整体式水箱预压施工工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种整体式水箱预压施工工艺，它包括如下步骤:（1）支架系统拼装；（2）底模安装；（3）预压水箱拼装；（4）分级加载、卸载；（5）支架观测；（6）支架评价、调整。本发明还提供了一种整体式预压水箱，包括用贝雷片搭设的水箱框架和置于水箱框架中心的水袋，水箱框架水箱底板、四周的侧墙和水箱框架内设置多个隔板，水箱底板上铺设防水油布，隔板位于相邻的两水袋之间。本发明实现了桥梁施工中超宽混凝土箱梁整跨大面积预压，更能精确反映支架安全状态，并且操作简单、材料费用低，人工费用少，所需工期短，根据工程需要可调整预压箱梁的面积大小，弥补了现有箱梁预压技术的不足。
【专利说明】整体式水箱预压施工工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及混凝土桥梁工程【技术领域】，具体是指一种整体式水箱预压施工工艺。【背景技术】
[0002]在以往及目前的桥梁施工中，混凝土箱梁施工常规施工方法有沙袋预压法、水袋预压法、预制块预压法，这些箱梁预压施工工艺成本相对较高、劳动强度较大、施工工期较长，为满足施工质量、安全，同时兼顾成本和工效，需要开创一种新的预压施工工艺，因此我们选定“一种新型整体式预压工艺”为创新课题，形成一套完整可靠的施工工艺用于指导类似桥梁施工。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种适用于超宽混凝土箱梁及各种需要预压的整体式水箱预压施工工艺，能满足桥梁施工中超宽混凝土箱梁整跨大面积预压的需要，更能精确反映支架安全状态，根据工程需要可调整预压箱梁的面积大小，能有效弥补现有箱梁预压技术的不足。
[0004]为实现上述目的，本发明提供的整体式水箱预压施工工艺，它是在支架搭设完成后，利用底模系统，采用贝雷片组拼全支架范围整体式预压水箱，利用水荷载加载进行支架安全验证，它包括如下步骤:
[0005](I)支架系统拼装:根据工程设计要求进行支架基础的处理；按照工程设计进行支架搭设安装；
[0006](2)底模安装:底模安装支架搭设完成后，按照工程设计进行分配梁及底模安装；
[0007](3)整体式预压水箱拼装:准备材料和设备；清理底模；组拼水箱框架；安装水箱下层纵横向拉杆；安装水箱四周侧墙侧面挡板；对于整段预压部分，在相邻两水袋之间设置隔板，安装隔板；安装防水油布；安装水箱上层纵横向拉杆，完成水箱组拼；
[0008](4)分级加载、卸载:按箱梁设计荷载总重分级进行加载及卸载；通过大功率水泵抽水实现荷载加载；加载至120%箱梁设计荷载，沉降稳定并持荷超过24h后，分级进行荷载卸载；
[0009](5)支架观测:在每一跨箱梁的跨中、1/4跨和支点位置的支架顶部与底部设置沉降观测点；采用水准仪进行箱梁支架加载前后、分级加载、卸载过程中控制点标高观测；根据预压数据计算出支架与地基的弹性变形量、支架的非弹性变形量；
[0010](6)支架评价、调整:预压成功即可判定支架安全，可以进行箱梁浇筑施工；预压完成后根据预压成果设置弹性变形梁，调整支架顶标高，以保证梁体线性。
[0011]作为优选方案，所述步骤(4)中分级加载、卸载，加载至预压设计荷载后，持荷时间至少24h，并进行支架的连续观测，所述分级加载、卸载按箱梁设计荷载总重的0、50%、100%、120%,O依次分级进行加载及卸载。
[0012]作为优选方案，所述步骤(5)中的弹性变形量是卸载后支架顶标高与100%荷载时支架顶标高之差；非弹性变形量是预压前支架顶标高与卸载后支架顶标高之差。
[0013]作为优选方案，所述步骤(3)中的整体式预压水箱，包括用贝雷片搭设的水箱框架，所述水箱框架由水箱底、四周的侧墙和设置水箱框架内的多个隔板围构而成，还设有多个水袋，所述水袋置于水箱框架内；所述水箱底板上铺设防水油布，所述隔板位于相邻的两个水袋之间。
[0014]进一步地，所述侧墙之间还设有用以抵抗水箱侧压力的上、下层纵横向拉杆；所述纵横向拉杆背枋采用弦杆竖向布置，下层纵横向拉杆紧贴底模布设，上层纵横向拉杆布置在水箱顶口 ；同排纵横向拉杆之间的间距为1.5米。
[0015]更进一步地，所述水箱底板由在箱梁框架贝雷片上铺设的钢分配梁、第一方木和封底的第一竹胶板组成，所述第一竹胶板铺设在钢分配梁和第一方木上，所述第一竹胶板厚度为1.8cm。
[0016]进一步地，所述水箱四周的侧墙由与主桥箱梁支架贝雷片之间连接的侧墙贝雷片、与侧墙贝雷片之间用钢丝绑扎的第二方木和通过木钉固定在第二方木上的第二竹胶板组成，所述侧墙贝雷片包括竖向设置两层的上层贝雷片和下层贝雷片，所述上、下层贝雷片之间通过精轧螺纹钢和螺帽连接；所述第二方木按30?150cm间距横向布置。
[0017]更进一步地，所述第二方木的尺寸为IOX IOcm,所述第二竹胶板的厚度为1.8cm。
[0018]本发明的优点在于:本发明的工艺是一种适用于超宽混凝土箱梁及各种需要预压的混凝土桥梁工程施工方法，本发明整体式预压水箱的设计实现了桥梁施工中超宽混凝土箱梁整跨大面积预压，更能精确反映支架安全状态，并且操作简单、材料费用低，人工费用少，所需工期短，根据工程需要可调整预压箱梁的面积大小，弥补了现有箱梁预压技术的不足，具体如下:
[0019]其一，支架搭设完成后，需要对支架进行稳定性、安全性进行计算；
[0020]其二，砂袋及混凝土配重块预压法需要吊车长时间在支架四周对装好的砂袋和预制好的混凝土配重块进行吊装作业，而本发明不需要吊车长时间进行吊装作业，只需要吊装材料制作水箱；
[0021]其三，砂袋及混凝土配重块在吊装过程中很容易对模板造成污染或损伤，易受到雨水影响，而本发明只需要吊装制作预压水箱的材料，制作完成后只需要高压水泵向水箱内注水就可；
[0022]其四，本发明比传统砂袋及混凝土配重块预压法节约了大量的人、材、机费用，缩短了施工工期，且在施工中操作方便，装拆快速，灵活高效等特点。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1是本发明的工艺流程图。
[0024]图2是本发明预压水箱(未设置上、下层纵横向拉杆)的结构示意图。
[0025]图3是本发明预压水箱的侧视结构示意图。
[0026]图4是本发明预压水箱(已设置上、下层纵横向拉杆)的局部结构示意图。
[0027]图5是本发明预压水箱的局部侧视结构示意图。
[0028]图中:1、水箱框架,2、水箱底板,21、钢分配梁,22、第一方木,23、第一竹胶板,3、侧墙，31、精轧螺纹钢，32、第二方木，33、第二竹胶板，34、上层贝雷片，35、下层贝雷片，4、隔板，5、水袋,6、上层纵横向拉杆,7、下层纵横向拉杆,8、防水油布,9、箱梁支架。
【具体实施方式】
[0029]以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步地详细描述。
[0030]如图所示的整体式预压水箱，包括用贝雷片搭设的水箱框架1，水箱框架I由水箱底板2、四周的侧墙3和设置水箱框架I内的多个隔板4围构而成，还设有多个水袋5，水袋置于水箱框架I内；水箱底板2和侧墙3上均铺设防水油布8，隔板4位于相邻的两个水袋5之间。
[0031]侦彳墙3之间还设有用以抵抗水箱侧压力的上层纵横向拉杆6、下层纵横向拉杆7；纵横向拉杆背枋米用弦杆竖向布置，下层纵横向拉杆7紧贴底模布设,上层纵横向拉杆6布置在水箱顶口 ；同排纵横向拉杆之间的间距为1.5米；水箱底板2由在箱梁框架I贝雷片上铺设的钢分配梁21、第一方木22和封底的第一竹胶板23组成，第一竹胶板23铺设在钢分配梁21和第一方木22上,第一竹胶板23厚度为1.8cm。
[0032]水箱四周的侧墙3由与主桥箱梁支架贝雷片之间连接的侧墙贝雷片、与侧墙贝雷片之间用钢丝绑扎的第二方木32和通过木钉固定在第二方木32上的第二竹胶板33组成，侧墙贝雷片包括竖向设置两层的上层贝雷片34和下层贝雷片35，上、下层贝雷片34、35之间通过精轧螺纹钢31和螺帽连接；第二方木32按30-150cm间距横向布置；第二方木32的尺寸为10 X 10cm，第二竹胶板33的厚度为1.8cm。
[0033]水箱四周侧墙3设置时，侧墙3贝雷片应与主桥箱梁支架9贝雷片之间可靠连接，以保证其安全性和稳定性。第二方木32按规定间距横向布置，与贝雷片之间采用钢丝绑扎，第二竹胶板33则通过 木钉固定在第二方木32上。为确保四周贝雷片及挡板牢固，侧墙3之间采用上层纵横向拉杆6和下层纵横向拉杆7进行对拉，拉杆背枋采用弦杆竖向布置，下层纵横向拉杆7采用Φ20钢筋9紧贴底模布设，上层纵横向拉杆6采用Φ 14钢筋布置在水箱顶口。同排拉杆之间的间距按照1.5米设置，在局部有贝雷杆件干扰时进行适当调難
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[0034]隔板的设置:对于整段预压部分，须在相邻两水袋之间设置隔板4，隔板4除不设置背枋和拉杆外，余均同侧墙3布置。
[0035]本发明的整体式水箱预压施工工艺，适用于跨径L≥30m取用水方便的支架现浇箱梁施工，其施工工艺流程及操作要点:
[0036]施工工艺流程相应支架系统拼装一底模安装一预压水箱拼装一分级加载、卸载一支架观测一支架评价、调整
[0037]操作要点:
[0038]相应支架系统拼装:1、根据工程设计要求进行支架基础的处理；2、按照工程设计进行支架搭设安装，搭设过程中严格控制支架顶标高。
[0039]底模安装支架搭设完成后，按照设计进行分配梁及底模安装。
[0040]预压水箱拼装工艺流程如下:材料、设备准备一底模清理一组拼水箱框架一安装水箱下层纵横向拉杆一安装水箱侧面挡板一安装隔板一安装防水油布一安装水箱上层纵横向拉杆，完成水箱组拼。
[0041]整体式预压水箱安装具体要求如下:1、水箱外围贝雷片墙体搭设过程中，临时设置支撑以防止倾覆；2、水箱上、下层纵横向拉杆应根据设计间距安装，拉杆材料、大小应满足预压水头高度侧压力要求；3、隔板安装间距不超过20m，隔舱与边墙采用型钢固定；4、防水油布安装时注意搭接长度，尽可能防止漏水。
[0042]分级加载、卸载按箱梁设计荷载总重的O — 50% — 100% — 120% — O分级进行加载及卸载，通过大功率水泵抽水实现荷载加载，加载至120%箱梁设计荷载，沉降稳定并持荷超过24h后，分级进行荷载卸载。
[0043]分级加载、卸载注意事项:1、加载前，对箱梁设计荷载进行仔细计算复核，加载过程中严格执行分级加载制度；2、加载至预压设计荷载后，持荷至少24h，并进行支架的连续观测；3、加载过程中安排专人进行支架及预压水箱拉杆的检查、观测，一旦发现问题，立即停止加载；4、卸载时，应注意将水排放导流至排水沟，防止因积水浸泡造成基础沉降。
[0044]支架观测在每一跨箱梁的跨中、1/4跨、支点位置的支架顶部与底部设置沉降观测点。采用水准仪进行箱梁支架加载前后、分级加载、卸载过程中控制点标高观测。根据预压数据计算出支架与地基的弹性变形量、支架的非弹性变形量，弹性变形量=卸载后支架顶标高一100%荷载时支架顶标高,非弹性变形量=预压前支架顶标高一卸载后支架顶标高。
[0045]支架评价、调整预压成功及可判定支架安全，可以进行箱梁浇筑施工。预压完成后根据预压成果设置弹性变形梁，调整支架顶标高，以保证梁体线性。
[0046]支架搭设完成后，利用底模系统，采用贝雷片组拼全支架范围预压水箱，利用水荷载加载进行支架安全验证。
[0047]水压法具有以下特点:
[0048](I)简便安全:水压法简单易操作，无其他特殊工艺和材料要求，一般的工人即可操作。对于高度在IOm以上的高支架预压和上跨高速公路施工路段尤为适合，极大地提高了预压过程中的安全性，有效地保证了其高速公路的安全畅通。
[0049](2)省时省力:由于主要预压荷载是水，通过水泵即可完成加载，而水箱框架的搭设及油布的裹覆工效高，大大节省了时间、节约了劳动力和其他设备材料的投入。最重要的是与常规预压相比，每联每次预压可节省5?7d时间。
[0050](3)受力均衡:常规预压方法仅仅对支架的垂直向加荷，而箱梁的侧模刚度和安全性很难通过预压来得到验证，而水压法由于采用了流体荷载一水，预压时支架受力状态与砼浇注时基本一致，可以有效地检验支架包括模板的刚度与稳定性，防止腹板出现变形和炸模现象。因此，水压法可以达到常规预压达不到的均匀性。
[0051](4)预压效果好:本工程经过观测，梁式支架最大变形回弹值仅为12mm，钢质满堂门式支架弹性变形回弹值不到2mm，支架非弹性压缩变形基本得到消除，预压效果非常明显，达到了预期的效果。
[0052](5)经济实用:水压法主要用料为防水油布，首次加工防水油布需要投入一定的成本。定制防水油布约20元/m2，每块油布按5次周转，实际摊销费用并不大。此法可大大节省劳动力和其他机械设备的投入，与常规预压工艺相比，经济实用。
[0053](6)水压法主要靠水，尤其适用于水源充足，供水方便的工程。
【权利要求】
1.一种整体式水箱预压施工工艺，它是在支架搭设完成后，利用底模系统，采用贝雷片组拼全支架范围整体式预压水箱，利用水荷载加载进行支架安全验证，它包括如下步骤: (1)支架系统拼装:根据工程设计要求进行支架基础的处理；按照工程设计进行支架搭设安装； (2)底模安装:底模安装支架搭设完成后，按照工程设计进行分配梁及底模安装； (3)整体式预压水箱拼装:准备材料和设备；清理底模；组拼水箱框架；安装水箱下层纵横向拉杆；安装水箱四周侧墙侧面挡板；对于整段预压部分，在相邻两水袋之间设置隔板，安装隔板；安装防水油布；安装水箱上层纵横向拉杆，完成水箱组拼； (4)分级加载、卸载:按箱梁设计荷载总重分级进行加载及卸载；通过大功率水泵抽水实现荷载加载；加载至120%箱梁设计荷载，沉降稳定并持荷超过24h后，分级进行荷载卸载； (5)支架观测:在每一跨箱梁的跨中、1/4跨和支点位置的支架顶部与底部设置沉降观测点；采用水准仪进行箱梁支架加载前后、分级加载、卸载过程中控制点标高观测；根据预压数据计算出支架与地基的弹性变形量、支架的非弹性变形量； (6)支架评价、调整:预压成功即可判定支架安全，可以进行箱梁浇筑施工；预压完成后根据预压成果设置弹性变形梁，调整支架顶标高，以保证梁体线性。
2.根据权利要求1的所述的整体式水箱预压施工工艺，其特征在于:所述步骤(4)中分级加载、卸载，加载至预压设计荷载后，持荷时间至少24h，并进行支架的连续观测，所述分级加载、卸载按箱梁设计荷载总重的0、50%、100%、120%,O依次分级进行加载及卸载。
3.根据权利要求1的所.述的整体式水箱预压施工工艺，其特征在于:所述步骤(5)中的弹性变形量是卸载后支架顶标高与100%荷载时支架顶标高之差；非弹性变形量是预压前支架顶标闻与卸载后支架顶标闻之差。
4.根据权利要求1的所述的整体式水箱预压施工工艺，其特征在于:所述步骤(3)中的整体式预压水箱，包括用贝雷片搭设的水箱框架(1)，所述水箱框架由水箱底板(2)、四周的侧墙(3)和设置水箱框架(I)内的多个隔板(4)围构而成，还设有多个水袋(5)，所述水袋置于水箱框架(I)内；所述水箱底板(2)和侧墙(3)上均铺设防水油布(8)，所述隔板(4)位于相邻的两个水袋(5)之间。
5.根据权利要求4的所述的整体式水箱预压施工工艺，其特征在于:所述侧墙(3)之间还设有用以抵抗水箱侧压力的上、下层纵横向拉杆(6、7);所述纵横向拉杆背枋采用弦杆竖向布置，下层纵横向拉杆(7)紧贴底模布设，上层纵横向拉杆(6)布置在水箱顶口 ；同排纵横向拉杆之间的间距为1.5米。
6.根据权利要求5的所述的整体式水箱预压施工工艺，其特征在于:所述水箱底板(2)由在箱梁框架(I)贝雷片上铺设的钢分配梁(21)、第一方木(22)和封底的第一竹胶板(23)组成，所述第一竹胶板(23)铺设在钢分配梁(21)和第一方木(22)上，所述第一竹胶板(23)厚度为1.8cm。
7.根据权利要求6的所述的整体式水箱预压施工工艺，其特征在于:所述水箱四周的侧墙(3)由与主桥箱梁支架贝雷片之间连接的侧墙贝雷片、与侧墙贝雷片之间用钢丝绑扎的第二方木(32)和通过木钉固定在第二方木(32)上的第二竹胶板(33)组成，所述侧墙贝雷片包括竖向设置两层的上层贝雷片(34)和下层贝雷片(35)，所述上、下层贝雷片(34、35)之间通过精轧螺纹钢(31)和螺帽连接；所述第二方木(32)按30?150cm间距横向布置。
8.根据权利要求7的所述的整体式水箱预压施工工艺，其特征在于:所述第二方木(32)的尺寸为10X 10cm，所述第二竹胶板(33)的厚度为1.8cm。
【文档编号】E01D21/00GK103437291SQ201310334611
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年8月2日 优先权日:2013年8月2日
【发明者】张钊, 刘华, 朱晓明, 潘中明, 陈干, 陈杰, 田新平, 赵军科 申请人:中交二公局第一工程有限公司