CN108708285A - 通过调整临时支墩改善组合梁内力的成桥方法 - Google Patents

Abstract

通过调整临时支墩改善组合梁内力的成桥方法，包括以下步骤：1)架设支墩；2)架设各制作段钢梁并纵向连成整体；3)施工钢梁横向联系；4)施工桥面板钢模板；5)浇注一期桥面板及边、中支点横梁砼；6)拆除临时支墩；7)浇注二期桥面板；8)张拉预应力钢束；9)施工桥面铺装附属。本发明可降低了三材用量，社会经济效益显著；不仅方便了施工、缩短了工期，而且对混凝土桥面板的削弱少、受力更加合理；跨中设置临时支墩特别适用于跨越高速公路和快速路等有中央隔离带的钢混组合梁桥。

Description

通过调整临时支墩改善组合梁内力的成桥方法

技术领域

本发明涉及钢-混组合梁桥领域，具体涉及一种通过调整临时支墩改善组合梁内力的成桥方法。

背景技术

常规钢-混叠和梁的成桥方案：搭设临时支墩、永久支墩→架设各钢梁制作段并连接成整体→施工钢梁横向联系→施工桥面板钢模板→浇注支点横梁及桥面板混凝土→待桥面板混凝土达到设计强度后张拉体外预应力→张拉桥面板预应力钢束→拆除支架，施工桥面铺装附属。

采用现有技术方案施工，搭设临时支墩并在完工后拆除，该临时支墩依地势和施工条件而设，仅仅起到架设各钢梁制作段的支撑作用。当连续梁跨径较大且梁高受限时，由于桥梁本身的重力，会导致中墩墩顶负弯矩内力较大，为解决该问题，通常在桥面板内配置大量负弯矩预应力短束以满足规范抗裂要求，而大量短束的锚固力、混凝土收缩、温度梯度会在中跨跨中桥面板内产生较大的拉应力，为了抵消此拉应力又需要设置通长顶板束，这样既增加造价又提高了施工难度。因此如何抵消跨中桥面板内的拉应力是一项亟待解决的难题。

发明内容

为了克服上述技术的缺陷和不足，本发明提供一种通过调整临时支墩改善组合梁内力的成桥方法，由于在跨中增加了临时支墩、分散重力可使中墩墩顶负弯矩减小，在一期桥面板(即为除中墩墩顶范围外的桥面板)浇筑达到强度后，撤除跨中临时支墩，跨中组合梁(含一期桥面板)由于失去支撑向下位移，会使上缘桥面板受压，下缘钢梁受拉，桥面板内就会产生压应力，可以抵消短束的锚固、混凝土收缩和温度梯度产生的拉应力，从而取消通长束配置。

本发明采用以下的技术方案：通过调整临时支墩改善组合梁内力的成桥方法，包括以下步骤：

1)架设支墩：在待设置的桥梁两端对称架设永久边支墩、中部中跨两端对称架设一对永久中支墩，在相邻的所述永久边支墩和永久中支墩之间及相邻的永久中支墩之间架设临时支墩；相邻的永久中支墩之间在跨中架设临时支墩；

2)架设各制作段钢梁并纵向连成整体：在各个所述临时支墩和永久支墩上方沿桥长架设各制作段钢梁，所述各制作段钢梁包括至少两根平行的预制箱梁；纵向连接各所述制作段钢梁端头，使桥在长度方向上连成整体，并在永久支墩上方预留支点横梁空间；各所述永久支墩顶面设置支座；

3)施工钢梁横向联系：在各所述预制箱梁间焊接横向联系，使所述桥梁各部分在横向上连成整体；

4)施工桥面板钢模板：在所述永久中支墩上方以外的范围内，安装桥面钢模板固定在各预制箱梁顶面；桥宽方向上相邻的两根钢梁之间安装接缝钢模板固定在所述钢梁下的所述桥面钢模板上；

5)浇注一期桥面板及边、中支点横梁砼：在所述永久中支墩上方以外的范围内的桥面钢模板和接缝钢模板上浇注一期桥面板砼；所述永久边支墩和永久中支墩的支座上分别现浇边支点横梁和中支点横梁并与相邻的预制箱梁衔接为一体；

6)拆除临时支墩：所述一期桥面板和各横梁混凝土达到设计强度后，拆除各个所述临时支墩；

7)浇注二期桥面板：在所述中支点横梁顶面设置支点钢模板，桥宽方向上相邻的两根钢梁之间安装接缝钢模板固定在所述钢梁下的所述支点钢模板上；在该支点钢模板、接缝钢模板上纵向设置短束钢束并浇注二期桥面板砼衔接两侧的一期桥面板；

8)张拉预应力钢束：待二期桥面板达到强度后张拉步骤7)中的桥面板内预应力钢束；

9)施工桥面铺装附属。

所述桥梁为向内侧倾斜的弯道桥，在桥梁长度方向上从前到后依次设置永久边支墩一、临时支墩五、临时支墩六、永久中支墩二、临时支墩七、永久中支墩三、临时支墩八、临时支墩九和永久边支墩四，所述钢梁制作段从前到后依次为钢梁制作段一、钢梁制作段二、钢梁制作段三和钢梁制作段四；所述钢梁制作段的架设顺序为：

1)在所述永久中支墩二、临时支墩七上架设钢梁制作段二，所述钢梁制作段二在永久中支墩二前端和临时支墩七后端伸出悬臂；

2)在所述临时支墩八、临时支墩九和永久边支墩四上架设钢梁制作段四，所述钢梁制作段四在临时支墩八前端伸出悬臂；

3)在所述永久边支墩一、临时支墩五、临时支墩六上架设钢梁制作段一，所述钢梁制作段一在临时支墩六后端伸出悬臂并与钢梁制作段二对接；

4)在所述永久中支墩三上架设钢梁制作段三，所述钢梁制作段三在永久中支墩三前、后端伸出悬臂并与钢梁制作段二、钢梁制作段四对接。

所述钢梁制作段的架设顺序中，步骤1)和2)互相交换。

所述步骤2)中采用栓接的方式连接各所述制作段钢梁对接接缝，使桥梁在长度方向上连成一体。

所述步骤3)中在相邻的所述预制箱梁间、沿桥梁长度方向均匀设置多个所述横向联系。

所述中支点横梁内设钢筋构造及横隔板后预留人孔并在所述人孔外壁钉入剪力钉后灌注混凝土；所述中支点横梁内侧壁上设置多个竖向加劲肋；所述箱梁内侧壁上设置多个竖向加劲肋。

在所述边支点横梁和中支点横梁内设置竖向的抗震锚栓。

两头的所述边支点横梁上方浇筑桥面板时在端头设置纵向伸缩缝预留槽。

本发明有以下积极有益效果：

1)降低了三材用量，社会经济效益显著；

2)由于减少了墩顶负弯矩区短束及通长钢束的布置，不仅方便了施工、缩短了工期，而且对混凝土桥面板的削弱少、受力更加合理；

3)跨中设置临时支墩特别适用于跨越高速公路和快速路等有中央隔离带的钢混组合梁桥。

附图说明

图1的a～e是本发明的施工步序图；

图2为本发明桥梁的钢梁制作段安装后俯视平面图；

图3为本发明桥梁完工后的俯视图；

图4为本发明在制作段一的梁端的局部放大图；

图5为本发明在永久中支墩处的竖向剖面图。

附图编号：1-永久边支墩，2-永久中支墩，3-临时支墩，4-箱梁，5-支座，6-横向联系，7-支点钢模板，8-接缝钢模板，9-一期桥面板，10-中支点横梁，11-边支点横梁，12-二期桥面板，13-横隔板，14-人孔，15-加劲肋，16-抗震锚栓，18-伸缩缝预留槽，19-剪力钉，20-中央隔离带，21-检修孔，101-永久边支墩一，301-临时支墩五，302-临时支墩六，201-永久中支墩二，303-临时支墩七，202-永久中支墩三，304-临时支墩八，305-临时支墩九，102-永久边支墩四，41-钢梁制作段一，42-钢梁制作段二，43-钢梁制作段三，44-钢梁制作段四。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。

以下实施例仅是为清楚说明本发明所作的举例，而并非对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在下述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动，而这些属于本发明精神所引出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

本专利的关键点在于：

1)临时支墩必须设置在跨中；

2)桥面板必须分两期浇筑；

3)浇筑一期桥面板达到强度后必须拆除跨中临时支墩。

参见图1，通过调整临时支墩改善组合梁内力的成桥方法，包括以下步骤：

1)架设支墩：在待设置的桥梁两端对称架设永久边支墩1、中部中跨两端对称架设一对永久中支墩2，在相邻的所述永久边支墩1和永久中支墩2之间及相邻的永久中支墩2之间架设临时支墩3；相邻的永久中支墩2之间在跨中架设临时支墩3；

2)架设各制作段钢梁并纵向连成整体：在各个所述临时支墩3和永久支墩上方沿桥长架设各制作段钢梁，所述各制作段钢梁包括至少两根平行的预制箱梁4；纵向连接各所述制作段钢梁端头，使桥在长度方向上连成整体，并在永久支墩上方预留支点横梁空间；各所述永久支墩顶面设置支座5；

3)施工钢梁横向联系：在各所述预制箱梁4间焊接横向联系6，使所述桥梁各部分在横向上连成整体；

4)施工桥面板钢模板：在所述永久中支墩2上方以外的范围内，安装桥面钢模板固定在各预制箱梁4顶面；桥宽方向上相邻的两根钢梁之间安装接缝钢模板8固定在所述钢梁下的所述桥面钢模板上；

5)浇注一期桥面板9及边、中支点横梁砼：在所述永久中支墩2上方以外的范围内的桥面钢模板和接缝钢模板8上浇注一期桥面板9砼；所述永久边支墩1和永久中支墩2的支座5上分别现浇边支点横梁11和中支点横梁10并与相邻的预制箱梁4衔接为一体；

6)拆除临时支墩3：所述一期桥面板9和各横梁混凝土达到设计强度后，拆除各个所述临时支墩3；

7)浇注二期桥面板12：在所述中支点横梁10顶面设置支点钢模板7，桥宽方向上相邻的两根钢梁之间安装接缝钢模板8固定在所述钢梁下的所述支点钢模板7上；在该支点钢模板7、接缝钢模板8上纵向设置短束钢束并浇注二期桥面板12砼衔接两侧的一期桥面板9(参见图3)；

8)张拉预应力钢束：待二期桥面板12达到强度后张拉步骤7)中的桥面板内预应力钢束；

9)施工桥面铺装附属。

参见图1、图2，所述桥梁为向内侧倾斜的弯道桥，在桥梁长度方向上从前到后依次设置永久边支墩一101、临时支墩五301、临时支墩六302、永久中支墩二201、临时支墩七303、永久中支墩三202、临时支墩八304、临时支墩九305和永久边支墩四102，所述钢梁制作段从前到后依次为钢梁制作段一41、钢梁制作段二42、钢梁制作段三43和钢梁制作段四44；所述钢梁制作段的架设顺序为：

1)在所述永久中支墩二201、临时支墩七303上架设钢梁制作段二42，所述钢梁制作段二42在永久中支墩二201前端和临时支墩七303后端伸出悬臂；

2)在所述临时支墩八304、临时支墩九305和永久边支墩四102上架设钢梁制作段四44，所述钢梁制作段四44在临时支墩八304前端伸出悬臂；

3)在所述永久边支墩一101、临时支墩五301、临时支墩六302上架设钢梁制作段一41，所述钢梁制作段一41在临时支墩六302后端伸出悬臂并与钢梁制作段二42对接；

4)在所述永久中支墩三202上架设钢梁制作段三43，所述钢梁制作段三43在永久中支墩三202前、后端伸出悬臂并与钢梁制作段二42、钢梁制作段四44对接。

所述钢梁制作段的架设顺序中，步骤1)和2)互相交换。

所述步骤2)中采用栓接的方式连接各所述制作段钢梁对接接缝，使桥梁在长度方向上连成一体。

参见图4，所述步骤3)中在相邻的所述预制箱梁4间、沿桥梁长度方向均匀设置多个所述横向联系6。

所述中支点横梁10内设钢筋构造及横隔板13后预留人孔14并在所述人孔14外壁钉入剪力钉后灌注混凝土；所述中支点横梁10内侧壁上设置多个竖向加劲肋15；所述箱梁4内侧壁上设置多个竖向加劲肋15。

在所述边支点横梁11和中支点横梁10内设置竖向的抗震锚栓16。

两头的所述边支点横梁11上方浇筑桥面板时在端头设置纵向伸缩缝预留槽18。

一期桥面板浇筑达到强度后，撤除跨中临时支墩，跨中组合梁(含一期桥面板)向下位移，使上缘桥面板受压，下缘钢梁受拉，桥面板内就会产生压应力，该压应力可抵消后期混凝土收缩以及温度梯度和中墩负弯矩短束产生的拉应力，可以取消通长钢束配置。

参见图5，桥面板向下钉入剪力钉19、分别连接所述桥梁的预制箱梁4、中支点横梁10、边支点横梁11。

横梁处的箱梁底板内平行于桥长方向设置竖向的加劲肋15。

以边跨、中跨、边跨长度分别为38m+56m+38m的跨径组合的钢-混组合梁为例，配置同样钢束，比较各方案桥面板成桥应力值，见下表：

应力计算点	常规方案	本发明
			中支点桥面板上缘压应力(Mpa)	-1.44	2.44
中跨跨中桥面板上缘压应力(Mpa)	2.31	3.27

上表实验数据表明，采用常规方案(背景技术中的)在中支点桥面板上缘会产生拉应力，在中跨跨中桥面板上缘产生较小的压应力；采用本专利成桥方案，能够使桥梁中支点桥面板上缘受力由拉应力变为压应力，同时使中跨跨中桥面板内产生更大的横向压应力，这部分压应力可以更好地抵消后续步骤桥面短束的锚固、混凝土收缩和温度梯度产生的拉应力，从而取消通长束配置。

Claims (8)

1.通过调整临时支墩改善组合梁内力的成桥方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)架设支墩：在待设置的桥梁两端对称架设永久边支墩(1)、中部中跨两端对称架设一对永久中支墩(2)，在相邻的所述永久边支墩(1)和永久中支墩(2)之间及相邻的永久中支墩(2)之间架设临时支墩(3)；相邻的永久中支墩(2)之间在跨中架设临时支墩(3)；

2)架设各制作段钢梁并纵向连成整体：在各个所述临时支墩(3)和永久支墩上方沿桥长架设各制作段钢梁，所述各制作段钢梁包括至少两根平行的预制箱梁(4)；纵向连接各所述制作段钢梁端头，使桥在长度方向上连成整体，并在永久支墩上方预留支点横梁空间；各所述永久支墩顶面设置支座(5)；

3)施工钢梁横向联系：在各所述预制箱梁(4)间焊接横向联系(6)，使所述桥梁各部分在横向上连成整体；

4)施工桥面板钢模板：在所述永久中支墩(2)上方以外的范围内，安装桥面钢模板固定在各预制箱梁(4)顶面；桥宽方向上相邻的两根钢梁之间安装接缝钢模板(8)固定在所述钢梁下的所述桥面钢模板上；

5)浇注一期桥面板(9)及边、中支点横梁砼：在所述永久中支墩(2)上方以外的范围内的桥面钢模板和接缝钢模板(8)上浇注一期桥面板(9)砼；所述永久边支墩(1)和永久中支墩(2)的支座(5)上分别现浇边支点横梁(11)和中支点横梁(10)并与相邻的预制箱梁(4)衔接为一体；

6)拆除临时支墩(3)：所述一期桥面板(9)和各横梁混凝土达到设计强度后，拆除各个所述临时支墩(3)；

7)浇注二期桥面板(12)：在所述中支点横梁(10)顶面设置支点钢模板(7)，桥宽方向上相邻的两根钢梁之间安装接缝钢模板(8)固定在所述钢梁下的所述支点钢模板(7)上；在该支点钢模板(7)、接缝钢模板(8)上纵向设置短束钢束并浇注二期桥面板(12)砼衔接两侧的一期桥面板(9)；

8)张拉预应力钢束：待二期桥面板(12)达到强度后张拉步骤7)中的桥面板内预应力钢束；

9)施工桥面铺装附属。

2.如权利要求1所述的通过调整临时支墩改善组合梁内力的成桥方法，其特征在于，所述桥梁为向内侧倾斜的弯道桥，在桥梁长度方向上从前到后依次设置永久边支墩一(101)、临时支墩五(301)、临时支墩六(302)、永久中支墩二(201)、临时支墩七(303)、永久中支墩三(202)、临时支墩八(304)、临时支墩九(305)和永久边支墩四(102)，所述钢梁制作段从前到后依次为钢梁制作段一(41)、钢梁制作段二(42)、钢梁制作段三(43)和钢梁制作段四(44)；所述钢梁制作段的架设顺序为：

1)在所述永久中支墩二(201)、临时支墩七(303)上架设钢梁制作段二(42)，所述钢梁制作段二(42)在永久中支墩二(201)前端和临时支墩七(303)后端伸出悬臂；

2)在所述临时支墩八(304)、临时支墩九(305)和永久边支墩四(102)上架设钢梁制作段四(44)，所述钢梁制作段四(44)在临时支墩八(304)前端伸出悬臂；

3)在所述永久边支墩一(101)、临时支墩五(301)、临时支墩六(302)上架设钢梁制作段一(41)，所述钢梁制作段一(41)在临时支墩六(302)后端伸出悬臂并与钢梁制作段二(42)对接；

4)在所述永久中支墩三(202)上架设钢梁制作段三(43)，所述钢梁制作段三(43)在永久中支墩三(202)前、后端伸出悬臂并与钢梁制作段二(42)、钢梁制作段四(44)对接。

3.如权利要求2所述的通过调整临时支墩改善组合梁内力的成桥方法，其特征在于，所述钢梁制作段的架设顺序中，步骤1)和2)互相交换。

4.如权利要求1所述的通过调整临时支墩改善组合梁内力的成桥方法，其特征在于，所述步骤2)中采用栓接的方式连接各所述制作段钢梁对接接缝，使桥梁在长度方向上连成一体。

5.如权利要求1所述的通过调整临时支墩改善组合梁内力的成桥方法，其特征在于，所述步骤3)中在相邻的所述预制箱梁(4)间、沿桥梁长度方向均匀设置多个所述横向联系(6)。

6.如权利要求1所述的通过调整临时支墩改善组合梁内力的成桥方法，其特征在于，所述中支点横梁(10)内设钢筋构造及横隔板(13)后预留人孔(14)并在所述人孔(14)外壁钉入剪力钉后灌注混凝土；所述中支点横梁(10)内侧壁上设置多个竖向加劲肋(15)；所述箱梁(4)内侧壁上设置多个竖向加劲肋(15)。

7.如权利要求1所述的通过调整临时支墩改善组合梁内力的成桥方法，其特征在于，在所述边支点横梁(11)和中支点横梁(10)内设置竖向的抗震锚栓(16)。

8.如权利要求1所述的通过调整临时支墩改善组合梁内力的成桥方法，其特征在于，两头的所述边支点横梁(11)上方浇筑桥面板时在端头设置纵向伸缩缝预留槽(18)。