CN108149580A - 基于悬臂平衡拼装的无支座全桥节段预制方法 - Google Patents

Abstract

本发明为基于悬臂平衡拼装的无支座全桥节段预制方法，包括节段预制阶段和拼装阶段；其拼装阶段首先将预制桥墩进行拼装；接着将墩顶预制节段安装至墩顶，并与墩顶固结；然后采用悬臂拼装法，沿桥梁跨径方向，对称逐段拼装节段，每拼装一段，施加预应力与已成部分形成整体；最后悬臂拼装至跨中后，利用后浇混凝土进行合拢，合拢后张拉连续预应力，形成无支座预应力混凝土连续刚构桥梁。本发明方法通过体系转换等施工工艺，将无支座体系桥梁的现浇方案改为采用悬臂拼装法的节段拼装，在预制阶段和拼装阶段均大力地提高了效率，缩短了施工工期，施工工艺更加绿色，更加环保。

Description

基于悬臂平衡拼装的无支座全桥节段预制方法

技术领域

本发明涉及交通基础设施产业桥梁工程建设领域，特别涉及基于悬臂平衡拼装的无支座全桥节段预制方法。

背景技术

因一般桥梁支座损坏或老化后，需更换支座，会给桥梁的营运带来影响，故桥梁管理单位希望避免以上麻烦，尽量不采用支座。因此，全桥无支座连续刚构桥梁的使用范围越来越广。

目前无支座连续刚构体系桥梁常用的施工解决方法为现浇方法，即采用现浇施工工艺进行施工，主要步骤为：在桥下搭设满堂支架，然后在支架上安装模板，再绑扎钢筋，最后泵送浇注混凝土。现浇方案的主要缺点是：

1、由于受户外环境的影响，模板安装误差、钢筋绑扎、混凝土浇注及户外养护等施工工艺使得施工工人较难实现如在工厂内那样进行；因而现浇方案存在着施工工期长、质量差、环境污染等缺陷。

2、对于墩-梁固结的连续刚构体系桥梁，采用现浇方案，混凝土收缩徐变引起的结构次内力较大。

发明内容

本发明为了克服现有技术的缺点与不足，提供基于悬臂平衡拼装的无支座全桥节段预制方法，该方法通过体系转换等施工工艺，将无支座体系桥梁的现浇方案改为采用悬臂拼装法的节段拼装，在预制阶段和拼装阶段均大力地提高了效率，缩短了施工工期，施工工艺更加绿色，更加环保。

本发明通过下述技术方案实现：基于悬臂平衡拼装的无支座全桥节段预制方法，包括拼装阶段：首先将预制桥墩进行拼装；接着将墩顶预制节段安装至墩顶，并与墩顶固结；然后采用悬臂拼装法，沿桥梁跨径方向，对称逐段拼装节段，每拼装一段，施加预应力与已成部分形成整体；最后悬臂拼装至跨中后，利用后浇混凝土进行合拢，合拢后张拉连续预应力，形成无支座预应力混凝土连续刚构桥梁。

优选地，所述拼装阶段包括桥墩拼装和桥梁拼装；其中，桥墩拼装采用悬吊拼装，包括以下步骤：

S201，打桩，浇筑混凝土垫层；

S202，浇筑或安装承台，预埋桥墩墩底连接结构；

S203，安装预制桥梁节段，采用精确测量定位后，通过墩底预埋连接构造与承台连成整体；

S204，当桥墩有多个节段时，逐个安装桥墩节段，采用精确测量定位后，在桥墩界面涂抹胶粘剂材料，并张拉临时预应力，直至胶粘剂材料凝固；

S205，当桥墩只有一个节段时，跳过步骤S204，形成完整桥墩；当桥墩有多个节段时，通过执行步骤S204，直至形成完整桥墩；

桥梁拼装采用悬臂拼装，包括以下步骤：

S206，对墩顶桥梁进行精确定位并放置桥墩上，使用胶粘剂及预应力钢束使桥墩与墩顶桥梁进行固结，连接成整体；墩顶桥梁为桥梁0号块；

S207，起吊桥梁1号块，对桥梁1号块进行精确定位后，涂抹胶粘剂，张拉临时预应力，直至胶粘剂凝固，然后张拉永久预应力钢束使桥梁0号块与桥梁1号块连成整体，并灌浆压实预应力钢束；

S208，待桥梁1号块张拉锚固后，按以上步骤S207的顺序平衡地逐段向跨中悬臂拼装其余桥梁预制节段；

S209，完成所有平衡悬臂拼装节段后，浇筑合拢节段，进行最后一次张拉，形成梁体。

优选地，所述胶粘剂为环氧树脂胶。

优选地，所述无支座全桥节段预制方法还包括桥墩节段预制阶段；桥墩节段预制阶段包括以下步骤：

S101，制作预制台座，安放钢托架，桥墩若为空心墩还需安装内模；

S102，对墩身钢筋进行绑扎，并安装墩身外模；

S103，浇筑墩身混凝土；

S104，拆除墩身外模，以及空心墩内模；

S105，对已浇筑的混凝土构件进行养护。

优选地，所述无支座全桥节段预制方法还包括桥梁预制阶段；桥梁预制阶段采用短线法预制或长线法预制。

优选地，所述短线法预制指预制台座的底模长度为一个节段的长度，每个节段的浇筑在同一个模板内进行，一端将一个固定的钢模板作为端模，另一端利用预制完成的节段作为后一节段的端模，逐段进行预制的方法。

优选地，所述长线法预制指在预制厂或施工现场，按照桥梁底缘曲线制作一个固定台座，预制台座底模长度为半跨至整垮梁长，将整垮主梁分成若干段，在按设计线性做成的台座上一块接着一块的匹配浇筑节段，使两块间形成自然匹配面，直至完成半跨至整垮主梁的方法。

本发明相对于现浇方案具有如下的优点及效果：

1、通过体系转换等施工工艺，将无支座体系桥梁的现浇方案改为采用悬臂拼装法的节段拼装，在预制阶段和拼装阶段均大力地提高了效率，缩短了施工工期，施工工艺更加绿色，更加环保。

2、通过工厂化节段预制，将户外浇筑混凝土结构的环境影响因素消除，减少外界干扰，保证了混凝土结构的质量；另外，通过将连续刚构桥梁部件化整为零，极大地降低了混凝土收缩徐变的影响，减小了收缩徐变次内力。

3、采用节段预制技术将大体积整体混凝土结构进行分割，节段预制构件包括桥梁部分和桥墩部分，在零应力状态下进行工厂化节段制造，将混凝土结构的施工由户外高空作业转移到工厂内作业，进行标准化生产。通过在工厂预制构件，减少现场施工对周边环境的影响，同时也减少对交通的影响。

4、通过项目管理，将节段预制施工工艺的设计、制造、运输及架设四个施工环节有机的结合在一起，保障了项目的顺利实施及质量。

附图说明

图1是桥墩节段预制的施工工艺流程图；

图2是短线法预制桥梁节段的施工工艺流程图；

图3是长线法预制桥梁节段的施工工艺流程图；

图4是现场桥墩节段吊装的施工工艺流程图；

图5是现场桥梁节段悬臂拼装的施工工艺流程图；

图6是悬臂平衡拼装法工艺平面示意图；

图中标记：1是桩基，2是承台，3是地面线，4是桥墩，5是墩顶桥梁(0号块)，6是桥梁1’号块，7是桥梁1号块，8是桥梁2’号块，9是桥梁2号块，10是湿接缝。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

本发明采用悬臂拼装法和节段预制技术制造无支座预应力混凝土连续刚构桥梁，主要包括以下两部分：1、预制阶段：采用节段预制技术制造梁部，采用节段或整体预制技术制造桥墩；2、拼装阶段：首先将预制桥墩进行拼装；接着将墩顶预制节段安装至墩顶，并与墩顶固结；然后采用悬臂拼装法，沿桥梁跨径方向，对称逐段拼装节段，每拼装一段，施加预应力与已成部分形成整体；最后悬臂拼装至跨中后，利用后浇混凝土进行合拢，合拢后张拉连续预应力，形成无支座预应力混凝土连续刚构桥梁。

本发明在预制阶段对桥梁进行预制时，可采用短线法预制或长线法预制。

短线法预制指预制台座的底模长度为一个节段的长度，每个节段的浇筑在同一个模板内进行，一端将一个固定的钢模板作为端模，另一端利用预制完成的节段作为后一节段的端模，逐段进行预制的方法。

长线法预制指在预制厂或施工现场，按照桥梁底缘曲线制作一个固定台座，预制台座底模长度为半跨至整垮梁长，将整垮主梁分成若干段，在按设计线性做成的台座上一块接着一块的匹配浇筑节段，使两块间形成自然匹配面，直至完成半跨至整垮主梁的方法。

第一部分，预制阶段，包括桥墩预制和桥梁预制，其中桥梁预制可采用短线法预制或长线法预制。

如图1所示，本发明桥墩节段预制过程包括以下步骤：

S101，制作预制台座，安放钢托架，桥墩若为空心墩还需安装内模；

S102，对墩身钢筋进行绑扎，并安装墩身外模；

S103，浇筑墩身混凝土；

S104，拆除墩身外模，以及空心墩内模；

S105，对已浇筑的混凝土构件进行养护。

如图2所示，本发明采用短线法预制桥梁节段过程包括以下步骤：

S106，调整并安装预制模板，包括固定模板、外模及临时模板；

S107，安放已绑扎完成的钢筋笼，包含预应力孔道；

S108，安装节段内模；

S109，浇筑初始预制节段；

S110，对已浇筑的预制节段混凝土进行养护；

S111，节段达到强度后，将内模、外模及临时模板(如临时端模)从初始预制节段拆除；

S112，利用底模下台车将初始桥梁节段外移至原临时端模位置充当端模，在原来初始桥梁节段所在位置吊放一组底模及台车；

S113，对初始预制节段进行定位调整以形成桥梁线型；

S114，对外模的模面清洁后上油，并在初始预制节段靠模板端涂抹脱模剂；

S115，安放已绑扎完成的钢筋笼，包括预应力孔道；

S116，将内模推入模床内，使内模与初始预制节段紧密贴合；

S117，在外模与内模组合后所形成的空腔内浇筑混凝土形成新节段；

S118，利用底模下台车将初始桥梁节段外移至龙门吊范围，从而将初始桥梁节段吊离；

S119，将初始预制节段替换为新节段，重复步骤S110-S118，直至全部一孔桥梁完成预制。

如图3所示，本发明采用长线法预制桥梁节段过程包括以下步骤：

S106，调整并安装底模；

S107，安放已绑扎完成的钢筋笼，包括预应力孔道；

S108，安装内外模；

S109，灌注混凝土；

S110，对已浇筑的桥梁节段混凝土进行养护；

S111，节段达到强度后，拆除内模及端模；

S112，以已浇筑节段作为端模，重复步骤S107-S111，直至一孔完整的跨箱梁预制完成。

上述节段工厂化预制施工工艺流程中，桥墩及桥梁均采用节段预制技术，且桥梁节段的预制可采用短线预制法或长线预制法，视不同情况而定。

第二部分，拼装阶段，桥墩采用悬吊拼装方法，桥梁采用悬臂拼装方法。

如图4所示，本发明桥墩悬吊拼装过程包括以下步骤：

S201，打桩，浇筑混凝土垫层；

S202，浇筑或安装承台，预埋桥墩墩底连接结构；

S203，安装预制桥梁节段，采用精确测量定位后，通过墩底预埋连接构造与承台连成整体；

S204，当桥墩有多个节段时，逐个安装桥墩节段，采用精确测量定位后，在桥墩界面涂抹环氧树脂胶体材料，并张拉临时预应力，直至环氧树脂胶体材料凝固；

S205，当桥墩只有一个节段时，跳过步骤S204，形成完整桥墩；当桥墩有多个节段时，通过执行步骤S204，直至形成完整桥墩。

如图5所示，本发明桥梁悬臂拼装过程包括以下步骤：

S206，采用6点坐标法对墩顶桥梁(即0桥梁号块)进行精确定位并放置桥墩上，使用环氧树脂胶及预应力钢束使桥墩与墩顶桥梁进行固结，连接成整体；

S207，采用吊装设备起吊桥梁1号块，采用6点坐标法对桥梁1号块进行精确定位后，涂抹环氧树脂胶，张拉临时预应力，直至环氧树脂胶凝固，然后张拉永久预应力钢束使桥梁0号块与桥梁1号块连成整体，并灌浆压实预应力钢束；

S208，待桥梁1号块张拉锚固后，按以上步骤S207的顺序平衡地逐段向跨中悬臂拼装其余桥梁预制节段；

S209，完成所有平衡悬臂拼装节段后，浇筑合拢节段，进行最后一次张拉，形成梁体。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不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，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.基于悬臂平衡拼装的无支座全桥节段预制方法，其特征在于，包括拼装阶段：首先将预制桥墩进行拼装；接着将墩顶预制节段安装至墩顶，并与墩顶固结；然后采用悬臂拼装法，沿桥梁跨径方向，对称逐段拼装节段，每拼装一段，施加预应力与已成部分形成整体；最后悬臂拼装至跨中后，利用后浇混凝土进行合拢，合拢后张拉连续预应力，形成无支座预应力混凝土连续刚构桥梁。

2.根据权利要求1所述的基于悬臂平衡拼装的无支座全桥节段预制方法，其特征在于，所述拼装阶段包括桥墩拼装和桥梁拼装；其中，桥墩拼装采用悬吊拼装，包括以下步骤：

S201，打桩，浇筑混凝土垫层；

S202，浇筑或安装承台，预埋桥墩墩底连接结构；

S203，安装预制桥梁节段，采用精确测量定位后，通过墩底预埋连接构造与承台连成整体；

S204，当桥墩有多个节段时，逐个安装桥墩节段，采用精确测量定位后，在桥墩界面涂抹胶粘剂材料，并张拉临时预应力，直至胶粘剂材料凝固；

S205，当桥墩只有一个节段时，跳过步骤S204，形成完整桥墩；当桥墩有多个节段时，通过执行步骤S204，直至形成完整桥墩；

桥梁拼装采用悬臂拼装，包括以下步骤：

S206，对墩顶桥梁进行精确定位并放置桥墩上，使用胶粘剂及预应力钢束使桥墩与墩顶桥梁进行固结，连接成整体；墩顶桥梁为桥梁0号块；

S207，起吊桥梁1号块，对桥梁1号块进行精确定位后，涂抹胶粘剂，张拉临时预应力，直至胶粘剂凝固，然后张拉永久预应力钢束使桥梁0号块与桥梁1号块连成整体，并灌浆压实预应力钢束；

S208，待桥梁1号块张拉锚固后，按以上步骤S207的顺序平衡地逐段向跨中悬臂拼装其余桥梁预制节段；

S209，完成所有平衡悬臂拼装节段后，浇筑合拢节段，进行最后一次张拉，形成梁体。

3.根据权利要求2所述的基于悬臂平衡拼装的无支座全桥节段预制方法，其特征在于，所述胶粘剂为环氧树脂胶。

4.根据权利要求1所述的基于悬臂平衡拼装的无支座全桥节段预制方法，其特征在于，所述无支座全桥节段预制方法还包括桥墩节段预制阶段；桥墩节段预制阶段包括以下步骤：

S101，制作预制台座，安放钢托架，桥墩若为空心墩还需安装内模；

S102，对墩身钢筋进行绑扎，并安装墩身外模；

S103，浇筑墩身混凝土；

S104，拆除墩身外模，以及空心墩内模；

S105，对已浇筑的混凝土构件进行养护。

5.根据权利要求1所述的基于悬臂平衡拼装的无支座全桥节段预制方法，其特征在于，所述无支座全桥节段预制方法还包括桥梁预制阶段；桥梁预制阶段采用短线法预制或长线法预制。

6.根据权利要求5所述的基于悬臂平衡拼装的无支座全桥节段预制方法，其特征在于，所述短线法预制指预制台座的底模长度为一个节段的长度，每个节段的浇筑在同一个模板内进行，一端将一个固定的钢模板作为端模，另一端利用预制完成的节段作为后一节段的端模，逐段进行预制的方法。

7.根据权利要求5或6所述的基于悬臂平衡拼装的无支座全桥节段预制方法，其特征在于，桥梁预制阶段采用短线法预制的过程，包括以下步骤：

S106，调整并安装预制模板，包括固定模板、外模及临时端模；

S107，安放已绑扎完成的钢筋笼，包含预应力孔道；

S108，安装节段内模；

S109，浇筑初始预制节段；

S110，对已浇筑的预制节段混凝土进行养护；

S111，节段达到强度后，将内模、外模及临时端模从初始预制节段拆除；

S112，利用底模下台车将初始桥梁节段外移至原临时端模位置充当端模，在原来初始桥梁节段所在位置吊放一组底模及台车；

S113，对初始预制节段进行定位调整以形成桥梁线型；

S114，对外模的模面清洁后上油，并在初始预制节段靠模板端涂抹脱模剂；

S115，安放已绑扎完成的钢筋笼，包括预应力孔道；

S116，将内模推入模床内，使内模与初始预制节段紧密贴合；

S117，在外模与内模组合后所形成的空腔内浇筑混凝土形成新节段；

S118，利用底模下台车将初始桥梁节段外移至龙门吊范围，从而将初始桥梁节段吊离；

S119，将初始预制节段替换为新节段，重复步骤S110-S118，直至全部一孔桥梁完成预制。

8.根据权利要求5所述的基于悬臂平衡拼装的无支座全桥节段预制方法，其特征在于，所述长线法预制指在预制厂或施工现场，按照桥梁底缘曲线制作一个固定台座，预制台座底模长度为半跨至整垮梁长，将整垮主梁分成若干段，在按设计线性做成的台座上一块接着一块的匹配浇筑节段，使两块间形成自然匹配面，直至完成半跨至整垮主梁的方法。

9.根据权利要求5或8所述的基于悬臂平衡拼装的无支座全桥节段预制方法，其特征在于，桥梁预制阶段采用长线法预制的过程，包括以下步骤：

S106，调整并安装底模；

S107，安放已绑扎完成的钢筋笼，包括预应力孔道；

S108，安装内外模；

S109，灌注混凝土；

S110，对已浇筑的桥梁节段混凝土进行养护；

S111，节段达到强度后，拆除内模及端模；

S112，以已浇筑节段作为端模，重复步骤S107-S111，直至一孔完整的跨箱梁预制完成。