检查桥梁及支撑、转向架、缓冲器、提勾等，有无窜动、位移、松动现象。一经发现，立即纠正。

5预制现场到箱梁安装现场之间的路面要平整、坚实并无急转弯，宽度要保证拉运24.0m箱梁的平板车的转弯半径。

6吊装现场应保证平板车和起重机进行箱梁吊装的工作面。影响箱梁运输和吊装的障碍物要进行拆迁清理。

7箱梁吊运时吊点位置应符合设计规定，本箱梁悬出长度为0.8m，采用捆绑式起吊。

8钢丝绳与梁体边角接触处必须安放护梁铁瓦，与混凝土面接触处应垫木板防护。

9箱梁的运输：运输车辆要求低速行驶，在转弯处要慢行慢转，并要注意车辆的转弯半径。行驶过程中要平稳，避免颠簸和摆动。箱梁的拉运要按照吊装顺序装车运输，并根据吊装要求确定方向。

6)箱梁就位安装。

该吊装采用一次性吊装完成，由东西两侧向中间进行；由于现场条件限制，每跨由站房内侧向外侧逐片吊装。现场吊装设备根据方案采用70T汽车吊2台，100T平板托车2台。

1箱梁运至安装区后，两台吊车就位，分别站于墩柱的外侧，当拉运箱梁的平板车停靠在所要吊装就位的桥墩一侧时，用钢丝绳捆绑箱梁，方法同装车时一样，将箱梁从平板车上缓缓吊起，起吊300mm后停止，待检查吊钩、钢丝绳、卡环等受力情况没问题后，将平板车开走，通过起升、旋转、变幅，将箱梁进行吊装就位。

2箱梁安装前把墩支座垫石表面及梁底面清理干净，其表面标高应符合设计规定。

3按照先安装边梁再中梁再边梁的顺序，捆绑箱梁起吊，根据支座中心线，以及制作预埋钢板位置，现场技术员确认无误后，缓慢落梁，调整位置正确后方可脱钩。

4每跨吊装2片箱梁后，吊装第二跨的两片，以此类推，每跨吊装三次即可完成六片梁的安装。

7)横梁端钢筋连接。

纵向钢筋采用搭接焊或帮条焊连接，要求焊缝表面平顺，没有明显的咬边、凹陷、焊瘤、夹渣及气孔，严禁有裂纹出现。

8)负弯矩束预应力管连接、穿束。

接头端箱梁顶板波纹管按施工实际情况下料，检查是否有破洞、变形，要保证波纹管畅通，钢筋绑扎成型后即可敷设，每间隔1m绑扎或用钢筋焊接于主筋之下，接头位置搭接合理，且端搭接长度不小于15cm，不能出现错台、毛头、同时用胶带纸包裹密封。

穿预应力束：根据联跨所需预应力长度下料、编号，对号入座穿预应力钢束。

9)横梁施工。

按设计要求绑扎横梁钢筋。

按清水混凝土质量要求，选用竹木胶合板支设横梁底模及侧模，支撑牢固，采用C50微膨胀混凝土浇筑横梁。在浇筑前，将箱梁连接端湿接处进行表面凿毛或刷浆处理。

10)负弯矩束预应力张拉、孔道灌浆。

横梁混凝土强度达设计强度95％后，且混凝土龄期不下于7d，方可按张拉方案采用“应力-伸长值”双控，张拉顶板负弯矩预应力钢束，锚下控制应力为0.75fpk＝1395MPa。24h内采用C50水泥浆进行孔道灌浆，压浆饱满密实。

11)纵向湿接缝施工。

浇筑箱梁间纵向湿接缝混凝土，且应由跨中向支座方向浇筑。

12)拆除临时支座。

完成后拆除一联内的临时支座，完成体系转换。在解除临时支座，特别注意严防高温对橡胶支座的质量影响。

本发明通过不断技术积累和工程实际运用进行总结，结合新施工规范要求，验证了预制箱梁先简支转连续梁桥的合理性，并给出了施工顺序及施工工艺，在交通运输工程领域，推广应用将收到良好的经济和社会效益，也使标准化桥梁设计前进了一大步，研究成果对此类桥梁体系在设计和施工具有实用价值，做到了较好的理论与实践相结合。

本发明有效避免和土建作业交叉施工的弊端，保证施工安全，施工周期短，有利于现场文明施工管理；有效降低了施工成本，施工方法适应推广。

Claims (4)

1.负弯矩束预应力预制箱梁先简支后连续转换体系施工方法，其特征是：施工工序依次包括：施工准备、盖梁梁位放线、安装橡胶隔振支座及梁底钢板、临时支座制作安装、箱梁装运就位安装、梁端钢筋连接、负弯矩束预应力管连接及穿束、横梁施工、负弯矩束预应力穿束张拉及孔道灌浆、纵向湿接缝施工和拆除临时支座。

2.如权利要求1所述的负弯矩束预应力预制箱梁先简支后连续转换体系施工方法，其特征在于，上部主梁结构首先进行工厂预制，安装临时支座后，将主梁架设就位，此时上部结构的受力形式是简支体系；在进行墩顶湿接缝施工后，将相邻两跨的梁连接成整体，施加负弯矩预应力后，拆除临时支座，使连续梁整体落架在永久支座上，此时上部结构为永久支座受力状态下的连续梁，完成简支梁向连续梁的转换。

3.如权利要求1所述的负弯矩束预应力预制箱梁先简支后连续转换体系施工方法，其特征在于，施工步骤主要包括：

1)第一步：

A、工厂预制箱梁，混凝土强度达到设计强度的90％后，开始张拉正弯矩钢束；

B、施工下部结构至盖梁；

C、设置临时支座并安装好永久支座，逐孔安装主梁，置于临时支座上成为简支状态，及时连接桥面板、中隔梁及端横梁钢筋；

2)第二步：

D、连接接头钢筋，设置接头板束波纹管并穿束，在日温最低时，浇筑连接湿接头及其两侧与顶板负弯矩束同长范围内的桥面板；

3)第三步：

E、混凝土强度达到设计强度的95％后，张拉顶板负弯矩预应力钢束，并压注水泥浆；

4)第4步：

F、湿接头施工完成后，浇筑剩余部分桥面板混凝土，剩余部分桥面板由跨中向支点浇筑，待混凝土强度达到90％后，拆除临时支座，使永久支座平稳受力，完成体系转换；

G、连接顶板钢束张拉预留口钢筋，浇筑桥面铺装混凝土。

4.如权利要求1所述的负弯矩束预应力预制箱梁先简支后连续转换体系施工方法，其特征在于，经过负弯矩束预应力管连接及穿束、横梁施工、负弯矩束预应力穿束张拉及孔道灌浆和纵向湿接缝施工，在竖向荷载作用下，连续梁在支点附近梁段的正截面中产生负弯矩，使跨中正弯矩值明显减少，从而减少材料用量及结构自重。