CN111691298B - 一种中承式拱桥变宽段施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种中承式拱桥变宽段施工方法，其通过起吊设备起吊预制好的现浇吊架，使现浇吊架的顶面与已浇段的底面齐平；使用吊具系统将现浇吊架的两侧分别连接至拱肋的两侧；在现浇吊架的顶面上铺设用于浇筑变宽段的模板系统，绑扎钢筋后浇筑混凝土以形成变宽段；混凝土达到设计强度后，拆除吊具系统，通过起吊设备吊走现浇吊架。本发明通过起吊设备将现浇吊架吊起并与已浇段相接，再使用吊具系统固定连接现浇吊架与拱肋，从而在现浇吊架上进行变宽段的施工。本发明减小了变宽段施工过程中的施工风险，简化操作流程且缩短施工周期，实现了经济性、安全性和实用性的最大化。

Description

一种中承式拱桥变宽段施工方法

技术领域

本发明涉及桥梁施工技术领域中的一种中承式拱桥变宽段施工方法。

背景技术

近年来，我国各地正在大规模建设交通路网，而桥梁作为一种常见的跨越江河湖海的结构形式在每条交通路网上也会经常采用，钢管拱桥作为跨越能力较大、耐久性好且养护和维修费用少的桥梁，在各路网中越来越频繁的采用。拱桥采用中承式钢管混凝土拱时，一般在梁拱交界处主梁采用变宽段设计，其施工通常有以下两种方法：

一、挂篮法，根据变宽段梁结构定制特殊挂篮，采用挂篮分节段依次浇筑变宽段混凝土，直至变宽段混凝土梁全部浇筑完成。但采用挂篮法时，需根据组成变宽段的每节段梁宽度单独设计挂篮，单节段梁浇筑完毕后需对挂篮进行改制，挂篮材料浪费极大，且每次挂篮改制、调整过程繁琐，耗费时间长，安全风险极大，不利于现场施工顺利推进。

二、支架法，从变宽段梁下方搭设钢管支架，上铺设底模、侧模等，按设计预压后绑扎钢筋，采用支架一次性浇筑变宽段混凝土。但采用支架法时，变宽段梁下方需要有一定的基础，满足支架搭设且要求搭设不高，而对于跨江跨河区域的桥梁，梁体需在水中搭设支架，施工难度大。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种中承式拱桥变宽段施工方法，其克服了采用常规施工方法无法施工或施工过程繁琐，以及材料浪费大等的问题。

根据本发明的第一方面实施例，提供一种中承式拱桥变宽段施工方法，其包括以下步骤：

S10. 通过起吊设备起吊预制好的现浇吊架，使现浇吊架的顶面与已浇段的底面齐平；

S20. 使用吊具系统将现浇吊架的两侧分别连接至拱肋的两侧；

S30. 在现浇吊架的顶面上铺设用于浇筑变宽段的模板系统，绑扎钢筋后浇筑混凝土形成变宽段；

S40. 混凝土达到设计强度后，拆除吊具系统，通过起吊设备吊走现浇吊架。

根据本发明第一方面实施例，进一步地，现浇吊架包括纵向承架和多根固定在纵向承架底面的下桁架梁，各所述下桁架梁的两端伸出纵向承架的两侧，所述纵向承架包括多根平行间隔设置的吊架纵梁，在步骤S10中，起吊设备通过与吊架纵梁连接从而将现浇吊架整体起吊。

根据本发明第一方面实施例，进一步地，在步骤S20中，吊具系统包括至少两根第一临时吊杆，使用第一临时吊杆连接现浇吊架与拱肋包括以下步骤：

S21A. 将挂件挂在一侧拱肋的两下弦钢管之间的横杆上，挂件底部的凹槽与横杆相配合；

S22A. 使与第一临时吊杆固定的固定件连接在挂件上，且固定件封闭挂件的凹槽；

S23A. 第一临时吊杆的下端穿过下桁架梁的顶面后，通过下螺母固定第一临时吊杆的下端在下桁架梁上；

S24A. 重复步骤S21A~S23A，以完成下桁架梁与拱肋另一侧的连接。

根据本发明第一方面实施例，进一步地，在步骤S20中，吊具系统包括至少两根转接吊杆，转接吊杆包括与永久吊杆连接的转接头和第二临时吊杆，转接头包括上接件、下接件和至少两根连接螺栓，使用永久吊杆、转接头和第二临时吊杆以连接现浇吊架与拱肋包括以下步骤：

S21B. 将上接件固定在拱肋一侧的永久吊杆的下端，且将下接件固定在第二临时吊杆的上端；

S22B. 各连接螺栓的两端贯穿上接件和下接件同一侧上的连接通孔后，通过连接螺母固定；

S23B. 第二临时吊杆的下端穿过下桁架梁的顶面后，通过下螺母固定第二临时吊杆的下端在下桁架梁上；

S24B. 重复步骤S21B~S23B，以完成下桁架梁与拱肋另一侧的连接。

根据本发明第一方面实施例，进一步地，在吊具系统对现浇吊架与拱肋的连接完成后，还包括步骤S25，步骤S25包括拆除起吊设备与现浇吊架的连接。

根据本发明第一方面实施例，进一步地，吊具系统与拱肋之间设有第一千斤顶，通过调节第一千斤顶以调节现浇吊架的高度。

根据本发明第一方面实施例，进一步地，在步骤S10中，起吊现浇吊架使其顶面与已浇段的底面相抵接，使用多根对拉吊杆贯穿已浇段、纵向承架和端部下桁架梁，然后通过对拉螺母固定对拉吊杆。

根据本发明第一方面实施例，进一步地，在步骤S10前，在已浇段预设对拉通孔，包括以下步骤：已浇段节段梁上预设有多个竖直贯穿已浇段节段梁的竖直通孔，多个套管分别插入各竖直通孔中固定；然后向已浇段节段梁中浇筑混凝土，套管内形成对拉通孔。

根据本发明第一方面实施例，进一步地，在安装各对拉吊杆上端的对拉螺母前，在已浇段的顶面上安装至少一个第二千斤顶，然后安装对拉螺母使对拉螺母的底面与第二千斤顶的顶端相抵接，通过调节第二千斤顶以调节现浇吊架的高度。

根据本发明第一方面实施例，进一步地，模板系统包括底模和两个侧模，在步骤S30中，先在纵向承架的顶面上铺设底模，再在底模上安装两个相对的侧模，然后在两个侧模之间绑扎钢筋后浇筑变宽段。

本发明的有益效果是：本发明通过起吊设备将现浇吊架吊起并与已浇段相接，再使用吊具系统固定连接现浇吊架与拱肋，从而在现浇吊架上进行变宽段的施工。本发明减小了变宽段施工过程中的施工风险，简化操作流程且缩短施工周期，实现了经济性、安全性和实用性的最大化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。

图1是本发明的立面示意图；

图2是图1中A-A断面的示意图；

图3是本发明的俯视图；

图4是本发明中转接吊杆的示意图；

图5是本发明中已浇段与端部下桁架梁的连接示意图；

图6是本发明中下桁架梁与第一临时吊杆的连接示意图。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

本发明施工所形成的变宽段施工系统如下，其包括现浇吊架10和吊具系统。

现浇吊架10包括纵向承架和多根固定在纵向承架底面的下桁架梁12，各下桁架梁12的两端伸出纵向承架的两侧。优选地，纵向承架包括多根平行间隔的吊架纵梁11，吊架纵梁11的长度方向沿变宽段截面的走向平行，各下桁架梁12平行间隔分布，下桁架梁12与吊架纵梁11垂直。

吊具系统包括多个分别与各下桁架梁12连接的吊杆装置，吊杆装置的上端均安装在拱桥的拱肋60上，吊杆装置的下端分别与相应的下桁架梁12的两端连接。优选地，吊杆装置的上端与拱肋60之间连接有第一千斤顶，从而调节现浇吊架10的高度，使其与已浇段匹配。

根据现浇吊架10的位置、尺寸等，可使用不同的吊杆装置以连接现浇吊架10与拱肋60。可选地，吊杆装置包括两根第一临时吊杆23，各第一临时吊杆23分别通过吊杆支座安装在两侧拱肋60的两下弦钢管之间的横杆上，吊杆支座包括挂件21和固定件22，挂件21的底部设有凹槽，挂件21通过凹槽挂在下弦的横杆上，固定件22的两端可拆卸连接在凹槽的两侧，固定件22上设有吊杆通孔，第一临时吊杆23的上端贯穿吊杆通孔后通过上螺母固定，第一临时吊杆23的下端穿过下桁架梁12的顶面后通过下螺母固定。

作为吊杆装置另一种可选的实施方式，吊杆装置包括两根转接吊杆，转接吊杆包括第二临时吊杆33和固接在拱肋60一侧的永久吊杆31，各第二临时吊杆33的上端分别通过转接头32与永久吊杆31连接，第二临时吊杆33的下端穿过下桁架梁12的顶面后通过下螺母固定。转接头32包括与永久吊杆31固定的上接件321、与第二临时吊杆33固接的下接件322以及两根连接螺栓323。上接件321和下接件322均呈圆形，上接件321和下接件322的两端均设有接件通孔，各连接螺栓323的两端分别贯穿上接件321和下接件322位于同一侧的连接通孔后由连接螺母固定。

进一步作为优选的实施方式，通过起吊设备，使吊架纵梁11靠近已浇段40一端的顶面与已浇段40的底面相接，以保证变宽段与已浇段的连接更稳固、平整。吊架纵梁11靠近已浇段40的一端底面设有端部下桁架梁13，端部下桁架梁13通过端部吊杆装置固定在已浇段40的底面。端部吊杆装置包括对拉吊杆41和套设在对拉吊杆41外侧的套管，对拉吊杆41依次贯穿已浇段40、纵向承架和端部下桁架梁13，对拉吊杆41的两端通过对拉螺母固定。优选地，位于已浇段40顶面的对拉螺母与已浇段40之间设有至少一个第二千斤顶42，以调节端部下桁架梁13的标高。

纵向承架上设有模板系统，模板系统包括底模51和两个相对的侧模52，侧模52均位于底模51上，两个侧模52之间形成成型空间，绑扎钢筋后，向其中浇筑混凝土，形成变宽段。

以下对上述结构的施工方法，亦即本发明的具体实施方式展开说明。在本发明实施例中，在对变宽段进行施工前，先对与变宽段相接的已浇段进行预施工，即要在已浇段40预设对拉通孔。具体地，参照图1、图5，在已浇段40设置对拉通孔包括以下步骤：

S1. 用于组成已浇段的节段梁在工厂制造时已预设了多个竖直通孔，该竖直通孔竖直贯穿已浇段40节段梁，安装节段梁到指定位置；

S2. 将多个套管分别插入各竖直通孔中固定，套管与竖直通孔过盈配合；

S3. 在已浇段40的节段梁上绑扎钢筋，并向其中浇筑混凝土，套管内形成对拉通孔。

待已浇段40的节段梁中的混凝土达到设计强度后，已浇段40中即形成了多个对拉通孔，继而可对变宽段进行施工。

对变宽段进行施工包括以下步骤：

S10. 通过起吊设备起吊预制好的现浇吊架10，使现浇吊架10的顶面与已浇段40的底面齐平。

优选地，参照图3，现浇吊架10包括纵向承架和多根固定在纵向承架底面的下桁架梁12，各下桁架梁12的两端伸出纵向承架的两侧，纵向承架包括多根平行间隔设置的吊架纵梁11。在本实施例中，吊架纵梁1为贝雷梁，其主要由贝雷片标准件与900标准花窗（或450标准花窗）组成。不同规格的贝雷梁交错布置，且各贝雷梁的底面均设有钢筋与下桁架梁12的顶面焊接，以提高纵向承架的整体稳定性。

使用钢管拱肋安装所用的缆索吊机或卷扬机通过与吊架纵梁11连接从而将现浇吊架10整体起吊，使现浇吊架10的顶面与已浇段40的底面向抵接。此时，使用多个对拉吊杆41依次贯穿已浇段40的各对拉通孔、相邻的吊架纵梁11之间的间隙以及端部下桁架梁13，再通过对拉螺母固定对拉吊杆41。

进一步作为优选的实施方式，在安装各对拉吊杆41上端的对拉螺母前，在已浇段40的顶面上安装至少一个第二千斤顶，然后安装对拉螺母使对拉螺母的底面与第二千斤顶的顶端相抵接。通过调节第二千斤顶可实现现浇吊架的高度调节。

S20. 使用吊具系统将现浇吊架10的两侧分别连接至拱肋60的两侧，吊具系统包括多个分别与各下桁架梁12连接的吊杆装置，下桁架梁12可采用不同的吊杆装置以连接至拱肋60。在本实施例中，共设有三根下桁架梁12，其中靠近已浇段40的两根下桁架梁12所使用的吊杆装置不同与余下的一根下桁架梁12，以下分别展开说明。

A. 针对靠近已浇段的两根下桁架梁12设有两个吊杆装置，各吊杆装置包括两根第一临时吊杆23，可选地，第一临时吊杆23为预应力钢绞线。参照图6，使用第一临时吊杆23连接现浇吊架10与拱肋60包括以下步骤：

S21A. 将挂件21挂在一侧拱肋60的两下弦钢管之间的横杆上，挂件21底部的凹槽与横杆相配合，即挂件21的凹槽与横杆原钢管曲线相配合。

S22A. 使与第一临时吊杆23固定的固定件22连接在挂件21上，固定件22与第一临时吊杆23的顶端连接，且固定件22封闭挂件21底部的凹槽。优选地，挂件21与固定件22之间采用螺栓连接，以便于拆卸连接。

S23A. 第一临时吊杆23的下端穿过下桁架梁12的顶面后，通过下螺母固定第一临时吊杆23的下端在下桁架梁12上。

S24A. 重复步骤S21A~S23A，以完成下桁架梁12与拱肋60另一侧的连接。

B. 针对余下的一根下桁架梁12，吊杆装置包括两根转接吊杆，转接吊杆包括与永久吊杆31连接的转接头32和第二临时吊杆33，转接头32包括呈圆形的上接件321、下接件322和至少两根连接螺栓323，优选地，连接螺栓323的数量为六根。参照图2、图4，使用永久吊杆31、转接头32和第二临时吊杆33以连接现浇吊架10与拱肋60包括以下步骤：

S21B. 将上接件321通过内螺纹丝扣固定在拱肋60一侧的永久吊杆31下端的锚具上，锚具下部的外侧设有外螺纹丝扣，且将下接件322固定在第二临时吊杆33的上端。

S22B. 各连接螺栓323的两端贯穿上接件321和下接件322同一侧上的连接通孔后，通过连接螺母固定。由于上接件321与下接件322是通过连接螺栓323连接，因此上接件321和下接件322之间的距离可调，以调整转接吊杆的整体长度以适应下桁架梁12与拱肋60的距离。

S23B. 第二临时吊杆33的下端穿过下桁架梁12的顶面后，通过下螺母固定第二临时吊杆33的下端在下桁架梁12上。

S24B. 重复步骤S21B~S23B，以完成下桁架梁12与拱肋60另一侧的连接。

由于采用了第二临时吊杆33与永久吊杆31结合组成永-临吊杆，因此其受力明确，吊杆装置安装拆除方便，用钢量少。

进一步作为优选的实施方式，吊具系统的吊杆装置与拱肋60之间设有第一千斤顶，通过调节第一千斤顶以调节现浇吊架的高度。

在吊具系统对现浇吊架10与拱肋60的连接完成后，即步骤A与步骤B完成后，还包括步骤S25，步骤S25包括拆除起吊设备与现浇吊架10的连接，以便于后续安装模板系统并浇筑。在拆除起吊设备后，对现浇吊架10进行荷载预压。

S30. 在现浇吊架10的顶面上铺设用于浇筑变宽段的模板系统，绑扎钢筋后浇筑混凝土形成变宽段。模板系统包括底模51和两个侧模52，在步骤S30中，先在纵向承架的顶面上铺设底模51，再在底模51上安装两个相对的侧模52，然后在两个侧模52之间绑扎钢筋后浇筑变宽段。

S40. 混凝土达到设计强度且箱梁纵向预应力筋张拉后，拆除吊具系统，通过起吊设备吊走现浇吊架10。具体地，在变宽段的混凝土达到设计强度且箱梁纵向预应力筋张拉后，将钢管拱肋安装所用的缆索吊机或卷扬机与现浇吊架10重新连接，然后拆除第一临时吊杆23及其吊杆支座、第二临时吊杆33及其转接头，缆索吊机或卷扬机将现浇吊架吊走。

以上是对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (8)

1.一种中承式拱桥变宽段施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S10. 通过起吊设备起吊预制好的现浇吊架（10），现浇吊架（10）包括纵向承架和多根固定在纵向承架底面的下桁架梁（12），各所述下桁架梁（12）的两端伸出纵向承架的两侧，所述纵向承架包括多根平行间隔设置的吊架纵梁（11），起吊设备通过与吊架纵梁（11）连接从而将现浇吊架（10）整体起吊，使现浇吊架（10）的顶面与已浇段（40）的底面齐平；

S20. 使用吊具系统将现浇吊架（10）的两侧分别连接至拱肋（60）的两侧，吊具系统包括至少两根第一临时吊杆（23），使用第一临时吊杆（23）连接现浇吊架（10）与拱肋（60）包括以下步骤：S21A. 将挂件（21）挂在一侧拱肋（60）的两下弦钢管之间的横杆上，挂件（21）底部的凹槽与横杆相配合；S22A. 使与第一临时吊杆（23）固定的固定件（22）连接在挂件（21）上，且固定件（22）封闭挂件（21）的凹槽；S23A. 第一临时吊杆（23）的下端穿过下桁架梁（12）的顶面后，通过下螺母固定第一临时吊杆（23）的下端在下桁架梁（12）上；S24A. 重复步骤S21A~S23A，以完成下桁架梁（12）与拱肋（60）另一侧的连接；

S30. 在现浇吊架（10）的顶面上铺设用于浇筑变宽段的模板系统，绑扎钢筋后浇筑混凝土形成变宽段；

S40. 混凝土达到设计强度后，拆除吊具系统，通过起吊设备吊走现浇吊架（10）。

2.根据权利要求1所述的中承式拱桥变宽段施工方法，其特征在于：在步骤S20中，吊具系统包括至少两根转接吊杆，转接吊杆包括与永久吊杆（31）连接的转接头（32）和第二临时吊杆（33），转接头（32）包括上接件（321）、下接件（322）和至少两根连接螺栓（323），使用永久吊杆（31）、转接头（32）和第二临时吊杆（33）以连接现浇吊架（10）与拱肋（60）包括以下步骤：

S21B. 将上接件（321）固定在拱肋（60）一侧的永久吊杆（31）的下端，且将下接件（322）固定在第二临时吊杆（33）的上端；

S22B. 各连接螺栓（323）的两端贯穿上接件（321）和下接件（322）同一侧上的连接通孔后，通过连接螺母固定；

S23B. 第二临时吊杆（33）的下端穿过下桁架梁（12）的顶面后，通过下螺母固定第二临时吊杆（33）的下端在下桁架梁（12）上；

S24B. 重复步骤S21B~S23B，以完成下桁架梁（12）与拱肋（60）另一侧的连接。

3.根据权利要求1或2所述的中承式拱桥变宽段施工方法，其特征在于：在吊具系统对现浇吊架（10）与拱肋（60）的连接完成后，还包括步骤S25，步骤S25包括拆除起吊设备与现浇吊架（10）的连接。

4.根据权利要求1所述的中承式拱桥变宽段施工方法，其特征在于：吊具系统与拱肋（60）之间设有第一千斤顶，通过调节第一千斤顶以调节现浇吊架的高度。

5.根据权利要求1所述的中承式拱桥变宽段施工方法，其特征在于：在步骤S10中，起吊现浇吊架（10）使其顶面与已浇段（40）的底面相抵接，使用多根对拉吊杆（41）贯穿已浇段（40）、纵向承架和端部下桁架梁（13），然后通过对拉螺母固定对拉吊杆（41）。

6.根据权利要求5所述的中承式拱桥变宽段施工方法，其特征在于：在步骤S10前，在已浇段（40）预设对拉通孔，包括以下步骤：已浇段（40）节段梁上预设有多个竖直贯穿已浇段（40）节段梁的竖直通孔，多个套管分别插入各竖直通孔中固定；然后向已浇段（40）节段梁中浇筑混凝土，套管内形成对拉通孔。

7.根据权利要求6所述的中承式拱桥变宽段施工方法，其特征在于：在安装各对拉吊杆（41）上端的对拉螺母前，在已浇段（40）的顶面上安装至少一个第二千斤顶，然后安装对拉螺母使对拉螺母的底面与第二千斤顶的顶端相抵接，通过调节第二千斤顶以调节现浇吊架的高度。

8.根据权利要求1所述的中承式拱桥变宽段施工方法，其特征在于：模板系统包括底模（51）和两个侧模（52），在步骤S30中，先在纵向承架的顶面上铺设底模（51），再在底模（51）上安装两个相对的侧模（52），然后在两个侧模（52）之间绑扎钢筋后浇筑变宽段。

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