CN110820573B - 山区高墩大跨径桥梁钢混组合梁施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种山区高墩大跨径桥梁钢混组合梁施工方法，将钢混组合梁在后场预制，并对预制结构进行优化，确保钢箱梁与混凝土桥面板共同受力抵抗大跨径梁体下挠；在架桥机前后支腿上增加了可拆卸伸缩节，可适应于4％以下坡度桥的架设；架桥机过孔时，通过天车连接运梁车作为配重，可缩短架桥机悬臂，减轻整机重量；架桥机中支承下设横向移动轮组，可全幅机械横移梁片，实现同孔多片梁精确定位与对接。本发明可有效地提高钢混组合梁架设效率，保证钢混组合梁的定位精准度和拼装质量，有利于推动钢混组合梁在山区高墩大跨径桥梁中应用。

Description

山区高墩大跨径桥梁钢混组合梁施工方法

技术领域

本发明属于公路桥梁施工技术领域，涉及桥梁钢混组合梁的施工方法，应用于公路工程桥梁钢混组合梁上部构造施工领域。

背景技术

钢混组合梁跨度大，承载力强，常用于跨线桥、匝道桥以及市政道路。钢混组合梁施工时中，均采用先吊装钢梁，再整体现浇混凝土桥面板的施工方法，钢梁吊装工艺又分为整孔吊装及分段吊装，分段吊装设备一般使用门架吊机，施工安全风险高，效率较低，整孔吊装需要设置临时支墩，搭设落地支架，配合大型地面吊装设备，支架材料投入大，多应用于平原区地区施工，在山区由于地面起伏较大无法适用。

架桥机可实现桥梁整跨架设，施工效率高，施工成本低，对地面环境要求低，常用于山区桥梁施工，但较适用于跨度较小的钢筋混凝土预应力T梁/箱梁吊装，用于山区大跨径桥梁钢混组合梁存在以下困难：

钢混组合梁是通过钢箱梁与混凝土桥面板共同受力，抵抗大跨径梁体下挠，对混凝土徐变要求较高。采用架桥机架设时，由于跨中不设临时支墩，桥面板混凝土若采用现浇，混凝土龄期短，与钢箱梁共同受力能力差，会出现钢箱梁下挠过大，若安装预制桥面板，桥面板与钢箱梁接触面难以有效贴合，钢-混连接质量不易控制；

跨线桥桥梁纵坡较大，要求架桥机前后支腿最大高差必须达到2m，对架桥机高度调节范围要求极高；

由于跨径较大，为保证架桥机过孔时平衡，需要加长架桥机悬臂，导致架桥机整机重量及体积过大，影响施工安全性；

钢混组合梁如采用三箱结构，箱间通过横梁进行栓接，单跨可分为三片进行分别吊装，但梁间栓接对钢混梁安装定位精度及临时支座高程精度要求极高，如出现偏差，高空处理较为困难，施工质量和工程进度难以保证。

发明内容

本发明的目的在于结合钢混组合梁跨越能力强及架桥机施工速度快的优点，在山区大跨径桥梁中采用钢混组合梁结构，并采用架桥机进行架设施工，提高钢混组合梁施工效率，为钢混组合梁在山区高墩大跨径桥梁中的推广应用提供借鉴。

本发明的技术方案如下：

一种山区高墩大跨径桥梁钢混组合梁施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)钢混组合梁在后场预制，并通过运梁车整体运抵施工现场；

(2)在桥头组装架桥机，并在架桥机前后支腿上均增加可拆卸伸缩节；

(3)将架桥机前横移轨道挂在前支轮箱上，将中横移轨道挂在中支承托轮箱上；撑起后支腿，收起后托油缸，在后托吊挂装置驱动下将后托移动到靠近中支承后边；

(4)撑起前支腿及后托，收起中支承油缸，在中支承吊挂装置驱动下将中支承向前移动到距前支腿1/3架桥机主梁长度处；

(5)将前后支腿伸缩节全部伸出，将前后支腿再顶升1m，用中支承吊挂装置驱动将中支承再向前移动25m，到靠近前支腿处落下；收起后支腿和前支腿，架桥机靠中支承和后托支撑；调整架桥机前后高度一致，准备过孔；

(6)将架桥机顶部的两天车开到架桥机中部，架桥机主梁在中支承反向托轮组及后托的支承及驱动下过孔；

(7)架桥机过孔到1/2跨时暂停，两天车全部开到桥机尾部，运梁车携钢混组合梁开至架桥机尾部，架桥机前天车拉住前运梁车；

(8)后支腿着地顶升，后托收起并向前移动1/2跨，然后着地顶升；

(9)收起后支腿，开动反托轮装置使架桥机向前纵向继续过孔，过孔过程中前天车与运梁车前移；过孔到位后，前油缸下伸连同前横移轨道下落；

(10)前后天车同时起吊钢混组合梁向前移动，到达预定位置，落梁就位；

(11)架桥机支撑在已架设完成的第一孔钢混组合梁，按照上述步骤(3)到(10)的方法依次进行后续各孔架设，完成整桥钢混组合梁架设施工。

本发明在将钢混组合梁在后场集中预制，并对预制结构进行优化，能保证钢-混连接质量，采用架桥机整垮安装时，钢箱梁与混凝土桥面板共同受力抵抗大跨径梁体下挠；在架桥机前后支腿上增加了可拆卸伸缩节，可适应于4％以下坡度桥的架设；在施工工艺方面，架桥机过孔时，通过天车连接运梁车作为配重，缩短了架桥机悬臂，减轻了整机重量，使架桥机装拆快捷，施工安全，转场方便；架桥机中支承下设横向移动轮组，可全幅机械横移梁片，前后天车为双卷扬，有利于梁体调偏，边梁能一步到位，不需人工移梁。

综上，本发明可以有效提高钢混组合梁的拼装质量，提高钢混组合梁的定位精准度，有效地提高钢混组合梁的整体架设效率，极大地减少了支架等周转材料的投入，节约人工、材料等费用，有利于推动钢混组合梁在山区高墩大跨径桥梁中应用，创造较大经济效益。

附图说明

图1是本发明一种实施例的钢梁结构示意图；

图2是桥面板的结构及桥面板在钢梁上的安装结构示意图；

图3是本发明一种实施例的钢混组合梁立面结构示意图；

图4是架桥机的结构示意图；

图5到图12是本发明钢混组合梁架设过程分阶段示意图。

具体实施方式

以下通过一具体实施例对本发明的方法进行说明。

申请人施工的太行山高速公路涞曲段上跨荣乌既有高速，最大跨径50m，设计采用横向三箱钢混组合梁结构。由于山区无法搭设落地支架，拟采用架桥机施工。钢混组合梁钢梁部分为直腹板开口钢箱，通过箱间联梁连接为三箱结构，顶部设置剪力钉与桥面板进行有效连接。桥面板通过纵向湿接缝形成整体桥面。为保证钢混组合梁上桥后，不致因桥面板混凝土龄期不足下挠过大，无法形成钢-混共同受力，提出桥面板先预制，再安装，后现浇的施工方法，并对钢箱梁剪力钉设置方式进行优化。将横向三个箱室拆分后，单片钢混组合梁吊重达265t，是目前公路行业最大的单梁吊重，需采用300t以上架桥机进行架设，目前国内300t级别架桥机在公路行业架梁中应用尚属首例，需专门定制。

具体施工过程如下：

(1)钢混组合梁在后场预制，并通过运梁车整体运抵施工现场。

钢混组合梁的预制方法如下：

a、钢梁和桥面板先分别预制，再将桥面板安装到钢梁上，形成钢混组合梁。每片钢混组合梁预制完成后，在梁场进行预拼。采用CAD软件模拟钢混组合梁桥位实际安装情况，采集梁体各特征点坐标，作为厂内预拼装台座以及钢混组合梁现场拼装台座放样的依据；

b、如图1所示，钢梁预制时，将钢梁翼缘板剪力钉设置成集束式，在对应桥面板预留槽部位设置剪力钉簇，剪力钉簇周边预留出桥面板安装位置；

c、如图2、图3所示，桥面板2预制时，顺桥向等分，每块桥面板2长度2m，中间设置钢-混连接预留槽21，预留槽内保留桥面板钢筋骨架；

d、安装桥面板时，相邻桥面板间设置横向湿接缝，并通过板间外露钢筋连接成整体；

e、待桥面板安装完成后，后浇预留槽21及横向湿接缝22内混凝土。

为保证桥面板混凝土的龄期，提前2～6个月在预制场内预制存放；桥面板预制及后浇混凝土均采用无收缩混凝土，以抵消混凝土收缩徐变。

图1、图2、图3是一跨3片钢梁预拼时的结构示意图，架设时分片吊装，在桥上连接。

(2)如图4所示，在桥头组装架桥机3，架桥机3包括主梁31，主梁下设前支腿32、后支腿33、中支承34和后托35，前支腿、后支腿、中支承和后托均设顶升油缸，中支承下设横向移动轮组，并在架桥机前后支腿上均增加可拆卸伸缩节；主梁上设前天车36和后天车37。

(3)如图5所示，将架桥机前横移轨道挂在前支轮箱上，将中横移轨道挂在中支承托轮箱上；撑起后支腿33，收起后托油缸，在后托吊挂装置驱动下将后托35移动到靠近中支承34后边。

(4)如图6所示，撑起前支腿32及后托35，收起中支承油缸，在中支承吊挂装置驱动下将中支承34向前移动到距前支腿约1/3架桥机主梁长度处。本实施例中，移动到距前支腿25m处。

(5)如图7所示，将前支腿32及后支腿33的伸缩节全部伸出，将前后支腿再顶升1m，用中支承吊挂装置驱动将中支承34再向前移动25m，到靠近前支腿32处落下；收起后支腿33和前支腿32，架桥机靠中支承34和后托35支撑；调整架桥机前后高度一致，准备过孔。

(6)如图8所示，将架桥机顶部的前天车36和后天车37开到架桥机中部，架桥机主梁1在中支承反向托轮组及后托的支承及驱动下过孔。

当施工的桥梁为曲线桥时，过孔时，利用中支承下横向移动轮组调整架桥机过孔方向对中，以满足曲线桥的要求。

(7)如图9所示，架桥机过孔到1/2跨时暂停，两天车36和37全部开到桥机尾部，运梁车4携钢混组合梁5开至架桥机尾部，架桥机前天车36拉住前运梁车4上的钢混组合梁5。

(8)如图10所示，后支腿33着地顶升，后托35收起并向前移动1/2跨，然后着地顶升。

(9)如图11，收起后支腿33，开动反托轮装置使架桥机主梁31向前纵向继续过孔，过孔过程中前天车36与运梁车4一起前移；架桥机主梁过孔到位后，前油缸下伸连同前横移轨道下落。

(10)如图12，前后天车36和37同时起吊钢混组合梁5向前移动，到达预定位置，落梁就位。

本实施例中，每孔有3片梁，按照先边梁、后中梁的循序依次吊装，落梁时，通过横移天车横向调整预制梁的位置；架设完第一片梁后，架桥机退回桥头，并按步骤(3)到(9)的方法，完成第一孔后两片钢混组合梁的架设，然后连接同孔钢混组合梁箱间联梁，安装连接板，安装高强螺栓并施拧，完成第一孔钢混组合梁架设。

(11)架桥机支撑在已架设完成的第一孔钢混组合梁，按照上述步骤(3)到(10)的方法依次进行后续各孔架设，完成整桥钢混组合梁架设施工。

Claims (6)

1.一种山区高墩大跨径桥梁钢混组合梁施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)钢混组合梁在后场预制，并通过运梁车整体运抵施工现场；

(2)在桥头组装架桥机，并在架桥机前后支腿上均增加可拆卸伸缩节；

(3)将架桥机前横移轨道挂在前支轮箱上，将中横移轨道挂在中支承托轮箱上；撑起后支腿，收起后托油缸，在后托吊挂装置驱动下将后托移动到靠近中支承后边；

(4)撑起前支腿及后托，收起中支承油缸，在中支承吊挂装置驱动下将中支承向前移动到距前支腿1/3架桥机主梁长度处；

(5)将前后支腿伸缩节全部伸出，将前后支腿再顶升1m，用中支承吊挂装置驱动将中支承再向前移动25m，到靠近前支腿处落下；收起后支腿和前支腿，架桥机靠中支承和后托支撑；调整架桥机前后高度一致，准备过孔；

(6)将架桥机顶部的两天车开到架桥机中部，架桥机主梁在中支承反向托轮组及后托的支承及驱动下过孔；

(7)架桥机过孔到1/2跨时暂停，两天车全部开到桥机尾部，运梁车携钢混组合梁开至架桥机尾部，架桥机前天车拉住前运梁车；

(8)后支腿着地顶升，后托收起并向前移动1/2跨，然后着地顶升；

(9)收起后支腿，开动反托轮装置使架桥机向前纵向继续过孔，过孔过程中前天车与运梁车一起前移；过孔到位后，前油缸下伸连同前横移轨道下落；

(10)前后天车同时起吊钢混组合梁向前移动，到达预定位置，落梁就位；

(11)架桥机支撑在已架设完成的第一孔钢混组合梁，按照上述步骤(3)到(10)的方法依次进行后续各孔架设，完成整桥钢混组合梁架设施工。

2.根据权利要求1所述的山区高墩大跨径桥梁钢混组合梁施工方法，其特征在于：钢混组合梁的预制方法如下：

a、钢梁和桥面板先分别预制，再将桥面板安装到钢梁上，形成钢混组合梁；

b、钢梁预制时，将钢梁翼缘板剪力钉设置成集束式，在对应桥面板预留槽部位设置剪力钉簇，剪力钉簇周边预留出桥面板安装位置；

c、桥面板预制时，顺桥向等分，每块桥面板长度2m，中间设置钢-混连接预留槽，预留槽内保留桥面板钢筋骨架；

d、安装桥面板时，相邻桥面板间设置横向湿接缝，并通过板间外露钢筋连接成整体；

e、待桥面板安装完成后，后浇预留槽及横向湿接缝混凝土。

3.根据权利要求2所述的山区高墩大跨径桥梁钢混组合梁施工方法，其特征在于：为保证桥面板混凝土的龄期，提前2～6个月在预制场内预制存放；桥面板预制及后浇混凝土均采用无收缩混凝土，以抵消混凝土收缩徐变。

4.根据权利要求1所述的山区高墩大跨径桥梁钢混组合梁施工方法，其特征在于：在中支承下设横向移动轮组，当施工的桥梁为曲线桥时，架桥机过孔时，利用中支承下横向移动轮组调整架桥机过孔方向对中，以满足曲线桥的要求。

5.根据权利要求1所述的山区高墩大跨径桥梁钢混组合梁施工方法，其特征在于：最后一孔钢混组合梁架设时，应拆除架桥机前支腿的伸缩节，降低前支腿高度，使前支腿支撑于桥台顶部。

6.根据权利要求1所述的山区高墩大跨径桥梁钢混组合梁施工方法，其特征在于：步骤(10)中，当一孔有多片梁时，按照先边梁、后中梁的循序吊装，落梁时，通过横移天车横向调整预制梁的位置；架设完第一片梁后，架桥机退回桥头，并按步骤(3)到(9)的方法，完成第一孔各片钢混组合梁的架设，然后连接同孔钢混组合梁箱间联梁，安装连接板，安装高强螺栓并施拧。

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