CN104047233B - 一种连续梁直线段无落地支架施工方法 - Google Patents

一种连续梁直线段无落地支架施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种利用组装式托架牛腿施工装置进行连续刚构0#段或直线段施工的方法,包括以下步骤:(1)制作水平横梁、竖向支撑机构、斜向支撑机构、对拉杆、抗剪插销、预埋钢管和预埋钢盒;(2)安装预埋钢管和预埋钢盒;(3)将水平横梁、竖向支撑机构和斜向支撑机构组装成牛腿三脚架;(4)将牛腿三脚架安装就位,其中以抗剪插销承压受力,用对拉杆贯穿预埋钢管拉紧水平横梁,并将对拉杆的两端固定;(5)托架安装完成后,进行后续底模平台、梁体各工序的施工;(6)拆掉三脚架的连接螺栓,吊下三脚架,分拆成组装前独立杆件;然后拆卸抗剪插销和精扎螺纹钢拉杆;将所有构件转移至下一施工工点重新组装或转移至料库存放。

Description

一种连续梁直线段无落地支架施工方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种桥梁施工方法,特别涉及一种连续梁直线段无落地支架施工方法,更准确的说是一种采用新型组装式托架牛腿的连续刚构(连续梁)0号段或直线段无落地支架法施工方法。
背景技术
[0002]连续刚构(连续梁)0#段或直线段采用无落地支架施工时,均涉及到托架牛腿方案设计。现有技术的传统托架方案是在墩身预埋钢板,并现场焊接组装;或直接在墩身内预埋型钢等常规方式搭设。上述方案主要存在以下弊端:(一)现场焊接量大、焊缝质量要求高、控制难度大;或需要对墩柱模板开孔,增加了模板制作、安装的难度和成本。(二)各构件均采用焊接方式连接,拆除时采用氧气乙炔进行切割,拆除难度大。且切割时难免会对墩身砼表面造成烧伤,留下痕迹,影响墩身外观质量。(三)托架各构件经切割拆除后,原设计各构件的尺寸变短,难以在同结构上继续使用,造成材料利用率低。
[0003]中国专利CN202730635U公开了一种高墩连续梁O号块铰接式牛腿托架,该牛腿托架由盒式预埋件,上、下部支座,精乳螺纹钢,钢管斜杆及双拼槽钢横杆组成。托架在混凝土主墩预定位置预埋钢盒作为竖向承重基座,盒式预埋件左右侧对称布置,两个预埋件对应孔眼之间预埋套管作为精乳螺纹钢孔道,上下部支座与盒式预埋件通过预应力精乳螺纹钢对拉连接,斜杆、横杆通过插销与支座连接,形成铰接式牛腿托架单元。该牛腿托架改进了传统牛腿托架与桥墩的连接构件关系,利用到的铰接结构,增加了一定的方便性。但由于其中用到的铰接部分的铰链的销轴的承压能力有限,对于特别大型的工程而言容易造成安全隐患,无法适用。且铰链结构使用时间一长,销轴及铰链都容易发生变形,影响安装精确,增加安装难度,甚至带来安全隐患。
发明内容
[0004]本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足,提供一种利用新型组装式托架牛腿施工装置进行0#段或直线段施工方法。
[0005]为了实现上述发明目的,本发明提供了以下技术方案:
[0006] —种利用组装式托架牛腿施工装置进行连续刚构(连续梁)0#段或直线段施工的方法,包括以下步骤:
[0007] (I)制作托架牛腿施工装置,包括制作水平横梁、竖向支撑机构、斜向支撑机构、对拉杆、抗剪插销、预埋钢管和预埋钢盒。
[0008] (101)所述水平横梁制作,采用第一工字钢为主体结构,在第一工字钢两端面焊接端面钢板,并在一端的底部和靠近另一端的底部分别焊接带孔的连接钢板。在所述端面钢板上设置有通孔或凹槽,设置通孔或凹槽是为方便以后对拉杆从中穿过或卡入,保证对拉杆能够水平的穿过预埋钢管,连接横梁与墩身。端面钢板可以固定水平横梁的主体结构的工字钢,同时分散水平横梁所受到的拉紧力,对侧的端面钢板则可以起到分散水平横梁对桥墩的压力,防止水平横梁在对拉杆的拉紧力作用下压坏桥墩。优选的,对水平横梁主体的第一工字钢进行加强处理,具体处理方法如下:在水平横梁的第一工字钢主体的翼缘板边缘加焊增强钢板。
[0009] (102)所述竖向支撑机构制作,采用第二工字钢为竖向支撑机构的主体结构,在第二工字钢顶端焊接连接钢板,第二工字钢底端焊接支撑槽钢,所述支撑槽钢槽口向下。竖向支撑机构底部两侧分别焊接槽钢和连接钢板。
[0010] (103)所述斜向支撑机构制作,采用第三工字钢作为斜向支撑机构的主体结构,将第三工字钢两端切割成斜坡面,两端的斜坡面在空间位置上相互垂直,在两端的斜坡面上分别焊接连接钢板。
[0011 ]所有连接钢板与工字钢之间采用双面焊,焊缝应饱满,不得虚焊、漏焊,焊缝等级为Π级。所述连接钢板上采用冲压成型预制若干个螺栓安装孔,优选为M20螺栓安装通孔。
[0012]上述水平横梁、竖向支撑机构、斜向支撑机构上焊接的连接钢板相互配合后,用螺栓连接后构成三角形结构,即牛腿三脚架。
[0013] (104)制作对拉杆、抗剪插销、预埋钢管和预埋钢盒。
[0014]选择市售对拉杆或者合适的螺纹钢筋作为对拉杆,螺纹钢作为对拉杆的特点是螺纹自身表面具有非连续螺纹,可以安装栓帽实现两端紧固,而且非连续的螺纹不会被土石渣卡住,安装过程稳定性好。根据对拉杆的精细选择适宜的预埋钢管,预埋钢管的内径应该大于对拉杆的直径,以方便安装时,对拉杆从预埋钢管中穿过。
[0015]通过计算选择出具有足够强度的材料作为抗剪插销,优选的,用工字钢切割出适宜的长度作为抗剪插销,更优选的,将切割出作为抗剪插销的工字钢翼缘板边缘处加焊增强钢板,得到具有更高抗剪切力的抗剪插销。根据抗剪插销的大小选择合适的钢盒作为预埋钢盒。
[0016]采用螺纹钢筋作为对拉杆,根据对拉杆的大小选择合适的钢管作为预埋钢管。采用工字钢、H型钢、双拼工字钢或箱型钢切割作为抗剪插销,根据抗剪插销的大小焊接出相适配的预埋钢盒。
[0017] (2)预埋件安装工作,预埋件安装分为预埋钢管安装和预埋钢盒安装。桥墩钢筋骨架捆扎的时候在钢筋骨架中安装预埋钢管,预埋钢管贯穿桥墩主体,且预埋钢管的长度与桥墩的厚度大小相等。预埋钢盒安装在将要架设托架牛腿的桥墩侧部,对预埋钢盒的上下方增加钢筋骨架的密度,使预埋钢盒能够承受更大的力量。预埋钢管和预埋钢盒的安装位置与上述三角形结构将要安装的位置相适应。
[0018] (3 )托架组装:将水平横梁、竖向支撑机构和斜向支撑机构上的连接钢板依次用螺栓连接固定,得到三角形结构的牛腿三脚架。
[0019] (4)托架安装:先将抗剪插销插入预埋钢盒中,将上述牛腿三脚架吊装至安装位置,以抗剪插销作为承压受力结构,将牛腿三脚架底部的支撑槽钢扣在抗剪插销上,用对拉杆从水平横梁上的通孔或凹槽穿过,然后贯穿预埋钢管,拉紧水平横梁,然后将对拉杆的两端加以固定。
[0020] (5)施工作业:托架安装完成后,进行后续底模平台、梁体各工序的施工。
[0021 ] (6)托架拆卸转移:拆卸时通过拆掉三脚架底部、顶部的螺栓,吊下三脚架,拆掉连接螺栓,恢复成组装前的各独立杆件;然后陆续拆卸托架的抗剪插销、精扎螺纹钢拉杆。将构件转移至下一施工工点重新组装或转移至料库存放。
[0022]进一步,在步骤(102)中,所述竖向工字钢底端焊接的支撑槽钢与抗剪插销间隙配合,支撑槽钢的槽口向下,背面与竖向工字钢之间焊接牢固。支撑槽钢向下的槽口,正好能够扣合在抗剪插销上,方便托架牛腿的安装。
[0023]进一步,牛腿竖向支撑和斜向支撑均未作加强处理,若承载力较大时,应计算分析确定是否需加强。承载力较大时,对牛腿竖向支撑和斜向支撑作加强处理。
[0024]进一步,本发明的施工方案适用悬挑长度1.0-2.5m范围内的连续刚构0#块或边直线段施工,但悬挑长度超过2m时,应对安全防护措施另行设计。水平横梁长度超过2m时,增加额外的安全防护设施。
[0025]进一步,对配筋较少的铁路桥施工时,牛腿墩身着力点部位应增设钢筋网片进行加强处理,避免局部破坏。
[0026]进一步,所述预埋钢盒是与抗剪插销间隙配合。方钢或箱型钢等切割成段作为预埋钢盒使用,预埋钢盒与抗剪插销间隙配合,正好满足将抗剪插销插入预埋钢盒中间的空隙。所述切割成段,是将方钢或箱型钢等切割成预埋件的长度,如根据抗剪插销的受力需要,切割钢盒纵深件长。当然,还可以选择用槽钢加焊钢板封闭槽口后进行切割断件作为预埋钢盒使用,类似的也有双拼工字钢切割断件作预埋钢盒使用。预埋钢盒在安装在桥墩的钢筋骨架中,在浇筑混凝土前,先在预埋钢盒中填充泡沫、木块等容易拆卸的填充物,以隔绝防止混凝土将预埋钢盒注满。
[0027]在实际的施工过程中,还要根据从托架牛腿的水平横梁中穿过的对拉杆的安装位置和抗剪插销之间的相对位置,来设计预埋钢盒和预埋钢管的埋放位置。
[0028]安装目标时,对拉杆从预埋钢管中穿出,穿入水平横梁中的空隙,保证对拉杆的弯曲度不超过一定范围,最好是对拉杆不被弯曲,确保对拉杆的拉紧力在水平平面内,均匀稳定的作用在水平横梁的两端上。更具体的来说,对拉杆穿过预埋钢管,与水平横梁两端的端面钢板上的通孔在一条直线上。当设置多条对拉杆时,对拉杆分别与端面钢板上的通孔保持同一直线。
[0029]进一步,当设置两条对拉杆时,对拉杆设置的位置为水平横梁工字钢腹板的两侧,如果是加焊有加强板的水平横梁工字钢,则两条对拉杆分别设置工字钢腹板与两侧加强板之间。对拉杆最终穿过工字钢两端的端面钢板,经紧固(如螺栓紧固)后,拉紧端面钢板与桥墩,即拉紧水平横梁与桥墩。
[0030]与现有技术相比,本发明的有益效果:
[0031] 1.本发明的施工方法,将焊接工作统一集中到制作托架牛腿施工装置中,在工厂即可全部完成焊接工作,质量控制更有保障,现场安装容易,施工简便。
[0032] 2.本发明的利用组装式托架牛腿施工装置进行连续梁无落地支架法施工,由于组装式托架牛腿的结构更为简洁,设计重量轻,安拆过程轻便快捷,且安装精度高。
[0033] 3.本发明的施工方法中采用的组装式托架牛腿,安装和拆卸转移过程中各构件的破损极小,拆除后的牛腿三脚架材料可继续用于同类砼结构施工,材料利用率高,减少浪费。
[0034] 4.本发明施工过程不再使用氧气乙炔切割拆除,桥墩的外观质量不受拆除过程的影响,省去了后续的桥墩外表面维护处理工作。
[0035] 5.与现有技术中焊接式施工方案相比,可以设计达到更高的抗剪强度,支撑更大更重的0#段施工。
[0036]附图说明:
[0037]图1为本发明施工方法总的施工流程图。
[0038]图2为本发明组装式托架牛腿施工装置使用示意图。
[0039]图3为图2中圆圈部分的放大图。
[0040]图4为水平横梁正视图。
[0041]图5为水平横梁的右侧视图。
[0042]图6为竖向支撑机构正视图。
[0043] 图7为图6中A-A剖视图。
[0044] 图8为图6中B-B剖视图。
[0045]图9为斜向支撑机构正视图。
[0046] 图10为图9中D-D剖视图。
[0047] 图11为图9中C-C剖视图。
[0048]图12为抗剪插销正视图。
[0049]图13为抗剪插销的侧视图。
[0050]图中标记:1-水平横梁,2-竖向支撑机构,3-斜向支撑机构,4-对拉杆,5-预埋钢管,6-预埋钢盒,7-抗剪插销,8-螺栓,101-横梁工字钢,102-横梁加强钢板,103-横梁工字钢两端面的端面钢板,104-第一钢板,105-第二钢板,201-竖向工字钢,202-第三钢板,203-支撑槽钢,204-第四钢板,205-与桥墩作用侧的分散压力槽钢,206-与桥墩作用侧的分散压力钢板,301-斜向工字钢,303-第五钢板,302-第六钢板,701-抗剪插销工字钢,702-抗剪插销增强板。
具体实施方式
[0051]下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例,凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
[0052] 根据连续刚构(连续梁)0#段或直线段结构设计尺寸,通过理论计算,合理选择托架各构件尺寸;各构件见采用螺栓进行连接,便于组装和拆卸;托架的三角架部分底部通过螺栓连接到抗剪插销件上、顶部通过穿过精扎螺纹钢对拉拉杆固定,整个架体固定在墩身上。
[0053] 步骤(一),构件制作:
[0054]如图3实际施工中装配好的托架牛腿施工装置示意图所示,制作包括:水平横梁1、竖向支撑机构2、斜向支撑机构3、对拉杆4、抗剪插销7、预埋钢管5和预埋钢盒6的托架牛腿施工装置构件。
[0055]如图4所示,水平横梁制作:采用一段3m长的工字钢作为横梁工字钢101,并以其为水平横梁主体结构,在该工字钢两端面焊接上12_厚的钢板作为端面钢板103。在该工字钢一端的底部和靠近另一端的底部分别焊接带孔的第一钢板104和第二钢板105。在工字钢的翼缘板边缘加焊横梁加强钢板102,提高水平横梁的总体抗剪切能力、抗扭转力。
[0056]如图5所示,端面钢板上打两个关于纵轴线对称的通孔,两个端面打孔位置相同,保证对拉杆4水平穿过通孔。
[0057]如图6所示,选用一段长2.4m的工字钢作为竖向支撑机构2的主体结构,在该工字钢的顶端焊接一块12mm厚的钢板作为第三钢板202,在该工字钢的底部焊接一块40cm长的[150槽钢作为支撑槽钢203,槽钢开口向下。在竖向支撑机构2的主体结构的底端两侧分别焊接上平行缓冲槽钢结构和第四钢板204。所述平行缓冲槽钢结构由多块槽钢205平行设置而成,槽钢选用[63槽钢,且平行缓冲槽钢的截面积大于其对应焊接部分工字钢的截面积,主要是分散托架对桥墩的压力,其上还有对桥墩作用侧的分散压力钢板206;如图7所示A-A剖视图。另外,支撑槽钢的焊接方向也见于图7。
[0058]如图9所示,采用一根3.3m长的工字钢作为斜向支撑机构的主体结构:斜向工字钢301,将该斜向工字钢两端切割成斜坡面,两端的斜坡面在空间位置上相互垂直,在两端的斜坡面上分别焊接连接钢板:第五钢板303、第六钢板302。
[0059]上述第一至第六钢板为连接钢板,所有连接钢板与工字钢主体之间采用双面焊,焊缝应饱满,不得虚焊、漏焊,焊缝等级为Π级。所述连接钢板上采用冲压成型预制若干个螺栓安装孔,优选为M20螺栓安装通孔。其中第一钢板、第三钢板冲压成型的通孔如图8中通孔排列。第二钢板、第六钢板的通孔如图11中通孔排列。第四钢板、第五钢板的通孔如图10中通孔排列。M20螺栓连接部位采用条形眼孔,调节余量控制在3 cm ± 5mm。高强螺栓连接部位抒紧力矩应根据计算荷载大小确定。
[0060]对拉杆和预埋钢管:选择Φ 32精乳螺纹钢作为对拉杆,根据桥墩和水平横梁的长度加预留量切割出两根长Sm的钢筋。选择Φ 48 X 4的钢管作为预埋钢管,按桥墩和水平横梁的长度切割成相应长度的预埋钢管。
[0061 ] 预埋钢盒件:选择230 X 150 X 1mm矩形钢管作为预埋钢盒的原料,切割成0.5m长的预埋钢盒件。
[0062]抗剪插销:如图12所示,选择工字钢作为抗剪插销工字钢701,并以其为主体结构。如图13所示,在工字钢的翼缘板边缘加焊抗剪插销增强板702;如图12中阴影702分布所示,抗剪插销增强板702为间隔布置。
[0063]步骤(二),预埋件安装:
[0064]在桥墩钢筋骨架捆扎的时候在钢筋骨架中安装预埋钢管,预埋钢管的长度与桥墩的厚度大小相等,预埋钢管贯穿桥墩主体但不突出。根据设计的对拉杆数量,安装预埋钢管数根,并调整预埋钢管的位置方便安装。
[0065]预埋钢盒安装在将要架设托架牛腿的桥墩侧部,对预埋钢盒的上下方增加钢筋骨架的密度,使预埋钢盒能够承受更大的力量。预埋钢管和预埋钢盒的安装位置与上述三角形结构将要安装的位置相适应。
[0066]预埋钢管用于穿精乳螺纹钢对拉杆,预埋钢盒用于插入抗剪插销。
[0067] 步骤(三),托架组装:
[0068]将上述具有相同通孔排列的连接钢板对齐,即第一钢板和第三钢板、第二钢板和第六钢板、第四钢板和第五钢板分别对齐,用M20螺栓连接固定。水平横梁、竖向支撑机构和斜向支撑机构构成三角形结构,即牛腿三脚架。
[0069]步骤(四),托架安装:
[0070]拆除桥墩模版后,待桥墩混凝土凝固稳定后,开始安装牛腿托架。首先将抗剪插销插入预埋钢盒,将牛腿三脚架吊装至安装位置,使牛腿三脚架下端的支撑槽钢卡入抗剪插销,牛腿三脚架以抗剪插销为支撑受力机构。将对拉杆从水平横梁上的通孔穿过,贯穿预埋钢管,拉紧水平横梁,安装上对拉杆的两头螺帽。
[0071]进一步优选的,安装前注意控制预埋件安装精度,安装后调整精扎螺纹钢对拉锁紧力一致。
[0072] 步骤(五),施工作业:
[0073]托架安装完成后,进行后续底模平台、梁体各工序的施工。
[0074]步骤(六),托架拆卸转移:
[0075]拆卸时通过拆掉三脚架底部、顶部的螺栓,吊下三脚架,拆掉连接螺栓,恢复成组装前的各独立杆件;然后陆续拆卸托架的抗剪插销、精扎螺纹钢拉杆。将构件转移至下一施工工点重新组装或转移至料库存放。
[0076]进一步,牛腿竖向支撑和斜向支撑均未作加强处理,若承载力较大时,应计算分析确定是否需加强。
[0077]进一步,本发明的施工方案适用悬挑长度1.0-2.5m范围内的连续刚构0#块或边直线段施工,但悬挑长度超过2m时,应对安全防护措施另行设计。
[0078]进一步,对配筋较少的铁路桥施工时,牛腿墩身着力点部位应增设钢筋网片进行加强处理,避免局部破坏。
[0079]进一步,步骤(二),预埋件安装时,采用双层Φ 12钢筋网对预埋钢盒上下受力位置加强处理;对配筋较少的铁路桥施工时,牛腿墩身着力点部位应增设钢筋网片进行加强处理,避免局部破坏。
[0080]进一步,牛腿三脚架底部支撑槽钢上设有安装螺栓的通孔,用螺栓穿过通孔将牛腿三脚架连接到抗剪插销件上。然后,顶部通过穿过精扎螺纹钢对拉拉杆固定在墩身上,完成托架安装。

Claims (8)

1.一种利用组装式托架牛腿施工装置进行连续刚构0#段或直线段施工的方法,包括以下步骤: (1)制作托架牛腿施工装置,包括制作水平横梁、竖向支撑机构、斜向支撑机构、对拉杆、抗剪插销、预埋钢管和预埋钢盒; 制作托架牛腿施工装置包括以下步骤: (101)所述水平横梁制作,采用第一工字钢为主体结构,在第一工字钢两端面焊接端面钢板,并在一端的底部和靠近另一端的底部分别焊接带孔的连接钢板;在所述端面钢板上设置有通孔或凹槽; (102)所述竖向支撑机构制作,采用第二工字钢为竖向支撑机构的主体结构,在第二工字钢顶端焊接连接钢板,第二工字钢底端焊接支撑槽钢,所述支撑槽钢槽口向下;竖向支撑机构底部两侧分别焊接槽钢和连接钢板; (103)所述斜向支撑机构制作,采用第三工字钢作为斜向支撑机构的主体结构,将第三工字钢两端切割成斜坡面,两端的斜坡面在空间位置上相互垂直,在两端的斜坡面上分别焊接连接钢板; (104)制作对拉杆、抗剪插销、预埋钢管和预埋钢盒; (2)预埋件安装工作,预埋件安装分为预埋钢管安装和预埋钢盒安装; (3)托架组装:将水平横梁、竖向支撑机构和斜向支撑机构上的连接钢板依次用螺栓连接固定,得到三角形结构的牛腿三脚架; (4)托架安装:先将抗剪插销插入预埋钢盒中,将上述牛腿三脚架吊装至安装位置,以抗剪插销作为承压受力结构,用对拉杆从水平横梁上的通孔或凹槽穿过,然后贯穿预埋钢管,拉紧水平横梁,然后将对拉杆的两端加以固定; (5)施工作业:托架安装完成后,进行后续底模平台、梁体各工序的施工; (6)托架拆卸转移:拆卸时通过拆掉三脚架底部、顶部的螺栓,吊下三脚架,拆掉连接螺栓,恢复成组装前的各独立杆件;然后陆续拆卸托架的抗剪插销、精扎螺纹钢拉杆;将构件转移至下一施工工点重新组装或转移至料库存放。
2.如权利要求1所述连续刚构0#段或直线段施工的方法,其特征在于,步骤(104)制作对拉杆、抗剪插销、预埋钢管和预埋钢盒: 选择市售对拉杆或者合适的螺纹钢筋作为对拉杆; 然后,根据对拉杆的粗细选择适宜的预埋钢管,预埋钢管的内径大于对拉杆的直径; 通过计算选择出具有足够强度的材料作为抗剪插销,用工字钢切割出适宜的长度作为抗剪插销; 根据抗剪插销的大小选择合适的钢盒作为预埋钢盒。
3.如权利要求1所述连续刚构0#段或直线段施工的方法,其特征在于,所有连接钢板与工字钢之间采用双面焊。
4.如权利要求1所述连续刚构0#段或直线段施工的方法,其特征在于,所述连接钢板上采用冲压成型预制若干个螺栓安装孔。
5.如权利要求1所述连续刚构0#段或直线段施工的方法,其特征在于,步骤(2)预埋件安装工作: 桥墩钢筋骨架捆扎的时候在钢筋骨架中安装预埋钢管,预埋钢管贯穿桥墩主体,且预埋钢管的长度与桥墩的厚度大小相等; 预埋钢盒安装在将要架设托架牛腿的桥墩侧部,对预埋钢盒的上下方增加钢筋骨架的密度,使预埋钢盒能够承受更大的力量。
6.如权利要求1所述连续刚构0#段或直线段施工的方法,其特征在于,对牛腿竖向支撑和斜向支撑作加强处理。
7.如权利要求1所述连续刚构0#段或直线段施工的方法,其特征在于,水平横梁长度超过2m时,增加安全防护设施。
8.如权利要求1所述连续刚构0#段或直线段施工的方法,其特征在于,对配筋较少的铁路桥施工时,牛腿墩身着力点部位增设钢筋网片进行加强处理。
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