CN109972512B - 一种压型钢板-混凝土组合桥面板的现浇施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种压型钢板‑混凝土组合桥面板的现浇施工方法,具体施工步骤包括:(1)槽型梁预制;(2)临时撑杆安装;(3)临时悬臂支架安装;(4)压型钢板、钢筋笼及预应力束安装;(5)混凝土桥面板浇筑;(6)临时撑杆与临时悬臂支架拆除;临时撑杆与临时悬臂支架通过螺栓套筒与预制槽型梁相连,可快速简便地实现其的安装与拆除;压型钢板在施工时可作为桥面板底模板,并作为永久构件与混凝土桥面板相连形成组合桥面板。本发明省去了箱梁中心的支架,改为撑杆,通过螺栓与槽型梁腹板连接,安装与拆除更加方便;本发明安装了悬臂支架,解决了箱梁施工过程中悬臂端较长时难搭设支架的问题。

Description

一种压型钢板-混凝土组合桥面板的现浇施工方法
技术领域
本发明属于桥梁工程技术领域,具体涉及一种压型钢板-混凝土组合桥面板的现浇施工方法。
背景技术
混凝土箱梁具有良好的结构性能在现代各种桥梁得到广泛应用,但常用于工程中的小箱梁也出现了一些问题,例如,各片主梁间横向联系易于损坏,横向整体性较差;单片预制主梁太重不方便吊装等。
为改善箱梁受力及施工情况,采用大片预制桥面板及多片槽型钢梁的施工方案出现,可以作为现在常用的预制多片小箱梁浇筑纵向湿接缝拼装的施工方案。这种方案可以减小主梁梁高和梁体自重,增强箱梁横向整体性,避免箱梁底板开裂。
考虑到钢-混凝土组合梁桥造价较高,在一定跨径内混凝土梁桥具有较好经济性。将上述槽型钢梁改为混凝土槽型梁,以整块桥面板作为箱梁顶板,原箱梁底板、两侧腹板构成的槽型梁部分采用预制的组合型箱梁得以推广和应用。相较于常用的小箱梁,采用此种组合型箱梁能够减小梁体运输和吊装质量,同时工厂预制槽型梁的施工质量较小箱梁更高,施工流程更为简便,使用阶段由整块桥面板构成箱梁顶板,能够增加箱梁的横向整体性,避免出现单梁受力等不利情况,因此此种组合型箱梁在实际应用中有较好前景。
采用此种组合型箱梁时,如何进行整块桥面板的施工成为难题。实际工程中,有单位采取桥面板进行预制,然后施工现场与槽型梁进行安装的施工方案。采用此种方法可以避免工地现浇施工,但受到运输及吊装的影响,需要合理划分预制桥面板平面尺寸。采用较大平面尺寸的预制桥面板,能够增强组合型箱梁的横向整体性,但这不仅加大了运输吊装的难度,同时也加大了安装时连接件正确连接的难度,施工精度要求较高。采用较小平面尺寸的预制桥面板,相较于大平面尺寸预制桥面板,施工要求更简单,但对于桥梁横向整体性有较大影响。而且对于桥面较宽的桥梁,采用此种施工方法较难划分出既能满足施工要求,又能保证桥梁横向整体性的施工的预制桥面板现浇平面尺寸。
实际工程中,也有单位采取现浇桥面板的方法解决预制安装方法的不足。采用现浇桥面板的施工方法,如何搭设桥面板混凝土模板及支架为施工重点。常见的施工方式是,在搭设好槽型梁后,在槽型梁内部搭设支架,在支架上搭设桥面板模板。对于两片槽型梁之间的桥面板,采用在两片槽型梁之间搭设桁架式支承等支承方式,在支承上架设模板完成现浇施工的方案。此种施工方法搭设支架模板过程较为繁琐,施工流程较为复杂。为使流程简化,也有单位采取了以压型钢板作为桥面板底模的施工方案,但此种施工方法仍需搭设较多支架,搭设支架过程仍旧较为复杂。因此,对于此种组合型箱梁,提出一种施工更为简单,普适的施工方法尤为重要。
发明内容
鉴于上述,本发明提供了一种压型钢板-混凝土组合桥面板的现浇施工方法,可以实现组合型箱梁的快速施工,支架的快速拆卸与安装。
一种压型钢板-混凝土组合桥面板的现浇施工方法,包括如下步骤:
(1)预制槽型梁并浇筑混凝土;
(2)在槽型梁中间安装临时撑杆;
(3)在槽型梁外侧安装临时悬臂支架;
(4)在槽型梁上架设压型钢板、钢筋笼以及预应力束的安装;
(5)在压型钢板及钢筋笼上浇筑混凝土桥面板;
(6)拆除临时撑杆和临时悬臂支架。
进一步地,所述步骤(1)的具体实施过程如下:
1.1搭设槽型梁钢筋笼;
1.2连接预埋件与钢筋笼,在槽型梁两腹板顶部钢筋笼内侧分别设置第一钢垫板,第一钢垫板通过螺纹套筒与钢筋笼连接,以满足临时撑杆的传力要求;
1.3安装槽型梁预应力束;
1.4搭设槽型梁内外模板,由槽型梁底部向上逐层浇筑C50混凝土,待其强度达到设计强度90%张拉预应力束。
进一步地,所述步骤1.1中搭设的钢筋笼采用闭合箍筋,以满足临时撑杆的局部锚固要求及压型钢板的支承要求。
进一步地,所述钢筋笼顶部含有U形钢筋,以与后续现浇桥面板相连。
进一步地,所述步骤(2)的具体实施过程如下:
2.1在槽型梁浇筑成型且混凝土形成一定强度后,在第一钢垫板对应位置处安装木垫板和第二钢垫板,安装过程使木垫板与两块钢垫板上的安装孔对齐;木垫板具有一定伸缩量,可以弥补临时撑杆与槽型梁间的制造误差;
2.2利用高强螺栓依次穿过第二钢垫板、木垫板和第一钢垫板进入螺栓套筒并拧紧;
2.3在槽型梁两内侧的第二钢垫板之间焊接预制钢管,完成临时撑杆的安装。
进一步地,所述步骤(3)的具体实施过程如下:
3.1先将四根高强螺栓就位,拧入预埋螺纹套筒内但不在槽型梁腹板外侧出头;
3.2吊装型钢并固定在安装位置,将型钢及预埋螺纹套筒上的安装孔对齐;先施拧上层高强螺栓,并拧紧螺帽固定,然后施拧下层高强螺栓,拧紧螺帽固定;
3.3在型钢上安装简支承托,完成临时悬臂支架的安装。
施工过程中两箱梁之间的悬臂部分采用端锚悬臂支架进行支承,临时撑杆、临时悬臂支架与槽型梁采用预埋在槽型梁中的螺纹套筒进行连接。
进一步地,所述步骤(4)的具体实施过程如下:
4.1在槽型梁预留的牛腿处铺设钢垫板;
4.2在钢垫板上铺设封口限位板;
4.3铺设压型钢板,将压型钢板波纹与封口限位板波纹轮廓对齐,确保压型钢板嵌入封口限位板中;
4.4按照施工图纸在压型钢板上铺设钢筋笼和预应力钢束。
进一步地,所述步骤(5)的具体实施过程如下:
5.1在压型钢板上焊接剪力连接件;
5.2安装桥面板浇筑侧模板并以压型钢板作为混凝土浇筑底模;
5.3由桥梁跨中向桥墩侧对称逐段的浇筑混凝土桥面板;
5.4待桥面板混凝土强度混凝土设计强度90%后,进行桥面板预应力筋张拉。
进一步地,所述步骤(6)的具体实施过程如下:
6.1拆除临时撑杆,拧松高强螺栓,将四根高强螺栓从预埋螺纹套筒和预埋钢垫板、木垫板的安装孔中取出,取出预制钢管;
6.2拆除临时悬臂支架,在槽型梁内部先旋拧下层高强螺栓,再旋拧上层高强螺栓,此时型钢与组合箱梁已无锚固,在自重作用下会自然脱落,在桥梁下部布置好松软垫层或者张拉尼龙网兜进行型钢和简支承托的回收;
6.3将高强螺栓尽数取出,然后在螺纹套筒内灌浆填平。
相较于现有搭设支架的桥面板浇筑方法,本发明技术方案具有以下有益技术效果:
(1)本发明省去了箱梁中心的支架,改为撑杆,通过螺栓与槽型梁腹板连接,安装与拆除更加方便。
(2)本发明安装了悬臂支架,解决了箱梁施工过程中悬臂端较长时难搭设支架的问题。
附图说明
图1为本发明中桥梁横向布置示意图。
图2为本发明中预制槽型梁截面信息示意图。
图3为本发明中槽型梁配筋示意图。
图4为本发明中预制槽型梁阶段U形筋、螺纹套筒及钢垫板的布置示意图。
图5为本发明中临时撑杆的构成示意图。
图6为本发明中临时悬臂支架的构成示意图。
图7为本发明中临时悬臂支架安装示意图。
图8为本发明中临时悬臂支架安装阶段简支承托安装示意图。
图9为本发明中压型钢板安装阶段钢垫板铺设示意图。
图10为本发明中压型钢板安装阶段封口限位板安装示意图。
图11为本发明中压型钢板安装阶段压型钢板铺设示意图。
图12为本发明中压型钢板安装完成时的结构示意图。
图13为本发明中临时悬臂支架拆除示意图。
其中:1—预制槽型梁,2—压型钢板,3—现浇混凝土桥面板,4—钢筋笼,5—闭合箍筋,6—U型筋,7—预埋螺纹套筒,8—预埋钢垫板,9—木垫板,10—带基座的预制钢管,11—高强螺栓,12—螺帽,13—型钢,14—简支承托,15—钢垫板,16—封口限位板。
具体实施方式
桥梁设计施工中常见30m标准跨径桥梁,以下将以30m标准组合箱梁桥的施工流程为示例,结合附图及具体实施方式对本发明的技术方案进行详细说明。
本实施方式涉及的30m标准组合箱梁桥,所用材料主要包括C50混凝土,C40混凝土,预应力钢绞线及HRB400普通钢筋。其中,C40混凝土仅用于桥面铺装,桥梁横向布置如图1所示,桥梁单幅宽15.25米,主要包括预制槽型梁1、压型钢板2和现浇桥面板3,桥面板3由一对预制槽形梁1支撑,槽形梁1单个宽3.19米,梁中心线间距8米,梁高为2.31米,其中预制槽型梁1的截面信息如图2所示。
针对上述30m标准组合箱梁桥,本发明压型钢板-混凝土组合桥面板现浇施工方法,应用在上述桥梁压型钢板-混凝土组合桥面板组合型箱梁的施工过程,具体施工步骤包括:(1)槽型梁预制;(2)临时撑杆安装;(3)临时悬臂支架安装;(4)压型钢板、钢筋笼及预应力束安装;(5)混凝土桥面板浇筑;(6)临时撑杆与临时悬臂支架拆除。
(1)槽型梁预制阶段。
第一步,参照施工图,在生产车间完成钢筋笼4的预制。预制槽型梁的横向配筋如图3所示,钢筋笼4在槽型梁腹板顶部采用闭合箍筋5,以满足撑杆的局部锚固要求及压型钢板支承要求,同时,钢筋笼4在腹板顶部应设置U形筋6以与后续现浇混凝土桥面板3相连,如图4所示。第二步,将预埋件与钢筋笼4相连。先将预埋螺纹套筒7与预埋钢垫板8焊接形成整体,然后通过绑扎方式将预埋螺纹套筒7、预埋钢垫板8与钢筋笼4相连,将其安装在指定位置。此处的预埋螺纹套筒7、预埋钢垫板8包括后续连接临时撑杆和安装悬臂支架各自的预埋件。第三步,在指定位置放置预应力钢束。第四步,搭设槽型梁内外模板,由槽型梁底部向上逐层浇筑C50混凝土,待其强度达到设计强度90%张拉预应力束。
(2)临时撑杆安装阶段。
在槽型梁预制完成后,工厂存梁时,可以安装临时撑杆,单根临时撑杆主要构件包括:预埋在槽形梁内的预埋钢垫板8、四管预埋螺纹套筒7、木垫板9、带基座的预制钢管10以及四根高强螺栓11,如图5所示。本实施方式中,采用的预制钢管为建筑施工扣件式脚手架,外径48mm,半径3.5mm;安装时,先将木垫板9,预埋在槽型梁内的预埋钢垫板8及带基座的预制钢管10基座上的安装孔对齐,然后将四根高强螺栓11依次拧入预埋螺纹套筒7中;安装过程中由于木垫板9有一定伸缩量,可以弥补带基座的预制钢管10与预制槽型梁1之间的制造误差。针对本桥,该施工方案中临时撑杆主要作用是防止预制槽型梁1在现浇桥面板湿重情况下发生腹板外倾进而开裂;根据受力计算结果,在预制槽型梁1的跨中及两端布置临时撑杆对于预制槽型梁1的受力较有利。本桥施工过程中,在桥梁两端各布置了两根临时撑杆,跨中布置了一根临时撑杆。
(3)临时悬臂支架安装阶段。
安装完临时撑杆后,将槽型梁运输至施工现场,可以进行临时悬臂支架的安装。单个临时悬臂支架的主要构件有:四管预埋螺纹套筒7、预埋钢垫板8、四根高强螺栓11、四个螺帽12及型钢13,如图6所示;此处预埋螺纹套筒7为贯通槽型梁腹板两侧的预埋螺纹套筒7,在槽型梁预制阶段完成预埋。安装第一步,先将四根高强螺栓11就位,拧入预埋螺纹套筒7内但不在槽型梁腹板外侧出头,同时高强螺栓11此时预留80mm长度待后续施拧,如图7所示。第二步,吊装型钢13并固定在安装位置,将型钢13及预埋螺纹套筒7上安装孔对齐,先施拧上层高强螺栓11,拧紧螺帽12固定,然后施拧下层高强螺栓11,拧紧螺帽12固定。第三步,在型钢13上安装简支承托14,如图8所示,完成临时悬臂支架的安装。
(4)压型钢板、钢筋笼及预应力束安装阶段。
安装完临时悬臂支架后,将两片预制槽型梁1吊装至设计位置,进行压型钢板、钢筋笼和预应力束的安装。第一步,在槽型梁预留的牛腿处铺设钢垫板15,如图9所示,此处采用的钢垫板厚度3mm,宽度100mm,用以分散压型钢板2上的压力。第二步,在钢垫板上铺设封口限位板16,如图10所示,封口限位板16的波纹轮廓需与压型钢板2的波纹轮廓相匹配,确保压型钢板2能够准确无误地嵌入封口限位板16中。第三步铺设压型钢板2,如图11所示,施工时必须将压型钢板2波纹与封口限位板波纹轮廓对齐,确保压型钢板2嵌入封口限位板16中,安装完成压型钢板如图12所示。第四步,按照施工图纸在压型钢板上铺设钢筋笼和预应力钢束,完成钢筋笼和预应力束的安装。
(5)混凝土桥面板浇筑阶段。
在完成压型钢板,桥面板钢筋笼和预应力钢束的安装后,可以进行混凝土桥面板的浇筑工作。第一步,在压型钢板上焊接剪力连接件,这可以增强压型钢板和现浇混凝土桥面板之间的抗剪承载力。第二步,安装桥面板浇筑侧模板并以压型钢板作为混凝土浇筑底模。第三步,由桥梁跨中向桥墩侧对称逐段的浇筑混凝土桥面板。第四步,待桥面板混凝土强度混凝土设计强度90%后,进行桥面板预应力筋张拉,完成桥面板现浇的施工工作。
(6)临时撑杆与临时悬臂支架拆除阶段。
在桥面板混凝土达到一定强度后进行。第一步,拆除临时撑杆,拆除工作在预制槽型梁1内进行,施工方便而且安全;拆除时,拧松高强螺栓11,将四根高强螺栓11从预埋螺纹套筒7和预埋钢垫板8、木垫板9的安装孔中取出;此时带基座的预制钢管10处于未受力状态,可将其取出,完成临时撑杆的拆除。第二步,拆除临时悬臂支架,在槽型梁内部先旋拧下层高强螺栓11,旋拧长度约80mm,如图13所示,再旋拧上层高强螺栓11,旋拧长度约80mm;此时型钢13与组合箱梁已无锚固,在自重作用下会自然脱落,因此需提前在桥梁下部布置好松软垫层或者张拉尼龙网兜进行型钢13和简支承托14的回收。第三步,将高强螺栓11尽数取出,然后在预埋螺纹套筒7内灌浆填平。
上述对实施例的描述是为便于本技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对上述实施例做出各种修改,并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此,本发明不限于上述实施例,本领域技术人员根据本发明的揭示,对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种压型钢板-混凝土组合桥面板的现浇施工方法,包括如下步骤:
(1)预制槽型梁并浇筑混凝土,具体实施过程如下:
1.1采用闭合箍筋搭设槽型梁钢筋笼,以满足临时撑杆的局部锚固要求及压型钢板的支承要求;
1.2连接预埋件与钢筋笼,在槽型梁两腹板顶部钢筋笼内侧分别设置第一钢垫板,第一钢垫板通过螺纹套筒与钢筋笼连接,以满足临时撑杆的传力要求;
1.3安装槽型梁预应力束;
1.4搭设槽型梁内外模板,由槽型梁底部向上逐层浇筑C50混凝土,待其强度达到设计强度90%张拉预应力束;
(2)在槽型梁中间安装临时撑杆,具体实施过程如下:
2.1在槽型梁浇筑成型且混凝土形成一定强度后,在第一钢垫板对应位置处安装木垫板和第二钢垫板,安装过程使木垫板与两块钢垫板上的安装孔对齐;木垫板具有一定伸缩量,可以弥补临时撑杆与槽型梁间的制造误差;
2.2利用高强螺栓依次穿过第二钢垫板、木垫板和第一钢垫板进入螺栓套筒并拧紧;
2.3在槽型梁两内侧的第二钢垫板之间焊接预制钢管,完成临时撑杆的安装;
(3)在槽型梁外侧安装临时悬臂支架,具体实施过程如下:
3.1先将四根高强螺栓就位,拧入预埋螺纹套筒内但不在槽型梁腹板外侧出头;
3.2吊装型钢并固定在安装位置,将型钢及预埋螺纹套筒上的安装孔对齐;先施拧上层高强螺栓,并拧紧螺帽固定,然后施拧下层高强螺栓,拧紧螺帽固定;
3.3在型钢上安装简支承托,完成临时悬臂支架的安装;
(4)在槽型梁上架设压型钢板、钢筋笼以及预应力束的安装,具体实施过程如下:
4.1在槽型梁预留的牛腿处铺设钢垫板;
4.2在钢垫板上铺设封口限位板;
4.3铺设压型钢板,将压型钢板波纹与封口限位板波纹轮廓对齐,确保压型钢板嵌入封口限位板中;
4.4按照施工图纸在压型钢板上铺设钢筋笼和预应力钢束;
(5)在压型钢板及钢筋笼上浇筑混凝土桥面板,具体实施过程如下:
5.1在压型钢板上焊接剪力连接件;
5.2安装桥面板浇筑侧模板并以压型钢板作为混凝土浇筑底模;
5.3由桥梁跨中向桥墩侧对称逐段的浇筑混凝土桥面板;
5.4待桥面板混凝土强度混凝土设计强度90%后,进行桥面板预应力筋张拉;
(6)拆除临时撑杆和临时悬臂支架,具体实施过程如下:
6.1拆除临时撑杆,拧松高强螺栓,将四根高强螺栓从预埋螺纹套筒和预埋钢垫板、木垫板的安装孔中取出,取出预制钢管;
6.2拆除临时悬臂支架,在槽型梁内部先旋拧下层高强螺栓,再旋拧上层高强螺栓,此时型钢与组合箱梁已无锚固,在自重作用下会自然脱落,在桥梁下部布置好松软垫层或者张拉尼龙网兜进行型钢和简支承托的回收;
6.3将高强螺栓尽数取出,然后在螺纹套筒内灌浆填平。
2.根据权利要求1所述的现浇施工方法,其特征在于:所述钢筋笼顶部含有U形钢筋,以与后续现浇桥面板相连。
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