CN110331667A - 边通车边施工条件下桥梁的拼接方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种边通车边施工条件下桥梁的拼接方法，包括以下步骤：1、在T梁和T梁之间的拼接缝内放置拼接缝模板，使用木龙骨支撑拼接缝模板；2、将两个T梁预留出的翼板钢筋上下进行满焊；3、沿拼接缝的长度方向依序安装若干组夹具，调节夹具使其夹紧拼接缝两侧的T梁，此时木龙骨架设在夹具的下夹板上；4、在拼接缝模板上方由下至上浇筑钢纤维混凝土，当钢纤维混凝土的强度达到设计强度的85%以上，依序拆除若干组夹具、木龙骨和拼接缝模板。

Description

边通车边施工条件下桥梁的拼接方法

技术领域

本发明涉及桥梁拼接领域，尤其涉及一种边通车边施工条件下桥梁的拼接方法。

背景技术

随着我国经济的飞速发展，许多高速公路已不能满足现今交通营运能力要求，其将面临重建、改建、提升道路等级的问题，而道路等级提升基本在不中断交通的条件下完成。

现今桥梁改扩建施工中，为了降低交通转换成本，提高施工效率，基本以内侧桥梁通车的同时，内、外侧桥梁进行拼接的方式进行施工。因此，在此拼接方式下施工，拼接缝的质量将受到车辆的震动影响容易产生裂纹等质量隐患。

有鉴于此，有必要提供一种新的边通车边施工条件下桥梁的拼接方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明提供了一种边通车边施工条件下桥梁的拼接方法，其目的是采用若干组夹具连接两个T梁，使拼接缝处的两个T梁形成临时刚性连接，确保通车侧与非通车侧的桥梁达到共振，以此提高拼接缝混凝土的抗裂性，保证混凝土的浇筑质量。

实现本发明目的的技术方案如下：

边通车边施工条件下桥梁的拼接方法，包括以下步骤：

步骤一、在T梁和T梁之间的拼接缝内放置拼接缝模板，使用木龙骨支撑拼接缝模板；

步骤二、将两个T梁预留出的翼板钢筋上下进行满焊；

步骤三、沿拼接缝的长度方向依序安装若干组夹具，调节夹具使其夹紧拼接缝两侧的T梁，此时木龙骨架设在每组夹具的下夹板上；

步骤四、在拼接缝模板上方由下至上浇筑钢纤维混凝土，当钢纤维混凝土的强度达到设计强度的85%以上，依序拆除若干组夹具、木龙骨和拼接缝模板。

本发明先在拼接缝内放置拼接缝模板，使用木龙骨支撑拼接缝模板，然后安装夹具使两个T梁共振，以此提高钢纤维混凝土的抗裂性，保证钢纤维混凝土的浇筑质量。本发明的每组夹具把两个T梁夹持在中间，每组夹具的下夹板均与木龙骨的下表面接触，下夹板位于两个T梁的下方，使木龙骨架设在下夹板上。

作为本发明的进一步改进，每组所述夹具均包括上夹板、下夹板和两根螺杆，上夹板和下夹板把两个T梁夹持在中间，两根螺杆贯穿上夹板、拼接缝、下夹板并拧紧固定。

作为本发明的进一步改进，上夹板、下夹板均与两个T梁面接触，不允许多点接触。

作为本发明的进一步改进，所述步骤三具体为：在两个T梁的上表面放置上夹板、在两个T梁的下表面放置下夹板，下夹板的上表面与木龙骨的下表面接触；每个上夹板安装两根螺杆，两根螺杆依次贯穿拼接缝模板、下夹板后使用螺母拧紧。

作为本发明的进一步改进，采用反吊法把拼接缝模板、木龙骨放置在拼接缝内，所述下夹板支撑木龙骨之后撤除反吊装置。

作为本发明的进一步改进，所述钢纤维混凝土浇筑时从拼接缝长度方向的一端向另一端逐步进行浇筑并用平板振捣器振捣密实。本发明用平板振捣器振捣密实的目的，是保证钢纤维混凝土之间相接良好，逐步浇筑是为了防止裂纹产生。

作为本发明的进一步改进，环形钢筋与翼板钢筋的连接长度大于10d且环形钢筋与翼板钢筋满焊，其中，d为拼接缝宽度。

作为本发明的进一步改进，T梁指横截面形式为T型的梁，T梁两侧挑出部分为翼缘，T梁中间部分为梁肋，翼板钢筋位于翼缘处。

作为本发明的进一步改进，拼接缝在动载的条件下拼接施工，引导车流至任一T梁的梁肋通行。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明采用若干组夹具连接两个T梁，使拼接缝处的两个T梁形成临时刚性连接，确保通车侧与非通车侧的桥梁达到共振，以此提高拼接缝混凝土的抗裂性，保证混凝土的浇筑质量。

附图说明

图1为边通车边施工条件下两个T梁的拼接流程图；

图2为夹具的结构示意图；

图3为悬浇箱梁拼宽中环形钢筋的结构示意图；

图4为悬浇箱梁拼宽中环形钢筋与翼板钢筋位置关系的示意图。

图中，100、翼板钢筋；200、环形钢筋；300、满焊；10、悬浇箱梁；20、T梁；1、上夹板；2、下夹板；3、螺杆；4、螺母；5、PVC管。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。

实施例1：

传统的新老桥梁拼接方案，最大的问题是如何保证在不中断日常交通的情况下还可以有效的实施新老桥梁纵缝拼接的工程。通常的做法是在拼接混凝土浇注施工到需要的强度，车辆必须要绕道行驶，采用的是封闭交通的方法。让浇注的混凝土养生一段时间，使之强度达到所需要的条件下才可以恢复交通 。但是这样的话：第一，会使双向车辆都在同一幅各占用一条车道相向而行，大、小型车辆排队行驶，这样车速必然降低，通过能力大大下降，在行车高峰时段，大量汽车不能及时通过，容易引起租车情况严重是时会引起大面积堵车；第二，车辆在同一方向行驶，对行车安全造成不利的影响，易出现交通事故。第三，因为这条道路上的车辆密度太大，封闭交通的时间不能太长，也就要求浇注纵缝的混凝土必须是高强度，早强的，还要有利于施工。但是公路的实际情况不能满足这种条件。同时，要是混凝土达到高强度和早强的要求，不但配合比设计非常困难，还有就是会产生许多的收缩裂纹，对混凝土的质量和耐久性有一定的影响。

为了克服裂纹的问题，本实施例公开了一种边通车边施工条件下桥梁的拼接方法，如图1所示，包括以下步骤：

步骤一、在T梁和T梁之间的拼接缝内放置拼接缝模板，使用木龙骨支撑拼接缝模板；

步骤二、将两个T梁预留出的翼板钢筋上下进行满焊；

步骤三、沿拼接缝的长度方向依序安装若干组夹具，调节夹具使其夹紧拼接缝两侧的T梁，此时木龙骨架设在每组夹具的下夹板上；

步骤四、在拼接缝模板上方由下至上浇筑钢纤维混凝土，当钢纤维混凝土的强度达到设计强度的85%以上，依序拆除若干组夹具、木龙骨和拼接缝模板。

本实施例先在拼接缝内放置拼接缝模板，使用木龙骨支撑拼接缝模板，然后安装夹具使两个T梁共振，以此提高钢纤维混凝土的抗裂性，保证钢纤维混凝土的浇筑质量。本实施例的每组夹具把两个T梁夹持在中间，每组夹具的下夹板均与木龙骨的下表面接触，下夹板位于两个T梁的下方，使木龙骨架设在下夹板上。

实施例2：

在实施例1公开方案的基础上，本实施例公开了夹具结构。

如图4所示，每组夹具均包括上夹板、下夹板和两根螺杆，上夹板和下夹板把两个T梁夹持在中间，两根螺杆贯穿上夹板、拼接缝、下夹板并拧紧固定。上夹板、下夹板均与两个T梁面接触，不允许多点接触。

边通车边施工条件下桥梁的拼接方法，包括以下步骤：

步骤一、在T梁和T梁之间的拼接缝内放置拼接缝模板，使用木龙骨支撑拼接缝模板；

步骤二、将两个T梁预留出的翼板钢筋上下进行满焊；

步骤三、沿拼接缝的长度方向依序安装若干组夹具，调节夹具使其夹紧拼接缝两侧的T梁，此时木龙骨架设在每组夹具的下夹板上（步骤三具体为：在两个T梁的上表面放置上夹板、在两个T梁的下表面放置下夹板，下夹板的上表面与木龙骨的下表面接触；每个上夹板安装两根螺杆，两根螺杆依次贯穿拼接缝模板、下夹板后使用螺母拧紧，其中，采用反吊法把拼接缝模板、木龙骨放置在拼接缝内，下夹板支撑木龙骨之后撤除反吊装置）；

步骤四、在拼接缝模板上方由下至上浇筑钢纤维混凝土，当钢纤维混凝土的强度达到设计强度的85%以上，依序拆除若干组夹具、木龙骨和拼接缝模板。

实施例3：

在实施例1和实施例2公开方案的基础上，本实施例的钢纤维混凝土浇筑时从拼接缝长度方向的一端向另一端逐步进行浇筑并用平板振捣器振捣密实。本实施例用平板振捣器振捣密实的目的，是保证钢纤维混凝土之间相接良好，逐步浇筑是为了防止裂纹产生。

T梁指横截面形式为T型的梁，T梁两侧挑出部分为翼缘，T梁中间部分为梁肋，翼板钢筋位于翼缘处。拼接缝在动载的条件下拼接施工，引导车流至T梁的梁肋通行。

拼接缝位于T梁和T梁之间，两个T梁拼接后形成拓宽梁板；拼接缝两侧各预留出40~60cm宽且露出翼板钢筋的区域，拼接缝两侧的预留区域分别位于两个T梁上。

混凝土层长度方向左侧的拼接缝钢筋（即环形钢筋）与悬浇箱梁裸露的翼板钢筋绑扎并满焊固定，混凝土层长度方向右侧的拼接缝钢筋与T梁裸露的翼板钢筋绑扎并满焊固定。

本实施例的两个T梁采用“上连下不连”的方式进行拼接，上部结构通过拼接形成整体共同受力，下部结构分离，独立受力；拼接缝钢筋的两侧分别与裸露的翼板钢筋连接并满焊，是为了保证拼接缝的连接质量。本实施例把拼接缝钢筋与翼板钢筋所有接触的地方都进行熔焊（即满焊），满焊适用于焊接强度较高的环境，满焊也可以实现两个T梁的刚性连接，减少拼接缝内混凝土的开裂。

翼板钢筋为网状钢筋，混凝土层内埋设有若干PVC管，若干PVC管位于网状钢筋的不同网格内。本实施例的内侧梁板和外侧梁板在动荷载情况下拼接，拼接夹具的螺杆穿过PVC管把内侧梁板和外侧梁板刚性连接，本实施例在纵向拼接缝部分套设PVC管，拼接桥梁在拼接施工时，需要在拼接缝中浇筑混凝土，混凝土凝固过程中PVC管与混凝土固定成一体，当混凝土达到设计强度后拆卸拼接夹具，从PVC管中可以抽出螺杆，使螺杆可以重复使用，降低施工成本。优选每个PVC管内均灌注有使PVC管填塞密实的水泥浆，本实施例在每个PVC管内均灌注微膨胀水泥浆，确保孔洞填塞密实，保证拼接缝不漏水。

PVC管为一次性使用的耗材，单次使用完之后与浇筑的混凝土固定，抽出夹紧件可以使夹紧件、上夹板和下夹板重复使用，降低施工成本。

实施例4：

在实施例1-实施例3公开方案的基础上，新建拼宽桥梁时，拼接缝两侧各预留出50cm宽的桥面铺装层，拼接缝浇筑结束后，钢筋网片与预留钢筋网片搭接，搭接长度≥30cm并绑扎牢固，浇筑拼接缝处桥面铺装。

拼接缝浇筑前在拼接缝的相邻2块梁板处先进行夹具安装，使拼接缝处的内、外侧梁板形成临时刚性连接，确保通车侧与非通车侧的桥梁达到共振，以此提高拼接缝混凝土的抗裂性，保证混凝土的浇筑质量。

夹具由I 22热轧普通工字钢、M20螺杆、PVC管组成。其中I 22热轧普通工字钢长度需由拼缝宽度确定，拼缝两侧各伸出1m即可。拼接缝上下个各1根型钢，在型钢上打孔，利用M20螺杆紧固上下型钢，PVC管套在螺杆，螺杆穿过纵缝混凝土的部分用PVC管与纵缝混凝土隔开。

拼接缝模板采用优质竹胶板即可，安装轻便。拼接缝钢筋连接梁体翼板钢筋前，拼接缝钢筋需下料成环形钢筋。环形钢筋两侧与翼板钢筋连接，连接长度必须满足10d且环形筋与翼板钢筋采用满焊，以确保拼接缝连接质量。

I22工字钢下料长度为拼接缝宽度d+2m，工字钢上两侧各打孔2个，便于安装M20螺杆；型钢夹具安装间距2.0m，螺杆横向间距需根据拼接缝宽度确定，便于安装拆卸即可。螺杆需伸出工字钢5cm，螺帽上紧后其预留高度控制在2cm。桥面铺装两侧高差位置可支垫钢垫板，保证型钢夹具安装牢固，上下螺杆拧紧后使内、外侧梁板形成刚性连接。模板采用优质竹胶板，便于安装，安装反吊法。模板安装后必须平整，接缝严密，防止漏浆，模板安装后拼接缝内杂物需清理干净。

螺杆两端的螺母把上夹板和下夹板以可拆卸的方式紧固连接，具有拆装方便、紧固性好的优点。优选螺杆为两个，两个螺杆均贯穿拼接缝，两个螺杆平行设置。本实施例设置两个螺杆的目的，是为了更好的夹紧上夹板和下夹板。相邻两组夹具的间距≤2m。将两组夹具的间距控制在2m范围内，最大限度的保证两个T梁的临时刚性连接。

为了提高混凝土抗拉、抗折强度，拼接缝混凝土需采用钢纤维混凝土浇筑。混凝土倾倒高度＜1.5m，由底侧向高侧浇筑，振捣采用擦入式振捣棒。夹具拆卸后，螺杆预留孔需要用微膨胀水泥浆进行注浆处理，确保孔洞填塞密实，保证拼接缝不漏水。

拼接缝浇筑前，先将两个T梁的桥面铺装及护栏施工完毕，待桥面铺装强度达到85%以上方可进入拼接缝施工。原因如下：1）使T梁恒载施加后梁体变形提前完成，利于拼缝混凝土质量控制，减少裂缝产生的风险。2）若先进行拼接或内侧桥桥面铺装强度未达到要求，在外侧桥车辆荷载不断作用扰动下，内侧桥桥面铺装极易沿拼缝位置向内侧出现大量桥面裂缝。

钢纤维混凝土原料由C50钢纤维混凝土、水泥、粉煤灰、砂、石、水、外加剂、钢纤维组成，其中：

水泥：P.O52.5，比表面积≥300m2/Kg,初凝时间≥45min，终凝时间≤600min，28d抗折强度≥7.0MPa, 28d抗压强度≥52.5MPa；

粉煤灰：Ⅱ级，细度≤25%，需水量比≤105%，烧失量≤8%；

碎石：5-16，16-25，压碎值≤20%，针片状含量≤15%，含泥量≤1.0%；

砂：Ⅱ区中砂，亚甲蓝≤1.4g/Kg；

外加剂：聚羧酸高性能减水剂，液体，减水率≥15%，泌水率比≤90%，含气量≤3.0%，抗压强度比1d≥140%、3d≥130%、7d≥125%、28d≥120%；

钢筋：符合设计及规范要求。（HRB400：屈服强度≥400MPa、抗拉强度≥540MPa伸长率≥16%）。

钢纤维混凝土配比可以是：C50钢纤维混凝土：水泥：粉煤灰：砂：石：水：外加剂:钢纤维=380~395:90~98:710~719:1075~1079:161~167:5.5~5.8: 62~62.5。

钢纤维混凝土优选的配比为：C50钢纤维混凝土：水泥：粉煤灰：砂：石：水：外加剂:钢纤维=389:96:717:1077:165:5.8:62.5，配合比经批复验证，强度及工作性能满足要求。

本实施例的夹具实现了“边通车边施工”的条件，减少了交通组织费用投入，加快了施工进度；夹具使拼接桥梁形成刚性连接，提高了拼接质量，降低了后期维护费用。

夹具需根据桥梁拼宽长度而定，一次性投入较高，但其可实现“单向车道边通车边施工”的施工组织模式，即施工段落进行短距离的交通封闭，减少了交通组织维护的大费用投入，同时提高了拼接缝质量，可重复利用，降低了后期维护费用。若按常规拼接缝施工工艺，则需要进行交通转换（半幅封闭半幅通车），一般交通转换需在高速公路设置临时开口部，长度为桥长+两侧渐变段长（1000m）。而本实施例的拼接方法只需要封闭施工区域段，其交通组织封闭长度约150m。交通组织设施投入少，交通维护人工费用少，节约了大量的交通组织成本。

实施例5：

在实施例1-实施例4公开方案的基础上，本实施例公开了两个T梁拼接方法的应用。

某大桥引桥主要结构为跨径16.5m、17.5m、20m的简变连的预应力T梁，T梁内、外侧桥拼接缝宽度35cm，采用“上连下不连”的拼接方式进行拼接，设计拼接缝混凝土采用C50普通混凝土，内侧桥梁板架设完毕后施工内侧桥桥面系且桥面铺装强度达到85%以上，引桥T梁因跨径小，为了提高施工效率，加快施工进度，拼接缝在动载的条件下拼接施工。主桥为单箱单室的变截面连续箱梁，其内、外侧箱梁拼接缝宽度50cm，采用“上连下不连”的拼接方式进行拼接，设计拼接缝混凝土采用C55普通混凝土，在恒载+预应力+收缩徐变作用下，内侧桥成桥时内、外侧主桥最大纵向位移差 25.1mm，最大竖向位移差 29.3mm。主桥拼接缝两侧翼缘板间位移差较大，其拼接缝又位于重车通行车道，拼接缝将会在长期的正负弯矩及剪力效应下产生疲劳破坏。内、外侧翼板预留钢筋采用未封闭成环的连接筋进行焊接连接，焊接长度按规范执行。为了确保钢筋连接性能，采用封闭成环型的连接筋对预留钢筋进行连接，起到了更好的连接作用（拼接缝钢筋下料成环形钢筋该环形钢筋的两端折弯成环形部，两个所述环形部分别勾住两侧的翼板钢筋之后，环形部的尾端与环形钢筋进行满焊，如图3所示，为了连接密实，本实施例的环形钢筋与翼板钢筋的连接长度大于10d且环形钢筋与翼板钢筋满焊，其中，d为拼接缝宽度。优选拼接缝钢筋与翼板钢筋的连接长度≥10倍的拼接缝宽度，连接长度≤预留区域的宽度。通过限制连接长度，保证拼接缝钢筋与翼板钢筋连接强度），同时焊接长度不仅要满足规范要求，而且要达到满焊的标准要求。因主桥在静载条件下进行拼接缝施工，所以其模板采用优质竹胶板即可并固定牢靠，保证其拼接质量；混凝土浇筑按常规工艺实施，确保振捣密实。

浇筑的混凝土采用UHTCC混凝土在拼接缝中浇筑成型的。UHTCC混凝土是一种新型高性能纤维水泥基复合材料，UHTCC混凝土具有较高的抗拉强度和较高应变能力。若干钢筋沿拼接缝的长度方向等间距分布。本实施例将若干钢筋等间距分布的目的，是保证翼板钢筋与平行钢筋束焊接的均匀性，在长度方向上翼板钢筋与平行钢筋束焊接强度一致，减少拼接混凝土的裂缝。

新建内、外侧T型桥梁拼接时，采用型钢夹具使内、外侧桥临时形成刚性连接后先拼接横隔板、墩顶现浇，后拼接湿接缝。但注意拼接前必须先施工新建桥护栏及桥面铺装且桥面铺装强度达到85%以上方可进行拼接。新建内、外侧悬浇箱梁因其跨度大，内外侧桥建成时差大导致混凝土收缩徐变及桥梁沉降等为变量情况下，标高控制及拼接缝质量控制风险大，建议采取分离式建设。经过试验研究，中、小跨径桥梁拼接缝混凝土宜采用钢钎维混凝土进行施工，因其造价交底，其性能可满足中小跨径桥梁的拼接质量要求；而大跨径桥梁拼接缝施工宜采用UHTCC混凝土进行施工，因其混凝土具有良好的抗疲劳和耐久性能，其剪切破坏和断裂破坏都具有显著的韧性特征。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.边通车边施工条件下桥梁的拼接方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、在T梁和T梁之间的拼接缝内放置拼接缝模板，使用木龙骨支撑拼接缝模板；

步骤二、将两个T梁预留出的翼板钢筋上下进行满焊；

步骤三、沿拼接缝的长度方向依序安装若干组夹具，调节夹具使其夹紧拼接缝两侧的T梁，此时木龙骨架设在每组夹具的下夹板上；

步骤四、在拼接缝模板上方由下至上浇筑钢纤维混凝土，当钢纤维混凝土的强度达到设计强度的85%以上，依序拆除若干组夹具、木龙骨和拼接缝模板。

2.根据权利要求1所述的边通车边施工条件下桥梁的拼接方法，其特征在于，每组所述夹具均包括上夹板、下夹板和两根螺杆，上夹板和下夹板把两个T梁夹持在中间，两根螺杆贯穿上夹板、拼接缝、下夹板并拧紧固定。

3.根据权利要求2所述的边通车边施工条件下桥梁的拼接方法，其特征在于，上夹板、下夹板均与两个T梁面接触，不允许多点接触。

4.根据权利要求1所述的边通车边施工条件下桥梁的拼接方法，其特征在于，所述步骤三具体为：在两个T梁的上表面放置上夹板、在两个T梁的下表面放置下夹板，下夹板的上表面与木龙骨的下表面接触；每个上夹板安装两根螺杆，两根螺杆依次贯穿拼接缝模板、下夹板后使用螺母拧紧。

5.根据权利要求4所述的边通车边施工条件下桥梁的拼接方法，其特征在于，采用反吊法把拼接缝模板、木龙骨放置在拼接缝内，所述下夹板支撑木龙骨之后撤除反吊装置。

6.根据权利要求1所述的边通车边施工条件下桥梁的拼接方法，其特征在于，所述钢纤维混凝土浇筑时从拼接缝长度方向的一端向另一端逐步进行浇筑并用平板振捣器振捣密实。

7.根据权利要求1或6所述的边通车边施工条件下桥梁的拼接方法，其特征在于，T梁指横截面形式为T型的梁，T梁两侧挑出部分为翼缘，T梁中间部分为梁肋，翼板钢筋位于翼缘处。

8.根据权利要求7所述的边通车边施工条件下桥梁的拼接方法，其特征在于，拼接缝在动载的条件下拼接施工，引导车流至任一T梁的梁肋通行。