CN103352428A - 悬索桥索塔横梁无支架施工方法 - Google Patents

悬索桥索塔横梁无支架施工方法 Download PDF

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本发明涉及一种悬索桥索塔横梁无支架施工方法,在索塔塔柱施工到预定设置横梁的位置时,在塔柱内预埋桁架连接件,并在连接件的下方安装牛腿;利用牛腿做支撑,搭设操作平台,在所述操作平台上完成横梁底模板的拼装;焊接一钢桁架,将钢桁架的两端分别与两塔柱上的桁架连接件焊接,在钢桁架上安装悬吊系统,并利用该悬吊系统将底模板提升到横梁底板底面标高;然后依次进行横梁底板钢筋绑扎及底板混凝土浇筑、横梁腹板钢筋绑扎及腹板混凝土浇筑、横梁顶板钢筋绑扎及顶板混凝土浇筑,完成横梁浇筑施工。钢桁架在施工过程中作为临时支撑及承力结构,施工完成后,成为横梁的一部分。

Description

悬索桥索塔横梁无支架施工方法
技术领域
本发明涉及一种大跨度悬索桥索塔横梁的施工方法,属于桥梁施工领域。
背景技术
悬索桥由于跨越能力强、不影响桥下通航等优势,在桥梁建设领域较多采用。悬索桥通过索塔支撑悬索,每个索塔包括两个塔柱,为保持索塔的强度和稳定,两塔柱间要通过横梁连接成一体,横梁设在塔柱一定高度处。目前,大跨度悬索桥索塔横梁施工普遍采用落地支架的方式,如满堂支架或立柱支架。落地支架是采用钢管等材料从地面向上搭设支架,直到横梁施工位置,搭设施工平台并提供施工过程中的支撑结构。而随着桥梁跨度的加大,塔高的增长,支架的搭设高度也要增加,所需的耗材和施工周期都相应增加,因此采用支架法在施工周期、安全性、经济性上存在诸多缺陷:
1、支架搭设周期长,影响工期;
2、随着塔高的增长,横梁位置的升高,支架的高度相应增高,施工安全风险增加;
3、支架搭设完成后需要进行预压,耗时费力。
尤其当桥梁位于基础地质情况不好、深水位等地区时,搭设落地钢管支架的难度和风险更大。
随着悬索桥应用的日益广泛,迫切需要一种不需要支架横梁施工方法。
中国专利申请号200710301579.5公开了一种“悬索桥塔架横梁无落地支架施工方法”,其技术方案是:在索塔塔柱上安装牛腿,依托牛腿搭设一钢桁架,在钢桁架上铺设施工平台;或将钢桁架搭设在两索塔的顶端,在钢桁架下挂施工平台。但存在的问题是:横梁施工过程中,模板系统,包括底模板、侧模版、顶模板等,以及钢筋的绑扎、预应力管道的安装等均需要结构支撑,而该方案仅提供了一个悬空的施工平台,并未涉及横梁如何施工,也未提供横梁施工中的支撑结构及方式,导致该方案无法具体实施。
发明内容
本发明的目的在于提供一种简单可行的悬索桥索塔横梁无支架施工方法,在索塔横梁施工过程中,不需要搭设落地支架,从而缩短施工周期,减少耗材,并提高施工安全性。
本发明的技术方案如下:
(1)在索塔塔柱施工过程中,当塔柱施工到预定设置横梁的位置时,沿两塔柱相对的方向,在塔柱内预埋桁架连接件,所述桁架连接件包括上连接件和下连接件,所述上连接件和下连接件所处的高度分别与预定的横梁的底板和顶板的高度一致;在两塔柱上位于所述下连接件的下方安装牛腿;
(2)索塔塔柱施工完毕后,利用两塔柱上的牛腿做支撑,搭设操作平台,并在所述操作平台上完成横梁底模板的拼装;
(3)在操作平台上焊接一与横梁长度相等的钢桁架,所述钢桁架包括两上弦杆和两下弦杆,上、下弦杆间通过斜杆和竖杆焊接连接;将所述钢桁架的两端分别与两塔柱上的桁架连接件焊接,其中钢桁架的上弦杆与所述上连接件焊接,钢桁架的下弦杆与所述下连接件焊接;
(4)以所述钢桁架为支撑,在所述钢桁架上部安装悬吊系统,并利用该悬吊系统将所述底模板提升到横梁底板底面标高;
(5)在钢桁架下弦杆下方绑扎横梁底板下层钢筋,将钢桁架下弦杆之间通过横杆焊接连接,在钢桁架下弦杆上方绑扎横梁底板上层钢筋,在钢桁架两侧安装侧模板,然后进行横梁底板混凝土浇筑;
(6)绑扎横梁腹板钢筋,安装内模板,浇筑腹板混凝土;
(7)安装横梁顶板模板,在钢桁架上弦杆下方绑扎横梁顶板下层钢筋;将钢桁架上弦杆之间通过横杆焊接连接;在钢桁架上弦杆上方绑扎横梁顶板上层钢筋,然后浇筑顶板混凝土;
(8)拆除侧模板,并利用所述悬吊系统将底模板降至操作施工平台上,然后拆除悬吊系统,最后依次拆除底模板、操作平台及牛腿,完成横梁施工。
本发明将塔柱与横梁的结构设计与施工统筹考虑,通过在塔身预埋连接件搭设劲性钢桁架,横梁模板系统支撑在劲性钢桁架上,以达到省去落地钢管支架的目的。劲性钢桁架作为施工过程中的临时支撑及承力结构,施工完成后,劲性钢桁架成为横梁的一部分,作为永久结构体系,参与横梁结构的受力。本发明相比现有技术,本发明具有以下优点:
(1)节约成本
本发明在施工过程中,施工周转材料仅仅需要考虑施工操作用的操作平台及少量辅助材料,且随着桥梁跨度的加大,塔高的增长,消耗的钢材数量和施工费用几乎没有什么增长。
而有支架施工法,以横梁高度为50m为例,搭设支架周转使用的大型钢管和型钢材料约为300t,投入的人工、机械费用高,同时还需增加地基加固处理和支架预压施工的费用。并且,随着桥梁跨度的加大,塔高的增长,消耗的钢材数量及施工费用将进一步大大增加。
一般而言,跨径在600m以上的悬索桥,其主塔高度通常在100m以上,故而采用横梁无支架施工法比有支架施工法将大大节约施工成本。
(2)缩短施工工期
有支架施工法需进行支架搭设和预压施工,特别是对于地质情况较差的地区(如软土地基),还需进行前期地基处理施工,施工工期长。本发明则很好的避免了上述问题,可大大节省施工时间。
(3)施工安全性强
有支架施工法需搭设几十米甚至上百米的高空大型支架结构体系,对结构的稳定性和安全性都有相当高的要求,施工过程中高空作业时间长,交叉作业多。对于有不良地质情况的地区或深水区的横梁施工,还存在因不良地质造成的施工结构安全风险等问题。因而有支架施工法存在较大的施工安全风险和隐患。本发明由于取消了支架的搭设,同时高空作业时间少,因此在很大程度上减少了上述施工安全风险和隐患。
附图说明
图1是在塔柱上预埋钢桁架连接件及安装牛腿的结构示意图;
图2是在牛腿上安装操作平台及组装底模板的结构示意图;
图3是安装钢桁架的结构示意图;
图4是安装悬吊系统并提升底模板的结构示意图;
图5是横梁底板混凝土浇筑后的结构示意图;
图6是横梁腹板混凝土浇筑后的结构示意图;
图7是横梁顶板混凝土浇筑后的结构示意图;
图8是横梁施工完成后的结构示意图。
具体实施方式
以下通过实施例,结合附图对本发明的方法及施工流程详细说明。
如图1所示,在索塔塔柱1施工过程中,当塔柱1施工到预定设置横梁的位置时,沿两塔柱相对的方向,在塔柱1内预埋桁架连接件,所述桁架连接件包括上连接件2和下连接件3,所述上连接件2和下连接件3所处的高度分别与预定的横梁的底板和顶板的高度一致;在两塔柱上位于所述下连接件3的下方安装牛腿4。根据施工需要,牛腿4位于所述下连接件下方3-4m处比较适宜。
如图2所示,索塔塔柱施工完毕后,利用两塔柱上的牛腿4做支撑,搭设操作平台5(贝雷),并在所述操作平台5上完成横梁底模板6的拼装。
如图3所示,在操作平台5上现场焊接一与横梁长度相等的钢桁架7,所述钢桁架7包括两上弦杆71和两下弦杆72,上、下弦杆71和72间通过斜杆73和竖杆74焊接连接;将所述钢桁架7的两端分别与两塔柱上的桁架连接件焊接,其中钢桁架7的上弦杆71与所述上连接件2焊接,钢桁架的下弦杆72与所述下连接件3焊接。
如图4所示,以所述钢桁架7为支撑,在所述钢桁架上部安装悬吊系统8,并利用该悬吊系统8将所述底模板6提升到横梁底板底面标高的位置。
如图5所示,在钢桁架下弦杆下方绑扎横梁底板下层钢筋,将钢桁架下弦杆之间通过横杆焊接连接,在钢桁架下弦杆上方绑扎横梁底板上层钢筋,在钢桁架两侧安装侧模板,然后进行横梁底板混凝土浇筑9。
如图6所示,底板混凝土9浇筑完成后,绑扎横梁腹板钢筋,安装内模板,浇筑腹板混凝土10。
如图7所示,腹板混凝土10浇筑完成后,安装横梁顶板模板,在钢桁架上弦杆下方绑扎横梁顶板下层钢筋;将钢桁架上弦杆之间通过横杆焊接连接;在钢桁架上弦杆上方绑扎横梁顶板上层钢筋,然后浇筑顶板混凝土11。
至此,横梁混凝土浇筑全部完成。然后拆除侧模板,并利用所述悬吊系统将底模板降至操作施工平台上,最后依次拆除悬吊系统、底模板、操作平台及牛腿,完成横梁施工的全部工作。
施工完成后的横梁结构如图8所示。可以看到,钢钢桁架7作为横梁施工过程中的临时支撑及承力结构,在横梁施工完成后被浇筑在混凝土中成为横梁的一部分,作为永久结构体系,参与横梁结构的受力。

Claims (2)

1.一种悬索桥索塔横梁无支架施工方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)在索塔塔柱施工过程中,当塔柱施工到预定设置横梁的位置时,沿两塔柱相对的方向,在塔柱内预埋桁架连接件,所述桁架连接件包括上连接件和下连接件,所述上连接件和下连接件所处的高度分别与预定的横梁的底板和顶板的高度一致;在两塔柱上位于所述下连接件的下方安装牛腿;
(2)索塔塔柱施工完毕后,利用两塔柱上的牛腿做支撑,搭设操作平台,并在所述操作平台上完成横梁底模板的拼装;
(3)在操作平台上焊接一与横梁长度相等的钢桁架,所述钢桁架包括两上弦杆和两下弦杆,上、下弦杆间通过斜杆和竖杆焊接连接;将所述钢桁架的两端分别与两塔柱上的桁架连接件焊接,其中钢桁架的上弦杆与所述上连接件焊接,钢桁架的下弦杆与所述下连接件焊接;
(4)以所述钢桁架为支撑,在所述钢桁架上部安装悬吊系统,并利用该悬吊系统将所述底模板提升到横梁底板底面标高;
(5)在钢桁架下弦杆下方绑扎横梁底板下层钢筋,将钢桁架下弦杆之间通过横杆焊接连接,在钢桁架下弦杆上方绑扎横梁底板上层钢筋,在钢桁架两侧安装侧模板,然后进行横梁底板混凝土浇筑;
(6)绑扎横梁腹板钢筋,安装内模板,浇筑腹板混凝土;
(7)安装横梁顶板模板,在钢桁架上弦杆下方绑扎横梁顶板下层钢筋;将钢桁架上弦杆之间通过横杆焊接连接;在钢桁架上弦杆上方绑扎横梁顶板上层钢筋,然后浇筑顶板混凝土;
(8)拆除侧模板,并利用所述悬吊系统将底模板降至操作施工平台上,然后拆除悬吊系统,最后依次拆除底模板、操作平台及牛腿,完成横梁施工。
2.根据权利要求1所述的悬索桥索塔横梁无支架施工方法,其特征在于:所述牛腿位于所述下连接件下方3-4m处。
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