CN112095435A - 一种大跨度钢拱架预压的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大跨度钢拱架预压的施工方法，包括：步骤A：拱座和临时拱座施工采用现浇钢筋混凝土结构；步骤B：采用索吊悬臂拼装法施工在临时拱座之间安装钢拱架；步骤C：采用张拉设备将钢绞线与预埋钢绞线固定连接；步骤D：调整张拉设备的张拉力对钢拱架施加不同的预压荷载，通过张拉设备的多次张拉为钢拱架提供预压荷载，完成钢拱架的预压试验；步骤E：钢绞线卸载过程中应配合钢拱架上部拱圈的施工逐步卸载；本发明可以简化钢拱架的预压过程，节约施工成本，有效降低了钢拱架预压过程中的安全风险，加快了拱架预压的施工进度，提高拱圈的施工精度。

Description

一种大跨度钢拱架预压的施工方法

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，特别地是一种大跨度钢拱架预压的施工方法。

背景技术

钢拱架在大跨度钢筋混凝土拱桥施工应用较多，特别实在U型的山谷之间修建拱桥，因为拱圈距离地面较高时，搭设满堂支架是既不经济也难以实现的。遇到上述情况时，在桥位悬拼拱架，先修出一座拱架桥，再于拱架上搭设支架模板，最后浇筑拱圈混凝土。

钢拱架安装完成后需进行加载预压，其目的是通过预压来全方位检验拱架在底板浇注过程中的安全性，消除拱架的弹性变形和非弹性变形，测定拱架的实际承载力和刚度，也为拱圈预拱度的设定提供可靠依据。

传统的预压试验一般使用砂袋、水等进行加载。当采用砂袋作为预压荷载时，需要砂子和编织袋的数量较大，砂袋堆载和移除工作量大，施工工期长，且钢拱架加载过程中出现失稳现象时卸载时间长，容易造成钢拱架整体坍塌；当采用水作为预压荷载时，需要在钢拱架上预先制作安装水箱(用于装水)，水箱制作安装需要消耗大量的模板、钢管等材料，预压加载和卸载施工周期长，且在在加载过程中，一旦高处水箱爆箱后，在自上而下的水流冲击力作用下，下方水箱容易发生连锁性破坏，造成拱架严重偏载，结构压溃的安全事故。

总之，采用传统的预压方式，预压周期长，预压材料、人工等投入多，堆载预压施工难度大，存在安全隐患，拱圈的施工精度差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通过张拉钢绞线为钢拱架提供预压荷载，代替传统的砂袋、水加载，解决传统钢拱架预压工序复杂，预压周期长，预压材料、人工等投入多，堆载预压施工难度大，存在安全隐患，拱圈的施工精度差等问题的大跨度钢拱架预压的施工方法。

本发明通过以下技术方案实现的：

一种大跨度钢拱架预压的施工方法，其中，包括以下步骤：

步骤A：拱座和临时拱座的施工；先进行场地平整和地基承载力检测；再进行混凝土垫层施工，垫层采用C15砼，铺设厚度为150mm；采用钢筋绑扎出拱座和临时拱座的框架模型；在临时拱座的框架模型上安装预埋钢绞线；在拱座和临时拱座的框架模型上均安装模板，在模板内浇筑混凝土从而获得拱座和临时拱座，并对拱座和临时拱座进行养护；拱座用于抵抗拱圈的水平推力；临时拱座用于抵抗钢拱架的水平推力和预压过程中钢绞线的拉力；

步骤B：钢拱架安装；采用索吊悬臂拼装法施工在临时拱座之间安装钢拱架；

步骤C：张拉设备和钢绞线的安装，对预埋钢绞线进行清理检查，检查预埋钢绞线是否有损坏或锚固不到位的情况；将预先准备的钢绞线每一根等间距的布置于钢拱架的表面，再将钢绞线的两个端头放到对应预埋钢绞线的旁边；采用张拉设备将钢绞线与预埋钢绞线固定连接；

步骤D：张拉钢绞线，施加预压力；调节张拉设备的油泵，开始张拉，当张拉设备张拉到钢拱架预压荷载的10％时，停止张拉，检查张拉设备、钢绞线以及钢拱架的工作状况；继续张拉，当张拉设备张拉到钢拱架预压荷载的50％时，停止张拉，张拉过程中应随时检查张拉设备、钢绞线以及钢拱架的工作状况，出现钢绞线松动或钢拱架变形过大，立刻停止张拉，找出问题并整改；继续张拉，当张拉设备张拉到钢拱架预压荷载的100％时，停止张拉，张拉过程中应随时检查张拉设备、钢绞线以及钢拱架的工作状况，出现钢绞线松动或钢拱架变形过大，立刻停止张拉，找出问题并整改；继续张拉，当张拉设备张拉到钢拱架预压荷载的120％时，停止张拉，张拉过程中应随时检查张拉设备、钢绞线以及钢拱架的工作状况，出现钢绞线松动或钢拱架变形过大，立刻停止张拉，找出问题并整改；通过张拉设备的多次张拉为钢拱架提供预压荷载，完成钢拱架的预压试验；

步骤E：钢绞线逐步卸载；钢绞线卸载过程中应配合钢拱架上部拱圈的施工逐步卸载，直至拱圈施工完成，完成张拉设备和钢绞线的全部卸载。

进一步地，所述步骤A中，拱座和临时拱座施工采用现浇钢筋混凝土结构，拱座的截面尺寸根据设计荷载和施工荷载计算得到，拱座的横断面呈五边形，拱座的横断面与拱圈和钢拱架端头平行。

进一步地，所述步骤A中，预埋钢绞线的安装数量和钢绞线的参数根据预压荷载大小计算而设定。

进一步地，所述步骤C中，张拉设备采用一致的型号，同时配备28台备用的张拉设备。

进一步地，所述步骤A中，预埋钢绞线通过压花和钢筋网片安装于临时拱座上。

本发明的有益效果：

与现有技术相比，本发明通过张拉钢绞线为钢拱架提供预压荷载，代替传统的砂袋、水加载，本发明施工过程简单；施工材料和设备仅为钢绞线、张拉设备等，施工成本低；施工过程中人工消耗较少；预压过程中可以随时观测钢拱架的变形、张拉设备工作情况，一般钢拱架出现较大变形，则可以快速停止加压并卸载，防止钢拱架坍塌；通过4次张拉即可完成钢拱架的预压，预压周期短；在拱圈浇筑过程中逐步撤除预压力，则不需要设置拱架预拱度，拱圈施工尺寸更加精确。

附图说明

图1为本发明实施例钢拱架立体结构示意图；

图2为本发明实施例钢拱架侧面示意图；

图3为本发明实施例预压钢绞线侧面图；

图4为图2的A部放大示意图；

图5为图3的B部放大示意图；

图6为本发明实施例预压钢绞线俯视图。

附图中：1-拱座；2-临时拱座；3-钢拱架；4-张拉设备；5-钢绞线；6-预埋钢绞线；7-压花；8-钢筋网片。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此以本发明的示意下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此以本发明的示意性实施例及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、上端、下端、顶部、底部……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征；另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

如图1至图6所示，一种大跨度钢拱架预压的施工方法，其中，包括以下步骤：

步骤A：拱座1和临时拱座2的施工；先进行场地平整和地基承载力检测；再进行混凝土垫层施工，垫层采用C15砼，铺设厚度为150mm；采用钢筋绑扎出拱座1和临时拱座2的框架模型；在临时拱座2的框架模型上安装预埋钢绞线6；在拱座1和临时拱座2的框架模型上均安装模板，在模板内浇筑混凝土从而获得拱座1和临时拱座2，并对拱座1和临时拱座2进行养护；拱座1用于抵抗拱圈的水平推力；临时拱座2用于抵抗钢拱架的水平推力和预压过程中钢绞线的拉力；

步骤B：钢拱架3安装；采用索吊悬臂拼装法施工在临时拱座2之间安装钢拱架3；

步骤C：张拉设备4和钢绞线5的安装，对预埋钢绞线6进行清理检查，检查预埋钢绞线6是否有损坏或锚固不到位的情况；将预先准备的钢绞线5每一根等间距的布置于钢拱架3的表面，再将钢绞线5的两个端头放到对应预埋钢绞线6的旁边；采用张拉设备4将钢绞线5与预埋钢绞线6固定连接；需要说明的是，在钢拱架3上布置钢绞线5时，可以安排3名作业人员，相互配合，将预先准备的钢绞线5一根一根等间距的布置到钢拱架3的表面，再将钢绞线5的两个端头放到对于的预埋钢绞线6傍边，提高了施工效率。

步骤D：张拉钢绞线5，施加预压力；调节张拉设备4的油泵，开始张拉，当张拉设备4张拉到钢拱架3预压荷载的10％时，停止张拉，检查张拉设备4、钢绞线5以及钢拱架3的工作状况；继续张拉，当张拉设备4张拉到钢拱架3预压荷载的50％时，停止张拉，张拉过程中应随时检查张拉设备4、钢绞线5以及钢拱架3的工作状况，出现钢绞线5松动或钢拱架3变形过大，立刻停止张拉，找出问题并整改；继续张拉，当张拉设备4张拉到钢拱架3预压荷载的100％时，停止张拉，张拉过程中应随时检查张拉设备4、钢绞线5以及钢拱架3的工作状况，出现钢绞线5松动或钢拱架3变形过大，立刻停止张拉，找出问题并整改；继续张拉，当张拉设备4张拉到钢拱架3预压荷载的120％时，停止张拉，张拉过程中应随时检查张拉设备4、钢绞线5以及钢拱架3的工作状况，出现钢绞线5松动或钢拱架3变形过大，立刻停止张拉，找出问题并整改；通过张拉设备4的多次张拉为钢拱架3提供预压荷载，完成钢拱架3的预压试验；

步骤E：钢绞线5逐步卸载；钢绞线5卸载过程中应配合钢拱架3上部拱圈的施工逐步卸载，直至拱圈施工完成，完成张拉设备4和钢绞线5的全部卸载。

具体的，本实施例方案中，所述步骤A中，拱座1和临时拱座2施工采用现浇钢筋混凝土结构，拱座1的截面尺寸根据设计荷载和施工荷载计算得到，拱座1的横断面呈五边形，拱座1的横断面与拱圈和钢拱架3端头平行。

具体的，本实施例方案中，所述步骤A中，预埋钢绞线6的安装数量和钢绞线5的参数根据预压荷载大小计算而设定。参照图6，根据计算预压荷载大小，获得所需预埋钢绞线6的安装数量和钢绞线5的安装数量；预埋钢绞线6和钢绞线均设置有多根，每一预埋钢绞线6均通过张拉设备4与每一钢绞线5固定连接，为后续钢绞绳的张拉做准备。

具体的，本实施例方案中，所述步骤C中，张拉设备4采用一致的型号，同时配备28台备用的张拉设备4，对称张拉，每端个设置14个，需要说明的是，实际上可根据实际施工拱桥桥面宽度确定张拉设备的数量，桥面越宽需要布置的张拉设备就越多。

具体的，本实施例方案中，所述步骤A中，预埋钢绞线6通过压花7和钢筋网片8安装于临时拱座2上。

本发明通过张拉钢绞线5为钢拱架3提供预压荷载，代替传统的砂袋、水加载，本发明施工过程简单；施工材料和设备仅为钢绞线5、张拉设备4等，施工成本低；施工过程中人工消耗较少；预压过程中可以随时观测钢拱架3的变形、张拉设备4工作情况，一般钢拱架3出现较大变形，则可以快速停止加压并卸载，防止钢拱架3坍塌；通过4次张拉即可完成钢拱架3的预压，预压周期短；在拱圈浇筑过程中逐步撤除预压力，则不需要设置拱架预拱度，拱圈施工尺寸更加精确。

以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (5)

1.一种大跨度钢拱架预压的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A：拱座和临时拱座的施工；先进行场地平整和地基承载力检测；再进行混凝土垫层施工，垫层采用C15砼，铺设厚度为150mm；采用钢筋绑扎出拱座和临时拱座的框架模型；在临时拱座的框架模型上安装预埋钢绞线；在拱座和临时拱座的框架模型上均安装模板，在模板内浇筑混凝土从而获得拱座和临时拱座，并对拱座和临时拱座进行养护；拱座用于抵抗拱圈的水平推力；临时拱座用于抵抗钢拱架的水平推力和预压过程中钢绞线的拉力；

步骤B：钢拱架安装；采用索吊悬臂拼装法施工在临时拱座之间安装钢拱架；

步骤C：张拉设备和钢绞线的安装，对预埋钢绞线进行清理检查，检查预埋钢绞线是否有损坏或锚固不到位的情况；将预先准备的钢绞线每一根等间距的布置于钢拱架的表面，再将钢绞线的两个端头放到对应预埋钢绞线的旁边；采用张拉设备将钢绞线与预埋钢绞线固定连接；

步骤D：张拉钢绞线，施加预压力；调节张拉设备的油泵，开始张拉，当张拉设备张拉到钢拱架预压荷载的10％时，停止张拉，检查张拉设备、钢绞线以及钢拱架的工作状况；继续张拉，当张拉设备张拉到钢拱架预压荷载的50％时，停止张拉，张拉过程中应随时检查张拉设备、钢绞线以及钢拱架的工作状况，出现钢绞线松动或钢拱架变形过大，立刻停止张拉，找出问题并整改；继续张拉，当张拉设备张拉到钢拱架预压荷载的100％时，停止张拉，张拉过程中应随时检查张拉设备、钢绞线以及钢拱架的工作状况，出现钢绞线松动或钢拱架变形过大，立刻停止张拉，找出问题并整改；继续张拉，当张拉设备张拉到钢拱架预压荷载的120％时，停止张拉，张拉过程中应随时检查张拉设备、钢绞线以及钢拱架的工作状况，出现钢绞线松动或钢拱架变形过大，立刻停止张拉，找出问题并整改；通过张拉设备的多次张拉为钢拱架提供预压荷载，完成钢拱架的预压试验；

步骤E：钢绞线逐步卸载；钢绞线卸载过程中应配合钢拱架上部拱圈的施工逐步卸载，直至拱圈施工完成，完成张拉设备和钢绞线的全部卸载。

2.根据权利要求1所述的一种大跨度钢拱架预压的施工方法，其特征在于：所述步骤A中，拱座和临时拱座施工采用现浇钢筋混凝土结构，拱座的截面尺寸根据设计荷载和施工荷载计算得到，拱座的横断面呈五边形，拱座的横断面与拱圈和钢拱架端头平行。

3.根据权利要求1所述的一种大跨度钢拱架预压的施工方法，其特征在于：所述步骤A中，预埋钢绞线的安装数量和钢绞线的参数根据预压荷载大小计算而设定。

4.根据权利要求1所述的一种大跨度钢拱架预压的施工方法，其特征在于：所述步骤C中，张拉设备采用一致的型号，同时配备28台备用的张拉设备。

5.根据权利要求1所述的一种大跨度钢拱架预压的施工方法，其特征在于：所述步骤A中，预埋钢绞线通过压花和钢筋网片安装于临时拱座上。

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