CN104612063A - 用预制构件现场拼装组合梁抢修混凝土箱梁的方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于抢修混凝土箱梁的预制构件现场拼装组合梁，通过组拼预制混凝土顶板、混凝土底板、波形钢腹板和两端堵头，从而实现对铁路、公路和城市交通等的混凝土箱梁的应急抢修和快速恢复运营。这种抢修方法能够有效地减少抢修过程中对大型运输和起吊设备的依赖，加快桥梁的抢修速度，减少应急梁储存场地的面积和规模，降低抢修成本，实现快速恢复交通线路运营的目标。
Description
技术领域
本发明属于土木工程临时性抢修桥梁的技术领域，涉及用预制构件现场拼装组合梁抢修混凝土箱梁的方法，应用于铁路、公路和城市交通等的混凝土箱梁应急抢修和快速恢复。
背景技术
目前，由于混凝土箱梁具有纵、横向刚度大、整体性好、动力性能好等优点，被广泛地应用在桥梁工程中。然而，当混凝土箱梁遭遇自然灾害、战争、撞击等破坏后，由于混凝土箱梁体积大、重量大导致抢修难度的加大。现行的混凝土箱梁抢修主要是采用六四式铁路军用钢梁、拆装式钢桁梁、分节段预制拼装等方法。实用新型专利“CD型装配式公路钢桥”(申请号：CN201320317588)提供了一种CD型装配式公路钢桥的应急抢修梁结构，该结构构造简单、受力明确、构件数量少、架设速度快、连接可靠适用面广，但其刚度较低，导致抢修后梁体在行车时变形大、振动大、噪音高、车辆运行速度低，不适合抢修高速铁路或重载铁路上的混凝土箱梁；发明专利“一种混凝土箱梁的应急抢修方法”(申请号：CN201410324659)介绍了一种适用于高速铁路和重载铁路的混凝土箱梁抢修方法，该方法实现了满足抢修后梁体刚度大、变形小、振动小、噪音低的要求，其混凝土顶板、底板整体的预制拼装件也在一定程度上减小了整梁的吊装重量，但混凝土顶板、底板整体的重量和体积依旧很大；实用新型专利“一种波型钢腹板预应力混凝土组合箱梁节段”(专利号：ZL 200820036647.X)和“铁路预制节段拼装胶结箱梁”(申请号：CN201020259427)分别提及了一种预制节段拼装的波形钢腹板箱梁和预制节段拼装的混凝土箱梁，在上述两实用新型专利中，波形钢腹板混凝土箱梁节段和混凝土箱梁节段在工厂预制后，运输至桥梁现场进行拼装，由于波形钢腹板混凝土箱梁节段和混凝土箱梁节段的重量和体积依旧很大，给波形钢腹板组合箱梁节段和混凝土箱梁节段的储存和运输带来诸多不便，致使抢修施工时必须依赖于大型的运输设备和吊装设备，这在一定程度上制约了上述技术在实际工程中的应用；发明专利“预制部件装配节段拼装波形钢腹板RPC组合箱梁及方法”(申请号：CN 102704386 A)介绍了一种分构件预制拼装的波形钢腹板组合梁，该方法大大减轻了结构自重和吊装重量，但其混凝土底板和顶板均采用现场浇筑的方法，增加了混凝土的现场浇筑及养护周期，减缓了桥梁抢修的速度，且相邻节段的顶板、底板组合件之间仅采用胶结方法进行连接，并未设置抗剪连接件，其抗剪能力较弱。
从目前已有专利、公开文献和实际工程应用来看，还未有用预制构件现场拼装组合梁抢修混凝土箱梁的方法。这种方法能节约储存场地，有效地减少抢修过程中对大型运输和起吊设备的依赖，加快损坏桥梁的抢修速度，实现快速恢复线路运营的目标。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供用预制构件现场拼装组合梁抢修混凝土箱梁的方法，解决铁路、公路和城市交通等的混凝土箱梁的应急抢修和快速恢复线路运营的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
用预制构件现场拼装组合梁抢修混凝土箱梁的方法，包括混凝土顶板1、混凝土底板2、波形钢腹板3、桥墩4、支架5、堵头6、顶板榫头7-1、底板榫头7-2、顶板榫孔8-1、底板榫孔8-2、顶板体内预应力筋9-1、底板体内预应力筋9-2、顶板预应力孔道10-1、底板预应力孔道10-2、体外预应力筋11、转向块12、顶板与波形钢腹板连接螺栓13-1、底板与波形钢腹板连接螺栓13-2、波形钢腹板与波形钢腹板连接螺栓13-3，其特征在于包括以下步骤：
步骤1：按一定尺寸和规格预制混凝土顶板1、混凝土底板2、波形钢腹板3、堵头6等构件并存放在存梁场内。
步骤2：拆除已损坏的混凝土箱梁，在其现场两桥墩之间搭设支架5。
步骤3：去存梁场内把对应尺寸和规格的已预制好的混凝土顶板1、混凝土底板2、波形钢腹板3、堵头6等构件运到抢修现场。
步骤4：吊装混凝土底板2到搭设好的支架5上，通过设置在混凝土底板2两端侧面上的底板榫头7-2和底板榫孔8-2将各混凝土底板2节段连接起来；混凝土底板2节段连接前，先在底板榫头7-2和混凝土底板2两端侧面上涂抹环氧树脂或水泥砂浆；混凝土底板2节段连接后，在混凝土底板2节段底板预应力孔道10-2内穿入底板体内预应力筋9-2并进行张拉，使混凝土底板2各节段连接成一个整体。
步骤5：吊装波形钢腹板3节段并与混凝土底板2节段进行拼装连接，波形钢腹板3与混凝土底板2间采用底板与波形钢腹板连接螺栓13-2进行连接；各波形钢腹板3节段间采用波形钢腹板与波形钢腹板连接螺栓13-3进行连接。
步骤6：吊装混凝土顶板1到拼接好的波形钢腹板3节段上，并使混凝土顶板1节段与波形钢腹板3节段之间采用顶板与波形钢腹板连接螺栓13-1进行连接；通过设置在混凝土顶板1两端侧面上的顶板榫头7-1和顶板榫孔8-1将各混凝土顶板1节段连接起来；混凝土顶板1节段连接前，先在顶板榫头7-1和混凝土顶板1两端侧面上涂抹环氧树脂或水泥砂浆；混凝土顶板1节段连接后，在混凝土顶板1节段顶板预应力孔道10-1内穿入顶板体内预应力筋9-1并进行张拉，使混凝土顶板1各节段连接成一个整体。
亦可采用下述步骤：吊装混凝土顶板1到拼接好的波形钢腹板3节段上，先通过设置在混凝土顶板1两端侧面上的顶板榫头7-1和顶板榫孔8-1将各混凝土顶板1节段连接起来；混凝土顶板1节段连接前，先在顶板榫头7-1和混凝土顶板1两端侧面上涂抹环氧树脂或水泥砂浆；混凝土顶板1节段连接后，在混凝土顶板1节段顶板预应力孔道10-1内穿入顶板体内预应力筋9-1并进行张拉，使混凝土顶板1各节段连接成一个整体；最后，使已拼接好的混凝土顶板1节段与波形钢腹板3节段之间采用顶板与波形钢腹板连接螺栓13-1进行连接。
步骤7：吊装堵头6到预制拼装的混凝土箱梁的两端，在已拼接好的混凝土底板2和堵头6上布置体外预应力筋11，张拉该体外预应力筋11，使分构件预制拼装的混凝土箱梁各构件形成一个完整的混凝土箱梁。
步骤8：在已拼装好的混凝土箱梁顶板1上安装桥面系和附属设施，待施工质量验收通过后，即可实现对损坏混凝土箱梁的应急抢修和线路的恢复运营。本发明的有益效果是：
用预制构件现场拼装组合梁抢修混凝土箱梁的方法，通过组拼预制混凝土顶板、混凝土底板、波形钢腹板和两端堵头，从而实现对铁路、公路和城市交通等的混凝土箱梁的应急抢修和快速恢复运营。这种抢修方法能够有效地减少抢修过程中对大型运输和起吊设备的依赖，加快桥梁的抢修速度，减少应急梁储存场地的面积和规模，降低抢修成本，实现快速恢复交通线路运营的目标。
附图说明
图1应急抢修混凝土箱梁分构件示意图。
图2应急抢修混凝土箱梁横截面示意图。
图3应急抢修混凝土箱梁顶板节段示意图。
图4应急抢修混凝土箱梁跨中底板节段示意图。
图5应急抢修混凝土箱梁支座附近底板节段示意图。
图6应急抢修混凝土箱梁波形钢腹板节段示意图。
图7应急抢修混凝土箱梁整体布置图。
图8应急抢修混凝土箱梁体外预应力布置示意图。
图9混凝土箱梁现场抢修时在现场桥墩之间搭设支架示意图。
图10混凝土箱梁现场抢修时吊装混凝土底板构件到搭设好的支架上示意图。
图11混凝土箱梁现场抢修时吊装波形钢腹板并与混凝土底板构件进行拼装连接示意图。
图12混凝土箱梁现场抢修时吊装混凝土顶板构件与波形钢腹板进行拼装连接示意图。
图13混凝土箱梁现场抢修时吊装完成后混凝土箱梁整体布置示意图。
图中：1—混凝土顶板；2—混凝土底板；3—波形钢腹板；4—桥墩；5—支架；6—堵头；7-1—顶板榫头；7-2—底板榫头；8-1—顶板榫孔；8-2—底板榫孔；9-1—顶板体内预应力筋；9-2—底板体内预应力筋；10-1—顶板预应力孔道；10-2—底板预应力孔道；11—体外预应力筋；12—转向块；13-1—顶板与波形钢腹板连接螺栓；13-2—底板与波形钢腹板连接螺栓；13-3—波形钢腹板与波形钢腹板连接螺栓。
具体实施方式
结合附图对本发明做进一步说明：
用预制构件现场拼装组合梁抢修混凝土箱梁的方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1：按一定尺寸和规格预制混凝土顶板1、混凝土底板2、波形钢腹板3、堵头6等构件并存放在存梁场内。
步骤2：拆除已损坏的混凝土箱梁，在其现场两桥墩之间搭设支架5。
步骤3：去存梁场内把对应尺寸和规格的已预制好的混凝土顶板1、混凝土底板2、波形钢腹板3、堵头6等构件运到抢修现场。
步骤4：吊装混凝土底板2到搭设好的支架5上，通过设置在混凝土底板2两端侧面上的底板榫头7-2和底板榫孔8-2将各混凝土底板2节段连接起来；混凝土底板2节段连接前，先在底板榫头7-2和混凝土底板2两端侧面上涂抹环氧树脂或水泥砂浆；混凝土底板2节段连接后，在混凝土底板2节段底板预应力孔道10-2内穿入底板体内预应力筋9-2并进行张拉，使混凝土底板2各节段连接成一个整体。
步骤5：吊装波形钢腹板3节段并与混凝土底板2节段进行拼装连接，波形钢腹板3与混凝土底板2间采用底板与波形钢腹板连接螺栓13-2进行连接；各波形钢腹板3节段间采用波形钢腹板与波形钢腹板连接螺栓13-3进行连接。
步骤6：吊装混凝土顶板1到拼接好的波形钢腹板3节段上，并使混凝土顶板1节段与波形钢腹板3节段之间采用顶板与波形钢腹板连接螺栓13-1进行连接；通过设置在混凝土顶板1两端侧面上的顶板榫头7-1和顶板榫孔8-1将各混凝土顶板1节段连接起来；混凝土顶板1节段连接前，先在顶板榫头7-1和混凝土顶板1两端侧面上涂抹环氧树脂或水泥砂浆；混凝土顶板1节段连接后，在混凝土顶板1节段顶板预应力孔道10-1内穿入顶板体内预应力筋9-1并进行张拉，使混凝土顶板1各节段连接成一个整体。
亦可采用下述步骤：吊装混凝土顶板1到拼接好的波形钢腹板3节段上，先通过设置在混凝土顶板1两端侧面上的顶板榫头7-1和顶板榫孔8-1将各混凝土顶板1节段连接起来；混凝土顶板1节段连接前，先在顶板榫头7-1和混凝土顶板1两端侧面上涂抹环氧树脂或水泥砂浆；混凝土顶板1节段连接后，在混凝土顶板1节段顶板预应力孔道10-1内穿入顶板体内预应力筋9-1并进行张拉，使混凝土顶板1各节段连接成一个整体；最后，使已拼接好的混凝土顶板1节段与波形钢腹板3节段之间采用顶板与波形钢腹板连接螺栓13-1进行连接。
步骤7：吊装堵头6到预制拼装的混凝土箱梁的两端，在已拼接好的混凝土底板2和堵头6上布置体外预应力筋11，张拉该体外预应力筋11，使分构件预制拼装的混凝土箱梁各构件形成一个完整的混凝土箱梁。
步骤8：在已拼装好的混凝土箱梁顶板1上安装桥面系和附属设施，待施工质量验收通过后，即可实现对损坏混凝土箱梁的应急抢修和线路的恢复运营。
混凝土箱梁的应急抢修方法的应用
实例一 一榀跨度为24米双线整体预应力混凝土高速铁路箱梁，遭受人为破坏。为此，采用分构件预制拼装的混凝土箱梁应急抢修方法进行抢修。其抢修方法为：
步骤1：按一定尺寸和规格预制混凝土顶板1、混凝土底板2、波形钢腹板3、堵头6等构件并存放在存梁场内。
步骤2：拆除已损坏的混凝土箱梁，在其现场两桥墩之间搭设支架5。
步骤3：去存梁场内把对应尺寸和规格的已预制好的混凝土顶板1、混凝土底板2、波形钢腹板3、堵头6等构件运到抢修现场。
步骤4：吊装混凝土底板2到搭设好的支架5上，通过设置在混凝土底板2两端侧面上的底板榫头7-2和底板榫孔8-2将各混凝土底板2节段连接起来；混凝土底板2节段连接前，先在底板榫头7-2和混凝土底板2两端侧面上涂抹环氧树脂或水泥砂浆；混凝土底板2节段连接后，在混凝土底板2节段底板预应力孔道10-2内穿入底板体内预应力筋9-2并进行张拉，使混凝土底板2各节段连接成一个整体。
步骤5：吊装波形钢腹板3节段并与混凝土底板2节段进行拼装连接，波形钢腹板3与混凝土底板2间采用底板与波形钢腹板连接螺栓13-2进行连接；各波形钢腹板3节段间采用波形钢腹板与波形钢腹板连接螺栓13-3进行连接。
步骤6：吊装混凝土顶板1到拼接好的波形钢腹板3节段上，并使混凝土顶板1节段与波形钢腹板3节段之间采用顶板与波形钢腹板连接螺栓13-1进行连接；通过设置在混凝土顶板1两端侧面上的顶板榫头7-1和顶板榫孔8-1将各混凝土顶板1节段连接起来；混凝土顶板1节段连接前，先在顶板榫头7-1和混凝土顶板1两端侧面上涂抹环氧树脂或水泥砂浆；混凝土顶板1节段连接后，在混凝土顶板1节段顶板预应力孔道10-1内穿入顶板体内预应力筋9-1并进行张拉，使混凝土顶板1各节段连接成一个整体。
步骤7：吊装堵头6到预制拼装的混凝土箱梁的两端，在已拼接好的混凝土底板2和堵头6上布置体外预应力筋11，张拉该体外预应力筋11，使分构件预制拼装的混凝土箱梁各构件形成一个完整的混凝土箱梁。
步骤8：在已拼装好的混凝土箱梁顶板1上安装桥面系和附属设施，待施工质量验收通过后，即可实现对损坏混凝土箱梁的应急抢修和线路的恢复运营。
实例二 一榀跨度为32米双线整体预应力混凝土重载铁路箱梁，在地震中上部结构遭受严重破坏。为此，采用分构件预制拼装的混凝土箱梁应急抢修方法进行抢修。其抢修方法为：
步骤1：按一定尺寸和规格预制混凝土顶板1、混凝土底板2、波形钢腹板3、堵头6等构件并存放在存梁场内。
步骤2：拆除已损坏的混凝土箱梁，在其现场两桥墩之间搭设支架5。
步骤3：去存梁场内把对应尺寸和规格的已预制好的混凝土顶板1、混凝土底板2、波形钢腹板3、堵头6等构件运到抢修现场。
步骤4：吊装混凝土底板2到搭设好的支架5上，通过设置在混凝土底板2两端侧面上的底板榫头7-2和底板榫孔8-2将各混凝土底板2节段连接起来；混凝土底板2节段连接前，先在底板榫头7-2和混凝土底板2两端侧面上涂抹环氧树脂或水泥砂浆；混凝土底板2节段连接后，在混凝土底板2节段底板预应力孔道10-2内穿入底板体内预应力筋9-2并进行张拉，使混凝土底板2各节段连接成一个整体。
步骤5：吊装波形钢腹板3节段并与混凝土底板2节段进行拼装连接，波形钢腹板3与混凝土底板2间采用底板与波形钢腹板连接螺栓13-2进行连接；各波形钢腹板3节段间采用波形钢腹板与波形钢腹板连接螺栓13-3进行连接。
步骤6：吊装混凝土顶板1到拼接好的波形钢腹板3节段上，先通过设置在混凝土顶板1两端侧面上的顶板榫头7-1和顶板榫孔8-1将各混凝土顶板1节段连接起来；混凝土顶板1节段连接前，先在顶板榫头7-1和混凝土顶板1两端侧面上涂抹环氧树脂或水泥砂浆；混凝土顶板1节段连接后，在混凝土顶板1节段顶板预应力孔道10-1内穿入顶板体内预应力筋9-1并进行张拉，使混凝土顶板1各节段连接成一个整体；最后，使已拼接好的混凝土顶板1节段与波形钢腹板3节段之间采用顶板与波形钢腹板连接螺栓13-1进行连接。
步骤7：吊装堵头6到预制拼装的混凝土箱梁的两端，在已拼接好的混凝土底板2和堵头6上布置体外预应力筋11，张拉该体外预应力筋11，使分构件预制拼装的混凝土箱梁各构件形成一个完整的混凝土箱梁。
步骤8：在已拼装好的混凝土箱梁顶板1上安装桥面系和附属设施，待施工质量验收通过后，即可实现对损坏混凝土箱梁的应急抢修和线路的恢复运营。
以上所述的具体实施方法，对本发明专利的目的、技术方案和有益效果进行了说明。所应强调的是，以上所述仅为本发明专利的具体实施例而已，并不能用于限制本发明的范围。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
综上所述，本发明提供了用预制构件现场拼装组合梁抢修混凝土箱梁的方法，该方法能够有效地减少抢修过程中对大型运输和起吊设备的依赖，加快桥梁的抢修速度，减少应急梁储存场的面积和规模，降低抢修成本，实现快速恢复交通线路运营的目标。本发明具有新颖性、实用性，符合发明专利各要求，故依法提出发明专利申请。
Claims (1)
1.用预制构件现场拼装组合梁抢修混凝土箱梁的方法，包括混凝土顶板(1)、混凝土底板(2)、波形钢腹板(3)、桥墩(4)、支架(5)、堵头(6)、顶板榫头(7-1)、底板榫头(7-2)、顶板榫孔(8-1)、底板榫孔(8-2)、顶板体内预应力筋(9-1)、底板体内预应力筋(9-2)、顶板预应力孔道(10-1)、底板预应力孔道(10-2)、体外预应力筋(11)、转向块(12)、顶板与波形钢腹板连接螺栓(13-1)、底板与波形钢腹板连接螺栓(13-2)、波形钢腹板与波形钢腹板连接螺栓(13-3)，其特征在于包括以下步骤：
步骤1：按一定尺寸和规格预制混凝土顶板(1)、混凝土底板(2)、波形钢腹板(3)、堵头(6)等构件并存放在存梁场内。
步骤2：拆除已损坏的混凝土箱梁，在其现场两桥墩之间搭设支架(5)。
步骤3：去存梁场内把对应尺寸和规格的已预制好的混凝土顶板(1)、混凝土底板(2)、波形钢腹板(3)、堵头(6)等构件运到抢修现场。
步骤4：吊装混凝土底板(2)到搭设好的支架(5)上，通过设置在混凝土底板(2)两端侧面上的底板榫头(7-2)和底板榫孔(8-2)将各混凝土底板(2)节段连接起来；混凝土底板(2)节段连接前，先在底板榫头(7-2)和混凝土底板(2)两端侧面上涂抹环氧树脂或水泥砂浆；混凝土底板(2)节段连接后，在混凝土底板(2)节段底板预应力孔道(10-2)内穿入底板体内预应力筋(9-2)并进行张拉，使混凝土底板(2)各节段连接成一个整体。
步骤5：吊装波形钢腹板(3)节段并与混凝土底板(2)节段进行拼装连接，波形钢腹板(3)与混凝土底板(2)间采用底板与波形钢腹板连接螺栓(13-2)进行连接；各波形钢腹板(3)节段间采用波形钢腹板与波形钢腹板连接螺栓(13-3)进行连接。
步骤6：吊装混凝土顶板(1)到拼接好的波形钢腹板(3)节段上，并使混凝土顶板(1)节段与波形钢腹板(3)节段之间采用顶板与波形钢腹板连接螺栓(13-1)进行连接；通过设置在混凝土顶板(1)两端侧面上的顶板榫头(7-1)和顶板榫孔(8-1)将各混凝土顶板(1)节段连接起来；混凝土顶板(1)节段连接前，先在顶板榫头(7-1)和混凝土顶板(1)两端侧面上涂抹环氧树脂或水泥砂浆；混凝土顶板(1)节段连接后，在混凝土顶板(1)节段顶板预应力孔道(10-1)内穿入顶板体内预应力筋(9-1)并进行张拉，使混凝土顶板(1)各节段连接成一个整体。
亦可采用下述步骤：吊装混凝土顶板(1)到拼接好的波形钢腹板(3)节段上，先通过设置在混凝土顶板(1)两端侧面上的顶板榫头(7-1)和顶板榫孔(8-1)将各混凝土顶板(1)节段连接起来；混凝土顶板(1)节段连接前，先在顶板榫头(7-1)和混凝土顶板(1)两端侧面上涂抹环氧树脂或水泥砂浆；混凝土顶板(1)节段连接后，在混凝土顶板(1)节段顶板预应力孔道(10-1)内穿入顶板体内预应力筋(9-1)并进行张拉，使混凝土顶板(1)各节段连接成一个整体；最后，使已拼接好的混凝土顶板(1)节段与波形钢腹板(3)节段之间采用顶板与波形钢腹板连接螺栓(13-1)进行连接。
步骤7：吊装堵头(6)到预制拼装的混凝土箱梁的两端，在已拼接好的混凝土底板(2)和堵头(6)上布置体外预应力筋(11)，张拉体外预应力筋(11)，使分构件预制拼装的混凝土箱梁各构件形成一个完整的混凝土箱梁。
步骤8：在已拼装好的混凝土箱梁顶板(1)上安装桥面系和附属设施，待施工质量验收通过后，即可实现对损坏混凝土箱梁的应急抢修和线路的恢复运营。
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