CN105019362B - 短线匹配法预制梁的墩顶块 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种短线匹配法预制梁的墩顶块，包括：顶板，其设置有用于二次浇筑的预留孔；两根底横梁，其对称设置于所述墩顶块的横桥向中轴线的两侧；以及连接所述顶板和所述两根底横梁的三个腹板；其中，所述底横梁沿横桥向的外边线与所述腹板沿纵桥向的外边线在同一个平面内；所述底横梁、所述腹板与所述顶板之间沿横桥向设置有隔板；所述预留孔沿横桥向的边线与所述隔板沿纵桥向的内边线对齐，所述预留孔沿纵桥向的边线与所述腹板沿横桥向的内边线对齐。本发明具有预制方便、施工操作性强、安全可靠、运用前景好等特点。
Description
技术领域
本发明涉及桥梁工程短线匹配法工法设计领域。更具体地说，本发明涉及一种短线匹配法预制梁的墩顶块。
背景技术
目前国内连续梁桥及连续刚构桥上部结构箱梁施工法主要包括支架法、悬臂现浇及短线匹配预制悬拼法。短线匹配法施工适用于节段梁预制数量大、工期要求短、桥址环保要求高的桥梁结构。
短线匹配法工艺主要技术可分解为梁段短线匹配预制及梁段T构架设。在连续刚构桥短线匹配法施工中，中墩的墩顶块采用挖空预制和墩顶二次混凝土现浇结合的墩梁永久固结施工技术。墩顶块预制及吊装架设施工要求包括：施工可操作性强、工效高、质量可控性好。墩顶块的结构设计的优劣为影响施工工艺的直接因素。
刚构桥传统的墩顶块采用挖空预制工艺，在底板设两道横梁，无横隔板结构。
如图1所示，传统底横梁的突出特征在于顶部的预留孔较小，底横梁设置在腹板内面，且底横梁与顶板沿横桥向没有设置挡板，存在巨大的空白面积。
统墩顶块预制过程中，为增大墩顶块横向刚度，降低与1#匹配难度，在横梁上方预埋钢板。
传统墩顶块安装时，底部横梁与墩顶预埋钢筋局部冲突，需由钢筋工调整钢筋位置辅助墩顶块安装到位；在传统墩顶块调位时，操作人员利用型钢横梁将支点转换至墩顶外托架；而传统墩顶块二次浇筑时，辅助墩顶块与墩柱0之间浇筑固结混凝土。
传统墩顶块安装调位、固结二次浇注及后续1#匹配施工时存在以下问题：
1、两道横系梁及其之间的纵向钢筋，横隔墙及墩顶钢筋穿插困难；
2、墩顶块无底板及横隔板，调位无支撑点，需设置支架，利用横梁将支点转换至墩顶外托架；
3、因墩顶块为无底板结构，预制1#块时，无法利用墩顶块进行匹配，与1号块之间还需设置1道湿接缝；
4、墩顶块与墩柱0固结二次浇注还需安拆隔墙端模，工效低；
5、根据计算及现场实测结果，墩顶块因刚度较小导致横向变形大，给1#块匹配架设带来困难。
6、以上问题导致后续很多高空作业，不仅施工难度大、工效低，且质量也难以保证。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题和缺陷，并提供后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种短线匹配法预制梁的墩顶块，通过将底横梁向梁段外侧平移，使横梁外边线与梁段腹板外边线对齐，减少其与墩顶预留锚固钢筋的位置冲突，使预留钢筋较容易穿过墩顶块底部预留孔，实现墩顶块的快速初步安装。
本发明还有一个目的是通过在任意一根所述底横梁与所述顶板之间沿横桥向设置有隔板，兼作墩柱与墩顶块固结时二次浇注端模板，从而避免了在墩顶块外侧再次支设端模，实现了工序的简化。
本发明还有一个目的是通过扩大预留孔的大小，使所述预留孔内空边线的横桥向与隔板内侧对齐，所述预留孔内空边线的纵桥向与所述腹板内边线对齐，简化了墩顶块二次浇注混凝土施工过程。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种短线匹配法预制梁墩顶块，其设置在桥面和墩柱之间，包括：
顶板，其水平设置，所述顶板沿纵桥向的中部对称设置有两个用于二次灌浇混凝土的预留孔；
两根底横梁，其形成的平面与所述顶板平行，所述两根底横梁沿横桥向设置在所述顶板下方，且对称设置于所述墩顶块的横桥向中轴线的两侧；以及
连接所述顶板和所述两根底横梁的三个腹板，其沿纵桥向设置，所述三个腹板包括两块沿纵桥向对称架设在所述两根底横梁端部的边腹板和一块沿纵桥向垂直架设于所述两根底横梁中部的中腹板；
任意一根所述底横梁沿横桥向的外边线与所述腹板沿纵桥向的外边线在同一个平面内；
所述底横梁、所述腹板与所述顶板之间沿横桥向设置有隔板，任意一块所述隔板上设置有人孔；
所述预留孔沿横桥向的边线与所述隔板沿纵桥向的内边线对齐，所述预留孔沿纵桥向的边线与所述腹板沿横桥向的内边线对齐。
其中，所述隔板在所述底横梁上竖直设置。
其中，所述人孔占隔板面积的10-20％。
其中，所述预留孔面积占顶板总面积的40-60％。
其中，所述边腹板与竖直方向的夹角为110°-115°。
其中，所述隔板设置预应力管道孔。
其中，所述隔板的厚度为200-250mm。
其中，所述隔板的厚度为220mm。
本发明至少包括以下有益效果：
1、预制方便：新型墩顶块预制时，只需在原有箱梁模板基础上增设横隔板模板，外侧采用定型钢模，内侧采用简易收口网模板。
2、施工操作性强：
底横梁结构的改进使预留钢筋较容易穿过墩顶块底面内空，施工人员直接在底横梁底部布置千斤顶来调节墩顶块位置，无需设置专用调位转换装置；在墩顶块与1#梁段之间无湿接缝；
增设隔板，隔板兼作箱梁与墩顶块固结时二次浇注模板，避免了在墩顶块外侧再次支设端模，同时增大了墩顶块横向刚度，减小墩顶块横向变形，降低1#梁段架设时的匹配难度；
增大顶板后浇预留孔，简化了墩顶块二次浇注混凝土施工。
3、运用前景好：新型墩顶块结构设计更契合短线法预制拼装工艺特点，并显示出了良好的技术特点和优越的经济性能，具有良好的应用前景。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1：传统墩顶块的结构示意图；
图2：本发明短线匹配法预制梁的墩顶块的结构示意图；
图3：本发明短线匹配法预制梁的墩顶块的施工方法步骤S1的示意图；
图4：本发明短线匹配法预制梁的墩顶块的施工方法步骤S2的示意图；
图5：本发明短线匹配法预制梁的墩顶块的施工方法步骤S3的示意图；
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
如图2所示，一种短线匹配法预制梁的墩顶块，其设置在桥面和墩柱0之间，包括：
顶板1，其水平设置，所述顶板1沿纵桥向的中部对称设置有两个用于二次灌浇混凝土的预留孔101；
两根底横梁2，其形成的平面与所述顶板1平行，所述两根底横梁2沿横桥向设置在所述顶板1下方，且对称设置于所述墩顶块的横桥向中轴线的两侧；以及
连接所述顶板1和所述两根底横梁2的三个腹板，其沿纵桥向设置，所述三个腹板包括两块沿纵桥向对称架设在所述两根底横梁2端部的边腹板301和一块沿纵桥向垂直架设于所述两根底横梁2中部的中腹板302；
任意一根所述底横梁2沿横桥向的外边线与所述腹板沿纵桥向的外边线在同一个平面内；
所述底横梁2、所述腹板与所述顶板1之间沿横桥向设置有隔板4，任意一块所述隔板4上设置有人孔401；
所述预留孔101沿横桥向的边线与所述隔板4沿纵桥向的内边线对齐，所述预留孔101沿纵桥向的边线与所述腹板沿横桥向的内边线对齐。
其中，所述隔板4在所述底横梁2上竖直设置。
其中，所述人孔401占隔板面积的10-20％。
其中，所述预留孔101面积占顶板1总面积的40-60％。
其中，所述边腹板301与竖直方向的夹角为110°-115°。
其中，所述隔板4设置预应力管道孔。
其中，所述隔板4的厚度为200-250mm。
其中，所述隔板4的厚度为220mm。
施工方式
本发明短线匹配法预制梁的墩顶块的制备方法包括以下步骤：
S01、墩顶块钢筋笼绑扎
在预制场内设置墩顶块钢筋笼绑扎胎架，墩顶块钢筋笼在胎架内绑扎成型；
S02、墩顶块预制模板安装
模板系统在预制场内拼接安装，所述墩顶块模板系统主要包括：
台车，位于墩顶块底部，为墩顶块调位及运输装置；
底横梁2模板，支挡底横梁2混凝土浇筑的模板结构；
侧模，支挡腹板混凝土浇筑的模板结构；
端模，支挡横隔板4混凝土浇筑的模板结构；
翼缘模板，支挡顶板1翼缘混凝土浇筑的模板
内模，设置在墩顶块内部的混凝土浇筑支挡结构，采用收口网模板；
S03、钢筋笼吊运入模；
绑扎成型的钢筋骨架在验收合格后采用龙门吊多点起吊入模，其中，每个吊点处设置手拉葫芦调整钢筋骨架水平；
S04、墩顶块浇筑；
将混凝土吊装入模，采用人工振捣棒与附着式振捣器结合的方式振捣，所述墩顶块的浇筑顺序为：先浇筑底横梁2、再浇筑腹板、最后浇筑顶板1。
本发明短线匹配法预制梁的墩顶块的施工方法大大降低了施工难度，包括以下步骤：
S1、搭设三角托架
如图3所示，将两个三角托架5对称安装在墩柱0侧面，所述三角托架5距离墩顶的距离为80-100cm；
S2、墩顶块吊装和调位
如图4所示，在墩柱0的顶部预埋钢筋6，用大型起重吊装设备7将所述墩顶块吊装至所述墩柱0的顶部，下放所述墩顶块至所述预埋钢筋6插入墩顶块的底面内空，并使所述底横梁2与所述墩柱0的顶面在同一高度，在所述三角托架5上布置三向千斤顶8，顶撑所述墩顶块的底横梁2，通过三向千斤顶8微调墩顶块的空间位置至设计位置；
S3、墩顶块固结后浇段浇筑
如图5所示，在所述墩顶块内沿横桥向加设内模9，随后向所述内模9与所述隔板4形成的空间内安插钢筋并浇筑混凝土，实现墩顶块与墩柱0的固结。
随后，将其余节段墩顶梁段按顺序由起架桥机逐一吊起并悬挂在吊挂吊具上，在各梁段匹配面上涂抹环氧树脂层，精确调位，张拉临时预应力，浇筑湿接缝混凝土，湿接缝混凝土强度达标后张拉永久预应力束，实现1跨梁段的拼装。
本发明短线匹配法预制梁的墩顶块，它以传统短线匹配法的梁段结构设计方法及预制悬拼施工工艺为依托。该设计通过改进中墩墩顶块底横向联系梁结构，降低了墩顶块安装调位难度，并简化与相邻1#梁段匹配工序；通过优化横隔板4、顶板1结构设计，增强梁段横向整体刚度，简化墩顶块与墩柱0固结混凝土浇筑工序，降低墩顶块与1#梁段匹配难度，且简化了体外预应力管道高空定位作业工序。
将底横梁向梁段外侧平移，使底横梁外边线与梁段腹板外边线对齐，优点在于墩顶块吊装时，减少其与墩顶预留锚固钢筋的位置冲突，使预留钢筋较容易穿过墩顶块的底部预留孔，实现墩顶块的快速初步安装。
将底板横梁向梁段外侧平移，直接在横梁下方布置三向千斤顶进行墩顶块调位，无需设置专用调位转换装置。
通过底板结构的改进设计，使横梁外边线与梁段腹板外边线对齐，避免了墩顶块与1#梁段底板之间浇筑后浇带。
在节段梁两端设置隔板4，兼作墩柱0与墩顶块固结时二次浇注端模板，从而避免了在墩顶块外侧再次支设端模，实现了工序的简化。
在节段梁两端设置隔板4，降低墩顶块与1#梁段的匹配难度，与底横梁2及腹板、顶板1形成完整壳体，增大了箱梁的横向刚度，从而减小箱梁变形，降低墩顶梁段与1#梁段的匹配难度。
在节段梁两端设置隔板4，简化体外预应力管道高空定位作业工序，隔墙钢筋预制场内绑扎时，即可进行体外预应力筋管道定位，避免了高空定位工序。
增大顶板1后浇预留孔101，简化了墩顶块二次浇注混凝土施工过程。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (6)
1.一种短线匹配法预制梁的墩顶块，其设置在桥面和墩柱之间，包括：
顶板，其水平设置，所述顶板沿纵桥向的中部对称设置有两个用于二次灌浇混凝土的预留孔，所述预留孔的面积占所述顶板的面积的40-60％；
两根底横梁，其形成的平面与所述顶板平行，所述两根底横梁沿横桥向设置在所述顶板下方，且对称设置于所述墩顶块的横桥向中轴线的两侧；以及
连接所述顶板和所述两根底横梁的三个腹板，其沿纵桥向设置，所述三个腹板包括两块沿纵桥向对称架设在所述两根底横梁端部的边腹板和一块沿纵桥向垂直架设于所述两根底横梁中部的中腹板；
其中，任意一根所述底横梁沿横桥向的外边线与所述腹板沿纵桥向的外边线在同一个平面内；
其中，所述底横梁、所述腹板与所述顶板之间沿横桥向设置有隔板，任意一块所述隔板上设置有人孔；
其中，所述预留孔沿横桥向的边线与所述隔板沿纵桥向的内边线对齐，所述预留孔沿纵桥向的边线与所述腹板沿横桥向的内边线对齐。
2.如权利要求1所述的短线匹配法预制梁的墩顶块，其中，所述隔板在所述底横梁上竖直设置。
3.如权利要求1所述的短线匹配法预制梁的墩顶块，其中，所述人孔的面积占所述隔板的面积的10-20％。
4.如权利要求3所述的短线匹配法预制梁的墩顶块，其中，所述隔板表面设置预应力管道孔。
5.如权利要求4所述的短线匹配法预制梁的墩顶块，其中，所述隔板的厚度为200-250mm。
6.如权利要求5所述的短线匹配法预制梁的墩顶块，其中，所述隔板的厚度为220mm。
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