CN109137759B - 一种预应力混凝土箱梁节段预制悬臂拼装方法及系统 - Google Patents

一种预应力混凝土箱梁节段预制悬臂拼装方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种预应力混凝土箱梁节段预制悬臂拼装方法，S1：在桥墩处集中节段预制待拼装桥梁段(2)；S2：使待吊取的所述待拼装桥梁段(2)处于起始状态；S3：起吊拉索(3)向上的拉力作用将所述待拼装桥梁段(2)不断向上移动至已拼梁段下缘；S4：桥面吊机(4)带动所述待拼装桥梁段(2)向桥面两端移动至待拼装部位；S5：所述桥面吊机(4)向上的作用力将所述待拼装桥梁段(2)吊至与已拼梁段进行精确对位；S6：将所述待拼装桥梁段(2)拼装完成后所述桥面吊机(4)移回墩旁起吊初始位置。本发明还公开了一种预应力混凝土箱梁节段预制悬臂拼装系统，施工可操作性好，避免了高空悬臂浇筑作业，施工操作方便，极大的降低了施工风险。

Description

一种预应力混凝土箱梁节段预制悬臂拼装方法及系统
技术领域
本发明属于桥梁工程技术领域，更具体地，涉及一种预应力混凝土箱梁节段预制悬臂拼装方法及系统。
背景技术
目前，悬臂施工法施工是修建大中跨径桥梁的一种有效施工手段。悬臂施工法是指梁部施工从桥中间墩处开始，按对称方式逐步接长浇筑混凝土，悬出梁段直至合龙为止的施工方法。悬臂浇筑施工法的基本程序有两步：一是浇筑块形成T构(指墩梁临时固结组成的结构立面形状)；二是把桥体沿桥梁轴线分成若干节段，在已浇筑的块上利用挂篮对称在两侧就地浇筑混凝土的施工方法。
对于桥下运输条件受限的桥位，当采用大跨度预应力混凝土梁桥时，由于受地形的制约，常规的施工方法只能采用悬臂浇筑法及大节段的悬臂浇筑法。当采用以上常规施工方法时存在以下几个方面缺点：施工周期长。悬臂浇筑施工流程复杂，工期受限于混凝土龄期，高空作业影响施工进度；施工操作困难。高空悬臂浇筑施工，施工操作困难，施工风险大，混凝土养护条件较差；施工精度及质量较差。高空悬臂浇筑施工，施工线形难以控制，施工质量难以得到有效保证。
因此，需要一种施工周期要短、施工操作性好、施工精度及质量好、地形适应性要好的预应力混凝土箱梁节段预制悬臂拼装方法。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种预应力混凝土箱梁节段预制悬臂拼装方法，采用梁段提升站和起吊拉索将桥下预制的待拼装桥梁段吊升至桥下后，继续往两端移动至已拼装梁段的前方附近，再提升待拼装桥梁段到与已拼梁段齐平后进行拼装，梁段提升站和起吊拉索再回到起点重复吊取下一块预制的待拼装桥梁段，本发明与现有技术的悬臂浇筑施工法在桥面上直接浇筑梁段相比，施工可操作性好，避免了高空悬臂浇筑作业，施工操作简单方便，极大的降低了施工风险。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供一种预应力混凝土箱梁节段预制悬臂拼装方法，包括如下步骤：
S1：在桥墩处集中节段预制待拼装桥梁段，所述待拼装桥梁段预制完成后运输至墩旁吊梁平台处；
S2：使待吊取的所述待拼装桥梁段处于起始状态；
S3：起吊拉索向上的拉力作用将所述待拼装桥梁段不断竖直向上移动至接近已拼梁段下缘；
S4：桥面吊机向悬臂两端移动，带动所述起吊拉索以及所述待拼装桥梁段向桥面两端水平方向移动至已拼梁段下方；
S5：所述桥面吊机与所述起吊拉索向上的作用力将所述待拼装桥梁段吊至与已拼梁段平齐后所述桥面吊机进行临时锚固，并将所述待拼装桥梁段与已拼梁段进行精确对位；
S6：将所述待拼装桥梁段拼装完成后所述桥面吊机移回墩旁起吊初始位置，所述起吊拉索伸长至桥下墩旁吊梁平台与所述待拼装桥梁段的吊点连接，循环往复，完成所有梁段的节段拼装。
进一步地，步骤S4和S5中，所述桥面吊机的行走方式采用缆索牵引系统或者步履式液压走行系统，或者两者结合的快慢组合走行系统，即在所述桥面吊机带动所述待拼装桥梁段向悬臂前端的负载走形过程中采用所述步履式液压走行系统，在所述桥面吊机回程空载吊取下一段所述待拼装桥梁段时，采用缆索牵引系统或轮轨式走行系统。
进一步地，步骤S5中所述拼装方法运用干接缝的方法涂抹环氧树脂胶，张拉预应力后完成该所述待拼装桥梁段拼装，
进一步地，所述预应力张拉采用张拉力与伸长值双控。
进一步地，步骤S2中，所述起始状态的操作包括以下步骤：
S21：将所述桥面吊机控制在墩旁起吊初始位置；
S22：所述起吊拉索伸长至桥底达到所述待拼装桥梁段的吊点处；
S23：固定好稳定索。
按照本发明的另一方面，提供一种预应力混凝土箱梁节段预制悬臂拼装系统，包括桥墩以及设置在所述桥墩两侧的墩旁吊梁平台，还包括起吊拉索、桥面吊机；其中，
所述墩旁吊梁平台上放置待拼装桥梁段，所述桥面吊机设置于桥面两侧，所述桥面吊机通过所述起吊拉索与所述待拼装桥梁段连接实现其提升；所述桥面吊机包括滑轮及卷场机提升设备、架桥机桁架，所述架桥机桁架的两侧分别对称设置所述滑轮及卷场机提升设备，所述滑轮及卷场机提升设备分别连接所述起吊拉索；所述桥面吊机采用缆索牵引系统或者步履式液压走行系统或者两者的结合用于所述待拼装桥梁段向两侧的移动。
进一步地，所述起吊拉索的下端连接扁担梁，所述待拼装桥梁段上设置吊点。
进一步地，所述架桥机桁架、已拼梁段、扁担梁以及所述待拼装桥梁段保持平行。
进一步地，还设有稳定索，其一端与所述待拼装桥梁段固定连接，另一端分别与所述桥墩上方的梁部以及最后一块已拼装桥梁段连接。
进一步地，还包括节段运输小车、梁段提升站以及设置悬臂两端的悬臂前端吊机。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
(1)本发明的预应力混凝土箱梁节段预制悬臂拼装方法，采用梁段提升站和起吊拉索将桥下预制的待拼装桥梁段吊升至桥下后，继续往两端移动至已拼装梁段的前方附近，再提升待拼装桥梁段到与已拼梁段齐平后进行拼装，梁段提升站和起吊拉索再回到起点重复吊取下一块预制的待拼装桥梁段，本发明与现有技术的悬臂浇筑施工法在桥面上直接浇筑梁段相比，施工可操作性好，避免了高空悬臂浇筑作业，施工操作简单方便，极大的降低了施工风险。
(2)本发明的预应力混凝土箱梁节段预制悬臂拼装方法，运输待拼装梁段上的桥面吊机的走行方式可采用缆索牵引系统，或者步履式液压走行系统，优选的采用两者的结合的快慢组合走行系统，在梁段提升站带动待拼装桥梁段向悬臂前端的负载走形过程中采用步履式液压走行系统，保证了平稳性、更好的适用线路纵坡影响，而在梁段提升站回程空载吊取下一段待拼装桥梁段时，而采用缆索牵引系统或轮轨式走行系统。加快了走行速度，施工周期优势突出。
(3)本发明的预应力混凝土箱梁节段预制悬臂拼装方法，待拼装桥梁段在桥墩处集中节段预制，模板采用定制可调钢模，砼由拌合站集中拌合，砼输送车运至现场，汽车泵泵送入模，机械振捣施工，梁段质量有保证。待拼装桥梁段预制完成后吊至墩旁吊梁平台。能够适用于各类桥下运输条件受限的桥位，如V形峡谷地带、运输条件受限的陆上、滩涂地区不便于节段运输地带等，地形适应性强。
(4)本发明的预应力混凝土箱梁节段预制悬臂拼装方法，提供另一种吊装方法，梁段提升站和起吊拉索将待拼装桥梁段竖直吊取至桥面，将待拼装桥梁段卸下并通过桥面上设置的节段运输小车运输给两端的悬臂前端吊机，在悬臂前端吊机的作用下，并将待拼装桥梁段与已拼梁段进行拼装。节段运输小车返回至墩旁起吊位置，梁段提升站准备下一次吊梁，运梁小车等待下一次运输通过运输小车的配合使施工时间大大缩短，提高了工作效率。
附图说明
图1为本发明实施例一种预应力混凝土箱梁节段预制悬臂拼装系统起始状态示意图；
图2为本发明实施例一种预应力混凝土箱梁节段预制悬臂拼装系统竖向起吊梁段示意图；
图3为本发明实施例一种预应力混凝土箱梁节段预制悬臂拼装系统横向运送梁段示意图；
图4为本发明实施例一种预应力混凝土箱梁节段预制悬臂拼装系统梁段拼接示意图；
图5为本发明实施例二桥面设置节段运输小车示意图；
图6为本发明实施例一种预应力混凝土箱梁节段预制悬臂拼装方法及系统涉及的悬臂拼装系统横断面示意图。
在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1-墩旁吊梁平台、2-待拼装桥梁段、3-起吊拉索、4-桥面吊机、5-稳定索、6-节段运输小车、7-梁段提升站、8-桥墩、9-滑轮及卷场机提升设备、10-已拼梁段、11-吊点、12-架桥机桁架、13-架桥机走行机构、14-扁担梁、15-悬臂前端吊机。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
图1为本发明实施例一种预应力混凝土箱梁节段预制悬臂拼装系统起始状态示意图；图2为悬臂拼装系统竖向起吊梁段示意图；图3为悬臂拼装系统横向运送梁段示意图；图4为悬臂拼装系统梁段拼接示意图。如图1～4所示，桥下设置桥墩8，桥墩8两侧设置墩旁吊梁平台1，用于放置在桥墩处集中制造的待拼装桥梁段2，桥面两侧对称设置桥面吊机4，桥面吊机4通过起吊拉索3与待拼装桥梁段2连接，在起吊拉索3的拉伸作用下实现待拼装桥梁段2的提升，并且桥面吊机4处于墩旁起吊初始位置时，其所连接的起吊拉索3处于竖直状态，以保证工作状态中拉索起吊的稳定性。桥面吊机4可于桥面上纵向移动，带动起吊拉索3以及待拼装桥梁段2向两侧移动，再返回至墩旁起吊初始位置。
优选地，梁上设置有稳定索5，其一端与待拼装桥梁段固定连接，另一端分别与桥墩8上方的梁部以及最后一块已拼装桥梁段连接，每拼装一块待拼装桥梁段2，将稳定索移动一次，稳定索5用于在待拼装桥梁段2的运输行走过程中，减小风致振动。
如图1所示，本发明的预应力混凝土箱梁节段预制悬臂拼装系统起始状态时，待拼装桥梁段2放置于墩旁吊梁平台1上，且待拼装桥梁段2的对接面放置于靠近桥墩8的一侧，以便于桥面进行对接时，不需要转换方向。桥面吊机4位于墩旁起吊初始位置，且与其相连的起吊拉索3伸长至刚好与待拼装桥梁段2相连，同时稳定索5也已安装就位，等待启动。
如图2所示，本发明的预应力混凝土箱梁节段预制悬臂拼装系统竖向起吊梁段时，随着起吊拉索3的收缩，待拼装桥梁段2沿着竖直方向被逐渐拉吊至接近桥面下方，同时稳定索5随着待拼装桥梁段2的不断提升，也不断作出相对性的收缩，使待拼装桥梁段2上升过程中一直处于竖直的稳定状态。
如图3所示，本发明的预应力混凝土箱梁节段预制悬臂拼装系统顺桥向运送梁段阶段，桥面吊机4向两侧迁移，带动起吊拉索3以及待拼装桥梁段2向桥面两侧移动至已拼装桥梁节段外侧，图6为本发明的预应力混凝土箱梁节段预制悬臂拼装系统涉及的悬臂拼装系统横断面示意图，结合图3，桥面吊机4包括：滑轮及卷场机提升设备9以及架桥机桁架12，架桥机桁架12的两侧上方分别对称设置滑轮及卷场机提升设备9，滑轮及卷场机提升设备9分别与起吊拉索3相连，架桥机桁架12以及起吊拉索3的宽度大于已拼梁段10的宽度，起吊拉索3的下端连接扁担梁14且吊设于已拼梁段10的下方，待拼装桥梁段2上设置吊点11通过扁担梁14吊接实现提升，在提升以及移动过程中，架桥机桁架12、已拼梁段10、扁担梁14以及待拼装桥梁段2应保持平行状态，直到待拼装桥梁段2吊移至已拼桥梁10的下方等待下一步待拼装桥梁段2向上的提升。
如图4所示，两端的待拼装桥梁段2在起吊拉索向上的引力作用下，同时提升至已拼梁段的待拼截面处，精确对位后，运用干接缝的方法涂抹环氧树脂胶，张拉预应力，完成该待拼装桥梁段2的拼装，桥面吊机4移回墩旁起吊初始位置。
图3和图4中，桥面吊机4走行的方式可采用缆索牵引系统，或者步履式液压走行系统，优选地，采用两者的结合的快慢组合走行系统，在桥面吊机4带动待拼装桥梁段2向悬臂前端的负载走形过程中采用步履式液压走行系统，保证平稳性、更好的适用线路纵坡影响，而在桥面吊机4回程空载吊取下一段待拼装桥梁段2时，为加快走行速度而采用缆索牵引系统或轮轨式走行系统。
一种预应力混凝土箱梁节段预制悬臂拼装系统，其施工方法按照如下步骤：
S1：待拼装桥梁段2在桥墩处集中节段预制，模板采用定制可调钢模，砼由拌合站集中拌合，砼输送车运至现场，汽车泵泵送入模，机械振捣施工，梁段质量有保证。待拼装桥梁段2预制完成后吊至墩旁吊梁平台1。能够适用于各类桥下运输条件受限的桥位，如V形峡谷地带、运输条件受限的陆上、滩涂地区不便于节段运输地带等。
S2：桥面吊机4处于墩旁起吊初始位置，两侧起吊拉索3伸长至桥底达到待拼装桥梁段2的吊点处，固定好稳定索5。
S3：在起吊拉索3向上的拉力作用下，待拼装桥梁段2不断竖直向上移动至接近已拼梁段下缘，并且稳定索5的长度不断适应性的调节，使待拼装桥梁段2平稳上升。
S4：桥面吊机4向桥面两端移动，带动起吊拉索3以及待拼装桥梁段2向桥面两端水平方向移动至已拼梁段前方。
S5：桥面吊机4与吊拉索3向上的作用力将待拼装桥梁段2吊至与已拼梁段平齐后桥面吊机4进行临时锚固，并将待拼装桥梁段2与已拼梁段进行精确对位。
S6：运用干接缝的方法涂抹环氧树脂胶，张拉预应力后完成该待拼装桥梁段2拼装，预应力张拉采用张拉力与伸长值双控，桥面吊机4移回墩旁起吊初始位置，起吊拉索3伸长至桥下墩旁吊梁平台与下一待拼装桥梁段2的吊点连接，循环往复，完成所有梁段的节段拼装。
本发明的预应力混凝土箱梁节段预制悬臂拼装方法，相比常规施工方法，避免了高空悬臂浇筑作业，施工操作简单方便，极大的降低了施工风险。且本发明施工周期相比常规悬臂浇筑施工法缩短了30％，相比大节段优化的悬臂浇筑施工法缩短了20％，施工周期优势突出。
优选地，如图5所示，梁上对称设置节段运输小车6，同时拼装好的桥梁两端设置悬臂前端吊机15，节段运输小车6可于桥面往返移动，节段运输小车6用于将梁段提升站7吊起至桥面的待拼装桥梁段2运输至桥面两侧待拼装处，输送给悬臂前端吊机15。一种预应力混凝土箱梁节段预制悬臂拼装系统，当桥面设置节段运输小车6以及悬臂前端吊机15时，其运行及拼装方法按照如下步骤：
S1：待拼装桥梁段2在桥墩处集中节段预制，模板采用定制可调钢模，砼由拌合站集中拌合，砼输送车运至现场，汽车泵泵送入模，机械振捣施工。待拼装桥梁段2预制完成后吊至墩旁吊梁平台1。
S2：梁段提升站7处于墩旁起吊初始位置，两侧起吊拉索3伸长至桥底达到待拼装桥梁段2的吊点处，固定好稳定索5。
S3：在起吊拉索3向上的拉力作用下，待拼装桥梁段2不断竖直向上移动至桥面，并且稳定索5不断调节长度保证待拼装桥梁段2的平稳性。
S4：将待拼装桥梁段2卸下并通过节段运输小车6运输给两端的悬臂前端吊机15，此时梁段提升站7上的吊索伸长至桥下墩旁吊梁平台1处等待吊起下一待拼装桥梁段2，节段运输小车6同样返回墩旁起吊初始位置，等待下一次运输。
S5：在悬臂前端吊机15的吊装作用下，并将待拼装桥梁段2与已拼梁段进行精确对位。运用干接缝的方法涂抹环氧树脂胶，张拉预应力后完成该待拼装桥梁段2拼装。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种预应力混凝土箱梁节段预制悬臂拼装方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：在桥墩处集中节段预制待拼装桥梁段(2)，所述待拼装桥梁段(2)预制完成后运输至墩旁吊梁平台(1)处；
S2：使待吊取的所述待拼装桥梁段(2)处于起始状态；
S3：起吊拉索(3)向上的拉力作用将所述待拼装桥梁段(2)不断竖直向上移动至接近已拼梁段下缘，并且稳定索(5)的长度不断适应性的调节，使待拼装桥梁段(2)平稳上升；
S4：桥面吊机(4)向悬臂两端移动，带动所述起吊拉索(3)以及所述待拼装桥梁段(2)向桥面两端水平方向移动至已拼梁段下方；
S5：所述桥面吊机(4)与所述起吊拉索(3)向上的作用力将所述待拼装桥梁段(2)吊至与已拼梁段平齐后所述桥面吊机(4)进行临时锚固，并将所述待拼装桥梁段(2)与已拼梁段进行精确对位；
S6：将所述待拼装桥梁段(2)拼装完成后所述桥面吊机(4)移回墩旁起吊初始位置，所述起吊拉索(3)伸长至桥下墩旁吊梁平台(1)与所述待拼装桥梁段(2)的吊点连接，循环往复，完成所有梁段的节段拼装；
在步骤S4和S5中，所述桥面吊机(4)的行走方式采用缆索牵引系统或者步履式液压走行系统，或者两者结合的快慢组合走行系统，所述快慢组合走行系统即在所述桥面吊机(4)带动所述待拼装桥梁段(2)向悬臂前端的负载走形过程中采用所述步履式液压走行系统，在所述桥面吊机(4)回程空载吊取下一段所述待拼装桥梁段(2)时，采用缆索牵引系统或轮轨式走行系统。
2.根据权利要求1中所述的一种预应力混凝土箱梁节段预制悬臂拼装方法，其特征在于，步骤S5中所述拼装方法运用干接缝的方法涂抹环氧树脂胶，张拉预应力后完成该所述待拼装桥梁段(2)拼装。
3.根据权利要求2中所述的一种预应力混凝土箱梁节段预制悬臂拼装方法，其特征在于，所述预应力张拉采用张拉力与伸长值双控。
4.根据权利要求1中所述的一种预应力混凝土箱梁节段预制悬臂拼装方法，其特征在于，步骤S2中，所述起始状态的操作包括以下步骤：
S21：将所述桥面吊机(4)控制在墩旁起吊初始位置；
S22：所述起吊拉索(3)伸长至桥底达到所述待拼装桥梁段(2)的吊点处；
S23：固定好稳定索(5)。
5.一种预应力混凝土箱梁节段预制悬臂拼装系统，包括桥墩(8)以及设置在所述桥墩(8)两侧的墩旁吊梁平台(1)，其特征在于，还包括起吊拉索(3)、桥面吊机(4)；其中，
所述墩旁吊梁平台(1)上放置待拼装桥梁段(2)，所述桥面吊机(4)设置于桥面两侧，所述桥面吊机(4)通过所述起吊拉索(3)与所述待拼装桥梁段(2)连接实现其提升；所述桥面吊机(4)包括滑轮及卷场机提升设备(9)、架桥机桁架(12)，所述架桥机桁架(12)的两侧分别对称设置所述滑轮及卷场机提升设备(9)，所述滑轮及卷场机提升设备(9)分别连接所述起吊拉索(3)；所述桥面吊机(4)采用缆索牵引系统或者步履式液压走行系统或者两者的结合用于所述待拼装桥梁段(2)向两侧的移动，所述架桥机桁架(12)以及所述起吊拉索(3)的宽度大于已拼梁段(10)的宽度；还设有稳定索(5)，其一端与所述待拼装桥梁段(2)固定连接，另一端分别与所述桥墩(8)上方的梁部以及最后一块已拼装桥梁段连接。
6.根据权利要求5所述的一种预应力混凝土箱梁节段预制悬臂拼装系统，其特征在于，所述起吊拉索(3)的下端连接扁担梁(14)，所述待拼装桥梁段(2)上设置吊点(11)。
7.根据权利要求6所述的一种预应力混凝土箱梁节段预制悬臂拼装系统，其特征在于，所述架桥机桁架(12)、已拼梁段(10)、扁担梁(14)以及所述待拼装桥梁段(2)保持平行。
8.根据权利要求5所述的一种预应力混凝土箱梁节段预制悬臂拼装系统，其特征在于，还包括节段运输小车(6)、梁段提升站(7)以及设置悬臂两端的悬臂前端吊机(15)。
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