CN104314013B - 一种极不对称组合梁的双悬臂施工方法 - Google Patents
一种极不对称组合梁的双悬臂施工方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种极不对称组合梁的双悬臂施工方法，涉及斜拉桥主梁施工领域，该施工方法包括以下步骤：采用现有的方法浇筑第一中跨钢梁后，悬挂并张拉第一边跨斜拉索和第一中跨斜拉索；浇筑第二中跨钢梁、制作用于制作第二边跨混凝土梁的模板，安装第三中跨钢梁，悬挂并张拉第三中跨斜拉索，在模板的顶部浇筑一半混凝土，张拉第二边跨斜拉索、至模板的线形达到计算要求后，在模板的顶部浇筑另一半混凝土，得到第二边跨混凝土梁；在第三中跨钢梁的顶部安装钢梁桥面板，张拉第三中跨斜拉索。本发明不仅能够使得施工后的桥梁线形与预先设计的线形差异较小，而且施工后的桥梁比较安全。
Description
技术领域
本发明涉及斜拉桥主梁施工领域，具体涉及一种极不对称组合梁的双悬臂施工方法。
背景技术
斜拉桥的主梁材料通常选用钢梁、混凝土梁、钢梁与混凝土桥面板结合的组合梁或者混合梁，对于边跨采用混凝土主梁、中跨采用钢梁与混凝土桥面板结合的组合梁的斜拉桥，其边跨和中跨均存在较大的不平衡力矩，施工过程中斜拉桥的根部容易发生弯矩过大，造成斜拉桥不稳定，为解决上述问题，在斜拉桥施工过程中，通常在桥梁的边跨底部设置辅助墩，或者采用支架法现浇施工桥梁的边跨。
在特殊的地形、地质条件下(如跨越陡峻山坡或坡体不稳定等)，难以设置边跨辅助墩和边跨支架，需要采用边跨混凝土主梁分段悬臂浇筑、中跨组合梁分段悬臂拼装的方法，实现对称施工。
采用对称施工法进行斜拉桥主梁的架设时，存在以下缺陷：
由于悬臂浇筑混凝土梁的施工工序、与悬臂拼装组合梁的施工工序存在较大差异，进行对称施工时，难以保持边跨和中跨的平衡，需要在已安装的中跨梁上设置压重；同时，由于混凝土梁的质量和混合梁的质量差异较大，对称施工后容易造成桥梁的线形与预先设计的线形出现偏差，进而导致桥梁的结构安全性和耐久性降低。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种极不对称组合梁的双悬臂施工方法，不仅能够使得施工后的桥梁线形与预先设计的线形差异较小，而且施工后的桥梁比较安全。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种极不对称组合梁的双悬臂施工方法，包括以下步骤：
A、预制若干钢梁和钢梁桥面板，搭建待架设斜拉桥的下塔柱，将下塔柱顶部待架设主梁的区域作为塔柱节段，将相邻下塔柱之间用于架设主梁的区域作为若干中跨节段，将下塔柱向外延伸、用于架设主梁的区域作为若干边跨节段；
将邻近塔柱节段的3个边跨节段依次作为第一边跨节段、第二边跨节段、第三边跨节段；将邻近塔柱节段的4个中跨节段依次作为中跨连接节段、第一中跨节段、第二中跨节段、第三中跨节段；
B、采用现有的方法，在塔柱节段浇筑一段混凝土梁，作为墩顶梁；在第一边跨节段浇筑一段混凝土梁，作为第一边跨梁；在中跨连接节段安装一段钢梁，作为中跨连接钢梁；
C、在第一中跨节段安装一段钢梁，作为第一中跨钢梁；在第一边跨梁上悬挂第一边跨斜拉索，在第一中跨钢梁上悬挂第一中跨斜拉索，第一边跨斜拉索、第一中跨斜拉索沿下塔柱的纵向中心线对称设置，张拉第一边跨斜拉索、第一中跨斜拉索至第一边跨梁、第一中跨钢梁的线形达到计算要求；
D、在第一中跨钢梁的顶部吊装钢梁桥面板后，再次张拉第一边跨斜拉索、第一中跨斜拉索至第一边跨梁、第一中跨钢梁的线形达到计算要求，在第一边跨梁的底部安装牵索挂篮；
将牵索挂篮向远离墩顶梁的方向移动至第二边跨节段，在牵索挂篮上悬挂第二边跨斜拉索并张拉至牵索挂篮平衡悬挂；架设第二中跨钢梁，在第二中跨钢梁上悬挂第二中跨斜拉索并张拉至第二中跨钢梁的线形达到计算要求；
E、使用牵索挂篮在第二边跨节段进行钢筋绑扎和立模，得到用于制作第二边跨混凝土梁的模板，在第二中跨钢梁的顶部安装钢梁桥面板，再次张拉第二中跨斜拉索、至第二中跨钢梁的线形达到计算要求；
F、安装第三中跨钢梁，在第三中跨钢梁上悬挂第三中跨斜拉索，张拉第三中跨斜拉索、至第三中跨钢梁的线形达到计算要求；在所述模板的顶部浇筑一半混凝土，张拉第二边跨斜拉索、至模板的线形达到计算要求后，在模板的顶部浇筑另一半混凝土，得到第二边跨混凝土梁；
G、在第三中跨钢梁的顶部安装钢梁桥面板，张拉第三中跨斜拉索至第三中跨钢梁的线形达到计算要求；
H、重复执行步骤F～步骤G至主梁施工完成。
在上述技术方案的基础上，步骤A中搭建待架设斜拉桥的下塔柱的过程中还包括以下步骤：准备第一精轧螺纹钢、第二精轧螺纹钢，将第一精轧螺纹钢、第二精轧螺纹钢的底部插进下塔柱的内部。
在上述技术方案的基础上，步骤B和步骤C之间还包括以下步骤：待墩顶梁、第一边跨梁的混凝土强度达到预设值时，将第一精轧螺纹钢与第一边跨梁固定，将第二精轧螺纹钢与墩顶梁固定。
在上述技术方案的基础上，步骤B中在第一边跨节段浇筑一段混凝土梁之前，还包括以下步骤：在中跨连接节段的底部搭设用于支撑中跨连接钢梁的墩旁托架。
在上述技术方案的基础上，步骤D中在第一边跨梁的底部安装牵索挂篮之前，还包括以下步骤：拆除所述墩旁托架。
在上述技术方案的基础上，所述步骤H之前还包括以下步骤：在第三边跨节段的下方设置临时支墩，临时支墩包括竖直设置的第一支撑杆、第二支撑杆和第三支撑杆，第一支撑杆与第三支撑杆的顶部齐平，第一支撑杆、第三支撑杆的顶部与待架设梁段底部之间的距离大于4m，第一支撑杆的顶部高于第二支撑杆，第一支撑杆与第二支撑杆顶部的高度差大于4m；
所述第一支撑杆、第二支撑杆和第三支撑杆的底部均设置有混凝土基础，混凝土基础与第一支撑杆、第二支撑杆、第三支撑杆连接之处均设置有连接钢板和若干加强肋，混凝土基础的底部竖直设置有锚杆。
在上述技术方案的基础上，所述第一支撑杆、第二支撑杆和第三支撑杆均采用钢管混凝土制成。
在上述技术方案的基础上，步骤H中重复执行步骤F～步骤G至得到第四边跨混凝土梁、第五中跨钢梁后，还包括以下步骤：在第一支撑杆、第三支撑杆的顶部分别安装一根连接杆，连接杆的高度为4～6m，在连接杆和调平钢板之间安装调节装置，调节装置包括千斤顶和反力计。
在上述技术方案的基础上，步骤F和步骤G之间还包括以下步骤：待第二边跨混凝土梁的混凝土强度达到设计值时，将第一边跨混凝土梁与第二边跨混凝土梁固定。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)本发明的极不对称组合梁的双悬臂施工方法跨超前一个节段施工，通过超前安装的中跨，平衡由于混凝土梁和组合梁重量差异，与现有技术采用中跨压重的方法相比，不仅能够降低施工成本，而且能够有效防止梁面上压重过多或压力过于集中损伤梁体，比较安全。
(2)本发明的临时支墩顶部设置有反力计和千斤顶，反力计能够实时反映梁体两端是否存在力矩平衡状态，同时能够通过调整千斤顶调整梁体两端的力矩，使得梁体两端的力矩达到平衡。
(3)本发明能够减少设置辅助墩和满堂支架，有效降低施工成本，缩短施工工期。
附图说明
图1为极不对称组合梁的双悬臂施工的示意图；
图2为图1中A的放大图；
图3为临时支墩的结构示意图；
图4为图3的左视图；
图5为图3中C的放大图；
图6为图1中B的放大图。
图中：1-牵索挂篮，2-临时支墩，3-吊机，4-下塔柱，5-墩旁托架，6-临时纵向限位装置，7-第一临时支座，8-第一精轧螺纹钢，9-第二临时支座，10-支座垫石，11-第二精轧螺纹钢，12-连接杆，13-第一支撑杆，14-连接系，15-第二支撑杆，16-第三支撑杆，17-加强肋，18-混凝土基础，19-锚杆，20-调平钢板，21-调节装置。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
参见图1所示，本发明实施例提供一种极不对称组合梁的双悬臂施工方法，包括以下步骤：
S1：预制若干钢梁、钢梁桥面板、第一精轧螺纹钢8和第二精轧螺纹钢11，搭建待架设斜拉桥的下塔柱4，参见图2所示，在搭建下塔柱4的过程中，将第一精轧螺纹钢8和第二精轧螺纹钢11的底端插入下塔柱4的内部；在下塔柱4的顶部依次设置现有的第一临时支座7、支座垫石10和第二临时支座9，在支座垫石10的顶部设置现有的永久支座。
将下塔柱4顶部待架设主梁的区域作为塔柱节段，将相邻下塔柱4之间用于架设主梁的区域作为若干中跨节段，将下塔柱4向外延伸、用于架设主梁的区域作为若干边跨节段。
将邻近塔柱节段的3个边跨节段依次作为第一边跨节段、第二边跨节段、第三边跨节段；将邻近塔柱节段的4个中跨节段依次作为中跨连接节段、第一中跨节段、第二中跨节段、第三中跨节段。
参见图3所示，在第三边跨节段的下方设置临时支墩2，临时支墩2包括竖直设置的第一支撑杆13、第二支撑杆15和第三支撑杆16，第一支撑杆13与第三支撑杆16的顶部齐平，第一支撑杆13、第三支撑杆16的顶部与待架设梁段底部之间的距离大于4m，第一支撑杆13的顶部高于第二支撑杆15，第一支撑杆13与第二支撑杆15顶部的高度差大于4m。
第一支撑杆13与第二支撑杆15通过1～3个连接系14连接，第二支撑杆15与第三支撑杆16通过1～3个连接系14连接，第一支撑杆13与第三支撑杆16通过1～3个连接系14连接。
第一支撑杆13、第二支撑杆15和第三支撑杆16均采用钢管混凝土制成，第一支撑杆13、第二支撑杆15和第三支撑杆16的底部均设置有混凝土基础18，混凝土基础18与第一支撑杆13、第二支撑杆15、第三支撑杆16连接之处均设置有连接钢板和若干加强肋17，混凝土基础18的底部竖直设置有锚杆19。
S2：在第一中跨节段的底部搭设用于支撑钢梁的墩旁托架5，采用现有的方法，在塔柱节段浇筑一段混凝土梁，作为墩顶梁，墩顶梁通过第一临时支座7、永久支座和第二临时支座9与塔柱4连接。
在第一边跨节段浇筑一段混凝土梁，作为第一边跨梁；在中跨连接节段安装一段钢梁，作为中跨连接钢梁，中跨连接钢梁位于下塔柱4、墩旁托架5的顶部。
待墩顶梁和第一边跨梁的混凝土强度达到预设值时，将第一精轧螺纹钢8与第一边跨梁固定，将第二精轧螺纹钢11与墩顶梁固定。
在第一边跨梁和支座垫石10之间安装临时纵向限位装置6，将临时纵向限位装置6的一端固定于墩顶梁的底部，另一端固定于支座垫石10的外侧。
S3：在中跨连接钢梁的顶部拼装吊机3，通过吊机3在第一中跨节段安装一段钢梁，作为第一中跨钢梁。
S4：在第一边跨梁上悬挂第一边跨斜拉索，在第一中跨钢梁上悬挂第一中跨斜拉索，使第一边跨斜拉索、第一中跨斜拉索沿下塔柱4的纵向中心线对称设置，张拉第一边跨斜拉索、第一中跨斜拉索至第一边跨梁、第一中跨钢梁的线形达到计算要求。
S5：采用吊机3在第一中跨钢梁的顶部吊装钢梁桥面板后，再次张拉第一边跨斜拉索、第一中跨斜拉索至第一边跨梁、第一中跨钢梁的线形达到计算要求。
拆除墩旁托架5，在第一边跨梁的底部安装牵索挂篮1。
S6：将牵索挂篮1向远离墩顶梁的方向移动至第二边跨节段，在牵索挂篮1上悬挂第二边跨斜拉索，张拉第二边跨斜拉索至牵索挂篮1平衡悬挂。
使用吊机3架设第二中跨钢梁，在第二中跨钢梁上悬挂第二中跨斜拉索，张拉第二中跨斜拉索至第二中跨钢梁的线形达到计算要求。
S7：使用牵索挂篮1在第二边跨节段进行钢筋绑扎和立模，得到用于制作第二边跨混凝土梁的模板，使用吊机3在第二中跨钢梁的顶部安装钢梁桥面板，再次张拉第二中跨斜拉索、至第二中跨钢梁的线形达到计算要求。
S8：移动吊机3至第二中跨钢梁的上方后，安装第三中跨钢梁，在第三中跨钢梁上悬挂第三中跨斜拉索，张拉第三中跨斜拉索至第三中跨钢梁的线形达到计算要求。
在模板的顶部浇筑一半混凝土，张拉第二边跨斜拉索至模板的线形达到计算要求后，在模板的顶部浇筑另一半混凝土，得到第二边跨混凝土梁。
S9：在第三中跨钢梁的顶部安装钢梁桥面板，张拉第三中跨斜拉索至第三中跨钢梁的线形达到计算要求。
S10：待第二边跨混凝土梁的混凝土强度达到设计值时，将第一边跨混凝土梁与第二边跨混凝土梁固定连接。
S11：重复执行步骤S8～S10至得到第三边跨混凝土梁后，在第三边跨混凝土梁的底部与临时支墩2对应之处安装调平钢板20。
重复执行步骤S8～S10至得到第四边跨混凝土梁、第五中跨钢梁后。参见图6所示，在第一支撑杆13、第三支撑杆16的顶部分别安装一根连接杆12，连接杆12的高度为4～6m，在连接杆12和调平钢板20之间安装调节装置21，调节装置21包括千斤顶和反力计。
S12：重复执行步骤S8～S10至主梁施工完成，在施工过程中，能够通过反力计监测主塔两侧的力矩是否平衡，并通过调节千斤顶使得主塔两侧的力矩达到平衡。
本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (9)
1.一种极不对称组合梁的双悬臂施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、预制若干钢梁和钢梁桥面板，搭建待架设斜拉桥的下塔柱(4)，将下塔柱(4)顶部待架设主梁的区域作为塔柱节段，将相邻下塔柱(4)之间用于架设主梁的区域作为若干中跨节段，将下塔柱(4)向外延伸、用于架设主梁的区域作为若干边跨节段；
将邻近塔柱节段的3个边跨节段依次作为第一边跨节段、第二边跨节段、第三边跨节段；将邻近塔柱节段的4个中跨节段依次作为中跨连接节段、第一中跨节段、第二中跨节段、第三中跨节段；
B、采用现有的方法，在塔柱节段浇筑一段混凝土梁，作为墩顶梁；在第一边跨节段浇筑一段混凝土梁，作为第一边跨梁；在中跨连接节段安装一段钢梁，作为中跨连接钢梁；
C、在第一中跨节段安装一段钢梁，作为第一中跨钢梁；在第一边跨梁上悬挂第一边跨斜拉索，在第一中跨钢梁上悬挂第一中跨斜拉索，第一边跨斜拉索、第一中跨斜拉索沿下塔柱(4)的纵向中心线对称设置，张拉第一边跨斜拉索、第一中跨斜拉索至第一边跨梁、第一中跨钢梁的线形达到计算要求；
D、在第一中跨钢梁的顶部吊装钢梁桥面板后，再次张拉第一边跨斜拉索、第一中跨斜拉索至第一边跨梁、第一中跨钢梁的线形达到计算要求，在第一边跨梁的底部安装牵索挂篮(1)；
将牵索挂篮(1)向远离墩顶梁的方向移动至第二边跨节段，在牵索挂篮(1)上悬挂第二边跨斜拉索并张拉至牵索挂篮(1)平衡悬挂；架设第二中跨钢梁，在第二中跨钢梁上悬挂第二中跨斜拉索并张拉至第二中跨钢梁的线形达到计算要求；
E、使用牵索挂篮(1)在第二边跨节段进行钢筋绑扎和立模，得到用于制作第二边跨混凝土梁的模板，在第二中跨钢梁的顶部安装钢梁桥面板，再次张拉第二中跨斜拉索、至第二中跨钢梁的线形达到计算要求；
F、安装第三中跨钢梁，在第三中跨钢梁上悬挂第三中跨斜拉索，张拉第三中跨斜拉索、至第三中跨钢梁的线形达到计算要求；在所述模板的顶部浇筑一半混凝土，张拉第二边跨斜拉索、至模板的线形达到计算要求后，在模板的顶部浇筑另一半混凝土，得到第二边跨混凝土梁；
G、在第三中跨钢梁的顶部安装钢梁桥面板，张拉第三中跨斜拉索至第三中跨钢梁的线形达到计算要求；
H、重复执行步骤F～步骤G至主梁施工完成。
2.如权利要求1所述的极不对称组合梁的双悬臂施工方法，其特征在于：步骤A中搭建待架设斜拉桥的下塔柱(4)的过程中还包括以下步骤：准备第一精轧螺纹钢(8)、第二精轧螺纹钢(11)，将第一精轧螺纹钢(8)、第二精轧螺纹钢(11)的底部插进下塔柱(4)的内部。
3.如权利要求2所述的极不对称组合梁的双悬臂施工方法，其特征在于：步骤B和步骤C之间还包括以下步骤：待墩顶梁、第一边跨梁的混凝土强度达到预设值时，将第一精轧螺纹钢(8)与第一边跨梁固定，将第二精轧螺纹钢(11)与墩顶梁固定。
4.如权利要求1所述的极不对称组合梁的双悬臂施工方法，其特征在于：步骤B中在第一边跨节段浇筑一段混凝土梁之前，还包括以下步骤：在中跨连接节段的底部搭设用于支撑中跨连接钢梁的墩旁托架(5)。
5.如权利要求4所述的极不对称组合梁的双悬臂施工方法，其特征在于：步骤D中在第一边跨梁的底部安装牵索挂篮(1)之前，还包括以下步骤：拆除所述墩旁托架(5)。
6.如权利要求1至5中任一项所述的极不对称组合梁的双悬臂施工方法，其特征在于，所述步骤H之前还包括以下步骤：在第三边跨节段的下方设置临时支墩(2)，临时支墩(2)包括竖直设置的第一支撑杆(13)、第二支撑杆(15)和第三支撑杆(16)，第一支撑杆(13)与第三支撑杆(16)的顶部齐平，第一支撑杆(13)、第三支撑杆(16)的顶部与待架设梁段底部之间的距离大于4m，第一支撑杆(13)的顶部高于第二支撑杆(15)，第一支撑杆(13)与第二支撑杆(15)顶部的高度差大于4m；
所述第一支撑杆(13)、第二支撑杆(15)和第三支撑杆(16)的底部均设置有混凝土基础(18)，混凝土基础(18)与第一支撑杆(13)、第二支撑杆(15)、第三支撑杆(16)连接之处均设置有连接钢板和若干加强肋(17)，混凝土基础(18)的底部竖直设置有锚杆(19)。
7.如权利要求6所述的极不对称组合梁的双悬臂施工方法，其特征在于：所述第一支撑杆(13)、第二支撑杆(15)和第三支撑杆(16)均采用钢管混凝土制成。
8.如权利要求6所述的极不对称组合梁的双悬臂施工方法，其特征在于：步骤H中重复执行步骤F～步骤G至得到第四边跨混凝土梁、第五中跨钢梁后，还包括以下步骤：在第一支撑杆(13)、第三支撑杆(16)的顶部分别安装一根连接杆(12)，连接杆(12)的高度为4～6m，在连接杆(12)和调平钢板(20)之间安装调节装置(21)，调节装置(21)包括千斤顶和反力计。
9.如权利要求1至5中任一项所述的极不对称组合梁的双悬臂施工方法，其特征在于：步骤F和步骤G之间还包括以下步骤：待第二边跨混凝土梁的混凝土强度达到设计值时，将第一边跨混凝土梁与第二边跨混凝土梁固定。
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |