100t跨墩龙门吊装配式节段梁拼装施工工法的制作方法

1.本发明属于桥梁施工领域，具体涉及一种100t跨墩龙门吊装配式节段梁拼装施工工法。


背景技术：

2.1990年我国桥梁最早采用节段预制拼装施工，节段拼装施工工艺也在公路、铁路、市政工程中逐步应用，但多采用万能杆件拼装或架桥机逐跨拼装成桥。与发展趋势不相匹配的是，我国针对节段悬拼这类桥梁，开展的研究还较少，规范中针对节段预制施工桥梁相应的标准并不全面。同时受节段预制拼装施工所需大型设备研发滞后，施工工艺发展缓慢，匹配预制技术和桥梁拼装线性控制精度还有待提高，制约了节段拼装胶接梁的发展。
3.随着我国综合国力的逐步提升，城市道路的发展速度也在飞速增长，越来越多的人口涌入城市中，对城市现有交通系统造成了巨大压力，所以既有道路的快速化改造装配化是一个大的发展方向。但与发展趋势不相匹配的是，我国针对装配式节段悬拼这类桥梁，开展的研究还较少，规范中针对节段预制施工桥梁相应的标准也并不全面。同时受节段预制拼装施工所需大型设备研发滞后，施工工艺发展缓慢，匹配预制技术和桥梁拼装线性控制精度还有待提高，制约了节段拼装胶接梁的发展。因此，节段梁拼装施工工艺的推广前景非常广泛。目前建筑市场大多采用架桥机及膺架法施工，但采用此方案费用较高，占地面积大。市政工程一般具有施工技术标准高，施工难度大,施工工期紧，行车通行繁忙的特点。因此,有必要对节段拼装施工技术进行深入研究关键施工方法和配套的装备进一步优化施工工艺。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种100t跨墩龙门吊装配式节段梁拼装施工工法。
5.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
6.本发明实施例提供一种100t跨墩龙门吊装配式节段梁拼装施工工法，用于市政快速化工程高架桥，该方法预制节段梁拼装采用2台100t跨墩龙门吊机对称悬臂拼装施工，并且通过以下步骤实现：
7.步骤101：在墩顶现浇0#块浇筑完成后，搭设1#块支架，在支架上安装0#块两侧对应部位1#块，并精确定位1#块位置，然后浇筑0#块与1#块之间0.15m湿接缝砼，待湿接缝砼强度达到张拉条件后，张拉1#块钢束，使0#块与1#块形成整体，作为t构悬拼的基准；
8.步骤102：运梁车将2#节段梁运至对应施工跨桥下，龙门吊通过配套的360
°
可旋转吊具起吊和调整2#节段梁的空间位置，涂抹1#、2#节段匹配面间的环氧树脂胶，张拉1#、2#节段之间临时锚固机构，挤出环氧树脂胶，临时张拉完成；
9.步骤103：安装2#节段之间预应力钢束并张拉，钢束张拉完成后2#节段梁即拼装完成；
10.步骤104：重复步骤102-103，依次对称拼装3#～7#节段梁，并进行对应节段对称张拉，即完成t构全部预制节段拼装；
11.步骤105：龙门吊移动至下一t构进行施工，中跨悬臂拼装施工方法相同，边跨在支架上进行拼装，预制节段拼装方法与悬拼基本相同，只是在拼装完成后，在拼装完成的节段梁下对应部位设置4个50t千斤顶，将节段梁重量传递到支架上；
12.步骤106：待本联节段梁全部安装完成后，绑扎边跨和中跨合拢段钢筋、支护模板，浇筑合拢段砼，穿束并张拉主梁内通长束连续钢束，完成本联主体结构施工；
13.步骤107：最后，拆除支架拆除支架倒运至下一施工联。
14.上述方案中，所述步骤101中湿接缝采用c60微膨胀早强混凝土，混凝土粗骨料最大粒径应小于25mm，混凝土由拌合楼拌制，经输送车运送至附近桥墩，用1.5m3料斗通过25t汽车吊吊至桥面，人工布料，插入式振捣棒振捣密实，混凝土浇注完毕后，箱梁内腹板、底板及顶板保持湿润，同时湿接缝两侧相邻节段浇水降温。
15.上述方案中，所述步骤102中环养胶使用前将各组份按顺序组合，并用专用搅拌枪在规定的时间内拌制均匀；搅拌时，控制拌枪转速，防止空气进入；将环氧树脂的b组加入a组中，在约400转/分钟状态下搅拌2～3分钟，直到颜色均匀为止。
16.上述方案中，所述步骤105具体为：梁段经两台龙门吊吊具起吊至与已拼装梁段相同高度后停止，缓慢将龙门吊向已拼梁段靠拢，在快靠拢时，用木楔在两梁段接缝间临时塞垫，防止梁段撞伤；等梁段稳定后，通过吊具的三向调整功能对起吊梁段的位置调整，使其与已拼梁段端面匹配；梁段纵向位置通过龙门吊前进或后退调整，横向位置置通过龙门吊天车横向移动调整，高度通过龙门吊吊具提升或下降及两套液压系统调整；取出垫木，缓慢驱动天车将起吊梁段与已拼梁段拼接，到位后观察上、下接缝是否严密，有无错台，试拼装时，并通过吊具三向调整功能微调，调整待拼节段标高，向节段拼接面靠拢，保证节段拼接面完全匹配，检查箱梁节段标高、中线和匹配面的情况，检查预应力孔道接头对位情况，消除或降低存在的偏差至符合要求，检查临时预应力钢筋及张拉设备是否完善，试拼完成后将待拼梁体移开0.4～0.5m，除平移外，节段的标高和倾斜度不应进行调整。
17.上述方案中，所述步骤106中跨中悬臂合拢分别为40cm或60cm宽的湿接缝，按照施工顺序进行施工：在合拢梁段吊装前，测量人员检测合拢梁段两边梁段的相对高差，如不满足线型控制精度要求，则通过在悬臂端压载或千斤顶反顶的办法予以调整；箱梁合拢采用劲性骨架定位，在浇注混凝土之前锁定合拢段及其两侧箱梁,劲性骨架利用节段梁吊装孔，采用钢锚座+双拼20槽钢连接成一个整体，待合拢段混凝土浇筑完成达到设计要求后拆除。
18.上述方案中，所述步骤106中合龙段模板的吊装过程：龙门吊起重天车将合龙块模板吊装到位后，采用支架施工工艺将模板固定，放置到承重梁上，并确保搁置牢固可靠，然后起重天车吊具松钩，完成合龙段模板吊装；合龙梁段模板吊装到位后，通过支架上部4台20t千斤顶对合龙段的高程进行调整，直到梁段的高程达到目标值，然后固定模板，浇筑混凝土。
19.上述方案中，所述步骤106中在箱形梁段拼装过程中，拼装控制测点与其在预制时所用的几何控制测点相同,当箱梁在预制构件厂预制完毕时，计算获得按总体座标系统的几何数据,并得出预制箱形梁拼装时按总体座标系统阶段式的目标几何数据：墩柱结构及基础预抬值、墩柱结构及基础按施工阶段的变形值、上部桥梁结构的分阶段的变形值。
20.上述方案中，该方法还包括在梁段的几何误差超过允许误差范围后，在梁段不需要调整的情况下，以上下左右对称张拉为原则，保证梁段的正位；当需要调整线形误差时，张拉的顺序以先张拉能使梁段向控制方向偏转的临时拉杆为原则。
21.上述方案中，该方法还包括成型桥梁在已发生误差的情况下，监控单位将依据桥梁的变形特征通过计算与估算至合龙段的预测误差值，而该预测误差累计值超过允许误差范围后，通过对上部结构变形特征评估与计算以及监控单位工程师的判断，在梁段间的某些部位设2mm至3mm的楔形环氧树脂垫片调整。
22.与现有技术相比，本发明操作方便，安全可靠，施工进度较快，龙门吊不仅作为架梁设备，同时也可以作为卸梁存梁的中间转运设备使用，其通用性在市政桥梁施工狭窄的场地内得到了很好的发挥；减少了使用卸梁、存梁机械设备的使用费，加快了阶段梁架设的施工工期。
附图说明
23.此处所说明的附图用来公开对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
24.图1为本发明实施例提供一种100t跨墩龙门吊装配式节段梁拼装施工工法中步骤101的结构示意图；
25.图2为本发明实施例提供一种100t跨墩龙门吊装配式节段梁拼装施工工法中步骤101安装龙门吊后的结构示意图；
26.图3为本发明实施例提供一种100t跨墩龙门吊装配式节段梁拼装施工工法中步骤103的结构示意图；
27.图4为本发明实施例提供一种100t跨墩龙门吊装配式节段梁拼装施工工法中步骤105的结构示意图；
28.图5为本发明实施例提供一种100t跨墩龙门吊装配式节段梁拼装施工工法中步骤106的结构示意图；
29.图6为本发明实施例提供一种100t跨墩龙门吊装配式节段梁拼装施工工法中步骤106中箱形梁段拼装过程的结构示意图；
30.图7为本发明实施例提供一种100t跨墩龙门吊装配式节段梁拼装施工工法中步骤107的结构示意图；
31.图8为本发明实施例提供一种100t跨墩龙门吊装配式节段梁拼装施工工法中安装梁段控制点的示意图。
具体实施方式
32.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
33.本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“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，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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
34.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
35.本发明实施例提供一种100t跨墩龙门吊装配式节段梁拼装施工工法，用于市政快速化工程高架桥，该方法预制节段梁拼装采用2台100t跨墩龙门吊机对称悬臂拼装施工，并且通过以下步骤实现：
36.步骤101：在墩顶现浇0#块浇筑完成后，搭设1#块支架，在支架上安装0#块两侧对应部位1#块，并精确定位1#块位置，然后浇筑0#块与1#块之间0.15m湿接缝砼，待湿接缝砼强度达到张拉条件后，张拉1#块钢束，使0#块与1#块形成整体，作为t构悬拼的基准；
37.具体地，如图1所示，搭设两个中墩两个边墩现浇0#块支架(支架搭设同时考虑1#块安装要求，并同步搭设)，安装0#块模板、绑扎钢筋、浇筑砼。
38.如图2所示，安装龙门吊，完成后使用龙门吊在支架上吊装与0#块连接的1#块，在支架上精确定位1#块位置，然后锁定并浇筑0#块与1#块之间0.15m湿接缝砼，待湿接缝砼强度达到张拉条件后，张拉1#块钢束，同时搭设边跨节段梁拼装支架。
39.1#块锁定，主要作用是在浇注混凝土之前“锁定”湿接缝及其两侧箱梁。在0#块施工时对应吊装孔位置埋设双拼20槽钢，1#块利用吊装孔+钢锚座，0#、1#块之间采用双拼20槽钢连接成一个整体。
40.湿接缝施工，具体为：湿接缝浇筑前，用定位骨架将湿接缝两侧梁段定位。湿接缝模板采用吊模或支架施工工艺，混凝土浇筑人工布料，插入式振捣棒振捣；湿接缝外模板拼成一个整体，穿上对拉螺杆，提升到安装位置，然后安装内模板，拉螺杆锁定内外模，完成模板的安装。
41.湿接缝采用c60微膨胀早强混凝土，混凝土粗骨料最大粒径应小于25mm。混凝土由拌合楼拌制，经输送车运送至附近桥墩，用1.5m3料斗通过25t汽车吊吊至桥面，人工布料，插入式振捣棒振捣密实。
42.混凝土浇注完毕后，必须按规范要求及时加强养护，箱梁内腹板、底板及顶板保持湿润，同时湿接缝两侧相邻节段浇水降温，尽量减少温差引起的箱梁变形。
43.步骤102：运梁车将2#节段梁运至对应施工跨桥下，龙门吊通过配套的360
°
可旋转吊具起吊和调整2#节段梁的空间位置，涂抹1#、2#节段匹配面间的环氧树脂胶，张拉1#、2#节段之间临时锚固机构，挤出环氧树脂胶，临时张拉完成；
44.具体地，如图3所示，运梁车将节段梁运至对应施工跨桥下，依次序吊装节段梁，涂抹节段之间环氧树脂胶，张拉节段之间临时锚固装置(钢锚座+精轧螺纹钢)，安装永久钢束并张拉，永久钢束张拉完成后，拆除临时锚固装置，按顺序悬臂对称拼装2#～6#(或7#)节段梁，并进行对称张拉，完成本t构节段梁悬臂拼装，然后根据顺序在边跨支架上安装本跨2#～6#(或7#)节段梁，对应节段进行张拉，即完成本半联节段预制梁拼装。
45.环氧树脂胶粘结剂应方便施工，立面和顶面施工无流挂；环氧树脂胶粘结剂应具备高强度、高弹性模量的特点，粘结强度不低于梁体混凝土强度，胶体固化后无收缩；应具备防水和防化学腐蚀能力。
46.环养胶使用前将各组份按顺序组合，并用专用搅拌枪在规定的时间内拌制均匀；搅拌时，控制拌枪转速，防止空气进入。
47.将环氧树脂的b组加入a组中，在约400转/分钟状态下搅拌2～3分钟，直到颜色均匀为止，搅拌过程中尽量避免引入空气。
48.a组料是环氧树脂，b组料是固化剂，a：b配比3：1。
49.为了保证梁段在环氧树脂胶的作用下把两对梁粘贴密实，在龙门吊起吊梁段到安装位置时，对拼装梁段的两匹配面再一次检查和清理。
50.涂胶面要用钢丝刷、砂纸打平，并洗干净和保持干燥，涂胶厚度2mm～3mm，且保证梁体挤压后胶厚度能控制在为0.5mm～1mm；为了保证在环氧树脂胶失去活性前完成涂抹并张拉临时预应力，涂胶作业采用熟练工人快速作业，并在环养胶施胶结束后，用特制的刮尺检查涂胶质量，将涂胶面上多余的环氧树脂胶刮出，厚度不足的再一次进行施胶，保证涂胶厚度，在临时预应力筋张拉结束后，清除干净接缝处挤出的环氧树脂胶，并用波纹管清理器对预应力管道进行清理。
51.为了保证压浆质量，避免真空压浆时真空度达不到要求、匹配面处管道串浆，匹配面所有通过束的孔口全部贴一层环氧树脂净浆浸透的10mm的海棉垫圈一个以防止压浆时漏浆及匹配面处串孔，同时如遇该处拼缝不密贴，注浆补缝时可防止浆液流入孔道内堵孔，涂胶时注意对预应力管道四围涂胶质量的控制。
52.涂胶完成后，利用龙门吊缓慢行走将梁段缓慢靠拢，并用吊具上安装的三向调位系统精调就位，利用节段梁预留的临张台座预留孔，使用高强螺栓安装锚固钢锚座，并穿精轧螺纹钢进行临时预应力张拉。
53.对于t构悬拼部分，在临时预应力张拉后，安装永久钢束并张拉，而后可拆除龙门吊吊具，完成受力体系转换。
54.对于边跨支架拼装部分，龙门吊吊装就位后，进行临时预应力张拉，再使用支架顶部4台千斤顶顶住该节段梁，4台千斤平均分配完成该节段梁重量后，可拆除龙门吊吊具，完成受力体系转换。因千斤顶受力持续时间较长，在纵梁工字钢上千斤顶顺桥向内侧安装保险垛，确保受力体系稳定。
55.如果t构悬拼不平衡弯矩，可以采用如下方式处理：
56.①
在进行t构悬拼过程中，1#块支架不拆除，待最大节段悬拼完成后才拆除。
57.②
在进行t构节段悬拼时，在已完成拼装的本节段梁的相邻节段梁安置临时支架。
58.步骤103：安装2#节段之间预应力钢束并张拉，钢束张拉完成后2#节段梁即拼装完成；
59.步骤104：重复步骤102-103，依次对称拼装3#～7#节段梁，并进行对应节段对称张拉，即完成t构全部预制节段拼装；
60.步骤105：龙门吊移动至下一t构进行施工，中跨悬臂拼装施工方法相同，边跨在支架上进行拼装，预制节段拼装方法与悬拼基本相同，只是在拼装完成后，在拼装完成的节段梁下对应部位设置4个50t千斤顶，将节段梁重量传递到支架上；
61.具体地，如图4所示，龙门吊移动至下一跨进行施工，先使用龙门吊依次吊装中跨2#～6#(或7#)块节段梁，再使用龙门吊依次吊装边跨支架2#～6#(或7#)块节段梁，依次张拉临时钢束精确定位，安装永久钢束并张拉，即完成本全联节段预制梁拼装。
62.为保证两节段拼接面标高，倾斜度保持一致，减少涂胶后的节段位置调节时间，在胶拼前，进行试拼装。
63.梁段经两台龙门吊吊具起吊至与已拼装梁段相同高度后停止，缓慢将龙门吊向已拼梁段靠拢，在快靠拢时，用木楔在两梁段接缝间临时塞垫，防止梁段撞伤；等梁段稳定后，通过吊具的三向调整功能(纵向位置、横向位置、高度)对起吊梁段的位置调整，使其与已拼梁段端面匹配；梁段纵向位置通过龙门吊前进或后退调整，横向位置置通过龙门吊天车横向移动调整，高度(包含横坡、纵坡)通过龙门吊吊具提升或下降及两套液压系统调整。
64.取出垫木，缓慢驱动天车将起吊梁段与已拼梁段拼接，到位后观察上、下接缝是否严密，有无错台，试拼装时，并通过吊具三向调整功能微调，调整待拼节段标高，向节段拼接面靠拢，保证节段拼接面完全匹配，检查箱梁节段标高、中线和匹配面的情况，检查预应力孔道接头对位情况，消除或降低存在的偏差至符合要求，检查临时预应力钢筋及张拉设备是否完善，试拼完成后将待拼梁体移开0.4～0.5m(以方便胶拼为准)，除平移外，节段的标高和倾斜度不应进行调整。
65.步骤106：待本联节段梁全部安装完成后，绑扎边跨和中跨合拢段钢筋、支护模板，浇筑合拢段砼，穿束并张拉主梁内通长束连续钢束，完成本联主体结构施工；
66.具体地，如图5所示，安装边跨和中跨合拢段钢筋，支护模板并浇筑合拢段砼，待合拢段砼强度达到张拉条件后，张拉连续梁预应力钢束，完成本联预应力施工。
67.跨中悬臂合拢分别为40cm或60cm宽的湿接缝，为了保证合拢段的施工质量，严格按照下面的施工顺序进行施工：
68.在合拢梁段吊装前，测量人员检测合拢梁段两边梁段的相对高差，如不满足线型控制精度要求，则通过在悬臂端压载或千斤顶反顶的办法予以调整。
69.箱梁合拢采用劲性骨架定位，主要作用是在浇注混凝土之前“锁定”合拢段及其两侧箱梁。劲性骨架利用节段梁吊装孔，采用钢锚座+双拼20槽钢连接成一个整体，待合拢段混凝土浇筑完成达到设计要求后拆除。
70.合龙段模板的吊装过程：
71.龙门吊起重天车将合龙块模板吊装到位后，采用支架施工工艺将模板固定，放置到承重梁上，并确保搁置牢固可靠，然后起重天车吊具松钩，完成合龙段模板吊装。
72.合龙梁段模板吊装到位后，通过支架上部4台20t千斤顶对合龙段的高程进行调整，直到梁段的高程达到目标值，然后固定模板，浇筑混凝土。
73.合龙钢绞线短束采取单根穿索，长束采取卷扬机整束穿索。
74.在箱梁预制的过程中，预应力管道不便伸出梁端面，在湿接缝及合龙段模板安装之前，需进行预应力管道的连接，其连接的办法如下：
75.在梁段出运前将湿接缝两边的管道距端面15cm的波纹管凿出，将湿接缝预应力连接波纹管伸进相邻梁段，并用橡皮泥封堵波纹管与梁段间的缝隙，保证管道接头处密封可靠。
76.在箱形梁段拼装过程中，拼装控制测点与其在预制时所用的几何控制测点相同。
77.如图6所示，其中：l fb1、rfb1、l fb2、rfb2用于控制梁段的立面位置；fhp1、fhp2用预控制梁段的平面位置。
78.当箱梁在预制构件厂预制完毕时，计算获得按总体座标系统的几何数据。此竣工数据将与以下的因素一并考虑，并得出预制箱形梁拼装时按总体座标系统阶段式的目标几何数据：
79.①
墩柱结构及基础预抬值(墩身结构及基础的弹性压缩的预拱值应在形成永久支座的垫石时考虑进去)；
80.②
墩柱结构及基础按施工阶段的变形值；
81.③
上部桥梁结构的分阶段的变形值。
82.以上的总体坐标目标几何数据库将以图纸的形式给施工部门对整个桥梁的拼装过程进行几何监控。
83.步骤107：最后，拆除支架拆除支架倒运至下一施工联。
84.具体地，如图7所示，待相邻下一联主梁内预应力连续钢束张拉结束后，然后浇筑本联锚槽砼，除本联全部支架，即完成本联节段梁拼装全部施工。
85.进一步地，该方法还包括在梁段的几何误差超过允许误差范围后，在梁段不需要调整的情况下，以上下左右对称张拉为原则，以尽量保证梁段的正位；当需要调整线形误差时，张拉的顺序以先张拉能使梁段向控制方向偏转的临时拉杆为原则，以利于校正误差；比如：假如拉顶板的临时拉杆，则有使预拼梁段向上偏转的趋势，若想使梁段上翘，可先张拉顶板临时预应力，或稍微加大顶板的临时张拉力；同样，若想使梁段下挠，则可先张拉底板的临时预应力，或稍微加大底板临时的张拉力，对于左右方向通过张拉顺序调整，也是同样道理。
86.进一步地，该方法还包括成型桥梁在已发生误差的情况下，监控单位将依据桥梁的变形特征通过计算与估算至合龙段的预测误差值，而该预测误差累计值超过允许误差范围后，通过对上部结构变形特征评估与计算以及监控单位工程师的判断，在梁段间的某些部位设2mm至3mm的楔形环氧树脂垫片调整；比如：假如在梁体匹配面下部加设垫片，则有使预拼梁段向上偏转的趋势，同样，若想使梁段下挠，则可在梁体匹配面上部加设垫片，对于左右方向通过环氧树脂垫片调整，也是同样道理。
87.以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。