梁拱组合刚构桥以及其桥墩的施工方法与流程

本发明属于桥梁施工技术领域，尤其涉及一种梁拱组合刚构桥以及其桥墩的施工方法。

背景技术：

山区高速公路和山地城市中，为跨越山谷、河流，大多采用预应力混凝土连续刚构桥，此种类型的钢构桥，将墩身与主梁固结成一体，墩身与主梁形成刚架，承受上部结构的荷载，一方面主梁受力合理，另一方面墩身在结构上充分发挥了潜能。

连续刚构桥是大跨径桥梁建设中常用的一种结构体系，其常用跨径在100～300米之间。对于这些大跨度连续刚构桥(特别是250m～350m长度的大跨度连续刚构桥)，普遍存在跨中下挠和腹板开裂等病害，需定期进行维护，影响桥梁的正常运营。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种梁拱组合刚构桥以及其桥墩的施工方法，以减少大跨度连续刚构桥存在的跨中下挠和腹板开裂等病害，避免影响桥梁的正常运营。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种梁拱组合刚构桥，所述刚构桥包括：

桩基础；

承台，所述承台浇筑于桩所述基础上；

桥墩，所述桥墩和所述承台对应设置，所述桥墩沿顺桥向间隔布置有多个，所述桥墩设置在对应的所述承台上；

梁体，所述梁体通过多个所述桥墩支撑；

下弦支撑梁，所述下弦支撑梁的一端连接在所述桥墩上，所述下弦支撑梁的另一端连接在所述梁体的底部，所述下弦支撑梁位于两个相邻的所述桥墩之间，所述下弦支撑梁的底缘线按2.2次抛物线规律变化。

进一步地，所述下弦支撑梁的矢跨比为1/7.77～1/5。

可选地，位于相邻两个所述桥墩之间设置有两个所述下弦支撑梁，两个所述下弦支撑梁相对设置，且，两个所述下弦支撑梁的另一端对接。

可选地，位于相邻两个所述桥墩之间设置有一个所述下弦支撑梁，所述下弦支撑梁的一端设置在位于相邻两个所述桥墩中的一个所述桥墩上，所述下弦支撑梁的另一端设置在位于相邻两个所述桥墩之间的梁体的中部。

进一步地，所述桥墩的墩身包括从下至上依次浇筑的空心段墩身与实心段墩身。

一种梁拱组合刚构桥的桥墩的施工方法，所述施工方法包括：

浇筑空心段墩身；

空心段墩身浇筑完毕后，将实心段墩身的外部侧模板安装在空心段墩身顶部；

将实心段墩身的盖板吊装至空心段墩身顶部的仓顶洞口上；

利用实心段墩身的侧模板和盖板，完成实心段墩身的浇筑。

进一步地，所述浇筑空心段墩身，具体包括：

依次浇筑空心段墩身的各个空心仓；

浇筑到空心段墩身顶部的最后一仓空心仓时，待空心段墩身顶部的最后一仓空心仓的混凝土强度达到80％后，依次拆除上一仓空心仓的外部侧模板以及上一仓空心仓、最后一仓空心仓的内部侧模板。

进一步地，所述将实心段墩身的外部侧模板安装在空心段墩身顶部，具体包括：

将空心段墩身的外部侧模板提升并安装至空心段墩身顶部的最后一仓空心仓上的外部侧模板上。

进一步地，所述将实心段墩身的盖板吊装至空心段墩身顶部的仓顶洞口上，具体包括：

预制盖板，所述盖板包括两块混凝土预制板，所述混凝土预制板采用单层钢筋网片，其配筋为纵横向单层配筋，所述盖板两侧长边的中部均预埋有两个吊环；

在空心段墩身顶部的最后一仓空心仓的洞口边缘与盖板接触部位预埋四根定位钢筋头，四根所述定位钢筋头分别设置在空心段墩身顶部的最后一仓空心仓的洞口边缘的侧边中部，以桥墩中心线为中心在空心墩墩身顶部的最后一仓空心仓的顶面精确放出盖板的轮廓线；

盖板吊装前，对盖板进行混凝土强度回弹检测，以保证盖板的混凝土强度达到设计强度的80％以上；

将四根等长的钢丝绳的一端分别对应悬挂在吊环上，四根等长的钢丝绳的另一端分别对应挂设在起吊设备的吊钩上，起吊设备工作，开始吊装盖板；

盖板起吊到位在安装时，盖板边缘按照轮廓线精确对位，使盖板四边与空心墩墩身顶部的最后一仓空心仓顶部墩接触面的距离一致；

盖板吊装作业完成后，在盖板和实心段墩身的外部侧模板的接缝位置处涂抹砂浆进行封实接缝。

进一步地，利用实心段墩身的侧模板和盖板，完成实心段墩身的浇筑，具体包括：

绑扎墩顶实心段钢筋：在实心段墩身的侧模板的内侧安装主筋，所述主筋分为和空心段墩身顶部的最后一仓空心仓侧边连接的第一主筋群，以及安装在盖板顶部的第二主筋群；在实心段墩身的侧模板的内侧安装环向水平筋，所述环向水平筋从下至上、从外向里依次设置有多个；在实心段墩身的侧模板的内侧安装拉钩钢筋，沿顺桥向相邻的所述主筋之间设置有所述拉钩钢筋；

浇筑混凝土：对实心段墩身的侧模板的内侧的混凝土结合面进行凿毛清洗处理，将混凝土均匀的倾倒在盖板和实心段墩身的侧模板之间的缝隙，待缝隙填实后，将混凝土泵送入模，并振捣密实；

混凝土浇筑结束后，洒水覆盖养护，达到设计强度的75％时拆除实心段墩身的侧模板本发明的有益效果是：

本发明所提供的一种梁拱组合刚构桥，由于其中的下弦支撑梁的一端连接在桥墩上，下弦支撑梁的另一端连接在梁体的底部，下弦支撑梁位于两个相邻的桥墩之间，下弦支撑梁的底缘线按2.2次抛物线规律变化，这种类型的梁拱组合刚构桥能最大限度发挥混凝土拱桥和预应力混凝土刚构桥各自的特点，充分发挥拱助混凝土抗压能力，能克服大跨度连续刚构桥普遍存在的跨中下挠和腹板开裂等病害，是一种结构受力明确、外形美观、新颖的组合结构体系。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的一种底模辅助拆装装置的结构示意图；

图2为本发明实施例的梁拱组合刚构桥和实腹式梁拱组合刚构桥的结构分析表；

图3为本发明失时落势的一种桥墩的施工方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种梁拱组合刚构桥。

图1为本发明实施例的一种梁拱组合刚构桥的结构示意图，结合图1，该刚构桥包括桩基础1、承台2、桥墩3、梁体4以及下弦支撑梁5。

结合图1，本发明实施例的承台2浇筑于桩基础1上，桥墩3和承台2对应设置，桥墩3沿顺桥向间隔布置有多个，桥墩3设置在对应的承台2上，桩基础1、承台2、桥墩3共同构成梁体4的支撑基础。

结合图1，本发明实施例的梁体4通过多个桥墩3支撑，而下弦支撑梁5的一端连接在桥墩3上，下弦支撑梁5的另一端连接在梁体4的底部，下弦支撑梁5位于两个相邻的桥墩3之间，下弦支撑梁5的底缘线按2.2次抛物线规律变化。

具体到本发明实施例中，主桥全长785m，主桥桥面分两幅布置，每幅标准段桥宽18.0m，梁体4有5个桥墩支撑，沿顺桥向分别为p1桥墩、p2桥墩、p3桥墩、p4桥墩、p5桥墩，跨径布置为140+245+190+130+80m，其中，p2桥墩、p3桥墩墩高均为65.5m，墩顶横桥向总宽11.0m，顺桥向总宽7.0m，墩底横桥向总宽11.6m，顺桥向总宽9.1m。

在桥梁施工领域中，矢跨比是反映拱桥受力特性的一个重要指标，本发明实施例从结构极限承载力、稳定性或用钢量及动力特性角度研究不同结构的合理矢跨比，最终确定下弦支撑梁5的矢跨比为1/7.77～1/5，以具备坦拱的受力特征。

进一步地，结合图1，本发明实施例中，位于相邻两个桥墩3之间(本发明实施例中的p2桥墩和p3桥墩之间)设置有两个下弦支撑梁5，即两个下弦支撑梁5相对设置，且，两个下弦支撑梁5的另一端对接。

进一步地，结合图1，相邻两个桥墩3之间(本发明实施例中的p1桥墩和p2桥墩之间、p3桥墩和p4桥墩之间)也可以设置有一个下弦支撑梁5，下弦支撑梁5的一端设置在位于相邻两个桥墩3中的一个桥墩3上，下弦支撑梁5的另一端设置在位于相邻两个桥墩3之间的梁体4的中部。

当然，由于空间限制，相邻两个桥墩3之间也可以不设置下弦支撑梁5，例如本发明实施例的p4桥墩和p5桥墩之间。

图2为本发明实施例的梁拱组合刚构桥和实腹式梁拱组合刚构桥的结构分析表，由图2可以看出，采用本发明实施例的梁拱组合刚构桥的各项关键指标(表中虚线部分)均具有加大改善，这种类型的梁拱组合刚构桥能最大限度发挥混凝土拱桥和预应力混凝土刚构桥各自的特点，充分发挥拱助混凝土抗压能力，能克服大跨度连续刚构桥普遍存在的跨中下挠和腹板开裂等病害，是一种结构受力明确、外形美观、新颖的组合结构体系。

为了节省材料，减轻自重，本发明实施例中部分桥墩可以采用薄壁空心墩，具体到本发明实施例中，p2桥墩、p3桥墩以及p4桥墩可以运用薄壁空心墩，p2桥墩和p3桥墩均包括从下至上依次浇筑的空心段墩身与实心段墩身。

现有技术中，薄壁空心墩的墩身施工时，当施工进行到空心段与实心段交接部位时，会遇到一个技术难题：如何安装实心段墩身的底模，传统施工工艺是在墩身施工到距离墩顶实心段底一定高度的位置沿墩壁四周预埋牛腿，然后以牛腿为支点，搭设墩顶实心段底模支架，安装底模板。采用传统施工方法存在工序繁琐、工作量大，施工工期长等问题，且无法实现实心段墩身的底模支架以及预埋牛腿等材料的循环利用，施工成本较高。因此，本发明实施例对此改进，以公开一种桥墩的施工方法，以解决薄壁空心墩实心段底模工序繁琐、工期长、成本高等问题。

图3为本发明失时落势的一种桥墩的施工方法的流程示意图，结合图3，该施工方法包括：

s1：浇筑空心段墩身；

s2：空心段墩身浇筑完毕后，将实心段墩身的外部侧模板安装在空心段墩身顶部；

s3：将实心段墩身的盖板吊装至空心段墩身顶部的仓顶洞口上；

s4：利用实心段墩身的侧模板和盖板，完成实心段墩身的浇筑。

即本发明实施例所示的桥墩的施工方法，将盖板封闭空心段墩身顶部的仓顶洞口上，将盖板作为实心段墩身浇筑的底模，连同桥墩砼一起成为桥墩的一部分，实现实心段墩身的混凝土一次性浇筑。此方案不用再另外铺设木模或刚模作为封顶底膜，操作方便，且减少了牛腿预埋、支架搭设及底模安装等工序，有效缩短施工时间，减少繁杂施工工序，降低安全隐患，还由于可以不使用牛腿、底模支架及底模等一次性耗材，减少施工成本，经济性能较好。

本发明实施例的s1具体包括：

依次浇筑空心段墩身的各个空心仓；

浇筑到空心段墩身顶部的最后一仓空心仓时，待空心段墩身顶部的最后一仓空心仓的混凝土强度达到80％后，依次拆除上一仓空心仓的外部侧模板以及上一仓空心仓、最后一仓空心仓的内部侧模板。

本发明实施例的s2具体包括：

将空心段墩身的外部侧模板提升并安装至空心段墩身顶部的最后一仓空心仓上的外部侧模板上，即将空心段墩身的外部侧模板再次利用，并由空心段墩身顶部的最后一仓空心仓上的外部侧模板支撑，从而可以将外侧模板进行周转，具有经济性，且，不用再设置支撑实心段墩身的外部侧模板的支架，缩短工期。

本发明实施例的s3具体包括：

预制盖板，盖板包括两块混凝土预制板，混凝土预制板可以采用c30混凝土，采用单层钢筋网片，其配筋为纵横向单层配筋，盖板两侧长边的中部均预埋有两个吊环，以方便起吊；

在空心段墩身顶部的最后一仓空心仓的洞口边缘与盖板接触部位预埋四根定位钢筋头，四根定位钢筋头分别设置在空心段墩身顶部的最后一仓空心仓的洞口边缘的侧边中部，以防止预制盖板滑移，以桥墩中心线为中心在空心墩墩身顶部的最后一仓空心仓的顶面精确放出盖板的轮廓线，以方便盖板的定位；

盖板吊装前，对盖板进行混凝土强度回弹检测，以保证盖板的混凝土强度达到设计强度的80％以上；

将四根等长的钢丝绳的一端分别对应悬挂在吊环上，四根等长的钢丝绳的另一端分别对应挂设在起吊设备(例如塔吊)的吊钩上，起吊设备工作，开始吊装盖板，吊装时，必须保持盖板水平，不得倾斜；

盖板起吊到位在安装时，盖板边缘按照轮廓线精确对位，使盖板四边与空心墩墩身顶部的最后一仓空心仓顶部墩接触面的距离一致，确保盖板边部担板受力平衡；

盖板吊装作业完成后，在盖板和实心段墩身的外部侧模板的接缝位置处涂抹砂浆进行封实接缝。

本发明实施例中，盖板的预制可以在墩身施工同步进行，以进一步缩短工期。

本发明实施例的s4具体包括：

绑扎墩顶实心段钢筋：在实心段墩身的侧模板的内侧安装主筋，主筋分为和空心段墩身顶部的最后一仓空心仓侧边连接的第一主筋群，以及安装在盖板顶部的第二主筋群；在实心段墩身的侧模板的内侧安装环向水平筋，环向水平筋从下至上、从外向里依次设置有多个；在实心段墩身的侧模板的内侧安装拉钩钢筋，沿顺桥向相邻的主筋之间设置有拉钩钢筋；

浇筑混凝土：对实心段墩身的侧模板的内侧的混凝土结合面进行凿毛清洗处理，将混凝土均匀的倾倒在盖板和实心段墩身的侧模板之间的缝隙，即实现盖板的完全固定，待缝隙填实后，将混凝土泵送入模，并振捣密实；

混凝土浇筑结束后，洒水覆盖养护，达到设计强度的75％时拆除实心段墩身的侧模板，即完成实心段墩身的浇筑。

以下所举实施例为本发明的较佳实施方式，仅用来方便说明本发明，并非对本发明作任何形式下的限制，任何所述技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。