CN110409304B - 一种节段预制盖梁悬臂拼装施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种节段预制盖梁悬臂拼装施工方法，包括以下步骤：（1）预制时预埋临时设备安装用预埋件，并设置盖梁顶面的锚固块；（2）预先安装预制盖梁悬臂段钢结构挂架和销棒组件以及临时锚固用锚固件；（3）从预制场运输到吊装现场；（4）起吊安装盖梁主段；（5）在节段接缝面上涂抹环氧胶，起吊悬臂段后利用钢结构挂架引导就位；（6）安装侧面预应力钢筋并张拉固定，紧固前支点的单向顶紧杆，实现悬臂段初步固定；（7）安装顶面预应力钢筋，成组对称张拉顶面预应力钢筋，同时逐步卸载吊车吊重，直至完成悬臂段临时固定。本发明的优点是：实现了预制盖梁节段预制拼装施工过程中的快速临时固结，确保了临时固结的强度，提高了施工效率。

Description

一种节段预制盖梁悬臂拼装施工方法

技术领域

本发明涉及桥梁混凝土盖梁施工技术领域，具体涉及一种节段预制盖梁悬臂拼装施工方法。

背景技术

目前桥梁混凝土盖梁施工一般采用支架现浇法或整体预制吊装施工法来实现。混凝土盖梁采用预制施工可以显著缩短工期，减少施工占道时间，且具有质量高、安全风险低和环保等优势，因而在国内外城市桥梁中的应用方兴未艾。

六车道以上的城市高架桥中多见大悬臂盖梁形式，这种盖梁的梁长和梁重通常很大，整体预制常受限于城市道路运输限行要求和起吊设备的起吊能力，而使整体预制吊装施工法无法实施，节段悬臂拼装施工法可以解决这个问题。

节段悬臂拼装施工法在桥梁上部结构中已有大量成功应用，其中节段接缝可以采用常规环氧胶接缝，接缝面上设混凝土剪力键。然而节段施工法施工时需要采用大型架桥机，包括起吊节段用的桥面吊机系统以及节段临时锚固系统等，造价非常高，且设备拆装复杂，周转率非常低，施工流程时间长，不利于施工面的快速铺开和快速收尾。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供了一种节段预制盖梁悬臂拼装施工方法，该施工方法包括在预制盖梁阶段预埋临时结构安装用的各类锚固件，并在盖梁顶面设置锚固块；在悬臂段上安装钢结构挂架，并利用该钢结构挂架引导悬臂段的水平位移到位；然后再依次安装侧面预应力钢筋和顶面预应力钢筋，实现对悬臂段的快速拼接临时固结。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种节段预制盖梁悬臂拼装施工方法，所述预制盖梁包括主段和悬臂段，其特征在于所述拼装施工方法包括以下步骤：预制所述主段和所述悬臂段时，在所述主段以及所述悬臂段顶面对应设置锚固块，在所述主段以及所述悬臂段内对应设置预埋钢管组，在所述悬臂段内设置第一预埋钢管；将钢结构挂架利用所述第一预埋钢管锚固于所述悬臂段，并在所述预埋钢管组内穿设锚固用钢筋形成预埋锚固组件；所述主段吊装到位后，采用吊车起吊所述悬臂段，利用所述钢结构挂架引导所述悬臂段就位，使所述钢结构挂架的前支撑端支撑于所述主段的顶面；将两个所述预埋锚固组件位于所述预制盖梁同侧的锚固端之间通过侧面预应力钢筋连接并张拉固定；在两个锚固块之间安装若干顶面预应力钢筋并成组张拉固定，同时逐步卸载所述吊车的吊重，直至完成所述悬臂段的临时固定。

所述钢结构挂架包括分别设置于所述悬臂段的两个非拼接侧面上缘部的挂架主体以及连接两个所述挂架主体的呈顺桥向设置的连接件和销棒组件，所述挂架主体的下部开设有耳孔，所述销棒组件穿过所述耳孔设置于所述第一预埋钢管内。

所述钢结构挂架的前支撑端支撑于所述主段的顶面位置处预埋有前支撑承压钢板，所述钢结构挂架的后支撑端支撑于所述悬臂段的顶面位置处预埋有后支撑承压钢板。

将所述钢结构挂架利用所述第一预埋钢管锚固于所述悬臂段的具体方法为：将两个所述挂架主体分别设置于所述悬臂段的两个非拼接侧面上缘部，将套有空心销棒的销棒用钢筋从所述悬臂段侧面依次穿过所述耳孔和所述第一预埋钢管；在所述销棒用钢筋两端安装垫板，并用螺母对所述空心销棒进行紧固；再将两个所述挂架主体的上部通过连接件进行张拉固定。

所述钢结构挂架的前支撑端还竖向设置有单向顶紧杆，所述单向顶紧杆包括内螺纹钢管和与所述内螺纹钢管相匹配的外螺纹钢棒，当所述侧面预应力钢筋张拉固定后，紧固所述钢结构挂架的所述单向顶紧杆使所述悬臂段初步固定。

所述预埋钢管组包括呈上下设置的位于同一竖直面内的两根第二预埋钢管，所述第二预埋钢管呈顺桥向设置，同组的所述锚固用钢筋的两端安装有锚固耳板以构成所述锚固端。

成组张拉所述顶面预应力钢筋的具体方法为：将所述顶面预应力钢筋对称分为若干组，每组所述预应力钢筋进行多阶段张拉，每阶段张拉后持荷一段时间，然后卸载所述吊车的部分吊重，再继续持荷一端时间后进行下一阶段张拉，直到所述顶面预应力钢筋达到张拉设计值，然后进行锚固。

本发明的优点是：实现了预制盖梁节段预制拼装施工过程中的快速临时固结，确保了临时固结的强度，提高了施工效率。

附图说明

图1为本发明中施工装置的结构示意图；

图2为图1中A-A剖面的示意图；

图3为本发明中钢结构挂架的结构示意图；

图4为本发明中顶面锚固装置和侧面锚固装置的结构示意图；

图5为本发明中利用钢结构挂架拼接一侧悬臂段的吊装过程示意图；

图6为本发明中安装顶面锚固装置和侧面锚固装置的施工过程示意图；

图7为本发明中另一侧悬臂段的吊装过程示意图；

图8为办发明中两侧悬臂段与主段拼接完成的示意图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本发明的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1-8，图中标记1-22分别为：墩柱1、主段2、悬臂段3、挂架主体4、销棒组件5、锚固块6、顶面预应力钢筋7、拼接面8、锚固耳板9、侧面预应力钢筋10、主段吊点11、悬臂段吊点12、销棒用预埋钢管13、销棒用钢筋14、空心销棒15、侧面锚固用预埋钢管16、锚固用钢筋17、锚固用预埋钢管组件18、单向顶紧杆19、连接件20、前支撑承压钢板21、后支撑承压钢板22。

实施例：如图1-8所示，本实施例具体涉及一种节段预制盖梁悬臂拼装施工方法，该施工方法通过在预制主段2和悬臂段3的过程中预埋各类锚固件，并在主段2和悬臂段3顶面设置锚固块6；在悬臂段3上安装钢结构挂架，并利用该钢结构挂架引导悬臂段3的水平位移到位；然后再依次安装侧面预应力钢筋10和顶面预应力钢筋7，实现对悬臂段3的快速拼接临时固结。

如图1-8所示，本实施例中的盖梁包括一个主段2和两个悬臂段3，其拼装施工方法主要包括以下步骤：

（1）在预制场预制主段2和悬臂段3时，根据悬臂段3的自重，通过计算确定顶面预应力钢筋7的根数、长度以及锚固位置，顶面预应力钢筋7的设计需考虑盖梁顶部的空间以及顶面预应力钢筋7的张拉施工空间，且需对称布置；根据盖梁顶部的顶面预应力钢筋7的数量和锚固位置，并依据局部承压原理设计锚固块6的尺寸以及该处需埋设的承压钢筋数量。本实施例中，悬臂段3的自重为100t，顶面预应力钢筋7设计为4根直径为40mm、长度为6m的精轧螺纹钢。

完成锚固块6的制作，并在对应位置埋设承压钢筋和承压钢板，锚固块6对应设置在主段2顶面和悬臂段3顶面，且两者的连线与盖梁的横桥向同向，锚固块6具体为混凝土锚固块，在两个锚固块6上开设有若干个位于同一水平线上的锚固孔，用于安装顶面预应力钢筋7。

根据悬臂段3的自重和拼接面8的最小平均压应力要求，通过计算确定侧面预应力钢筋10的根数、长度以及锚固位置；根据侧面预应力钢筋10的数量和锚固位置，设计计算穿棒法锚固所需的锚固用钢筋17的数量；侧面预应力钢筋10设计为在盖梁两侧面（非拼接侧面）完全对称布置，确保侧面预应力钢筋10张拉后主段2和悬臂段3的拼接面对称受压，不会产生水平偏转。本实施例中，拼接面8的最小平均压应力要求为0.3MPa，侧面预应力钢筋10设计为两根直径为40mm、长度为6m的精轧螺纹钢，锚固用钢筋17则设计为4根直径为40mm的精轧螺纹钢。

在主段2和悬臂段3内部安装侧面锚固用预埋钢管16，为了确保侧面锚固用预埋钢管16的位置准确，其两端处各埋设有一块端部定位板（图中未标示出），侧面锚固用预埋钢管16呈顺桥向设置，侧面锚固用预埋钢管16的数量根据悬臂段3的自重进行选择，本实施例具体选用两根侧面锚固用预埋钢管16，且两根侧面锚固用预埋钢管16呈上下设置并位于同一竖直面内。

根据钢结构挂架的前支撑端和后支撑端位置，预埋前支撑承压钢板21和后支撑承压钢板22；预埋主段2的起吊构造，主段吊点11位于主段2的重力线上，预埋悬臂段3的起吊构造，悬臂段吊点12位于悬臂段3和悬臂段3上所有施工装置的重力重合线上；根据销棒组件5的安装位置，预埋销棒用预埋钢管13和防崩钢筋，销棒用预埋钢管13呈顺桥向设置。本实施例中，钢结构挂架的前支撑端和后支撑端之间的距离为2.5m，前支撑端到拼接面8的距离为0.5m，后支撑端到拼接面8的距离为2m，经过空间数值分析，钢结构挂架在销棒组件5处最大设计承载力大于100t，即使拼接面8处的剪力键全部不参与传递悬臂段3的自重，也可确保悬臂段3的自重能通过钢结构挂架和销棒组件5全部传递到主段2。

（2）将钢结构挂架安装到悬臂段3上，具体的，钢结构挂架包括两个挂架主体4，每个挂架主体4的下部开设有耳孔，销棒用预埋钢管13的轴线穿过两个挂架主体4的耳孔的孔心；将两个挂架主体4呈倒置的L形对称设置在悬臂段3的两个非拼接侧面的上缘部，即挂架主体4的上部搁置在节段预制盖梁的侧边上，而挂架主体4的下部内侧则紧靠节段预制盖梁的侧壁；将两个挂架主体4的下部通过销棒组件5进行拉结固定，具体的，将空心销棒15套设在销棒用钢筋14外部形成销棒组件5，而销棒组件5则依次穿过挂架主体4的耳孔以及销棒用预埋钢管13，空心销棒15的外径和挂架主体4的耳孔直径差要求在5mm以内，然后在销棒用钢筋14的两端安装垫板，并通过螺母穿进销棒用钢筋14内对空心销棒15进行紧固，防止空心销棒6滑脱，同时允许空心销棒6发生有限转动，满足钢结构挂架在施工过程中的转动要求；安装后的挂架主体4通过后支撑端支撑在后支撑承压钢板22上，确保挂架主体4仅通过销棒组件5和后支撑端传力，防止挂架主体4和悬臂段的不必要接触造成悬臂段3的结构损坏。

挂架主体4初步安装后，将两个挂架主体4的上部之间通过横跨悬臂段3顶面的连接件20进行连接，并进行张拉固定，来平衡施工中挂架主体4因受到偏心荷载产生的水平力，使两个挂架主体4形成整体。本实施例中，根据悬臂段3的重量，连接件20具体选用两根直径为40mm的精轧螺纹钢。

（3）安装锚固用预埋钢管组件18，即在主段2和悬臂段3内的每根侧面锚固用预埋钢管16内穿设锚固用钢筋17，构成锚固用预埋钢管组件18，锚固用钢筋17的长度超出对应位置处主段2和悬臂段3的顺桥向宽度，即锚固用钢筋17的两端伸出于主段2和悬臂段3，锚固用钢筋17的两侧外露段安装锚固耳板9，并用螺帽固定，锚固耳板9一则将两组锚固用预埋钢管组件18形成牢固的受力整体，二则在此处形成锚固端，便于穿设侧面预应力钢筋10。

（4）使用平板运输车将预制的主段2和悬臂段3从预制场运输到吊装现场。

（5）使用地面吊车起吊安装主段2，本实施例中，主段2和墩柱1之间采用套筒连接，待连接段的砂浆达到设计强度后，进行下一施工步骤。

（6）检查前述各步骤中安装的部件连接无误后，在拼接面8上涂抹环氧胶，环氧胶的涂抹厚度和工艺按要求进行，并在30分钟内采用地面吊车起吊悬臂段3。本实施例中，吊装方式为柔性吊点吊装方式，钢丝绳采用双股预应力钢绞线，每个悬臂段3设置四个吊点，确保起吊安全；使用地面吊车将悬臂段3吊起，起吊后悬臂段3先上吊从上空逐步下移，下移到悬臂段3上的拼接面8与主段2拼接面8基本平齐，悬臂段3上的钢结构挂架的前支撑端位于主段2上方；利用钢结构挂架引导悬臂段3水平移动，使悬臂段3初步就位；初步就位后悬臂段3和主段2的拼接面平齐，将钢结构挂架的前支撑端的单向顶紧杆19和前支撑承压钢板21对齐；预紧固单向顶紧杆19，确保钢结构挂架4和主段2之间的紧密接触和力的传递。

（7）采用地面登高机，安装侧面预应力钢筋10，将位于盖梁同侧的锚固用预埋钢管组件18的端部通过侧面预应力钢筋10进行连接，侧面预应力钢筋10呈横桥向水平设置，对称张拉预制盖梁两侧的侧面预应力钢筋10到设计值后锚固；再次紧固单向顶紧杆19，使单向顶紧杆支撑在前支撑承压钢板21上，完成悬臂段3的初步锁定。本实施例中钢结构挂架的单向顶紧杆19竖向设置在其前支撑端，包括内螺纹钢管和与之相匹配的外螺纹钢棒，外螺纹钢棒的前端光滑外凸，可以传递竖向压力，保证竖向变形同步，同时可以满足水平方向的位置调整需求。

（8）安装顶面预应力钢筋7，将主段2和悬臂段3上对应设置的锚固块6之间通过顶面预应力钢筋7进行连接，顶面预应力钢筋7呈横桥向水平设置，成组对称张拉顶面预应力钢筋7，本实施例中的顶面预应力钢筋7包括两组，每组两根；第一组顶面预应力钢筋7进行三阶段张拉，每阶段张拉到设计值后持荷一段时间，然后相应地卸载地面吊车的设计吊重，再继续持荷一段时间后进行下一阶段张拉，直到预应力钢筋达到张拉设计值并进行锚固；第二组顶面预应力钢筋7进行两阶段张拉，每阶段张拉到设计值后持荷一段时间，然后相应地卸载地面吊车的设计吊重，再继续持荷一段时间后进行下一阶段张拉，直到顶面预应力钢筋7达到张拉设计值后进行锚固；此时地面吊车可以卸载全部悬臂段3自重，悬臂段3和主段2实现完全临时固结；及时清理并刮除拼接面8边缘被挤出的环氧胶；通过数值分析和计算，施工全过程中拼接面8上未出现拉应力，临时固结完成后，节段接缝面7上的平均压应力达到0.5Mpa，确保临时固结的稳定性。

（8）按照前述步骤安装主段2另一侧的悬臂段3，完成盖梁的快速拼装施工。

（9）安装盖梁预应力钢束，并进行张拉和灌浆施工后，拆除盖梁拼装用的临时固定的侧面预应力钢筋10、顶面临时预应力钢筋7以及钢结构挂架，锚固块6对结构受力无不利影响可以留置。

本实施例的有益效果是：（1）通过在预制盖梁内预埋锚固件，并在悬臂段上安装钢结构挂架等设备，可对悬臂段的吊装到位起到引导作用，而且顶面锚固装置和侧面锚固装置可将悬臂段与主段临时拉结锚固在一起，起到良好的传力作用，增强了临时固结的强度；（2）实现了预制盖梁节段预制拼装施工过程中的快速临时固结，提高了施工效率。

Claims (3)

1.一种节段预制盖梁悬臂拼装施工方法，所述预制盖梁包括主段和悬臂段，其特征在于所述拼装施工方法包括以下步骤：预制所述主段和所述悬臂段时，在所述主段以及所述悬臂段顶面对应设置锚固块，在所述主段以及所述悬臂段内对应设置预埋钢管组，在所述悬臂段内设置第一预埋钢管；将钢结构挂架利用所述第一预埋钢管锚固于所述悬臂段，并在所述预埋钢管组内穿设锚固用钢筋形成预埋锚固组件；所述主段吊装到位后，采用吊车起吊所述悬臂段，利用所述钢结构挂架引导所述悬臂段就位，使所述钢结构挂架的前支撑端支撑于所述主段的顶面；将两个所述预埋锚固组件位于所述预制盖梁同侧的锚固端之间通过侧面预应力钢筋连接并张拉固定；在两个锚固块之间安装若干顶面预应力钢筋并成组张拉固定，同时逐步卸载所述吊车的吊重，直至完成所述悬臂段的临时固定；

所述钢结构挂架包括分别设置于所述悬臂段的两个非拼接侧面上缘部的挂架主体以及连接两个所述挂架主体的呈顺桥向设置的连接件和销棒组件，所述挂架主体的下部开设有耳孔，所述销棒组件穿过所述耳孔设置于所述第一预埋钢管内；

所述钢结构挂架的前支撑端支撑于所述主段的顶面位置处预埋有前支撑承压钢板，所述钢结构挂架的后支撑端支撑于所述悬臂段的顶面位置处预埋有后支撑承压钢板；

所述钢结构挂架的前支撑端还竖向设置有单向顶紧杆，所述单向顶紧杆包括内螺纹钢管和与所述内螺纹钢管相匹配的外螺纹钢棒，当所述侧面预应力钢筋张拉固定后，紧固所述钢结构挂架的所述单向顶紧杆使所述悬臂段初步固定；

将所述钢结构挂架利用所述第一预埋钢管锚固于所述悬臂段的具体方法为：将两个所述挂架主体分别设置于所述悬臂段的两个非拼接侧面上缘部，将套有空心销棒的销棒用钢筋从所述悬臂段侧面依次穿过所述耳孔和所述第一预埋钢管；在所述销棒用钢筋两端安装垫板，并用螺母对所述空心销棒进行紧固；再将两个所述挂架主体的上部通过连接件进行张拉固定。

2.根据权利要求1所述的一种节段预制盖梁悬臂拼装施工方法，其特征在于所述预埋钢管组包括呈上下设置的位于同一竖直面内的两根第二预埋钢管，所述第二预埋钢管呈顺桥向设置，同组的所述锚固用钢筋的两端安装有锚固耳板以构成所述锚固端。

3.根据权利要求1所述的一种节段预制盖梁悬臂拼装施工方法，其特征在于成组张拉所述顶面预应力钢筋的具体方法为：将所述顶面预应力钢筋对称分为若干组，每组所述预应力钢筋进行多阶段张拉，每阶段张拉后持荷一段时间，然后卸载所述吊车的部分吊重，再继续持荷一段时间后进行下一阶段张拉，直到所述顶面预应力钢筋达到张拉设计值，然后进行锚固。

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