曲线超高型空心柱板式桥墩墩顶实心段模板的安装方法
【专利摘要】本发明公开了一种曲线超高型空心柱板式桥墩墩顶实心段模板的安装方法，包括以下步骤：在桥墩墩顶的实心段下方墩外平台两侧搭设一作业平台，墩外平台底部通过钢结构与桥墩中的竖向劲性骨架外侧连接；在墩外平台附近的竖向劲性骨架内侧固接牛腿支撑体系；牛腿支撑体系上方固接钢架支撑结构，将预制好的钢桁架吊装到钢架支撑结构上，将混凝土盖板连接在钢桁架上方，形成桥墩墩顶实心段模板的安装平台；最后将桥墩墩顶实心段模板支立于安装平台上，然后通过对拉螺栓使其与桥墩中的水平劲性骨架和竖向劲性骨架连接，并形成一整体。本发明的安装方法不受受施工场地限制，安全、经济、实用，可实现由桥墩墩顶空心段向实心段过渡，受力整体性更好。
【专利说明】曲线超高型空心柱板式桥墩墩顶实心段模板的安装方法
【技术领域】
[0001]本发明属于桥墩建筑施工【技术领域】，尤其涉及一种桥墩墩顶实心段模板的安装方法。
【背景技术】
[0002]对于大多数高度在50m以下的桥梁，桥墩多为实心桥墩，实心桥墩一般通过设置盖梁用于支撑、分布和传递上部结构的荷载；对于大多数空心桥墩，墩顶实心段模板安装时一般通过搭设脚手架来解决竖向承重问题。
[0003]在跨越大深谷的桥梁施工建设中，有时需要修建100米以上的高桥墩，为减轻桥墩自重给基础带来的荷载，桥墩采用薄壁空心柱板式的形式，抛物线薄壁空心柱板式桥墩相比实心桥墩具有截面积小、截面模量大、自重轻、结构刚度和强度较好的特点。该类桥墩在罕遇地震作用下能够在理想的部位形成塑性铰，消耗地震能量，以保护主体墩柱及基础的安全。然而，在该类桥墩墩顶实心段施工时，若采用传统的施工方法将会带来诸多施工不便,如:(I)采用曲线型桥墩敦顶实心段施工的内部空间狭小；(2)该类桥墩由于高度超过100米，实心段与墩顶上部箱梁的混凝土体积相对较大，所以对支架的强度有更高的要求。因此，此类桥墩的施工中需要一种新的方法来满足强度要求并达到经济和实用的目的。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种不受施工场地限制、安全、经济、实用、可实现由桥墩墩顶空心段向实心段过渡、受力整体性更好的曲线(例如1.6次抛物线)超高型(甚至IOOm以上)空心柱板式桥墩墩顶实心段模板的安装方法。
[0005]为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为一种曲线超高型空心柱板式桥墩墩顶实心段模板的安装方法，包括以下步骤:
[0006](I)在所述桥墩墩顶的实心段下方墩外平台两侧搭设一作业平台，墩外平台底部通过钢结构与桥墩中的竖向劲性骨架外侧连接并形成一个受力整体；
[0007](2)在墩外平台附近的竖向劲性骨架内侧分别固接一牛腿支撑体系；
[0008](3)在所述牛腿支撑体系上方固接钢架支撑结构，再将预制好的钢桁架吊装到所述钢架支撑结构上使其与钢架支撑结构连接，再将预制好的混凝土盖板连接在钢桁架上方，形成桥墩墩顶实心段模板的安装平台；
[0009](4)最后将桥墩墩顶实心段模板支立于所述的安装平台上，然后通过对拉螺栓使其与桥墩中的水平劲性骨架和竖向劲性骨架连接，并形成一整体。
[0010]上述的曲线超高型空心柱板式桥墩墩顶实心段模板的安装方法，优选的，所述步骤(I)中，连接墩外平台底部和桥墩中竖向劲性骨架的钢结构包括槽钢和螺纹钢，槽钢斜向布置，其顶端支撑墩外平台，底端连接螺纹钢一端；螺纹钢穿过桥墩固接到桥墩中的竖向劲性骨架上。
[0011]上述的曲线超高型空心柱板式桥墩墩顶实心段模板的安装方法，优选的，所述步骤(2)中，牛腿支撑体系包括预埋工字钢和牛腿，在合桥墩内侧混凝土钢模板之前先将预埋工字钢固接到桥墩中竖向劲性骨架上，再通过锚板将牛腿与预埋工字钢连接，牛腿下侧锚板通过螺纹钢与竖向劲性骨架连接。
[0012]上述的曲线超高型空心柱板式桥墩墩顶实心段模板的安装方法，优选的，所述步骤(2)中，预埋工字钢与其一侧的竖向劲性骨架通过焊缝连接，预埋工字钢与其另一侧的锚板通过焊缝固接，焊缝为双角焊缝。
[0013]上述的曲线超高型空心柱板式桥墩墩顶实心段模板的安装方法，优选的，所述步骤(3)中，钢架支撑结构包括设于牛腿上方的纵向工字钢、位于该纵向工字钢上的钢横梁和设于钢横梁上的纵向分配钢梁，所述钢桁架吊装到钢架支撑结构的纵向分配钢梁上方，并通过紧固件与纵向分配钢梁相连。
[0014]上述的曲线超高型空心柱板式桥墩墩顶实心段模板的安装方法，优选的，所述步骤(3)中，所述盖板的尺寸大于钢桁架上部尺寸，且盖板两侧设置预埋螺栓与工字钢预埋件，待浇筑墩顶实心段模板混凝土时，使盖板与实心段连接成一个整体，通过预埋螺栓使其与钢桁架连接。
[0015]与现有技术相比，本发明的优点在于:本发明的方法充分考虑了曲线超高型桥墩墩顶实心段施工空间狭小、一次性浇筑混凝土体积大、对支撑体系强度要求高等特点，通过在墩顶依次架设作业平台、牛腿支撑体系、钢架支撑结构、钢桁架及安装平台等，很好地实现了曲线超高型空心柱板式桥墩及类似构型桥墩由墩顶空心段向实心段的过渡，并使墩顶实心段与墩顶上部箱梁形成一个受力整体。本发明的安装方法既方便了施工吊运，也提升了强度，同时本发明巧妙运用了各种形式的钢结构梁组成的支撑体系，与常规的混凝土梁支撑结构相比，不仅减轻了自重，同时又方便拆卸。本发明的安装方法很好地解决了曲线型桥墩墩顶实心段施工空间狭小、一次性浇筑混凝土体积大且对支架强度与稳定性要求高等施工技术难题，达到了安全、经济、实用的施工目的，可在同类曲线超高型桥墩墩顶实心段施工中广泛使用。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本发明实施例中曲线超高型空心柱板式桥墩墩顶实心段模板安装整体主视结构示意图。
[0017]图2为本发明实施例中曲线超高型空心柱板式桥墩墩顶实心段模板安装局部主视图。
[0018]图3为本发明实施例中曲线超高型空心柱板式桥墩墩顶实心段模板安装局部俯视图。
[0019]图4为本发明实施例中曲线超高型空心柱板式桥墩墩顶实心段模板与墩顶箱梁连接示意图(主视)。
[0020]图例说明:
[0021]1、墩柱；2、竖向劲性骨架；3、横向劲性骨架；4、墩外平台；5、作业平台；6、精轧螺纹钢；7、槽钢；8、预埋工字钢；9、锚板；10、牛腿；11、钢横梁；12、纵向分配钢梁；13、钢桁架；14、盖板；15、对拉螺栓；16、实心段模板；17、墩顶箱梁。【具体实施方式】
[0022]以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
[0023]实施例:
[0024]一种如图1?图4所示的曲线超高型空心柱板式桥墩墩顶实心段模板的安装方法，包括以下步骤:
[0025](I)在图2所示桥墩墩顶的实心段下方墩外平台4两侧用118工字钢(或其他小型钢)纵横搭设，上方铺设脚手板形成一作业平台5，墩外平台4底部通过钢结构与桥墩墩柱I中的竖向劲性骨架2 (竖向劲性骨架2采用20a槽钢)外侧连接并形成一个受力整体；连接墩外平台4底部和墩柱I中竖向劲性骨架2的钢结构包括槽钢7和精轧螺纹钢6，槽钢7斜向布置，其顶端支撑墩外平台4，底端连接精轧螺纹钢6 —端；精轧螺纹钢6螺栓穿过桥墩墩柱I固接到竖向劲性骨架2上，使墩外平台4与桥墩连接成一整体，以保证墩外平台4上部的作业平台5的安全。
[0026](2)在墩外平台4附近的竖向劲性骨架2内侧分别固接一牛腿支撑体系。如图2所示，牛腿支撑体系包括预埋工字钢8、锚板9 (锚板9采用14mm?16mm的厚钢板)和牛腿10，当本实施例桥墩施工至预埋工字钢8与锚板9的设计位置时，在合桥墩内侧混凝土钢模板之前先将预埋工字钢8固接到桥墩中竖向劲性骨架2上，再通过锚板9将牛腿10与预埋工字钢8连接，牛腿10下侧锚板9通过精轧螺纹钢6螺栓与桥墩墩柱I及竖向劲性骨架2连接。预埋工字钢8与其一侧的竖向劲性骨架2通过焊缝连接，预埋工字钢8与其另一侧的锚板9之间同样通过焊缝固接，采用双角焊缝，且焊缝高度取IOmm ;锚板9另一侧焊上牛腿10，牛腿10锚入墩柱I内10cm。
[0027](3)如图2和图3所示，待墩顶实心段下方的墩柱I混凝土达到设计强度时，拆除墩身内模，在上述牛腿支撑体系上方固接钢架支撑结构，再将预制好的钢桁架13吊装到钢架支撑结构上使其与钢架支撑结构连接。本实施例的钢架支撑结构包括设于牛腿10上方的纵向工字钢、位于该纵向工字钢上的钢横梁11和设于钢横梁11上的一组纵向分配钢梁12，钢横梁11左右两侧各通过两个纵向工字钢(I36a)与牛腿10相连，为保证钢架支撑结构的整体稳定性，钢横梁11上方设置纵向分配钢梁12以使得钢横梁11均匀受力，钢横梁11与纵向分配钢梁12均选用I36a工字钢(一般二者的材质需相同)。钢架支撑结构安装完成后，将预制拼装的Q345钢桁架13吊装到钢架支撑结构的纵向分配钢梁12上方，钢横梁11与纵向分配钢梁12、纵向分配钢梁12与钢桁架13之间均通过螺栓连接。再将预制好的混凝土盖板14吊运至钢桁架13上方，并使其连接在钢桁架13上，形成桥墩墩顶实心段模板的安装平台。盖板14预制混凝土等级不低于C35，盖板14的尺寸大于钢桁架13上部尺寸，且盖板14两侧设置预埋螺栓与长70cm的I20a工字钢预埋件，外露40cm，待浇筑墩顶实心段模板混凝土时，使盖板14与实心段连接成一个整体，通过预埋螺栓将其与钢桁架13连接，吊装盖板14前对其进行混凝土回弹检测，保证混凝土强度达到设计强度的70%以上才进行吊装。盖板14作为墩顶实心段的一部分，无需拆除。
[0028](4)最后将桥墩墩顶的实心段模板16支立于墩柱I及安装平台上，然后通过对拉螺栓15使其与桥墩中的水平劲性骨架3和竖向劲性骨架2连接，并形成一整体。如图4所示，实心段模板16顶部左右两侧，纵横布置I36a工字钢，作为与墩顶箱梁17衔接的部分，工字钢横梁下部通过槽钢7和精轧螺纹钢6螺栓与实心段模板16连接。
[0029]图1所示为本实施例曲线超高型空心柱板式桥墩墩顶实心段模板安装整体结构示意，当桥墩施工至墩顶实心段底部墩柱I时，可按照上述安装方法将实心段模板16立于墩柱I之上，并通过设置本实施例的结构体系以使得实心段模板16与墩柱I形成一个受力整体。如图4所示，在墩顶箱梁17施工时，可通过埋设型钢托架的方式组成墩顶箱梁17底部的受力体系，钢托架通过穿过墩身的精轧螺纹钢与墩身固接。
【权利要求】
1.一种曲线超高型空心柱板式桥墩墩顶实心段模板的安装方法，包括以下步骤: (1)在所述桥墩墩顶的实心段下方墩外平台两侧搭设一作业平台，墩外平台底部通过钢结构与桥墩中的竖向劲性骨架外侧连接并形成一个受力整体； (2)在墩外平台附近的竖向劲性骨架内侧分别固接一牛腿支撑体系； (3)在所述牛腿支撑体系上方固接钢架支撑结构，再将预制好的钢桁架吊装到所述钢架支撑结构上使其与钢架支撑结构连接，再将预制好的混凝土盖板连接在钢桁架上方，形成桥墩墩顶实心段模板的安装平台； (4)最后将桥墩墩顶实心段模板支立于所述的安装平台上，然后通过对拉螺栓使其与桥墩中的水平劲性骨架和竖向劲性骨架连接，并形成一整体。
2.根据权利要求1所述的曲线超高型空心柱板式桥墩墩顶实心段模板的安装方法，其特征在于:所述步骤(I)中，连接墩外平台底部和桥墩中竖向劲性骨架的钢结构包括槽钢和螺纹钢，槽钢斜向布置，其顶端支撑墩外平台，底端连接螺纹钢一端；螺纹钢穿过桥墩固接到桥墩中的竖向劲性骨架上。
3.根据权利要求1或2所述的曲线超高型空心柱板式桥墩墩顶实心段模板的安装方法，其特征在于:所述步骤(2)中，牛腿支撑体系包括预埋工字钢和牛腿，在合桥墩内侧混凝土钢模板之前先将预埋工字钢固接到桥墩中竖向劲性骨架上，再通过锚板将牛腿与预埋工字钢连接，牛腿下侧锚板通过螺纹钢与竖向劲性骨架连接。
4.根据权利要求3所述的曲线超高型空心柱板式桥墩墩顶实心段模板的安装方法,其特征在于:所述步骤(2)中，预埋工字钢与其一侧的竖向劲性骨架通过焊缝连接，预埋工字钢与其另一侧的锚板通过焊缝固接，焊缝为双角焊缝。
5.根据权利要求4所述的曲线超高型空心柱板式桥墩墩顶实心段模板的安装方法,其特征在于:所述步骤(3)中，钢架支撑结构包括设于牛腿上方的纵向工字钢、位于该纵向工字钢上的钢横梁和设于钢横梁上的纵向分配钢梁，所述钢桁架吊装到钢架支撑结构的纵向分配钢梁上方，并通过紧固件与纵向分配钢梁相连。
6.根据权利要求5所述的曲线超高型空心柱板式桥墩墩顶实心段模板的安装方法，其特征在于:所述步骤(3)中，所述盖板的尺寸大于钢桁架上部尺寸，且盖板两侧设置预埋螺栓与工字钢预埋件，待浇筑墩顶实心段模板混凝土时，使盖板与实心段连接成一个整体，通过预埋螺栓使其与钢桁架连接。
【文档编号】E01D21/00GK103469735SQ201310445084
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月26日 优先权日:2013年9月26日
【发明者】杨小礼, 刘义立, 杨子汉, 任高峰, 方哲 申请人:中南大学, 中铁二十局集团第三工程有限公司