CN106480826A - 单线箱梁墩顶现浇横移施工工法 - Google Patents

Abstract

本发明属于高架箱梁的施工技术领域，为解决单线箱梁施工时采用常规建设预制场的方法施工，投入和产出不成正比，采用现浇施工工艺，又因箱梁纵向两端无法张拉而不能原位现浇的技术问题，提供了一种单线箱梁墩顶现浇横移施工工法，在两墩之间原设计箱梁位置以外的空间平行于原设计箱梁搭设一个箱梁现浇平台，在箱梁现浇平台两端铺设工字钢及钢板制作形成箱梁现浇台座，在高空墩旁进行箱梁的现浇，箱梁现浇完成后，在箱梁现浇平台的两端利用工字钢及不锈钢板制作横移轨道，在箱梁两端各用一个液压千斤顶顶拉，使箱梁沿横移轨道平稳横移至原设计箱梁位置，最后落梁就位。采用本发明施工成本低，操作简单，安全质量可靠，施工进度快。

Description

单线箱梁墩顶现浇横移施工工法

技术领域

本发明属于高架箱梁的施工技术领域，具体涉及一种单线箱梁墩顶现浇横移施工工法。

背景技术

随着我国铁路建设的不断发展，由于经济需要或地形限制，越来越多的高架车站设计形式应运而生，这就不可避免的出现多组单线箱梁的结构形式，且总跨数较少，按常规建设预制场的方法施工，投入和产出不成正比；使用现浇施工工艺，又因箱梁纵向两端无法张拉而不能原位现浇。

发明内容

本发明为解决单线箱梁施工时采用常规建设预制场的方法施工，投入和产出不成正比，采用现浇施工工艺，又因箱梁纵向两端无法张拉而不能原位现浇的技术问题，提供了一种单线箱梁墩顶现浇横移施工工法。

本发明采用如下技术方案：

一种单线箱梁墩顶现浇横移施工工法，利用钢管桩及碗扣支架在两墩之间原设计箱梁位置以外的空间平行于原设计箱梁搭设一个箱梁现浇平台，在箱梁现浇平台两端横移方案设计位置铺设工字钢及钢板制作形成箱梁现浇台座，在高空墩旁进行箱梁的现浇，箱梁现浇完成后，在箱梁现浇平台的两端利用工字钢及不锈钢板制作横移轨道，在箱梁两端各用一个液压千斤顶顶拉，使箱梁沿横移轨道平稳横移至原设计箱梁位置，最后落梁就位。

一种单线箱梁墩顶现浇横移施工工法，具体施工过程为：

（1）测量放样

测量人员放出箱梁现浇平台所需钢管桩桩位，用木桩标示；

（2）地基处理及设置钢管桩预埋件

a. 地基处理：根据地质情况决定地基处理的形式，钢管桩地基下承载力不小于300KPa，碗扣支架下地基承载力不小于100KPa；

b. 设置钢管桩预埋件：地基处理完成后进行C30混凝土承台浇筑并设置钢管桩预埋件；

（3）安装钢管桩横移支架及连接加固

a. 安装钢管桩横移支架：地基处理及钢管桩预埋件安装完成后利用吊车或塔吊吊起所有钢管桩与钢管桩预埋件固定，钢管桩的标高与施工平台设计标高位置一致，钢管桩横移支架覆盖横向箱梁原位及墩旁现浇位置范围；

b. 钢管桩横移支架的连接加固：采用Φ40mm钢管进行横向、纵向及斜向对钢管桩横移支架进行连接固定，同时采用[40槽钢形成剪刀撑对钢管桩横移支架进行固定；

（4）搭设碗扣支架

地基处理完成后进行碗扣支架搭设，根据箱梁的重量通过荷载分析及计算，设计碗扣支架的搭设形式并确定箱梁横向不同位置处碗扣支架的搭设步距，按照支架高度搭设至设计标高；

（5）堆载预压

碗扣支架搭设完成后，对碗扣支架进行堆载预压，根据堆载预压过程中测得的测量数据，计算出碗扣支架平台的弹性变形量及塑性变形量；

（6）制作箱梁现浇台座及横移轨道的安装

a. 制作箱梁现浇台座: 横移支架及碗扣支架搭设完成后，在碗扣支架梁体范围内安装梁体底模，在横移支架顶部安装横向及纵向工字钢，根据设计标高调整到位，梁体范围内铺设梁体底模，碗扣支架及横移支架共同形成箱梁现浇台座；

b. 横移轨道的制作及安装：所述横移轨道采用3根I 40工字钢平面并排连接，工字钢顶面采用10mm不锈钢板满铺并与工字钢焊接成一个整体；在箱梁现浇平台的两端安装横移轨道；

（7）梁体横移底座安装及制作

a. 梁体横移底座安装：横移轨道安装完成后，在梁体横向对应横移轨道位置设置梁体横移底座，所述梁体横移底座根据对应位置梁体底面结构尺寸设置，梁体横移底座中轴线高度控制在5～10cm以内，梁体横移底座顶面包裹梁体底板面以上两侧50～80cm；

b. 梁体横移底座制作：梁体横移底座除底板采用10mm不锈钢板外，其他位置采用10mm普通钢板焊接成盒状，居中位置预埋穿束钢管，灌注C50支座灌浆料封端后成型，直接代替梁体底模使用，使梁体横移底座与梁体形成一个整体；

（8）梁体现浇及预应力张拉、压浆

支架搭设、模板安装、钢筋安装、预应力体系安装完成达到现浇条件后进行梁体现浇施工，现浇完成后进行覆盖洒水养生；梁体现浇完成达到养护、龄期及强度条件后进行梁体张拉施工，张拉完成后在48h内完成封端及压浆施工；

（9）移梁启动

a. 移梁启动准备：梁体张拉、压浆完成后，经过养护达到移梁条件后进行移梁启动，将事先准备好的钢绞线穿过横移底座预埋孔，安装锚固端、张拉端锚具及千斤顶，待梁体两端钢绞线、锚具及千斤顶安装完成及轨道清理干净后移梁准备工作即告完成；

b. 移梁启动：在横移轨道两端焊接反力座，梁体横向两侧采用千斤顶同时顶、拉施加横移力的情况下使梁体横移启动；

（10）箱梁横移

移梁启动后箱梁横移即可开始，在梁体两端设置设置拉梁千斤顶，梁体两端拉梁千斤顶同时启动，每次横移位移控制在拉梁千斤顶一个顶进行程以内，并严格保持两端横移位移量保持一致，如此反复倒顶即可实现箱梁横移；

（11）落梁就位

a. 落梁准备：在箱梁横移至墩顶范围内前，须将4台落梁千斤顶提前安装于方案设计位置，横向对应支座位置，纵向对应横移支架位置；

b. 落梁就位：箱梁横移至设计平面位置及落梁准备工作完成后即可进行落梁就位工序，箱梁横移至设计平面位置后高于原设计标高，启动落梁千斤顶，将梁体顶起约1～2cm后锁住油泵，依次拆除横移底座和横移轨道，拆除完成后启动落梁千斤顶，将箱梁落梁就位。

堆载预压的具体施工方法为：支架空载时测一遍支架平台各点标高数值，然后分级进行堆载预压，最大加载重量控制在梁体重量的1.2倍，每级加载后测量支架平台各点标高数据，并计算支架平台各点的沉降量；卸载时根据加载级数同步进行，每级卸载后测量支架平台各点的标高数据。

本发明具有如下有益效果：

1、节约施工成本：与预制架设施工方法相比较，本工法不需要龙门吊及架桥机等大型机械设备及预制场施工用地，也不需要大型起重吊装设备，仅仅需要几台液压千斤顶，就可解决箱梁横移启动、横移及落梁就位工作；

2 、操作简单，安全质量可靠:与机械设备吊装施工方法相比较，本工法仅使用千斤顶启动、横移及落梁就位，均十分平稳，操作简单，易于掌握，安全风险较小；

3 、对现场施工条件要求不高:与支架现浇施工方法相比较，本工法对桥下地质情况要求不高，易于推广应用；

4 、加快施工进度：与传统施工方法相比较，可省去大量临建工程的施工时间，加快施工进度。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

本发明利用Φ630mm钢管桩及碗扣支架或贝雷架或六四军用梁（墩身较高或跨河、沟施工时可采用贝雷架或六四军用梁）在两墩之间平行于原设计箱梁位置以外的空间搭设一个箱梁现浇平台，在平台两端横移方案设计位置铺设工字钢及钢板制作形成箱梁现浇台座，从而实现在高空墩旁现浇，箱梁现浇完成后，利用工字钢及不锈钢板制作的横移轨道，在箱梁两端各用一个100T液压千斤顶顶拉，使箱梁平稳横移，最后落梁就位，形成如图1所示的施工工艺，其具体的施工过程为：

1. 测量放样：测量人员放出平台所需钢管桩桩位，用木桩标示。

2. 地基处理及设置钢管桩预埋件：

2.1 地基处理

根据地质情况决定地基处理的形式，钢管桩地基下承载力不小于300KPa，碗扣支架下地基承载力不小于100KPa，如地基承载力不够，则可进行采用合格填料换填或钻孔灌注桩基础处理。

2.2 设置钢管桩预埋件

地基处理完成后进行C30混凝土承台浇筑并按施工方案设计及测量放样位置设置钢管桩预埋件。

3. 安装钢管桩横移支架及连接加固

3.1安装钢管桩横移支架

地基处理及钢管桩预埋件安装完成后利用25t吊车或塔吊吊起首节钢管桩就位，在钢管桩底部拉缆风绳与预埋件定位，然后进行焊接固定，再焊接第二根钢管桩，如此循环将钢管桩接至施工平台设计标高位置，再进行第二根钢管桩安装施工，直至安装完成。

3.2钢管桩横移支架及连接加固

钢管桩的根数根据施工方案确定，一般采用2排钢管桩，每排6根，采用Φ40mm钢管进行横向、纵向及斜向连接固定，采用[40槽钢形成剪刀撑，保证横移支架的稳定性，横移支架覆盖横向箱梁原位及墩旁现浇位置范围。

4. 搭设碗扣支架或拼装贝雷架或六四军用梁

4.1 搭设碗扣支架

地基处理完成后进行碗扣支架搭设，根据箱梁的重量通过荷载分析及计算，合理设计碗扣支架的搭设形式并确定箱梁横向不同位置处碗扣支架的搭设步距，按照支架高度搭设至设计标高。

4.2 安装贝雷架或六四军用梁

如地形条件不允许可采用拼装贝雷架或六四军用梁进行搭设，具体根据箱梁重量通过荷载分析及计算决定贝雷架排数，一般4排以上，稳定性好。贝雷架在地面拼装完成，再由吊车吊至桩顶横梁就位。

4.3支架顶面标高控制

现浇梁支架底模标高一般高于设计标高10～20cm，但须保证梁体下落高度控制在落梁千斤顶一个行程范围之内，以减小安全风险，故该相对高度应越小越好，但须考虑能满足支座安装所需的空间。

5. 堆载预压

5.1 堆载预压施工方法

编制堆载预压施工方案，根据施工方案支架空载时测一遍支架平台各点标高数值，后分级进行堆载预压，最大加载重量控制在梁体重量的1.2倍为宜，每级加载后测量支架平台各点标高数据，并计算支架平台各点的沉降量；卸载时根据加载级数同步进行，同样每级卸载后测量支架平台各点的标高数据。

5.2 变形量计算

根据上述施工工序过程中测得的测量数据，计算出支架平台的弹性变形量及塑性变形量，为支架预拱度设置提供数据支持。

6. 制作箱梁现浇台座及横移轨道

6.1 制作箱梁现浇台座

横移支架及碗扣支架搭设完成后，在碗扣支架梁体范围内安装梁体底模，在横移支架顶部安装横向及纵向工字钢，根据设计标高调整到位，梁体范围内铺设梁体底模，碗扣支架及横移支架共同形成箱梁现浇台座，横移支架以外区域采用方木和竹胶板满铺，形成操作平台，并进行临边防护，保证施工安全。

6.2横移轨道

根据梁体结构形式及横移轨道安装的既定位置采用3根I 40工字钢平面并排连接，顶面采用10mm不锈钢板满铺并焊接成一个整体，安装至既定位置，形成横移轨道，同时应考虑在适当位置设置箱梁横移时左右限位措施。

7. 梁体横移底座

7.1 梁体横移底座安装

横移轨道安装完成后，梁体需要在两端轨道横向轴线上分形成一个支点，形成滑动面，即在梁体横向对应横移轨道位置设置梁体横移底座，该底座根据对应位置梁体底面结构尺寸设置，横移底座中轴线高度控制在5～10cm以内，原则上越低越好，底座顶面应能包裹梁体底板面以上两侧50～80cm，确保底座稳固。

7.2 梁体横移底座制作

除横移底座底板采用10mm不锈钢板外，其他位置采用10mm普通钢板焊接成盒状，居中位置预埋穿束钢管（根据事先计算作用力大小确定钢绞线根数，从而确定预埋穿束钢管孔径）灌注C50支座灌浆料封端后成型，直接代替梁体底模使用，使底座与梁体形成一个整体，该底座应从中间断开，可做成两部分拼接成型，方便落梁时拆除。为增加底座与梁体之间的粘结力，使底座与梁体的整体性更好，可考虑底座面板采用花纹钢板。

8. 梁体横移体系

梁体横移体系至此已基本形成，具体由横移轨道、横移底座、横移轨道与横移底座间涂抹黄油、千斤顶、钢束及锚固端、横移端形成。

9. 梁体现浇

支架搭设、模板安装、钢筋安装、预应力体系安装完成达到现浇条件后即可进行梁体现浇施工，现浇时应分部位分层浇筑，振捣密实，现浇完成后须进行覆盖洒水养生。

10. 预应力张拉、压浆

梁体现浇完成达到养护、龄期及强度条件后即可进行梁体张拉施工，根据设计张拉控制应力及千斤顶校顶方程计算张拉力及油表读数，实施预应力张拉，张拉完成后在48h内完成封端及压浆施工。

11. 移梁启动

11.1 移梁启动准备

梁体张拉、压浆完成后，经过养护达到移梁条件后进行移梁启动，将事先准备好的钢绞线穿过底座预埋孔（根据张拉力大小，确定钢绞线根数），安装锚固端、张拉端锚具及千斤顶，待梁体两端钢绞线、锚具及千斤顶安装完成及轨道清理干净后移梁准备工作即告完成。

11.2 移梁启动

由于梁体从支架施工至张拉压浆完成达到移梁条件须经过较长一段时间，梁体底座与横移轨道间又涂有黄油，初期启动会因混凝土漏浆、钢板生锈及黄油吸引力等综合原因导致梁体初期启动较为困难，因此，考虑在横移轨道两端焊接反力座，梁体横向两侧采用千斤顶同时顶、拉施加横移力的情况下使梁体横移启动。

12. 箱梁横移

移梁启动后顶梁一侧的推力即失去作用，可拆除该侧千斤顶，后续移梁只需拉梁一侧作用力即可，此时移梁较为轻松，作用力远比移梁启动时小。移梁启动后箱梁横移即可开始， 梁体两端拉梁千斤顶同时启动，每次横移位移控制在拉梁千斤顶一个顶进行程以内，并严格保持两端横移位移量保持一致，如此反复倒顶即可实现箱梁横移。

13. 落梁就位

13.1 落梁准备

在箱梁横移至墩顶范围内前，须将落梁千斤顶提前安装于方案设计位置，落梁千斤顶的大小根据梁体重量确定，横向对应支座位置，纵向对应横移支架位置，共计4台，落梁千斤顶顶部和底部须设置橡胶垫板，确保刚性和柔性接触，保证稳固。

13.2 落梁就位

为安装梁体支座方便，可将支座下锚杆提前放入支座预埋孔内（根据现浇梁体标高与设计标高之差的相对高度确定是否需要），并将防移落梁预埋件置于设计位置。箱梁横移至设计平面位置及落梁准备工作完成后即可进行落梁就位工序，箱梁横移至设计平面位置后高于原设计标高，启动落梁千斤顶，直至将梁体顶起约1～2cm即可锁住油泵，此时梁体横移底座与横移轨道分开，拆卸先前与梁体一体的横移底座（该底座只因混凝土与模板之间的粘结力形成一体），拆卸完成后向两边抽出即可拆除横移底座；横移底座拆除后再拆除横移轨道，如此梁体与支座垫石之间便再无阻隔，启动落梁千斤顶，务必保证4台落梁千斤顶行程统一，高差应控制在1cm以内，缓慢进行，直至实现落梁就位。

经济效益：采用本工法施工，经济效益较好，操作简单，安全可靠，施工方便，易于掌握，取得了较好的经济效益。

例如，32m单线箱梁重约396t，如采用预制安装法施工，则需在预制梁场单独设置一个单线梁预制台座，原双线箱梁架桥机还不能完成单线箱梁架梁施工，需另外在配置一台500t架桥机，且需要进行两次拼装，一是造成费用浪费，二是影响工程进度。就制梁台座和大型设备的租赁费就需多投入150多万。如采用现场预制后进行吊装，则需临时额外征地，设置制梁台座，吊装需2台300t履带吊进场，同时履带吊进场便道，场地平整，地基处理等均需提前安排，且吊装需进行低位提梁、高位落梁施工，不易控制，安全风险极大，且进度较慢，以上临时征地费用、2台300t履带吊机械租赁费用、临建费用等通过估算就需多投入200多万，通过对比，经济效益显著。

采用现本工法施工，只是在钢管桩支架搭设上多些费用，但钢管桩支架拆除容易，可以回收利用。加固、地基处理费用及部分支架的摊销费用要比租赁吊机及其他临建经济得多，且横移可以省去临建上的时间，大大加快了工程进度，最重要的是墩顶箱梁横移平稳，频率慢，易于控制，安全风险最小，创造了良好的安全效益，在施工领域，安全效益实际就是经济效益。

环境及节能效益：本工法与预制安装或吊装架设施工方法相比，充分利用了施工既有的红线用地、周转材料、机具设备及人员配备等施工要素。减少临时用地的同时减小了对生态环境的破坏；充分利用周转材料及机具设备避免浪费的同时减少了能源消耗；加快施工进度降低施工成本降低的同时，环境及节能效益显明显。

社会效益：本工法解决了无预制场地或箱梁运输无法实现或因某些特殊原因不能原位现浇亦或因场地地基太差的情况下要进行箱梁施工的问题，即节约了大量资金又能按时完成任务，同时丰富和发展了箱梁桥涵施工技术，本工法通过工程实际推广和应用，也取得了业主及其他相关单位的一致认可和好评，并经业主推荐，在管段范围内得到推广和使用，取得了良好的社会效益。

Claims (3)

1.一种单线箱梁墩顶现浇横移施工工法，其特征在于：利用钢管桩及碗扣支架在两墩之间原设计箱梁位置以外的空间平行于原设计箱梁搭设一个箱梁现浇平台，在箱梁现浇平台两端横移方案设计位置铺设工字钢及钢板制作形成箱梁现浇台座，在高空墩旁进行箱梁的现浇，箱梁现浇完成后，在箱梁现浇平台的两端利用工字钢及不锈钢板制作横移轨道，在箱梁两端各用一个液压千斤顶顶拉，使箱梁沿横移轨道平稳横移至原设计箱梁位置，最后落梁就位。

2.根据权利要求1所述的一种单线箱梁墩顶现浇横移施工工法，其特征在于具体施工过程为：

（1）测量放样

测量人员放出箱梁现浇平台所需钢管桩桩位，用木桩标示；

（2）地基处理及设置钢管桩预埋件

a. 地基处理：根据地质情况决定地基处理的形式，钢管桩地基下承载力不小于300KPa，碗扣支架下地基承载力不小于100KPa；

b. 设置钢管桩预埋件：地基处理完成后进行C30混凝土承台浇筑并设置钢管桩预埋件；

（3）安装钢管桩横移支架及连接加固

a. 安装钢管桩横移支架：地基处理及钢管桩预埋件安装完成后利用吊车或塔吊吊起所有钢管桩与钢管桩预埋件固定，钢管桩的标高与施工平台设计标高位置一致，钢管桩横移支架覆盖横向箱梁原位及墩旁现浇位置范围；

b. 钢管桩横移支架的连接加固：采用Φ40mm钢管进行横向、纵向及斜向对钢管桩横移支架进行连接固定，同时采用[40槽钢形成剪刀撑对钢管桩横移支架进行固定；

（4）搭设碗扣支架

地基处理完成后进行碗扣支架搭设，根据箱梁的重量通过荷载分析及计算，设计碗扣支架的搭设形式并确定箱梁横向不同位置处碗扣支架的搭设步距，按照支架高度搭设至设计标高；

（5）堆载预压

碗扣支架搭设完成后，对碗扣支架进行堆载预压，根据堆载预压过程中测得的测量数据，计算出碗扣支架平台的弹性变形量及塑性变形量；

（6）制作箱梁现浇台座及横移轨道的安装

a. 制作箱梁现浇台座: 横移支架及碗扣支架搭设完成后，在碗扣支架梁体范围内安装梁体底模，在横移支架顶部安装横向及纵向工字钢，根据设计标高调整到位，梁体范围内铺设梁体底模，碗扣支架及横移支架共同形成箱梁现浇台座；

b. 横移轨道的制作及安装：所述横移轨道采用3根I 40工字钢平面并排连接，工字钢顶面采用10mm不锈钢板满铺并与工字钢焊接成一个整体；在箱梁现浇平台的两端安装横移轨道；

（7）梁体横移底座安装及制作

a. 梁体横移底座安装：横移轨道安装完成后，在梁体横向对应横移轨道位置设置梁体横移底座，所述梁体横移底座根据对应位置梁体底面结构尺寸设置，梁体横移底座中轴线高度控制在5～10cm以内，梁体横移底座顶面包裹梁体底板面以上两侧50～80cm；

b. 梁体横移底座制作：梁体横移底座除底板采用10mm不锈钢板外，其他位置采用10mm普通钢板焊接成盒状，居中位置预埋穿束钢管，灌注C50支座灌浆料封端后成型，直接代替梁体底模使用，使梁体横移底座与梁体形成一个整体；

（8）梁体现浇及预应力张拉、压浆

支架搭设、模板安装、钢筋安装、预应力体系安装完成达到现浇条件后进行梁体现浇施工，现浇完成后进行覆盖洒水养生；梁体现浇完成达到养护、龄期及强度条件后进行梁体张拉施工，张拉完成后在48h内完成封端及压浆施工；

（9）移梁启动

a. 移梁启动准备：梁体张拉、压浆完成后，经过养护达到移梁条件后进行移梁启动，将事先准备好的钢绞线穿过横移底座预埋孔，安装锚固端、张拉端锚具及千斤顶，待梁体两端钢绞线、锚具及千斤顶安装完成及轨道清理干净后移梁准备工作即告完成；

b. 移梁启动：在横移轨道两端焊接反力座，梁体横向两侧采用千斤顶同时顶、拉施加横移力的情况下使梁体横移启动；

（10）箱梁横移

移梁启动后箱梁横移即可开始，在梁体两端设置设置拉梁千斤顶，梁体两端拉梁千斤顶同时启动，每次横移位移控制在拉梁千斤顶一个顶进行程以内，并严格保持两端横移位移量保持一致，如此反复倒顶即可实现箱梁横移；

（11）落梁就位

a. 落梁准备：在箱梁横移至墩顶范围内前，须将4台落梁千斤顶提前安装于方案设计位置，横向对应支座位置，纵向对应横移支架位置；

b. 落梁就位：箱梁横移至设计平面位置及落梁准备工作完成后即可进行落梁就位工序，箱梁横移至设计平面位置后高于原设计标高，启动落梁千斤顶，将梁体顶起约1～2cm后锁住油泵，依次拆除横移底座和横移轨道，拆除完成后启动落梁千斤顶，将箱梁落梁就位。

3.根据权利要求2所述的一种单线箱梁墩顶现浇横移施工工法，其特征在于：所述的堆载预压的具体施工方法为：支架空载时测一遍支架平台各点标高数值，然后分级进行堆载预压，最大加载重量控制在梁体重量的1.2倍，每级加载后测量支架平台各点标高数据，并计算支架平台各点的沉降量；卸载时根据加载级数同步进行，每级卸载后测量支架平台各点的标高数据。