CN105544395B - 一种高墩竖向预应力管道安装方法 - Google Patents
一种高墩竖向预应力管道安装方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种高墩竖向预应力管道安装方法，高墩采用滑模施工，在滑模桁架上安装预应力管道提升架，预应力管道提升架上安装手拉葫芦，滑模向上滑移前，先通过手拉葫芦将预应力管道向上提升一定长度，并通过定位钢管保持预应力管道有一垂直段，然后滑模向上滑移，使滑模桁架始终不与预应力管道接触，避免了损坏预应力管道。
Description
技术领域
本发明涉及大跨径连续刚构桥高墩滑模施工领域，具体涉及一种竖向预应力管道在高墩滑模施工中的安装方法。
背景技术
连续刚构桥高墩竖向预应力对墩柱与箱梁固结作用以及结构的使用寿命至关重要。目前已经广泛应用钢绞线穿入塑料波纹管做为连续刚构桥墩的竖向预应力管道,且为了减小预应力及伸长值的损失,逐渐将钢绞线从以前的JL32mm精轧螺纹钢筋优化为Φ15.2mm钢绞线，因钢绞线材料较为柔软，竖向的垂直度难以得到控制,施工中如何控制好竖向预应力垂直度,选择什么样的安装工艺来完成极为重要。
目前高墩施工通常采用翻模或爬模施工，采用这种施工方法安装预应力，主要是在墩柱上方搭设一钢结构的固定架，将预应力管道上端固定在上方的固定架上，以控制和保持预应力管道的垂直度。但这种方法仅适用于预应力长度为6～10m范围，高度不得超过10m以上，超高后，存在极大的安全隐患；而且翻模或爬模施工，墩柱混凝土是从顶部向下安装串筒浇筑，混凝土容易离析，施工质量得不到保证。另外，搭设的固定架材料要埋设在墩柱内部，浪费材料多，增加了施工成本。
为克服翻模或爬模施工的上述缺陷，本申请人采用滑模进行高墩施工，一般的滑模施工每次浇筑高度30cm左右，可以避免混凝土从高处浇筑产生的离析问题，保证高墩混凝土的浇筑质量；同时取消固定架，以消除安全隐患，也降低施工成本。但又面临新的问题，取消固定架后，由于竖向预应力钢绞线材料柔性强自重大，在施工过程中，较长的预应力管道由墩身向外悬垂在滑模桁架外侧，使滑模桁架要承受较大压力，造成滑模向上滑移困难，而且滑模向上滑移时，预应力管道会因与滑模桁架之间接触摩擦而损坏。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高墩竖向预应力管道安装方法，在采用滑模施工时，能避免预应力管道与滑模主桁架之间接触摩擦，从而保护预应力管道，确保施工质量。
为实现上述目的，本发明提供提供的一种高墩竖向预应力管道安装方法，采用以下技术方案：
一种高墩竖向预应力管道安装方法，高墩采用滑模施工，其特征在于包括以下步骤：
(1)设置预应力管道提升架：滑模施工到设计预应力标高位置处后,先停止滑模施工,在滑模桁架的外侧安装预应力管道提升架，所述预应力管道提升架包括焊接在滑模桁架四个角的四根立柱，位于滑模桁架同一侧的两根立柱的上端之间通过横梁连接，在所述横梁上安装悬挂多个手拉葫芦；
(2)安装预应力管道：将预应力管道的一端从滑模桁架外侧穿过手拉葫芦,并送入到墩身内部的固定端P锚安装固定，然后操作手拉葫芦将预应力管道向上提升一定长度，使预应力管道自固定端往上有一段保持垂直并固定；垂直段以上有一自由活动段，该自由活动段的长度应不小于滑模每次向上滑移的高度，然后锁定手拉葫芦；预应力管道的其余部分自然下垂在滑模桁架的外侧；
(3)浇筑墩身混凝土；浇筑完一段混凝土后，滑模向上滑移一定高度，然后操作手拉葫芦再将预应力管道提升一定长度，所提升的长度不小于滑模向上滑移的高度，并使预应力管道前一自由活动段保持垂直并固定，新提升的一段为新的自由活动段，然后锁定手拉葫芦，浇筑该段墩身混凝土；
(4)重复上述步骤(3)的过程，循环施工，直至完成整个高墩预应力管道的安装和混凝土浇筑。
本发明施工过程中，让预应力管道与滑模桁架系统独立分开，先将预应力管道向上提升一定长度，然后滑模向上滑移，使滑模桁架始终不与预应力管道接触，避免了预应力管道对滑模桁架的压力，也避免了损坏预应力管道。本发明施工在安全上可控，浇筑质量能得到保障，达到了节约成本、缩短工期、保证安全及质量的目的，经济效益十分显著。在本发明的一个实施例中，安装竖向预应力管道长度突破了30多米，为滑模技术在高墩柱施工的应用奠定基础。
附图说明
图1是普通的滑模一侧的结构示意图；
图2是普通的滑模另一侧的结构示意图；
图3是安装预应力管道提升架的滑模桁架一侧的结构示意图；
图4是安装预应力管道提升架的滑模桁架另一侧的结构示意图；
图5是本发明安装预应力管道后的滑模桁架一侧的结构示意图；
图6是本发明安装预应力管道后的滑模桁架另一侧的结构示意图；
图7是预应力管道提升及定位的详细结构示意图；
图8是本发明高墩施工开始安装预应力管道的示意图；
图9是高墩施工到一半时的状态示意图；
图10是高墩施工到顶部的状态示意图。
具体实施方式
本发明混凝土浇筑采用滑模施工，施工滑模为单肢单体滑模，墩柱每浇筑一段，滑模向上滑移一定高度，进行下一段浇筑。施工过程中预应力管道的安装方式如下：
设置预应力管道提升架：
设置预应力管道提升架：滑模施工到设计预应力标高位置处后,先停止滑模施工,在滑模桁架的外侧安装预应力管道提升架，所述预应力管道提升架包括焊接在滑模桁架四个角的四根立柱，位于滑模桁架同一侧的两根立柱的上端之间通过横梁连接，在所述横梁上安装悬挂多个手拉葫芦。
安装预应力管道：
将预应力管道的一端从滑模桁架外侧穿过手拉葫芦,并送入到墩身内部的固定端P锚安装固定，然后操作手拉葫芦将预应力管道向上提升一定长度，并使预应力管道自固定端往上有一段保持垂直并固定，垂直段以上有一段可自由活动，该自由活动段的长度应不小于滑模每次向上滑移的高度，然后锁定手拉葫芦；预应力管道的其余部分自然下垂在滑模桁架的外侧；
浇筑墩身混凝土；
浇筑完一段混凝土后，滑模向上滑移到一定高度，操作手拉葫芦再将预应力管道提升一定长度，并使预应力管道前一自由活动段保持垂直并固定，新提升的一段为新的自由活动段，然后锁定手拉葫芦，浇筑该段墩身混凝土。
重复上述过程，按滑模上移-提升钢绞线-调整固定段预应力管道垂直-浇筑混凝土的流程，循环施工，直至完成整个高墩预应力管道的安装和混凝土浇筑。
以下再通过一个具体实施例，并结合附图，对本发明的方法进一步说明。
本实施例中施工的桥墩40米高，若采用普通的翻模或爬模施工，不仅混凝土浇筑质量无法保证，而且安装预应力固定架远远超出10米高的安全限度，因此采用本发明的方法。
本发明采用滑模施工分段浇筑，每次浇筑30cm高，混凝土达到设计强度，滑模向上滑移30cm再浇筑。浇筑到设计的预应力安装高度后，先暂停浇筑，开始预应力管道安装。
图1、图2中显示了普通的滑模桁架的结构。桥墩1浇筑过程中，滑模桁架2随滑模一起逐段向上滑动。由于预应力管道很长，而且柔性大，自重大，安装后将有很长部分弯曲在墩身外侧，外侧的预应力管道长度远比内部的要长几倍，因此滑模桁架2上端向外侧将承受较大压力，滑模起滑时，预应力管道与滑模桁架顶端会产生较大的摩擦容易引起塑料波纹管道损坏。
为了避免预应力管道与滑模桁架之间的摩擦，要将预应力管道与滑模桁架分离。具体方法是，在滑模桁架的外侧安装一至少4米高的预应力管道提升架。
如图3、图4所示，预应力管道提升架主要包括焊接在滑模桁架2四个角的四根立柱3，位于滑模桁架同一侧的两根立柱3上端与水平设置的横梁4焊接连接，在横梁4上安装悬挂多个5T手拉葫芦5。立柱和横梁可采用普通的钢管。为保证预应力管道提升架的牢固，可在位于滑模桁架同一侧的两根立柱之间，再焊接至少一根与立柱平行的支撑杆，支撑杆的上端也与横梁焊接。
预应力管道提升架安装好后，开始在墩身安装预应力管道。
如图5、图6所示，先将预应力管道6的一端穿过手拉葫芦5,并送入到墩身内部的固定端P锚安装固定，然后操作手拉葫芦将预应力管道6向上提升一定长度。
如图7所示，预应力管道6一端通过P锚7固定。通过手拉葫芦5提升预应力管道，是通过葫芦锁链8固定住预应力管道6的一个部位，然后操作锁链上升，从而将预应力管道提升。葫芦锁链8与预应力管道接触的部位，可采用一卡套9包裹，以对塑料波纹管起到一定的保护作用。一个卡套9可将3～5束预应力钢绞线固定在一起，使每个手拉葫芦一次提升固定在一起的3～5束预应力管道。
自预应力管道固定端往上，沿一竖直的空间平面，每隔30-50cm水平设置一根定位钢管10，定位钢管10可通过绑扎好的墩身钢筋骨架作为支撑，并用铁丝等临时固定，使预应力管道6自固定端往上有至少3米高一段与定位钢管10垂直并临时固定；垂直段11以上到与葫芦锁链固定处之间的一段预应力管道可自由活动，自由活动段12的长度应不小于30cm，即滑模每次向上滑移的高度，以便滑模上升时，该自由活动段可以自由伸展。然后锁定手拉葫芦，使提升的预应力管道保持上述状态，其余部分自然下垂在滑模桁架2的外侧，但不与滑模桁架接触。
然后开始浇筑该段混凝土。浇筑完该段后，使滑模向上滑移30cm，由于预应力管道不与滑模桁架接触，滑移过程中不会产生摩擦；而且由于预应力管道有一不小于30cm的自由活动段，预应力管道也不会对滑模桁架的滑移产生阻碍。但此时预应力管道自由段由于也在同步向上移动并伸展，已临近绷紧状态，因此要操作手拉葫芦将外侧的预应力管道再向上提升至少30cm，然后将定位钢管10中最下方一根移动到最上方，并使预应力管道6的前一自由活动段与定位钢管10保持垂直并临时固定。此时新提升的一段预应力管道又成为新的自由活动段，然后锁定手拉葫芦5，浇筑该段墩身混凝土。如此反复循环操作，直到浇筑完成整个桥墩。
图8、图9、图10分别显示了桥墩1从开始安装预应力管道6、到桥墩施工一半、到施工完成的状态，可以看到整个过程中预应力管道6始终不与滑模桁架2接触；每次滑模向上滑动前手拉葫芦5都将预应力管道6向上提升一段，并保持预应力管道6有一足够长的自由活动段，多根定位钢管10交替上升，始终保持一定长度的预应力管道垂直。
Claims (4)
1.一种高墩竖向预应力管道安装方法，高墩采用滑模施工，其特征在于包括以下步骤：
(1)设置预应力管道提升架：滑模施工到设计预应力标高位置处后,先停止滑模施工,在滑模桁架的外侧安装预应力管道提升架，所述预应力管道提升架包括焊接在滑模桁架四个角的四根立柱，位于滑模桁架同一侧的两根立柱的上端之间通过横梁连接，在所述横梁上安装悬挂多个手拉葫芦；
(2)安装预应力管道：将预应力管道的一端从滑模桁架外侧穿过手拉葫芦，并送入到墩身内部的固定端P锚安装固定，然后操作手拉葫芦将预应力管道向上提升一定长度，使预应力管道自固定端往上有一段保持垂直并固定；垂直段以上有一自由活动段，该自由活动段的长度应不小于滑模每次向上滑移的高度，然后锁定手拉葫芦；预应力管道的其余部分自然下垂在滑模桁架的外侧；
(3)浇筑墩身混凝土；浇筑完一段混凝土后，滑模向上滑移一定高度，然后操作手拉葫芦再将预应力管道提升一定长度，所提升的长度不小于滑模向上滑移的高度，并使预应力管道前一自由活动段保持垂直并固定，新提升的一段为新的自由活动段，然后锁定手拉葫芦，浇筑该段墩身混凝土；
(4)重复上述步骤(3)的过程，循环施工，直至完成整个高墩预应力管道的安装和混凝土浇筑。
2.根据权利要求1所述的高墩竖向预应力管道安装方法，其特征在于：通过手拉葫芦提升预应力管道时，葫芦锁链与预应力管道接触的部位，采用一卡套包裹。
3.根据权利要求2所述的高墩竖向预应力管道安装方法，其特征在于：一卡套将3～5束预应力管道安装包裹固定在一起，使每个手拉葫芦一次提升固定在一起的3～5束预应力管道安装。
4.根据权利要求1所述的高墩竖向预应力管道安装方法，其特征在于：保持预应力管道垂直的方法是，沿预应力管道固定端往上，在一竖直的空间平面上，紧靠预应力管道每隔一定间距临时固定一根水平设置的定位钢管，使预应力管道与这些定位钢管垂直并临时固定，保持预应力管道有一垂直段；当一段混凝土浇筑完成后，将最下方的定位钢管取下，移动到最上方的定位钢管上方并与预应力管道前一自由段临时固定；多根定位钢管交替上升，始终保持一定长度的预应力管道垂直。
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