CN115070932A - 一种高稳定性曲线板梁的预制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高稳定性曲线板梁的预制方法，具体步骤是由台座制作→底模安装及调整→模板安装→钢筋、波纹管安装→混凝土浇筑→模板拆除→钢绞线穿束及张拉、压浆→封锚完成，预制分项工序中进行分配制作，有助于缩短施工周期，节约施工成本，且预制浇筑梁体稳定，便于快速实现对预制浇筑梁体进行预应力约束。
Description
技术领域
本发明涉及互通区曲线板梁技术领域，具体涉及一种高稳定性曲线板梁的预制方法。
背景技术
曲线桥梁是一种为了满足功能性要求在特定地形条件下所采用的桥梁形式，由于施工地形的复杂性和城市空间的限制，曲线桥梁以其独特优势在世界各国得到广泛应用，同时随着城市的迅猛发展，城市的土地资源是越来越稀缺，在平面布线时为了避开建筑物或管线，很多平面布线不得不采用规范上的最小曲线半径或极限曲线半径，桥梁为了服从平面运营线形，也就出现了很多小半径的曲线桥梁。
现有的曲线桥梁大多采用原位现浇施工技术，平直桥梁适用于现浇施工技术，而曲线桥梁在运营过程中因受到“弯扭耦合”效应，曲线桥梁需要进行预应力约束设计，不便于在现浇施工技术中施工具有预应力约束的曲线桥梁，导致现浇施工技术往往施工成本高，建设工期较长，在城市空间施工不宜使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高稳定性曲线板梁的预制方法，用于解决现浇施工技术中不便于施工具有预应力约束的曲线桥梁的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种高稳定性曲线板梁的预制方法，具体的预制步骤如下：
步骤一、台座制作：采用曲率半径R为a的钢筋混凝土条形基础浇筑台座；
步骤二、底模安装及调整：底模采用焊接固定在台座上的框架支撑结构，底模标高通过框架支撑结构的工字钢标高进行调整，保证底模水平；
步骤三、模板安装：模板采用定型侧模和端模，定型侧模上焊接设置垂直交叉的竖肋和纵肋，以及间距设置的背楞，底模、定型侧模和端模之间组合安装围成浇筑腔；
步骤四、钢筋安装：钢筋施工采用底腹板与面板钢筋分别在固定的胎架上绑扎成型，最后起吊在浇筑腔合模后组装的工艺绑扎成型后起吊至浇筑腔合模内组装；
步骤五、波纹管安装：波纹管按照设计长度下料，在钢筋安装后穿入，且波纹管的管道中心与锚垫板中心设计一致，确保锚垫板和预应力束垂直；
步骤六、混凝土浇筑：浇筑砼采用水平分层，斜向分段的连续浇筑方式，从梁的一端顺序向另一端推进，分段长度为4-5m，水平分层高度不超过30cm，上层砼在下层砼初凝之前覆盖，以保证接缝处砼的良好结合，浇筑后及时整平，抹面收浆拉毛；
步骤七、模板拆除：浇筑砼混凝土芯部与表层、表层与环境温度差不超过15℃，底模、定型侧模和端模之间连接部位拆模后用凿毛机进行凿毛；
步骤八、钢绞线穿束：预应力束筋采用公称直径φS15.2mm的高强度、低松弛钢绞线，预应力束筋钢绞线捆绑制作铁笼，铁笼从波纹管内穿出并焊接锚垫板；
步骤九、钢绞线张拉：采取两端相对于梁砼体中心线对称张拉，预应力束张拉程序为：0→10％σcon→20％σcon→σcon→锚固；
步骤十、压浆：采取智能循环压浆工艺填充波纹管；
步骤十一、封锚：将预应力钢筋凹穴部位凿毛处理，使用微膨胀混凝土进行封锚。
作为本发明进一步的方案：步骤一中台座曲率半径R为a的数值65m-85m。
作为本发明进一步的方案：步骤二中底模的框架支撑结构内设置用于调节浇筑板梁纵横披的调平板，调平板的规格为50cm×50cm。
作为本发明进一步的方案：步骤三中竖肋间距为30-40cm，纵肋间距为40-50cm，背楞间距为70-80cm。
作为本发明进一步的方案：步骤五中波纹管的管径为90-120mm。
作为本发明进一步的方案：步骤六中混凝土浇筑连续浇筑每片板梁总时间不超过6h，且混凝土拌和物入模前含气量应控制在3.0％-4.5％，浇筑腔合模及钢筋温度在5℃-35℃，混凝土拌和物入模温度在5℃-30℃。
作为本发明进一步的方案：步骤六中混凝土浇筑采用插入式振捣器进行振捣，振捣器移动间距不超过振动器作用半径的1.5倍，振动器作用半径与定型侧模保持50-l00mm的距离，且振动器插入下层混凝土50-l00mm。
作为本发明进一步的方案：步骤八中预应力束筋钢绞线抗拉标准强度为1860MPa，松弛率为0.03。
作为本发明进一步的方案：步骤九中钢绞线张拉强度σk不超过1395Mpa。
作为本发明进一步的方案：步骤十中压浆时留取至少3组尺寸为40mm×40mm×160mm的试件，标准养护28d，进行抗压强度和抗折强度试验，水泥浆强度超过40MPa为合格。
本发明的有益效果：
(1)预制方法是由台座制作→底模安装及调整→模板安装→钢筋、波纹管安装→混凝土浇筑→模板拆除→钢绞线穿束及张拉、压浆→封锚完成，预制分项工序中进行分配制作，有助于缩短施工周期，节约施工成本，且预制浇筑梁体稳定，便于快速实现对预制浇筑梁体进行预应力约束；
(2)浇筑砼前设置的波纹管用于钢绞线穿束，便于对建筑砼成型的梁体进行张拉钢绞线束从而约束预应力，预应力束张拉程序为：0→10％σcon→20％σcon→σcon→锚固，逐步张拉浇筑梁体两端进行曲率约束，满足曲率半径需求下的曲线张拉浇筑梁体，提高浇筑梁体预应力张拉稳定性；
(3)压浆采取智能循环压浆工艺填充波纹管，通过压浆泵循环抽离配置浆液，浆液通过循环管道与波纹管继续循环压浆填充浇筑梁体，压浆过程中可以保证波纹管在施工技术规范要求的浆液质量、压力大小、稳压时间等重要指标约束下完成压浆过程，确保压浆饱满和密实。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明实施例中的预制施工工艺流程图；
图2是本发明实施例中的具有曲率半径的台座示意图；
图3是本发明实施例中的底模截面示意图；
图4是本发明实施例中的底模俯视图；
图5是本发明实施例中的定型侧模平铺示意图；
图6是本发明实施例中的智能循环压浆工艺示意图。
图中：1、台座；2、框架支撑结构；3、工字钢；4、调平板；5、定型侧模；6、纵肋；7、竖肋；8、背楞；9、浇筑梁体；10、波纹管；11、循环管道；12、进浆检测仪；13、出浆检测仪；14、压浆泵；15、低速储浆机；16、高速制浆机。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1-6所示，本发明为一种高稳定性曲线板梁的预制方法，具体的预制步骤如下：
步骤一、台座1制作：采用曲率半径R为65m的钢筋混凝土条形基础浇筑台座1，条形基础浇筑台座1的截面尺寸为210cm×10cm。
步骤二、底模安装及调整：底模采用焊接固定在台座1上的框架支撑结构2，底模标高通过框架支撑结构2的工字钢3标高进行调整，底模的框架支撑结构2内设置用于调节浇筑板梁纵横披的调平板4，调平板4的规格为50cm×50cm，浇筑梁前，根据设计图纸浇筑梁体9底的楔形块位置放样固定调平板4在底模的位置，通过调平板4四角上的四个螺栓调节调平板4的纵横向坡度以满足浇筑梁体9坡度，调整调平板4后，将底模其余部分用砂填充并盖钢板，使固定底模水平。
步骤三、模板安装：模板采用定型侧模5和端模，定型侧模5上焊接设置垂直交叉的纵肋6和竖肋7，以及间距设置的背楞8，定型侧模5和端模均采用6mm钢板，竖肋7采用8mm厚×80mm宽的扁钢，间距为30cm，纵肋6采用12mm厚×80mm宽扁钢，间距为40cm，背楞8采用双榀10#槽钢，间距为70cm，底模、定型侧模5和端模之间组合安装围成浇筑腔，模板安装的质量标准应满足表1要求。
表1模板安装的质量标准
步骤四、钢筋安装：钢筋施工采用底腹板与面板钢筋分别在固定的胎架上绑扎成型，钢筋绑扎时，实行在台座1上定点放样绑扎，钢筋胎架的几何尺寸、钢筋型号、数量、规格、等级、间距及搭接长度及钢筋接头位置的布置均要满足设计及规范要求，绑扎成型的钢筋胎架经验收合格后，绑扎成型后起吊至浇筑腔合模内组装，钢筋安装的允许误差应满足表2要求。
表2钢筋安装的允许误差
步骤五、波纹管10安装：波纹管10按照设计长度下料，波纹管的管径为90mm，在钢筋安装后穿入，且波纹管10的管道中心与锚垫板中心设计一致，确保锚垫板和预应力束垂直，在浇筑砼前，应仔细检查波纹管10是否受损，若发现有损伤的地方，应用粘胶带补好，以防漏浆，浇筑混凝土前应检查波纹管10是否密封，防止浇筑混凝土时阻塞管道，波纹管10安装允许偏差应满足表3要求。
表3波纹管安装允许偏差
步骤六、混凝土浇筑：浇筑砼采用水平分层，斜向分段的连续浇筑方式，从梁的一端顺序向另一端推进，分段长度为4m，在将近另一端时，为避免梁端混凝土产生蜂窝等不密实现象，改为从另一端反向浇筑，在距梁端4-5m处合拢，浇筑梁高为80cm，混凝土按水平分层每层30cm+30cm+20cm厚度下料浇筑，上层砼在下层砼初凝之前覆盖，以保证接缝处砼的良好结合，浇筑后及时整平，抹面收浆拉毛。
混凝土浇筑连续浇筑每片板梁总时间为4.5h，且混凝土拌和物入模前含气量应控制在3.0％，浇筑腔合模及钢筋温度在10℃，混凝土拌和物入模温度在10℃；混凝土浇筑采用插入式振捣器进行振捣，振捣器移动间距不超过振动器作用半径的1.5倍，振动器作用半径与定型侧模保持50mm的距离，避免振捣棒触及模板、钢筋和波纹管，且振动器插入下层混凝土50mm，以加强上下层混凝土的结合。
步骤七、模板拆除：浇筑砼混凝土芯部与表层、表层与环境温度差不超过15℃，防止混凝土表面温度受环境因素影响(如暴晒、气温骤降等)而发生剧烈变化，底模、定型侧模和端模之间连接部位拆模后用凿毛机进行凿毛。
步骤八、钢绞线穿束：预应力束筋采用公称直径φS15.2mm的高强度、低松弛钢绞线，抗拉标准强度为1860MPa，松弛率为0.03，预应力束筋钢绞线捆绑制作铁笼，铁笼从波纹管内穿出并焊接锚垫板。
步骤九、钢绞线张拉：采取两端相对于梁砼体中心线对称张拉，通过千斤顶锚固梁砼体两端的锚垫板，张拉千斤顶张拉钢绞线强度σk不超过1395Mpa，根据《公路桥涵施工技术规范》JTG/T3650-2020预应力施工中的条文说明，对于钢绞线长度在30m以下时，初应力一般取10％-15％σcon，预应力束张拉程序为：0→10％σcon→20％σcon→σcon→锚固，张拉过程中计算梁砼体两端实际伸长值。
实际伸长值计算ΔLs＝ΔL1+ΔL2
式中：△L1——从初应力至最大张拉应力间的实际伸长值(mm)
△L2——初应力下的推算伸长值(mm)，采用10％σcon张拉至20％σcon的伸长量。
张拉应力过程中，应保持梁砼体两端的伸长量基本一致，梁砼体两端伸长量之差不大于5％，当达到设计张拉力时，实际延伸量与计算值相比允许误差控制在±6％之内。
步骤十、压浆：采取智能循环压浆工艺填充波纹管10，智能循环压浆工艺是通过高速制浆机16配置的浆液向低速储浆机内补入，低速储浆机搅拌浆液防沉淀，并由压浆泵14循环抽离，浆液通过循环管道11与波纹管10继续循环压浆填充浇筑梁体，压浆过程中在波纹管10进、出浆口分别设置进浆检测仪12和出浆检测仪13实时监测压力，并实时反馈给系统主机进行分析判断，系统主机指令进行压浆泵14压力的调整，保证波纹管10在施工技术规范要求的浆液质量、压力大小、稳压时间等重要指标约束下完成压浆过程，确保压浆饱满和密实。
压浆时留取至少3组尺寸为40mm×40mm×160mm的试件，标准养护28d，进行抗压强度和抗折强度试验，水泥浆强度超过40MPa为合格。
步骤十一、封锚：将预应钢筋筋凹穴部位凿毛处理，使用微膨胀混凝土进行封锚，封锚混凝土应仔细操作、捣实，保证锚具处封锚混凝土密实。
实施例2
请参阅图1-6所示，本发明为一种高稳定性曲线板梁的预制方法，具体的预制步骤如下：
步骤一、台座1制作：采用曲率半径R为85m的钢筋混凝土条形基础浇筑台座1，条形基础浇筑台座1的截面尺寸为210cm×10cm。
步骤二、底模安装及调整：底模采用焊接固定在台座上的框架支撑结构2，底模标高通过框架支撑结构2的工字钢3标高进行调整，底模的框架支撑结构2内设置用于调节浇筑板梁纵横披的调平板4，调平板的规格为50cm×50cm，浇筑梁前，根据设计图纸浇筑梁体9底的楔形块位置放样固定调平板4在底模的位置，通过调平板4四角上的四个螺栓调节调平板4的纵横向坡度以满足浇筑梁体9坡度，调整调平板4后，将底模其余部分用砂填充并盖钢板，使固定底模水平。
步骤三、模板安装：模板采用定型侧模5和端模，定型侧模5上焊接设置垂直交叉的纵肋6和竖肋7，以及间距设置的背楞8，定型侧模5和端模均采用6mm钢板，竖肋7采用8mm厚×80mm宽的扁钢，间距为40cm，纵肋6采用12mm厚×80mm宽扁钢，间距为50cm，背楞8采用双榀10#槽钢，间距为80cm，底模、定型侧模5和端模之间组合安装围成浇筑腔，模板安装的质量标准应满足表1要求。
表1模板安装的质量标准
步骤四、钢筋安装：钢筋施工采用底腹板与面板钢筋分别在固定的胎架上绑扎成型，钢筋绑扎时，实行在台座1上定点放样绑扎，钢筋胎架的几何尺寸、钢筋型号、数量、规格、等级、间距及搭接长度及钢筋接头位置的布置均要满足设计及规范要求，绑扎成型的钢筋胎架经验收合格后，绑扎成型后起吊至浇筑腔合模内组装，钢筋安装的允许误差应满足表2要求。
表2钢筋安装的允许误差
步骤五、波纹管10安装：波纹管10按照设计长度下料，波纹管的管径为120mm，在钢筋安装后穿入，且波纹管10的管道中心与锚垫板中心设计一致，确保锚垫板和预应力束垂直，在浇筑砼前，应仔细检查波纹管10是否受损，若发现有损伤的地方，应用粘胶带补好，以防漏浆，浇筑混凝土前应检查波纹管10是否密封，防止浇筑混凝土时阻塞管道，波纹管10安装允许偏差应满足表3要求。
表3波纹管安装允许偏差
步骤六、混凝土浇筑：浇筑砼采用水平分层，斜向分段的连续浇筑方式，从梁的一端顺序向另一推进近，分段长度为4m，在将近另一端时，为避免梁端混凝土产生蜂窝等不密实现象，改为从另一端反向浇筑，在距梁端4-5m处合拢，浇筑梁高为80cm，混凝土按水平分层每层30cm+30cm+20cm厚度下料浇筑，上层砼在下层砼初凝之前覆盖，以保证接缝处砼的良好结合，浇筑后及时整平，抹面收浆拉毛。
混凝土浇筑连续浇筑每片板梁总时间为5.5h，且混凝土拌和物入模前含气量应控制在4％，浇筑腔合模及钢筋温度在30℃，混凝土拌和物入模温度在25℃；混凝土浇筑采用插入式振捣器进行振捣，振捣器移动间距不超过振动器作用半径的1.5倍，振动器作用半径与定型侧模保持100mm的距离，避免振捣棒触及模板、钢筋和波纹管，且振动器插入下层混凝土100mm，以加强上下层混凝土的结合。
步骤七、模板拆除：浇筑砼混凝土芯部与表层、表层与环境温度差不超过15℃，防止混凝土表面温度受环境因素影响(如暴晒、气温骤降等)而发生剧烈变化，底模、定型侧模和端模之间连接部位拆模后用凿毛机进行凿毛。
步骤八、钢绞线穿束：预应力束筋采用公称直径φS15.2mm的高强度、低松弛钢绞线，抗拉标准强度为1860MPa，松弛率为0.03，预应力束筋钢绞线捆绑制作铁笼，铁笼从波纹管内穿出并焊接锚垫板。
步骤九、钢绞线张拉：采取两端相对于梁砼体中心线对称张拉，通过千斤顶锚固梁砼体两端的锚垫板，张拉千斤顶张拉钢绞线强度σk不超过1395Mpa，根据《公路桥涵施工技术规范》JTG/T3650-2020预应力施工中的条文说明，对于钢绞线长度在30m以下时，初应力一般取10％-15％σcon，预应力束张拉程序为：0→10％σcon→20％σcon→σcon→锚固，张拉过程中计算梁砼体两端实际伸长值。
实际伸长值计算ΔLs＝ΔL1+ΔL2
式中：△L1——从初应力至最大张拉应力间的实际伸长值(mm)
△L2——初应力下的推算伸长值(mm)，采用10％σcon张拉至20％σcon的伸长量。
张拉应力过程中，应保持梁砼体两端的伸长量基本一致，梁砼体两端伸长量之差不大于5％，当达到设计张拉力时，实际延伸量与计算值相比允许误差控制在±6％之内。
步骤十、压浆：采取智能循环压浆工艺填充波纹管10，智能循环压浆工艺是通过高速制浆机16配置的浆液向低速储浆机内补入，低速储浆机搅拌浆液防沉淀，并由压浆泵14循环抽离，浆液通过循环管道11与波纹管10继续循环压浆填充浇筑梁体，压浆过程中在波纹管10进、出浆口分别设置进浆检测仪12和出浆检测仪13实时监测压力，并实时反馈给系统主机进行分析判断，系统主机指令进行压浆泵14压力的调整，保证波纹管10在施工技术规范要求的浆液质量、压力大小、稳压时间等重要指标约束下完成压浆过程，确保压浆饱满和密实。
压浆时留取至少3组尺寸为40mm×40mm×160mm的试件，标准养护28d，进行抗压强度和抗折强度试验，水泥浆强度超过40MPa为合格。
步骤十一、封锚：将预应力钢筋凹穴部位凿毛处理，使用微膨胀混凝土进行封锚，封锚混凝土应仔细操作、捣实，保证锚具处封锚混凝土密实。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (10)
1.一种高稳定性曲线板梁的预制方法，其特征在于，具体的预制步骤如下：
步骤一、台座制作：采用曲率半径R为a的钢筋混凝土条形基础浇筑台座；
步骤二、底模安装及调整：底模采用焊接固定在台座上的框架支撑结构，底模标高通过框架支撑结构的工字钢标高进行调整，保证底模水平；
步骤三、模板安装：模板采用定型侧模和端模，定型侧模上焊接设置垂直交叉的竖肋和纵肋，以及间距设置的背楞，底模、定型侧模和端模之间组合安装围成浇筑腔；
步骤四、钢筋安装：钢筋施工采用底腹板与面板钢筋分别在固定的胎架上绑扎成型，绑扎成型后起吊至浇筑腔合模内组装；
步骤五、波纹管安装：波纹管按照设计长度下料，在钢筋安装后穿入，且波纹管的管道中心与锚垫板中心设计一致，确保锚垫板和预应力束垂直；
步骤六、混凝土浇筑：浇筑砼采用水平分层，斜向分段的连续浇筑方式，从梁的一端顺序向另一端推进，分段长度为4-5m，水平分层高度不超过30cm，上层砼在下层砼初凝之前覆盖，以保证接缝处砼的良好结合，浇筑后及时整平，抹面收浆拉毛；
步骤七、模板拆除：浇筑砼混凝土芯部与表层、表层与环境温度差不超过15℃，底模、定型侧模和端模之间连接部位拆模后用凿毛机进行凿毛；
步骤八、钢绞线穿束：预应力束筋采用公称直径φS15.2mm的高强度、低松弛钢绞线，预应力束筋钢绞线捆绑制作铁笼，铁笼从波纹管内穿出并焊接锚垫板；
步骤九、钢绞线张拉：采取两端相对于梁砼体中心线对称张拉，预应力束张拉程序为：0→10％σcon→20％σcon→σcon→锚固；
步骤十、压浆：采取智能循环压浆工艺填充波纹管；
步骤十一、封锚：将预应力钢筋凹穴部位凿毛处理，使用微膨胀混凝土进行封锚。
2.根据权利要求1所述的一种高稳定性曲线板梁的预制方法，其特征在于，步骤一中台座曲率半径R为a的数值65m-85m。
3.根据权利要求1所述的一种高稳定性曲线板梁的预制方法，其特征在于，步骤二中底模的框架支撑结构内设置用于调节浇筑板梁纵横披的调平板，调平板的规格为50cm×50cm。
4.根据权利要求1所述的一种高稳定性曲线板梁的预制方法，其特征在于，步骤三中竖肋间距为30-40cm，纵肋间距为40-50cm，背楞间距为70-80cm。
5.根据权利要求1所述的一种高稳定性曲线板梁的预制方法，其特征在于，步骤五中波纹管的管径为90-120mm。
6.根据权利要求1所述的一种高稳定性曲线板梁的预制方法，其特征在于，步骤六中混凝土浇筑连续浇筑每片板梁总时间不超过6h，且混凝土拌和物入模前含气量应控制在3.0％-4.5％，浇筑腔合模及钢筋温度在5℃-35℃，混凝土拌和物入模温度在5℃-30℃。
7.根据权利要求6所述的一种高稳定性曲线板梁的预制方法，其特征在于，步骤六中混凝土浇筑采用插入式振捣器进行振捣，振捣器移动间距不超过振动器作用半径的1.5倍，振动器作用半径与定型侧模保持50-l00mm的距离，且振动器插入下层混凝土50-l00mm。
8.根据权利要求1所述的一种高稳定性曲线板梁的预制方法，其特征在于，步骤八中预应力束筋钢绞线抗拉标准强度为1860MPa，松弛率为0.03。
9.根据权利要求1所述的一种高稳定性曲线板梁的预制方法，其特征在于，步骤九中钢绞线张拉强度σk不超过1395Mpa。
10.根据权利要求1所述的一种高稳定性曲线板梁的预制方法，其特征在于，步骤十中压浆时留取至少3组尺寸为40mm×40mm×160mm的试件，标准养护28d，进行抗压强度和抗折强度试验，水泥浆强度超过40MPa为合格。
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