CN104775364B - 斜拉桥索塔塔柱钢筋的安装方法 - Google Patents

斜拉桥索塔塔柱钢筋的安装方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种斜拉桥索塔塔柱钢筋的安装方法，其包括以下步骤：(1)在每个索塔的基础承台的一侧沿桥面的顺桥向轴线设置塔吊，在所述桥面轴线的两侧的每一侧靠近所述塔吊设置两个拼装胎架；(2)在所述每个拼装胎架中逐一预拼装塔柱的钢筋节段；(3)将第一个拼装好的钢筋节段作为第一个钢筋节段起吊至所述索塔的基础承台顶端进行对位连接，然后以该钢筋节段为框架浇筑混凝土；(4)在已浇筑混凝土的钢筋节段的顶端对位连接下一个钢筋节段，并且以新连接的钢筋节段为框架浇筑混凝土；(5)重复步骤(2)和(4)，直至完成塔柱的安装。本发明的方法有效提高索塔安装的施工效率、也有效提高了施工质量，同时保证了施工安全。

Description

斜拉桥索塔塔柱钢筋的安装方法
技术领域
本发明涉及一种路桥施工技术，尤其涉及一种斜拉桥索塔塔柱钢筋的安装方法。
背景技术
斜拉桥是一个由索、塔、梁为基本机构组成的组合结构，其中，梁和塔是主要承重构件，两者组合成整体结构。斜拉桥的索塔是支撑主索的塔形构造物，其通常为混凝土塔。如图1所示，斜拉桥的索塔1的构件从下往上通常包括基础承台11、下塔柱12、横梁13、中塔柱14以及上塔柱15，其中上塔柱15包含斜拉索锚固的区域。
现有技术中的斜拉桥索塔的常规施工工艺通常是将基础承台一次或分两次进行浇筑，塔柱采用液压爬模施工。塔柱的施工属于高空作业，其中，钢筋模版的爬升工序，以及钢筋的原位绑扎工序，不仅使塔柱施工周期拖长，严重影响后续施工的工期，还影响施工的精确度以及施工人员的人身安全。为此，有必要对现有的斜拉桥索塔施工工艺进行改进。
发明内容
本发明的目的是提供一种斜拉桥索塔塔柱钢筋的安装方法，其施工周期短、施工精度高且安全性高。
为达到以上技术目的，本发明采用的技术方案如下：
一种斜拉桥索塔塔柱钢筋的安装方法，其包括以下步骤：
(1)在每个索塔的基础承台的一侧沿桥面的顺桥向轴线设置塔吊，在所述桥面轴线的两侧的每一侧靠近所述塔吊设置两个拼装胎架；
(2)在所述每个拼装胎架中逐一预拼装塔柱的钢筋节段；
(3)将第一个拼装好的钢筋节段作为第一个钢筋节段起吊至所述索塔的基础承台顶端进行对位连接，然后以该钢筋节段为框架浇筑混凝土；
(4)在已浇筑混凝土的钢筋节段的顶端对位连接下一个钢筋节段，并且以新连接的钢筋节段为框架浇筑混凝土；
(5)重复步骤(2)和(4)，直至完成塔柱的安装。
为方便施工操作，所述拼装胎架的布置位置为：所述位于桥面同一侧的两个拼装胎架沿所述桥面轴线并排布置。
为实现本发明的目的，所述钢筋节段的具体结构为：所述钢筋节段包括适用于索塔的下塔柱和中塔柱的钢筋节段，其包括该钢筋节段的钢筋以及作为所述钢筋的模版的劲性骨架。所述钢筋节段还包括适用于索塔的上塔柱的钢筋节段，其包括该钢筋节段的钢筋、由该钢筋包围的斜拉索锚固结构，以及作为所述钢筋的模版的劲性骨架。
进一步地，所述适用于索塔的下塔柱和中塔柱的钢筋节段和适用于索塔的上塔柱的钢筋节段在所述拼装胎架上的预拼装步骤均为：
(A)以位于桥面同一侧的两个拼装胎架为操作单元，在第一拼装胎架上拼接底层钢筋节段和上层钢筋节段；
(B)将所述第一拼装胎架的上层钢筋节段迁移至第二拼装胎架上作为该第二拼装胎架中的底层钢筋节段，将所述第一拼装胎架的底层钢筋节段迁离；
(C)在所述第二拼装胎架中拼接上层钢筋节段；
(D)将所述第二拼装胎架中的上层钢筋节段迁移至第一拼装胎架上作为该第一拼装胎架的底层钢筋节段，将所述第二拼装胎架的底层钢筋节段迁离；
(E)重复所述步骤(A)～(D)，直至完成所有钢筋节段的预拼装。
更进一步地，所述第一个钢筋节段与基础承台的对位连接的方法具体为：
(a)在所述基础承台的顶端设置第一定位钢筋；在所述钢筋节段设置突出于自身顶端的第二定位钢筋；
(b)将所述钢筋节段叠放在所述基础承台顶端，使所述第一定位钢筋和第二定位钢筋相互靠近；
(c)用连接钢筋连接所述第一定位钢筋和第二定位钢筋，其中，所述连接钢筋的下端与第一定位钢筋通过套筒连接，所述连接钢筋的上端与第二定位钢筋通过焊接连接。
与现有技术相比较，本发明具有如下优势：
一、本发明的斜拉桥索塔塔柱钢筋的安装方法，将单个钢筋节段的预拼装和多个钢筋节段的对位连接这两个工序分别安排在拼装胎架和索塔塔柱原位进行，因此可以使这些工序同时进行而不是依次进行，进而大大缩短了索塔塔柱施工的时间；
二、本发明的斜拉桥索塔塔柱钢筋的安装方法，单个钢筋节段的组拼工序安排在接近平地的拼装胎架上实施，因此避免了施工工人的高空作业，提高了施工环境的安全性；
三、本发明的斜拉桥索塔塔柱钢筋的安装方法，以已经组拼好的钢筋节段作为基准节段组拼下一个钢筋节段，有效提高在索塔上的钢筋节段拼接的精确度，提高了施工质量。
附图说明
图1为斜拉桥索塔结构示意图。
图2为本发明的斜拉桥索塔塔柱钢筋的安装方法中塔吊和拼装胎架在索塔处的布置图。
图3为本发明的斜拉桥索塔塔柱钢筋的安装方法中适用于下塔柱和中塔柱的钢筋节段的俯视结构示意图。
图4为本发明的斜拉桥索塔塔柱钢筋的安装方法中适用于上塔柱的钢筋节段的俯视结构示意图。
图5为本发明的斜拉桥索塔塔柱钢筋的安装方法中适用于上塔柱的钢筋节段的正面结构示意图。
图6为本发明的斜拉桥索塔塔柱钢筋的安装方法中钢筋节段在拼装胎架上预拼装的状态示意图，其中，底层钢筋节段和上层钢筋节段在同一个拼装胎架中。
图7为本发明的斜拉桥索塔塔柱钢筋的安装方法中钢筋节段在拼装胎架上预拼装的状态示意图，其中，底层钢筋节段与上层钢筋节段分离，该上层钢筋节段被迁移至另一个拼装胎架。
图8为本发明的斜拉桥索塔塔柱钢筋的安装方法中钢筋节段在拼装胎架上预拼装的状态示意图，其中，原底层钢筋节段被起吊，准备被迁离。
图9为本发明的斜拉桥索塔塔柱钢筋的安装方法中钢筋节段在索塔的基础承台上对位连接的状态示意图，其中，钢筋节段叠加在基础承台上，两个部分的定位钢筋未连接。
图10为本发明的斜拉桥索塔塔柱钢筋的安装方法中钢筋节段在基础承台上对位连接的状态示意图，其中，基础承台的定位钢筋和钢筋节段的定位钢筋通过连接钢筋连接。
图11为图10中Ⅰ部位的放大示意图。
图12为本发明的斜拉桥索塔塔柱钢筋的安装方法中钢筋节段在基础承台上对位连接的状态示意图，其中，另一个钢筋节段与已浇筑完成的钢筋节段通过设置在钢筋末端的套筒相连接。
图中：
1 索塔 412 一型钢筋
11 基础承台 4121 一型内圈钢筋
111 第一定位钢筋 4122 一型外圈钢筋
12 下塔柱 4123 一型挑筋
13 横梁 4224a 底层定位钢筋
14 中塔柱 4224b 上层定位钢筋
15 上塔柱 42 二型钢筋节段
2 塔吊 421 二型劲性骨架
3 拼装胎架 422 二型钢筋
3a 第一拼装胎架 4221 二型内圈钢筋
3b 第二拼装胎架 4222 二型外圈钢筋
31 定位结构 423 锚固结构
32 承重结构 423a 底层锚固结构
4 钢筋节段 423b 上层锚固结构
4a 底层钢筋节段 5 连接钢筋
4b 上层钢筋节段 51 套筒
41 一型钢筋节段 52 焊接块
411 一型劲性骨架
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
参考图2～12，本发明的斜拉桥索塔塔柱钢筋的安装方法需要利用布置在索塔1附近的塔吊2和拼装胎架3来完成。在本技术方案中，将进行以下定义：桥面以所述索塔1为分界点，到岸边距离较长的一段定义为中跨(或主跨)，到岸边距离较短的一段定义为边跨。本实施例中，在已浇筑好的索塔1的基础承台11的边跨一侧、沿桥面的顺桥向轴线设置塔吊2，并且在所述顺桥向轴线的两侧(比如图2中的轴线的左右两侧)、靠近所述塔吊2分别设置拼装胎架3，优选地，所述桥面轴线的每一侧设置两个沿该轴线并行排列的所述拼装胎架3。
根据所述索塔1各段塔柱(包括下塔柱12、中塔柱14和上塔柱15)的结构特点，设计两种适应所述各段塔柱结构的钢筋节段4，具体为：
一型钢筋节段41(见图3)，该一型钢筋节段41适用于索塔1的下塔柱12和中塔柱14的安装过程，该一型钢筋节段41包括一型劲性骨架411和以该一型劲性骨架411为模版焊接成笼形的一型钢筋412。其中，所述一型劲性骨架411为“回”字型结构，并且具有内表面和外表面(未标示)；所述一型钢筋412包括分别包围所述一型劲性骨架411内表面的一型内圈钢筋4121和围绕外表面的一型外圈钢筋4122；所述一型劲性骨架411和一型钢筋412之间还设置了用于隔离和保护的挑筋4123。
二型钢筋节段42(见图4和图5)，该二型钢筋节段42适用于索塔1的上塔柱的安装过程，该二型钢筋节段42整体上也是“回”字型结构，其与一型钢筋节段41的区别的结构在于，所述二型钢筋节段42还包括有用于锚固斜拉索的锚固结构423；所述锚固结构423设置在该二型钢筋节段42的水平中心线上，该锚固结构423的左右两端分别与二型钢筋422相交错或相焊接，以便后续的工序能将该锚固结构423与二型钢筋422融为一体。考虑到起吊重量和施工工效，所述一个二型钢筋节段42中包含两个上下层叠的锚固结构423，即：底层锚固结构423a和上层锚固结构423b。并且所述两个锚固结构423之间通过所述拼装胎架3的定位结构31进行定位。
所述一型钢筋节段41在所述拼装胎架3上的组拼步骤具体为：(a)在所述拼装胎架3上搭设该一型钢筋节段41的一型劲性骨架411；及(b)以所述一型劲性骨架411为模版焊接该一型钢筋节段41的一型钢筋412。
所述二型钢筋节段42在所述拼装胎架3上的组拼步骤具体为：(a)在所述拼装胎架3上依次叠放该二型钢筋节段42的两层锚固结构423a、423b和相应的定位结构31；(b)搭设包围所述两层锚固结构的二型劲性骨架421；及(c)以所述二型劲性骨架421为模版焊接该二型钢筋节段42的二型钢筋422。
本发明的具有特点的实施方式在于，所述一型钢筋节段41和二型钢筋节段42在拼装胎架3上预拼装的时候，还对上下承接的钢筋节段进行了预对位连接，参考图6～8，具体步骤为：
(A)以位于桥面同一侧的两个拼装胎架3为操作单元，在第一拼装胎架3a上拼接底层钢筋节段4a和上层钢筋节段4b(图6)；
(B)将所述第一拼装胎架3a的上层钢筋节段4b通过塔吊2迁移至第二拼装胎架3b上作为该第二拼装胎架3b中的底层钢筋节段，将所述第一拼装胎架3a的底层钢筋节段4b通过所述塔吊2迁离，移出所述第一拼装胎架3a(图7和图8)；
(C)在所述第二拼装胎架3b中拼接上层钢筋节段；
(D)将所述第二拼装胎架3b中的上层钢筋节段迁移至第一拼装胎架3a上作为该第一拼装胎架3a的底层钢筋节段，将所述第二拼装胎架3b的底层钢筋节段迁离，移出所述第二拼装胎架3b；
(E)重复所述步骤(A)-(D)，直至完成所有钢筋节段的预拼装。
进一步地，所述在拼装胎架3上预拼装完成的钢筋节段4被迁移出所述拼装胎架3后，需要在索塔1的顶端进行对位连接。
参考图9～12，所述索塔1的基础承台11的顶端设有第一定位钢筋111，每个钢筋节段4都设有从该钢筋节段4的顶端突出的定位钢筋4224，但是，所述第一定位钢筋111和定位钢筋4224的相向端并未直接对接。将第一个底层钢筋节段4a起吊至所述基础承台11顶端上叠放，使所述第一定位钢筋111和底层定位钢筋4224a的相向端相互靠近(见图9)；所述第一定位钢筋111和底层定位钢筋4224a通过连接钢筋5而互相连接，其中该连接钢筋5的下端与所述第一定位钢筋111通过套筒51连接，该连接钢筋5的上端与所述底层定位钢筋4224a通过焊接块52焊接连接(见图10和图11)；所述底层钢筋节段4a完成对位连接后，以该底层钢筋节段4a为框架浇筑混凝土；在已浇筑混凝土的底层钢筋节段4a的顶端对位连接下一个钢筋节段4(上层钢筋节段4b)，基于在所述拼装胎架3的预对位连接的工序，所述上层钢筋节段4b与底层钢筋节段4a可以直接对位连接，即上层钢筋节段4b和底层钢筋节段4a之间利用其中的底层定位钢筋4224a和上层定位钢筋4224b通过套筒连接(见图12)；下一步，以所述上层钢筋节段4b为框架浇筑混凝土。继续重复对下一个钢筋节段4进行塔柱顶端的对位连接工序，直至完成所述下塔柱12、中塔柱14和上塔柱15的安装。
本领域技术人员应当知晓，本发明所提供的斜拉桥索塔塔柱钢筋的安装方法适用于索塔1的塔柱中结构具有相近性和连续性的部分，其他不具有该特点的部分，例如需要使用倒角钢筋的部分，则需要采用钢筋的现场散拼法进行施工。上述关于钢筋节段4与基础承台11的对位连接方式也可以适用在所述钢筋节段4与散拼法形成的结构之间的对位连接工序中。
更进一步地，与常规施工工艺相比较，本发明的方法的施工工期明显缩短。具体时间表如下：
一、常规施工工艺进行索塔单一节段的施工工效分析
二、本发明的工艺进行索塔下塔柱和中塔柱的单一节段的施工工效分析
三、本发明的工艺进行索塔上塔柱的单一节段的施工工效分析
综上所述，本发明的钢筋节段的组拼方法有效提高索塔安装的施工效率、也有效提高了施工质量，同时保证了施工安全。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但并不仅仅受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种斜拉桥索塔塔柱钢筋的安装方法，其特征在于，其包括以下步骤：
(1)在每个索塔的基础承台的一侧沿桥面的顺桥向轴线设置塔吊，在所述桥面轴线的两侧的每一侧靠近所述塔吊设置两个拼装胎架；
(2)在所述每个拼装胎架中逐一预拼装塔柱的钢筋节段；
(3)将第一个拼装好的钢筋节段作为第一个钢筋节段起吊至所述索塔的基础承台顶端进行对位连接，然后以该钢筋节段为框架浇筑混凝土；
(4)在已浇筑混凝土的钢筋节段的顶端对位连接下一个钢筋节段，并且以新连接的钢筋节段为框架浇筑混凝土；
(5)重复步骤(2)和(4)，直至完成塔柱的安装。
2.如权利要求1所述的斜拉桥索塔塔柱钢筋的安装方法，其特征在于：所述位于桥面同一侧的两个拼装胎架沿所述桥面轴线并排布置。
3.如权利要求1所述的斜拉桥索塔塔柱钢筋的安装方法，其特征在于：所述钢筋节段包括适用于索塔的下塔柱和中塔柱的钢筋节段，其包括该钢筋节段的钢筋以及作为所述钢筋的模版的劲性骨架。
4.如权利要求1所述的斜拉桥索塔塔柱钢筋的安装方法，其特征在于：所述钢筋节段包括适用于索塔的上塔柱的钢筋节段，其包括该钢筋节段的钢筋、由该钢筋包围的斜拉索锚固结构，以及作为所述钢筋的模版的劲性骨架。
5.如权利要求3或4所述的斜拉桥索塔塔柱钢筋的安装方法，其特征在于，所述适用于索塔的下塔柱和中塔柱的钢筋节段和适用于索塔的上塔柱的钢筋节段在所述拼装胎架上的预拼装步骤均为：
(A)以位于桥面同一侧的两个拼装胎架为操作单元，在第一拼装胎架上拼接底层钢筋节段和上层钢筋节段；
(B)将所述第一拼装胎架的上层钢筋节段迁移至第二拼装胎架上作为该第二拼装胎架中的底层钢筋节段，将所述第一拼装胎架的底层钢筋节段迁离；
(C)在所述第二拼装胎架中拼接上层钢筋节段；
(D)将所述第二拼装胎架中的上层钢筋节段迁移至第一拼装胎架上作为该第一拼装胎架的底层钢筋节段，将所述第二拼装胎架的底层钢筋节段迁离；
(E)重复所述步骤(A)～(D)，直至完成所有钢筋节段的预拼装。
6.如权利要求1所述的斜拉桥索塔塔柱钢筋的安装方法，其特征在于，所述第一个钢筋节段与基础承台的对位连接的方法具体为：
(a)在所述基础承台的顶端设置第一定位钢筋；在所述钢筋节段设置突出于自身顶端的底层定位钢筋；
(b)将所述钢筋节段叠放在所述基础承台顶端，使所述第一定位钢筋和底层定位钢筋相互靠近；
(c)用连接钢筋连接所述第一定位钢筋和底层定位钢筋，其中，所述连接钢筋的下端与第一定位钢筋通过套筒连接，所述连接钢筋的上端与底层定位钢筋通过焊接连接。
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