专利名称：1000t级宝塔型混凝土桥塔的水平预顶力施加方法
技术领域：
本发明涉及一种桥梁的施工方法，特别是涉及一种IOOOt级宝塔型混凝土桥塔的水平预顶力施加方法。
背景技术：
粉房湾长江大桥主塔采用宝塔型，由塔冠、上塔柱、中塔柱、下塔柱、上横梁、中横梁、下横梁构成。桥塔上、中塔柱高度共计150. 8m，下塔柱高37. 5m。桥塔采用C55混凝土。 桥塔上、中塔柱采用圆弧线型，塔柱外侧曲线半径600. an，塔柱轴线半径602. 6m。上、中塔柱均采用箱型截面。由于桥塔塔柱向内倾斜，其中下塔柱倾斜度为1 5.45。施工过程中需要尽量减小外边缘混凝土的拉应力值，严格控制外边缘混凝土拉应力值使其小于混凝土抗拉强度标准值。如果在塔柱施工过程中不对边缘混凝土预应力加以控制，则会引起塔柱强度以及变形超过规定要求的情况，从而影响主塔整体质量以及施工结构的安全。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种IOOOt级宝塔型混凝土桥塔的水平预顶力施加方法，采用该方法施加水平预顶力，能够严格控制桥塔外边缘混凝土拉应力值使其小于混凝土抗拉强度标准值，保证桥塔强度以及变形不超过规定要求，保证桥塔整体质量以及施工结构的安全。本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是一种IOOOt级宝塔型混凝土桥塔的水平预顶力施加方法，包括以下步骤一 )在左幅塔柱水平预顶力施加位置设置左幅塔柱预埋钢板，在右幅塔柱水平预顶力施加位置设置右幅塔柱预埋钢板，左幅塔柱预埋钢板和右幅塔柱预埋钢板左右对称；二)在塔柱施工标高超过水平预顶力施加位置，且该位置混凝土强度已达设计强度后，将左幅塔柱预埋钢板与左幅钢管外端焊接，右幅塔柱预埋钢板与右幅钢管外端焊接， 左、右幅钢管均由建桥支架体系支撑，左、右幅钢管内端均焊接有法兰盘；左、右幅钢管同轴设置；三)在左、右幅钢管上均设置径向限位框架，径向限位框架与建桥支架体系焊接；四)在左、右幅钢管内端的法兰盘上均焊接加强结构；五)在相对的两加强结构之间固定千斤顶，千斤顶与左、右幅钢管同轴设置；六)使用全站仪测量塔柱位置，并做好记录；七)预顶力施加千斤顶按照分级施加，稳步提升的原则多次施加荷载；每施加一次荷载，使用全站仪对塔柱偏位做一次测量；待塔柱偏位及预顶力均达到设计值时，顶推完成；八)焊接内撑装置在相对的两加强结构之间，在千斤顶的两侧对称焊接两组内撑结构；
九)将千斤顶回油撤出；十)在完成预顶力施加位置上方左、右幅塔柱间横梁的施工后，撤消预顶力撤消时，先将千斤顶再次放入其施加荷载的位置并加载至预顶荷载，千斤顶持荷，拆除内撑装置；十一)千斤顶缓慢回油撤出，再依次将钢管与塔柱预埋件分离、拆除钢管径向限位装置、拆除钢管；十二 )处理塔柱预埋件，恢复混凝土外观。所述加强结构为若干并排焊接的工字钢，所有工字钢的上翼板形成与法兰盘焊接的外平面，所有工字钢的下翼板形成用于施加水平预顶力的内平面；每根工字钢的腹板每隔8 15cm设置一道横向加强肋板。所述内撑装置包括两组对称焊接在千斤顶两侧的工字钢焊接结构，每组工字钢焊接结构包括上下两层工字钢，每层工字钢包括前后并排焊接的两根，每根工字钢的腹板每隔8 15cm设置一道横向加强肋板；每组工字钢焊接结构的两端分别与左右幅钢管焊接。所述步骤七)还包括使用钢尺测量千斤顶伸长量，使用固定参照测量钢管压缩量，千斤顶伸长量-钢管压缩量等于塔柱的偏位量。所述径向限位框架由槽钢焊接而成。本发明具有的优点和积极效果是采用支架体系，在塔柱内侧增加横向支撑，减少塔柱外侧边缘拉应力，在施工过程中通过支架体系对塔柱施加预顶力，严格控制塔柱外侧边缘混凝土拉应力值，使其小于混凝土抗拉强度标准值，保证塔柱强度以及变形不超过规定要求，保证桥塔施工过程中塔柱符合技术质量以及安全施工的要求，保证了塔柱的耐久性。本发明适用性强，可广泛运用于悬索桥、斜拉桥的曲线形桥塔或斜塔施工中，能有效改善桥塔应力状况、控制桥塔线形，降低安全隐患，缩短工期，降低成本。
图1为实施本发明步骤五)的结构示意图；图2为图1的1-1局部剖面图；图3为实施本发明步骤八)的结构示意图；图4为图3的2-2局部剖面图；图5为图3的俯视图。图中11、左幅塔柱，12、右幅塔柱，21、左幅塔柱预埋钢板，22、右幅塔柱预埋钢板， 31、左幅钢管，32、右幅钢管，40、径向限位框架，50、法兰盘，60、加强结构，70、千斤顶，80、工字钢，81、横向加强肋板，90、工字钢焊接结构，100、工字钢，101、横向加强肋板。
具体实施例方式为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下 请参阅图1 图5，一种IOOOt级宝塔型混凝土桥塔的水平预顶力施加方法，包括以下步骤 一 )在左幅塔柱11水平预顶力施加位置设置左幅塔柱预埋钢板21，在右幅塔柱12水平预顶力施加位置设置右幅塔柱预埋钢板22，左幅塔柱预埋钢板21和右幅塔柱预埋钢板22左右对称；二 )在塔柱施工标高超过水平预顶力施加位置，且该位置混凝土强度已达设计强度后，将左幅塔柱预埋钢板21与左幅钢管31外端焊接，右幅塔柱预埋钢板22与右幅钢管 32外端焊接，左、右幅钢管均由建桥支架体系支撑，左、右幅钢管内端均焊接法兰盘50 ；左、 右幅钢管31、32同轴设置；三)在左、右幅钢管31、32上均设置径向限位框架40，径向限位框架40与建桥支架体系焊接；使钢管只能轴向移动，径向固定。在本实例中，径向限位框架40由槽钢焊接而成。四)在左、右幅钢管31、32内端的法兰盘50上均焊接加强结构60 ；在本实例中，加强结构60为若干并排焊接的工字钢80，所有工字钢80的上翼板形成与法兰盘焊接的外平面，所有工字钢的下翼板形成用于施加水平预顶力的内平面；每根工字钢80的腹板每隔8 15cm设置一道横向加强肋板81，在本实例中，横向加强肋板81 为Icm厚钢板。五)在相对的两加强结构60的内平面之间安装固定千斤顶70，务必使千斤顶70 与左、右幅钢管31、32同轴；六)预顶力施加之前，需要使用全站仪测量塔柱位置，并做好记录；七)预顶力施加千斤顶按照分级施加，稳步提升的原则多次施加荷载。在本实例中，施加IOOOt预顶力采用两套结构相同、布置在同一水平面内的预顶力施加装置，每套施加装置同步施加荷载的顺序为loot, 200t, 300t, 350t,400t,450t, 500t。每施加一次荷载，全站仪对塔柱偏位做一次测量。同时使用钢尺测量千斤顶伸长量，并使用固定参照测量钢管压缩量，千斤顶伸长量-钢管压缩量应当等于塔柱的偏位量，该偏位量用来校核全站仪的测量值。待塔柱偏位及预顶力均达到设计值时，顶推完成。上述预顶力施加装置包括分别预埋在左幅塔柱11和右幅塔柱12内的左幅塔柱预埋钢板21和右幅塔柱预埋钢板22，左幅塔柱预埋钢板21和右幅塔柱预埋钢板22左右对称；左幅塔柱预埋钢板21和右幅塔柱预埋钢板22分别与同轴设置的左幅钢管31和右幅钢管32的外端焊接，左幅钢管31和右幅钢管32的内端各焊接一法兰盘50，两个法兰盘50上均焊接有加强结构60 ；左幅钢管31和右幅钢管32上均设置有径向限位框架40，径向限位框架40与建桥支架体系焊接，在两个加强结构60之间固接有千斤顶70。八)焊接内撑装置顶推完成后应及时在相对的两加强结构60之间焊接内撑装置，在本实例中，内撑装置包括两组对称焊接在千斤顶两侧的工字钢焊接结构90，每组工字钢焊接结构90包括上下两层工字钢，每层工字钢包括前后并排焊接的两根，每根工字钢100的腹板每隔8 15cm设置一道横向加强肋板101，在本实例中，横向加强肋板101为Icm厚钢板。每组工字钢焊接结构的两端分别与左右幅钢管31、32焊接。工字钢的长度根据量取的千斤顶伸长后的尺寸确定。应当确保内撑装置结构对称、受力均衡。九)内撑装置焊接完毕，将千斤顶回油撤出。应当确保千斤顶撤出前，内撑装置已经焊接牢固。
十)在完成预顶力施加位置上方左、右幅塔柱间横梁的施工后，撤消预顶力撤消时，先将千斤顶再次放入其施加荷载的位置并加载至预顶荷载，在本实例中为500t。千斤顶持荷，拆除内撑装置；十一)千斤顶缓慢回油撤出，再依次将钢管与塔柱预埋件分离、拆除钢管径向限位装置、拆除钢管。十二 )处理塔柱预埋件，恢复混凝土外观。本发明应用粉房湾长江大桥主塔建设中，在上、中、下共六个位置施加了预顶力， 每一道预顶力施加方法均相同。尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式
，上述的具体实施方式
仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种IOOOt级宝塔型混凝土桥塔的水平预顶力施加方法，其特征在于，包括以下步骤一)在左幅塔柱水平预顶力施加位置设置左幅塔柱预埋钢板，在右幅塔柱水平预顶力施加位置设置右幅塔柱预埋钢板，左幅塔柱预埋钢板和右幅塔柱预埋钢板左右对称；二)在塔柱施工标高超过水平预顶力施加位置，且该位置混凝土强度已达设计强度后，将左幅塔柱预埋钢板与左幅钢管外端焊接，右幅塔柱预埋钢板与右幅钢管外端焊接， 左、右幅钢管均由建桥支架体系支撑，左、右幅钢管内端均焊接有法兰盘；左、右幅钢管同轴设置；三)在左、右幅钢管上均设置径向限位框架，径向限位框架与建桥支架体系焊接；四)在左、右幅钢管内端的法兰盘上均焊接加强结构；五)在相对的两加强结构之间固定千斤顶，千斤顶与左、右幅钢管同轴设置；六)使用全站仪测量塔柱位置，并做好记录；七)预顶力施加千斤顶按照分级施加，稳步提升的原则多次施加荷载；每施加一次荷载，使用全站仪对塔柱偏位做一次测量；待塔柱偏位及预顶力均达到设计值时，顶推完成；八)焊接内撑装置在相对的两加强结构之间，在千斤顶的两侧对称焊接两组内撑结构；九)将千斤顶回油撤出；十)在完成预顶力施加位置上方左、右幅塔柱间横梁的施工后，撤消预顶力撤消时， 先将千斤顶再次放入其施加荷载的位置并加载至预顶荷载，千斤顶持荷，拆除内撑装置；十一)千斤顶缓慢回油撤出，再依次将钢管与塔柱预埋件分离、拆除钢管径向限位装置、拆除钢管；十二)处理塔柱预埋件，恢复混凝土外观。
2.根据权利要求1所述的IOOOt级宝塔型混凝土桥塔的水平预顶力施加方法，其特征在于，所述加强结构为若干并排焊接的工字钢，所有工字钢的上翼板形成与法兰盘焊接的外平面，所有工字钢的下翼板形成用于施加水平预顶力的内平面；每根工字钢的腹板每隔 8 15cm设置一道横向加强肋板。
3.根据权利要求1所述的IOOOt级宝塔型混凝土桥塔的水平预顶力施加方法，其特征在于，所述内撑装置包括两组对称焊接在千斤顶两侧的工字钢焊接结构，每组工字钢焊接结构包括上下两层工字钢，每层工字钢包括前后并排焊接的两根，每根工字钢的腹板每隔 8 15cm设置一道横向加强肋板；每组工字钢焊接结构的两端分别与左右幅钢管焊接。
4.根据权利要求1所述的IOOOt级宝塔型混凝土桥塔的水平预顶力施加方法，其特征在于，所述步骤七)还包括使用钢尺测量千斤顶伸长量，使用固定参照测量钢管压缩量，千斤顶伸长量-钢管压缩量等于塔柱的偏位量。
5.根据权利要求1所述的IOOOt级宝塔型混凝土桥塔的水平预顶力施加方法，其特征在于，所述径向限位框架由槽钢焊接而成。
全文摘要
本发明公开了一种1000t级宝塔型混凝土桥塔的水平预顶力施加方法，包括以下步骤一)在塔柱上预埋钢板；二)在预埋钢板上焊接同轴设置的左、右幅钢管，钢管内端焊接法兰盘；三)在钢管上设置径向限位框架；四)在法兰盘上焊接加强结构；五)在相对的两加强结构之间固定千斤顶，千斤顶与钢管同轴设置；六)使用全站仪测量塔柱位置；七)施加预顶力；八)焊接内撑装置；九)将千斤顶回油撤出；十)在完成预顶力施加位置上方横梁的施工后，撤消预顶力；十一)拆除预顶力施加装置；十二)处理塔柱预埋件。本发明能够控制桥塔外边缘混凝土拉应力，保证其强度以及变形不超过规定要求，保证桥塔整体质量以及施工结构的安全。
文档编号E01D21/00GK102425113SQ20111039858
公开日2012年4月25日 申请日期2011年12月5日 优先权日2011年12月5日
发明者王丹, 王殿永, 靳春尚, 高杰, 黄克起 申请人:中国建筑第六工程局有限公司