CN110700113B - 一种无预应力束桥梁的预应力施加装置的施工方法 - Google Patents
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Abstract
一种无预应力束桥梁的预应力施加装置的施工方法，预应力施加装置设置在桥墩顶部与钢箱梁的底部之间，且位于桥墩与钢箱梁的支座内侧；包括有垫板、同步液压千斤顶、螺旋千斤顶和调平板；所述垫板纵向设置在桥墩的顶部、靠近支座位置处；所述螺旋千斤顶有两组，分别布置在垫板的前后两端；每组螺旋千斤顶沿纵向间隔设置，且在每个螺旋千斤顶的顶部对应套设有垫环；所述同步液压千斤顶有一组，沿纵向间隔布置在两组螺旋千斤顶之间；所述调平板呈楔形，垫设在同步液压千斤顶和螺旋千斤顶的顶部与钢箱梁之间，并且调平板的顶面坡度与钢箱梁的底面纵坡的坡度相适应。本发明解决了传统的施工方法工期较长、造价高和施工安全性较低的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及桥梁工程领域，特别是一种无预应力束桥梁的预应力施加装置的施工方法。
背景技术
钢-混凝土组合连续梁是在钢结构和混凝土结构基础上发展起来的一种新型结构形式，它合理地利用了钢材的抗拉强度高和混凝土的抗压能力强的特点。随着我国交通事业的发展，钢-混组合梁桥的预压力施加一般采取预留孔道预应力张拉的办法解决。常规施工方法工期较长，造价高，施工安全性较低。
发明内容
本发明的目的是提供一种无预应力束桥梁的预应力施加装置的施工方法，要解决传统的施工方法工期较长、造价高和施工安全性较低的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。
一种无预应力束桥梁的预应力施加装置，设置在桥墩顶部与钢箱梁的底部之间，且位于桥墩与钢箱梁的支座内侧；包括有垫板、同步液压千斤顶、螺旋千斤顶和调平板；所述垫板纵向设置在桥墩的顶部、靠近支座位置处；所述螺旋千斤顶有两组，分别布置在垫板的前后两端；每组螺旋千斤顶沿纵向间隔设置，且在每个螺旋千斤顶的顶部对应套设有垫环；所述同步液压千斤顶有一组，沿纵向间隔布置在两组螺旋千斤顶之间；所述调平板呈楔形，垫设在同步液压千斤顶和螺旋千斤顶的顶部与钢箱梁之间，并且调平板的顶面坡度与钢箱梁的底面纵坡的坡度相适应。
优选的，所述垫板的长度为不小于160cm，垫板的宽度不小于60cm。
优选的，横向相邻的螺旋千斤顶之间的间距为5cm～10cm；纵向相邻的同步液压千斤顶之间的间距为5cm～8cm。
优选的，所述调平板的长度与垫板的长度相适应，为不小于160cm；调平板的宽度与垫板的宽度相适应，为不小于60cm；调平板的厚度为1cm～5cm。
优选的，还包括有垫环；所述垫环与同步液压千斤顶的数量相适应，且对应垫设在同步液压千斤顶的顶部与调平板之间；所述垫环的外径不大于42cm，内径不大于35cm。
一种预应力施加装置的施工方法，包括步骤如下。
步骤一，将钢箱梁吊装至已施工完成的桥墩及临时支撑上，所述临时支撑支设在桥墩之间。
步骤二，调整各段钢箱梁的位置，进行现场焊接连接，待钢箱梁全部焊接完成，形成连续梁体系。
步骤三，在钢箱梁的空腔内、对应桥墩的位置处浇筑墩顶混凝土。
步骤四，按照设计图纸，在连续梁体系的顶部、对应连续梁体系的正弯矩区位置铺设正弯矩区预制桥面板，一次铺完各跨的正弯矩区预制桥面板，使正弯矩区预制桥面板与连续梁体系结合后以组合截面体系参与结构受力；正弯矩区预制桥面板由正弯矩区预制桥面板块拼接而成。
步骤五，浇筑正弯矩区预制桥面板块之间的湿接缝，待湿接缝强度与弹性模量均达到设计值的90%以上时，进行步骤六。
步骤六，安装操作平台：将操作平台安装在负弯矩区中的桥墩的上部；
所述操作平台包括有固定架、悬挑架和平台板；所述固定架有一组，沿横向间隔布置，每个固定架纵向设置；所述固定架呈门形，包括有两条竖边和连接在两条竖边顶部之间的纵边；固定架的纵边搭设在桥墩的顶部，固定架的两条竖边分别位于桥墩的前后两侧且与桥墩可拆卸连接；所述悬挑架有两个，分别设置在桥墩的前后侧；每个悬挑架的纵向切面呈L形，包括有水平框架和竖向框架；所述水平框架横向连接在对应一侧的一组固定架的竖边底部，与固定架形成整体；所述平台板满铺水平框架顶部。
步骤七，在负弯矩区的各个桥墩上安装预应力施加装置：将垫板和调平板吊运到桥墩上，固定垫板；将螺旋千斤顶安装在垫板上，在螺旋千斤顶的顶部放置调平板，并将螺旋千斤顶顶起，使调平板紧贴在钢箱梁的底面。
步骤八，将同步液压千斤顶吊运至负弯矩区的桥墩顶部，并对同步液压千斤顶进行精确定位。
步骤九，顶升桥墩顶部的同步液压千斤顶，将负弯矩区的钢箱梁顶起到设计高程，顶升完成。
步骤十，在同步液压千斤顶顶部与调平板底部之间加设垫环。
步骤十一，按照设计图纸，在连续梁体系的顶部、对应负弯矩区的位置处铺设负弯矩区预制桥面板，依次铺完各跨负弯矩区预制桥面板，使连续梁体系的负弯矩区的受拉区与数值减小；负弯矩区预制桥面板由负弯矩区预制桥面板块拼接而成。
步骤十二，负弯矩区预制桥面板块安装完成后，穿插负弯矩区预制桥面板块之间的湿接缝钢筋，并浇筑湿接缝混凝土。
步骤十三，进行落梁：待步骤十二中湿接缝混凝土的强度和弹性模量达到设计要求后将顶升的钢箱梁回落到支座上，至此施工完毕。
优选的，步骤一中，所述桥墩包括两个沿横向间隔设置的墩柱以及连接在两个墩柱上部之间的连梁；在每个墩柱与钢箱梁之间设置有支座；
步骤六中，在桥墩的每个墩柱的顶部均搭设有操作平台；
步骤七中，预应力施加装置安装在支座内侧的墩柱顶部。
优选的，步骤七中当调平板与钢箱梁底部之间的间距大于5cm～10cm时，将螺旋千斤顶顶起之间，在调平板与同一侧的螺旋千斤顶顶部之间垫设垫条。
优选的，步骤十中在铺设负弯矩区预制桥面板时，从位于连续梁体系中间的负弯矩区向位于连续梁体系两侧的负弯矩区依次进行。
优选的，步骤四中的正弯矩区预制桥面板和步骤十一中的负弯矩区预制桥面板采用门式起重机进行吊装；所述门式起重机横跨整个连续梁体系、且位于桥墩的正上方。
与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果。
1、本发明的无预应力束桥梁的预应力施加装置制作简单，使用过程中无污染、使用范围广，且该装置在使用完毕后便于拆卸，周转使用性强。
2、本发明中正弯矩区预制桥面板和负弯矩区预制桥面板的安装、浇筑采用皮尔格法，采用千斤顶顶升式预压力施加方法给梁体施加预应力，施工周期短，减少现场湿作业，节约工期，该装置操作流程简单，安全可控性好，对环境污染小，本发明适用于负弯矩区域不配预应力筋，并需要预先施加预压力改善受力性能的钢-混组合连续梁桥。
3、本发明中采用运输车与门式起重机配合使用，吊运工作效率高、使用安全性强。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
图1是本发明中操作平台安装在负弯矩区中的桥墩的上部的正面结构示意图。
图2是本发明中操作平台安装在负弯矩区中的桥墩的上部的侧面结构示意图。
图3是本发明中操作平台安装在负弯矩区中的桥墩的上部的平面结构示意图。
图4是本发明中墩柱的正面结构示意图。
图5是本发明中预应力施加装置的结构示意图。
图6是本发明中步骤二施工完毕的结构图。
图7是本发明中步骤四的施工过程图。
图8是本发明中步骤四施工完毕的结构图。
图9是本发明中步骤十一的施工过程图。
图10是本发明中步骤十一施工完毕的结构图。
附图标记：1－桥墩、1.1－墩柱、1.2－连梁、2－钢箱梁、2.1－腹板、3－垫板、4－同步液压千斤顶、5－螺旋千斤顶、6－调平板、7－垫环、8－固定架、8.1－竖边、8.2－纵边、9－悬挑架、9.1－水平框架、9.2－竖向框架、10－平台板、11－正弯矩区预制桥面板、12－负弯矩区预制桥面板、13－支座、14－门式起重机、15－临时支撑、16－脚手架、17－运输车、18－斜拉杆、19－承台、20－桩。
具体实施方式
这种无预应力束桥梁的预应力施加装置，设置在桥墩1顶部与钢箱梁2的底部之间，且位于桥墩1与钢箱梁2的支座13内侧；包括有垫板3、同步液压千斤顶4、螺旋千斤顶5和调平板6；所述垫板3纵向设置在桥墩1的顶部、靠近支座13位置处；所述螺旋千斤顶5有两组，分别布置在垫板3的前后两端，每组螺旋千斤顶5沿横向间隔设置；所述同步液压千斤顶4有一组，沿纵向间隔布置在两组螺旋千斤顶5之间；所述调平板6呈楔形，垫设在同步液压千斤顶4和螺旋千斤顶5的顶部与钢箱梁2之间，并且调平板6的顶面坡度与钢箱梁2的底面纵坡的坡度相适应。
本实施例中，所述垫板3的长度不小于160cm，垫板3的宽度不小于60cm。
本实施例中，横向相邻的螺旋千斤顶5之间的间距为5cm～10cm；纵向相邻的同步液压千斤顶4之间的间距为5cm～8cm。
本实施例中，所述调平板6的长度与垫板3的长度相适应，不小于160cm；调平板6的宽度与垫板3的宽度相适应，不小于60cm；调平板6的厚度为1cm～5cm。
本实施例中，还包括有垫环7；所述垫环7与同步液压千斤顶4的数量相适应，且对应垫设在同步液压千斤顶4的顶部与调平板6之间；所述垫环7的外径不大于42cm，内径不大于35cm。
本实施例中，所述固定架8的竖边8.1与悬挑架9的水平框架9.1之间拉设有斜拉杆18。
这种利用预应力施加装置的施工方法，其中，正弯矩区预制桥面板11和负弯矩区预制桥面板12的安装、浇筑采用皮尔格法，包括步骤如下。
步骤一，将钢箱梁2吊装至已施工完成的桥墩1和临时支撑15上；所述临时支撑15支设在桥墩1之间；在桥墩1和临时支撑15的下端支撑在承台19上，承台19的底部设有桩20。
步骤二，调整各段钢箱梁2的位置，进行现场焊接连接，待钢箱梁2全部焊接完成，形成连续梁体系。
步骤三，在钢箱梁2的空腔内、对应桥墩1的位置处浇筑墩顶混凝土。
步骤四，用运输车17将正弯矩区预制桥面板11运输至待施工位置处，按照设计图纸，在连续梁体系的顶部、对应连续梁体系的正弯矩区位置铺设正弯矩区预制桥面板11，一次铺完各跨的正弯矩区预制桥面板11，使正弯矩区预制桥面板11与连续梁体系结合后以组合截面体系参与结构受力；正弯矩区预制桥面板11由正弯矩区预制桥面板块拼接而成。
步骤五，浇筑正弯矩区预制桥面板块之间的湿接缝，待湿接缝强度与弹性模量均达到设计值的90%以上时，进行步骤六。
步骤六，安装操作平台：将操作平台安装在负弯矩区中的桥墩1的上部；
所述操作平台包括有固定架8、悬挑架9和平台板10；所述固定架8有一组，沿横向间隔布置，每个固定架8纵向设置；所述固定架8呈门形，包括有两条竖边8.1和连接在两条竖边8.1顶部之间的纵边8.2；固定架8的纵边8.2搭设在桥墩1的顶部，固定架8的两条竖边8.1分别位于桥墩1的前后两侧且与桥墩1可拆卸连接；所述悬挑架9有两个，分别设置在桥墩1的前后侧；每个悬挑架9的纵向切面呈L形，包括有水平框架9.1和竖向框架9.2；所述水平框架9.1横向连接在对应一侧的一组固定架8的竖边8.1底部，与固定架8形成整体；所述平台板10满铺水平框架9.1顶部。
步骤七，在负弯矩区的各个桥墩1上安装预应力施加装置：将垫板3和调平板6吊运到桥墩1上，固定垫板3；将螺旋千斤顶5安装在垫板3上，在螺旋千斤顶5的顶部放置调平板6，并将螺旋千斤顶5顶起，使调平板6紧贴在钢箱梁2的底面。
步骤八，将同步液压千斤顶4吊运至负弯矩区的桥墩1顶部，并对同步液压千斤顶4进行精确定位。
步骤九，顶升桥墩1顶部的同步液压千斤顶4，将负弯矩区的钢箱梁2顶起到设计高程：顶升施工由负弯矩区中间桥墩上的同步液压千斤顶4向负弯矩区两端桥墩上的同步液压千斤顶4依次进行，并且对称设置的两个桥墩1上的同步液压千斤顶4同时进行；同一个桥墩1上的同步液压千斤顶4由中间向两侧依次进行顶升，且对称的两个同步液压千斤顶4同时进行顶升；直至连续梁体系达到设计高程；再对连续梁体系的纵位移、横位移和轴线线形进行观测，合格后对同步液压千斤顶4的油压进行锁定，顶升完成。
步骤十，在同步液压千斤顶4顶部与调平板6底部之间加设垫环7。
步骤十一，用运输车17将负弯矩区预制桥面板12运输至待施工位置处，按照设计图纸，在连续梁体系的顶部、对应负弯矩区的位置处铺设负弯矩区预制桥面板12，依次铺完各跨负弯矩区预制桥面板12，使连续梁体系的负弯矩区的受拉区与数值减小；负弯矩区预制桥面板12由负弯矩区预制桥面板块拼接而成。
步骤十二，负弯矩区预制桥面板块安装完成后，穿插负弯矩区预制桥面板块之间的湿接缝钢筋，并浇筑湿接缝混凝土。
步骤十三，进行落梁：待步骤十二中湿接缝混凝土的强度和弹性模量达到设计要求后将顶升的钢箱梁2回落到支座13上，至此施工完毕。
本实施例中，步骤一中，所述桥墩1包括两个沿横向间隔设置的墩柱1.1以及连接在两个墩柱1.1上部之间的连梁1.2；在每个墩柱1.1与钢箱梁2之间设置有支座13；
步骤六中，在桥墩1的每个墩柱1.1的顶部均搭设有操作平台；
步骤七中，预应力施加装置安装在支座13内侧的墩柱1.1顶部。
本实施例中，步骤七中当调平板6与钢箱梁2底部之间的间距大于5cm～10cm，将螺旋千斤顶5顶起之间，在调平板6与同一侧的螺旋千斤顶5顶部之间垫设垫条。
本实施例中，步骤十中在铺设负弯矩区预制桥面板12时，从位于连续梁体系中间的负弯矩区向位于连续梁体系两侧的负弯矩区依次进行。
本实施例中，步骤四中的正弯矩区预制桥面板11和步骤十一中的负弯矩区预制桥面板12均采用门式起重机14进行吊装；所述门式起重机14横跨整个连续梁体系、且位于桥墩1的正上方，门式起重机14用卷扬机通过钢丝绳将同步液压千斤顶4、垫板3和调平板6吊运到桥墩1上。
本实施例中，所述预应力施加装置安装在桥墩1顶部、对应钢箱梁2的腹板2.1的位置处。
本实施例中，所述同步液压千斤顶4在两侧的墩柱1.1对称布置。
本实施例中，所述调平板6在工厂加工成楔形形状。
本实施例中，所述垫环7采用两个半环形钢垫块套在同步液压千斤顶4的顶部。
本实施例中，所述同步液压千斤顶4底部采用垫板3铺设。
本实施例中，用螺旋千斤顶5将调平板6顶起，将其定位到预定高度位置，并与钢箱梁2底密贴。
本实施例中，同步液压千斤顶4根据施工情况参数计算确定，采用相同型号、规格。
本实施例中，在钢箱梁2的底部搭设有脚手架16。
上述实施例并非具体实施方式的穷举，还可有其它的实施例，上述实施例目的在于说明本发明，而非限制本发明的保护范围，所有由本发明简单变化而来的应用均落在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种无预应力束桥梁的预应力施加装置的施工方法，其特征在于：预应力施加装置设置在桥墩（1）顶部与钢箱梁（2）的底部之间，且位于桥墩（1）与钢箱梁（2）的支座（13）内侧；预应力施加装置包括有垫板（3）、同步液压千斤顶（4）、螺旋千斤顶（5）和调平板（6）；所述垫板（3）纵向设置在桥墩（1）的顶部、靠近支座（13）位置处；所述螺旋千斤顶（5）有两组，分别布置在垫板（3）的前后两端，每组螺旋千斤顶（5）沿横向间隔设置；所述同步液压千斤顶（4）有一组，沿纵向间隔布置在两组螺旋千斤顶（5）之间；所述调平板（6）呈楔形，垫设在同步液压千斤顶（4）和螺旋千斤顶（5）的顶部与钢箱梁（2）之间，并且调平板（6）的顶面坡度与钢箱梁（2）的底面纵坡的坡度相适应；
所述预应力施加装置还包括有垫环（7）；所述垫环（7）与同步液压千斤顶（4）的数量相适应，且对应垫设在同步液压千斤顶（4）的顶部与调平板（6）之间；所述垫环（7）的外径不大于42cm，内径不大于35cm；
该施工方法包括步骤如下：
步骤一，将钢箱梁（2）吊装至已施工完成的桥墩（1）和临时支撑（15）上；所述临时支撑（15）支设在桥墩（1）之间；
步骤二，调整各段钢箱梁（2）的位置，进行现场焊接连接，待钢箱梁（2）全部焊接完成，形成连续梁体系；
步骤三，在钢箱梁（2）的空腔内、对应桥墩（1）的位置处浇筑墩顶混凝土；
步骤四，按照设计图纸，在连续梁体系的顶部、对应连续梁体系的正弯矩区位置铺设正弯矩区预制桥面板（11），一次铺完各跨的正弯矩区预制桥面板（11），使正弯矩区预制桥面板（11）与连续梁体系结合后以组合截面体系参与结构受力；正弯矩区预制桥面板（11）由正弯矩区预制桥面板块拼接而成；
步骤五，浇筑正弯矩区预制桥面板块之间的湿接缝，待湿接缝强度与弹性模量均达到设计值的90%以上时，进行步骤六；
步骤六，安装操作平台：将操作平台安装在负弯矩区中的桥墩（1）的上部；
所述操作平台包括有固定架（8）、悬挑架（9）和平台板（10）；所述固定架（8）有一组，沿横向间隔布置，每个固定架（8）纵向设置；所述固定架（8）呈门形，包括有两条竖边（8.1）和连接在两条竖边（8.1）顶部之间的纵边（8.2）；固定架（8）的纵边（8.2）搭设在桥墩（1）的顶部，固定架（8）的两条竖边（8.1）分别位于桥墩（1）的前后两侧且与桥墩（1）可拆卸连接；所述悬挑架（9）有两个，分别设置在桥墩（1）的前后侧；每个悬挑架（9）的纵向切面呈L形，包括有水平框架（9.1）和竖向框架（9.2）；所述水平框架（9.1）横向连接在对应一侧的一组固定架（8）的竖边（8.1）底部，与固定架（8）形成整体；所述平台板（10）满铺水平框架（9.1）顶部；
步骤七，在负弯矩区的各个桥墩（1）上安装预应力施加装置：将垫板（3）和调平板（6）吊运到桥墩（1）上，固定垫板（3）；将螺旋千斤顶（5）安装在垫板（3）上，在螺旋千斤顶（5）的顶部放置调平板（6），并将螺旋千斤顶（5）顶起，使调平板（6）紧贴在钢箱梁（2）的底面；
步骤八，将同步液压千斤顶（4）吊运至负弯矩区的桥墩（1）顶部，并对同步液压千斤顶（4）进行精确定位；
步骤九，顶升桥墩（1）顶部的同步液压千斤顶（4），将负弯矩区的钢箱梁（2）顶起到设计高程，顶升完成；
步骤十，在同步液压千斤顶（4）顶部与调平板（6）底部之间加设垫环（7）；
步骤十一，按照设计图纸，在连续梁体系的顶部、对应负弯矩区的位置处铺设负弯矩区预制桥面板（12），依次铺完各跨负弯矩区预制桥面板（12），使连续梁体系的负弯矩区的受拉区与数值减小；负弯矩区预制桥面板（12）由负弯矩区预制桥面板块拼接而成；
步骤十二，负弯矩区预制桥面板块安装完成后，穿插负弯矩区预制桥面板块之间的湿接缝钢筋，并浇筑湿接缝混凝土；
步骤十三，进行落梁：待步骤十二中湿接缝混凝土的强度和弹性模量达到设计要求后将顶升的钢箱梁（2）回落到支座（13）上，至此施工完毕。
2.根据权利要求1所述的预应力施加装置的施工方法，其特征在于：所述垫板（3）的长度不小于160cm，垫板（3）的宽度不小于60cm。
3.根据权利要求1所述的预应力施加装置的施工方法，其特征在于：横向相邻的螺旋千斤顶（5）之间的间距为5cm～10cm；纵向相邻的同步液压千斤顶（4）之间的间距为5cm～8cm。
4.根据权利要求3所述的预应力施加装置的施工方法，其特征在于：所述调平板（6）的长度与垫板（3）的长度相适应，不小于160cm；调平板（6）的宽度与垫板（3）的宽度相适应，不小于60cm；调平板（6）的厚度为1cm～5cm。
5.根据权利要求1所述的预应力施加装置的施工方法，其特征在于：步骤一中，所述桥墩（1）包括两个沿横向间隔设置的墩柱（1.1）以及连接在两个墩柱（1.1）上部之间的连梁（1.2）；在每个墩柱（1.1）与钢箱梁（2）之间设置有支座（13）；
步骤六中，在桥墩（1）的每个墩柱（1.1）的顶部均搭设有操作平台；
步骤七中，预应力施加装置安装在支座（13）内侧的墩柱（1.1）顶部。
6.根据权利要求1所述的预应力施加装置的施工方法，其特征在于：步骤七中当调平板（6）与钢箱梁（2）底部之间的间距大于5cm～10cm，将螺旋千斤顶（5）顶起之间，在调平板（6）与同一侧的螺旋千斤顶（5）顶部之间垫设垫条。
7.根据权利要求1所述的预应力施加装置的施工方法，其特征在于：步骤十中在铺设负弯矩区预制桥面板（12）时，从位于连续梁体系中间的负弯矩区向位于连续梁体系两侧的负弯矩区依次进行。
8.根据权利要求1所述的预应力施加装置的施工方法，其特征在于：步骤四中的正弯矩区预制桥面板（11）和步骤十一中的负弯矩区预制桥面板（12）均采用门式起重机（14）进行吊装；所述门式起重机（14）横跨整个连续梁体系、且位于桥墩（1）的正上方。
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