CN107905115A - 下承式钢管‑混凝土桁架组合梁桥施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了下承式钢管‑混凝土桁架组合梁桥施工方法，包括安装桥梁过渡墩、地基处理、下弦杆及桥面系结构底模铺设、底模标高调整、桥面系结构钢筋绑扎、桁架片制作及安装、混凝土浇筑及养护、预应力工程施工、钢管混凝土灌筑，在地基处理之后、下弦杆及桥面系结构底模铺设之前进行搭设满堂支架，并在底模标高调整时先进行满堂支架及底模预压。本发明针对下承式钢管‑混凝土桁架组合梁桥结构，进行基础处理并加上满堂支架以提高施工质量。
Description
技术领域
本发明涉及桥梁建造领域，具体的说，是下承式钢管-混凝土桁架组合梁桥施工方法。
背景技术
下承式钢管-混凝土桁架组合梁桥作为一种新型桥梁结构形式，在上世纪桥梁发展过程中就曾出现并蓬勃发展，被广泛应用于铁路桥梁及港口工程中。后期鉴于材料强度、桥梁跨径等因素，以及对桁架结构侧向屈曲的相关计算理论不够深入等制约，下承式钢管-混凝土桁架组合梁桥的发展一度停滞不前。随着当今社会各种建筑材料、设计理论及施工水平等方面的不断提高，下承式钢管-混凝土桁架组合梁桥也得到发展。并且由于其建筑高度低、造型简洁新颖、跨越能力强及施工速度快等特点，又迎来了一个新的发展阶段。
下承式钢管-混凝土桁架组合梁桥桥面系结构部分由桥面板、中横梁及端横梁组成，并与下弦杆连接共同参与受力，桥面板、中横梁及端横梁均采用 C50 预应力混凝土结构。下承式钢管-混凝土桁架组合梁桥效果图见图3、图4。
《安徽建筑》2014年第2期总196期）公开了《下承式钢管-混凝土桁架组合梁桥钢管桁架安装施工技术》，霍玉卫，中铁二十四局集团安徽工程有限公司。文章通过徐州至明光高速公路 XM LJ-07 合同段新汴河大桥主桥 A 部分下承式钢管-混凝土桁架组合梁桥钢管桁架安装施工的工程实例，综合介绍其施工方法及工艺流程，并对其施工过程中关键工序的施工要点及质量控制进行总结，可以为类似工程施工提供参考。
另一方面，满堂支架法现浇预应力混凝土连续箱梁在桥梁工程中是一种较为常见的施工方法，最近几年，随着国内铁路、公路交通基础设施建设的高速发展，按照满堂支架施工设计的桥梁也越来越多，大大推进了满堂支架的应用进程，满堂支架施工工艺也不断进行改进。现代满堂支架施工技术亦朝着大吨位、大跨径方向发展，常规满堂支架钢管杆件本身承载能力有限，所以探讨如何实现在特殊大吨位箱梁、高墩、大断面现浇箱梁等工况条件下的现浇箱梁施工是桥梁建设者经常考虑的问题之一。
在下承式钢管-混凝土桁架组合梁桥施工过程中，为使基础强度达到更高的要求，需要对现有技术进行更进一步的优化、改进。
发明内容
本发明的目的在于提供下承式钢管-混凝土桁架组合梁桥施工方法，桥梁过渡墩施工完成后，为使基础强度达到更高的要求，对地基结构进行设计，施工满堂支架及桁架片安装支架，铺设模板及绑扎桥面系结构的桥面板、中横梁及端横梁钢筋控制好支架的预拱度和底模标高。本发明针对下承式钢管-混凝土桁架组合梁桥结构，进行基础处理并加上满堂支架以提高施工质量。
本发明通过下述技术方案实现：下承式钢管-混凝土桁架组合梁桥施工方法，包括安装桥梁过渡墩、地基处理、下弦杆及桥面系结构底模铺设、底模标高调整、桥面系结构钢筋绑扎、桁架片预制及安装、混凝土浇筑及养护、预应力工程施工、钢管混凝土灌筑，在地基处理之后、下弦杆及桥面系结构底模铺设之前进行搭设满堂支架，并在底模标高调整时先进行满堂支架及底模预压。
进一步，为了更好的实现本发明，所述搭设满堂支架时将多个立杆、多个横杆、多个扫地杆采用碗扣式钢管脚手架的结构进行搭建。
所述满堂支架的立杆，沿顺桥向以立杆纵距60cm分布、沿横桥向在下弦杆对应部位以立杆横距30cm分布、沿横桥向在桥面板及中横梁对应部位以立杆横距90cm分布。
所述满堂支架的横杆，沿顺桥向以横杆纵距60cm分布、沿横桥向在下弦杆对应部位以立杆横距30cm分布、沿横桥向在桥面板及中横梁对应部位以立杆横距90cm分布、沿竖向以横杆步距120cm分布。
所述满堂支架的扫地杆距离地面20cm并沿顺桥向、横桥向交错绑扎在立杆下部。
进一步，为了更好的实现本发明，所述满堂支架还设置多个包括横向剪力撑、纵向剪力撑的剪力撑，所述剪力撑中横向剪力撑、纵向剪力撑呈“X”型交叉连接，且横向剪力撑、纵向剪力撑沿顺桥向、横桥向均以45cm间距分布。
进一步，为了更好的实现本发明，所述立杆的顶端、底端均设置可调螺杆，立杆底端的可调螺杆放置在枕木上。
进一步，为了更好的实现本发明，所述底模标高调整具体是指搭设满堂支架及下弦杆及桥面系结构底模铺设完成后，先采用沙袋堆载法对满堂支架及底模预压并进行静载。
所述静载试验具体是指：首先根据箱梁砼体积计算出试压各级加载配重数量，载荷施加顺序与实际砼浇筑时的顺序一致，加载过程中逐层增加并按50%、80%、100%、120%配重的顺序依次进行静载试验。
进一步，为了更好的实现本发明，所述桁架片预制及安装包括桁架片预制、桁架片吊装支架搭设、桁架片运输及吊装。
所述桁架片预制包括以下步骤：
步骤A1：制作圆管单元；
步骤A2：桁架片整体制作预拼装；具体包括依次进行的上弦杆定位、腹杆和端斜杆定位、组装端节点及下弦杆节点、组装加劲板；
步骤A3：桁架片防腐涂装。
进一步，为了更好的实现本发明，所述混凝土浇筑及养护过程中按端横梁、下弦杆、中横梁、桥面板的顺序采用振捣棒进行混凝土振捣浇筑；所述混凝土振捣浇筑时，用插入式振捣器振捣密实且振捣棒不能接触到波纹管、模板，振捣棒的移动间距为30-40cm，每次振捣10-15S，至砼不再显著沉落，不再冒气泡，表面均匀，平整泛浆为止。
进一步，为了更好的实现本发明，所述预应力工程施工包括以下步骤：
步骤M1：预应力钢绞线的编束和穿束；
步骤M2：预应力张拉；
步骤M3：预应力管道压浆；
步骤M4：钢绞线封锚。
所述步骤M1具体是指，先将单根钢绞线用砂轮切割机下料，再顺直钢绞线、用钢丝间隔1.0-1.5m进行编束。
所述步骤M2具体是指，分别对下弦杆、端横梁、中横梁进行两端张拉，实际伸长值与理论伸长值的误差控制在±6%内。
所述步骤M3具体是指，在预应力张拉结束并检查合格后的24h内压浆，先对孔道用压缩空气或高压水清除杂质进行清洁处理，再采用活塞压浆泵从下层孔道向上层孔道进行压浆。
所述步骤M4具体是指，压浆结束并检查合格后，先将周围冲洗干净并对梁端混凝土凿毛，立即绑扎梁端封锚钢筋，锚下垫块必须保证与预应力钢束垂直，立端模，浇筑混凝土。
进一步，为了更好的实现本发明，所述步骤M3：预应力管道压浆过程中，压浆的最大压力控制在0.5-0.7MPa，从一端向另一端压浆，直至被压端冒出浓浆后堵塞压浆孔，稳压5min，再向另一孔压浆。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
（1）本发明在地基处理之后、下弦杆及桥面系结构底模铺设之前进行搭设满堂支架，并在底模标高调整时先进行满堂支架及底模预压，提高桥梁施工质量。
（2）本发明所涉及的桥梁结构相对于连续箱梁结构自重轻，建筑高度小，施工难度低，混凝土结构一次浇筑成型，施工速度快。
（3）本发明桥面系结构中的中横梁及端横梁钢筋预先加工成型，整体吊装入模，既能很好的控制钢筋加工的质量，又能加快施工进度。
（4）本发明梁上弦杆桁架片采用支架悬挂法安装，直接将桁架片分节段吊装就位，操作简单，安全性高，降低了施工难度。
（5）本发明采用先安装上弦杆桁架片，焊接定位后再浇筑桥面系结构混凝土，直接规避了上弦杆节点板因预埋误差大造成安装困难的风险。
附图说明
图1是下承式钢管-混凝土桁架组合梁桥的结构示意图。
图2是图1中1-1截面示意图。
图3是现有下承式钢管-混凝土桁架组合梁桥效果图。
图4是桁架片的断面示意图。
图5是下承式钢管-混凝土桁架组合梁桥施工方法的流程图。
其中：1-立杆；2-横杆；3-剪力撑；4-下弦杆；5-桥面板；6-中横梁；7-上弦杆。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1：
如图1、图2所示，下承式钢管-混凝土桁架组合梁桥施工方法，包括安装桥梁过渡墩、地基处理、下弦杆4及桥面系结构底模铺设、底模标高调整、桥面系结构钢筋绑扎、桁架片预制及安装、混凝土浇筑及养护、预应力工程施工、钢管混凝土灌筑，其特征在于：在地基处理之后、下弦杆4及桥面系结构底模铺设之前进行搭设满堂支架，并在底模标高调整时先进行满堂支架及底模预压。
本发明涉及的下承式钢管-混凝土桁架组合梁桥施工方法，是指：桥梁过渡墩施工完成以后，为使基础强度达到要求，对地基结构进行设计，施工满堂支架及桁架片安装，铺设模板及绑扎桥面系结构的桥面板5、中横梁6及端横梁钢筋控制好支架的预拱度和底模标高。桁架片分节段加工好后运至施工现场，先吊装桁架片节点板，再吊装上弦杆7。定位焊接桁架片时，在安装支架上确定上弦杆7的标高和平面位置，将上弦杆7临时固定，然后用倒链葫芦将节点板和端斜杆提升校正与上弦杆7对正进行焊接。浇筑桥面系结构的桥面板5、中横梁6及端横梁混凝土，张拉预应力钢束，最后灌筑上弦杆7及端斜杆内自密实混凝土，卸落支架，施工其余附属设施。
所述满堂支架的架设可以提高施工过程中基础强度，再对满堂支架及铺设的底模进行预压，从而验证满堂支架各部分结构安全性的同时为逐段立模标高提供可靠数值。
实施例2：
下承式钢管-混凝土桁架组合梁桥施工方法，如图5所示，包括以下步骤：
步骤S1：安装桥梁过渡墩；
步骤S2：地基处理；
步骤S3：搭设满堂支架；
步骤S4：下弦杆4及桥面系结构底模铺设；
步骤S5：底模标高调整；
步骤S6：桥面系结构钢筋绑扎；
步骤S7：桁架片预制及安装；
步骤S8：混凝土浇筑及养护；
步骤S9：预应力工程施工；
步骤S10：钢管混凝土灌筑；
步骤S11：满堂支架拆除。
其中，步骤S1-步骤S6的过程与步骤S7中桁架片预制同时进行，然后进行步骤S7中桁架片的安装。
所述步骤S2：地基处理时，因地制宜并尽可能早填筑以减少后期沉降。地基基础整理完成后，在基坑回填土上施工一层40cm厚5%石灰改善土，最后浇筑20cm厚C25垫层混凝土。进一步，当桥梁整体重量较大时，为增强垫层整体强度，在下弦杆4及中横梁6的投影面积下布置φ8带肋钢筋网片，钢筋网片纵向间距为10cm，横向间距为20cm。所述钢筋网片牢固绑扎，位于垫层混凝土上部。
所述步骤S3：搭设满堂支架时，满堂支架搭设采用碗扣式钢管脚手架。所述搭设满堂支架包括多个立杆1、多个横杆2、多个扫地杆。
如图1所示，所述满堂支架的立杆1，沿顺桥向以立杆1纵距60cm分布、沿横桥向在下弦杆4对应部位以立杆1横距30cm分布、沿横桥向在桥面板5及中横梁6对应部位以立杆1横距90cm分布。
如图2所示，所述满堂支架的横杆2，沿顺桥向以横杆2纵距60cm分布、沿横桥向在下弦杆4对应部位以立杆1横距30cm分布、沿横桥向在桥面板5及中横梁6对应部位以立杆1横距90cm分布、沿竖向以横杆2步距120cm分布。
所述满堂支架的扫地杆距离地面20cm并沿顺桥向、横桥向交错绑扎在立杆1下部。
为了便于高度调节，所述立杆1的顶端、底端均设置可调螺杆，立杆1底端的可调螺杆放置在枕木上。又或者，每根立杆1顶端和底端分别设置KTZ50型可调底座和KTC50型可调托撑，可调范围均为0-50cm。按照施工区处理后的地面高程与梁底高程之差，采用不同规格的杆件进行组合安装。拼装过程中，立杆1始终垂直。
满堂支架中的扫地杆分为纵向扫地杆和横向扫地杆，纵向扫地杆采用直角扣件固定在立杆1上，横向扫地杆采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆1上。
进一步，为了保证满堂支架整体稳定性，所述满堂支架还设置剪力撑3。所述剪力撑3包括横向剪力撑、纵向剪力撑。所述横向剪力撑、纵向剪力撑呈“X”型交叉连接，且横向剪力撑、纵向剪力撑沿顺桥向、横桥向均以45cm间距分布。所述剪力撑3与相遇的立杆1、横杆2、扫地杆采用扣件连接。
所述步骤S4：下弦杆4及桥面系结构底模铺设时，为了保证现浇梁的外观光洁度、表面平整度及线形顺直度，施工时外侧模板、端模、内模及底模采用桥梁专用竹胶板，尺寸为1.22m×2.44m×15mm。满堂支架搭设完成后，在顺桥向顶托上安放15cm×10cm方木，横桥向安放10cm×10cm方木，然后在方木上安放底模。底模板各种接缝要紧密，在模板接缝上贴密封胶带，保证接缝平顺。
另一方面，底模安装前要，考虑预拱度的设置，为使梁体在卸架后能达到设计规定的外形，需在施工时设置一定数值的预拱度。
所述步骤S5：底模标高调整。满堂支架搭设完成后，必须进行静载试验，以测定满堂支架结构的弹性和非弹性变形值，验证满堂支架各部分结构安全性的同时为底模标高提供可靠数据。
所述底模标高调整具体是指搭设满堂支架及下弦杆4及桥面系结构底模铺设完成后，先采用沙袋堆载法对满堂支架及底模预压并进行静载试验，以测定满堂支架结构的弹性和非弹性变形值，静载试验结束后对底模进行标高调整；
所述静载试验具体是指：首先根据箱梁砼体积计算出试压各级加载配重数量，载荷施加顺序与实际砼浇筑时的顺序一致，加载过程中逐层增加并按50%、80%、100%、120%配重的顺序依次进行静载试验。
所述步骤S6：桥面系结构钢筋绑扎。桥面板5钢筋通常在加工厂集中加工后再运至现场绑扎，横梁钢筋在加工厂集中制作好后直接吊装入模。纵向和需要现场接长的钢筋采用现场搭接焊或绑扎接头。
绑扎顺序为：端横梁钢筋绑扎、下弦杆4钢筋绑扎、中横梁6钢筋及桥面板5钢筋绑扎。
步骤S7：桁架片预制及安装。所述桁架片制作及安装包括桁架片制作、桁架片吊装支架搭设、桁架片运输及吊装。
所述桁架片制作包括以下步骤：
步骤A1：制作圆管单元；
步骤A2：桁架片整体制作预拼装；具体包括依次进行的上弦杆7定位、腹杆和端斜杆定位、组装端节点及下弦杆4节点、组装加劲板；
步骤A3：桁架片防腐涂装。
其中，步骤A2是指圆管单元制作完成后，在总拼胎架上进行多节段连续匹配阻焊和预拼装，即节段阻焊和预拼装在胎架上一次完成。
本发明中，桁架片预制及安装的方法与现有技术《下承式钢管-混凝土桁架组合梁桥钢管桁架安装施工技术》中记载技术相同，故不再赘述。
所述步骤S8：混凝土浇筑及养护。
所述混凝土浇筑及养护过程中按端横梁、下弦杆4、中横梁6、桥面板5的顺序采用振捣棒进行混凝土振捣浇筑；所述混凝土振捣浇筑时，用插入式振捣器振捣密实且振捣棒不能接触到波纹管、模板，振捣棒的移动间距为30-40cm，每次振捣10-15S，至砼不再显著沉落，不再冒气泡，表面均匀，平整泛浆为止。
所述步骤S9：预应力工程施工。
所述预应力工程施工包括以下步骤：
步骤M1：预应力钢绞线的编束和穿束；
步骤M2：预应力张拉；
步骤M3：预应力管道压浆；
步骤M4：钢绞线封锚；
所述步骤M1具体是指，先将单根钢绞线用砂轮切割机下料，再顺直钢绞线、用钢丝间隔1.0-1.5m进行编束；
所述步骤M2具体是指，分别对下弦杆4、端横梁、中横梁6进行两端张拉，实际伸长值与理论伸长值的误差控制在±6%内；
所述步骤M3具体是指，在预应力张拉结束并检查合格后的24h内压浆，先对孔道用压缩空气或高压水清除杂质进行清洁处理，再采用活塞压浆泵从下层孔道向上层孔道进行压浆；
所述步骤M4具体是指，压浆结束并检查合格后，先将周围冲洗干净并对梁端混凝土凿毛，立即绑扎梁端封锚钢筋，锚下垫块必须保证与预应力钢束垂直，立端模，浇筑混凝土。
所述步骤S10：钢管混凝土灌筑。管内混凝土应满足以下技术性能要求：C50钢管混凝土为自密实混凝土，灌筑时不捣固，凝结硬化后有良好的密实性；能自然成型，即在不加振捣的情况下自密实性达到设计要求；坍落度在14-18cm之间；同时，也要求保证混凝土在大坍落度状态下的和易性，防止离析。
为保证钢管对混凝土“套箍”作用的有效性，混凝土必须具有收缩补偿的性能，也即具有微膨胀性；还具有低气泡、高流动性的特点，易于泵送。
上述步骤完成并通过验收后，执行步骤S11：满堂支架拆除。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.下承式钢管-混凝土桁架组合梁桥施工方法，包括安装桥梁过渡墩、地基处理、下弦杆（4）及桥面系结构底模铺设、底模标高调整、桥面系结构钢筋绑扎、桁架片预制及安装、混凝土浇筑及养护、预应力工程施工、钢管混凝土灌筑，其特征在于：在地基处理之后、下弦杆（4）及桥面系结构底模铺设之前进行搭设满堂支架，并在底模标高调整时先进行满堂支架及底模预压。
2.根据权利要求1所述的下承式钢管-混凝土桁架组合梁桥施工方法，其特征在于：所述搭设满堂支架时将多个立杆（1）、多个横杆（2）、多个扫地杆采用碗扣式钢管脚手架的结构进行搭建；
所述满堂支架的立杆（1），沿顺桥向以立杆（1）纵距60cm分布、沿横桥向在下弦杆（4）对应部位以立杆（1）横距30cm分布、沿横桥向在桥面板（5）及中横梁（6）对应部位以立杆（1）横距90cm分布；
所述满堂支架的横杆（2），沿顺桥向以横杆（2）纵距60cm分布、沿横桥向在下弦杆（4）对应部位以立杆（1）横距30cm分布、沿横桥向在桥面板（5）及中横梁（6）对应部位以立杆（1）横距90cm分布、沿竖向以横杆（2）步距120cm分布；
所述满堂支架的扫地杆距离地面20cm并沿顺桥向、横桥向交错绑扎在立杆（1）下部。
3.根据权利要求2所述的下承式钢管-混凝土桁架组合梁桥施工方法，其特征在于：所述满堂支架还设置多个包括横向剪力撑、纵向剪力撑的剪力撑（3），所述剪力撑（3）中横向剪力撑、纵向剪力撑呈“X”型交叉连接，且横向剪力撑、纵向剪力撑沿顺桥向、横桥向均以45cm间距分布。
4.根据权利要求2所述的下承式钢管-混凝土桁架组合梁桥施工方法，其特征在于：所述立杆（1）的顶端、底端均设置可调螺杆，立杆（1）底端的可调螺杆放置在枕木上。
5.根据权利要求1-4任一项所述的下承式钢管-混凝土桁架组合梁桥施工方法，其特征在于：所述底模标高调整具体是指搭设满堂支架及下弦杆（4）及桥面系结构底模铺设完成后，先采用沙袋堆载法对满堂支架及底模预压并进行静载试验，以测定满堂支架结构的弹性和非弹性变形值，静载试验结束后对底模进行标高调整；
所述静载试验具体是指：首先根据箱梁砼体积计算出试压各级加载配重数量，载荷施加顺序与实际砼浇筑时的顺序一致，加载过程中逐层增加并按50%、80%、100%、120%配重的顺序依次进行静载试验。
6.根据权利要求1所述的下承式钢管-混凝土桁架组合梁桥施工方法，其特征在于：所述桁架片预制及安装包括桁架片预制、桁架片吊装支架搭设、桁架片运输及吊装；
所述桁架片预制包括以下步骤：
步骤A1：制作圆管单元；
步骤A2：桁架片整体制作预拼装；具体包括依次进行的上弦杆（7）定位、腹杆和端斜杆定位、组装端节点及下弦杆（4）节点、组装加劲板；
步骤A3：桁架片防腐涂装。
7.根据权利要求1所述的下承式钢管-混凝土桁架组合梁桥施工方法，其特征在于：所述混凝土浇筑及养护过程中按端横梁、下弦杆（4）、中横梁（6）、桥面板（5）的顺序采用振捣棒进行混凝土振捣浇筑；所述混凝土振捣浇筑时，用插入式振捣器振捣密实且振捣棒不能接触到波纹管、模板，振捣棒的移动间距为30-40cm，每次振捣10-15S，至砼不再显著沉落，不再冒气泡，表面均匀，平整泛浆为止。
8.根据权利要求1所述的下承式钢管-混凝土桁架组合梁桥施工方法，其特征在于：所述预应力工程施工包括以下步骤：
步骤M1：预应力钢绞线的编束和穿束；
步骤M2：预应力张拉；
步骤M3：预应力管道压浆；
步骤M4：钢绞线封锚；
所述步骤M1具体是指，先将单根钢绞线用砂轮切割机下料，再顺直钢绞线、用钢丝间隔1.0-1.5m进行编束；
所述步骤M2具体是指，分别对下弦杆（4）、端横梁、中横梁（6）进行两端张拉，实际伸长值与理论伸长值的误差控制在±6%内；
所述步骤M3具体是指，在预应力张拉结束并检查合格后的24h内压浆，先对孔道用压缩空气或高压水清除杂质进行清洁处理，再采用活塞压浆泵从下层孔道向上层孔道进行压浆；
所述步骤M4具体是指，压浆结束并检查合格后，先将周围冲洗干净并对梁端混凝土凿毛，立即绑扎梁端封锚钢筋，锚下垫块必须保证与预应力钢束垂直，立端模，浇筑混凝土。
9.根据权利要求8所述的下承式钢管-混凝土桁架组合梁桥施工方法，其特征在于：所述步骤M3：预应力管道压浆过程中，压浆的最大压力控制在0.5-0.7MPa，从一端向另一端压浆，直至被压端冒出浓浆后堵塞压浆孔，稳压5min，再向另一孔压浆。
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