CN114411568B - 钢管混凝土格构空心墩异步施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及格构墩施工技术领域，本发明具体提供一种钢管混凝土格构空心墩异步施工方法，该施工方法包括以下步骤：S1浇筑承台，完成格构空心墩第m节段的施工；S2拼装第一塔吊，利用第一塔吊完成第m‑1节段至第n节段的钢管格构吊装；同时，在第m节段安装液压爬模装置，利用流动式起重机吊装浇筑混凝土并配合液压爬模装置完成墩身混凝土施工；S3逐步顶升第一塔吊至第二高度，完成剩余第n‑1节段至第一节段的钢管格构吊装，并利用第一塔吊吊装自密实混凝土并向钢管内灌注；S4拼装第二塔吊，利用第二塔吊吊装浇筑混凝土并配合液压爬模装置完成剩余第n节段至第一节段的墩身混凝土施工。本发明能够降低施工成本，而且可以提高施工设备的重复利用率。

Description

钢管混凝土格构空心墩异步施工方法

技术领域

本发明涉及格构墩施工技术领域，具体而言，涉及一种钢管混凝土格构空心墩异步施工方法。

背景技术

双肢钢管混凝土格构空心墩包括左右两肢钢管混凝土格构空心墩，单肢钢管混凝土格构空心墩通常由格构墩钢管、钢管间的连接杆和墩身混凝土构成。单肢钢管混凝土格构空心墩由下至上分若干节段施工，具体是：由四肢格构墩钢管和连接杆构成每一节段的钢管格构，再于钢管格构上浇筑墩身混凝土，以形成钢管混凝土格构空心墩节段。其中，钢管格构的吊装采用分片安装工艺，即在底面将两肢格构墩钢管与连接杆组装成格构墩钢管片，再分别将两片吊装至墩顶，通过连接杆将两片连接，以构成钢管格构。

对于墩身最大高度大且单肢钢管最大重量大的墩身施工，部分现有施工方法是，采用多功能自爬升提升机，提升机内置塔吊并随提升架同步爬升，利用塔吊吊装格构墩钢管片，每施工一节段后，提升机向上爬升至下节段，以此循环作业。

但是，多功能自爬升提升机制造成本高，提升机的自爬升系统的部分杆件受墩柱设计尺寸影响，在周转使用时，需要改制或者新制，重复利用率降低，而且在施工中，钢管格构墩安装与墩身混凝土施工存在重叠作业，安全风险高。

发明内容

本发明的目的包括提供钢管混凝土格构空心墩异步施工方法，其针对钢管混凝土格构空心墩施工而设计，能够降低施工成本，而且可以提高施工设备的重复利用率。

本发明的实施例通过以下技术方案实现：

钢管混凝土格构空心墩异步施工方法，该钢管混凝土格构空心墩从上至下依次分为m节段施工，m为正整数，该施工方法包括以下步骤：

S1浇筑承台，完成格构空心墩第m节段的施工；

S2拼装第一塔吊，将第一塔吊顶升至第一高度，利用第一塔吊完成第m-1节段至第n节段的钢管格构吊装，同时，利用流动式起重机吊装自密实混凝土并钢管内灌注；并且，

在第m节段安装液压爬模装置，利用流动式起重机吊装浇筑混凝土并配合液压爬模装置完成墩身混凝土施工，当流动式起重机的吊装高度达到最大起升高度时，停止墩身混凝土施工；

S3逐步顶升第一塔吊至第二高度，完成剩余第n-1节段至第一节段的钢管格构吊装，并利用第一塔吊吊装自密实混凝土并向钢管内灌注；

S4拆除第一塔吊，拼装第二塔吊，将第二塔吊顶升至第二高度，利用第二塔吊吊装浇筑混凝土并配合液压爬模装置完成剩余第n节段至第一节段的墩身混凝土施工；

其中，选取m节段中重量最大的构件为最重起重物，第一塔吊的最大吊重大于最重起重物的重量，第二塔吊的吊重小于第一塔吊的吊重。

在本发明的一实施例中，在所述格构空心墩每一节段的墩身混凝土施工中，在墩身混凝土中预埋与所述液压爬模装置配合的预埋件。

在本发明的一实施例中，所述第一塔吊或第二塔吊与所述格构空心墩之间设有塔吊附着。

在本发明的一实施例中，所述承台分为两次浇筑成型，浇筑第一次承台混凝土后，预埋起步段钢管，再浇筑第二次承台混凝土。

在本发明的一实施例中，对于所述格构空心墩第m-1节段至第一节段，每一节段的钢管格构采用分片安装工艺，该分片安装工艺包括如下步骤：

M1在地面将两根钢管及连接杆拼装成一个格构墩钢管片；

M2利用所述第一塔吊完成两个该格构墩钢管片的吊装，以及完成连接两个格构墩钢管片的连接杆的吊装；

M3完成两个该格构墩钢管片与连接杆的连接，完成该节段的钢管格构组装。

在本发明的一实施例中，在步骤S2中，当所述流动式起重机的吊装高度达到最大起升高度前，左右两肢钢管混凝土格构空心墩的格构墩柱安装与墩身混凝土施工可以左右肢交替进行。

在本发明的一实施例中，所述流动式起重机为履带式起重机。

在本发明的一实施例中，每一节段的所述钢管的端部设有导向板，该导向板插入所述起步段钢管内。

在本发明的一实施例中，所述预埋件包括爬锥。

本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：

本发明实施例采用第一塔吊与第二塔吊结合使用的方案，利用第一塔吊安装格构墩钢管，再利用第二塔吊完成墩身混凝土施工，与采用多功能自爬升提升机施工的现有技术相比，第一塔吊与第二塔吊无需定制，可以租用或购买，该租购成本低于多功能自爬升提升机的制造成本，降低了施工成本，而且第一塔吊与第二塔吊还可重复利用，提高了施工设备的重复利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明中承台与首节段中钢管的施工示意图；

图2为本发明中首节段钢管内灌浆施工、第一塔吊顶升至第一高度的示意图；

图3为本发明中首节段墩身施工并预埋爬锥的示意图；

图4为本发明中第八节段钢管格构的施工示意图；

图5为本发明中安装液压爬模装置并向上爬升进行墩身混凝土施工的示意图；

图6为本发明中第七节段钢管格构施工的示意图；

图7为本发明中第六节段钢管格构吊装和第七节段墩身混凝土施工的示意图；

图8为本发明中第五节段钢管格构吊装且液压爬模装置停止墩身混凝土施工的示意图；

图9为本发明中第三、四节段钢管格构吊装施工的示意图；

图10为本发明中第一塔吊到达第二高度且第一、二节段钢管格构吊装施工的示意图；

图11为本发明中拆除第一塔吊、安装第二塔吊，且开始第一至八节段墩身混凝土施工的示意图；

图12为本发明中液压爬模装置完成第一至八节段墩身混凝土施工的示意图；

图13为本发明中格构墩钢管片的结构示意图。

图标：11-左肢钢管混凝土格构空心墩，12-右肢钢管混凝土格构空心墩，2-承台，21-起步段钢管，31-首节段，311-首节段钢管，32-第八节段，33-第七节段，34-第六节段，35-第五节段，36-第四节段，37-第三节段，38-第二节段，39-第一节段，4-钢管格构，41-格构墩钢管片，411-钢管，42-连接杆，5-墩身混凝土，61-第一塔吊，62-第二塔吊，63-附着，8-履带式起重机，9-液压爬模装置，91-电梯。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“配置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参照图1至图12，本实施例提供一种钢管混凝土格构空心墩异步施工方法，本实施例以双肢钢管混凝土格构空心墩的施工为例进行说明。双肢钢管混凝土格构空心墩包括左右两肢钢管混凝土格构空心墩，左右两肢钢管混凝土格构空心墩中，最高墩高124m。单肢钢管混凝土格构空心墩从上至下依次分为m节段施工，m为正整数，本实施例中，单肢钢管混凝土格构空心墩从上至下依次分为9节段施工，请参照图12，第一节段39位于墩顶，第九节段位于墩底并与承台2连接，在施工时，第九节段为首节段31，再按第八节段32、第七节段33等的顺序向上施工。需要说明的是，图1-12中的带圈数字对应所在的节段数，如⑨对应第九节段。

钢管混凝土格构空心墩的每一节段包括钢管格构4和墩身混凝土5，其中钢管格构4吊装完成后需灌注自密实混凝土。请参照图13，每一节段的钢管格构4由四根钢管411和若干连接杆42组装而成，在具体施工的过程中，除起步节段外，其余每一节段的钢管格构4采用分片安装工艺，该分片安装工艺包括如下步骤：

M1在地面将两根钢管411及连接杆42拼装成一个格构墩钢管片41；

M2利用起重设备将两个格构墩钢管片41分别吊装至已安装的格构墩顶部，并利用该起重设备吊装用于连接两个格构墩钢管片41的连接杆42，其中，该起重设备可以是履带式起重机8，也可以采用其他起重机。

M3利用连接杆42将两个格构墩钢管411，完成该节段的钢管格构4的组装。

在钢管混凝土格构空心墩的施工过程中，需要使用起重设备吊装的起重物包括格构墩钢管片41、连接杆42、自密实混凝土等，其中，格构墩钢管片41的重量最大，而不同节段的格构墩钢管片41重量又有差异，在所有格构墩钢管片41中，设重量最大的格构墩钢管片41的重量为M_max，因此，在选用起重设备时，起重设备的最大吊重需大于M_max才能满足工程需要。在本实施例中，重量最大的格构墩钢管片41的重量为30t，在选用起重设备时，起重设备的最大吊重需大于30t才能满足工程需要。

请参照图1至图12，在本实施例中，钢管混凝土格构空心墩异步施工方法包括以下步骤：

S1浇筑承台2，承台2分为两次浇筑成型，浇筑第一次承台2混凝土后，预埋四根起步段钢管21，再浇筑第二次承台2混凝土；

每一节段的钢管的端部设有导向板，该导向板插入起步段钢管内。施工格构空心墩第九节段即首节段31，先利用75t的履带式起重机8将首节段31的四根钢管411分别吊装至起步段钢管21，将首节段31钢管与起步段钢管21对准并连接，利用该履带式起重机8吊装连接杆42，并完成连接杆42与钢管411的组装，利用该履带式起重机8吊装自密实混凝土并向钢管411内灌注，最后完成首节段31的墩身混凝土5施工。

需要说明的是，在首节段31的墩身混凝土5施工时，在首节段31墩身混凝土5中预埋与液压爬模装置9配合的预埋件，如爬锥等，以便后续安装和使用液压爬模装置9。在此后每一节段的墩身混凝土5施工中，均需在墩身混凝土5中预埋与液压爬模装置9配合的预埋件。

S2选取9节段中重量最大的构件为最重起重物，具体到本实施例中，最重起重物为重量为30t的格构墩钢管片41，因此，格构墩的起重设备要求起吊能力大于30t，本实施例中，选择中联W750-40w平头塔式起重机作为钢管格构4墩起吊安装设备，即将W750-40w平头塔式起重机作为第一塔吊61；

拼装该第一塔吊61，将第一塔吊61顶升至第一高度，利用第一塔吊61完成第八节段32至第七节段33的钢管格构4吊装，同时，每完成一节段的钢管格构4吊装后，利用流动式起重机吊装自密实混凝土并向钢管411内灌注，流动式起重机可以是履带式起重机8，也可以是其它可行走的起重机，本实施例中流动式起重机采用前述的75t的履带式起重机8。

需要说明的是，所述第一高度根据工程需要设定，而且在此时，如果第一高度允许，在本步骤中可以只完成一节段的钢管格构4吊装，也可以完成三节段或更多节段的钢管格构4吊装。

在本步骤中，在第九节段安装液压爬模装置9，对于第八节段32和第七节段33的墩身混凝土5施工，利用履带式起重机8吊装浇筑混凝土并配合液压爬模装置9，以完成墩身混凝土5施工，当履带式起重机8的吊装高度达到最大起升高度时，停止墩身混凝土5施工，液压爬模装置9停止向上爬升。

S3根据施工实际需要，每完成一节或多节段的钢管格构4组装，便向上顶升第一塔吊61，逐步顶升第一塔吊61至第二高度，最终完成剩余第六节段34至第一节段39的钢管格构4吊装和组装，并且，利用第一塔吊61吊装自密实混凝土并向钢管411内灌注。

S4在完成格构墩的安装后，拆除第一塔吊61，拼装第二塔吊62，将第二塔吊62顶升至第二高度，利用第二塔吊62吊装浇筑混凝土并配合液压爬模装置9，液压爬模装置9逐步向第一阶段爬升，完成剩余第六节段34至第一节段39的墩身混凝土5施工；

需要说明的是，由于第二塔吊62只需完成混凝土的吊装，单次吊装的混凝土重量较小，因此，在第二塔吊62选型时，第二塔吊62的吊重小于第一塔吊61的吊重，具体到本实施例中，第二塔吊62采用常规的中联6015塔吊。

需要说明的是，随着第一塔吊61或第二塔吊62顶升的高度逐渐升高，为了确保塔吊的稳定性，第一塔吊61或第二塔吊62与格构空心墩之间设置塔吊附着63，以固定塔吊。

需要说明的是，由于第一塔吊相关的租赁费比第二塔吊高，所以本实施例采用第一塔吊与第二塔吊替换使用的方案，可以节约第一塔吊占用的时间，减少第一塔吊的使用成本，而且可以第一塔吊进行下一桥墩的施工，提高第一塔吊的利用率，降低施工总成本。虽然拆除第一塔吊、安装第二塔吊会耽误一定的工期，延长施工总工期，但是拆装塔吊所耽误的工期不占用主流工程工期。如果仅利用第一塔吊完成桥墩格构墩吊装与墩身砼施工，虽然能够节省拆装塔吊的时间，但是利用起吊能力大的第一塔吊完成墩身混凝土的小吨位吊装，实则是降低了第一塔吊的利用率，提高了施工成本。采用第一塔吊与第二塔吊结合使用的方案，与现有技术相比能节省施工费用，因此，综合施工费用、设备周转利用情况和工期因素考虑，采用第一塔吊与第二塔吊结合使用的方案，

在实施例中，针对双肢钢管混凝土格构空心墩，为了避免左肢钢管混凝土格构空心墩11、右肢钢管混凝土格构的钢管格构4墩安装与墩身混凝土5施工出现重叠作业，降低安全风险，本实施例在步骤S2中，当履带式起重机8的吊装高度达到最大起升高度前，左右两肢钢管混凝土格构空心墩的格构墩柱安装与墩身混凝土5施工可以左右肢交替进行。

本实施例采用第一塔吊61与第二塔吊62结合使用的方案，利用第一塔吊61安装格构墩钢管411，再利用第二塔吊62完成墩身混凝土5施工，与采用多功能自爬升提升机施工的现有技术相比，第一塔吊61与第二塔吊62无需定制，可以租用或购买，租购成本低于多功能自爬升提升机的制造成本，降低了施工成本，而且第一塔吊61与第二塔吊62还可重复利用，提高了施工设备的重复利用率。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.钢管混凝土格构空心墩异步施工方法，该钢管混凝土格构空心墩从上至下依次分为m节段施工，m为正整数，其特征在于，该施工方法包括以下步骤：

S1浇筑承台，完成格构空心墩第m节段的施工；

S2拼装第一塔吊，将第一塔吊顶升至第一高度，利用第一塔吊完成第m-1节段至第n节段的钢管格构吊装，同时，利用流动式起重机吊装自密实混凝土并钢管内灌注；并且，

在第m节段安装液压爬模装置，利用流动式起重机吊装浇筑混凝土并配合液压爬模装置完成墩身混凝土施工，当流动式起重机的吊装高度达到最大起升高度时，停止墩身混凝土施工；

S3逐步顶升第一塔吊至第二高度，完成剩余第n-1节段至第一节段的钢管格构吊装，并利用第一塔吊吊装自密实混凝土并向钢管内灌注；

S4拆除第一塔吊，拼装第二塔吊，将第二塔吊顶升至第二高度，利用第二塔吊吊装浇筑混凝土并配合液压爬模装置完成剩余第n节段至第一节段的墩身混凝土施工；

其中，选取m节段中重量最大的构件为最重起重物，第一塔吊的最大吊重大于最重起重物的重量，第二塔吊的吊重小于第一塔吊的吊重。

2.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，

在所述格构空心墩每一节段的墩身混凝土施工中，在墩身混凝土中预埋与所述液压爬模装置配合的预埋件。

3.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，

所述第一塔吊与所述格构空心墩之间、所述第二塔吊与格构空心墩之间设有塔吊附着。

4.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，

所述承台分为两次浇筑成型，浇筑第一次承台混凝土后，预埋起步段钢管，再浇筑第二次承台混凝土。

5.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，

对于所述格构空心墩第m-1节段至第一节段，每一节段的钢管格构采用分片安装工艺，该分片安装工艺包括如下步骤：

M1在地面将两根钢管及连接杆拼装成一个格构墩钢管片；

M2利用所述第一塔吊完成两个该格构墩钢管片的吊装，以及完成连接两个格构墩钢管片的连接杆的吊装；

M3完成两个该格构墩钢管片与连接杆的连接，完成该节段的钢管格构组装。

6.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，

在步骤S2中，当所述流动式起重机的吊装高度达到最大起升高度前，左右两肢钢管混凝土格构空心墩的格构墩柱安装与墩身混凝土施工左右肢交替进行。

7.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，

所述流动式起重机为履带式起重机。

8.根据权利要求4所述的施工方法，其特征在于，

钢管的端部设有导向板，该导向板插入所述起步段钢管内。

9.根据权利要求2所述的施工方法，其特征在于，

所述预埋件包括爬锥。