自行自吊装波形钢腹板PC梁桥异步挂篮构造及施工方法与流程

本发明涉及一种自行自吊装波形钢腹板pc梁桥异步挂篮构造及施工方法，属于桥梁施工。

背景技术：

1、随着我国对于大跨度桥梁建设飞速的发展。其中预应力混凝土箱型梁结构是大跨度桥梁所使用的主要结构，其理论研究完备，受力性能好。但其作为大跨度桥梁主梁结构而言，自重过大，抗剪性能较弱等缺点日益凸显，因此使用一种轻质高强，节省建筑材料的新型结构势在必行。

2、波形钢腹板预应力混凝土(pc)组合连续刚构箱梁桥是近些年我国迅速发展的新型桥梁结构形式。采用波形钢腹板作为箱梁腹板材料，因其腹板的重量较轻，梁的重量比一般的pc梁减轻20％以上。桥梁纵向采用体外索或体外索与体内索共同受力，来达到减少维护费用的目的。波形钢腹板自身具有波纹形状(褶皱状)，比起平直的钢板，波纹状极大提高了钢板的抗剪强度，用在腹板上非常合适，会显著提高整个桥的抗剪能力。因波形钢腹板有很强的抗剪能力，一定程度上可以不设加劲肋，节约钢材效果明显，具有良好经济指标。波形钢腹板pc箱型梁桥在施工过程中，可以降低腹板在施工中使用的模板和支架等临时设施，混凝土浇筑工程量也会大幅降低，特别是降低了挂篮设备的自重，使挂篮结构更加轻型化，施工更加灵活方便。

3、随着大跨度波形钢腹板pc梁桥数量的增多，波形钢腹板结构尺寸及重量越来越大，现有的普通悬臂施工所使用的挂篮及吊装设备已无法满足施工要求，同时在施工过程中不可避免的出现增加吊装设备、使用施工现场塔吊混乱、窝工等情况。如cn110453614a公开了一种自提式波形钢腹板现浇箱梁挂篮，包括承重主桁、行走系统、锚固系统、悬吊系统、模板系统、吊装系统等部分组成；承重主桁包括支腿，支腿上端有横梁，前后两个支腿之间有纵梁，波形钢腹板上翼缘板pbl键之间有凹槽；行走系统包括多台液压千斤顶，液压千斤顶的底座与波形钢腹板上翼缘板pbl键孔铰接；锚固系统包括箱梁箱室内底模锚固、箱梁翼缘板底模锚固，箱梁混凝土箱梁前后侧有滑梁；箱梁混凝土箱梁下侧有底篮托梁，托梁上侧有箱梁底模锚固；悬吊系统包括翼缘板底模前悬吊、箱梁内模前悬吊、箱梁底模前悬吊和箱梁底模后悬吊，托梁上侧固定有吊杆。该专利申请虽然一定工程度上解决现有了挂篮自重大、施工成本高及全范围钢腹板吊装安装的部分问题，但其仍存在上述描述的增加吊装设备、使用施工现场塔吊混乱、窝工等问题。同理，现有中的cn217810527u也存在上述技术问题。此外，使用塔吊安装波形钢腹板流水施工时两侧悬臂端出现不对称荷载等情况，增大了施工现场的不确定性及危险性，普通挂篮也无法满足快速移动挂篮，缩短工期，避免出现大跨径悬臂梁等问题。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中的上述问题，本发明提出一种自行自吊装波形钢腹板pc梁桥异步挂篮构造及施工方法，用以解决使用施工现场塔吊混乱、窝工、荷载不确定以及挂篮快速移动问题以及避免出现大跨径悬臂梁等问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种自行自吊装波形钢腹板pc梁桥异步挂篮构造，包括承重主梁系统、导梁悬吊系统、横梁底篮系统、波形钢腹板吊装系统以及行走系统，所述波形钢腹板吊装系统设置于承重主梁系统之上，通过主支腿，将重量传递至行走系统的波形钢腹板顶部的行走轨道内；承重主梁系统下部以此设置有导梁悬吊系统以及横梁底篮系统；所述导梁悬吊系统与横梁底篮系统分别通过吊杆、钢吊带与已浇梁段连成一体，所述承重主梁系统包括主支腿、主纵梁、上横梁、防御钩板；主纵梁垂直设置在上横梁下部并于上横梁围合成平面框架结构，主支腿位于主纵梁下部，主支腿底部设置有防御钩板，防御钩板卡勾设置在所述行走轨道上；所述导梁悬吊系统包括翼板侧模、外导梁、顶板顶模、内导梁、承重吊架；翼板侧模与顶板顶模下方安装有三角桁架，翼板侧模与顶板顶模以及三角桁架分别承托于外导梁和内导梁之上；内导梁与外导梁置于承重吊架内，并通过吊杆、扁担梁及千斤顶锚固于已浇梁段，其中，千斤顶设置在上、下扁担梁之间，吊杆穿过上、下扁担梁并固定在上部的扁担梁顶部；所述波形钢腹板吊装系统具体包括单梁航吊、钢轨、吊车梁、上平桁架、立柱、下平杆，所述立柱顶部依次设置有吊车梁以及钢轨，钢轨之间设置有所述单梁航吊，吊车梁之间设置有所述上平桁架；吊车梁两端与立柱底部之间还设置有斜柱，立柱之间设置有下平杆，斜柱底部、立柱底部以及下平杆端部固定为一个节点。

4、进一步地，所述吊杆、钢吊带锚固于上横梁顶部预留孔，所述承重主梁系统承载波形钢腹板吊装系统，并分别通过吊杆、钢吊带承载导梁悬吊系统与横梁底篮系统。

5、进一步地，所述上横梁包括中上横梁、前上横梁；所述中上横梁与前上横梁置于所述主纵梁上方。

6、进一步地，所述立柱顶部与上横梁之间还设置有外斜撑。

7、进一步地，所述吊车梁两端还设置有限位柱，用于限定钢轨位置。

8、进一步地，所述横梁底篮系统包括前下横梁、中下横梁、后下横梁、底纵梁、前平台托梁、前平台、底板侧平台以及底板底模；所述底板底模置于底纵梁之上，底纵梁和底板侧平台置于前下横梁、中下横梁、后下横梁之上；所述底纵梁前端设置有所述前平台，前平台底部设置有所述前平台托梁。

9、进一步地，所述行走系统包括油泵、行走轨道、限位挡板、主限位销钉、副限位销钉；其中，所述行走轨道为波形钢腹板顶部的t-pbl键(twin-perfobond leiste-双孔钢板剪力连接件)内部滑槽，主限位销钉穿过波形钢腹板顶部t-pbl键的圆孔与限位挡板相连，油泵一端抵住所述限位挡板，另一端与主支腿通过副限位销钉相连。

10、上述一种自行自吊装波形钢腹板pc梁桥异步挂篮构造的施工方法，包括如下步骤：

11、步骤一：完成0#和1#梁段施工，利用塔吊或其他起吊设备安装2#梁段的波形钢腹板，并依次吊装承重主梁系统、导梁悬吊系统、横梁底篮系统、波形钢腹板吊装系统和行走系统，形成自行自吊装异步挂篮；

12、步骤二：采用运输车或吊车将3#梁段波形钢腹板运至波形钢腹板吊装系统下方，将波形钢腹板顶部与单梁航吊相连，利用单梁航吊定位并焊接安装3#梁段波形钢腹板，并浇筑2#梁段底板混凝土；

13、步骤三：待2#梁段底板混凝土达到设计强度后，借助与行走轨道中钢腹板开孔钢板铰接的行走系统限位挡板提供反作用力，通过油泵顶推主支腿安全平稳移动，异步挂篮前移至3#梁段，完成非典型断面施工；

14、步骤四：根据步骤二，利用波形钢腹板吊装系统安装4#梁段波形钢腹板，浇筑3#梁段底板和2#梁段顶板混凝土；

15、步骤五：待2#梁段顶板混凝土达到设计强度后，对称张拉2#梁段体内预应力钢束，根据步骤三，将挂篮前移至下一梁段；

16、步骤六：根据步骤四和步骤五，进行后续梁段典型断面异步施工，直至合拢。

17、本发明上述的技术方案至少包括如下有益效果：

18、1.本发明解决了施工现场起吊设备能力不足、短缺、塔吊窝工等问题，由自吊装系统替代施工现场塔吊，节省了经济成本，提高了施工效率。

19、2.依靠波形钢腹板自吊装系统及行走系统解决了悬臂施工中挂篮移动复杂繁琐，拖延工期等问题，同时改进了异步施工步骤，提高了施工效率，缩短了工期，有效降低了施工难度。

20、3.使用外斜撑、斜柱、主支腿防御钩板等构件，在不过分增大挂篮自重的同时，优化了在自吊装系统运行过程中，带给挂篮的不平衡弯矩及扭转作用，增强了挂篮整体结构稳定性。

21、4.解决了使用普通塔吊安装波形钢腹板时，两侧悬臂端出现不对称荷载问题，由普通流水施工改进为平行对称施工，降低了桥梁施工安全风险。

22、5.与背景技术文件相比，本发明所述的异步挂篮上部结构与其他专利不同，斜撑的设置加强了挂篮整体结构强度，更好的平衡两端不平衡弯矩；悬吊桁架增设外斜撑后，有效的保证了波形钢腹板吊装过程中的稳定性，可充分发挥波形钢腹板空间三点吊装定位的优势，有利于波形钢腹板安装时线性的监控和调整；本专利极大地减少了现场塔吊混乱、窝工等问题的发生。