一种连续钢箱梁墩梁固结竖向预应力施工方法与流程

本发明涉及一种张拉施工方法，尤其涉及一种连续钢箱梁墩梁固结竖向预应力施工方法。

背景技术：

随着桥梁工程的逐步发展，预应力施工的采用也变得愈发广泛。但由于无法有效控制其张拉效果，进而无法满足设计对有效张拉力的要求，从而导致后期桥梁腹板开裂等问题的出现。

申请号为cn201821973005.2的中国专利公开了“精轧螺纹钢锚具扳手及混凝土连续预应力张拉装置”，该专利设计出一种张拉完成后，可以将锚具拧紧的精轧螺纹钢锚具扳手。从而来保证精轧螺纹钢的张拉符合设计要求。该装置为混凝土连续梁预应力施工领域，不属于连续钢箱梁墩梁固结施工领域。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种连续钢箱梁墩梁固结竖向预应力施工方法，以保证其张拉质量，从而避免后期桥梁腹板开裂等问题。

一种连续钢箱梁墩梁固结竖向预应力施工方法，包括以下步骤：

(1)准备多组底部锚固结构以及多组顶部张拉结构，每一组所述底部锚固结构包括两根沿竖直方向左右平行间隔设置的底部钢管，在每一根所述的底部钢管的底端沿水平方向焊接有一个开有中间孔的锚固垫板，在所述的锚固垫板的底壁上固定有一个锚固螺帽，在所述的底部钢管的下端套装有底部压在锚固垫板上的底部的螺旋筋，沿水平方向设置的压浆管的左右两端分别焊接在位于底部的螺旋筋顶部的两根底部钢管上，所述的压浆管与两根底部钢管连通设置，两根所述精轧螺纹钢下部分别穿过左右两个底部钢管、锚固垫板的中间孔及锚固螺帽，所述的精轧螺纹钢与锚固螺帽螺纹连接，每组底部锚固结构中，左侧精轧螺纹钢底部高于右侧精轧螺纹钢底部30-50厘米，且左侧的精轧螺纹钢与右侧的精轧螺纹钢顶部平齐；

每一组所述的顶部张拉结构包括一根沿竖直方向设置的顶部钢管，一根开口向上的顶部压浆管的底部与顶部钢管下部连通设置，在每一根顶部钢管的顶端沿水平方向焊接一个开有中间孔且带有凹槽的张拉垫板，在张拉垫板下方的所述的顶部钢管上套有一根顶部的螺旋筋，所述的顶部的螺旋筋的顶部与张拉垫板的底部焊接相连；

(2)通过汽车起重机将多组底部锚固结构分别吊装至墩柱内设定的位置，汽车起重机保持吊装姿态，将沿水平方向设置的井字定位筋一侧与底部钢管外壁焊接相连并将另一侧与墩柱箍筋固定连接；

(3)吊装固结墩至墩柱顶部固定，然后将波纹管从每一根精轧螺纹钢顶部套入至底部钢管外壁上部，在波纹管底部与底部钢管相交处打胶密封，所述波纹管顶部低于所述精轧螺纹钢顶部60-70厘米，所述的波纹管底部至底部钢管顶壁10-15厘米；

(4)在所述的固结墩的顶部安装连续钢箱梁梁段，同时将精轧螺纹钢上部通过连续钢箱梁梁段底部的预留孔穿入钢箱梁梁段内；

(5)在连续钢箱梁梁段内的每根精轧螺纹钢上分别安装一个顶部张拉结构，具体方法为：第一步，将顶部张拉结构的顶部钢管的底部插入已安装好的波纹管顶部内10-15厘米且每根精轧螺纹钢顶面高于顶部钢管顶面50-60厘米；第二步，在顶部钢管与波纹管相交处打胶密封；第三步，将张拉螺帽与精轧螺纹钢螺纹连接且压紧在张拉垫板上；第四步，将井字定位筋一侧与顶部钢管外壁焊接相连并将另一侧与连续钢箱梁梁段固定连接；第五步，向墩柱、固结墩以及钢箱梁梁段内浇筑微膨胀混凝土，所述的微膨胀混凝土的混凝土顶面与张拉垫板顶面平齐且与精轧螺纹钢垂直；

(6)微膨胀混凝土强度符合要求后，在每组底部锚固结构中的一根精轧螺纹钢上连接张拉设备，具体步骤为：第一步，将底部锚固结构中的精轧螺纹钢以及一根工具用精轧螺纹钢分别旋入连接器一半位置；第二步，在连接器下方的精轧螺纹钢的杆段上套装张拉板凳并使张拉板凳的底壁支撑在微膨胀混凝土顶面上；第三步，将穿心式千斤顶套于张拉板凳上方的精轧螺纹钢上，且穿心式千斤顶的液压缸底部与张拉板凳顶面贴合，调整张拉板凳、穿心式千斤顶和精轧螺纹钢同轴线；第四步，将工具用垫板及工具用螺帽同时旋于工具用精轧螺纹钢上，使得工具用垫板与穿心式千斤顶液压缸顶部贴合；

(7)对底部锚固结构中的精轧螺纹钢进行第一次张拉，具体步骤为：第一步，启动穿心式千斤顶的液压油泵开始张拉，当张拉应力达到设定最大张拉应力的10％后，停止张拉；然后测量工具用精轧螺纹钢顶部至微膨胀混凝土顶面的距离并记录；第二步，再次启动穿心式千斤顶的液压油泵继续张拉，直至达到设定的最大张拉应力，并持压一段时间后停止张拉；测量此时工具用精轧螺纹钢顶部至微膨胀混凝土顶面距离，记录为张拉伸长量；第三步，采用扭力扳手旋紧张拉螺帽；

(8)第一次张拉24小时后对底部锚固结构中的精轧螺纹钢进行第二次张拉，具体步骤为：第一步，启动穿心式千斤顶的液压油泵，进行张拉，张拉至设定的最大张拉应力后停止张拉；第二步，张拉完成后，旋紧张拉螺帽，然后撤掉张拉设备，用砂轮机将底部锚固结构中的精轧螺纹钢切断至距离张拉螺帽顶部3-5厘米；

(9)重复步骤(6)-(8)完成同一组底部锚固结构中的另一根精轧螺纹钢的张拉；

(10)同一组底部锚固结构中的两根精轧螺纹钢张拉完成后24小时内进行压浆，具体步骤为：第一步，将与每组底部锚固结构连接的两根顶部压浆管中的一根定义为压浆端，另一根定义为出浆端，并在所述压浆端与出浆端顶端分别安装压浆端阀门及出浆端阀门；第二步，将水泥材料放入搅拌罐中搅拌，启动压浆机压出残存在压浆机以及与压浆机的排浆管线相连接的喉管内的水分和气泡，并检查排出喉管的水泥浆稠度，直至符合稠度要求的水泥浆从喉管排出，暂停压浆机但始终保持压浆机中压浆泵为启动状，将喉管通过压浆端阀门与压浆端顶部压浆管的进口连接；第三步，开启压浆端阀门，将在水泥搅拌罐中搅拌好的水泥浆从水泥搅拌罐通过压浆机压注至压浆端阀门所在一侧的顶部钢管，水泥浆然后依次进入压浆端阀门所在一侧的波纹管和底部钢管、另一侧波纹管以及另一侧顶部钢管，最后通过与顶部钢管相连通的出浆端顶部压浆管流出，检查从出浆端压出水泥浆稠度，且保持压浆状态，直至压出水泥浆稠度与注入端水泥浆稠度一致，关闭压浆机和出浆端阀门；然后再次启动压浆机，保持0.7mpa压力，持压3分钟，关闭压浆机及压浆端阀门；

(11)重复步骤(6)-(10)对每组底部锚固结构中的每根精轧螺纹钢进行扎拉并完成压浆；

(12)采用与微膨胀混凝土相同标号和颜色的混凝土对位于微膨胀混凝土顶面以上的精轧螺纹钢进行封锚。

本方法增大了张拉端垫板与张拉螺帽接触面积、采用二次张拉控制张拉端回缩量的多种施工方式，控制张拉端回缩量，以保证其张拉质量，从而使墩梁固结竖向锚固达到最佳效果。

附图说明

图1是采用本发明的一种连续钢箱梁墩梁固结竖向预应力施工方法的施工结构的整体结构示意图；

图2是图1所示的结构中的精轧螺纹钢锚固端安装结构示意图；

图3是图1所示的结构中的竖向预应力整体安装示意图；

图4是图1所示的结构中的精轧螺纹钢张拉端安装结构示意图；

图5是图1所示的结构中的张拉施工安装结构示意图；

图6是本发明的一种连续钢箱梁墩梁固结竖向预应力施工方法采用的压浆施工结构示意图；

图7是本发明的一种连续钢箱梁墩梁固结竖向预应力施工方法采用的封锚结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明加以详细说明。

如附图所示，本发明的一种连续钢箱梁墩梁固结竖向预应力施工方法，包括以下步骤：

(1)准备多组底部锚固结构以及多组顶部张拉结构，每一组所述底部锚固结构包括两根沿竖直方向左右平行间隔设置的底部钢管7-1，在每一根所述的底部钢管7-1的底端沿水平方向焊接有一个开有中间孔的锚固垫板6，在所述的锚固垫板6的底壁上固定有一个锚固螺帽5，在所述的底部钢管的下端套装有底部压在锚固垫板6上的底部的螺旋筋8。沿水平方向设置的压浆管9的左右两端分别焊接在位于底部的螺旋筋8顶部的两根底部钢管7-1上，所述的压浆管9与两根底部钢管7-1连通设置。两根所述精轧螺纹钢4下部分别穿过左右两个底部钢管7-1、锚固垫板6的中间孔及锚固螺帽5，所述的精轧螺纹钢4与锚固螺帽5螺纹连接。每组底部锚固结构中，左侧精轧螺纹钢底部高于右侧精轧螺纹钢底部30-50厘米(如30厘米、40厘米、45厘米、50厘米)，且左侧的精轧螺纹钢与右侧的精轧螺纹钢顶部平齐。

每一组所述的顶部张拉结构包括一根沿竖直方向设置的顶部钢管7-2，一根开口向上的顶部压浆管14的底部与顶部钢管7-2下部连通设置。在每一根顶部钢管7-2的顶端沿水平方向焊接一个开有中间孔且带有凹槽的张拉垫板13，在张拉垫板13下方的所述的顶部钢管7-2上套有一根顶部的螺旋筋8，所述的顶部的螺旋筋8的顶部与张拉垫板13的底部焊接相连。

(2)通过汽车起重机将多组底部锚固结构分别吊装至墩柱内设定的位置，汽车起重机保持吊装姿态，将沿水平方向设置的井字定位筋12一侧与底部钢管7-1外壁焊接相连并将另一侧与墩柱箍筋11固定连接。以保证精轧螺纹钢不偏移且竖直。

(3)吊装固结墩3至墩柱顶部固定，然后将波纹管从每一根精轧螺纹钢4顶部套入至底部钢管7-1外壁上部，在波纹管10底部与底部钢管7-1相交处打胶密封。所述波纹管10顶部低于所述精轧螺纹钢顶部60-70厘米(如60厘米、65厘米、70厘米)，所述的波纹管底部至底部钢管7-1顶壁10-15厘米(如10厘米、12厘米、15厘米)。

(4)在所述的固结墩3的顶部安装连续钢箱梁梁段1，同时将精轧螺纹钢4上部通过连续钢箱梁梁段底部的预留孔穿入钢箱梁梁段内。

(5)在连续钢箱梁梁段内的每根精轧螺纹钢上分别安装一个顶部张拉结构，具体方法为：第一步，将顶部张拉结构的顶部钢管7-2的底部插入已安装好的波纹管顶部内10-15厘米(如10厘米、12厘米、15厘米)且每根精轧螺纹钢顶面高于顶部钢管7-2顶面50-60厘米(如50厘米、56厘米、60厘米)，第二步，在顶部钢管7-2与波纹管10相交处打胶密封。第三步，将张拉螺帽15与精轧螺纹钢4螺纹连接且压紧在张拉垫板13上。第四步，将井字定位筋12一侧与顶部钢管7-2外壁焊接相连并将另一侧与连续钢箱梁梁段固定连接；第五步，向墩柱、固结墩3以及钢箱梁梁段2内浇筑微膨胀混凝土16，所述的微膨胀混凝土16的混凝土顶面与张拉垫板13顶面平齐且与精轧螺纹钢4垂直。

(6)如图5所示，微膨胀混凝土16强度符合要求后，在每组底部锚固结构中的一根精轧螺纹钢上连接张拉设备。具体步骤为：第一步，将底部锚固结构中的精轧螺纹钢4以及一根工具用精轧螺纹钢17分别旋入连接器18一半位置；第二步，在连接器18下方的精轧螺纹钢4的杆段上套装张拉板凳19并使张拉板凳19的底壁支撑在微膨胀混凝土顶面上；第三步，将穿心式千斤顶20套于张拉板凳19上方的精轧螺纹钢4上，且穿心式千斤顶20的液压缸底部与张拉板凳19顶面贴合，调整张拉板凳19、穿心式千斤顶20和精轧螺纹钢4同轴线。第四步，将工具用垫板21及工具用螺帽22同时旋于工具用精轧螺纹钢17上，使得工具用垫板21与穿心式千斤顶20液压缸顶部贴合。

(7)对底部锚固结构中的精轧螺纹钢进行第一次张拉。具体步骤为：第一步，启动穿心式千斤顶20的液压油泵开始张拉，当张拉应力达到设定最大张拉应力的10％后，停止张拉；然后测量工具用精轧螺纹钢17顶部至微膨胀混凝土顶面的距离并记录；第二步，再次启动穿心式千斤顶20的液压油泵继续张拉，直至达到设定的最大张拉应力，并持压一段时间(一般5分钟即可)后停止张拉。测量此时工具用精轧螺纹钢17顶部至微膨胀混凝土顶面距离，记录为张拉伸长量；第三步，采用扭力扳手旋紧张拉螺帽15。

(8)第一次张拉24小时后对底部锚固结构中的精轧螺纹钢进行第二次张拉，以弥补由于工艺和设备原因导致的应力损失。(为保证精轧螺纹钢张拉达到最佳效果，对精轧螺纹钢进行扎拉两次。第一次张拉完成后由于设备及精轧螺纹钢特性等原因，精轧螺纹钢会有少量回缩。为保证张拉效果，对精轧螺纹钢进行第二次张拉)具体步骤为：第一步，启动穿心式千斤顶20的液压油泵，进行张拉，张拉至设定的最大张拉应力后停止张拉。第二步，张拉完成后，旋紧张拉螺帽15，然后撤掉张拉设备，用砂轮机将底部锚固结构中的精轧螺纹钢4切断至距离张拉螺帽15顶部3-5厘米(3厘米、4厘米、5厘米)。

(9)重复步骤(6)-(8)完成同一组底部锚固结构中的另一根精轧螺纹钢的张拉；

(10)同一组底部锚固结构中的两根精轧螺纹钢张拉完成后24小时内进行压浆。具体步骤为：第一步，将与每组底部锚固结构连接的两根顶部压浆管14中的一根定义为压浆端，另一根定义为出浆端，并在所述压浆端与出浆端顶端分别安装压浆端阀门26及出浆端阀门27；第二步，将水泥材料放入搅拌罐23中搅拌。启动压浆机24压出残存在压浆机24以及与压浆机的排浆管线相连接的喉管25内的水分和气泡，并检查排出喉管25的水泥浆稠度，直至符合稠度要求的水泥浆从喉管25排出，暂停压浆机24但始终保持压浆机中压浆泵为启动状，将喉管25通过压浆端阀门26与压浆端顶部压浆管14的进口连接。第三步，开启压浆端阀门，将在水泥搅拌罐23中搅拌好的水泥浆从水泥搅拌罐23通过压浆机压注至压浆端阀门所在一侧的顶部钢管7-2，水泥浆然后依次进入压浆端阀门所在一侧的波纹管和底部钢管、另一侧波纹管以及另一侧顶部钢管，最后通过与顶部钢管7-2相连通的出浆端顶部压浆管14流出，检查从出浆端压出水泥浆稠度，且保持压浆状态，直至压出水泥浆稠度与注入端水泥浆稠度一致，关闭压浆机24和出浆端阀门27。然后再次启动压浆机24，保持0.7mpa压力，持压3分钟，关闭压浆机24及压浆端阀门26。

(11)重复步骤(6)-(10)对每组底部锚固结构中的每根精轧螺纹钢进行扎拉并完成压浆。

(12)如图7所示，采用与微膨胀混凝土16相同标号和颜色的混凝土28对位于微膨胀混凝土16顶面以上的精轧螺纹钢4进行封锚。