CN112030772A - 连续刚构桥的快速施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连续刚构桥的快速施工方法，包括如下步骤：①施工桥梁下部结构②移动架桥机，将其支腿临时锚固在桥墩墩顶，然后按照节段梁拼装顺序依次吊装第i跨内的全部预制梁段，并将其上下错开密排吊挂在第i跨内靠右侧的拼装准备区③安装首块预制梁段④安装后续预制梁段⑤拼装整跨节段梁⑥张拉预制梁段梁底板内的正弯矩束⑦完成下一跨节段梁的施工，并浇筑墩顶湿接缝⑧完成该联梁桥其余跨的施工⑨张拉该联中预制梁段梁顶板内的负弯矩束⑩完成该梁桥其余联的施工。本发明通过整孔节段拼装和墩顶二次浇筑等工艺，降低了材料用量和施工成本；在墩顶二次浇筑完成后进行预应力筋的拉伸，减少了架桥机的等待时间，加快了施工进度。

Description

连续刚构桥的快速施工方法

技术领域

本发明涉及桥梁架设施工技术领域，尤其是涉及一种连续刚构桥的快速施工方法。

背景技术

连续刚构桥是一种主梁连续、墩梁固结的连续梁桥，其不设伸缩缝，行驶平顺性良好；不设支座，充分避免了支座的损坏或老化现象，减少了后期维护量；所采用的墩梁固结结构显著降低了跨中正弯矩，同时能保持墩顶负弯矩基本不变，因此对梁跨中截面的卸载作用更大，进而可以做到比连续梁桥更大的跨径，因此成为了大跨度预应力混凝土桥梁的首选桥型。

连续刚构桥的常见施工方法包括悬臂平衡法和整跨架设法。前者是以桥墩为中心，对称拼装节段梁，并通过张拉悬臂预应力束与已安装节段形成一体，该方法需要设置大量的悬臂预应力束来保证施工期间的结构安全，在一定程度上造成了材料的浪费，并且大大增加了建设周期。后者通常先施工墩顶零号块，再将一跨内所有的预制节段吊装拼接构成门形结构，最后浇筑墩顶旁湿接缝并张拉梁段内预应力束完成体系转换。采用该方法施工时，为了抵抗施工期间的墩柱不平衡力，必须增加下部结构的尺寸和钢筋用量，增加了材料用量，提高了施工成本；其次，湿接缝混凝土达到设计强度需要一定的时间，在此期间架桥机只能停工等待，延缓了施工进度；再次，其下部结构采用传统带承台群桩时，需要施工多个钻孔、为施工承台而准备钢板桩等，地下施工会遇到城市地下管线避让问题，地面施工需要建设围挡占用较大施工用地，导致工期延长、成本增加。

发明内容

针对以上问题，本发明提供一种技术合理且兼顾经济性的连续刚构桥的快速施工方法，具体可采取如下技术方案：

本发明所述的连续刚构桥的快速施工方法，包括如下步骤：

第一步，施工包括桩基和桥墩的单桩独柱结构的桥梁下部结构；

第二步，移动架桥机，将其支腿临时锚固在桥墩墩顶，然后按照节段梁拼装顺序依次吊装第i跨内的全部预制梁段，并将其上下错开密排吊挂在第i跨内靠右侧的拼装准备区；

第三步，通过架桥机将首块预制梁段定点起吊至设计位置，再调整其轴线，临时固定后作为整跨节段拼装的基准面；

第四步，通过架桥机将后续预制梁段自右向左移动至设计位置，预留环氧树脂涂胶空间后临时定位，再依次将后续预制梁段向首块预制梁段靠拢，逐一进行试拼；

第五步，试拼结果合格后，在相邻预制梁段之间满涂环氧树脂并精确对齐，然后锚固设置在预制梁段梁顶底板的精轧螺纹钢筋，完成整跨节段梁的拼装；

第六步，将第五步拼装完成的节段梁落至桥墩墩顶的临时支座上，并通过精轧螺纹钢筋将主梁固结在临时支座上，然后张拉预制梁段梁底板内的正弯矩束，完成第i跨节段梁的初步施工；

第七步，将架桥机前移，重复第一步到第六步的工序完成第i+1跨节段梁的施工，然后浇筑第i跨节段梁和第i+1跨节段梁之间的墩顶湿接缝；

第八步，重复第七步，完成该联梁桥其余跨的施工；

第九步，待所有墩顶湿接缝的混凝土达到设计强度后，张拉该联中预制梁段梁顶底板内的负弯矩束，完成该联梁桥的施工；

第十步，将架桥机前移，重复第一步到第十步的工序完成该梁桥其余联的施工。

所述第五步中，如果相邻预制梁段之间的环氧树脂出现挤胶现象应及时清理。

所述第七步中，应先对预制梁段表面进行凿毛处理和高压水枪冲洗表面水泥砂浆处理，然后设置与预制梁段内预留管道顺接的预应力管道，之后进行墩顶湿接缝的浇筑。

所述第六步中张拉预制梁段梁顶底板内的正弯矩束和所述第九步中张拉该联中预制梁段梁顶板内的负弯矩束均采用下述步骤：

a.校正张拉机具位置，清理孔道；

b.预应力钢绞线穿束，安装锚具以及夹片；

c.分批分阶段对称张拉预应力钢束，并将伸长值与理论值对比，合格后方可锚固，并切割多余钢绞线；

d.孔道压浆采用真空压浆工艺，按照从下向上的顺序连续作业，直至出口处的浆体稠度与入口处相同；

e.孔道压浆完毕后，便可对锚具进行封锚处理，封锚混凝土强度等级一般不宜低于节段梁混凝土。

与现有技术相比，本发明提供的连续刚构桥的快速施工方法，具有以下优点：

1、本发明相较于悬臂平衡施工连续刚构桥的传统方法，节省了施工过程所需的悬臂预应力束，节省成本的同时加快了施工进度；

2、本发明相较于先形成门架结构的整跨架设法，改善了桥墩和桩基的受力状态，节省了下部结构的材料用量，并避免了架桥设备停工等待；

3、本发明无需搭建安装支架等结构，相较于支架搭设施工上部结构的传统方法，无需大量的人工辅助，并且避免了对城市交通的影响。

4、本发明采用单桩独柱的下部结构体系，较传统群桩带承台的结构体系，降低工程造价，减少临时用地的面积，避免了对路面交通和地下管线的干扰。

综上所述，本发明采用单桩独柱的下部结构体系，降低了环境因素对施工的影响；通过整孔节段拼装和墩顶二次浇筑等工艺，降低了材料用量和施工成本；由于预应力筋的拉伸在墩顶二次浇筑完成后进行，因此，减少了架桥机的等待时间，加快了施工进度，可见，本发明在城市高架桥的施工建设中具有很好的应用前景。

附图说明

图1-5是本发明的施工步骤图。

图6是本发明中单桩独柱的结构示意图。

图7是本发明中位于跨中的预制梁段的断面结构示意图。

图8是本发明中位于墩顶的预制梁段的断面结构示意图。

图9是本发明中墩顶湿接缝的纵桥向结构示意图。

图10是本发明中墩顶湿接缝的横桥向结构示意图。

图11是本发明施工桥梁时的预应力钢束布置图。

图12是传统整孔拼装法施工桥梁时的预应力钢束布置图。

图13是传统悬臂拼装法施工桥梁时的预应力钢束布置图。

图14是本发明与传统整孔拼装法施工桥梁时下部结构的弯矩对比图。

图15是本发明与传统整孔拼装法施工桥梁时下部结构的钢筋用量对比图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的施工过程，但本发明的保护范围不限于下述实施例。

如图1-15所示，本发明所述的连续刚构桥的快速施工方法，包括如下步骤：

第一步，施工包括桩基1和桥墩2的单桩独柱结构的桥梁下部结构，具体地，在钻孔完成后，将在钢筋加工厂内绑扎好的桩基钢筋笼下放至设计位置，浇筑混凝土完成桩基1的施工。通过起吊设备将桥墩2的钢筋骨架和模板精确就位，利用锚固板301固定顶部预埋的精轧螺纹钢筋302，浇筑混凝土完成桥墩2的施工。

第二步，移动架桥机，将其支腿临时锚固在桥墩墩顶，然后按照节段梁拼装顺序依次吊装第i跨内的全部预制梁段，并将其上下错开密排吊挂在第i跨内靠右侧的拼装准备区。

具体地，待桥墩2的混凝土强度达到设计标准后，在墩顶的相应位置处安装中空圆柱钢套筒作为临时支座4，为了配合预制梁段的具体尺寸，可以通过增减临时支座4内部沙子的数量来调整支撑高度，然后，转移架桥机5，使其前支腿501至墩顶并临时锚固；接着，将预制梁段6自存梁场运至施工现场，利用架桥机5从桥跨前部喂梁，喂梁时按照节段梁的拼装顺序进行，依次吊起一跨内全部预制梁段6，并使其上下错开密排吊挂在架桥机5的导梁右半跨（即拼装准备区）。

第三步，通过架桥机将首块预制梁段定点起吊至设计位置，再调整其轴线，临时固定后作为整跨节段拼装的基准面。

由于首块预制梁段601的定位精度对于整跨预制节段梁的线形控制起着至关重要的作用，因此，待一跨内全部预制梁段6吊装完成后，开始进行节段定位。具体地，利用架桥机5的提梁吊机定点起吊首块预制梁段601至设计位置后，再利用小型液压设备反复调整其轴线，辅以观测其预埋控制点的坐标，然后将其临时固定，以防止拼装过程中发生位置偏移。

第四步，通过架桥机将后续预制梁段自右向左移动至设计位置，预留环氧树脂涂胶空间后临时定位，再依次将后续预制梁段向首块预制梁段靠拢，逐一进行试拼。

为保证相邻两梁段拼接面的标高、倾斜度保持一致，减少涂胶后梁段位置调整的时间，必须在涂胶前进行节段试拼。具体地，将首块预制梁段601作为整孔节段拼装的基准面，利用小型液压设备依次将后续预制梁段6向前一块预制梁段靠拢，逐一进行试拼。为保证梁段拼接面完全匹配，应检查梁段高程、中线和预应力孔道定位情况。

第五步，试拼结果合格后，在相邻预制梁段之间满涂环氧树脂并精确对齐，然后锚固设置在预制梁段梁顶底板的精轧螺纹钢筋，完成整跨节段梁的拼装；

具体地，为便于涂胶将所有预制梁段6的间距调整为大约30cm，然后在接合面涂刷环氧树脂，涂胶过程以及拼装后2h之内应采取措施防水防晒。涂胶结束经检查合格后，利用小型液压设备调整预制梁段6的位置，缓慢的将后续预制梁段6向前一块预制梁段6靠齐。待相邻预制梁段6精确对齐后，为了确保匹配缝压密，并防止环氧树脂涂层固结前截面不均匀受压，在预制梁段6的底板顶面和顶板底面设置混凝土凸块或钢板锚固精轧螺纹钢筋302，保证接缝间的压应力不小于0.3MPa，直至梁体永久预应力张拉完毕。在此过程中，应经常检查，如果相邻预制梁段6之间的环氧树脂出现挤胶现象应及时清理。

第六步，将第五步拼装完成的节段梁落至桥墩墩顶的临时支座上，并通过精轧螺纹钢筋将主梁固结在临时支座上，然后张拉预制梁段梁顶底板内的正弯矩束701，完成第i跨节段梁的施工。

具体地，通过调整架桥机5的吊杆使拼装胶合而成的整跨节段梁逐步落梁至墩顶临时支座4上，吊装过程中注意将预埋的精轧螺纹钢筋穿过预制梁段6对应的孔道，并用锚固螺母302在箱梁顶部临时固结；

待主梁临时固结后，张拉第i孔内的底板正弯矩束701，该过程通过以下步骤实现：

a.校正张拉机具位置，清理孔道；

b.预应力钢绞线穿束，安装锚具以及夹片；

c.分批分阶段对称张拉预应力钢束，并将伸长值与理论值对比，合格后方可锚固，并切割多余钢绞线；

d.孔道压浆采用真空压浆工艺，按照从下向上的顺序连续作业，直至出口处的浆体稠度与入口处相同；

e.孔道压浆完毕后，便可对锚具进行封锚处理，封锚混凝土强度等级一般不宜低于节段梁混凝土。

第七步，将架桥机5前移，重复第一步到第六步的工序完成第i+1跨节段梁的施工，然后浇筑第i跨节段梁和第i+1跨节段梁之间的墩顶湿接缝8。

施工墩顶湿接缝8之前，对相关预制梁段6的表面进行凿毛处理，并用高压水枪冲去表面的水泥砂浆和松散层，降低水泥砂浆对混凝土抗拉强度的影响；然后，在湿接缝内安装与预制梁段6预留管道顺接的预应力管道，并检查墩、梁在桥梁纵、横、竖向的预留钢筋的定位；最后，利用架桥机5起吊湿接缝外模板，并在接缝部位安装一侧薄海绵条，以免在浇筑振捣过程中发生漏浆，待以上所有事项检查合格后方可浇筑墩顶湿接缝8混凝土。

第八步，重复第七步，完成该联梁桥其余跨的施工；

第九步，待所有墩顶湿接缝8的混凝土达到设计强度后，张拉该联中预制梁段6梁顶底板内的负弯矩束702，完成该联梁桥的施工；

第十步，将架桥机5前移，重复第一步到第十步的工序完成该梁桥其余联的施工。

如图11-13所示，以45m跨径的桥梁为评价对象，对比本发明的整孔拼装法（墩顶二次浇筑）与传统整孔拼装法（先形成门架结构）、悬臂拼装法的相关施工数据，具体如下表所示：

可见，本发明的施工速度快，单位桥面积钢绞线用量少。

运用桥梁专业软件建立跨径为45m的计算模型，四跨一联，对比本发明与传统整孔拼装法（先形成门架结构）在恒载作用下，两者下部结构的弯矩大小和钢筋用量差异。如图14-15所示，可以看出，本发明施工桥梁的下部结构弯矩较小，钢筋用量较少。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语 “前”、“后”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是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。

Claims (4)

1.一种连续刚构桥的快速施工方法，其特征在于：包括如下步骤：

第一步，施工包括桩基和桥墩的单桩独柱结构的桥梁下部结构；

第二步，移动架桥机，将其支腿临时锚固在桥墩墩顶，然后按照节段梁拼装顺序依次吊装第i跨内的全部预制梁段，并将其上下错开密排吊挂在第i跨内靠右侧的拼装准备区；

第三步，通过架桥机将首块预制梁段定点起吊至设计位置，再调整其轴线，临时固定后作为整跨节段拼装的基准面；

第四步，通过架桥机将后续预制梁段自右向左移动至设计位置，预留环氧树脂涂胶空间后临时定位，再依次将后续预制梁段向首块预制梁段靠拢，逐一进行试拼；

第五步，试拼结果合格后，在相邻预制梁段之间满涂环氧树脂并精确对齐，然后锚固设置在预制梁段梁顶底板的精轧螺纹钢筋，完成整跨节段梁的拼装；

第六步，将第五步拼装完成的节段梁落至桥墩墩顶的临时支座上，并通过精轧螺纹钢筋将主梁固结在临时支座上，然后张拉预制梁段梁底板内的正弯矩束，完成第i跨节段梁的初步施工；

第七步，将架桥机前移，重复第一步到第六步的工序完成第i+1跨节段梁的施工，然后浇筑第i跨节段梁和第i+1跨节段梁之间的墩顶湿接缝；

第八步，重复第七步，完成该联梁桥其余跨的施工；

第九步，待所有墩顶湿接缝的混凝土达到设计强度后，张拉该联中预制梁段梁顶板内的负弯矩束，完成该联梁桥的施工；

第十步，将架桥机前移，重复第一步到第十步的工序完成该梁桥其余联的施工。

2.根据权利要求1所述的连续刚构桥的快速施工方法，其特征在于：所述第五步中，如果相邻预制梁段之间的环氧树脂出现挤胶现象应及时清理。

3.根据权利要求1所述的连续刚构桥的快速施工方法，其特征在于：所述第七步中，应先对预制梁段表面进行凿毛处理和高压水枪冲洗表面水泥砂浆处理，然后设置与预制梁段内预留管道顺接的预应力管道，之后进行墩顶湿接缝的浇筑。

4.根据权利要求1所述的连续刚构桥的快速施工方法，其特征在于：所述第六步中张拉预制梁段梁顶底板内的正弯矩束和所述第九步中张拉该联中预制梁段梁顶底板内的负弯矩束均采用下述步骤：

a.校正张拉机具位置，清理孔道；

b.预应力钢绞线穿束，安装锚具以及夹片；

c.分批分阶段对称张拉预应力钢束，并将伸长值与理论值对比，合格后方可锚固，并切割多余钢绞线；

d.孔道压浆采用真空压浆工艺，按照从下向上的顺序连续作业，直至出口处的浆体稠度与入口处相同；

e.孔道压浆完毕后，便可对锚具进行封锚处理，封锚混凝土强度等级一般不宜低于节段梁混凝土。

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