专利名称：整孔预制的钢-混凝土组合连续箱梁的桥面板与钢梁的二次结合方法
技术领域：
本发明属于桥梁施工技术，具体涉及一种钢-混凝土组 合连续箱梁的桥面板与钢梁的结合方法。
背景技术：
组合梁桥施工通常先架设钢梁，然后利用钢梁作为支撑 和模板进行混凝土桥面板施工，待形成组合梁后，再承受线路
恒载和活载。
在现有桥梁建设的基础上，组合梁桥钢梁的架设可归纳
为以下2种方法
(1) 顶推法。将钢梁在桥头逐段接长顶推到位,这是比较简 便的施工方法。对于小跨度(甚至中跨)多跨连续梁桥，因交通、 河流等原因不便于在跨间设临时支墩时可采用。
(2) 临时支架上分段吊装法。采用移动式吊机逐步吊装钢 梁节段，然后在临时支墩上用焊接或高强度螺栓将钢梁连接 成整体。与顶推法相比，钢梁应力一般不受安装应力控制，对 中小跨度的高架桥或立交桥，在跨间便于设置临时支架时采 用。
采用上述两种方法进行钢梁的架设受到桥位地理、交通 等条件的影响较大。水上大跨度组合梁的建设受到局限。 二、混凝土纟乔面板的施工
混凝土板的施工对组合梁桥的承载能力和耐久性具有重 要影响。其施工可分为现场浇筑法和预制混凝土板法。
(1) 现场浇筑混凝土法利用钢梁作为支架，立模后现场浇 筑混凝土 。其优点是剪力钉周围结合部的混凝土填充振捣的 密实度易于控制，混凝土板的整体性好并可任意造型；其弱点 是混凝土干燥收缩受钢梁和剪力钉约束而产生拉应力，易产 生早期的施工裂紋；现场浇筑混凝土因环境、气候等因素的影 响，其质量稳定性比厂制化预制混凝土板差。
(2) 预制混凝土板法是在工地或工厂预制混凝土板，吊装
3就位后现场浇筑接合部位(纵横向湿接缝)的混凝土，使之成 为组合梁。其优点在于混凝土板厂制化预制，利于确保质量，
能有效控制早期施工裂紋；但预制混凝土板与钢梁之间结合
部的混凝土填充的施工工艺应予以特别注意。现有预制混凝 土板与钢梁的结合均采用一次性结合的施工方法，这样施工 要求高、难度大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种预制混凝土板与钢梁采用两 次结合的施工方法，以整体提高了组合梁的建造速度和质量
控制效果。
本发明的技术方案为整孔预制的钢_混凝土组合连续 箱梁的桥面板与钢梁的二次结合方法，它是先在预制场进 行组合梁中间段桥面板与钢梁的第一次结合，，组合梁两端不 与桥面板结合经大型浮吊运输架设组合梁至桥位墩顶，组合 梁架设完毕后，筒支变连续后，采用支点顶落梁法完成组合 梁支点组合梁间的双结合段底板的混凝土浇筑；再进行桥面 板与组合梁两端的湿接缝钢-混凝土第二次结合，实现桥面板 与钢梁的二次结合。
该方法变恶劣的海上施工为工厂化制造，有效地保证了 安全、质量和进度的要求。它避免了组合梁桥钢梁的架设采 用顶推法对大跨度组合梁建设的局限，减少了临时支架上分 段吊装法施工需要建造费时、费力、费财力的临时支墩，以 及钢梁节段运输的繁瑣；从而减小了施工对桥梁周边带来的 环境污染和建筑垃圾的排放。混凝土桥面板的施工采用预制 场预制、整体叠合台座上与钢梁叠合的方法，很好的综合了 现场浇筑法和预制混凝土板法的优弱点。
本发明采用整孔预制、浮运架设的二次结合的方法实现 墩顶简支变连续施加预应力施工技术，其中组合梁是由钢槽 型梁与分块成中板、边板的桥面板通过剪力钉结合而成，钢 梁支点左右各10m范围内采用双结合的结构形式，即底板也 采用钢-混凝土组合的结构形式，为解决组合梁在墩顶支座处 桥面板负弯矩过大问题，桥面板与钢槽型梁结合分两次进行。 在组合梁预制场内采用门吊先铺设中间段桥面板，桥面板铺
4设完成后进行湿接缝的施工，完成钢-混凝土第一次结合，第
一次结合时除组合梁两端各10m范围内桥面^反用临时扁担固
定在钢梁上，其余桥面板均通过现浇缝混凝土、剪力钉及横 向预应力与钢梁结合。组合梁逐孔釆用大型浮吊运输架设、 精确调梁后，进行组合梁墩顶接缝的钢槽型梁合龙焊接施工， 完成 一 联组合梁的连续状态，进行钢-混凝土第二次结合施工。
为实现钢-混凝土第二次结合，完成整联组合梁的体系转
换，采用较为特殊的工艺为墩顶顶落梁法施工工艺，即在 墩顶的组合梁钢梁成功焊接合龙后，从中间墩开始进行墩顶 部位钢梁双结合段的底板混凝土浇筑，然后实施组合梁支,$、 顶升操作，再浇筑顶板湿接缝混凝土，最后降落组合梁支点， 安装支座。依次对称往两边墩进行支点升降及组合梁二次结 合施工，目的是纟会支点墩顶处桥面板施加纵向预应力，从而 改善梁体结构受力状态，防止混凝土开裂，确保耐久性。
图1—组合梁横断面布置图 图2—桥面板平面布置图
图3 —组合梁钢梁与桥面板叠合时四点支撑状态示意图 图4一钢槽型梁拼装完成后标准断面图 图5 —钢槽型梁上完成中板吊装
图6—图3中A-A断面，采用整体叠合支架铺设边板， 浇筑纵、横向混凝土湿接缝
图7—图3中B-B断面，距梁端约10m梁长范围混凝土 桥面^反用钢扁担梁临时固定
图8 —墩顶一联组合梁呈连续梁状态示意图
图9一顶落梁墩顶布置示意图
图IO—顶落梁墩顶布置I 一 I断面图
图ll一顶落梁墩顶布置II一II断面图
图12—顶落梁千斤顶组结构示意图
具体实施例方式
钢-混凝土组合结构连续箱梁的预制场预制实现第 一 次结合和浮运架设后墩顶简支变连续完成二次结合施工说明
上海长江隧桥大跨度钢-混凝土组合结构连续箱梁的跨 径组合为(85 + 5 x 105 + 90 ) m,组合梁结构断面由混凝土 桥面板及整体成槽型钢梁1组成，如图1、 2所示，组合梁桥 面板4黄断面由预制的一块中板2和两块边^反3在焊有剪力钉 4的顶板处浇筑纵向湿接缝混凝土连接而成，平面内是通过 纵横向湿接缝浇筑将各块桥面板连成整体。组合梁采用梁场 整体预制，大型起重船海上运输架设的世界先进施工技术， 组合梁在预制场，采用钢梁总拼胎架与钢-混凝土叠合台座分 '开方式进行，即槽型钢梁1在总拼胎架上施工完成后，通过 2条滑道顶推横移至叠合台座并起顶成4点支撑状态，在叠 合台座上进行钢槽型梁与混凝土桥面板(桥面板预制后存放 6个月)叠合，完成钢-混凝土第一次结合，第一次结合时除 两端各10m范围内桥面板用钢扁担梁8临时固定上(图7所 示)，其余桥面板均通过现浇缝混凝土、剪力钉及横向预应力 与钢梁结合。组合梁架设后在桥位处精确定位，实行组合梁 墩顶合龙，钢结构全断面焊接、补涂装。采用顶落梁工艺实 现钢-混凝土第二次结合，即在连续梁墩顶实施支点升降操 作，按顶落梁设计值从一联梁的中间墩向两边依次对称展开。 目的是给支点墩顶处负弯距区桥面板施加纵向预应力，从而 改善梁体结构受力状态。该桥一联7跨组合梁体系转换工序 为 一联中间两墩即4号、5号墩底板双结合段混凝土灌注 (20m范围内厚0.5mC40混凝土 )—同步起顶4号、5号墩 组合梁，灌注顶板湿接缝混凝土 ( 20m范围)—落梁4号、5 号墩到设计标高—支座压浆—按同样工艺完成3号、6号墩 施工—完成2号、7号墩施工—体系转换结束。 一、组合梁预制梁场完成第一次结合施工
1、 混凝土桥面板分边板3和中板2预制，中板张拉一期 横向预应力钢束，其强度及弹性模量达到设计值8 5 %以上时， 方可张拉预应力或脱模起吊存放；存放至少6个月；同时在 预设拱度的钢梁总拼台座上进行整孔钢槽型梁1的预拼装。 如图1、 2.
2、 钢梁拼装完成后由滑道推至混凝土板组装台座，形成 四点支撑体系，组装台座布置如图3、 4所示，支撑点501、502和支撑点601、 602的区別在于，支撑点501、 502位于 两条滑道上。应注意501、 502、 601、 602支撑在i殳置时应保 持原有的钢梁预拱度之差。20-滑道
3、同时各支撑应设置为可以顶升的活动点，待中板均吊 装完毕后，如图5所示，将4个支点起顶至设计顶升量，注 意起顶应对称均匀多步骤进行，例如先同时顶升支点602、 502,再同时起顶支点501、 601,每次起顶量为全部顶升量 的1/3,循环3次完成全部顶升工作。
5、 如图6所示，安装整体叠合支架7铺设边板，边板应 与中板对齐，支架具有可调功能；边、中板之间临时固定以 适应混凝土免注后的温差、混凝土收缩、地基沉降等施工期 间的荷载效应。浇筑纵、横向混凝土湿接缝，待其强度与弹 性模量达到设计值的85%以上时，张拉二期通长横向预应力 钢束。21——期预应力钢束22-二期预应力钢束
6、 距梁端约10m梁长范围混凝土桥面板以钢扁担梁8 临时固定，并与钢梁固定，不浇筑现浇带，如图7所示。
7、 撤除、支撑602、 601，保留、支撑501、 502,至此， 一片预制梁制作完成。完成在预制场内的第一次结合。
二、墩顶简支变连续完成二次结合施工
组合梁采用大型浮吊运输架设后，在墩顶逐孔精确对位、 对接焊缝31处焊接合龙，形成连续状态，之后从中间墩往两 边对称进行体系转换的钢-混凝土二次结合施工。先浇筑底板 双结合段混凝土 30,待混凝土强度、弹模均达到设计值的 85%后，开始墩顶的顶梁工作，钢梁达到设计顶升高度后， 开始桥面现浇段钢筋的绑扎和支模并浇筑桥面现浇段混凝 土；桥面现浇段混凝土强度、弹模均达到设计值的95%后， 进行现浇段横向预应力束的张拉、压浆；之后进行墩顶落梁 工作，当千斤顶活塞到最后一次行程时，安装支座；并对支 座进行压浆及上摆螺杆预留孔混凝土的浇筑；待支座压浆强 度达到设计强度后，将钢梁最终落于永久支座上。倒顶进行 下一个循环的顶落梁工作。顶落梁顺序为4号和5号墩—3 号和6号墩—2号和7号墩。
1、采用大型浮吊架设一联7孔梁呈简支状态，并依次调 整梁端面对齐，然后焊接墩顶环焊缝呈7孔连续梁状态，如
7图8 ( a)。
2 、 4号和5号墩顶墩顶处底板双结合混凝土浇筑并养护， 其他墩顶底4反双结合混凝土可陆续进行。同时将8套顶落梁 千斤顶组9分别布置在4号和5号墩墩顶，如图8 ( b)、图 9 11。顶落梁千斤顶组布置包4舌2台600t千斤顶13及配 套的油泵装置、顶上抄垫板(钢板与橡胶板组合)15、机座 14，如图12。
3、 待双结合混凝土强度到设计值后，4号和5号墩顶同 步顶梁60cm到位。
4、 浇筑4号和5号墩顶桥面板湿接缝混凝土，并养护， 混凝土强度及弹性模量达到设计值后，张拉其中的横向预应 力筋。
5、 4号墩5号墩顶同步落梁50cm。在墩顶落梁过程中， 支座垫石12断面处设钢垫板11,钢垫板ll作为倒顶i殳施使 用，待安装的永久支座10放在在支座垫石的一侧，永久支座 在倒顶的最后一次行程前安装即将剩余钢垫板11全部抽 出，换上永久支座，然后一次性落顶，安装支座上钢板螺栓， 使永久支座与钢梁联结。按设计在锚栓预留孔灌浆，使支座 与墩身固定。灌浆强度达到设计要求后，最终退顶，使梁落 在永久支座上。
6、 将8套临时千斤顶转移布置在3号和6号墩墩顶，进 行此两墩顶处底板双结合混凝土浇筑并养护。
7、 3号和6号墩顶同步顶梁35cm到位。
8、 浇筑桥面板湿接缝养护后张拉横向预应力筋。
9、 3号和6号墩顶同步落梁20cm，然后落梁并安装永 久支座，永久支座安装工艺与第一步落梁并安装永久支座工 艺相同。
10、 将8套临时千斤顶转移布置在2号和7号墩墩顶， 进行此两墩顶处底板双结合混凝土浇筑并养护。
11、 2号和7号墩顶同步顶梁25cm到位。
12、 浇筑桥面板湿接缝养护后张拉横向预应力筋。
13、 2号和7号墩顶同步落梁20cm,然后落梁并安装永 久支座，永久支座安装工艺与第一步落梁并安装永久支座工 艺相同。
814、最后统一复核梁体线型，完成整联组合梁体系转换施工。
权利要求
1、一种整孔预制的钢-混凝土组合连续箱梁的桥面板与钢梁的二次结合方法，它是先在预制场进行组合梁中间段桥面板与钢梁的第一次结合，组合梁两端不与桥面板结合；经大型浮吊运输架设组合梁至桥位墩顶，组合梁架设完毕后，简支变连续后，采用支点顶落梁法完成组合梁支点组合梁间的双结合段底板的混凝土浇筑；再进行桥面板与组合梁两端的湿接缝钢-混凝土第二次结合，实现桥面板与钢梁的二次结合。
2、 如权利要求1所述整孔预制的钢-混凝土组合连续箱 梁的桥面板与钢梁的二次结合方法，其特征是桥面板与钢 梁的第一次结合的方法是将拼装完成好的钢梁支撑在组装 台座上；将桥面板中板吊装在钢梁上，再铺设桥面板边板， 浇筑纵、横向混凝土湿接缝，完成桥面板与钢梁的一次结合； 钢梁两端的桥面板与钢梁不结合。
3、 如权利要求1所述整孔预制的钢-混凝土组合连续箱 梁的桥面板与钢梁的二次结合方法，其特征是桥面板与钢 梁的第二次结合的方法是实施一次结合的钢-混凝土组合 梁在墩顶逐孔精确对位、焊接合龙，形成连续状态之后，进 行钢-混凝土 二次结合施工先浇筑组合梁之间底板的双结合 段混凝土，待混凝土强度、弹模均达到设计值的85%后，再 开始桥面现浇段钢筋的绑扎和支模并浇筑桥面现浇段混凝 土 ；完成钢梁两端桥面纟反与钢梁两端的第二次结合。
4、 如权利要求3所述整孔预制的钢-混凝土组合连续箱 梁的桥面板与钢梁的二次结合方法，其特征是桥面板与钢 梁的二次结合依次由中间墩往两边对称进行体系转换完成的 钢-混凝土 二次结合施工。
5、 如权利要求3所述整孔预制的钢-混凝土组合连续箱 梁的桥面板与钢梁的二次结合方法，其特征是进行钢-混凝 土二次结合浇段混凝土浇筑后，桥面现浇段混凝土强度、弹 模均达到设计值的95%后，进行现浇段横向预应力束的张拉、 压浆；之后进行墩顶落梁工作。
全文摘要
本发明公开了一种整孔预制的钢-混凝土组合连续箱梁的桥面板与钢梁的二次结合方法，它是先在预制场进行组合梁中间段桥面板与钢梁的第一次结合，组合梁两端不与桥面板结合经大型浮吊运输架设组合梁至桥位墩顶，组合梁架设完毕后，简支变连续后，采用支点顶落梁法完成组合梁支点组合梁间的双结合段底板的混凝土浇筑；再进行桥面板与组合梁两端的湿接缝钢-混凝土第二次结合，实现桥面板与钢梁的二次结合。它避免了组合梁桥钢梁的架设采用顶推法对大跨度组合梁建设的局限，减少了临时支架上分段吊装法施工需要建造费时、费力、费财力的临时支墩，以及钢梁节段运输的繁琐。
文档编号E01D21/00GK101424073SQ20081023665
公开日2009年5月6日 申请日期2008年12月4日 优先权日2008年12月4日
发明者张君武, 张树国, 朱志虎, 辉 梁, 秦顺全, 勇 胡, 蒋稳齐, 陈理平, 勇 黄, 黄旺明 申请人:中铁大桥局股份有限公司