CN112012112B - 一种波形钢腹板现浇悬臂箱梁异步挂篮施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及桥梁施工领域，具体为一种波形钢腹板现浇悬臂箱梁异步挂篮施工方法，包括以下步骤：(1)浇筑第N‑1节段顶板和第N节段底板混凝土；(2)第N‑1节段顶板混凝土强度达到设计强度的60％时进行第N‑1节段顶板的第一次预应力张拉；(3)安装第N+1节段波形钢腹板，挂篮行走到第N+1节段，绑扎第N+1节段底板钢筋；(4)进行第N‑1节段顶板第二次预应力张拉、灌浆；(5)绑扎第N节段顶板钢筋，进行下一节段的循环。本发明的异步挂篮施工将预应力张拉分为两次张拉，在两次张拉中进行不同工序的施工，在保障工程质量和安全的前提下缩短节段施工周期，降低时间成本，同时提升施工的作业效率。

Description

一种波形钢腹板现浇悬臂箱梁异步挂篮施工方法

技术领域

本发明涉及桥梁施工领域，特别涉及一种波形钢腹板现浇悬臂箱梁异步挂篮施工方法。

背景技术

波形钢腹板代替混凝土腹板形成的新型组合桥梁结构形式，用钢结构来承受腹板所受的荷载，具有自重轻、抗震性能好、顶底板预应力效率高、抗剪能力强等诸多优点。在目前的桥梁建造领域中，满堂支架法、悬臂施工法、顶推法等方法被视为主要应用于现代波形钢腹板组合梁桥常采用的传统实施方法，其中挂篮悬臂浇筑施工方法是该类型桥梁施工的核心技术，一般施工步骤为：挂篮就位→底板钢筋施工→吊装波形钢腹板→波形钢腹板安装连接→顶板钢筋施工→混凝土浇筑→养护→顶板张拉→挂篮前移，这种施工方法是一段施工完成后再进行挂篮前移，因施工过程中波形钢腹板安装时间长，混凝土要养护等这些工期都比较长，导致整合挂篮悬臂浇筑施工的工期较长。

为了缩短施工工期，黄强[波形钢腹板PC组合箱梁桥的新型异步施工技术分析,成都工业学院学报,2017,12,4(20)]提出了一种异步悬臂浇筑施工工艺，施工流程为：施工0#块；安装1#波形钢腹板；安装挂篮；浇注N-1节底板同时安装N节波形钢腹板；挂篮迁移至N节段；施工N-2阶段顶板、N节底板同时安装N+1节段波形钢腹板；施工N-1阶段预应力。该工艺能够扩大作业面，其作业区相较于传统的挂篮作业区由原来的单个节段工作面扩大N-1，N，N+1共3个节段工作面，采用多个作业面同时进行流水施工，有效地提高了施工作业的效率，缩短了预计施工周期。专利文献CN111119072A公开了一种山区高墩桥梁台阶错位施工方法，采用类似的方法，把1个作业区扩大到了3个作业区，3个节段单独同步施工，工序衔接合理，互不干扰。上述异步施工方法虽能一定程度上缩短工期，但在浇筑顶板混凝土的同时或之后进行波形钢腹板安装和挂篮行走、下一节段钢筋混凝土施工，这种在前一节段的顶板混凝土还未张拉的情况下即进行其他节段的施工，大大增加了悬挑荷载和悬臂混凝土端截面处的弯矩和拉应力，影响混凝土的质量且存在较大安全隐患。

专利文献CN111535205 A公开一种利用波形钢腹板承担部分底板重量的悬臂施工工法，(1)0#块件施工后，拼装挂篮；(2)1#块件的波形钢腹板安装就位后，在波形钢腹板间设支撑；(3)解除挂篮锚固向前推移，将挂篮前吊带推移至距波形钢腹板前端，固定挂篮前支点和挂篮后支点；(4)调整顶板模板和底板模板，绑扎顶板钢筋和底板钢筋，顶板和底板的端部模板距离本节段波形钢腹板前端；(5)浇筑顶板和底板的混凝土，达到强度要求后，张拉预应力束；(6)循环(2)到(5)，实现下一节段施工。该施工方法，增大节段划分长度，有效避免异步浇筑引起的悬臂前端应力集中问题，提高施工质量，但因在在施工工程中需要等顶板的混凝土达到强度要求后，才进行张拉预应力，这样施工周期大大加长，施工效率较低。

发明内容

本发明的目的在于针对克服现有技术的异步挂篮施工所存在的成本高、安全隐患大、施工周期长等问题，提供了一种波形钢腹板现浇悬臂箱梁异步挂篮施工方法，该方法能在保障工程质量和安全性的前提下缩短节段施工周期，降低时间成本，同时提升施工的作业效率。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种波形钢腹板现浇悬臂箱梁异步挂篮施工方法，包括以下步骤：

(1)浇筑第N-1节段顶板和第N节段底板混凝土；

(2)第N-1节段顶板混凝土强度达到设计强度的60％时进行第N-1节段顶板的第一次预应力张拉；

(3)安装第N+1节段波形钢腹板，挂篮行走到第N+1节段，绑扎第N+1节段底板钢筋；

(4)进行第N-1节段顶板第二次预应力张拉、灌浆，第二次预应力张拉后张拉力达到理论张拉力；

(5)绑扎第N节段顶板钢筋，进行下一节段的循环。

本发明所述的波形钢腹板现浇悬臂箱梁异步挂篮施工方法在第N-1节段顶板混凝土强度达到预定强度后进行第一次预应力张拉，然后即可进行第N+1节段波形钢腹板安装，挂篮行走，第N+1节段底板钢筋绑扎工序，充分和高效利用顶板混凝土凝固的时间在不同节段进行施工，然后再进行第二次预应力张拉和灌浆，以及第N节段顶板钢筋绑扎。按照这样的节段循环，完成波形钢腹板现浇悬臂箱梁的施工。本发明的异步挂篮施工将预应力张拉分为两次张拉，在两次张拉中进行不同工序的施工，在保障工程质量和安全性的前提下缩短节段施工周期，降低时间成本，同时提升施工的作业效率。

作为本发明的优选方案，第一次预应力张拉时，第N-1节段顶板混凝土强度达到设计强度的70％且顶板混凝土龄期为3天以上。

作为本发明的优选方案，第一次预应力张拉时，张拉力为理论张拉力的10％～30％。

作为本发明的优选方案，第一次预应力张拉时，张拉顺序为由轴线向翼缘板对称进行张拉。

作为本发明的优选方案，第一次预应力张拉结束后，采用水准仪对顶板混凝土端头、底板混凝土端头、波形钢腹板上端头进行高程监测，可对张拉前后的高程数据进行比较分析，保障安全，为施工提供指导。

作为本发明的优选方案，所述波形钢腹板的安装包括以下步骤：

采用塔吊将波形钢腹板从地面吊至梁体上，然后用挂篮上的龙门吊吊装就位；

波形钢腹板起吊至对接位置，采用螺栓临时固定；

分别从平面及高程两个方面对波形钢腹板精确定位，点焊临时固定，并用槽钢作波形钢腹板横向连接，加固确保其稳定性；最后对波形钢腹板焊接。

作为本发明的优选方案，第二次预应力张拉完成后，在48小时内进行灌浆。

在本发明中，在施工完成标准节段的最后一节顶板浇筑后，开始施工合拢段，进行全桥合拢。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明所述的波形钢腹板现浇悬臂箱梁异步挂篮施工方法将预应力张拉分为两次张拉，充分利用顶板混凝土凝固的时间在不同节段进行施工，然后进行第二次预应力张拉，然后进行节段的循环。本发明的异步挂篮施工在两次张拉中进行不同工序的施工，在保障工程质量和安全性的前提下缩短节段施工周期，降低时间成本，同时提升施工的作业效率。

附图说明：

图1为本发明波形钢腹板现浇悬臂箱梁异步挂篮施工工艺流程图；

图2为本发明波形钢腹板现浇悬臂箱梁的横截面结构示意图；

图3为本发明波形钢腹板现浇悬臂箱梁异步挂篮结构示意图；

图中标记：1-顶板，2-波形钢腹板，3-底板。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1

如图1-3所示，一种波形钢腹板现浇悬臂箱梁异步挂篮施工方法，波形钢腹板现浇悬臂箱梁的横截面如图2所示，顶板1和底板3为钢筋混凝土，两侧腹板为波形钢腹板2。在施工桥梁的标准段之前需要施工0#块，对0#块的顶板进行张拉完毕后，安装1#块的波形钢腹板，然后拼装挂篮，绑扎2#块底板钢筋和1#块的顶板钢筋，然后开始按照本发明提供的标准段循环，包括以下步骤：

(1)浇筑第N-1节段顶板和第N节段底板混凝土。如图3所示，在第N-1节段的顶板模板和第N节段底板模板进行混凝土浇注；

(2)第N-1节段顶板混凝土强度达到设计强度的60％时进行第N-1节段顶板的第一次预应力张拉。优选地，第一次预应力张拉时第N-1节段顶板混凝土强度达到设计强度的70％且顶板混凝土龄期超过3天，第一次预应力张拉时张拉力为理论张拉力的10％～30％，每次张拉开始之前，须检查千斤顶、锚具、限位板嵌套是否正确，数据连接线是否破损、接头是否松动，液压油管是否破损、漏油等。

张拉顺序为由轴线向翼缘板对称进行张拉，第一次张拉完毕，用水准仪对顶板混凝土端头、底板混凝土端头、钢腹板上端头进行高程监测并记录数据，然后与之前测试数据的高程监测数据进行对比并分析，保障安全，为施工提供指导。

(3)安装第N+1节段波形钢腹板，挂篮行走到第N+1节段，绑扎第N+1节段底板钢筋。

波形钢腹板安装前准备好手拉葫芦、支撑、临时支架、吊装设备等，提前做好波形钢腹板螺栓连接摩擦面打磨处理工作，修整螺栓孔内的毛刺、污物等。安装波形钢腹板包括以下步骤：采用塔吊将波形钢腹板从地面吊至梁体上，然后用挂篮上龙门吊吊装就位，吊装时采用麻绳和手拉葫芦配合吊装；波形钢腹板起吊至对接位置，采用螺栓临时固定；分别从平面及高程两个方面对波形钢腹板精确定位，点焊临时固定，并用槽钢作波形钢腹板横向连接，加固确保其稳定性；最后对波形钢腹板焊接。

平面定位采用全站仪对波形钢腹板进行轴线定位确定平面轴线位置，高程定位根据成桥预拱度、施工预拱度、上一节段高程等数据进行控制，要结合绝对高程位置要求和坡度要求对波形钢腹板进行综合调整。

绑扎底板钢筋时，底板钢筋为二层，上下层钢筋用短钢筋支撑，短钢筋支撑下面设有垫块，垫块采用不低于梁体混凝土强度的水泥垫块。

(4)进行第N-1节段顶板第二次预应力张拉、灌浆。张拉程序及操作步骤同第一次张拉，张拉力达到理论张拉力，张拉完成后使用砂轮机对钢绞线切割；封锚时，需用水泥砂浆将夹片、锚板以及切割后外露的钢绞线全部包裹，水泥砂浆覆盖厚度大于15mm。封锚后，待水泥砂浆终凝，强度达到10MPa后及时进行灌浆，灌浆时，浆液水胶比为0.27～0.32，流动性30S～50S，从最低点的压浆孔压入。张拉完毕至灌浆完毕，最长不得超过48小时。

(5)绑扎第N节段顶板钢筋，进行下一节段的循环。顶板钢筋为二层，上下层钢筋用短钢筋支撑，短钢筋支撑下面设有垫块，垫块采用不低于梁体混凝土强度的水泥垫块。

本发明的异步挂篮施工方法将预应力张拉分为两次张拉，在两次张拉中进行不同工序的施工，在保障工程质量和安全性的前提下缩短节段施工周期，降低时间成本，同时提升施工的作业效率。在实际现场施工过程中，若采用第N-1节段顶板混凝土浇注后等混凝土强度达到张拉条件就进行预应力张拉，一次性完成顶板预应力张拉，那么节段循环工期是14天，而采用本发明的节段循环工期是10天，工期直接缩短了4天，缩短比例为28.6％，使得项目间接费、设备租赁费、现场管理费相应降低，降低了施工成本。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种波形钢腹板现浇悬臂箱梁异步挂篮施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)浇筑第N-1节段顶板和第N节段底板混凝土；

(2)第N-1节段顶板混凝土强度达到设计强度的60％时进行第N-1节段顶板的第一次预应力张拉；第一次预应力张拉时，张拉力为理论张拉力的10％～30％；

(3)安装第N+1节段的波形钢腹板，挂篮行走到第N+1节段，绑扎第N+1节段底板钢筋；

(4)进行第N-1节段顶板第二次预应力张拉、灌浆；

(5)绑扎第N节段顶板钢筋，进行下一节段的循环。

2.根据权利要求1所述的异步挂篮施工方法，其特征在于，第一次预应力张拉时，第N-1节段顶板混凝土强度达到设计强度的70％且顶板混凝土龄期为3天以上。

3.根据权利要求1-2任一所述的异步挂篮施工方法，其特征在于，第一次预应力张拉时，张拉顺序为由轴线向翼缘板对称进行张拉。

4.根据权利要求1所述的异步挂篮施工方法，其特征在于，第一次预应力张拉结束后，采用水准仪对顶板混凝土端头、底板混凝土端头、波形钢腹板上端头进行高程监测。

5.根据权利要求1所述的异步挂篮施工方法，其特征在于，所述波形钢腹板的安装包括以下步骤：

采用塔吊将所述波形钢腹板从地面吊至梁体上，然后用挂篮上的龙门吊吊装就位；

波形钢腹板起吊至对接位置后，采用螺栓临时固定；

分别从平面及高程两个方面对所述波形钢腹板精确定位，点焊临时固定，并用槽钢作波形钢腹板横向连接；最后对所述波形钢腹板焊接。

6.根据权利要求1所述的异步挂篮施工方法，其特征在于，第二次预应力张拉完成后，在48小时内进行灌浆。

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