CN114000429A - 偏心半幅钢混组合箱梁纵向湿接缝浇筑变形控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种长32.25m，宽17.8m，重量超过539吨的偏心半幅钢混组合箱梁大方量纵向湿接缝浇筑变形控制方法，湿接缝浇筑前，在支撑墩支架工装系统基础上增加钢混结构的刚性支撑墩，刚性支撑墩支撑于刚度相对较弱的边腹板位置，支撑点支撑于偏心半幅钢混组合箱梁每道挑臂隔板及两侧梁端位置，并利用调整垫块支撑调平节段，保证节段的顶面标高、各个点均匀受力、节段的断面尺寸与总拼验收时的尺寸相一致。优点：利用刚性支撑墩支撑控制半幅钢混组合箱梁大方量湿接缝施工时的变形，不仅保证节段的顶面标高，并保证各个点均匀受力，保证节段的断面尺寸与总拼验收时的尺寸相一致，而且能够通过预压，消除非弹性变形量，修正模板弹性变形补尝量，最后浇筑湿接缝混凝土，完成半幅钢混组合箱梁湿接缝浇筑施工，保证浇筑后钢混组合梁的整体外形尺寸。
Description
技术领域
本发明涉及一种长32.25m，宽17.8m，重量超过539吨的偏心半幅钢混组合箱梁大方量纵向湿接缝浇筑变形控制方法，属大型桥梁制造领域。
背景技术
超大偏心半幅钢混组合箱梁为新型结构，目前尚没有工厂化制造的技术应用。超大偏心半幅钢混组合梁，具有结构尺寸大、节段质量重、结构偏心和结构尺寸制造精度高的特点，其制造主要有以下制造难题：一是结构尺寸超长、质量超重，结构偏心，节段制造精度以及与相邻节段的匹配精度要求高，精度控制为制造的难点；二是混凝土预制桥面板为30~50吨，总拼线由于跨度大，一般单台吊装天车起吊重量不能满足吊装需求，混凝土预制桥面板的吊装、组拼叠合控制为制造的难点；三是结构尺寸超长、质量超重，结构偏心，节段总拼完成后，如何出胎为制造的难点；四是偏心半幅钢混组合箱梁出胎后的运输、支撑等为制造过程中的难点。保证浇筑后的成品节段的箱口尺寸与总拼时保持一致为制造过程中的难点；五是利用刚性支撑墩支撑控制半幅钢混组合箱梁大方量湿接缝施工时的变形；六是利用集成支撑墩支架工装系统及组合式多面支撑墩支撑节段，保证偏心节段运输过程中支撑稳固，保证了工地安全、顺利安装架设。
发明内容
设计目的：避免背景技术中的不足之处，设计一种长32.25m，宽17.8m，重量超过539吨的偏心半幅钢混组合箱梁大方量纵向湿接缝浇筑变形控制方法。
设计方案：本发明中提及的超大偏心半幅钢混组合箱梁，长32.25m，宽17.8m，重量超过539吨，由于为偏心、超长、超重结构，节段的总拼精度、桥面板叠合精度、组合梁的总拼的出胎、节段运输、支撑、湿接缝浇筑变形控制及装船运输等工厂化制造的各个施工环节都面对困难。为攻克该超大偏心钢混组合箱梁的工厂化制造，保证施工质量，系统性研发了原创性新制造工艺、支撑工装及运输方法等施工技术。
本发明的偏心半幅钢混组合箱梁结构包括：左右半幅钢混组合箱梁整体总拼；超长抬吊式框式吊具吊装组装预制混凝土桥面板；桥面板横向湿接缝施工；利用四台运梁平车并联，同步支撑运输左右半幅钢混组合箱梁整体出胎；利用研发的集成支撑墩支架工装系统支撑偏心超重半幅钢混组合箱梁节段；同样利用四台运梁平车并联运输偏心节段；利用刚性支撑墩支撑控制半幅钢混组合箱梁大方量湿接缝施工时的变形；利用四台并联运梁平车及支撑系统运输和支撑半幅节段进行后续的打砂、涂装等施工；利用集成支撑墩支架工装系统及组合式多面凳支撑节段，保证偏心节段运输支撑稳固。
本发明所述的偏心半幅钢混组合箱梁结构，包含括：
1、偏心半幅钢混组合箱梁底部钢梁总拼：在长线法总拼胎架上，左右偏心半幅节段底部钢梁与其长度方向两端各两个整幅梁段一起实现六个节段长线法总拼，左右偏心半幅节段之间采用临时匹配件临时连接成整体，保证半幅节段相互间的匹配尺寸及半幅节段与前后相临整幅节段的整体总拼精度。
2、半幅钢混组合箱梁梁内支撑：为增加左右半幅钢梁的整体刚度，在超重预制混凝土桥面板与半幅钢梁叠合组拼前，在半幅钢混组合梁梁内增加刚性支撑，为桥面板叠合提供精度保证。
3、预制桥面板与钢梁组装焊接：在总拼线两侧测量塔上，以钢梁和桥面板基线为基准，利用全站仪监控测量调整预制桥面板位置，利用框式吊具及千斤顶等辅助调整保证与钢梁精度匹配定位，保证组拼精度后，焊接桥面板预埋钢构件与钢梁的隔板及翼缘板对接焊缝，使其成为整体。
4、偏心半幅预制桥面板横向湿接缝施工：焊接桥面板之间横向湿接缝嵌补钢筋，并栓接拼接板，浇筑横向湿接缝，使预制桥面板连接成为整体。
5、左右偏心半幅钢混组合箱梁临时连接及整体出胎：（1）在左右偏心半幅钢混组合梁中部的顶部翼缘板对接缝、隔板对接缝、底板对接缝位置焊接临时连接贴板，使左右半幅偏心梁段临时连接成为整体。（2）拆除总拼胎架运梁通道上方的活动梁，利用四台300吨以上运梁平车并联，每侧车道前后各两台运梁车，四台车同时支撑梁段，同步行走运输梁段出胎，保证四台车均匀受力和支持稳定。
6、半幅偏心钢混组合箱梁的支撑与运输：（1）根据偏心半幅钢混组合梁段重心位置，研发了集成支撑墩支架工装系统，集成支撑墩支架工装系统包括与半幅钢混组合梁斜底板连接的支撑框架，与平底板连接的钢支撑墩，每个支撑框架横跨两道或三道横隔板，在箱梁隔板正下方栓接集成四个或六个钢支撑墩，支撑框架底部调平板和钢支撑墩顶板之间通过调整栓接螺栓控制两者之间的间隙并加调整垫板实现调节支撑梁段高度，达到支撑过程中，保证各支撑点均匀受力的目的。（2）半幅偏心钢混组合箱梁梁段出胎后，首先利用研发的集成支撑墩支架工装系统，支撑临时连接的左右半幅钢混组合箱梁节段，保证支点均匀受力后，拆除左右半幅钢混组梁段中部翼缘板、底板、隔板临时匹配件和临时补强贴板，使左右偏心半幅钢混组合箱梁分离。
7、半幅钢混组合箱梁大方量纵向湿接缝浇筑变形控制：（1）为实现钢混组合梁段大方量纵向湿接缝浇筑时的变形控制，湿接缝浇筑前，在支撑墩支架工装系统基础上增加钢混结构的刚性支撑墩，刚性支撑墩支撑于梁段刚度相对较弱的边腹板位置，支撑点支撑于梁段每道挑臂隔板及两侧梁端位置，并利用调整垫块支撑调平节段，保证节段的顶面标高，并保证各个点均匀受力，保证节段的断面尺寸与总拼验收时的尺寸相一致。（2）采用刚性支撑模板，并对模板及梁段底部刚性支撑进行预压，预压均布载荷为湿接缝混凝土重量的1.1倍，消除非弹性变形，根据预压弹性变形量，修正模板弹性变形补尝量，最后浇筑湿接缝混凝土，完成半幅钢混组合箱梁湿接缝浇筑施工。
技术方案：一种偏心半幅钢混组合箱梁大方量纵向湿接缝浇筑变形控制方法，其特征是：湿接缝浇筑前，在支撑墩支架工装系统基础上增加钢混结构的刚性支撑墩，刚性支撑墩支撑于梁段刚度相对较弱的边腹板位置，支撑点支撑于偏心半幅钢混组合箱梁每道挑臂隔板及两侧梁端位置，并利用调整垫块支撑调平节段，保证节段的顶面标高、各个点均匀受力、节段的断面尺寸与总拼验收时的尺寸相一致。
本发明与背景技术相比，利用刚性支撑墩支撑控制半幅钢混组合箱梁大方量湿接缝施工时的变形，不仅保证节段的顶面标高，并保证各个点均匀受力，保证节段的断面尺寸与总拼验收时的尺寸相一致，而且能够通过预压，消除非弹性变形量，根据并弹性变形量，修正模板弹性变形补尝量，最后浇筑湿接缝混凝土，完成半幅钢混组合箱梁湿接缝浇筑施工；
附图说明
图1是左右半幅钢混组合梁临时连接、支撑整体总拼示意图。
图2是图1的简化示意图。
图3是四台运梁车并联整体出胎示意图。
图4是图3俯视示意图。
图5是半幅偏心钢混组合梁断面示意图。
图6是半幅偏心钢混组合梁其它隔板位置断面示意图。
图7是半幅偏心钢混组合梁俯视示意图。
图8是图7的简化示意图。
图9是框式吊具结构形式及使用示意图。
图10是图9侧视示意图。
图11是图9中A-A部剖视示意图。
图12是图9中B-B部剖视示意图。
图13是6个节段连续匹配总拼示意。
图14是桥面板之间横向湿接缝连接示意图。
图15是集成支撑墩支架工装系统示意及支撑运输示意图。
图16是图15俯视示意图。
具体实施方式
下面结合附图1～16对本发明作出进一步说明。
1、偏心半幅钢混组合箱梁底部钢梁总拼：
在长线法总拼胎架1上，左右偏心半幅节段2底部钢梁21与其长度方向两端各两个整幅梁段3一起实现六个节段长线法总拼，左右偏心半幅节段之间采用临时匹配件4临时连接成整体，保证半幅节段相互间的匹配尺寸及半幅节段与前后相临整幅节段3的整体总拼精度。
六个节段长线法总拼是指，在总拼胎架1上，以胎架为节段断面尺寸控制的外胎，利用胎架两侧成对测量塔101辅助测量，依次连续匹配组拼和焊接左右偏心半幅组合梁节段2及四个整幅组合梁节段3底部钢梁21的翼缘板单元211、底板单元212、隔板单元213、中腹板单元214、纵隔板单元215、边腹板单元216、挑臂单元217，保证六个节段底部钢梁21断面尺寸匹配一致，要求左右偏心半幅节段之间顶部翼缘板对接缝2111、底板对接缝2121、隔板对接焊缝2131匹配错边量≤1.0mm，左右半幅节段2与整幅节段3之间以及节段3与节段3之间上述各个板单元对接缝匹配偏差均≤2.0mm，左右偏心半幅组合梁节段2及四个整幅组合梁节段3顶面标高线形偏差L/3000（L为节段总拼长度，单位mm），组合梁钢梁21顶面标高线形精度通过控制胎架1上均布撑板11顶面标高线形实现。
2、为增加左右半幅钢梁的整体刚度，在超重预制混凝土桥面板22与半幅钢梁3叠合组拼前，在半幅钢混组合梁梁内增加刚性支撑5，为桥面板叠合提供精度保证。预制混凝土桥面板通过预埋钢构件与钢梁组拼和焊接成整体的过程称为叠合组拼。
3、超长抬吊式框式吊具6包括框式主梁61，框式主梁61上部设置用于连接2台吊车吊装钢丝绳的吊耳62，框式主梁61下部设置用于连接预制桥面板22吊装丝绳的吊耳63，吊耳62位置保证位于预制桥面板22吊点正上方，且通过调整横桥向两侧吊点钢丝绳64长度，实现桥面板吊装时的空中姿态与桥面2%横坡一致，保证桥面板受力安全可靠。
4、在总拼线两侧测量塔101上，以钢梁21和桥面板22基线为基准，利用全站仪监控测量调整预制桥22面板位置，利用框式吊具6及千斤顶等辅助调整保证与钢梁精度匹配定位，保证组拼精度后，焊接桥面板22预埋钢构件与钢梁21的隔板及翼缘板对接焊缝，使其成为整体。
5、焊接桥面板之间横向湿接缝嵌补钢筋231并栓接拼接板232，浇筑横向湿接缝23，使预制桥面板连接成为整体。
6、在左右半幅钢混组合梁中部的顶部翼缘板对接缝2111、隔板对接缝2131、底板对接缝2121位置焊接临时连接贴板7，使左右半幅偏心梁段2临时连接成为整体。
7、拆除总拼胎架1中运梁通道上方的活动梁，利用四台300吨以上运梁平车8并联，每侧车道前后各两台运梁车，四台车同时支撑梁段，同步行走运输梁段出胎，保证四台车均匀受力和支持稳定。
8、根据偏心半幅钢混组合梁段2重心位置，研发了集成支撑墩支架工装系统9包括与半幅钢混组合梁2斜底板间断焊连接的支撑框架91，与平底板连接的钢支撑墩92，每个支撑框架91横跨两道或三道横隔板，在箱梁隔板正下方栓接集成四个或六个钢支撑墩92，支撑框架91底部调平板和钢支撑墩92顶板之间通过调整栓接螺栓控制两者之间的间隙并加调整垫板93实现调节支撑梁段高度，达到支撑过程中，保证各支撑点均匀受力的目的。
9、半幅偏心钢混组合箱梁梁段出胎后，首先利用研发的集成支撑墩支架工装系统9，支撑临时连接的左右半幅钢混组合箱梁节段2，保证支点均匀受力后，拆除左右半幅钢混组梁段2中部翼缘板、底板、隔板临时匹配件4和临时补强贴板7，使左右偏心半幅钢混组合箱梁分离。
10、利用四台200吨以上运梁平车8并联，每侧车道前后各两台运梁车，四台车同时提升高度支撑梁段，保证支撑墩脱离地面后同步行走运输半幅梁段2，保证四台车均匀受力和支持稳定，支撑框架91连同集成的支撑墩92一起随梁运输。
11、为实现钢混组合梁段2大方量纵向湿接缝24浇筑时的变形控制，湿接缝浇筑前，在支撑墩支架工装系统9基础上增加钢混结构的刚性支撑墩10，刚性支撑墩10支撑于刚度相对较弱的边腹板位置，支撑点支撑于梁段2每道挑臂隔板及两侧梁端位置，并利用调整垫块支撑调平节段，保证节段的顶面标高水平，并保证各个点均匀受力，保证节段的断面尺寸与总拼验收时的尺寸相一致。
12、采用刚性支撑模板，并对模板进行预压，消除非弹性变形，根据预压弹性变形量，修正模板弹性变形补尝量，最后浇筑湿接缝混凝土24，完成半幅钢混组合箱梁湿接缝浇筑施工。
13、待湿接缝养护强度达到要求后，同样利用四台并联运梁平车8及支撑墩支架工装系统9运输和支撑半幅节段进行后续的打砂、涂装等施工。
需要理解到的是：上述实施例虽然对本发明的设计思路作了比较详细的文字描述，但是这些文字描述，只是对本发明设计思路的简单文字描述，而不是对本发明设计思路的限制，任何不超出本发明设计思路的组合、增加或修改，均落入本发明的保护范围内。
Claims (4)
1.一种偏心半幅钢混组合箱梁大方量纵向湿接缝浇筑变形控制方法，其特征是：湿接缝浇筑前，在支撑墩支架工装系统（9）基础上增加钢混结构的刚性支撑墩（10），刚性支撑墩（10）支撑于梁段刚度相对较弱的边腹板位置，支撑点支撑于偏心半幅钢混组合箱梁（2）每道挑臂隔板及两侧梁端位置，并利用调整垫块支撑调平节段，保证节段的顶面标高、各个点均匀受力、节段的断面尺寸与总拼验收时的尺寸相一致。
2.根据权利要求1所述的偏心半幅钢混组合箱梁大方量纵向湿接缝浇筑变形控制方法，其特征是：采用刚性支撑模板，并对模板进行预压，消除非弹性变形，根据预压弹性变形量，修正模板弹性变形补尝量，最后浇筑湿接缝混凝土（24），完成偏心半幅钢混组合箱梁湿接缝浇筑施工。
3.根据权利要求1所述的偏心半幅钢混组合箱梁大方量纵向湿接缝浇筑变形控制方法，其特征是：待湿接缝养护强度达到要求后，同样利用四台并联运梁平车（8）及支撑墩支架工装系统9运输和支撑半幅节段进行后续的打砂、涂装等施工。
4.根据权利要求1所述的偏心半幅钢混组合箱梁大方量纵向湿接缝浇筑变形控制方法，其特征是：集成支撑墩支架工装系统（9）包括与偏心半幅钢混组合梁（2）斜底板间断焊连接的支撑框架（91），以及与偏心半幅钢混组合梁（2）平底板连接的钢支撑墩（92），每个支撑框架（91）横跨两道或三道横隔板，在箱梁隔板正下方栓接集成四个或六个钢支撑墩（92），支撑框架（91）底部调平板和钢支撑墩（92）顶板之间通过调整栓接螺栓控制两者之间的间隙并加调整垫板（93）实现调节支撑梁段高度，达到支撑过程中，保证各支撑点均匀受力的目的。
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