CN114645515B - 混凝土节段箱梁的浇筑设备及其浇筑方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混凝土节段箱梁的浇筑设备及其浇筑方法，该设备包括：多节预制模具单元节，预制模具单元节内固定安装有混凝土箱梁的钢筋结构；以及架桥机，包括与桥梁长度方向同向设置的主梁、多个悬吊架和起重小车，主梁架设于相邻的两桥梁墩柱的上方，多个悬吊架安装于主梁且沿主梁的长度方向设置，起重小车可移动地安装于主梁，多节预制模具单元节分别通过起重小车吊装至多个悬吊架的下方并可拆卸地连接于多个悬吊架，在多节预制模具单元节连接于多个所悬吊架后，多节预制模具单元节同轴设置且通过连接件首尾相连在一起以围合形成用于浇筑混凝土箱梁的浇筑空间。本发明解决了预应力混凝土节段箱梁采用节段拼装法施工工艺存在线形控制难的问题。

Description

混凝土节段箱梁的浇筑设备及其浇筑方法

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，具体涉及一种混凝土节段箱梁的浇筑设备及其浇筑方法。

背景技术

预应力混凝土节段箱梁是当前桥梁结构中的一个重要组成部分，尤其是随着桥梁施工技术的快速发展，节段拼装法施工工艺在现代桥梁中得到越来越广泛的运用。节段桥梁施工是将梁体划分为节段，在工厂预制节段后，移动至桥位处进行拼装，施加后期预应力使节段梁成为整体结构。节段梁施工方法具有技术上合理、产品质量可控的优点，并且可以实现大跨径桥梁的工厂化预制。这种施工方法工业化程度高，但是这种装配化施工方法具有一定的局限性，一方面由于浇筑前在模板内钢筋笼安装的精度无法保证，且利用短线匹配法的模板、匹配梁段的位置需要经过不断的调整，因此，若现场测量稍有误差或施工时不够重视，则不能确保预制节段的最终几何形状。现有的施工工艺在钢筋吊装就位、模板安装就位后，仍然需要对钢筋、模板的位置进行不断调整，使得其最终位置在浇筑位置，这对生产周期有很大影响。另一方面，采用短线匹配法预制拼装桥梁的线形控制也是目前施工单位所面临的一大难题，在匹配预制与现场拼装成品节段梁的过程中，桥梁结构的实际状态桥梁结构的实际状态与理论状态之间总是存在一定的误差，其包括参数误差、施工误差、测量误差、结构分析模型误差等。这些偏差累积如不加有效的控制调整，成桥后结构线形难以满足设计要求。

发明内容

为克服现有技术所存在的缺陷，现提供一种混凝土节段箱梁的浇筑设备及其浇筑方法，以解决预应力混凝土节段箱梁采用节段拼装法施工工艺存在线形控制难的问题。

为实现上述目的，提供一种混凝土节段箱梁的浇筑设备，包括：

多节预制模具单元节，所述预制模具单元节内固定安装有混凝土箱梁的钢筋结构；以及

架桥机，包括与桥梁长度方向同向设置的主梁、多个悬吊架和用于吊装多节所述预制模具单元节的起重小车，所述主梁架设于相邻的两桥梁墩柱的上方，多个所述悬吊架安装于所述主梁且沿所述主梁的长度方向设置，所述起重小车可移动地安装于所述主梁，多节所述预制模具单元节分别通过所述起重小车吊装至多个所述悬吊架的下方并可拆卸地连接于多个所述悬吊架，在多节所述预制模具单元节连接于多个所述悬吊架后，多节所述预制模具单元节同轴设置且通过连接件首尾相连在一起以围合形成用于浇筑所述混凝土箱梁的浇筑空间。

进一步的，所述预制模具单元节包括：

外模，包括下模板，所述下模板的上部形成有一容置通槽，所述下模板可拆卸地安装有用于封堵所述容置通槽的槽口的上模板；以及

内模筒，沿所述容置通槽的长度方向设置于所述容置通槽内且与所述外模间隙设置，所述钢筋结构安装于所述外模和所述内模筒之间，所述内模筒包括多片组合模板和固设于所述容置通槽中的定位装置，多片所述组合模板通过千斤顶安装于所述定位装置，且多片所述组合模板沿所述定位装置的周向方向设置。

进一步的，所述下模板包括：

承台，所述承台的底部的相对两侧分别安装有支承架；以及

底模板块，固设于所述承台，所述底模板块的相对两侧分别连接有侧模板块，所述侧模板块的上部连接有朝向所述侧模板块的外侧延伸的翼缘板块，所述承台安装有支撑于所述翼缘板块的支撑架，所述底模板块与所述侧模板块以及所述翼缘板块围合形成所述容置通槽。

进一步的，所述上模板的上部安装有吊环，所述起重小车通过吊索连接于所述吊环。

进一步的，所述预制模具单元节内固定安装有用于穿设预应力索的预应力索孔道。

本发明提供一种采用混凝土节段箱梁的浇筑设备的浇筑方法，包括以下步骤：

在预制区制备多节预制模具单元节，将混凝土箱梁的钢筋结构固定安装于所述预制模具单元节内；

将架桥机的主梁架设于相邻的两桥梁墩柱的上方，使得所述主梁与桥梁长度方向同向设置；

所述架桥机的起重小车分别将多节所述预制模具单元节吊装至所述架桥机的多个悬吊架的下方，并分别将多节所述预制模具单元节可拆卸地连接于多个所述悬吊架，同时通过连接件将相邻两所述预制模具单元节可拆卸地连接在一起，使得多节所述预制模具单元节同轴设置且首尾相连在一起以围合形成浇筑空间；

于所述浇筑空间内灌注混凝土以固结形成混凝土箱梁。

本发明的有益效果在于，本发明的混凝土节段箱梁的浇筑设备在预制场完成多节预制模具单元节的预制，之后再现场进行组装并现场浇筑，避免移动和运输较大荷载，使得混凝土箱梁的线性控制简单易行，适用于各种跨径的预应力混凝土土桥梁，包括小型箱梁和大跨度箱梁。本发明的混凝土节段箱梁的浇筑设备，在桥梁建设的过程中一方面确保高度的工业化，一方面在确保工期的情况下，减少现场施工人员数量。本发明的混凝土节段箱梁的浇筑设备能保障混凝土箱梁的连续性，在节段混凝土箱梁的拼装接缝处连续浇筑，现场施加后期预应力，提高成桥强度与抗震性能。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明实施例的混凝土节段箱梁的浇筑设备的结构示意图。

图2为本发明实施例的预制区内的预制模具单元节的结构示意图。

图3为本发明实施例的混凝土箱梁的剖视图。

图4为本发明实施例的预制模具单元节的分解结构示意图。

图5为本发明实施例的内模筒的结构示意图。

图6为本发明实施例的内模筒的内部侧视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

参照图1至图6所示，本发明提供了一种混凝土节段箱梁的浇筑设备，包括：多节预制模具单元节1和架桥机2。

每一节的预制模具单元节1内固定安装有混凝土节段箱梁7的钢筋结构3。

其中，架桥机2包括主梁21、多个悬吊架(附图中未显示)和起重小车23。

具体的，主梁21架设于相邻的两桥梁墩柱5的上方。多个悬吊架安装于所述主梁21且沿所述主梁21的长度方向设置。主梁21与桥梁长度方向同向设置，即主梁沿桥梁的架设方向设置。多个悬吊架可拆卸地安装于主梁的底部。在本实施例中，多个悬吊架等间距设置。起重小车23可移动地安装于主梁21。起重小车用于吊装多节预制模具单元节的起重小车23。

在浇筑混凝土箱梁时，将多节所述预制模具单元节1运送至施工现场，并通过起重小车23吊装多节预制模具单元节至主梁的下方的多个悬吊架的下方。之后，分别将多节预制模具单元节可拆卸地连接于多个悬吊架的下端。在多节预制模具单元节1连接于多个悬吊架后，多节预制模具单元节1同轴设置，且相邻的两个预制模具单元节通过连接件相连在一起，使得同轴设置的多节预制模具单元节围合形成用于浇筑所述混凝土节段箱梁7的浇筑空间。

本发明的混凝土节段箱梁的浇筑设备，通过在工厂或施工现场的预制区预先制备多节预制模具单元节，后续通过架桥机将多节预制模具单元节在施工现场的混凝土箱梁的安装工位上组装在一起形成用于浇筑混凝土箱梁的模具，以便在现场进行现浇。

作为一种较佳的实施方式，预制模具单元节1包括：外模11和内模筒12。其中，外模11包括下模板和上模板117。下模板的上部形成有一容置通槽。上模板117可拆卸地安装于下模板的容置通槽的槽口。上模板117用于封堵容置通槽的槽口。

内模筒12沿容置通槽的长度方向设置于容置通槽内，且内模筒12与外模11间隙设置。钢筋结构3安装于外模和内模筒之间。钢筋结构通过多根定位杆连接于上模板。

内模筒包括多片组合模板121和定位装置122。其中，定位装置122固设于容置通槽中。定位装置通过多根定位杆固定架设于容置通槽内。定位杆穿设于内模筒的组合模板。在本实施例中，参阅图3至图5所示，多片组合模板121通过千斤顶123安装于定位装置122，且多片组合模板121沿定位装置122的周向方向设置。

继续参阅图4所示，下模板包括：承台111、支承架112、底模板块113、侧模板块114、翼缘板块115。

其中，承台111底部的相对两侧分别安装有支承架112。底模板块113固设于承台111。底模板块113的相对两侧分别连接有侧模板块114。侧模板块114的上部连接有朝向侧模板块114的外侧延伸的翼缘板块115。承台111安装有支撑架116。支撑架116支撑于翼缘板块115。底模板块113与侧模板块114以及翼缘板块115围合形成容置通槽。

再参阅图2，在本实施例中，在工厂或预制区内安装脚手架6，脚手架6的内部形成预制空间。在脚手架内的预制空间内通过支承架架设承台。再于承台上安装底模板块113、侧模板块114、翼缘板块115以围合形成容置通槽。

上模板的相对两侧通过禁锢件安装于翼缘板块。上模板117的上部安装有吊环1171。起重小车23通过吊索连接于吊环1171。

进一步的，在本发明中，混凝土箱梁为预应力混凝土箱梁。预制模具单元节1内固定安装有用于穿设预应力索的预应力索孔道4。在预应力混凝土箱梁浇筑拆模后，张拉预应力索孔道中的预应力索以对预应力混凝土箱梁施加预应力。

本发明提供一种混凝土节段箱梁的浇筑方法，包括以下步骤：

S1：在预制区制备多节预制模具单元节1，将混凝土箱梁的钢筋结构3固定安装于所述预制模具单元节1内。

预制模具单元节在预制区中组装固定，以稳定的确保钢筋结构的筋的几何形状，在每个生产周期实用的预制模具单元节来自与现场前一个周期使用的预制模具单元节，其中，模板、脱模剂、内膜清洁和喷漆也属于预制模具单元节的部件。预制模具单元节是通过将节段梁的钢筋笼组装在预制模具单元节件中，并与内模筒整合在一起。钢筋结构通过定位杆对其进行定位，每根杆或线的位置严格穿过预制模具单元节的钢板、木块、混凝土块等，使用辅助装置可以实现多个预制模具单元节的组装序列，可一次性将整跨桥梁的所有预制模具单元节放置在桥面位置处。

根据设计的结构，预制模具单元节还包含了预应力管道、预应力钢绞线(预应力索)及其他元件，预制锚固块也包含在预制模具单元节中。

在一些实施例中，在预制区的脚手架平台上设置长度为整跨空心节段箱梁的长度L1，可同时且连续的进行预制模具单元节的预制，并且在这种情况下可在预制节段保持箱梁的线形控制。

在本阶段需注意：

对多节预制模具单元节进行编号，使每个预制模具单元节对应现场都有单独的放置位置。

使用绝缘部件隔离相邻的预制模具单元节以确保安全性和侵蚀性。

S2：将架桥机2的主梁21架设于相邻的两桥梁墩柱5的上方，使得所述主梁21与桥梁长度方向同向设置。

预制完成多节预制模具单元节后，可通过陆路、水路的运输工具运送至现场。将所有预制模具单元节放置在现场进行精度调整、浇筑前准备工作之后，将预应力钢绞线、锚固元件、钢绞线延伸部分等安装就位，预应力孔道穿束需在现场进行操作。

S3：架桥机2的起重小车23分别将多节所述预制模具单元节1吊装至所述架桥机2的多个悬吊架的下方，并分别将多节所述预制模具单元节1可拆卸地连接于多个所述悬吊架，同时通过连接件将相邻两所述预制模具单元节1可拆卸地连接在一起，使得多节所述预制模具单元节1同轴设置且首尾相连在一起以围合形成浇筑空间。

S4：于所述浇筑空间内灌注混凝土以固结形成混凝土节段箱梁7。

混凝土浇筑与传统方法类似，此处不再赘述。对于预应力混凝土箱梁的养护期可能为数十小时，在满足设计要求强度的前提下，可现场采取措施加速养护龄期。

之后对预应力钢绞线预、初张拉须完成，通过机械方法逐一对称张拉预应力钢绞线，张拉完成之后，将悬吊架移动至下一跨桥梁的主梁的下方。

最后拆除多节预制模具单元节并用于后续的预应力混凝土箱梁的浇筑中。

本发明的混凝土节段箱梁的浇筑设备在预制场完成多节预制模具单元节的预制，之后再现场进行组装并现场浇筑，避免移动和运输较大荷载，适用于各种跨径的预应力混凝土土桥梁，包括小型箱梁和大跨度箱梁。

本发明的混凝土节段箱梁的浇筑设备，在桥梁建设的过程中一方面确保高度的工业化，一方面在确保工期的情况下，减少现场施工人员数量。

本发明的混凝土节段箱梁的浇筑设备能保障混凝土箱梁的连续性，在节段混凝土箱梁的拼装接缝处连续浇筑，现场施加后期预应力，提高成桥强度与抗震性能。

本发明的混凝土节段箱梁的浇筑设备，与传统施工方法相比，在经济效益方面：

较之传统的纯现场浇筑，工期缩短20％，较工厂预制成品箱梁的工期节约10％。根据目前现有的最先进的节段梁拼装水平，由于多节预制模具单元节的拼装速度比成品预制节段箱梁的拼装速度快，且运输、吊装和与现有技术的成品预制节段箱梁相比更为简化，因此可以加快生产周期。

此外，相较于现场绑扎钢筋、支模板、浇筑混凝土，本发明的混凝土节段箱梁的浇筑设备大大降低对工作前线条件的依赖，原有现场施工人员至少2个班组每班15人，预计每日工资15×500＝15000元。按本发明提供的方案可减少现场人员4人，4×500＝2000元，每日可节约人工成本2000元，针对多工点、跨度大的大型桥梁建设项目可进一步减少人力成本。

本发明的混凝土节段箱梁的浇筑设备对于跨河、跨海大桥，无需便桥、水上作业平台等临时结构，需要的资源的分配较少，运输费用可降低50％左右。

本发明的混凝土节段箱梁的浇筑设备，相较于传统节段箱梁预制拼装的关键控制点为线形控制与几何形状监控，由于预制模具单元节(空心)重量小，更容易修正与精调几何形状，线形控制较传统方法更为简单，原节段匹配线形监控软件200元/榀，使用本发明的混凝土节段箱梁的浇筑设备可不需要本项支出，7000榀箱梁就可节约140万元。

本发明的混凝土节段箱梁的浇筑设备可用于节段梁自动化加工、拼装施工中，操作简便，施工质量较高，有助于缩短工期，节省人工用量，可在各类铁路项目中进行推广应用，尤其针对运输距离较远的跨河、跨海大桥更具有价值。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (5)

1.一种混凝土节段箱梁的浇筑设备，其特征在于，包括：

多节预制模具单元节，所述预制模具单元节内固定安装有混凝土箱梁的钢筋结构；以及

架桥机，包括与桥梁长度方向同向设置的主梁、多个悬吊架和用于吊装多节所述预制模具单元节的起重小车，所述主梁架设于相邻的两桥梁墩柱的上方，多个所述悬吊架安装于所述主梁且沿所述主梁的长度方向设置，所述起重小车可移动地安装于所述主梁，多节所述预制模具单元节分别通过所述起重小车吊装至多个所述悬吊架的下方并可拆卸地连接于多个所述悬吊架，在多节所述预制模具单元节连接于多个所述悬吊架后，多节所述预制模具单元节同轴设置且通过连接件首尾相连在一起以围合形成用于浇筑所述混凝土箱梁的浇筑空间；

所述预制模具单元节包括：外模，包括下模板，所述下模板的上部形成有一容置通槽，所述下模板可拆卸地安装有用于封堵所述容置通槽的槽口的上模板；以及内模筒，沿所述容置通槽的长度方向设置于所述容置通槽内且与所述外模间隙设置，所述钢筋结构安装于所述外模和所述内模筒之间，所述内模筒包括多片组合模板和固设于所述容置通槽中的定位装置，多片所述组合模板通过千斤顶安装于所述定位装置，且多片所述组合模板沿所述定位装置的周向方向设置。

2.根据权利要求1所述的混凝土节段箱梁的浇筑设备，其特征在于，所述下模板包括：

承台，所述承台的底部的相对两侧分别安装有支承架；以及

底模板块，固设于所述承台，所述底模板块的相对两侧分别连接有侧模板块，所述侧模板块的上部连接有朝向所述侧模板块的外侧延伸的翼缘板块，所述承台安装有支撑于所述翼缘板块的支撑架，所述底模板块与所述侧模板块以及所述翼缘板块围合形成所述容置通槽。

3.根据权利要求1所述的混凝土节段箱梁的浇筑设备，其特征在于，所述上模板的上部安装有吊环，所述起重小车通过吊索连接于所述吊环。

4.根据权利要求1所述的混凝土节段箱梁的浇筑设备，其特征在于，所述预制模具单元节内固定安装有用于穿设预应力索的预应力索孔道。

5.一种采用如权利要求1～4中任意一项所述的混凝土节段箱梁的浇筑设备的浇筑方法，其特征在于，包括以下步骤：

在预制区制备多节预制模具单元节，将混凝土箱梁的钢筋结构固定安装于所述预制模具单元节内；

将架桥机的主梁架设于相邻的两桥梁墩柱的上方，使得所述主梁与桥梁长度方向同向设置；

所述架桥机的起重小车分别将多节所述预制模具单元节吊装至所述架桥机的多个悬吊架的下方，并分别将多节所述预制模具单元节可拆卸地连接于多个所述悬吊架， 同时通过连接件将相邻两所述预制模具单元节可拆卸地连接在一起，使得多节所述预制模具单元节同轴设置且首尾相连在一起以围合形成浇筑空间；

于所述浇筑空间内灌注混凝土以固结形成混凝土节段箱梁。