横向预应力全宽钢筋混凝土桥面板钢板组合梁及其桥位安装施工方法与流程

本发明涉及一种横向预应力全宽钢筋混凝土桥面板钢板组合梁桥位安装施工方法。属于桥梁工程领域，适用规模化、工期短、场地限制大的大宽度等、变截面桥面板及大节段钢板梁安装，其他类似桥梁也可适用。

背景技术：

随着工业化的不断发展，为了充分发挥钢梁抗弯性能好、混凝土抗压性能好和预应力材料的特性，有效降低桥梁上部结构的自重，减小桥梁的建筑高度，桥梁工程中越来越多的使用钢混组合梁结构。钢混组合梁具有承载能力高、刚度大、延性好等特点，在使用上具有轻型大跨、预制装配、快速施工等优点。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种横向预应力全宽钢筋混凝土桥面板钢板组合梁桥位安装施工方法，本发明涉及的钢板梁、桥面板工厂化预制生产，现场装配，极大缩短了现场施工的时间，预制、安装流水化作业，环境污染少，施工工效高。

为实现上述技术目的，本发明采用了以下技术方案：

一种横向预应力全宽钢筋混凝土桥面板钢板组合梁，主要包括墩台、支承垫石、千斤顶、钢砂筒、支座本体、高强螺栓、预留孔、调平钢板、自密实混凝土、下锚固套筒、下锚杆、下固定螺栓；墩台顶部现浇支承垫石并设置预留孔，预留孔浇筑自密实混凝土；支座本体通过高强螺栓固定在纵向主梁，钢主梁与支座本体之间设置调平钢板；支座本体底部设置下固定螺栓，下固定螺栓设置下锚固套筒和下锚杆。

所述的墩台顶部临时支撑钢砂筒和千斤顶。

本发明还提供了所述横向预应力全宽钢筋混凝土桥面板钢板组合梁的桥位安装施工方法，主要步骤如下：

1)桥位准备：利用全站仪精确放样，按照放样标识和设计高程制作安装墩台(9)顶部临时支撑钢砂筒和千斤顶。

2)钢梁厂内制作：桥面板和钢主梁通过剪力钉连接，双钢主梁之间采用工字形钢横梁横向联系，跨内中横梁为小横梁，支点中横梁为加强小横梁，支点端横梁为大横梁。

3)钢板梁现场组装：桥位安装节段的组装、焊接在线形胎架上进行，通过定位卡槽控制定位线形，通过钢横梁与钢主梁间的临时匹配小码板实现位置控制，所有钢横梁与钢主梁均采用焊接连接。所有杆件拼装后，检查钢梁平面线形、竖向线形及结构尺寸，并标识出钢梁安装控制线；支座安装采用自上而下的施工方式，先将支座本体与钢主梁用高强螺栓连接，将支座本体吊起并与钢主梁密贴，拧紧连接高强螺栓。

4)钢梁安装：钢梁安装通过变频电机行走台车跨墩龙门吊曲线桥位行走，四点兜底，桥下斜吊、桥上正吊的方式进行；钢梁吊至安装桥位后，将钢梁调整至安装姿态，对准上一节段钢梁做好的基准线徐徐落钩，使钢梁安全落于临时支撑钢砂筒上；钢梁就位后，借助墩顶设置的调节千斤顶，用全站仪和水准仪校正三维坐标和高程；经测量校正后，加设码板进行固定，待环口缝焊接完成后拆除码板。

5)支座下部施工及体系转换：桥位环口缝焊接结束后，将调平钢板调平，采用后浇自密实混凝土灌浆法，完成支座本体下部预留孔的灌浆，待浆料达到设计强度后，拆除临时支撑钢砂筒和千斤顶使支座本体受力，完成受力体系转换，使组合梁受力均匀。

6)桥面板预制：桥面板采用横向预应力全宽钢筋混凝土预制施工工艺，利用定型胎架、高精度框架结构组合钢模板制作成型，N1、N3、N4、N6束横向预应力在厂内完成；

7)桥面板安装：桥面板预制时通过错位布设钢筋，分为短筋和长筋，以四个角定位点做基准，安装时通过桥面板旋转防止相邻板纵向外露钢筋相互干涉；

8)后浇带施工：桥面板安装完成后，即可开始桥面板钢筋的焊接；后浇带模板采用薄壁预制板；桥面板底部带有外凸，薄壁预制板为内凹结构；混凝土采用收缩补偿混凝土，浇筑后应保持湿润状态不少于7d。

9)剩余横向预应力施工：桥面板后浇带施工结束后，进行横向预应力全宽桥面板剩余预应力束的施工。横向预应力全宽桥面板横向预应力采用分阶段张拉施工，其中第一、二阶段N1、N3、N4、N6束预应力在桥面板浇筑完成后强度达到90％和龄期达到28d进行张拉施工。剩余N2、N5束预应力在桥面板安装后完成。

所述步骤3中的线形胎架，主要包括台座、预埋件、钢板、定位卡槽；台座顶部设置预埋件，钢板通过螺栓固定在台座；钢板预留螺栓孔和设置定位卡槽。

本发明具有以下的特点和有益效果：

(1)本发明涉及的钢板梁、桥面板工厂化预制生产，现场装配，极大缩短了现场施工的时间，预制、安装流水化作业，环境污染少，施工工效高。

(2)本发明涉及的钢板梁和横向预应力全宽钢筋混凝土桥面板通过剪力钉等连接结合，充分发挥各自优点，节约了大量的材料，桥面易结合、平整度易控制。且结构受力体系明晰，充分发挥了钢梁的承载性能及桥面板混凝土的抗压性能和预应力材料性能。

(3)本发明采用变频电机行走台车龙门吊桥下斜吊、桥上正吊的方法，通过在墩顶设置钢砂筒临时支撑、千斤顶微调，实现了钢梁曲线桥位安装就位方便准确，平、纵、横安装线形控制精确。采用墩顶支座垫石后浇自密实混凝土工艺，确保了组合梁受力均匀。

(4)横向预应力全宽钢筋混凝土桥面板钢板组合梁，主梁是由钢板通过焊接连接而成，桥面板为预制横向预应力全宽钢筋混凝土桥面板，主梁、桥面板现场拼装后，通过剪力钉等连接结合在一起，形成整体桥梁结构。着重对钢板梁现场拼装、吊装、安装的工艺进行研究，解决了钢梁线形控制等难题；对桥面板预制、安装及后浇混凝土的工艺进行研究，解决了桥面平整度控制、湿接缝钢筋搭接难等问题。整个生产过程不但提高了施工工效，而且提高了产品安装质量和精度，经济效益和社会效益显著。

附图说明

图1是本发明横向预应力全宽钢筋混凝土桥面板钢板组合梁桥位安装结构示意图；

图2是本发明中钢梁拼装线形胎架结构示意图；

图3是本发明中定位卡槽结构示意图；

图4是本发明中桥面板安装结构示意图；

图5是本发明中钢梁安装桥梁墩顶支座结构示意图

图6是本发明中桥面板后浇带结构示意图

图7是本发明中桥面板结构示意图。

图中：1.台座；2.预埋件；3.钢板；4.定位卡槽；5.钢主梁；6.钢横梁；7.螺栓孔；8.螺栓；9.墩台；10.桥墩；11.支承垫石；12.千斤顶；13.钢砂筒；14.支座本体；15.高强螺栓；16.预留孔；17.调平钢板；18.自密实混凝土；19.下锚固套筒；20.下锚杆；21.下固定螺栓；22.桥面板；23.薄壁预制板；24.短筋；25.外凸；26.内凹；27.长筋；28.后浇带；29.剪力钉；30.剪力槽；31.小码板；32.预应力筋。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

本实施方式中钢梁焊接生产工艺要求，桥面板预制和预应力张拉施工技术要求，混凝土墩柱浇筑的施工工艺要求等不再赘述，重点阐述本发明的涉及的横向预应力全宽钢筋混凝土桥面板钢板组合梁桥位安装的实施方式。

图1是本发明横向预应力全宽钢筋混凝土桥面板钢板组合梁桥位安装结构示意图，利用全站仪精确放样，按照放样标识和设计高程制作安装墩台9顶部临时支撑钢砂筒13和千斤顶14。

图2是本发明中钢梁拼装线形胎架结构示意图，主要包括台座1、预埋件2、钢板3、定位卡槽4；台座1顶部设置预埋件2，钢板3通过螺栓8固定在台座1；钢板3预留螺栓孔7和设置定位卡槽4。

图3是本发明中定位卡槽结构示意图，图4是本发明中桥面板安装结构示意图，图6是本发明中桥面板后浇带结构示意图，图7是本发明中桥面板结构示意图。图5是本发明中钢梁安装桥梁墩顶支座结构示意图，主要包括墩台9、支承垫石11、千斤顶12、钢砂筒13、支座本体14、高强螺栓15、预留孔16、调平钢板17、自密实混凝土18、下锚固套筒19、下锚杆20、下固定螺栓21；墩台9顶部现浇支承垫石11并设置预留孔16，预留孔16浇筑自密实混凝土18；支座本体14通过高强螺栓15固定在纵向主梁5，钢主梁5与支座本体14之间设置调平钢板17；支座本体14底部设置下固定螺栓21，下固定螺栓21设置下锚固套筒19和下锚杆20。

横向预应力全宽钢筋混凝土桥面板钢板组合梁桥位安装主要施工步骤如下：

1)桥位准备：利用全站仪精确放样，按照放样标识和设计高程制作安装墩台9顶部临时支撑钢砂筒13和千斤顶14。

2)钢梁厂内制作：桥面板22和钢主梁5通过剪力钉29连接，双钢主梁5之间采用工字形钢横梁6横向联系，跨内中横梁为小横梁，支点中横梁为加强小横梁，支点端横梁为大横梁。

3)钢板梁现场组装：桥位安装节段的组装、焊接在线形胎架上进行，通过定位卡槽4控制定位线形，通过钢横梁6与钢主梁5间的临时匹配小码板31实现位置控制，所有钢横梁6与钢主梁5均采用焊接连接。所有杆件拼装后，检查钢梁平面线形、竖向线形及结构尺寸，并标识出钢梁安装控制线；支座安装采用自上而下的施工方式，先将支座本体14与钢主梁5用高强螺栓15连接，将支座本体14吊起并与钢主梁5密贴，拧紧连接高强螺栓15。

4)钢梁安装：钢梁安装通过变频电机行走台车跨墩龙门吊曲线桥位行走，四点兜底，桥下斜吊、桥上正吊的方式进行；钢梁吊至安装桥位后，将钢梁调整至安装姿态，对准上一节段钢梁做好的基准线徐徐落钩，使钢梁安全落于临时支撑钢砂筒13上；钢梁就位后，借助墩顶设置的调节千斤顶12，用全站仪和水准仪校正三维坐标和高程；经测量校正后，加设码板进行固定，待环口缝焊接完成后拆除码板。

5)支座下部施工及体系转换：桥位环口缝焊接结束后，将调平钢板17调平，采用后浇自密实混凝土18灌浆法，完成支座本体14下部预留孔16的灌浆，待浆料达到设计强度后，拆除临时支撑钢砂筒13和千斤顶12使支座本体14受力，完成受力体系转换，使组合梁受力均匀。

6)桥面板预制：桥面板22采用横向预应力全宽钢筋混凝土预制施工工艺，利用定型胎架、高精度框架结构组合钢模板制作成型，N1、N3、N4、N6束横向预应力在厂内完成；

7)桥面板安装：桥面板22预制时通过错位布设钢筋，分为短筋24和长筋27，以四个角定位点做基准，安装时通过桥面板22旋转防止相邻板纵向外露钢筋相互干涉；

8)后浇带施工：桥面板22安装完成后，即可开始桥面板钢筋的焊接；后浇带模板采用薄壁预制板23；桥面板22底部带有外凸，薄壁预制板23为内凹结构；混凝土采用收缩补偿混凝土，浇筑后应保持湿润状态不少于7d。

9)剩余横向预应力施工：桥面板后浇带28施工结束后，进行横向预应力全宽桥面板剩余预应力束的施工。横向预应力全宽桥面板横向预应力采用分阶段张拉施工，其中第一、二阶段N1、N3、N4、N6束预应力在桥面板浇筑完成后强度达到90％和龄期达到28d进行张拉施工。剩余N2、N5束预应力在桥面板安装后完成。