CN112709140B - 中承式提篮钢管混凝土拱桥混凝土箱梁施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种三孔吊架，还公开了应用此三孔吊架的中承式提篮钢管混凝土拱桥混凝土箱梁施工方法，此三孔吊架分成四个吊装节段，在中承式提篮钢管混凝土拱桥混凝土箱梁施工中，在前一节段现浇施工张拉后，拆除前一节段下方的吊装节段，并将其循环前移到已安装好吊架的前方拼装，从而增加到有三个工作面同步并行施工，将本应是先后流水作业的工序改为多点平行作业工序，使单节段箱梁现浇施工速度加快，单孔时间缩短，同时吊装节段拆除和拼装施工是利用既有的拱肋安装的缆索吊机，大大减少成本投入。此发明用于桥梁施工领域。
Description
技术领域
本发明涉及桥梁施工领域，特别是涉及一种中承式提篮钢管混凝土拱桥混凝土箱梁施工方法。
背景技术
近年来，我国各地正在大规模建设交通路网，桥梁作为一种常见的跨越江河湖海的结构形式被广泛采用，而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。
对于中承式拱桥混凝土箱梁施工，有节段法、预制法、整体支架法等施工方式。对于大跨跨越深水地区的大断面箱梁施工，一般采取节段法。
对于采用节段法施工混凝土箱梁，通常有：(1)悬臂挂篮法，使用挂篮悬臂节段施工混凝土箱梁，通过挂篮后锚点平衡前部混凝土梁自重及施工荷载，待箱梁混凝土浇筑并张拉预应力后再进行吊杆施工，完成后前移挂篮进行下一节箱梁施工；(2)牵索挂篮法，利用已浇筑箱梁面及吊杆作为支撑点，设置施工平台，施工混凝土箱梁，吊杆在梁浇筑前后分次进行张拉。
悬臂挂篮法：施工时完全靠后锚点平衡前部箱梁自重及施工荷载，安全风险大。为保证安全，箱梁分节不宜过大，不适用于大跨度分节箱梁；挂篮自身结构需有较大刚度、强度及稳定性，较为笨重；施工时需逐节段施工，速度慢，工期长；挂篮前移时需设置压重或反扣轮，走行风险较大。
牵索挂篮法：箱梁逐孔施工，受吊杆影响，挂篮行走非常不便利，施工速度慢，施工周期长。
发明内容
本发明的目的在于提供一种中承式提篮钢管混凝土拱桥混凝土箱梁施工方法。
本发明所采取的技术方案是：
三孔吊架，其包括：
四个吊装节段，所述吊装节段之间通过销轴连接，所述吊装节段包括横向钢梁和位于横向钢梁两侧的若干贝雷片，四个所述吊装节段上安装有横向分配梁，所述横向分配梁上设置钢管支架系统，所述钢管支架系统上依次布置顶托、木方、模板。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述横向钢梁两端的贝雷片之间设置有花窗结构。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述横向钢梁底部设置两组水平交叉剪刀撑，两组所述水平交叉剪刀撑之间通过法兰螺栓连接。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述横向钢梁两端分别连接有三角连接架，所述三角连接架与贝雷片通过销轴连接。
有益效果：此三孔吊架，分成四个吊装节段，在中承式提篮钢管混凝土拱桥混凝土箱梁施工中，在前一节段现浇施工张拉后，拆除前一节段下方的吊装节段，并将其循环前移到已安装好吊架的前方拼装，从而增加到有三个工作面同步并行施工，将本应是先后流水作业的工序改为多点平行作业工序，使单节段箱梁现浇施工速度加快，单孔时间缩短，同时吊装节段拆除和拼装施工是利用既有的拱肋安装的缆索吊机，大大减少成本投入。
中承式提篮钢管混凝土拱桥混凝土箱梁施工方法，其包括以下步骤：
S1：采用前面所述的三孔吊架，将四个吊装节段用驳船运输至桥位，使用缆索吊机起吊安装，首先安装一号吊装节段，所述一号吊装节段安装在已浇筑梁段吊杆的下方，并通过索力传递装置与所述吊杆连接，同时将一号吊装节段通过后端吊杆锚固在已浇筑梁段的主梁箱室内；
S2：然后依次安装第2-4号吊装节段，各吊装节段通过销轴连接；
S3：然后进行第一跨主梁的钢筋绑扎作业，钢筋绑扎完成后浇筑混凝土，拆除端模板，然后开始第二跨主梁钢筋绑扎作业；
S4：待第一跨混凝土强度达到设计强度及龄期要求后进行预应力张拉，张拉吊杆至设计力值；
S5：进行一号吊装节段拆卸、前移作业，首先用缆索吊吊钩提着一号吊装节段走行牛腿，同时解除一号吊装节段与二号吊装节段之间的销轴，起缆索吊吊钩，完成一号吊装节段脱架；
S6：完成脱架后，采用缆索吊将一号吊装节段前移至最前端，与四号吊装节段连接，重复步骤S3-S5，完成混凝土箱梁施工。
进一步作为本发明技术方案的改进，在步骤S1中，所述索力传递装置为接长转换头，所述吊杆通过接长转换头与吊装节段临时连接。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述接长转换头包括转换头和接长棒，所述转换头与吊杆连接，所述接长棒首端与转换头连接，所述接长棒尾端穿过吊装节段并采用自锁式千斤顶锁死，箱梁施工完成后，张拉吊杆，松开自锁式千斤顶，拆除转换头。
进一步作为本发明技术方案的改进，各所述吊装节段后端通过钢棒锚固在已浇筑梁段底板上。
进一步作为本发明技术方案的改进，在步骤S3中，待第一跨主梁混凝土强度达到2.5MPa拆除端模板。
进一步作为本发明技术方案的改进，在吊装节段的前后端吊点均安装液压千斤顶，用来调节吊装节段标高，保证受力平衡。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1为本发明实施例箱梁现浇吊架多孔布置图；
图2为本发明实施例箱梁现浇吊架横断面布置图；
图3为本发明实施例箱梁单个吊装节段示意图；
图4为本发明实施例两个吊装节段组成现浇吊架布置图；
图5为本发明实施例永-临吊杆立面布置图；
图6为本发明实施例水平交叉剪刀撑平面布置图；
图7为本发明实施例三角连接架示意图；
图8为本发明实施例箱梁现浇吊架首节安装；
图9为本发明实施例箱梁现浇吊架安装立面布置图；
图10为本发明实施例拆除一号吊装节段示意图；
图11为本发明实施例箱梁现浇吊架多孔布置图。
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。
参照图1-图7，三孔吊架，其包括四个吊装节段100，并采用既有的吊装拱肋的缆索吊机进行吊架的安装。两个吊架节段100共同承接一段箱梁，吊装节段100之间通过销轴连接，供形成三孔施工作业平台。每个吊装节段100包括一根横向钢梁110和位于横向钢梁110两侧的30片贝雷片120，横向钢梁110均对应与吊杆处，横向钢梁110通过索力传递装置与永久吊杆临时连接并在主梁预应力张拉前承受载荷。每个吊架节段100前端采用两根永久吊杆作为临时吊点，吊杆通过接长转换头与吊架连接，连接的尾端采用自锁式千斤顶锁死，箱梁施工完成，张拉吊杆，松开自锁式千斤顶，拆除转换头完成永临吊杆转换。每个吊架节段100后端采用四组φ80mm钢棒锚固在已浇筑梁上，前后端吊点均设置液压千斤顶，调节吊架标高，保证受力平衡。
横向钢梁110两端分别连接有三角连接架180，三角连接架180与贝雷片120通过销轴连接。具体地，一个吊架节段长8m，而钢梁宽0.87m，两片贝雷片长6m，剩余空间长度需要通过自设三角连接架进行补足。其中，横向钢梁110两端的贝雷片120之间设置有花窗结构150增强横向稳定性。横向钢梁110底部设置两组水平交叉剪刀撑160，可以增强整体抗风能力，两组水平交叉剪刀撑160之间通过法兰螺栓170连接，便于拆卸。
四个吊装节段100上安装有横向分配梁130，横向分配梁130上设置钢管支架系统140，钢管之间采用纵横向钢管连接成整体，钢管支架系统上依次布置顶托、木方、模板。
此三孔吊架的设计采用支架模块装配式的思维，将三孔吊架分成四个吊装节段100，底模和翼缘模板与吊装节段100为整体，同步落模，在前一节段现浇施工张拉后，拆除前一节段下方的小型吊装单元，并循环前移到已安装好吊架前方拼装，从而增加到有三个工作面同步并行施工，前两个工作面可以进行绑扎钢筋和立模，将本应是先后流水作业的工序改为了多点平行作业工序，使单节段箱梁现浇施工速度加快，单孔时间缩短，同时吊装单元拆除和拼装施工是利用既有的拱肋安装的缆索吊机，大大减少成本投入。
参照图8-图11，一种中承式提篮钢管混凝土拱桥混凝土箱梁施工方法，其包括以下步骤：
S1：制作前面所述的三孔吊架，将四个吊装节段100用驳船运输至桥位，使用缆索吊机起吊安装，首先安装一号吊装节段100，一号吊装节段100安装在已浇筑梁段吊杆的下方，并通过索力传递装置与吊杆连接，同时将一号吊装节段100通过后端的吊杆锚固在已浇筑梁段的主梁箱室内，各吊装节段100后端通过钢棒锚固在已浇筑梁段底板上。索力传递装置为接长转换头200，吊杆通过接长转换头200与吊装节段100临时连接。接长转换头200包括转换头210和接长棒220，转换头210与吊杆连接，接长棒220首端与转换头210连接，接长棒220尾端穿过吊装节段100并采用自锁式千斤顶锁死，箱梁施工完成后，张拉吊杆，松开自锁式千斤顶，拆除转换头210。
S2：然后依次安装第2-4号吊装节段100，各吊装节段100通过销轴连接；
S3：在一号吊装节段和二号吊装节段安装并调整标高位置完成后，然后进行第一跨主梁的钢筋绑扎作业，钢筋绑扎完成后浇筑混凝土，待第一跨主梁混凝土强度达到2.5MPa，拆除端模板(以不损伤混凝土表面及棱角为准)，然后开始第二跨主梁钢筋绑扎作业；
S4：待第一跨混凝土强度达到设计强度及龄期要求后进行预应力张拉临时吊杆下方自锚式千斤顶张拉转换，将吊架结构转换到永久吊杆上，然后张拉吊杆至设计力值；
S5：进行一号吊装节段100拆卸、前移作业，首先用缆索吊吊钩提着一号吊装节段100走行牛腿，同时解除一号吊装节段100与二号吊装节段100之间的销轴，然后慢慢松螺母，松螺母的同时起缆索吊吊钩，完成一号吊装节段100脱架；
S6：完成脱架后，采用缆索吊将一号吊装节段100前移至最前端，与四号吊装节段100连接，重复步骤S3-S5，完成混凝土箱梁施工，随着主梁浇筑，始终保持一跨主梁混凝土浇筑养护，一跨主梁钢筋绑扎，一跨主梁下吊架单元前移安装，将主梁混凝土浇筑后等待强度时间充分予以利用，缩短施工所需时间。
此方法因地制宜，研发出永久吊杆与转换头及接长钢棒组合成永-临吊杆锚固在三孔吊架下横梁上作为三孔吊架的承重吊杆结构体系，吊架最后一孔的下横梁采用8根直径φ80mm的钢棒锚固在已浇箱梁横隔板两侧的底板上作为临时承重结构体系，受力明确、安全可靠，且吊架结构安装拆除方便，用钢量少。采用永-临吊杆体系在吊杆底部设置弧形板以适应提篮式钢管拱肋的空间角度变形，且吊杆调整方便，每孔吊架节段现浇前，可以根据需要调动吊架节段下横梁上的永-临吊杆体系螺母以使吊架的底模板符合设计立模标高。
待浇筑箱梁吊架后部的8根直径Φ80mm钢棒作为吊杆将三孔吊架后端锚固在已浇筑前孔混凝土箱梁横隔板两侧底板上，利用锚固的钢棒抗剪力形成力矩抵抗高原峡谷内的近12级横向风力作用在多孔吊架侧面形成的横向弯矩，防止现浇的混凝土箱梁刚浇筑时混凝土强度不高时在前后节段接茬面产生裂纹。
在三孔吊架4条横梁之间水平交叉剪刀撑(在分块处也采用法兰连接)，来增强多孔吊架的整体刚度，确保多孔吊架现浇施工安全，同时也防止现浇的混凝土箱梁刚浇筑时混凝土强度不高时产生裂纹质量事故。
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (9)
1.中承式提篮钢管混凝土拱桥混凝土箱梁施工方法，采用三孔吊架，所述三孔吊架包括四个吊装节段，所述吊装节段之间通过销轴连接，所述吊装节段包括横向钢梁和位于横向钢梁两侧的若干贝雷片，四个所述吊装节段上安装有横向分配梁，所述横向分配梁上设置钢管支架系统，所述钢管支架系统上依次布置顶托、木方、模板，其特征在于：包括以下步骤：
S1：将四个吊装节段用驳船运输至桥位，使用缆索吊机起吊安装，首先安装一号吊装节段，所述一号吊装节段安装在已浇筑梁段吊杆的下方，并通过索力传递装置与所述吊杆连接，同时将一号吊装节段通过后端吊杆锚固在已浇筑梁段的主梁箱室内；
S2：然后依次安装第2-4号吊装节段，各吊装节段通过销轴连接；
S3：然后进行第一跨主梁的钢筋绑扎作业，钢筋绑扎完成后浇筑混凝土，拆除端模板，然后开始第二跨主梁钢筋绑扎作业；
S4：待第一跨混凝土强度达到设计强度及龄期要求后进行预应力张拉，张拉吊杆至设计力值；
S5：进行一号吊装节段拆卸、前移作业，首先用缆索吊吊钩提着一号吊装节段走行牛腿，同时解除一号吊装节段与二号吊装节段之间的销轴，起缆索吊吊钩，完成一号吊装节段脱架；
S6：完成脱架后，采用缆索吊将一号吊装节段前移至最前端，与四号吊装节段连接，重复步骤S3-S5，完成混凝土箱梁施工。
2.根据权利要求1所述的中承式提篮钢管混凝土拱桥混凝土箱梁施工方法，其特征在于：在步骤S1中，所述索力传递装置为接长转换头，所述吊杆通过接长转换头与吊装节段临时连接。
3.根据权利要求2所述的中承式提篮钢管混凝土拱桥混凝土箱梁施工方法，其特征在于：所述接长转换头包括转换头和接长棒，所述转换头与吊杆连接，所述接长棒首端与转换头连接，所述接长棒尾端穿过吊装节段并采用自锁式千斤顶锁死，箱梁施工完成后，张拉吊杆，松开自锁式千斤顶，拆除转换头。
4.根据权利要求1所述的中承式提篮钢管混凝土拱桥混凝土箱梁施工方法，其特征在于：各所述吊装节段后端通过钢棒锚固在已浇筑梁段底板上。
5.根据权利要求1所述的中承式提篮钢管混凝土拱桥混凝土箱梁施工方法，其特征在于：在步骤S3中，待第一跨主梁混凝土强度达到2.5MPa拆除端模板。
6.根据权利要求1所述的中承式提篮钢管混凝土拱桥混凝土箱梁施工方法，其特征在于：在吊装节段的前后端吊点均安装液压千斤顶，用来调节吊装节段标高，保证受力平衡。
7.根据权利要求1所述的中承式提篮钢管混凝土拱桥混凝土箱梁施工方法，其特征在于：所述横向钢梁两端的贝雷片之间设置有花窗结构。
8.根据权利要求1所述的中承式提篮钢管混凝土拱桥混凝土箱梁施工方法，其特征在于：所述横向钢梁底部设置两组水平交叉剪刀撑，两组所述水平交叉剪刀撑之间通过法兰螺栓连接。
9.根据权利要求1所述的中承式提篮钢管混凝土拱桥混凝土箱梁施工方法，其特征在于：所述横向钢梁两端分别连接有三角连接架，所述三角连接架与贝雷片通过销轴连接。
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