大型钢混组合多棱台斜面拱座施工方法

专利名称：大型钢混组合多棱台斜面拱座施工方法
技术领域：
本发明属于拱桥施工技术领域，具体涉及一种大型钢混组合多棱台斜面拱座施工 方法，适用于大跨度钢箱拱桥施工。
背景技术：
拱座是建设拱桥不可缺少的重要的混凝土构造物，而大跨度钢箱拱桥拱座不仅连 接中跨拱肋、边跨拱肋、立柱、风撑，及下部承台基础的重要节点，更是将上部结构荷载由钢 结构高应力状态转换为混凝土低应力状态的关键结构。随着桥梁不断向大跨度、钢结构和景观方向发展，城市桥梁采用大跨度钢箱拱桥 将越来越多，建成后也将成为地区的标志建筑之一。因此，大跨度钢箱拱桥拱座的设计不仅 要满足大桥受力的需要，拥有庞大的体积和复杂的内部结构，而且还要满足景观需要，表现 出与大桥、环境相适应的优美外观。由于钢箱拱桥受力的复杂性，若三角区采用混凝土结构，虽然造价上可以节省，但 复杂的结构及外观对混凝土施工质量提出了严峻考验，稍有不慎就会对结构受力安全和耐 久性留下严重的隐患。不同于混凝土结构，全钢箱拱桥的三角区结构虽然结构仍非常复杂，但现有的计 算能力和钢结构加工能力已经能很好的解决这个问题。因而其结构和施工复杂程度最大的 一点就归结于钢混组合拱座。大型钢混组合多棱台斜面拱座给施工带来很多困难和挑战，施工中不仅要达到多 棱台斜面的优美外观，也要处理好钢混组合、隔舱填芯及纵横预应力等结构措施，还要采用 很多施工措施来实现这一过程。采用常规施工工艺和措施难以很好解决钢混组合拱座体积 庞大、内部结构复杂、施工空间狭小、多棱台斜面及钢混组合、温控防裂等特点和难点，对施 工结构设计和施工工艺提出了较高要求。为了解决建设的需要，必须提出一套系统的大型 钢混组合多棱台斜面拱座施工方法，为今后越来越多的大型钢混组合结构施工提供可借鉴 施工方法。

发明内容
本发明的目的在于提供一套系统的大型钢混组合多棱台斜面拱座施工方法，该施 工方法不受桥位地形条件和场地条件限制。本发明为了达到上述目的，提供一种大型钢混组合多棱台斜面拱座施工方法，按 如下步骤施工
A、根据加工及安装现场条件，对大型钢拱座结构部分采用分段加工制作；
B、对分段加工制作的大型钢拱座构件通过Autocad建立三维实体模型，设计各段构件 运输、安装施工结构；
C、设计集支撑钢拱座分段、钢筋、模板、预应力管道和冷却水管于一体的多用途支撑架 结构，尽可能少占用本已狭小的内部空间的，同时减少施工结构与永久结构冲突；D、将加工制作的大型钢拱座构件分段运输吊装到支撑架临时搁置，采用三向千斤顶精 确调位后，再组焊成整体；
E、对砼拱座部分采用大型钢模板，一次浇筑砼拱座及斜撑脚座；具体施工顺序是
1)在砼拱座内依托钢拱座支架设置钢筋胎架，钢筋胎架同时兼作模板支承架，支承架 依据拱座外形设计；
2)根据设计图，通过Autocad三维空间分析砼拱座内预应力纵横相交情况，按纵向预 应力束位置不变原则，将横向预应力束在纵横相交位置按照钢拱座的横向倾斜度进行调 整，在调整的基础上进行预应力管道施工；
3)对钢筋的施工顺序提出严格的要求钢拱座吊装前先绑扎砼拱座外围主筋，待钢拱 座焊接定位以后，再按照由上至下，由内至外的顺序进行施工；
砼拱座外围主筋在承台施工时应先预埋，由于拱座纵横向倾斜，钢筋长短不一，且上部 设有弯头与钢拱座底部纵梁焊接，因此，通过实测现场预埋筋长度定长下料，并编号标识 一一对应，采用直螺纹工艺连接；
砼拱座内部钢筋施工顺序如下钢拱座底部纵横梁间内嵌钢筋网焊接施工一竖向锚筋 焊接施工一加强筋网片从上到下施工一其余内部构造筋施工；
4)砼拱座采用全钢、全封闭大型模板浇筑混凝土布料振捣，模板通过三维制图软件进 行设计，并进行数字拼装，保证模板设计质量；并且通过缩尺模型浇筑试验确定施工工艺和 混凝土性能参数；由于砼拱座表面倾斜，在模板内贴透水模板布减少混凝土外表缺陷；
5)大型斜面模板拉杆系统布置在承台上植入弯头钢筋，然后在砼拱座主筋外侧预安 装模板定位锥形螺帽及短拉杆，将拉杆与弯头钢筋和短拉杆焊接；拉杆先于内部钢筋施工 以保证拉杆位置准确、受力可靠，在拉杆定位焊接完成后，依次拆除模板，待钢筋施工完毕 后，再一次安装模板就位，准备砼浇筑；
6)在钢拱座底板上开设R200布料孔，底板布料孔与中隔板和顶板上开设的人孔对应， 振捣孔的布置按照小于Im的距离设置，在振捣孔距离较大的地方，和纵横肋交汇的地方开 设RlOmm排气孔；并在底板上钢筋焊接肋板处开设R22. 5mm振捣孔；
7)拱座与承台浇筑间歇期较长，为减少结合面出现竖向温度裂缝，将拱座底部20cm与 承台一起浇筑，形成榫头，其上结构再一次浇筑完成；
8)根据混凝土内部温度分布特征及拱座内钢筋、支架结构布置，拱座设内冷却水管纵 横向与拱座同斜度，依托钢拱座支撑架布置，将冷却水管进出水位置设置在拱座最高区域， 冷却水管内径48mm，水管层间距为lm，同层管间距为0. 6m ；
F、采用自密实无收缩砼，浇筑砼拱座及钢拱座填芯砼；通过采用自密实微膨胀砼+无 收缩灌浆料保证填芯砼施工密实度；在填芯隔舱高端埋设压浆管及排气管，在砼浇筑后压 浆填实；
本发明所述的砼拱座采用模板全封闭进行混凝土布料振捣，布料振捣方法为
1)利用钢拱座三角撑及纵梁两侧狭长平台仓面布料，不在拱座钢模板上开设布料孔；
2)在砼拱座钢筋上布置溜槽将混凝土输送到拱座的边角位置，并利用自密实砼的超强 工作性能让砼流动至拱座及斜撑脚座各个位置；
3)在钢拱座内底板上开设布料孔、振捣孔及排气孔，以保证钢拱座下方布料均勻、振捣 密实；4)在拱座钢模板上布置附着式振捣器，保证钢筋密集区及人工振捣困难部位振捣质
量；
5)在钢拱座底部钢混结合部区及1.5m为钢筋加密区，沿钢拱座端板及砼拱座侧模板， 按Im间距布置3m长振捣槽，距离钢拱座底板3m高范围四周砼通过振捣槽导向振捣棒进行 振捣。本发明的拱座施工方法中所述的采用的自密实无收缩砼为
1)拱座自密实无收缩砼扩展度大于500mm，坍落度大于220mm；
2)由于钢筋密集，砼采用碎石级配为5-25mm；
3)拱座属于大体积砼，在配合比设计时须进行水化热试验，以控制混凝土内部温度；
4)为防止砼泌水、减小收缩，提高混凝土工作性能，采用聚羧酸外加剂；
5)砼拱座混凝土配合比为水泥280、粉煤灰60、矿渣粉90、河砂723、碎石1084、水 153、外加剂 3. 01，单位kg/ m3。本发明的施工方法具有如下的优点
1、本发明的拱座施工方法A中对大型钢拱座采用分节段加工制作，分节段加工尽管增 加组焊和安装的难度，但相对而言可简化一些复杂的制作工艺，可减小特大型的制作场地， 分节段加工还可加快加工制作的速度，在运输和吊装上也相对容易一些，本施工方法对特 大跨度拱桥具有较好的经济性。2、本发明的拱座施工方法C中设计集支撑钢拱座分段、钢筋、模板、预应力管道和 冷却水管于一体的多用途支撑架结构，可少占用本已狭小的内部空间、减少施工结构与永 久结构冲突，具有较好的操作性。3、本发明的拱座施工方法D中对分节段加工制作的大型钢拱座分段构件运输吊 装到位后，采用支撑架临时支撑搁置，再采用三向千斤顶精确调位，较好地保证安装进度和 精度。4、本发明的拱座施工方法E中采用大型全封闭钢模板，一次浇筑砼拱座及斜撑脚 座，可较好解决分次浇筑中很难解决的分层位置如何设置、模板结构设计、混凝土凿毛质量 和外观质量如何保证等问题。5、本发明的拱座施工方法E中大型斜面模板采用在承台内预埋弯头钢筋，在钢筋 施工前先预拼一次模板，布置好拉杆系统，在钢筋施工完成后，再安装一次模板的方法，可 保证多棱台斜面模板拉杆系统精确布置到位，能加快施工进度，保证施工质量和混凝土浇 筑安全。6、本发明的拱座施工方法F中采用自密实无收缩砼，浇筑砼拱座及钢拱座填芯 砼，解决拱座内空间狭小、布料和振捣困难，以及钢拱座内复杂隔舱填芯砼振捣困难问题， 能有效保证钢混结合质量。7、本发明为在平原地区的大江大河上建设跨度500m左右的铁路、公路钢箱拱桥 设计和施工提供了一种施工安全、质量优良和不受拱座地形条件限制的、实用性、指导性强 的大型钢混组合多棱台斜面拱座施工方法。


图1是双肢钢箱系杆提篮拱桥结构示意图。
图2是钢混组合拱座总体结构示意图。图3是钢拱座分节段制作的结构示意图。图4是钢拱座分段吊装示意图。图5是钢拱座三个分节段吊装在支撑架上的结构示意图。图6是在一体化支撑架上的搁置钢筋、模板支架示意图。图7是纵横向预应力束布置图。图8是砼拱座内部纵断面钢筋构造示意图。图9、图10是拉杆立面布置图。图11是采用串筒和溜槽布料及振捣槽布置示意图。图12是钢拱座底板开孔示意图。图13是拱座内部冷却水管布置示意图。图14是拱座填芯混凝土示意图。图15是隔板开孔示意图
图16是拱肋填芯砼及分次浇筑示意图。上述图中1钢拱座、2边、主跨拱肋预留段、3斜撑预留段、4砼拱座、5砼斜撑脚 座、6边跨段、7中间段、8中跨段、9支撑架结构、10移动式吊机、11运梁小车、12支撑架桁 片、13调平垫块、14竖向主筋、15横向分布钢筋、16模板、17锥形螺帽、18支撑架型钢、19预 应力管道、20纵横梁间内嵌钢筋网、21竖向锚筋、22加强筋网片、23砼内部构造筋、24冷却 水管、25短拉杆、26拉杆、27模板面板、28串筒、29布料管道、30溜槽、31布料孔、32人孔、 33振捣槽、34 R200布料孔、35 R30振捣孔、36 RlOmm排气孔、37底板。
具体实施例方式以下结合附图和实施例对本发明作进一步描述
实施例1 本发明的大型钢混组合多棱台斜面拱座施工方法结合在宁波市明州大桥的 多棱台斜面拱座施工中进行描述。参见图1，宁波市明州大桥的主桥为双肢钢箱系杆提篮拱桥。参见图2，拱座包括 钢拱座1、边、主跨拱肋预留段2、斜撑预留段3、砼拱座4、砼斜撑脚座5和填芯砼。拱座为 连接中跨拱肋、边跨拱肋、立柱、风撑，以及下部承台的重要节点。拱座采用钢混组合结构， 其上部采用钢结构，下部采用混凝土结构。中跨与边跨拱肋上半部分矩形截面采用钢拱座 连接，下半部分矩形截面通过端板直接作用在砼拱座上。中跨拱肋及边跨拱肋的大部分顺桥向水平分力直接通过钢拱座传递及相互平衡， 垂直分力及不平衡的顺桥向水平分力、弯矩则由钢拱座底板、中跨拱肋及边跨拱肋端板传 递至砼拱座，横桥向水平分力通过承台系梁中的预应力拉索平衡锚固在砼拱座上。大立柱 的垂直力通过钢拱座传递至砼拱座及承台。在宁波市明州大桥的多棱台斜面拱座施工中应用本发明的施工方法，至少包括如 下步骤步骤A，参见图3，对大型钢拱座采用了分段划分制作的方法，将纵横向倾斜、重量 近200t的单个钢拱座，划分为边跨段6、中间段7和中跨段8三段，分段后重量分别为76t、 53. 3t、65. 5t，解决了制作及运输及安装的困难。步骤B、C，通过Autocad建立钢混组合拱座三维实体模型，根据钢拱座结构、砼拱座钢筋布置、纵横向预应力管道布置，以及冷却水管布置间距要求，设计支撑钢筋、模板、钢 拱座、预应力管道和冷却水管的一体化的支撑架结构9，支撑架结构9由多榀支撑架桁片12 组成。构件分段制作完成后按施工方法的步骤D，构件采用船运至现场，采用Autocad进 行吊装仿真模拟，对构件的吊装姿态进行分析，设计卸扣数量、绳索长度，保证节段从卸船 至运输胎架搁置时始终处于平吊姿态；参见图4，卸船采用80t移动式吊机10，将分节段构 件卸船至运梁小车11上，移动式吊机10行走至指定的位置，将运梁小车11上的构件吊装 至一体化支撑架结构9上；参见图5，钢拱座端头边跨段6和中跨段8均由三个支撑架桁片 12支撑，中间段7由两个支撑架支撑，支撑架之上设置调平垫块13。参见图5，将钢拱座分段构件起吊至支撑架上临时搁置，然后采用三向千斤顶精确 调位。调位顺序为先调整中间段7，再调整两侧节段；调位原则为先调位高程后调位平面 位置；调位精度控制在5mm以内；构件调位完成后，进行限位并上紧匹配件连接螺栓把三段 焊接为整体；调位时需考虑焊接收缩的影响，焊接过程中要严格保证对称施焊，防止焊接完 成后，拱座发生偏位。砼拱座施工按本发明施工方法的步骤E，采用大型钢模板，一次浇筑砼拱座及斜撑 脚座；具体施工顺序是
1)在砼拱座内依托钢拱座一体化支撑架结构型钢18支撑竖向主筋14和横向分布钢 筋15，钢筋兼作模板16的支承架，模板通过锥形螺帽17支撑在钢筋上，钢筋及模板搁置形 式及总体布置参见图6。2)根据砼拱座设计图，通过Autocad三维空间分析拱座内预应力纵横相交情况， 原预应力束布置图参见图7 ；按纵向预应力束位置不变原则，将横向预应力束在纵横相交 位置按照1 5的斜度进行调整，在调整的基础上进行预应力管道19施工。为防止管道在 施工中破损，预应力管道19采用Φ 114钢管，预应力管道按照设计起弯弧度在专业厂家加 工制作。3)砼拱座对钢筋施工顺序提出了严格的要求，由于砼拱座钢筋空间交错复杂，加 之砼拱座内各种支架与预应力管道密布，在钢拱座吊装前先绑扎外围主筋，待钢拱座焊接 定位以后，再按照由上至下，由内至外的顺序进行钢筋施工，钢筋安装遵循避开预应力束及 钢拱座支撑架的原则进行施工。砼拱座外围主筋顶部设有弯头与钢拱座底部纵梁焊接。因此，主筋在承台施工时 先采用直筋预埋，承台施工完成后，实测预埋主筋长度，逐根加工顶部弯头主筋，并编号标 识一一对应，采用直螺纹工艺连接。拱座内部钢筋施工顺序如下钢拱座底部纵横梁间内嵌钢筋网20焊接施工一竖 向锚筋21焊接施工一加强筋网片22从上到下施工一其余砼内部构造筋23施工；拱座内部 钢筋在承台顶面同一层面上网目为30X30cm，层间距为60cm ；往上，钢拱座底板下1. 5m范 围加密钢筋层间距和网目大小均缩小，最后至网目大小为15X15cm，层间距为15cm;ii仝拱 座内部纵断面钢筋构造参见图8。4)砼拱座采用全钢大型模板浇筑混凝土布料振捣，通过三维制图软件进行模板设 计，为保证多棱台斜面结构空间模板相关性，采用电脑进行三维模拟拼装，保证模板设计质 量；为保证混凝土浇筑外观质量，通过缩尺模型浇筑试验确定混凝土性能参数和振捣工艺，并在模板内贴透水模板布减少混凝土外表缺陷。5)大型斜面模板拉杆系统布置，参见图9、10，拉杆系统是模板和混凝土施工的关 键。由于拱座纵横向多面倾斜，且斜角不同，导致无法在模板间设置对拉杆。同时，为防止 在钢筋施工完成后，模板拉杆无法在狭小和交错空间内准确布置而导致浇筑时模板变形跑 模。采用在承台上植入弯头钢筋，在外围竖向主筋14施工完成后，内部钢筋施工前预安装 模板定位锥形螺帽及短拉杆25，然后将拉杆26与弯头钢筋和短拉杆焊接，保证拉杆位置准 确、受力可靠。在拉杆定位后，依次拆除模板面板27，待钢筋施工完毕后，再一次安装模板就 位。6)采用全封闭模板进行混凝土布料及浇筑工艺保证混凝土施工质量；由于拱座下 宽上窄，采用全封闭模板，混凝土浇筑仓面有限，加上内部空间狭小，混凝土布料及浇筑工 艺对于保证混凝土施工质量非常重要。混凝土布料的方法为
①利用钢拱座三角撑及纵梁两侧狭长平台仓面布料，不在拱座模板上开设布料孔；
②通过在拱座钢筋上布置溜槽将混凝土输送到拱座的边角位置；
③为保证钢拱座下方布料均勻，在钢拱座内底板上开设布料孔；
④优先考虑在钢筋较密处进行布料。7)参见图11、12，采用串筒28、布料管道29和溜槽30布料。溜槽50cm—段，通过 细铁丝临时、倾斜地固定于钢筋上。当混凝土浇筑到距离最下部溜槽Im时，取下最下部溜 槽，依次操作至最上一段，保证混凝土自由下落高度不超过2m ；浇筑到钢拱座底面时混凝 土的坍落度应加大，并在高端纵梁腹板上，开设混凝土浇筑布料孔31，以保证混凝土流入钢 拱座底板纵横梁组成的隔舱内；同时，利用钢拱座内人孔32设置直径200mm的PVC管作为 布料管道29输送混凝土。8)布料顺序按照先中间后四周，四周按每4m —个布料点顺时针进行布料，保证中 间混凝土高于四周。9)钢拱座底部1. 5m为钢筋加密区，为保证钢拱座端板钢混结合及砼拱座斜面振 捣质量，沿钢拱座端板及砼拱座侧模板，按Im间距布置3m长振捣槽33，距离钢拱座底板3m 高范围四周砼通过振捣槽导向振捣棒进行振捣。10)参见图12，在钢拱座底板37上开设R200布料孔34，底板布料孔与中隔板和顶 板上开设的人孔为对应关系，R30振捣孔35的布置按照基本不超过Im的原则设置，在振捣 孔距离较大的地方，和纵横肋交汇的地方开设RlOmm排气孔36 ；并在底板上钢筋焊接肋板 处开设R22. 5mm振捣孔。11)混凝土浇筑过程中，严格按照按30cnT40Cm左右分层布料，同时注意上下层混 凝土间隔时间不得过长，保证接触面不要出现冷缝。12)砼拱座混凝土为C40，一次浇筑方量近900m3。由于砼拱座体积大、浇筑的高 标号混凝土水化热高；加上砼拱座为斜面多棱台结构，表面砂浆聚集，混凝土容易开裂；同 时，由于承台与拱座施工间歇期长，两层混凝土收缩差异大。因此，拱座浇筑需解决温控防 裂问题。解决温控防裂的措施是
①采用自密实无收缩砼，浇筑拱座砼；为了拱座混凝土具有良好的施工性、体积稳定 性和抗裂性能，混凝土配合比设计严格按照低水化热的胶凝材料体系、在保持混凝土工作性的同时，减少砼用水量和水泥用量，降低混凝土温升，减小收缩，提高混凝土抗拉强度；控 制砼含气量，改善混凝土和易性、均质性，提高砼变形性能和抗开裂性能力；选用优质骨料， 使其体积稳定性好，采用聚羧酸减水剂，提高砼工作性能、降低用水量小、减小混凝土的收 缩变形。根据上述原则，通过实测不同配比胶凝材料水化热，设计出适用于该结构的自密实 无收缩砼，配合比为水泥280、粉煤灰60、矿渣粉90、河砂723、碎石1084、水153、外加剂 3. 01，单位=Kg/ m3。②设置榫头通过反复对比计算，将拱座底部20cm与承台砼一起浇筑，可有效控 制因承台和拱座因浇筑间隔期长而引起的收缩应力，减少拱座砼收缩裂缝。③根据施工进度，在砼拱座浇筑季节条件下，浇筑温度最大可达32°C，经温控分 析，一次浇筑砼拱座内部最高温度达69°C，温峰出现时间为2天龄期。计算结果表明，在施 工中选择一次浇筑，在榫头处分层，拱座温度应力在各个时期均有一定安全系数，可控制拱 座大体积混凝土不出现有害温度裂缝。④根据混凝土内部温度分布特征及拱座内钢筋、支架结构布置，拱座设七层冷却 水管24，参见图13，纵横向与拱座同斜度，依托钢拱座支架布置。冷却水管进出水位置均设 置在拱座最高区域。冷却水管24内径48mm，水管层间距为lm，同层管间距为0. 6m。⑤在浇筑后混凝土温度持续升高期，通过加大冷却水管的通水流量降低通水温 度；当混凝土处于降温阶段，在侧壁钢模板表面采用塑料薄膜加土工布和保温毛毯进行保 温保湿，控制降温速率。13)按照设计要求，钢拱座及两侧拱肋预留段内需浇筑填芯混凝土，参见图14。填 芯混凝土方量达约200m3。填芯混凝土施工工艺按
①采用自密实微膨胀砼+无收缩灌浆料综合应用来保证填芯砼施工性能和密实度。②根据钢拱座填芯砼特点，底舱填芯，腹板及顶舱填芯分两次浇筑，隔舱高端埋设 压浆管及排气管，在砼浇筑后压浆保证填实。③拱肋预留段填芯采用弯管布料，逐舱一次浇筑。④为方便施工人员进出每个箱室，以及导管进入钢拱座内布料，在隔板上开设人 孔32 ；同时为保证钢拱座下层填芯砼振捣质量，振捣孔35布置于钢拱座下层每个需要浇筑 砼的箱室上方的中隔板上，排气孔36布置于钢拱座下层箱室顶部纵横肋交汇所形成的矩 形的较高点，以保证填芯砼的密实性。隔板开孔布置如图15。⑤拱肋预留段内设置了 17个小隔舱，内有剪力钉及钢筋，加上预应力管道及锚头 布置等影响，造成操作人员无法进入隔舱振捣。因此，填芯混凝土布料与振捣在端头位置， 利用自密实砼性能，稍加振捣，从下往上依次浇筑。拱肋预留段填芯砼及振捣布料图如图 16。本发明的大型钢混组合多棱台斜面拱座施工方法在明州大桥钢混组合拱座的成 功实施，表明了本发明的方法对大型复杂钢混组合拱座结构施工具有明确的指导意义，为 在平原地区的大江大河上建设跨度500m左右的铁路、公路拱桥设计和施工提供了 一种施 工安全、质量优良和不受拱座地形条件限制的、实用性、指导性强大型钢混组合多棱台斜面 拱座施工方法。
权利要求
一种大型钢混组合多棱台斜面拱座施工方法，其特征在于按如下步骤施工A、根据加工及安装现场条件，对大型钢拱座结构部分采用分段加工制作；B、对分段加工制作的大型钢拱座构件通过Autocad建立三维实体模型，设计各段构件运输、安装施工结构；C、设计集支撑钢拱座分段、钢筋、模板、预应力管道和冷却水管于一体的多用途支撑架结构，尽可能少占用本已狭小的内部空间的，同时减少施工结构与永久结构冲突；D、将加工制作的大型钢拱座构件分段运输吊装到支撑架临时搁置，采用三向千斤顶精确调位后，再组焊成整体； E、对砼拱座部分采用大型钢模板，一次浇筑砼拱座及斜撑脚座；具体施工顺序是1)在砼拱座内依托钢拱座支架设置钢筋胎架，钢筋胎架同时兼作模板支承架，支承架依据拱座外形设计；2)根据设计图，通过Autocad三维空间分析砼拱座内预应力纵横相交情况，按纵向预应力束位置不变原则，将横向预应力束在纵横相交位置按照钢拱座的横向倾斜度进行调整，在调整的基础上进行预应力管道施工； 3)对钢筋的施工顺序提出严格的要求钢拱座吊装前先绑扎砼拱座外围主筋，待钢拱座焊接定位以后，再按照由上至下，由内至外的顺序进行施工；砼拱座外围主筋在承台施工时应先预埋，由于拱座纵横向倾斜，钢筋长短不一，且上部设有弯头与钢拱座底部纵梁焊接,因此，通过实测现场预埋筋长度定长下料，并编号标识一一对应，采用直螺纹工艺连接；砼拱座内部钢筋施工顺序如下钢拱座底部纵横梁间内嵌钢筋网焊接施工→竖向锚筋焊接施工→加强筋网片从上到下施工→其余内部构造筋施工；4)砼拱座采用全钢全封闭大型模板浇筑混凝土布料振捣，模板通过三维制图软件进行设计，并进行数字拼装，保证模板设计质量；并且通过缩尺模型浇筑试验确定施工工艺和混凝土性能参数；由于砼拱座表面倾斜，在模板内贴透水模板布减少混凝土外表缺陷； 5)大型斜面模板拉杆系统布置在承台上植入弯头钢筋，然后在砼拱座主筋外侧预安装模板定位锥形螺帽及短拉杆，将拉杆与弯头钢筋和短拉杆焊接；拉杆先于内部钢筋施工以保证拉杆位置准确、受力可靠，在拉杆定位焊接完成后，依次拆除模板，待钢筋施工完毕后，再一次安装模板就位，准备砼浇筑；6)在钢拱座底板上开设R200布料孔，底板布料孔与中隔板和顶板上开设的人孔对应，振捣孔的布置按照小于1m的距离设置，在振捣孔距离较大的地方，和纵横肋交汇的地方开设R10mm排气孔；并在底板上钢筋焊接肋板处开设R22.5mm振捣孔；7)拱座与承台浇筑间歇期较长，为减少结合面出现竖向温度裂缝，将拱座底部20cm与承台一起浇筑，形成榫头，其上结构再一次浇筑完成；8)根据混凝土内部温度分布特征及拱座内钢筋、支架结构布置，拱座设内冷却水管纵横向与拱座同斜度，依托钢拱座支撑架布置，将冷却水管进出水位置设置在拱座最高区域，冷却水管内径48mm，水管层间距为1m，同层管间距为0.6m；F、采用自密实无收缩砼，浇筑砼拱座及钢拱座填芯砼；通过采用自密实微膨胀砼+无收缩灌浆料保证填芯砼施工密实度；在填芯隔舱高端埋设压浆管及排气管，在砼浇筑后压浆填实。
2.根据权利要求1所述的大型钢混组合多棱台斜面拱座施工方法，其特征在于所述 的砼拱座采用模板全封闭浇筑混凝土布料振捣，布料振捣方法为1)利用钢拱座三角撑及纵梁两侧狭长平台仓面布料，不在拱座钢模板上开设布料孔；2)在砼拱座钢筋上布置溜槽将混凝土输送到拱座的边角位置，并利用自密实砼的超强 工作性能让砼流动至拱座及斜撑脚座各个位置；3)在钢拱座内底板上开设布料孔、振捣孔及排气孔，以保证钢拱座下方布料均勻、振捣 密实；4)在拱座钢模板上布置附着式振捣器，保证钢筋密集区及人工振捣困难部位振捣质量；5)在钢拱座底部钢混结合部区及1.5m为钢筋加密区，沿钢拱座端板及砼拱座侧模板， 按Im间距布置3m长振捣槽，距离钢拱座底板3m高范围四周砼通过振捣槽导向振捣棒进行 振捣。
3.根据权利要求1所述的大型钢混组合多棱台斜面拱座施工方法，其特征在于所述 的采用的自密实无收缩砼为1)拱座自密实无收缩砼扩展度大于500mm，坍落度大于220mm；2)由于钢筋密集，砼采用碎石级配为5-25mm；3)拱座属于大体积砼，在配合比设计时须进行水化热试验，以控制混凝土内部温度；4)为防止砼泌水、减小收缩，提高混凝土工作性能，采用聚羧酸外加剂；5)砼拱座混凝土配合比为水泥280、粉煤灰60、矿渣粉90、河砂723、碎石1084、水 153、外加剂 3. 01,单位kg/ m3。
全文摘要
本发明涉及一种大型钢混组合多棱台斜面拱座施工方法，施工步骤包括对钢拱座采用分段制作吊装，并采用支撑架临时支撑、三向千斤顶精确调位后组焊成整体；混凝土拱座采用大型封闭钢模，自密实无收缩砼一次浇筑成型的施工方法。本方法对大型复杂钢混组合拱座结构施工具有明确的指导意义，为在平原地区的大江河上建设跨度500m左右的铁路、公路拱桥设计和施工提供了一种施工安全、质量优良和不受拱座地形条件限制的钢混组合多棱台面拱座施工方法。
文档编号E01D21/00GK101984189SQ20101053763
公开日2011年3月9日 申请日期2010年11月10日 优先权日2010年11月10日
发明者丁忠诚, 刘晓勇, 张秋虎, 彭强, 李顺, 程多云, 范波, 莫亚兰, 陈柏町, 陈良, 陈鸣 申请人:中交第二航务工程局有限公司;中交二航局第二工程有限公司