本发明涉及桥梁施工技术领域，特别是涉及一种桥梁无粘结预应力拼接双壁钢围堰下沉施工工法。
背景技术：
随着城市人口和城市规模的不断增加，地铁在许多城市交通中已担负起主要的乘客运输任务,地铁已经是一个大城市主要的交通工具区域化枢纽工具，加快了大城市各区域经济和交通的发展，近年来随着地铁线路不断发展，面对复杂地质条件，特别是有坚硬岩层的情况下地连墙成槽已经成为地铁施工技术的难点和重点。
技术实现要素：
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种桥梁无粘结预应力拼接双壁钢围堰下沉施工工法。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种桥梁无粘结预应力拼接双壁钢围堰下沉施工工法，包括如下步骤：
a、施工准备。
b、钢围堰设计，；
c、钢围堰制作，根据工地运输设备、起吊设备及施工场地的能力，双壁钢围堰采取在岸边加工场地内分节分块加工制作安装的工艺，在岸上进行下料制作，然后将制作好的双壁钢围堰分块利用吊机吊至浮舟上待用，待其所有节块加工完毕，用动力舟将存放双壁钢围堰节块的浮舟拖至拼装定位船边，由汽车吊吊放在拼装台上按节组拼，进行检查、校正、围焊，双壁钢围堰按设计分为四层，根据现场加工运输条件及现场拼装的起吊能力情况，每层每条边两块，每层8块；
d、拼装平台搭设，根据工程的地质情况，采用膨润土和自来水为原材料搅拌而成，护壁泥浆在使用前，应进行室内性能试验，施工过程中根据监控数据及时调整泥浆指标，如果不能满足槽壁土体稳定，须对泥浆指标进行调整，随着地下连续墙开挖的完成，所用的膨润土泥浆将被加以循环；
e、首节钢围堰拼装及下放平台搭设，钻孔桩施工结束后，拆除钻孔平台，将钢护筒用φ300钢管平联连成整体。在外侧护筒上焊接围堰拼接支架，支架采用2h45型钢，采用上斜撑作为主要受力构件，支架顶面标高为+12.115m，钢围堰竖向两层两节进行拼装成大块，钢围堰由130t履带吊从围堰短边向两侧长边对称拼装。首节围堰拼装完成后采用连续千斤顶同时同步下放；
f、拆除拼装平台同时8台千斤顶下放首节围堰，；
g、首节止水胶条安装，止水胶条根据预应力筋的位置环绕钢围堰内外两侧安装两层，止水胶条与首节钢围堰上口面紧贴且放置平整，并且涂上中性硅酮结构胶进行粘结，以防止止水胶条定位不正确；
h、第二节钢围堰精轧螺纹钢连接，按照钢围堰加工预留的孔，进行精轧螺纹钢定位安装，（以一个局部为例）按照钢围堰事先预留的12孔，将12根1.5m的精轧螺纹钢分别穿入，靠近首节端为固定端，用连接器连接，远离首节的采用螺栓和垫片固定精轧螺纹钢。对于连接器（长度为160mm），要求连接的两端精轧螺纹钢长度均为80mm，等待第二节开始吊装与首节进行连接时，精确吊装定位后，用履带吊提住钢围堰，工人进入钢箱内部通过第二节预留的精轧螺纹钢孔反过来对首节钢围堰进行打孔，从而固定端精轧螺纹钢，再用对应的12根1.5m的精轧螺纹钢通过连接器引出来与首节进行连接。伸入首节的精轧螺纹钢也采用垫片和螺母进行固定。并且，首节与第二节钢围堰之间设置止水胶条。
i、钢围堰拼装、接高，采用单根逐次张拉工艺（逆时针），使单根精轧螺纹钢受荷状态处于集中受力；
j、首节、第二节钢围堰精轧螺纹钢连接，钢围堰片与片之间采用螺栓进行连接，中间也设置两层止水胶条，并且用海绵胶进行粘结；
k、1台千斤顶进行预应力连接；
l、拼装最后一节；
m、钢围堰拼装完成、下方、就位，钢围堰下放由连续千斤顶、液压油泵、高强度钢绞线作为柔性吊杆，构成完整的下放系统，该下放系统的特点在于其工作的连续性与同步性，多台穿心千斤顶在油泵的控制下，将钢围堰平稳地下放到预定位置，千斤顶、油泵安装到位后，将钢绞线的一头穿过千斤顶，安全夹持器后安装连接头，使安全夹持器处于打开状态，然后下放钢绞线，再将连接头与钢围堰壁板牛腿连接，在钢围堰下放前，对提升系统进行调试，以确定每台千斤顶的工作状态处于良好状态，并检测各台千斤顶伸缩行程是否一致，在开始下放前先根据各千斤顶在围堰平衡下放时的荷载进行逐一预拉，所有的千斤顶按照计算的荷载值完成预拉后，锁紧下夹持器，将主顶活塞向下缩回到统一的高度位置，作为整个系统的下放起点，然后将围堰提起3～5cm检查围堰上的锚固点及千斤顶夹持器的锚固和围堰结构是否正常，检查无误后割去围堰的焊接牛腿正式开始下放，当钢围堰下放时，先由千斤顶的下夹持器夹紧钢绞线，主顶活塞向上前进，活塞到位后夹紧上夹持器，主顶活塞继续向上前进3cm，打开下夹持器，主顶活塞向下回缩，钢围堰下放，主顶活塞回缩到位后，下夹持器再次夹紧钢绞线，完成一次下放循环，通过液压系统周而复始的动作，使钢围堰下放到预定的位置，下放时液压油泵是千斤顶的动力源，由于每台油泵供给各个千斤顶的油量相等，且在千斤顶上装有行程开关，因而各千斤顶具有良好的同步性能，此外，在围堰的壁体上设置若干个水准仪，随时观察围堰下放的同步性，当发现某点的标高超过最大允许偏差时即对系统进行调整以保证围堰的平衡下放；
n、灌注双壁间砂砾、浇注封底混凝土，张拉完毕的预应力筋后，已经加固连接两节钢围堰。需要在两节钢围堰接缝处浇筑混凝土，进行止水控制和防止因钢围堰下沉过程中不均匀沉降引起两节钢围堰之间错位
o、抽水、施工承台；
p、拆除钢围堰（部分）。
本实施例中，所述步骤a中包括钢材进场与原材料进场，其中钢材料进场之后要进行钢材实验，原材料包括碎石、砂、水泥、外加剂，原材料要进行原材料实验。
本实施例中，所述步骤e中拼装前，在拼装支架上即h45上放样出壁板拼装轮廓线，及每相邻块件间的拼装接线，并在外侧轮廓边线上焊制定位码子，以此控制钢围堰下口线的平面位置。首节拼装时，由于围堰底部为刃脚段，需在支架处焊临时牛腿作为围堰支承点，同时在围堰内加焊临时支撑。钢围堰上口固定及控制采用在钢护筒外侧焊接的导向装置，导向装置起到既对钢围堰壁体拼装时的临时支撑作用，同时也对钢围堰垂直度进行控制，履带吊将壁板块件吊起至安装位置，下口通过定位码子就位后，与定位码子临时焊接加以固定，上部用型钢和护筒临时焊接，通过测量仪器校检平面位置和垂直度，校达到要求后，壁板与底板、壁板间进行连接。
本实施例中，所述步骤e中钢围堰拼装接缝均采用焊接。
本实施例中，所述步骤m中第1层钢围堰拼装完成后利用千斤顶下放至水中，首节钢围堰入水自浮后，接高第2、3、4层围堰，浇筑压舱砼，依靠向围堰腔壁内注水、围堰内外抽砂吸泥等措施使围堰下沉到设计标高。
本实施例中，所述步骤m中千斤顶安装在护筒外伸的下放支架上，其锚固端位于其正下方的钢围堰壁板，根据吊点荷载适当加固吊点处的结构，为保证钢绞线的合理受力，在安装千斤顶和锚固端时务必使千斤顶上、下夹持器和围堰上的锚固端在同一直线上。
本实施例中，所述步骤h中预应力筋（精轧螺纹钢）下料长度应符合规范规定，保证张拉需要及构造要求。下料场地应平整开阔，不得有利器损伤预应力筋表面。下料时，用无齿锯成束冷切割成型，精轧螺纹钢下料分为两种型号，长度1.5m和0.5m若干满足现场需要即可，其中，长度为1.5m用于连接两节钢围堰，长度为0.5m用于千斤顶张拉辅助连接作用，垫片采用厚度为δ20mm钢板现场进行下料，尺寸为100mm×100mm，数量若干满足现场需求即可，发现精轧螺纹钢、螺栓，连接器、垫片及止水胶条不合格或者严重破损的应报废处理。
本发明的有益效果在于：该工法为精轧螺纹钢通过连接器在钢围堰内部进行连接，使施工过程更加安全、方便、快捷，并且不需要工人下水进行拆除。无粘结预应力连接工艺为钢围堰的施工提供了新的方法和途径，大大推进了预应力结构的应用前景与应用领域。
附图说明
图1是本发明所述一种桥梁无粘结预应力拼接双壁钢围堰下沉施工工法的工艺流程图；
图2是本发明所述一种桥梁无粘结预应力拼接双壁钢围堰下沉施工工法的双壁钢围堰精轧螺纹钢张拉数据图；
图3是本发明所述一种桥梁无粘结预应力拼接双壁钢围堰下沉施工工法的主要机具、设备配置图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1-图3所示，一种桥梁无粘结预应力拼接双壁钢围堰下沉施工工法，包括如下步骤：
a、施工准备。
b、钢围堰设计，；
c、钢围堰制作，根据工地运输设备、起吊设备及施工场地的能力，双壁钢围堰采取在岸边加工场地内分节分块加工制作安装的工艺，在岸上进行下料制作，然后将制作好的双壁钢围堰分块利用吊机吊至浮舟上待用，待其所有节块加工完毕，用动力舟将存放双壁钢围堰节块的浮舟拖至拼装定位船边，由汽车吊吊放在拼装台上按节组拼，进行检查、校正、围焊，双壁钢围堰按设计分为四层，根据现场加工运输条件及现场拼装的起吊能力情况，每层每条边两块，每层8块；
d、拼装平台搭设，根据工程的地质情况，采用膨润土和自来水为原材料搅拌而成，护壁泥浆在使用前，应进行室内性能试验，施工过程中根据监控数据及时调整泥浆指标，如果不能满足槽壁土体稳定，须对泥浆指标进行调整，随着地下连续墙开挖的完成，所用的膨润土泥浆将被加以循环；
e、首节钢围堰拼装及下放平台搭设，钻孔桩施工结束后，拆除钻孔平台，将钢护筒用φ300钢管平联连成整体。在外侧护筒上焊接围堰拼接支架，支架采用2h45型钢，采用上斜撑作为主要受力构件，支架顶面标高为+12.115m，钢围堰竖向两层两节进行拼装成大块，钢围堰由130t履带吊从围堰短边向两侧长边对称拼装。首节围堰拼装完成后采用连续千斤顶同时同步下放；
f、拆除拼装平台同时8台千斤顶下放首节围堰，；
g、首节止水胶条安装，止水胶条根据预应力筋的位置环绕钢围堰内外两侧安装两层，止水胶条与首节钢围堰上口面紧贴且放置平整，并且涂上中性硅酮结构胶进行粘结，以防止止水胶条定位不正确；
h、第二节钢围堰精轧螺纹钢连接，按照钢围堰加工预留的孔，进行精轧螺纹钢定位安装，（以一个局部为例）按照钢围堰事先预留的12孔，将12根1.5m的精轧螺纹钢分别穿入，靠近首节端为固定端，用连接器连接，远离首节的采用螺栓和垫片固定精轧螺纹钢。对于连接器（长度为160mm），要求连接的两端精轧螺纹钢长度均为80mm，等待第二节开始吊装与首节进行连接时，精确吊装定位后，用履带吊提住钢围堰，工人进入钢箱内部通过第二节预留的精轧螺纹钢孔反过来对首节钢围堰进行打孔，从而固定端精轧螺纹钢，再用对应的12根1.5m的精轧螺纹钢通过连接器引出来与首节进行连接。伸入首节的精轧螺纹钢也采用垫片和螺母进行固定。并且，首节与第二节钢围堰之间设置止水胶条。
i、钢围堰拼装、接高，采用单根逐次张拉工艺（逆时针），使单根精轧螺纹钢受荷状态处于集中受力；
j、首节、第二节钢围堰精轧螺纹钢连接，钢围堰片与片之间采用螺栓进行连接，中间也设置两层止水胶条，并且用海绵胶进行粘结；
k、1台千斤顶进行预应力连接；
l、拼装最后一节；
m、钢围堰拼装完成、下方、就位，钢围堰下放由连续千斤顶、液压油泵、高强度钢绞线作为柔性吊杆，构成完整的下放系统，该下放系统的特点在于其工作的连续性与同步性，多台穿心千斤顶在油泵的控制下，将钢围堰平稳地下放到预定位置，千斤顶、油泵安装到位后，将钢绞线的一头穿过千斤顶，安全夹持器后安装连接头，使安全夹持器处于打开状态，然后下放钢绞线，再将连接头与钢围堰壁板牛腿连接，在钢围堰下放前，对提升系统进行调试，以确定每台千斤顶的工作状态处于良好状态，并检测各台千斤顶伸缩行程是否一致，在开始下放前先根据各千斤顶在围堰平衡下放时的荷载进行逐一预拉，所有的千斤顶按照计算的荷载值完成预拉后，锁紧下夹持器，将主顶活塞向下缩回到统一的高度位置，作为整个系统的下放起点，然后将围堰提起3～5cm检查围堰上的锚固点及千斤顶夹持器的锚固和围堰结构是否正常，检查无误后割去围堰的焊接牛腿正式开始下放，当钢围堰下放时，先由千斤顶的下夹持器夹紧钢绞线，主顶活塞向上前进，活塞到位后夹紧上夹持器，主顶活塞继续向上前进3cm，打开下夹持器，主顶活塞向下回缩，钢围堰下放，主顶活塞回缩到位后，下夹持器再次夹紧钢绞线，完成一次下放循环，通过液压系统周而复始的动作，使钢围堰下放到预定的位置，下放时液压油泵是千斤顶的动力源，由于每台油泵供给各个千斤顶的油量相等，且在千斤顶上装有行程开关，因而各千斤顶具有良好的同步性能，此外，在围堰的壁体上设置若干个水准仪，随时观察围堰下放的同步性，当发现某点的标高超过最大允许偏差时即对系统进行调整以保证围堰的平衡下放；
n、灌注双壁间砂砾、浇注封底混凝土，张拉完毕的预应力筋后，已经加固连接两节钢围堰。需要在两节钢围堰接缝处浇筑混凝土，进行止水控制和防止因钢围堰下沉过程中不均匀沉降引起两节钢围堰之间错位
o、抽水、施工承台；
p、拆除钢围堰（部分）。
本实施例中，所述步骤a中包括钢材进场与原材料进场，其中钢材料进场之后要进行钢材实验，原材料包括碎石、砂、水泥、外加剂，原材料要进行原材料实验。
本实施例中，所述步骤e中拼装前，在拼装支架上即h45上放样出壁板拼装轮廓线，及每相邻块件间的拼装接线，并在外侧轮廓边线上焊制定位码子，以此控制钢围堰下口线的平面位置。首节拼装时，由于围堰底部为刃脚段，需在支架处焊临时牛腿作为围堰支承点，同时在围堰内加焊临时支撑。钢围堰上口固定及控制采用在钢护筒外侧焊接的导向装置，导向装置起到既对钢围堰壁体拼装时的临时支撑作用，同时也对钢围堰垂直度进行控制，履带吊将壁板块件吊起至安装位置，下口通过定位码子就位后，与定位码子临时焊接加以固定，上部用型钢和护筒临时焊接，通过测量仪器校检平面位置和垂直度，校达到要求后，壁板与底板、壁板间进行连接。
本实施例中，所述步骤e中钢围堰拼装接缝均采用焊接。
本实施例中，所述步骤m中第1层钢围堰拼装完成后利用千斤顶下放至水中，首节钢围堰入水自浮后，接高第2、3、4层围堰，浇筑压舱砼，依靠向围堰腔壁内注水、围堰内外抽砂吸泥等措施使围堰下沉到设计标高。
本实施例中，所述步骤m中千斤顶安装在护筒外伸的下放支架上，其锚固端位于其正下方的钢围堰壁板，根据吊点荷载适当加固吊点处的结构，为保证钢绞线的合理受力，在安装千斤顶和锚固端时务必使千斤顶上、下夹持器和围堰上的锚固端在同一直线上。
本实施例中，所述步骤h中预应力筋（精轧螺纹钢）下料长度应符合规范规定，保证张拉需要及构造要求。下料场地应平整开阔，不得有利器损伤预应力筋表面。下料时，用无齿锯成束冷切割成型，精轧螺纹钢下料分为两种型号，长度1.5m和0.5m若干满足现场需要即可，其中，长度为1.5m用于连接两节钢围堰，长度为0.5m用于千斤顶张拉辅助连接作用，垫片采用厚度为δ20mm钢板现场进行下料，尺寸为100mm×100mm，数量若干满足现场需求即可，发现精轧螺纹钢、螺栓，连接器、垫片及止水胶条不合格或者严重破损的应报废处理。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其效物界定。