预应力混凝土连续梁桥和连续刚构的跨中合拢段施工方法与流程

本发明属于桥梁施工技术领域，涉及一种预应力混凝土连续梁桥和连续刚构的跨中合拢段施工方法。

背景技术：

预应力混凝土连续梁和连续刚构因其造型简洁、施工方便，跨越能力较大，是我国大量使用桥型；该桥型一般均采用挂篮悬浇法施工，在施工过程中，跨中合拢段之间长度一般为2m，节段长度小，挂篮施工空间不够，不适合采用挂篮进行施工，一般做法是将挂篮拆除之后，再额外设置一个合拢段吊架施工合拢段，待合拢段施工完成之后，张拉钢束，完成全桥合拢；该施工方法在合拢段施工过程中，由于挂篮提前拆卸，导致合拢后主梁下缘压应力储备不足，施工完成后桥梁随着运营时间的增加，由于预应力部分损失、混凝土收缩徐变等因素导致主梁在跨中处下挠甚至开裂的病害发生；

因此需要一种预应力混凝土连续梁桥和连续刚构的跨中合拢段施工方法，该方法在合拢段混凝土浇筑时，挂篮作为配重件使用，施工完成后拆除挂篮，通过挂篮增加合拢段下缘压应力储备，提高桥梁结构的安全性，防止桥梁跨中处下挠甚至开裂的病害发生；

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供一种预应力混凝土连续梁桥和连续刚构的跨中合拢段施工方法，该方法在合拢段混凝土浇筑时，挂篮作为配重件使用，施工完成后拆除挂篮，通过挂篮增加合拢段下缘压应力储备，提高桥梁结构的安全性，防止桥梁跨中处下挠甚至开裂的病害发生；

本发明的预应力混凝土连续梁桥和连续刚构的跨中合拢段施工方法，包括以下步骤：

s1：相邻主梁之间通过挂篮悬浇至跨中合拢段；

s2：跨中合拢段两侧的挂篮相对向远离跨中合拢段方向移动；

s3：在跨中合拢段处安装合拢段吊架及劲性骨架；

s4：绑扎跨中合拢段处钢筋并浇注合拢段混凝土完成跨中合拢段的合拢；

s5：拆除吊架和挂篮。

进一步，步骤s4中，钢筋包括普通钢筋和预应力钢筋。

进一步，步骤s4和s5之间还包括步骤s4-1：

s4-1：对浇注的混凝土养护，待混凝土达到设计强度后张拉合拢段预应力钢筋。

进一步，步骤s2中，挂篮移动距离由主梁成桥后在跨中段所需的等效向上受力反算得到。

本发明的有益效果：

本发明在浇筑跨中段混凝土前跨中合拢段两侧的挂篮相对远离，为中间的吊架安设提供了操作空间，便于操作，而且挂篮作为配重件使用，在不增加任何额外设施，仅通过对施工关键工序的调整，将挂篮对主梁的施工临时荷载全部转化为有利的预应力，当跨中合拢完成后，拆除挂篮以及吊架等设备，挂篮载荷消失，主梁发生向上的弹性复位形成桥梁上拱，该上拱结构会增加跨中截面下缘压应力储备并抵消一部分桥梁预应力损失以及混凝土收缩徐变等因素导致的跨中段下挠，可有效改善跨中下挠甚至开裂的病害的发生，提高桥梁结构运营期的安全性；挂篮转化的这部分等效预应力全部有效，不存在预应力损失现象，转化效率充分。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1挂篮施工结构示意图；

图2为合拢段现有施工方法结构示意图；

图3为合拢段本发明施工方法结构示意图；

图4为合拢段现有施工方法流程图；

图5为合拢段本发明施工方法流程图；

具体实施方式

图1挂篮施工结构示意图；图2为合拢段现有施工方法结构示意图；图3为合拢段本发明施工方法结构示意图；图4为合拢段现有施工方法流程图；图5为合拢段本发明施工方法流程图；

结合图2和图4所示，现有的预应力混凝土连续梁桥和连续刚构的跨中合拢段施工方法的施工步骤为s1：相邻主梁之间通过挂篮悬浇至跨中合拢段；s2：拆除挂篮，安装合拢段吊架及劲性骨架；s3：绑扎钢筋并浇注合拢段混凝土完成跨中合拢段的合拢；s4：混凝土养护，使混凝土达到设计强度；s5：拆除吊架。

挂篮5的重量通常为几十吨至上百吨，该施工方法由于挂篮提前拆卸，而吊架3的重量相对较小，相邻的主梁ⅰ1和主梁ⅱ2在跨中连接时其配重相对较小，主梁ⅰ和主梁ⅱ向下的压应力储备相对较小，导致合拢后主梁下缘压应力储备相对较小，施工完成后桥梁随着运营时间的增加，由于预应力部分损失、混凝土收缩徐变等因素导致主梁在跨中处下挠甚至开裂的现象；

挂篮是桥梁悬臂施工中的主要设备，按结构形式可分为桁架式、斜拉式、型钢式及混合式等结构，根据混凝土悬臂施工工艺要求及设计对挂篮的要求，综合比较各种形式挂篮特点、重量、采用钢材类型、施工工艺等因素选择相应的挂篮类型；

结合图3和图5所示，本实施例提供的预应力混凝土连续梁桥和连续刚构的跨中合拢段施工方法的施工步骤包括：

s1：相邻主梁之间通过挂篮悬浇至跨中合拢段；如图1所示，在初始施工阶段，两个挂篮设置于桥墩4的两侧，两个挂篮能够沿轨道整体相对向远离桥墩的两侧移动，挂篮的施工流程为挂篮前移→挂篮锚固、底模提升→立底模、外侧模→绑扎底板、腹板钢筋及预应力管道、竖向筋→安装内侧模及顶模→绑扎顶板钢筋及预应力筋、安装预埋件、预留孔→检查签证→浇混凝土→养护→脱内外模→张拉预应力钢筋→挂篮下降，脱底模→挂篮前移，随着挂篮的前移，主梁不断生长，相邻桥墩之间的主梁间距约为2m左右时，如图2和图3所示位置，此时需要跨中段合拢；

s2：跨中合拢段两侧的挂篮相对向远离跨中合拢段方向移动；挂篮移动距离由主梁成桥后在跨中段所需的等效向上受力反算得到；跨中合拢段两侧的挂篮相对远离，为中间的吊架安设提供了操作空间，便于操作，而且挂篮作为配重件使用，在不增加任何额外设施，仅通过对施工关键工序的把控和调整，将挂篮对主梁的施工临时荷载全部转化为有利的预应力，当跨中合拢完成后，拆除挂篮以及吊架等设备，挂篮载荷消失，主梁发生向上的弹性复位形成桥梁上拱，该上拱结构会增加跨中截面下缘压应力储备并抵消一部分桥梁预应力损失以及混凝土收缩徐变等因素导致的跨中段下挠，可有效改善跨中下挠甚至开裂现象，提高桥梁结构运营期的安全性，挂篮转化的这部分等效预应力全部有效，不存在预应力损失现象，转化效率充分；挂篮移动位置还应保证在拆除吊架和挂篮阶段，主梁上缘的拉应力不应超限；当然，按同样原则，在确保安全的前提下，可以通过在合拢前施加额外配重，获得更多的等效预应力储备，具体不在赘述。

s3：在跨中合拢段处安装合拢段吊架及劲性骨架；合拢段吊架是在悬臂端的节段上预留竖向孔洞，将两横梁分别通过该竖向孔洞吊在相邻主梁之间的悬臂端之下，然后在横梁上搭设多个纵梁形成吊架，再在纵梁上铺装钢模板，形成底模平台，以底模平台为基础，在底模平台上安装侧模和内模，直至完成整个合拢段，整个合拢段施工以吊架为支撑，故吊架必须有足够的强度和刚度，吊架的安装要求结构简单、构件重量轻、采用简单连接；合拢段吊架的安装流程为吊架安装→外模板安装→底、腹板钢筋、预应力管道安装→劲性骨架安装、合拢临时束张拉→内模安装→顶板钢筋安装；

s4：绑扎跨中合拢段处钢筋并浇注合拢段混凝土完成跨中合拢段的合拢；其中钢筋包括普通钢筋和预应力钢筋；合拢段混凝土宜选用低收缩混凝土；浇筑混凝土之前，对合拢段两端的混凝土面凿毛处理；紧固吊架和模板的拉杆，使模板贴紧老混凝土表面；混凝土浇筑应选择在温度变化小、气温较低时进行，并应一次性完成整体浇注，先浇筑底板，然后浇筑腹板和顶板；当有体内劲性骨架时，腹板内空隙小，应特别注意振捣工作，使混凝土充满、密实。

s4-1：对浇注的混凝土养护，待混凝土达到设计强度后张拉合拢段预应力钢筋；混凝土浇注完成后，及时收面，并覆盖养护，直到达到设计强度；通过张拉预应力钢筋提高主梁构件的抗裂性、刚度及抗渗性，能够充分发挥材料的性能，节约钢材；

s5：拆除吊架和挂篮；应注意待混凝土强度达到设计要求后，方可拆除。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。