一种巨形薄壁预制盖梁壳分段安装施工方法与流程

本发明属于盖梁施工技术领域，具体是一种巨形薄壁预制盖梁壳分段安装施工方法。

背景技术：

通常盖梁施工一般采用现场浇筑混凝土，或整体预制后吊装就位的施工方法实现。随着城市建设施工技术的不断向前发展，一种新型的利用钢筋混凝土薄壁作永久性模板的巨型盖梁施工方法（发明专利CN102767141B）在城市中得到应用。该施工方法将预制装配和现浇相结合，通过预制钢筋混凝土薄壁结构作为永久性模板，吊装就位后在其内浇筑混凝土，可以同时保证满足起重能力、现场环境和结构美观。

由于盖梁体量巨大，为了兼顾城市施工场地条件限制，考虑起重设备的起重能力，盖梁壳的重量不得过重，在外形确定的情况下盖梁壳的厚度极薄。巨型薄壁预制盖梁壳分为三段施工，中间壳体的外形尺寸达到17.3M（长）*3.5M（宽）*4.5M（高），壳体的壁厚仅0.25M，重量达到136t，边壳体呈飞翼式布局，外形尺寸达到13.9M（长）*3.5M（宽）*4.5M（高），重量达到92t，壳体的壁厚仅0.25M。巨型薄壁盖梁施工的重难点在于：（1）吊装时极易对薄壁结构造成损坏；（2）盖梁壳吊装就位后需要对其位置进行调整，达到设计位置，调整精度要求较高

技术实现要素：

本发明针对上述施工问题提出了一种对盖梁壳进行局部加强保证吊装强度，以及采用下承式支架安装中间壳体，悬臂式支架安装边壳体的巨形薄壁预制盖梁壳分段安装施工方法。

本发明的技术解决方案是：一种巨形薄壁预制盖梁壳分段安装施工方法，其特征在于包括以下施工安装步骤：

⑴在预制场制作预制盖梁中间壳体时，确定预制盖梁中间壳体吊装位置，并在该吊装位置设置两道加强隔墙，加强隔墙相应吊点位置预埋钢管、防爆筋并预留孔洞用于预制盖梁中间壳体吊装用精轧螺纹钢穿过并固定；

⑵在预制场预制盖梁边壳体装梁时，将预制盖梁边壳体专用吊具预先安装；预制盖梁边壳体专用吊具采用下承式，其吊装位置位于预制盖梁边壳体的重力结构支撑点上；

⑶使用液压平板运输车分别将预制盖梁中间壳体和预制盖梁边壳体从预制场运输到吊装现场；

⑷先使用汽车吊将下承式支架安装在墩柱上，再通过预制盖梁中间壳体专用吊具将预制盖梁中间壳体安装在下承式支架上，并通过下承式支架上的液压调整系统调整预制盖梁中间壳体的标高和位置；

⑸以中心块薄壁为永久模板，在中心块薄壁内绑扎钢筋，预留永久预应力孔道，然后浇筑混凝土，使其与墩身成为整体的盖梁中间段；

⑹在盖梁中间段上对称安装悬臂式支架，悬臂式支架通过预制盖梁中间壳体吊装用精轧螺纹钢锚固在施工完成的盖梁中间段上；

⑺使用汽车吊通过预制盖梁边壳体专用吊具将左、右预制盖梁边壳体分别吊装到对应的悬臂式支架上；

⑻左、右两段预制盖梁边壳体全部吊装完毕后，使用悬臂支架上的液压调整系统对预制盖梁边壳体进行调整。

本发明的技术解决方案中第⑵、⑺步骤中所述的预制盖梁边壳体专用吊具由下框架、一级吊装精轧螺纹钢、分布式均衡梁、重型卸扣、吊装铁链、螺纹钢连接器、二级吊装精轧螺纹钢、上框架、吊装钢丝绳组成。此专用吊具中下框架上设置球铰用于消除边壳体底部斜面的水平分力。如第⑵步骤所述，在预制场预先安装一级吊装螺纹钢、下框架、分布式均衡梁，并对一级吊装螺纹钢进行预张拉到盖梁边壳体自重的1.2倍以检查混凝土结构的强度，避免在吊装过程中出现问题。在分布式均衡梁和二级吊装精轧螺纹钢之间设置柔性吊装铁链，可以有效消除吊装过程中的水平力防止边壳体的薄壁结构损坏。上框架上设置横向液压调整装置和纵向液压调整装置以精确调整边壳体的位置。上框架上部设置吊装吊耳用于连接起重机的吊装索具以实现边壳体的吊装。

本发明的技术解决方案中第⑷步骤中所述的中间壳体专用吊具由精轧螺纹钢组件、一级分布式承重梁、重型卸扣、一级吊装钢丝绳、二级分布式承重梁、二级吊装钢丝绳组成。此专用吊具中精轧螺纹钢组件将中间壳体的重量从加强隔墙垂直的传递到一级分布式承重梁上，避免了水平分力对中间壳体的结构损坏，同时在安装此精轧螺纹钢组件时，对精轧螺纹钢进行预张拉到盖梁壳体自重的1.2倍以检查混凝土结构的强度，避免在吊装过程中出现问题。通过两级分布式承重梁结构设计，将中间壳体自重传递到起重机吊钩上，从而实现中间壳体的吊装。

本发明的技术解决方案中第⑷步骤中所述的下承式支架由夹紧支架、调整框架及液压调整系统组成，夹紧支架和调整框架成上下结构。其原理为：在墩柱上预留四个矩形凹槽用于夹紧支架的定位，同时确保中壳体的安装标高。调整框架放置在夹紧支架上，调整框架上设置有四个竖向千斤顶用于调整中壳体的标高；上下框架之间设计有滑动装置并设置液压油缸作为动力来驱动以调整中壳体平面位置。调整支架的四个竖向千斤顶使用三台液压泵站控制，采用四点受力三点平衡的原理，确保中壳体在安装和调整过程中不会出现受力不明确的情况从而保证结构安全。夹紧支架四周设置有供工人操作液压油缸进行中间壳模调整的工作平台。

本发明的技术解决方案中第⑹、⑻步骤中所述的悬臂式包括悬臂梁、支腿、锚固螺纹钢组成；悬臂式支架的主要作用是承受边壳体的自重并调整边壳体的位置。其原理为：在进行步骤(5)施工中间壳体时，埋设由锚固垫板、防爆组成的锚固装置。在地面将支腿和悬臂梁组装到一起，使用起重机在安装悬臂式支架，当悬臂梁吊装到设计位置后使用精轧螺纹钢将悬臂梁和盖梁中间段锚固在一起，通过预张拉使锚固力达到施工载荷的1.2倍，从而确保施工安全。由于盖梁中间段有横坡，在支腿相应位置预先设置垫墩以保证悬臂梁的水平。悬臂梁上设置有边壳体纵向位置调整轨道，通过与前述边壳体专用吊具上的纵向液压调整油缸配合可以调整边壳体的纵向位置。

本发明通过使用汽车吊结合下承式支架和悬臂式支架，再配合中间壳体上特殊设计的加强隔墙以及预制盖梁边壳体专用吊具解决了巨形薄壁预制盖梁壳的强度、调整精度、安全性等施工问题。

本发明施工方法即可用于边壳体和中间壳体湿接缝连接的安装，也可用于边壳体和中间壳体剪力键匹配预制连接的安装。

附图说明

图1是巨形薄壁预制盖梁壳安装总示意图。

图2是预制盖梁中间壳体加强隔墙示意图。

图3是图2的A-A视图。

图4是预制盖梁中间壳体安装示意图一。

图5是预制盖梁中间壳体安装示意图二。

图6是预制盖梁边壳体安装示意图一。

图7是预制盖梁边壳体安装示意图二。

图8是预制盖梁边壳体安装示意图三。

图9是预制盖梁边壳体安装示意图四。

图10是本发明预制盖梁边壳体专用吊具示意图。

图11是本发明预制盖梁边壳体专用吊具局部侧视图。

图12是本发明预制盖梁中间壳体专用吊具示意图。

图13是下承式支架俯视图。

图14是下承式支架的断面图。

图15是悬臂式支架示意图。

图中：1.墩柱；2.下承式支架；3.盖梁中间段；4.预制盖梁边壳体；5.悬臂式支架；6.预制盖梁边壳体专用吊具；7.盖梁边中段湿接缝；8.预制盖梁中间壳体；9加强隔墙；10.预制盖梁中间壳体吊装用精轧螺纹钢；11.预制盖梁中间壳体专用吊具；12.悬臂式支架锚固装置；21.夹紧支架；22.中间壳体横移调整机构；23.中间壳体标高调整机构；24.中间壳体纵移调整机构；25.调整框架；26工作平台；51悬臂梁；52.支腿；53.锚固螺纹钢；54.工作平台；61.下框架；61a.球铰；62.一级吊装精轧螺纹钢；63.分布式均衡梁；64.重型卸扣；65.吊装铁链；66.螺纹钢连接器；67.二级吊装精轧螺纹钢；68.上框架；68a. 纵向液压调整装置；68b. 横向液压调整装置；69吊装钢丝绳；111.精轧螺纹钢组件；112.一级分布式承重梁；113.重型卸扣；114.一级吊装钢丝绳；115.二级分布式承重梁；116.二级吊装钢丝绳。

具体实施方式

下面结合以上附图进一步说明本发明施工方法的工艺流程及使用到的设备。

本发明巨形薄壁预制盖梁壳分段安装施工方法所用需要用到的主要施工设备及施工流程如图1所示，包括以下施工安装步骤。

⑴在预制场制作预制盖梁中间壳体8时，通过科学计算设计确定出预制盖梁中间壳体8吊装位置，并在该吊装位置设置两个250mm的加强隔墙9，两个加强隔墙9的间距为3250mm，加强隔墙9相应吊点位置预埋钢管、防爆筋并预留孔洞用于预制盖梁中间壳体吊装用精轧螺纹钢10穿过并固定，如图2、图3所示，其作用是对预制盖梁中间壳体进行加强，确保吊装时候该壳体不出现结构损坏，同时提供吊装用螺纹钢的下部锚固位置用于吊装。

⑵在预制场预制盖梁边壳体4装梁时，将预制盖梁边壳体专用吊具6预先安装。预制盖梁边壳体专用吊具6采用下承式，其吊装位置位于预制盖梁边壳体4的重力结构支撑点上，其支撑点位置经过科学计算，确保边壳体在吊装过程中的结构安全。

结合图10进一步说明预制盖梁边壳体专用吊具6的结构，预制盖梁边壳体专用吊具6包括下框架61、一级吊装精轧螺纹钢62、分布式均衡梁63、重型卸扣64、吊装铁链65、螺纹钢连接器66、二级吊装精轧螺纹钢67、上框架68、吊装钢丝绳69。其中下框架61、一级吊装精轧螺纹钢62、分布式均衡梁63为在预制场预先安装部件，安装完成以上部件后对一级吊装精轧螺纹钢62进行预张拉以检验结构的稳定性和可靠性。由于预制盖梁边壳体4底部成一定的斜度，因此下框架相应设置不同高度的垫墩以确保预制盖梁边壳体4的空间位置满足施工要求，在垫墩上设置球铰61a以确保预制盖梁边壳体4底部受力垂直于接触面，避免混凝土表面损坏。通过在下框架61和上框架68之间设置一段柔性的吊装铁链65连接，可以有效减少吊装过程中预制盖梁边壳体4产生较大的晃动，保证吊装安全。上框架68和下框架61之间通过螺纹钢连接器66连接。上框架68上有纵向液压调整装置68a可以用于调整边壳体的纵向位置。纵向液压调整装置68a一端连接在上框架68上，另外一端连接在悬臂式支架5上面，通过液压油缸推动上框架68在悬臂式支架5上的移动来实现纵移调整。

结合图11进一步说明通过预制盖梁边壳体专用吊具6调整预制盖梁边壳体4横向位置的原理。上框架68分为上下两部分，上下两部分之间通过横向液压调整装置68b驱动可以相对横向移动，从而实现预制盖梁边壳体4横向位置的调整。

⑶使用液压平板运输车分别将预制盖梁中间壳体8和预制盖梁边壳体4从预制场运输到吊装现场。

⑷先使用汽车吊将下承式支架2吊装并固定在墩柱1上面，如图4所示。如图5所示，在预制场预先安装预制盖梁中间壳体专用吊具11和吊装用预制盖梁中间壳体吊装用精轧螺纹钢。对预制盖梁中间壳体吊装用精轧螺纹钢10进行张拉，预张拉的力达到盖梁重量的两倍以上。通过预张拉将载荷提前施加在预制盖梁中间壳体8上，可以及时发现预制盖梁中间壳体8预制中的各项缺陷并解决，避免在吊装的时候出现问题，提高施工安全性。使用大型汽车吊将预制盖梁中间壳体8吊装到下承式支架2上。

结合图13和图14进一步对下承式支架2的结构进行说明。如图13所示，下承式支架2由夹紧支架21、中间壳体横移调整机构22、中间壳体标高调整机构23、中间壳体纵移调整机构24、调整框架25、工作平台26组成。在墩柱1上预留凹槽用于夹紧支架21的安装，夹紧支架21分为两部分，通过精轧螺纹钢连接在一起。夹紧支架21上设置有调整框架25，中间壳体横移调整机构22、中间壳体标高调整机构23、中间壳体纵移调整机构24、均安装在调整框架上，其中中间壳体标高调整机构23上的四个竖向液压千斤顶采用“四点支撑，三点平衡”的原理确保预制盖梁中间壳体8受力明确。使用上述调整机构可以使预制盖梁中间壳体8的空间位置使其位置误差不超过5mm。

结合图12 进一步说明预制盖梁中间壳体专用吊具11的结构，预制盖梁中间壳体专用吊具11由精轧螺纹钢组件111、一级分布式承重梁112、重型卸扣113、一级吊装钢丝绳114、二级分布式承重梁115、二级吊装钢丝绳116组成。精轧螺纹钢组件111通过预埋在加强隔墙9里面的预埋件将预制盖梁中间壳体8和一级分布式承重梁112连接在一起，通过精轧螺纹钢组件111的预张拉可以检查预制盖梁中间壳体专用吊具11的强度及安全性。通过柔性的一级吊装钢丝绳114可以有效消除吊装过程中预制盖梁中间壳体8的摆动。两级分布式承重梁的结构设计确保了预制盖梁中间壳体8在吊装过程中各吊点均匀受力，防止某一点超载造成的结构损坏。各钢丝绳的夹角为60°。二级吊装钢丝绳116直接连接起重机的吊钩。

⑸以预制盖梁中间壳体8中心块薄壁为永久模板，在中心块薄壁内绑扎钢筋，预留永久预应力孔道，然后浇筑混凝土，使其与墩身成为整体的盖梁中间段3，之后施工预制盖梁边壳体4，盖梁中间段3浇筑之前先预埋悬臂式支架5的悬臂式支架锚固装置12以供后续施工使用。

⑹在盖梁中间段3上对称安装悬臂式支架5，悬臂式支架5通过预制盖梁中间壳体吊装用精轧螺纹钢锚固在盖梁中间段3上。

结合图15对悬臂式支架5做详细说明，悬臂式支架5包括悬臂梁51、支腿52、锚固螺纹钢53和工作平台54组成。悬臂梁51是悬臂式支架5的主要受力构件，其承受预制盖梁边壳体4的全部重量，悬臂梁51通过支腿52和锚固螺纹钢53安装在盖梁中间段3上。由于盖梁中间段上表面有一定的坡度，支腿52的支腿设计成不同高度以确保悬臂梁51水平。锚固螺纹钢53与预先埋设在盖梁中间段3中的悬臂式支架锚固装置12连接，从而实现悬臂式支架5的固定，理论上仅需要悬臂式支架5最后端的锚固螺纹钢53即可承受预制盖梁边壳体4的施工载荷，另外两组锚固螺纹钢53起冗余安全作用。悬臂式支架5配合前述边壳体纵向调整机构68a可以调整边壳体的纵向位置。

悬臂式支架5的安装过程如图6、图7所示，使用汽车吊将悬臂式支架5吊起，横向移动到盖梁中间段3上方，将悬臂式支架5上的锚固孔对准盖梁中间段3上的锚固孔，然后下落，使用预制盖梁中间壳体吊装用精轧螺纹钢将悬臂式支架5锚固在盖梁上，对精轧螺纹钢进行预张拉，张拉力达到施工需要承受载荷两倍，对盖梁中间段3和悬臂式支架5进行预先的载荷测试，从而确保预制盖梁边壳4体施工安全。

⑺使用汽车吊通过预制盖梁边壳体专用吊具6将左、右预制盖梁边壳体4分别吊装到对应的悬臂式支架5上。

制盖梁边壳体4的吊装过程如图8所示，预先在预制场安装预制盖梁边壳体专用吊具6的下半部分，预制盖梁边壳体专用吊具6采用下承式，下半部分使用精轧螺纹钢进行预张拉，张拉力达到边壳体重量的2倍。使用汽车吊连接预制盖梁边壳体专用吊具6上半部分和下半部分。检查连接无误之后，使用汽车吊将预制盖梁边壳体4吊起。预制盖梁边壳体4横移到悬臂式支架5处并使悬臂式支架5穿过预制盖梁边壳体4，大致就位后将预制盖梁边壳体4落下使预制盖梁边壳体专用吊具6上半部分支撑在悬臂式支架5上方。

⑻左、右两段预制盖梁边壳体4全部吊装完毕后，使用前述悬臂支架上5的液压调整系统对预制盖梁边壳体4进行调整。

吊装另外一侧的预制盖梁边壳体4如图9所示。待两边的预制盖梁边壳体4吊装完成之后，使用水平液压千斤顶和竖直液压千斤顶对的预制盖梁边壳体4的空间位置进行调整，确保空间位置误差在5mm以内。