预制装配桥梁盖梁定位装置及预制装配桥梁盖梁施工方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种预制装配桥梁盖梁施工领域，具体是指预制装配桥梁盖梁定位装 置及预制装配桥梁盖梁施工方法。
【背景技术】
[0002] 桥梁工程的预制装配式施工是当前正在研究的一个课题，特别是桥梁下部结构更 迫切需要有大的突破。现有桥梁立柱及盖梁的建造仍主要以人工绑扎钢筋、现场浇筑混凝 土为主，这种施工模式存在以下缺陷：需搭设大量支架和模板，安全风险大;现场作业需大 量劳动力;施工效率低，施工周期长;对既有道路交通影响大，社会影响面大;粉尘、泥浆、噪 声、灯光等环境因素干扰大，文明施工难以满足社会公众要求;粗放型的施工模式导致行业 整体能耗高，浪费严重。因此，工厂化预制、现场快速装配是解决以上问题的有效措施，这就 要求预制构件和现场装配达到比较高的精度，才能顺利施工和确保工程质量。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷而提供一种构造简单、操作 方便、经济合理、装配精度高的预制装配桥梁盖梁定位装置及预制装配桥梁盖梁施工方法。 [0004 ]本发明的技术问题通过以下技术方案实现： 一种预制装配桥梁盖梁定位装置，包括粧基、浇筑在粧基上的多个立柱和用于每个立 柱浇筑成型的立柱模板，所述的每个立柱内均设有多根预埋的锚固钢筋，每根锚固钢筋的 顶端均伸出立柱顶部外露，所述的每个立柱顶部均设有支承槽钢，该支承槽钢与每个立柱 上的立柱模板顶部连接固定，在支承槽钢上设有跨越多个立柱安装的桁架，该桁架内正对 每个立柱位置均设有上定位格栅和下定位格栅;所述的每根锚固钢筋顶端均伸入桁架内， 并与所述桁架内的上定位格栅和下定位格栅作连接定位。
[0005] 所述的桁架是由钢质工字钢和槽钢焊接而成的矩形状框架结构，所述的上定位格 栅固定安装在正对每个立柱位置的桁架上部，下定位格栅固定安装在正对每个立柱位置的 桁架下部。
[0006] 所述的上定位栅格内设有多颗分别连接定位多根锚固钢筋的上定位螺栓，下定位 栅格内设有多颗分别连接定位多根锚固钢筋的下定位螺栓。
[0007] 所述的立柱模板顶部设有连接固定支承槽钢的立柱牛腿。
[0008] 所述的多根锚固钢筋是以立柱中心为圆心并圆周均布预埋在立柱内，每根锚固钢 筋伸出立柱顶部外露的顶端均设有锚固螺栓和垫片。
[0009] -种预制装配桥梁盖梁施工方法，其特征在于该施工方法包括如下步骤： 步骤一、制作、组装预制装配桥梁盖梁定位装置 ① 根据粧基、立柱和盖梁的设计图纸设计预制装配桥梁盖梁定位装置结构图纸； ② 制作预制装配桥梁盖梁定位装置部件，包括桁架、上定位格栅、下定位格栅，并质量 检测合格； ③预制装配桥梁盖梁定位装置部件运至施工现场组装，桁架上部通过上固定螺栓安装 上定位格栅，在上定位格栅内设置多颗上定位螺栓，桁架下部通过下固定螺栓安装下定位 格栅，在下定位格栅内设置多颗下定位螺栓，上定位格栅、下定位格栅、上定位螺栓、下定位 螺栓在桁架上的安装位置准确，并检测组装质量合格； 步骤二、锚固钢筋定位和浇筑立柱混凝土 ① 浇筑粧基成型，清理粧基顶部混凝土，整理外露在粧基顶部的粧基钢筋，粧位检验合 格； ② 用于立柱浇筑的立柱钢筋与粧基钢筋连接，预埋锚固钢筋，粧基顶安装立柱模板； ③ 在立柱模板顶部安装立柱牛腿并吊入支承槽钢，该支承槽钢通过槽钢螺栓固定在立 柱牛腿上； ④ 吊入整个预制装配桥梁盖梁定位装置，安放在支承槽钢上，并由桁架螺栓固定牢固； ⑤ 用上定位格栅的上定位螺栓、下定位格栅的下定位螺栓调节固定每个立柱上的每根 锚固钢筋位置，要求位置准确，误差在规定范围之内； ⑥ 使用栗车栗送水泥混凝土浇筑立柱，并及时进行混凝土养生； 步骤三、撤除整个预制装配桥梁盖梁定位装置 ① 混凝土养生1天后，松开桁架螺栓，吊出整个预制装配桥梁盖梁定位装置，妥善堆放 以备下次使用； ② 松开槽钢螺栓，吊出支承槽钢，妥善堆放以备下次使用； ③ 拆除立柱模板，吊出立柱模板，妥善堆放以备下次使用； ④ 混凝土共养生一周，待混凝土强度达到设计强度的70%以上进行下步施工； 步骤四、吊入预制盖梁 ① 凿毛多根立柱顶面混凝土，并清洗干净； ② 每根立柱顶面沿桥梁横向放置两块橡胶垫块，该两块橡胶垫块的放置位置为多个立 柱中心连线对称并靠近锚固钢筋的内侧，橡胶垫块与立柱顶面用环氧树脂粘结牢固； ③ 起吊工厂预制经检验合格的盖梁，在盖梁上预设多个与锚固钢筋位置、数量均相对 应的盖梁压浆孔道，将每个盖梁压浆孔道对准对应的每根锚固钢筋缓慢放下，直至盖梁稳 妥放置在两块橡胶垫块上而每根锚固钢筋均穿入盖梁压浆孔道内、并使每根锚固钢筋的顶 端均外露为止； 步骤五、压浆 ① 立柱上部与盖梁底面之间安装压浆模板，将外形呈筒形、竖直剖面呈"7"字形的密封 橡胶条装入压浆模板内，"7"字形密封橡胶条顶面紧贴盖梁底面，再通过压浆模板外侧的抱 箍抱紧压浆模板于立柱上部，压浆模板上需预留压浆嘴； ② 用压浆栗接通压浆嘴向压浆模板内压入高压空气，检查压浆模板周围是否漏气，同 时检查盖梁压浆孔道是否顺利通气，如有漏气需通过压浆模板外侧的抱箍重新调整压浆模 板和密封橡胶条的位置，高压空气压入持续时间3~5分钟，以清除立柱顶和盖梁压浆孔道 内的杂物； ③ 拌制钢筋连接用套筒灌浆料即锚固砂浆，并倒入压浆栗储浆桶，稠度符合标准； ④ 启动压浆栗压送锚固砂浆，压浆压力0.2~0.5MPa，压浆压力由小到大，直至浆液从 盖梁压浆孔道顶部冒出，盖梁压浆孔道与锚固钢筋之间的空隙充满锚固砂浆为止； ⑤ 压浆结束后拆去压浆栗，抹去锚固钢筋顶部多余的锚固砂浆，锚固钢筋顶端的螺纹 也需清理干净，再依次完成其它多根立柱与盖梁的锚固砂浆压浆； ⑥ 待锚固砂浆凝固一天后拆除压浆模板，养生一周，待强度达到设计强度的70%以上进 行下步施工； 步骤六、旋紧锚固钢筋螺栓 ① 整平锚固钢筋与盖梁压浆孔道、盖梁接触处表面的凝固锚固砂浆和盖梁混凝土； ② 将锚固螺栓和垫片装入锚固钢筋顶端并旋紧，使用测力器控制锚固螺栓的旋紧扭 矩； 步骤七、饶筑垫石混凝土 ① 凿毛盖梁顶面混凝土，并清洗干净； ② 盖梁上部支立垫石混凝土模板； ③ 使用栗车栗送混凝土浇筑垫石混凝土，待垫石混凝土凝固一天后拆除垫石混凝土模 板，养生一周，垫石混凝土强度达到设计强度的70%以上进行下步施工； 步骤八、压浆效果质量检测 使用超声波检测仪或雷达检测锚固砂浆的压浆效果，要求锚固砂浆压浆密实无空洞。 [0010]所述的锚固钢筋由锚固砂浆粘结，锚固钢筋在锚固螺栓张紧力的作用下，粘结剪 应力与盖梁压浆孔道孔壁之间的相对位移成正比，并符合如下计算公式：
式中 rm 一一JC截面处锚固砂浆粘结作用下锚固钢筋表面的粘结力，即锚固砂浆的剪切 应力，JWPfl , ^(χ) 一一尤截面处锚固钢筋与盖梁压浆孔道孔壁之间的相对位移，ifi ;
其中I1为锚固砂浆的剪切刚度，Α?Ρα; I2为盖梁混凝土的剪 切刚度 ^ 一一JC截面处锚固钢筋的拉应变； D一一锚固钢筋直径，儀； B 一一锚固钢筋与盖梁压浆孔道之间的空隙宽度，一般为G 5乃，wr; I一一锚固钢筋锚固段长度，?Η:; 所述的锚固钢筋在尤截面处的拉力为，并由如下公式计算： 公式二
式中 Φ)一一X截面处锚固砂浆粘结作用下锚固钢筋表面的粘结力，即锚固砂浆的剪切 应力，JWPfl ; / 一一锚固钢筋锚固段长度，; D一一锚固钢筋直径，_ ; 公式三
式中 --太截面处锚固钢筋的拉应变； --X截面处锚固钢筋的拉力，Affl"; D--锚固钢筋直径; E--锚固钢筋的弹性模量，_MRa_; 公式四 联立公式一~公式三求解，得
式中 一一 JC截面处锚固砂浆粘结作用下锚固钢筋表面的粘结力，即锚固砂浆的剪切应 Λ. MPa ； €；一一积分常数，锚固钢筋上锚固剪应力的分布为负指数函数；
其中&为锚固砂浆的剪切刚度，;疋2为盖梁混凝土的 剪切刚度，私1?! ; E 一一锚固钢筋的弹性模量，MPa; D 一一锚固钢筋直径，_ ; 在公式四中， 当X = O，= C 锚固砂浆的容许粘结强度即锚固砂浆的容许剪切强度， MPa ； 当：
为锚固砂浆的剪切刚度/MPa; 一般：
时，
即当锚固 钢筋的长度与直径的比值4 =15时，锚固砂浆粘结力很小，可以忽略不计； D 公式五 由公式二和公式四，求得锚固螺栓处即j： = 〇处的锚固钢筋的锚固力最大，为
式中 ^(〇) 一一锚固螺栓处即X =:〇处的锚固钢筋的锚固力，胃； Φ) 一一尤截面处锚固砂浆粘结作用下锚固钢筋表面的粘结力，即锚固砂浆的剪切 应力，_JiPkI;
其中X1为锚固砂浆的剪切刚度;:巧为盖梁混凝土的 剪切刚度，Wa; E 一一锚固钢筋的弹性模量，MPfl ; D--锚固钢筋直径，; I一一锚固钢筋锚固段长度，·^ ; mi 一一锚固钢筋的容许拉力，^; C一一积分常数，锚固钢筋上锚固剪应力的分布为负指数函数； 在公式五中，当
式中 一一锚固螺栓处即X=〇处的锚固钢筋的锚固力Mv; m 一一锚固钢筋的容许拉力;
.其中JT1为锚固砂浆的剪切刚度，編fl;晷为盖梁混凝土的 剪切刚度，私1?! ; E 一一锚固钢筋的弹性模量，jMSPb; U -错固钢筋直径，; 公式六