一种适用于伸缩缝桥墩的对称悬臂施工工艺的制作方法

本发明涉及一种适用于伸缩缝桥墩的对称悬臂施工工艺，属于建筑施工领域。

背景技术：

城市轻轨桥梁上部结构要求有较好的抗弯、抗扭刚度，其次由于桥梁净空限制，大多选用箱型断面的梁式桥结构。

城市轻轨桥梁由于受到周边建筑物影响，拆迁成本高，协调难度大，往往线型复杂，曲率半径小，若采用箱梁整孔预制吊装，则在转弯半径较小区域施工困难。

在特大城市的城市桥梁建设过程中，由于桥下交通限制，及交通导流成本高，因此也不宜采用支架法进行上部结构箱梁的施工。

支架法施工需进行地基处理，而城市轻轨所在的大中型城市往往均坐落于江河湖畔，均为软弱地基，地基处理成本很高，常常需要设置临时桩基才能达到地基处理要求，若地基处理达不到设计与规范要求，在后期发生沉降，则上部结构箱梁的线性很难保证。而常规的支架法施工工序多，包括：临时征地、交通导行、地基处理、支架安装、支架预压、支架高程调整等，工期长。

因此上部结构等截面箱梁常采用分块预制拼装工艺或挂篮对称悬臂浇筑工艺，而城区施工对环保要求很高，采用现场浇筑噪声和污染均较大，因此上部结构箱梁常采用预制分块拼装工艺。如：新加坡城市轻轨均采用此种型式。预制分块拼装具有以下优势：

1）预制构件在架设之前存放场地保养一段时间，从而减少了拼装架设成梁后混凝土的收缩和徐变。

2）较少的现浇有利于环境的保护。

3）梁体的预制可与桥梁下部结构施工同步进行，可缩短施工工期。

4）建设工序上提供了大量的机动性，对市区的交通枢纽和其它的拥挤地区保护道路具有积极意义。

5）机械化程度高，适合于长大桥梁快速施工。

6）现场逐段拼装调整，有利于上部结构线形控制。

在不存在跨越既有线路，跨越河流等要求的条件下，城市轻轨桥梁上部结构一般采用40m左右等截面箱梁，梁高2.5m左右，顶宽5m左右，底宽2m左右，箱梁预制分块梁段长度为3m或2.8m，每跨根据具体情况设置调整梁段，

在特大城市的城市桥梁建设过程中，上部结构箱梁的施工工艺常为对称悬臂拼装（浇筑），如图1和2所示，桥墩与盖梁施工完成后，现场浇筑或采用汽车吊吊装墩顶块（0#块），在墩顶块上往桥墩两侧对称安装桥面吊机，对称吊装箱梁各节段，存在偏心荷载时通过设置移动配重箱保持平衡，箱梁相邻两个桥墩对称悬臂拼装后，在跨中进行合拢，完成上部结构的施工。具体的施工流程参见图4。对于连续墩的常规施工工艺，每对称吊装一对箱梁节段就需要张拉一对预应力（永久的位于顶板的体内预应力）。在合拢之后还需要张拉剩余的预应力筋。因此在拼装节段后，需要增加一个预应力张拉压浆的工序，然后合拢，合拢之后再张拉该跨其他部分永久预应力筋。

由于桥梁上部结构纵向温缩的影响，上部结构箱梁往往每隔4~5跨需要设置一道伸缩缝，如图3所示，即每隔4~5跨在桥墩墩顶将上部结构箱梁断开，如图5所示，以便于上部结构箱梁的纵向温缩变形。

在设置伸缩缝处桥墩墩顶箱梁为断开，没有设置负弯矩预应力束，即无法进行对称悬臂拼装（浇筑）。由于无法进行悬臂拼装，通常只能采用搭设支架进行施工，如图6所示，给交通导行带来巨大压力。对称悬臂拼装要求桥墩墩顶箱梁为连续结构以传导梁段的应力，其次要求桥墩墩顶设置负弯矩预应力，以抵消对称悬臂拼装时，桥墩处顶板的负弯矩应力。

实践表明：采用支架现浇施工，工期长，施工期间交通阻塞、噪音刺耳、灰尘污水横流，对居民生活严重干扰，与现代化极不相宜，如长沙市万家丽路高架桥施工。其次，满堂支架要求地基承载力不小于0.3mpa，少支架法施工要求更高，为防止发生不均匀沉降，当遇到桥下地基软弱层时，则必须加固处理，除其费用相当惊人外，在工期上也严重滞后。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种适用于伸缩缝桥墩的对称悬臂施工工艺，该对称悬臂施工工艺可以解决设置伸缩缝处桥墩上部结构对称悬臂拼装主要存在的三个问题：

1）如何在施工期间将伸缩缝梁段的两跨梁段有效临时锁定，使其能够承受对称悬臂拼装施工过程中桥墩位置的复杂应力变化，其次在施工完成后可以便捷的解除临时锁定，恢复成设计要求的伸缩缝。

2）在没有负弯矩预应力束的前提下，如何实现箱梁的对称悬臂拼装，若设置临时预应力束，需如何设置，便于其后期解除，又不影响成桥后结构的受力形式。

3）在采取各项临时措施的过程中，如何解决工艺最简单，技术最为成熟，造价低等矛盾。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种适用于伸缩缝桥墩的对称悬臂施工工艺，包括如下步骤：

s1、在各桥墩及盖梁施工完成后，在盖梁上同时安装永久支座和临时支撑，然后安装墩顶的箱梁；其中临时支撑的一端可拆卸地固定在盖梁上，另一端可拆卸地固定在墩顶块箱梁上；其中：

由于设置了伸缩缝的桥墩的箱梁在伸缩缝位置为断开的，该设置了伸缩缝的桥墩墩顶的两个箱梁通过纵向槽钢可拆卸地锁定在一起；

s2、墩顶的箱梁安装完毕并固定后，对称吊装各桥墩墩顶箱梁旁边的1#块，在墩顶的箱梁与1#块之间形成湿接缝；

s3、浇筑完成1#块与墩顶的箱梁之间的湿接缝后，对称张拉安装在1#块的顶板上的通长的临时预应力束；

s4、在1#块上对称安装桥面吊机，然后对称吊装位于1#块两侧的预制节段，每对称吊装完成一块预制节段就张拉一对该块预制节段的顶板上的临时预应力束；

s5、重复上述步骤至完成该桥墩对称悬臂拼装的最后一对预制节段，最后在合拢段设置浇筑模板，浇筑形成合拢段实现桥梁的合拢。

由此，本发明所涉及的对称悬臂拼装、体外预应力束张拉均为很成熟的工艺，工序稳定性高，施工简单，对机械、设备、管理人员的要求均不高，同时由于是无支架施工，无需设置临时支架，也不存在支架施工时箱梁吊装占用车道的问题，解决了施工与城市交通的矛盾。

本发明所述的1#块是指最靠近桥墩墩顶块两侧的预制节段（箱梁），然后对称两边对称进行悬拼施工，可以参照图1所示的标号。

步骤s5中的重复上述步骤是指重复对称吊装一个节段，张拉压浆一个节段，一致重复到最大悬臂状态，直至合拢。

本发明最好采用悬臂拼装施工，悬臂拼装施工是将预制节段一块块整体拼装，其中预制节段在预制场制作完成，然后运输到现场吊装施工。

根据本发明的实施例，还可以对本发明作进一步的优化，以下为优化后形成的技术方案：

优选地，在上述步骤5完成后，即桥梁合拢完成后，逐步拆除临时预应力束、临时支撑、用于固定临时预应力束的锚固齿板、箱梁之间的纵向槽钢，完成箱梁的体系转换。

上述步骤5之后，具体而言：

s51、张拉箱梁上的永久预应力束，并进行孔道压浆；

s52、逐步对称拆除各预制节段的顶板上设置的临时预应力束；

s53、各预制节段的顶板的临时预应力束逐步卸载完成后，逐根对称拆除箱梁上安装的纵向槽钢；

s54、拆除临时支撑。

为了更好地保证桥梁的施工质量，拆除纵向槽钢时，箱梁左右腹板上的纵向槽钢对称拆除，箱梁顶板与底板上的纵向槽钢对称拆除。

为了方便固定临时预应力束，各预制节段上横向设置一对锚固齿板，该锚固齿板作为临时预应力束的锚固点。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1）本发明的工艺实现了城市轻轨箱梁桥的无支架施工，上部结构箱梁全部为对称悬臂拼装，工艺单一；本发明施工所需的机械、设备、管理人员均大大减小，其次工序单一便于项目的安全质量管理。

2）在发达国家或国内的特大城市往往不容许因为施工影响交通，本发明的工艺实现了伸缩缝处箱梁结构的无支架施工，无需设置临时支架，也不存在支架施工占用车道的问题，解决了施工与城市交通的矛盾。

3）城市轻轨所在的地区往往都是在城区，对环境要求特别高，支架施工时往往伴随着很大的施工噪音（如钢管桩振动沉桩），其次对原地面的处理无法避免会造成扬尘，而本发明的全部预制对称悬拼很好的解决了支架法的上述问题。

附图说明

图1是现有对称悬臂拼装工艺施工状态图；

图2是图1施工完毕的状态图；

图3是桥墩上部结构设置伸缩缝的示意图；

图4是现有节段预制拼装施工流程图；

图5是图4的局部放大图；

图6是现有支架法施工状态图；

图7是本发明一个实施例的结构原理图（未示出桥墩）；

图8是图7的左视图（示出桥墩）；

图9是本发明进行湿接缝的施工示意图；

图10是图9的俯视图；

图11是本发明进行悬臂拼装的施工状态图一；

图12是本发明进行悬臂拼装的施工状态图二；

图13是本发明施工完毕的状态图。

在图中

1-桥面吊机；2-配重箱；3-伸缩缝；4-连续墩；5-伸缩缝墩；6-盖梁；7-箱梁；8-永久支座；9-临时支撑；10-纵向槽钢；11-预应力束；12-锚固齿板；13-湿接缝。

具体实施方式

一种适用于伸缩缝桥墩的对称悬臂施工工艺，包括如下步骤：

第一步：结合图7-8所示，桥墩、盖梁6施工完成后，安装永久支座8，设置临时支撑9，安装（浇筑）墩顶块箱梁7。设置临时支撑9的目的是保护永久支座8，与安装永久支座8同时施工，临时支撑9的一端锚固在盖梁6内，另一端锚固在墩顶块箱梁7上，可以承受上部箱梁7偏心荷载产生的弯矩。设置伸缩缝的伸缩缝墩5（即设置了伸缩缝3的桥墩）的墩顶块（箱梁7处）在伸缩缝3位置为断开的，两个墩顶块箱梁7的箱室内部通过在顶板、底板、两侧腹板设置纵向槽钢10，将两个墩顶块箱梁7锁定，即连接在一起。在墩顶块预制过程中及考虑到后期临时所定位置处的预埋件，通过加密钢筋布置，增设钢板的方式防止应力集中，从而实现预埋件将纵向槽钢10固定在顶板、底板、腹板上的目的。

第二步：在墩顶块箱梁7吊装完成，且临时锁定后，对称吊装墩顶块箱梁7旁边的1#块，浇筑完成1#块与箱梁7之间的湿接缝后，张拉1#块顶板临时预应力束11。以1#块上的锚固齿板12为锚固点，横向为一对，如图9，10所示。需要说明的是，对称吊装墩顶块箱梁7旁边的1#块时，之所以要用吊车对称吊装的原因是墩顶块顶面空间太小，容不下两个桥面吊机，所以采用汽车吊对称吊装完成1#块后再进行桥面吊机对称吊装，这种吊装是常用的施工方法。

第三步：如图11,12所示，在1#块安装完成后对称吊装桥面吊机，并安装，然后开始对称吊装两侧的箱梁预制节段，每对称吊装完成一块就张拉一对顶板体外临时预应力束11（同1#块的施工工艺），重复上述步骤至完成该桥墩对称悬臂拼装的最后一对预制节段，设置模板，浇筑合拢段，实现桥梁的合拢。

本实施例通过设置临时锁定、张拉临时预应力束，这种工艺施工技术难度小，成本低，容易实现。

第四步：桥梁合拢段浇筑完成后，采取以下措施：

（1）张拉上箱梁7结构永久预应力束，并进行孔道压浆；

（2）逐步（如由100%~80%~60%~40%~20%~0逐步拆除）对称拆除顶板设置的临时预应力束11。所谓对称是指箱梁7横向一对体外预应力卸载应同步进行。

（3）顶板负弯矩预应力束11卸载完成后，逐根对称拆除墩顶块箱室内部临时纵向槽钢10，若拆除困难可以直接用砂轮或氧割割断后再拆除，拆除过程应该逐步缓慢进行。左右腹板临时纵向槽钢10对称拆除，顶板与底板纵向槽钢10对称拆除。

（4）拆除临时支撑9，临时锚固齿板12等临时结构。

（5）开始桥面其他附属结构的施工。

如图13所示，最后拆除临时预应力束11、临时支撑9、锚固齿板12、箱梁7之间的纵向槽钢10，完成箱梁7的体系转换。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。