一种桥梁下横梁施工方法与流程

本发明涉及桥梁施工，尤其涉及一种桥梁下横梁施工方法。

背景技术：

1、索塔指的是悬索桥或斜拉桥支承主缆的塔形构造物，索塔结构有多种类型，主要根据拉索的布置要求、桥面宽度以及主梁跨度等因素选用。常用的索塔形式沿桥纵向布置有单柱形、a形和倒y形，沿桥横向布置有单柱形、双柱形、门式、斜腿门式、倒v形、倒y形、a形等。索塔横截面根据设计要求可采用实心界面，当截面尺寸较大时采用工形或箱形截面，对于大跨度斜拉桥采用箱形截面更为合理。

2、索塔作为悬索桥重要的支承结构，承受着竖向荷载和纵横桥向的水平荷载，塔柱间设置上下横梁使塔柱形成门式框架结构。目前，索塔横梁构造施工方法陈旧、落后，不能适应桥梁跨度增长及塔高度变化的需求。同时，支架搭设周期长，存在交叉作业，施工安全风险高。支架搭设完成后需要进行预压，耗时耗材。

3、以平南特大桥为例，平南特大桥位于广西贵港市平南县境内，桥位距离上游平南浔江大桥约10km，距离下游武林港码头大约5.3km；大桥自北向南依次跨越秦川河、国道g241、平南县石灰村及其村道、浔江、县道x352，沿西石岭屯东侧向南，止于大塘屯东南面附近，是全州至容县公路(平南至容县段)的控制性工程。平南特大桥桥梁全长2273m，其中主桥桥长1016m，北引桥桥长953.5m，南引桥桥长303.5m，主桥桥梁轴线与浔江水流流向正交。由于索塔高度高，起重作业频繁，且桥塔位于浔江岸边，日常风速较大，对起重作业影响较大，施工风险性高。下横梁需设置大型支架，且塔柱施工过程还需设置横撑，临时结构众多，施工效率低，工期长。因此，需要设计一种桥梁下横梁施工方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种桥梁下横梁施工方法，解决现有桥梁下横梁施工高度高，安全性低和施工效率低的技术问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种桥梁下横梁施工方法，所述方法包括如下步骤：

4、步骤1：对桥梁下横梁的支架进行设计；

5、步骤2：对桥梁下横梁的支架进行施工；

6、步骤3：在支架上进行钢筋及预应力施工；

7、步骤4：进行模板安装；

8、步骤5：桥梁下横梁混凝土施工；

9、步骤6：横梁预应力施工；

10、步骤7：横梁支架拆除施工。

11、进一步地，步骤1的具体过程为：

12、索塔下横梁施工采用钢管立柱、型钢主梁和盘扣支架的方式，侧模板采用定型钢模板，底模采用1.5cm竹胶板，下顺桥向满铺布置10×10cm方木，方木下设置横桥向i14工字钢主楞，按下横梁底面线型进行加工，i14工字钢布置间距为60cm，工字钢下设置盘扣支架，盘扣支架立杆采用φ60×3.2mm钢管，水平杆及竖向斜杆采用φ48×2.5mm钢管，盘扣支架在横、纵桥向方向间距均为60cm，盘扣下的底托梁采用i36工字钢，工字钢下布置双拼hn700承重梁，承重梁下布置φ800×8的钢管桩。

13、进一步地，步骤2的具体过程为：

14、步骤2.1：支架制造及运输，所有钢结构构件按照设计图纸进行下料，钢立柱、连接系、型钢主梁、三角托架由钢结构加工厂制作，要求达到二级焊缝标准，平联焊缝采用二级焊缝标准，钢结构材料加工均在施工现场进行焊接作业，支架加工时其焊缝、拼装质量及外形允许偏差要求应相关的要求，根据现场安装需要，支架构件利用平板车运输至现场，部分材料由船舶运输至施工现场，转运过程中注意以下事项：分类堆放，运输过程中注意避免破坏钢构件表面油漆，避免在转运过程中钢构件被挤压碰撞导致变形；

15、步骤2.2：对支架进行安装；

16、步骤2.2.1：下横梁支架预埋件施工，下横梁支架立柱预埋件采用2cm厚的锚板与直径20mm的精轧螺纹钢采用可拆卸方式连接，设置16根精轧螺纹钢，单根精轧螺纹钢长度80cm，在承台施工时，按下横梁支架图纸对承台顶布置的钢立柱进行立柱预埋件预埋；

17、步骤2.2.2：横梁支架施工

18、①下横梁支架钢管立柱、平联安装，下横梁采用塔梁异步施工，待爬模爬升至下横梁之上三个节段时，开始下横梁支架搭设，钢管支架安装时吊垂线控制其垂直度，钢立柱通过在距离其端部3cm处开孔作为其吊装孔，两吊装孔沿着钢管中心轴线布置，承台范围内的钢立柱安装前先清理预埋件顶面，放出中心点，画出安装线，塔吊吊装底节钢立柱进行对位，底部与安装线重合后再预埋板上点焊柱脚劲板对立柱底部进行限位，再校准垂直度与顶部中心点坐标，符合要求后施焊柱脚焊缝以及焊接加劲板，承台区域外的钢立柱通过旋挖钻机引孔至中风化岩层，然后灌注混凝土再插入钢管桩，孔内上部区域回填粗砂进行固定，底部混凝土灌注高度须大于1.0m，能够满足2603kn的受力要求，保证基底钢管桩的承载能力及稳定性；

19、钢立柱沿着竖向设置施工作业平台，分别在平联及柱顶处各设置一道，施工作业平台由三角托架支撑，沿着立柱周围均匀布置8道，与立柱焊接而成，托架顶面放置5mm花纹钢板，托架外侧设置1.2m高的护栏并满挂安全网，托架由∠50×6mm角钢焊接而成，钢立柱作业平台间爬梯采用钢筋直梯进行上下，钢筋直梯扶手立杆采用中a22的光圆钢筋，背篓采用中a10的光圆钢筋，踏板钢筋采用a10的光圆钢筋；

20、钢管立柱之间通过钢管平联及斜撑连接，平联及斜撑的下料长度根据相邻钢管立柱之间的实际间距调整下料，采用连续角焊缝施焊连接，平联与钢立柱连接采用哈佛接头，每道平联下方均设置一道兜底防护网进行防护；

21、②主承重梁及分配梁安装，下横梁支架主承重梁采用双拼hn700×300型钢，支撑结构安装完成后用塔吊整体起吊安装，主横梁安装完成后进行分配梁的安装，利用塔吊直接吊装放主横梁之间，并按设计距离摆放；

22、③盘扣支架及其上模板系统搭设，下横梁盘扣支架立杆采用φ60×3.2mm钢管，水平杆及竖向斜杆采用φ48×2.5mm钢管，盘扣支架在横纵桥向方向间距均布置为60cm，盘扣支架在地面分区域搭设，再将搭设好的盘扣支架利用塔吊整体吊装至分配梁上，盘扣支架其上设置i14工字钢分配梁，工字钢沿纵桥向铺设，利用塔吊吊装到位，间距与盘扣支架间距相同，分配梁上布置模板次楞，模板次楞采用10×10cm方木满铺，次楞顶铺设1.5cm厚竹胶板作为底模；

23、步骤2.3：支架预压，下横梁支架为了消除非弹性变形及掌握弹性变形的准确数据，在下横梁模板安装完毕后进行支架预压施工，预压采用砂袋，预压范围为横梁实际投影面积，预压荷载为横梁混凝土结构恒载与模板重量之和的1.1倍，消除支架非弹性变形及基础不均匀沉降。

24、具体过程为：

25、步骤2.3.1：支架预压准备

26、1)检查预压底模；

27、2)底模安装完成后，检查底模安装情况，确保底模落实、不得存在落空、悬挑等现象底模接缝平顺，不得存在突出物、尖锐折点的现象；

28、3)预压所用沙、沙袋提前进场，检查沙袋有无破损；

29、4)提前标定10个沙袋的重量取得平均值作为沙袋重量参考值；

30、5)在施工现场四周悬挂安全警示文字标牌，对预压范围进行围挡封闭，无关人员不得进入施工现场内；

31、步骤2.3.2：测点布置，横梁支架预压观测点每三米作为一个断面布设，共五个断面，每个断面对称设置5个测点；

32、步骤2.3.3：预压加载及卸载，具体过程为：

33、1)加载前，设置好断面观测点并报检监理及总承包部，检测点位、标高及荷载情况，并经同意后方进行加载；

34、2)加载支架加载时，从中心线向两侧进行对称布载，加载过程分三级进行，预压时依次施加单元内预压荷载值的60％、80％、100％。每级加载完成后，每间隔12h对支架沉降量进行监测，当支架测点连续2次沉降差平均值均小于2mm时，方可继续加载；

35、支架预压过程的预警阈值:①分级加载时，各监测点12h的沉降量平均值＞2mm；②加载完成后，各监测点最初24h的沉降量平均值＞1mm，或各监测点最初72h的沉降量平均值小于5mm。预压验收应满足下列要求之一：各测点沉降量平均值小于1mm或连续三次各测点沉降量平均值累计小于5mm；

36、支架预压满足验收条件后可一次性卸载，支架两侧应对称均衡、同步卸载。

37、进一步地，步骤3的具体过程为：步骤3的具体过程为：

38、步骤3.1：钢筋安装，横梁钢筋根据施工图进行配料，在加工场加工成型，编号堆放，现场绑扎，横梁分两次浇筑，钢筋的绑扎分两次绑扎，竖向钢筋一次安装到位；

39、绑扎顺序为：底板钢筋→腹板竖向、第一层腹板水平钢筋和勾筋→横隔板竖向钢筋和第一层隔板水平钢筋和勾筋→第二层腹板水平钢筋、勾筋→第二层隔板水平钢筋、勾筋→顶板钢筋；

40、在横梁施工时，为方便施工并根据设计要求，对直径≥25mm的钢筋采用直螺纹接头接长，横梁处预埋的钢筋均采用套筒方式，不能截断主筋，钢筋接头采用绑扎或搭接，横梁上下各2.5m范围内不得设置钢筋接头；

41、钢筋采用塔吊逐捆起吊安装就位，安装顺序为主筋、箍筋和水平筋；

42、步骤3.2：波纹管埋设，上横梁、下横梁预应力管道均采用埋设塑料波纹管的方法进行预留，波纹管除外观检查外，应进行合格性检验，检查合格后，波纹管才可运到现场施工；

43、波纹管安装由定位钢筋定位，定位筋应按照图纸布设，波纹管连接时，接头管采用大一号的波纹管套接，两端用热熔接头连接，防止接头处漏浆，波纹管就位后，用钢筋卡子与定位钢筋固定，以防止浇筑混凝土时波纹管上浮，波纹管的安装误差要满足设计和规范要求；

44、步骤3.3：锚具安装，预应力锚固端采用深埋锚工艺，即在锚垫板上栓接一段预埋套筒，套筒采用直缝电焊钢管，套筒单根长259mm，因深埋锚的套筒直径较大，避免不了与钢筋冲突而割除钢筋问题，施工时预留张拉槽口，预应力张拉完成后，再连接竖向主筋，后浇封闭锚混凝土；

45、套筒座板与锚垫板之间采用4枚m8×20螺栓连接，连接前应预先在锚垫板上攻丝并在锚固预埋套筒座板相应位置上打孔，3个锚具安装工作孔和1个灌浆孔；

46、锚固预埋套筒外缘埋入塔柱外侧表面内3cm，多余部分应予以割除，施工塔柱时应预先用泡沫塑料封堵套筒，以防施工时混凝土进入套筒，预应力张拉时应用特制的工具式过渡板在塔柱外壁进行张拉。

47、进一步地，步骤4的具体过程为：

48、下横梁底模系统采用1.5cm竹胶板，横梁底模通过10×10cm方木的分配梁落在盘扣支架上；

49、下横梁外侧模板采用分块拼装式钢模板+[8+背楞+][14a组拼，用φ20对拉拉杆固定，内模采用自行设计的小块模板组拼，内模顶板和侧板采用脚手架对撑固定，横隔板采用木模对拉和采用脚手架固定，人洞采用自制的木模进行施工，外侧模板标准块设计时考虑与塔座及上横梁模板共用，达到节省材料的效果，异形块单独按同等型号材料再行加工；

50、下横梁模板由塔吊逐块起吊安装，安装之前做好涂脱模剂等准备工作，安装顺序依次为：底模→第一层外侧模板、内侧模板、横隔板模板→第一层混凝土浇筑后→翻模做第二层外侧模板→内侧模板、横隔板模板→顶板模板，底模安装前根据结构计算设置预拱度；

51、下横梁外侧模板准确定位后，将其底部固定于分配梁上，并用对拉螺杆与内侧模板相对固定，横梁内模之间采用φ60小钢管满堂脚手架相互支撑。横隔板两侧模板用对拉螺杆固定，并与脚手架支撑连接固定，为防止腹板及横隔板混凝土向底板外翻，横梁底板顶部四周设压角模板，横梁第一次混凝土浇筑完成后，等混凝土达到固定强度后，搭设顶板底模脚手架，顶板底模与内侧模及横隔板模板连接固定；

52、下横梁混凝土分两层浇注，内外模板均采用翻模法施工。内侧模板均设置为小块模板，以方便施工完成后从人孔运出。

53、进一步地，步骤5的具体过程为：

54、下横梁混凝土分两次浇筑，施工方法与塔柱混凝土施工相同，但横梁施工为高支架施工，且为预应力混凝土；

55、步骤5.1：横梁混凝土浇筑，横梁混凝土均由项目拌和站集中拌和生产，采用2台hzs-120型搅拌机，混凝土运输车运送，采用hbts80-13-90型卧泵泵送入仓，插入式振捣器振捣，混凝土由中间向两侧全断面分层对称浇筑，保持横梁支架均衡对称受力；

56、横梁混凝土浇筑顺序为：底板→腹板、横隔板→顶板，为了防止翻浆，在底板倒角位置用木板设置反压板，横梁第二层浇筑从腹板、隔板开始依次浇筑至顶板，混凝土分层浇注，每浇注层厚度按30cm控制，底板、腹板、横隔板下料时采用溜筒下料以保证混凝土自由下料高度不大于2.0m，混凝土浇筑由中间向两端分层进行；

57、步骤5.2：横梁混凝土施工缝处理及养护，施工缝处理：采用人工凿毛的方法，立模前凿毛清理至露石后，用高压气冲洗；

58、步骤5.3：混凝土拆模时间，模板在混凝土初期养护阶段起到保温效果，限制混凝土的拆模时间，规范要求砼抗压强度达到2.5mpa时即可拆除侧模板，在冬季拆模时间不少于3天，待混凝土强度达到设计强度95％并混凝土浇筑时间大于7天后，张拉预应力，预应力张拉完后，拆除底模。

59、进一步地，步骤6的具体过程为：

60、步骤6.1：钢绞线下料、人工穿束，穿束前在相应塔柱预埋件上搭设张拉工作平台，采用两端张拉，每端都应预留工作长度1.0m，用砂轮切割机分批下料，编号成捆，运输至现场进行人工穿束，穿束前应检查锚垫板位置是否正确，采用空压机清除杂物，确保孔道畅通；

61、下横梁内布置56束钢绞线，所有预应力锚固点均设在塔柱外侧，采用深埋锚工艺，预应力管道采用塑料波纹管和真空压浆工艺；

62、步骤6.2：钢绞线预应力张拉，预应力张拉压浆应采用张拉压浆设备，根据设计要求，横梁预应力束分批进行张拉，钢束均为两端张拉，并采用张拉吨位与引伸量双控，预应力钢束必须在混凝土龄期大于等于7天，混凝土强度达到设计强度的95％以上，弹性模量达到90％以上方可张拉；

63、张拉顺序按设计图纸执行，张拉顺序为：先从腹板中部向上下缘依次进行，腹板两侧同一高度的预应力钢束对称张拉，再从顶、底板中部向左右对称张拉，预应力钢束对称张拉，并保证同步，横梁预应力钢绞线采用标准强度1860mpa钢绞线，钢绞线锚下设计张拉控制应力为1395mpa；

64、步骤6.2.1：锚具的安装及准备工作具体过程为：

65、①将锚垫板内的混凝土清理干净，检查锚垫板的注浆孔是否堵塞；

66、②清除外露钢绞线上的锈蚀、泥浆；

67、③检查预应力孔道中是否有漏浆粘结预应力钢绞线束的现象，如有予以排除；

68、④安装工作锚板，工作锚板上用石笔编号，同一编号的钢绞线逐根穿入锚板孔，锚板推至锚下垫板止口环内，锚板孔编号、方向、位置在横梁的两端一致；

69、⑤安装夹片，每副夹片用橡胶圈箍在一起，沿钢绞线端用手将其紧推入锚板孔，安装时锚板、锥孔、夹片清洁，不许锚板、钢绞线、夹片有浮锈、油污和砂粒的杂物，夹片全部安装就位后，用螺丝刀调匀夹片间缝隙，用手锤将每孔中夹片击平，再逐孔打紧，打紧夹片时，不过重敲打，以免敲坏夹片；

70、步骤6.2.2：千斤顶定位安装的过程为：

71、①安装限位垫板控制夹片的移动位置，使夹片跟进较整齐，限位板与工作锚配套使用，两者孔位一致，安装时将限位板沿钢绞线端推靠工作锚板即可；

72、②钢绞线端部用铁丝稍加捆扎，将千斤顶吊起套穿在钢绞线上，前支承口套在限位板外面，千斤顶与孔道中线初对位，油管与油泵相连接，然后充油、活塞伸出3～5cm；

73、③装上可重复使用的工具锚板后，去掉钢绞线上的扎丝，按钢绞线的编号穿入工具锚所对应的锚孔内，工具锚推入千斤顶缸体外口套座或过渡垫圈内，两锚板孔位方向一致，保持钢绞线自然平行，防止千斤顶内钢绞线错位交叉；

74、④安装工具夹片，使千斤顶与孔道中线精确对位，工具夹片可涂抹黄油或包裹塑料薄膜，以便拆卸；

75、⑤锚具、限位板和工作锚都顺直，不扭曲，限位板不压在夹片上，限位板与锚具、千斤顶配套；

76、步骤6.3：预应力孔道压浆和封锚，张拉后进行管道压浆，压浆采用真空辅助吸浆技术，压浆应在24h内完成，压浆密实，压浆的水泥浆标号不应小于50号，水灰比不大于0.35，浆内掺入阻锈剂；

77、步骤6.3.1：真空辅助压浆施工过程为：

78、①后张法预应力混凝土结构中，预应力筋的腐蚀大部分是由于施工和混合料配制不好的结果，配合比是影响混凝土内在质量的一个因素，配合比是否合理，直接影响到灰浆强度和灌注密实度是否达到预定的设计要求，采用真空灌浆可消除气泡的产生，在灌浆之前，孔道内90％的空气被抽出，其次可消除混在稀浆中的气泡，减少有害水分的聚集地，再次真空灌浆工艺提供连续、设定速度的施工，且能提供均匀、密实的灰浆灌满率在99％以上；

79、②张拉施工完成后，切除外露的钢绞线，进行封锚，清理锚垫板上的灌浆孔，保证灌浆通道的畅通，与引出管接通；

80、③当真空度达到并维持在-0.06～-0.09mpa时，启动灌浆泵，打开灌浆阀，开始灌浆，当浆体经过空气过滤器时，关掉真空泵及抽气阀，打开排气阀，观察排气管的出浆情况，当浆体稠度和灌入之前的稠度一样时，关掉排气阀，仍继续灌浆2～3min，使管道内有固定的压力，最后关掉灌浆阀；

81、④整个预留孔道及孔道的两端必须密封，且孔道内无砂石杂物，预留孔道用的管材必须有设定的强度，必须与混凝土可靠粘强，防止在孔道抽真空过程中，管壁瘪凹，孔道的真空度控制在-0.1mpa；

82、步骤6.3.2：施工时控制条件包括如下：

83、①锚头密封好，在密封后24h开始灌浆；

84、②灌浆管选用牢固结实的高强度橡胶管，抗压能力≥1mpa，带压灌浆时不能破裂，连接要牢固，不得脱管；

85、③掌握材料配合比，避免水全部泌出，易造成管道顶有空隙，对未及时使用而降低了流动性的水泥浆，严禁采用加水的办法来增加流动性，各种材料的偏差不得大于2％。

86、④中途换管道时间内，继续启动灌浆，让浆体循环流动；

87、步骤6.3.3：封锚，压浆完毕后，将锚具周围冲洗干净并凿毛，然后设置钢筋网和浇筑封锚混凝土，以防锚具锈蚀，混凝土标号与塔柱混凝土相同，保证封锚混凝土与塔柱混凝土颜色一致；

88、封锚程序如下：

89、①设置端部钢筋网；

90、②妥善固定封端模板，以免在浇筑砼时模板走动而影响外观；

91、③封端砼的强度应符合设计要求；

92、④浇筑砼时要仔细操作并认真插捣，使锚具处的砼密实，由于塔柱截面为倾斜，为了保证外观质量，横梁梁端槽口封锚模板采用与塔柱截面相同的模板进行封锚。

93、进一步地，步骤7的具体过程为：

94、步骤7.1：支架卸落，卸落支架按由上到下顺序进行，分几个循环卸完，卸落量开始宜小，以后逐渐增大，在纵向应对称均衡卸落，在横向应同时一起卸落，在拟定卸落程序时应注意在卸落前应在卸架设备上画好每次卸落量的标记，从跨中向支座依次循环卸落；

95、步骤7.2：模板拆除，具体过程如下：

96、1)模板拆除按设计的顺序进行，遵循先支后拆，后支先拆的顺序，拆除时严禁抛扔；

97、2)内模拆除，内模由两端向中间进行，先将内模支撑拆除，然后将内模竹胶板逐块撬开，拆除内模，内模拆除完毕后由预留人洞送出；

98、3)侧模拆除，在混凝土强度能保证其表面及棱角不因拆除模板而受损后，方可拆除，在混凝土抗压强度达到2.5mpa时方可拆除，先拆不承重的模板，后拆承重部分的模板，自上而下；

99、4)底模拆除，支架顶托和纵横方木拆除后，用钢钎轻轻撬动模板或用木棰轻击，拆下第一块，然后逐块逐段拆除，严禁使拆下的模板自由坠落于地面。

100、步骤7.3：盘扣支架拆除，支架拆除顺序遵循先装后拆、后装先拆的原则，支架拆除时，先松开支架顶托，解除方木与梁底的支撑，依次拆卸横纵梁和顶托，然后通过汽车吊配合人工按支架拆卸原则逐步对称拆卸；

101、支架卸架按规范要求执行，原则要求对称、少量、分次、逐步完成，以便使横梁本身平衡承受恒载，避免结构物在卸架过程中发生质量事故；

102、支架拆除时，在支架拆除区域设置警戒人员，对拆除区域范围以外6m进行警戒，安全员现场监督，拆除过程中禁止一切无关人员进入拆除区域；

103、拆除梁底支架时，先将顶托降低5cm至10cm，拆除梁底方木及模板后移出主楞工字钢，利用汽车吊或塔吊将工字钢吊放至地面，逐层拆除脚手管支架，将杆件成捆吊放至地面，扣件装入口袋或桶体内吊运至地面；

104、步骤7.4：钢管贝雷支架拆除，钢管贝雷拆除时，拆除顺序遵循先装后拆、后装先拆的原则，贝雷以上支架拆除完毕后，解除贝雷梁之间剪刀撑，先用手拉葫芦使贝雷梁横向滑移至翼缘板下，然后采用塔吊分段吊装下落，吊点设置在贝雷梁两端第二片贝雷梁节点上，贝雷拆除完毕后将其转移至指定地点，贝雷梁拆除完毕后，解除主横梁约束，然后用塔吊整体吊装下放，最后解除钢管桩横联和斜撑，分节段拆除钢管立柱。

105、本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

106、本发明下横梁分两次进行混凝土浇筑，并均采用塔梁异步施工方式，可以大大的提高施工的效率，缩短工期，可以减少了设备的租赁时间，降低成本，施工安全性更高，横梁支架结构形式为钢管桩+型钢承重梁+盘扣支架形式，使得施工更加便捷，缩短施工工期。