CN111501558A - 一种三跨变高度钢-砼混合连续梁施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及桥梁施工技术领域，尤其是一种三跨变高度钢‑砼混合连续梁施工方法，首先施工钢‑砼混合连续梁的0#块；完成后对称浇筑1‑8#挂篮悬臂；完成后对钢‑砼结合段进行吊装，在吊装时在已浇筑的8#梁体节段位置设置菱形挂篮，所述菱形挂篮上设置有吊装平台，所述吊装平台具有四台液压提升器，四台所述液压提升器用于将所述钢‑砼结合段的钢箱梁自河中运梁船吊装至其安装位置；所述钢箱梁吊装就位后施工该梁段的钢‑砼结合段钢筋混凝土结构从而形成钢‑砼结合段；拆除0#块的临时锁定；中跨合拢段施工；形成三跨变高度钢‑砼混合连续梁。本发明的优点是：吊装时间短，就位后即可开放交通，缩短道路及航道的临时占用时间，减小对社会交通的不利影响。

Description

一种三跨变高度钢-砼混合连续梁施工方法

技术领域

本发明涉及桥梁施工技术领域，尤其是一种三跨变高度钢-砼混合连续梁施工方法。

背景技术

对于在已通行的航道上所进行的桥梁建设施工而言，目前在现有技术中常规采用浮吊灯大型起重设备对构件进行提升就位，同时需要在道路上采用搭设支架，逐块吊装在支架上进行拼装施工。采用如此施工方法，一来需要在施工期内对航道进行长时的封闭，长时间占用航道不利于航道的使用；二来施工工艺较为复杂，施工时间长，同时也受场地的影响较大。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足，提供了一种三跨变高度钢-砼混合连续梁施工方法，通过超大型构件液压同步提升技术配合相应的施工步序，实现三跨变高度钢-砼混合连续梁的高精度施工。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种三跨变高度钢-砼混合连续梁施工方法，其特征在于：所述施工方法包括以下步骤：所述三跨变高度钢-砼混合连续梁采用分段施工自梁体中间向两侧对称施工；

首先施工钢-砼混合连续梁的0#块；完成后对称浇筑1-8#挂篮悬臂；完成后对钢-砼结合段进行吊装，在吊装时在已浇筑的8#梁体节段位置设置菱形挂篮，所述菱形挂篮上设置有吊装平台，所述吊装平台具有四台液压提升器，四台所述液压提升器用于将所述钢-砼结合段的钢箱梁自河中运梁船吊装至其安装位置；所述钢箱梁吊装就位后施工该梁段的钢-砼结合段钢筋混凝土结构从而形成钢-砼结合段；拆除0#块的临时锁定；中跨合拢段施工；形成三跨变高度钢-砼混合连续梁。

所述0#块阶段箱梁采用悬挑支架现浇，并在0#块内设置临时锁定与承台固结。

所述挂篮悬臂在浇筑时逐块分别向河中及边跨延伸对称浇筑。

在所述中跨合拢段施工时，通过所述菱形挂篮及所述吊装平台实现中跨合拢段位置的钢箱梁的整体提升就位。

本发明的优点是：

1、吊装时间短，就位后即可开放交通，缩短道路及航道的临时占用时间，减小对社会交通的不利影响。

2、液压提升设备设施体积、重量较小，机动能力强，倒运和安装方便，不因场地而受到限制，受外界影响因素较少。

3、整体提升安装过程中，构件可利用液压提升系统设备长时间在空中精确悬停，便于调整大型构件在空中进行的姿态，确保提升过程中构件保持平稳的提升姿态，进而提高施工精度。

附图说明

图1为本发明的施工流程图；

图2为本发明中液压提升原理图；

图3为本发明中结合段与钢梁段施工流程图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本发明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：

实施例： 如图1至图3所示，本实施例中的三跨变高度钢-砼混合连续梁施工方法由以下步骤实现，以某一实际工程为例：

1）0#块节段箱梁采用悬挑支架现浇，并在0#块内设置临时锁定与承台固结。

在0#块的施工中包括如下要点：墩顶处理：为填补墩顶支座边的空隙，可在墩顶四周边线砌筑一道半砖墙，砖墙高比支座顶面低3-5cm，然后在墩顶空隙处填砂并洒水振实，再浇筑3-5cm细级配混凝土，混凝土顶面比支座高2-3mm，最后涂上一层黄油，作为0#块的底模。待实现体系转换时，再拆除砖墙，拔除黄砂垫层敲除砂浆面层和贴面板。

支架布置：支架可采用钢扇形支架，并设置水平杆和剪刀撑。0#块箱梁支架搭设区域为腹板、箱室、翼板三个部分，布置形式如下：主要承重由三排型钢托架组成，托架间距3.5m一道，由70#H型钢组合焊接而成。上部结构主横梁采用45#双拼工字钢，底模板支撑系统纵向分配梁采用30#工字钢钢，腹板底间距25cm一道，箱室底70cm一道，横向分配梁采用10#工字钢间距30cm一道。内模板支撑采用满堂支架，采用4.8cm钢管搭设，横桥向间距60cm，纵桥向间距100cm，步距120cm。在箱梁横断面剪刀撑每隔5m设置一道，在纵断面剪刀撑在两边及腹板处设置，在每三层（1.2m×3）纵横向水平杆的平面位置设一水平剪刀撑，在顶底部均要设置水平剪刀撑。

箱梁支架搭设验收后，需对支架进行等载预压，消除非弹性变形，减小不均匀沉降。预压材料可选用砂袋，根据荷载分布不同放置。

加载完成后立即进行沉降观测，同时做好观测记录，待沉降趋于稳定时方可卸载，卸载后重新测量标高并做调整，铺设底模。

预压加载采用分级加载，每级30吨，加载采用25t汽车吊进行，每级持荷时间不小于30分钟，最后一级为1小时，一般预压最后1天的稳定为不大于1mm/天，分别测定各级荷载下支架、支架梁以及地面的变形和沉降值。支架预压可一次性卸载，预压荷载应对称、均衡、同步卸载。

2）墩梁临时锁定装置：

在梁体悬臂浇筑施工过程中，为保证整个施工期间的稳定，在主墩墩梁附近设置临时锁定结构，待边跨合拢后，解除临时锁定，恢复到设计要求，再进行中跨钢箱梁吊装合拢。临时锁定预埋筋在承台施工时应预先埋好，并确保位置准确，否则应采取植筋的方法，以确保临时锁定发挥作用。

临时锁定的施工与承台、墩身同步实施。各道工序的操作方法和要求与桥墩施工相同。为了便于体系转换，每根立柱中设一层M5级硫磺砂浆层，硫磺砂浆层内预埋电热丝（体系转换时通电融解），硫磺砂浆层设置的部位布置在腹板与钢筋混凝土立柱接触处。

根据设计要求，在中跨合拢段施工前必须将所有临时锁定解除，以恢复设计计算图式。临时锁定装置的拆除采用风镐和空压机人工凿除，凿除时斜对角对称凿除。

3）挂篮悬臂浇筑：

挂篮悬臂浇筑施工逐块分别向河中及边跨延伸对称浇筑，施工时应严格控制浇筑箱梁节段混凝土的超方，任何梁段实际浇筑的混凝土的重量不得超过该梁段理论重量的3%。箱梁的左右腹板浇筑也应对称浇筑。

挂篮悬臂施工程序为：挂篮安装或挂篮前移就位→安装底、外模板→调整挂篮底模、侧模标高→绑扎底、腹板钢筋→安装纵向、竖向预应力束波纹管→安装内模对拉螺栓穿设孔→调整顶板模板标高→安装顶板钢筋→安装纵向预应力束波纹管→复调挂篮标高→浇注梁体砼、检查预应力管道→砼养护→穿设钢束→张拉预应力筋→前移挂篮→孔道压浆，进入下一梁段施工。

4）钢-砼结合段钢梁吊装施工：

M9节段施工程序为：菱形挂篮前移就位至M8节段→吊装钢混段钢箱梁→安装底模、侧模→绑扎底、腹板钢筋→安装纵向、竖向预应力束波纹管→安装内模对拉螺栓穿设孔→调整顶板模板标高→安装顶板钢筋→安装纵向预应力束波纹管→复调挂篮标高→浇筑B9节段混凝土→浇注钢-砼结合段砼、检查预应力管道→砼养护→穿设腹板预应力F14束→张拉腹板预应力F14束预应力筋→孔道压浆浇→注工地连接段砼→砼养护→穿设钢束 →预应力张拉→孔道压浆。

在M8节段挂篮上设置吊装平台，每组吊装配置4台液压提升器；结合段钢箱梁由运输船运至桥下后，在钢箱梁上与支架上吊点垂直对应的位置设置4个提升吊点，安装提升支座及专用底锚（下吊点），上下吊点间通过钢绞线连接，利用液压同步提升系统将连结合段钢梁整体提升至设计标高，完成安装。

5）钢-砼结合段钢筋混凝土浇筑施工：

M8梁段的砼浇注完毕24小时后，凿除梁体端部的砼，保证新老砼的有一个良好的结合面。

在钢筋施工过程中除严格按照图纸布置外，对部分和位置有矛盾的钢筋或预埋筋要根据以下原则避让，预应力束→钢筋骨架→受力钢筋→构造钢筋（注：位置在前的项目优先保证）。

因钢筋和纵向钢绞线波纹管布置密集，混凝土配合比设计时除满足强度、和易性要求，还需要有很好的流动性和良好的石子级配，保证混凝上顺利穿过钢筋和纵向波纹管道的空间。

混凝土浇注前，检查模板堵漏质量（特别是顶板堵头的安装质量），钢筋绑扎及保护层，预埋件、预留孔位置的准确性，模内有无杂物；由于混凝土方量大且均为薄壁结构，混凝土浇筑有一定的难度，混凝土必须具有足够的初凝时间，施工可掺加一定数量缓凝剂，初凝时间不小于6小时，坍落度控制在14-16cm之间，分层浇筑，在上层砼浇筑时确保下层砼未到初凝时间。

浇注顺序：由挂篮的前端向后端顺序浇注，以防挂篮前端变形较大造成两相邻的梁段底板出现错台。底板浇注完以后，在浇注腹板时，左右腹板砼应对称、分层、水平浇筑，防止左右偏载；B9与M9节段混凝土浇筑时先浇筑B9节段混凝土，砼的偏载控制在设计误差范围内（一个梁段的底板重量）。每次浇注均应一次连续浇筑完毕，中间不得中断，混凝土分层厚度控制在30-40cm。

混凝土以插入式振捣为主，对钢筋和波纹管密集处辅以ф30振动棒进行振捣，特别是齿板位置处的砼要严格用小振动棒进行振捣，保证砼的密实。砼振捣时，要垂直等距离插入到下一层 5-10cm左右。混凝土的现场振捣严格按照规范进行，要求表面泛浆，不再冒气泡，混凝土不再下沉为止。

钢-砼结合段采用有格室后承压板的构造方式。梁端部工地连接段设置多格室，钢格室最大高750mm，长2000mm，格室内穿有波纹管需在格室内填充C55自密实商品混凝土。由于钢格室浇筑空间狭窄，混凝土只能通过顶板上预留的浇筑孔进入，浇筑密实和养护较为困难。

C55自密实商品混凝土到达现场后，顺桥向布料，分层浇筑，分层厚度约为30cm。具体浇筑步骤如下：

（1）先浇筑底板，混凝土从腹板顶板位置浇筑孔流入PVC管，再经PVC管从底板浇筑孔流入钢格室内，入料口和出料口间的高差尽可能的增大，这样能增大管内进出口端混凝土的压强差，加快混凝土向其他格室流动。两侧腹板对称布料。直到底板各格室浇筑孔顶一处浓浆后，视为底板混凝土浇筑完成。

（2）底板混凝土浇筑完成后静止1-2小时后浇筑腹板混凝土，通过PVC管自下而上顺层浇筑腹板混凝土，确保腹板各格室内混凝土密实，两侧腹板对称浇筑。

（3）腹板混凝土浇筑完成后，沿桥梁横坡方向从高程最低浇筑孔往最高的浇筑孔逐个钢格室浇筑，适当放缓混凝土浇筑速度，以利于气泡的排出，并在顶板位置增设排气孔数量。

（4）最后对翼缘板钢格室进行混凝土浇筑。

为确保顶板各钢格室内混凝土密实，在箱梁顶板浇筑孔周围设置挡板，将该部分混凝土进行超灌，对钢格室内的混凝土形成反压，适度振捣直到浇筑孔、排气孔中溢出均值的混凝土，并在混凝土初凝前将多余部分混凝土进行清除。

混凝土在浇筑过程中，间隔开动安装在钢箱梁上的附着式振动器进行振捣，局部位置通过浇筑孔采用小型的插入式振动棒进行振捣，连续振捣时间控制在15s内，以点振的方式控制。振捣时应避开剪力键、预应力元件、波纹管。

6）边跨现浇段施工。

7）边跨合拢段混凝土施工：施工时候采用搭设支架的方式进行边跨合拢段混凝土的施工，可采用结构相吻合的模板进行。

8）在完成边跨合拢段混凝土施工后，解除0#块的临时锁定，恢复到设计要求，再进行中跨钢箱梁吊装合拢。

9）跨中合拢段钢箱梁吊装施工（中跨合拢段施工）：

M9节段和边跨合拢段施工完成后，两侧挂篮分别向河中心方向移动2.7m后固定就位。运梁船初步定为后，液压千斤顶下放吊具至运梁船上方、距离钢箱梁50cm处，运梁船经过二次精确定位后，将吊具与吊耳顺利销接，启动提升系统将钢箱梁平稳提升至桥面高度。

在提升（下降）过程中，从保证结构吊装安全角度来看，应满足以下要求：

1) 应尽量保证各个提升吊点的液压提升设备配置系数基本一致；

2) 应保证提升（下降）结构的空中稳定，以便提升单元结构能正确就位，也即要求各个吊点在上升或下降过程中能够保持一定的同步性（±20mm）。

提升同步的控制策略：将集群的液压提升器中的任意提升速度和行程位移值设定为标准值，作为同步控制策略中速度和位移的基准。在计算机的控制下，其余液压提升器分别以各自的位移量来跟踪对比，根据两点间位移量之差进行动态调整，保证各吊点在提升过程中始终保持同步。

提升施工前要完成液压提升设备、导向架、专用底锚、钢绞线等安装，液压管路和控制、动力线的连接，调试前的检查工作和系统调整，分级加载试提升。

为确保提升单元及主体结构提升过程的平稳、安全，根据结构的特性，采用“吊点油压均衡，结构姿态调整，位移同步控制，分级卸载就位”的同步提升和卸载落位控制策略。

具体地，（1）同步吊点设置

每台液压提升器处各设置一套行程传感器，用以测量提升过程中各台液压提升器的提升位移同步性。主控计算机根据各个传感器的位移检测信号及其差值，构成“传感器－计算机－泵源控制阀－提升器控制阀—液压提升器－提升单元”的闭环系统，控制整个提升过程的同步性。

（2）提升分级加载

通过试提升过程中对提升单元、提升临时措施、提升设备系统的观察和监测，确认符合模拟工况计算和设计条件，保证提升过程的安全。

以计算机仿真计算的各提升吊点反力值为依据，对提升单元进行分级加载（试提升），各吊点处的液压提升系统伸缸压力分级增加，依次为20%、40%、60%、70%、80%；在确认各部分无异常的情况下，可继续加载到90%、95%、100%，直至提升单元全部脱离拼装胎架。

在分级加载过程中，每一步分级加载完毕，均应暂停并检查如：上吊点、下吊点结构、提升单元等加载前后的变形情况，以及主体结构的稳定性等情况。一切正常情况下，继续下一步分级加载。

当分级加载至提升单元即将离开胎架时，可能存在各点不同时离地，此时应降低提升速度，并密切观查各点离地情况，必要时做“单点动”提升，确保提升单元离地平稳。

（3）结构离地检查

提升单元离开拼装胎架约150mm后，利用液压提升系统设备锁定，空中停留1小时作全面检查（包括吊点结构，承重体系和提升设备等）。各项检查正常无误，再进行正式提升。

（4）姿态检测调整

用测量仪器检测各吊点的离地距离，计算出各吊点相对高差。通过液压提升系统设备调整各吊点高度，使提升单元达到设计姿态。

（5）整体同步提升

以调整后的各吊点高度为新的起始位置，复位位移传感器。在整体提升过程中，保持该姿态直至提升到设计标高附近。

（6）提升过程的微调

在提升过程中，因为空中姿态调整和后装杆件安装等需要进行高度微调。在微调开始前，将计算机同步控制系统由自动模式切换成手动模式。根据需要，对整个液压提升系统中各个吊点的液压提升器进行同步微动（上升或下降），或者对单台液压提升器进行微动调整。微动即点动调整精度可以达到毫米级，完全可以满足结构安装的精度需要。

（7）提升就位

提升单元提升至距离设计标高约200mm时，暂停提升；各吊点微调使结构精确提升到达设计位置；液压提升系统设备暂停工作，保持提升单元的空中姿态，后装杆件安装，使提升单元结构形成整体稳定受力体系。液压提升系统设备同步减压，至钢绞线完全松弛；拆除液压提升系统设备及相关临时措施，完成提升单元的整体提升安装。

本实施例中的三跨变高度钢-砼混合连续梁施工方法的主要特点在于：

1、由于跨中合拢段钢箱梁单元尺寸大，从驳船垂直提升行程长，如何保证钢箱梁提升过程中多点同步控制，减少钢箱结构的振动和冲击荷载，本实施例提出的超大型构件液压同步提升技术有效解决了这些提升过程中的主要关健点，有力地保证了钢箱梁精准定位；

2、针对中跨M1-M9的悬臂浇筑和钢结构提升，设计了带有液压提升器的菱形挂篮，省去大型吊机的作业，大大节省了机械设备和人力资源；

3、由于钢混结合段设置多格钢室，钢格室浇筑空间狭窄，混凝土只能通过顶板上预留的浇筑孔进入，浇筑、密实和养护较为困难。为防止结合段混凝土在施工和使用时节段与钢箱梁脱粘与开裂，采用具有大流态、收缩小、刚度大、韧性好、疲劳强度高的C55自密实商品混凝土，确保了钢箱梁与混凝土共同作用。

虽然以上实施例已经参照附图对本发明目的的构思和实施例做了详细说明，但本领域普通技术人员可以认识到，在没有脱离权利要求限定范围的前提条件下，仍然可以对本发明作出各种改进和变换，故在此不一一赘述。

Claims (4)

1.一种三跨变高度钢-砼混合连续梁施工方法，其特征在于：所述施工方法包括以下步骤：所述三跨变高度钢-砼混合连续梁采用分段施工自梁体中间向两侧对称施工；

首先施工钢-砼混合连续梁的0#块；完成后对称浇筑1-8#挂篮悬臂；完成后对钢-砼结合段进行吊装，在吊装时在已浇筑的8#梁体节段位置设置菱形挂篮，所述菱形挂篮上设置有吊装平台，所述吊装平台具有四台液压提升器，四台所述液压提升器用于将所述钢-砼结合段的钢箱梁自河中运梁船吊装至其安装位置；所述钢箱梁吊装就位后施工该梁段的钢-砼结合段钢筋混凝土结构从而形成钢-砼结合段；拆除0#块的临时锁定；中跨合拢段施工；形成三跨变高度钢-砼混合连续梁。

2.根据权利要求1所述的一种三跨变高度钢-砼混合连续梁施工方法，其特征在于：所述0#块阶段箱梁采用悬挑支架现浇，并在0#块内设置临时锁定与承台固结。

3.根据权利要求1所述的一种三跨变高度钢-砼混合连续梁施工方法，其特征在于：所述挂篮悬臂在浇筑时逐块分别向河中及边跨延伸对称浇筑。

4.根据权利要求1所述的一种三跨变高度钢-砼混合连续梁施工方法，其特征在于：在所述中跨合拢段施工时，通过所述菱形挂篮及所述吊装平台实现中跨合拢段位置的钢箱梁的整体提升就位。

Images