一种桥梁混凝土箱梁施工方法与流程

本发明涉及梁土箱梁施工，尤其涉及一种桥梁混凝土箱梁施工方法。

背景技术：

1、箱梁是桥梁工程中梁的一种，内部为空心状，上部两侧有翼缘，类似箱子，因而得名。分单箱、多箱等。钢筋混凝土结构的箱梁分为预制箱梁和现浇箱梁。在独立场地预制的箱梁结合架桥机可在下部工程完成后进行架设，可加速工程进度、节约工期；现浇箱梁多用于大型连续桥梁。目前常见的以材料分，主要有两种，一是预应力钢筋砼箱梁，一是钢箱梁。其中，预应力钢筋砼箱梁为现场施工，除了有纵向预应力外，有些还设置横向预应力；钢箱梁一般是在工厂中加工好后再运至现场安装，有全钢结构，也有部份加钢筋砼铺装层。其中钢箱梁，又叫钢板箱形梁，是大跨径桥梁常用的结构形式。一般用在跨度较大的桥梁上。外型像一个箱子故叫做钢箱梁。但是现有的箱梁施工方法的过程中会出现材料较多，利用率不高，增加租赁的费用，同时施工过程需要每个步骤间隔，会造成工期较久，因此，需要设计一种施工工期短，费用较低的施工方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种桥梁混凝土箱梁施工方法，解决现有箱梁施工方法工期久，材料租赁费用高的技术问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种桥梁混凝土箱梁施工方法，所述方法包括如下步骤：

4、步骤1：完成辅助墩、过渡墩施工，索塔施工至具备混凝土主梁施工条件位置，搭设边跨混凝土箱梁现浇支架及钢箱梁滑道，支架搭设完成后，对支架进行预压，消除支架非弹性变形；

5、步骤2：在支架上采用纵向分段或横向分块浇注混凝土箱梁a梁段；在混凝土强度和弹性模上达到设计值的95％后，张拉a梁段的纵、横向预应力钢束，使用浮吊将结合段钢梁吊装至滑道上；

6、步骤3：安装桥面吊机，使用滑道将结合段钢梁滑至桥面吊机作业范围内；

7、步骤4：在支架上立模浇注混凝土箱梁b梁段，同时立模浇注d梁段混凝土，即为钢混结合段，在混凝土强度和弹性模量上达到设计值的95％后，张拉b梁段和d梁段的纵、横向预应力钢束；

8、步骤5：在支架上采用纵向分段或横向分块浇注混凝土箱梁c梁段，在混凝土强度和弹性模达到设计值的95％后，张拉c梁段的纵、横向预应力钢束。

9、进一步地，步骤1中搭设边跨混凝土箱梁现浇支架的具体过程为：

10、钢管桩采用φ630×10mm钢管，纵向布置间距为3.5m+7.5m+3×8m+7.8m+8.4m+7.8m+4×8m+7.8m+8.4m+7.8m+7×8m+4m+15.5m+4m。横向布置间距为7.5m+6m+6m+7.5m，钢管桩顶使用16mm钢板焊接柱头，柱头上安装沙筒，沙桶上搭设双拼hn700×300纵向分配梁，纵向分配梁上安装横向贝雷片，贝雷片由90型花架与2片贝雷梁组成贝雷片组，贝雷片组最大间距不超过4m，且布置于隔墙下方，贝雷片组安装后采用10#槽钢焊接贝雷限位。贝雷组上安装底膜纵向分配梁，纵向分配梁采用i25b工字钢，纵向布置间距为4×0.9m+1.2m+0.6m+2×1.2m+3×0.6m+9×1.2m+3×0.6m+2×1.2m+0.6m+1.2m+4×0.9m，标准段底板下采用10cm×10cm方木，轴心间距20cm进行铺设，顶板下方木轴心间距35cm进行铺设，隔墙位置底板下方木满铺，斜腹板下采用三角桁架进行支撑，桁架沿纵向60cm进行布置，桁架上方木轴心间距20cm进行铺设，模板均采用15mm竹胶板。

11、进一步地，步骤1中搭设钢箱梁滑道的具体过程为：

12、考虑施工水位，浮吊不能满足直接将钢梁吊装至设计位置附近，采用滑道将梁端拉至桥面吊机作业范围内，暂时考虑滑道最远端距离主塔承台21m位置，实际长度根据施工水位具体确定，滑道采用钢管桩、横向分配梁和滑道形式。

13、进一步地，步骤1中，支座进场后，核对支座的型号，按规定项目对支座检查、验收，并抽样试验，支座安装前应对桥墩中心距离、支承垫石高程、连接螺栓孔的位置进行复测、检查，支座安装应保持梁体垂直，支座上、下座板水平，不产生偏位，支座四角高差不大于2mm，精确设置支座预偏量，确保终张拉后支座位置的准确性，支座安装后，按规定锚固螺栓，灌浆固定。

14、进一步地，步骤1中支架的模板安装过程为：水平底模→斜底板底模→端模→箱室底板、腹板钢筋及预应力束安装→箱室内模→箱室顶板、顶板钢筋及预应力束安装，模板安装时在梁底设计标高的基础上，按照监控方提供的立模标高修正值以及支架的塑性压缩量进行修正。

15、进一步地，步骤1中支架进行预压的具体过程为：为了消除非弹性变形及掌握弹性变形的准确数据，在模板安装完毕后进行支架预压施工，预压采用砂袋，预压范围为箱梁实际投影面积，预压荷载为箱梁混凝土结构恒载与模板重量之和的1.1倍，以消除支架非弹性变形及基础不均匀沉降。

16、进一步地，步骤2中浇注混凝土前要先进行钢筋施工，具体过程为：

17、步骤2.1：钢筋的检验和堆放，钢筋在进场后，须按照图纸和规范要求进行检验，检验合格后方可使用。钢筋原材料进场后存放在钢筋加工场原材料堆放区，存放时不能直接将钢筋堆放在地面上，采用龙门吊将钢筋整体堆放在混凝土台座上，严禁钢筋着地，并加盖棚布，设置钢筋原材料标识牌；

18、步骤2.2：钢筋加工，钢筋制作前，将钢筋表面的油渍、漆皮、鳞锈等清除干净，具体过程如下

19、1)下料，钢筋下料前，首先对施工图中各种规格的钢筋长度、数量进行核对，无误后进行下料，根据钢筋原材长度与图纸设计长度并结合规范要求，在满足设计、规范要求的同时，减少钢筋损耗，合理搭配钢筋，错开接头位置，确定钢筋的下料长度，对于直钢筋和简单的拉筋，采用砂轮切割机下料，按照施工设计图纸，先调直再正确量取钢筋长度，然后进行切割，切割时必须保证将要套丝的端面平头，保证钢筋端面与母材轴线方向垂直，端头弯曲，马蹄严重的应予以切除，并用砂轮打磨机打磨平整，对于构造复杂的箍筋，采用钢筋智能弯曲机进行下料和加工，下料前根据设计图纸复核钢筋长度，并将钢筋设计参数输入设备，一次性加工完成；

20、2)半成品保护，制作完成的钢筋半成品，经质量检查合格后进行统一编号，并存放在钢筋加工场的半成品加工区，半成品存放与原材料存放相同，做好上盖下垫；

21、步骤2.3：钢筋起吊设备，靠近索塔位置的梁段利用位于塔吊进行钢筋安装，吊距已超出塔吊吊装作业半径，为满足施工需求，设置1台25t汽车吊，用于钢筋吊装；

22、步骤2.4：钢筋安装，主梁钢筋安装顺序按照从底往高的顺序进行，依次为：绑扎底板钢筋→绑扎腹板钢筋→安放腹板预应力管道→绑扎顶板下层钢筋→绑扎顶板上层钢筋及定位筋→安放顶板预应力管道→检查钢筋、管道及锚垫板位置；

23、钢筋安装施工注意点为，

24、1)钢筋绑扎前，核对半成品钢筋的钢号、规格、直径、长度和数量，如有错漏，及时纠正、增补；

25、2)钢筋接头采用焊接接头和绑扎接头，其搭接长度须满足施工规范要求，同一截面内主筋接头数量不得超过全部主筋数量的50％；

26、3)根据设计图纸，主梁箱梁顶板、底板及腹板的钢筋保护层厚度均为2.5cm，采用混凝土垫块进行保护层控制，垫块采用梅花形布置，每平方米不得少于4个，并将垫块和箱梁钢筋进行有效连接，保证垫块固定牢靠；

27、4)钢筋安装过程中，当普通钢筋与预应力管道位置冲突时，应对普通钢筋的位置进行适当的调整，以保证预应力筋位置的准确。与预应力锚盒位置相冲突的箱梁构造钢筋的调整均应与现场监理和设计代表现场商定后实施。

28、进一步地，步骤2中浇注混凝施工的具体过程为：

29、(1)混凝土生产，主梁混凝土由拌合站集中拌制，混凝土施工配备采用2台120m3/h全自动拌合站用于混凝土的生产，整个搅拌系统由微机全自动控制，生产效率高，砼质量稳定，控制系统具有计量误差自动补偿功能，所有混凝土均由拌和楼集中拌和生产，混凝土运输车运送；

30、(2)混凝土运输，混凝土的运输车采用12方的混凝土罐车，浇筑混凝土过程配备6台罐车，保证浇筑时的连续性，每个索塔布置一台hbt90ch-2122d型超高压混凝土卧泵，高压时理论输送量为90m3/h；

31、(3)混凝土浇筑工艺，主梁混凝土浇筑过程要求采用对称浇筑工艺，左右幅关于纵向桥中线对称，主梁混凝土浇筑采用分层平铺法，浇筑按照顺桥向和横桥向均由外向内对称进行，竖向每层浇筑厚度30cm；

32、根据主梁结构特点，采用卧泵泵送混凝土至主梁桥面，采用工作半径16m的布料机进行混凝土的布料，主梁底、腹板浇筑时，混凝土均从腹板进行下料，主梁顶板浇筑时，混凝土连续下料；

33、(4)混凝土的振捣，主梁混凝土振捣采用插入式振捣器进行，每个下料点由3～4人专门负责振捣作业；

34、底板混凝土浇筑时，安排2名作业人员由悬臂端部进入箱室内进行振捣，混凝土自身流动的基础上，利用振捣引导混凝土的流向，确保底板混凝土充实，针对斜腹板斜率较大，从主梁顶部不易进行振捣作业，为保证斜腹板混凝土振捣密实，在斜腹板内侧模板上开设3排直径50mm振捣孔，振捣孔斜距1.2m，顺桥向间距1.0m，斜腹板混凝土浇筑过程中，人工将振捣棒伸入混凝土中进行振捣，当混凝土浇筑至振捣孔位置时，及时对振捣孔进行封堵；

35、混凝土振捣采用p50和p30两种振动棒，用小振动棒配合大振动棒施工，振捣过程中加强对预应力管道、监控元件的保护，禁止振捣过程中碰撞管道而导致管道移位，振动棒采用快插慢提的方式插入混凝土，插入时要垂直，插点分布要均匀，并避免振动棒碰撞模板、钢筋及预应力管道，振动棒作业时，要使振动棒自然沉入混凝土中，不可用力猛插，垂直混凝土面插入，并插入到下层尚未初凝的混凝土中5～10cm，以使上下层混凝土相互结合，动棒插点间距不超过振动棒有效作用半径的1.5倍，间距控制在40cm，插点间距要均匀，振动棒在混凝土内的振捣时间每个插点10～15s，混凝土密实的标志是混凝土停止下沉、不再冒出气泡、表面呈现平坦、泛浆；

36、(5)混凝土的养护，具体过程如下：

37、1)混凝土外部覆盖、洒水养护，主梁混凝土外部采取以保湿为主的养护方法，在混凝土浇筑完成后尽快予以覆盖并洒水保湿养护；

38、顶板混凝土养生：在浇筑完顶板混凝土并完成收面后，及时覆盖塑料布防止混凝土风干龟裂，待混凝土终凝后撤除塑料布，然后覆盖土工布浇水养生，在养生期内始终保持土工布处于湿润状态。箱梁腹板和底板养生：采取洒水养生的办法，采用水泵抽水至桥面后由专人负责洒水养生；

39、2)箱室内混凝土喷淋养护，主梁内模拆除后，安排人员进入箱室内，对箱室内混凝土及时进行喷淋养护；

40、(6)混凝土施工要点，具体如下：

41、1)浇筑混凝土前，再次对模板、钢筋、预埋件进行检查，将模板内的杂物、积水和钢筋上的污垢清理干净；

42、2)布料机下料口端头接一根3m的软管，以便泵管能及时移动浇筑混凝土，浇筑时适当挪动箱梁顶板钢筋，确保软管伸入钢筋骨架内部，确保调整高度以减小其倾落高度至2m以内，防止混凝土产生离析现象，混凝土浇筑至顶板前恢复钢筋间距；

43、3)混凝土浇筑过程中安排技术员专人负责对模板进行检查，发现有胀模和漏浆现象应及时处理；

44、4)主梁顶面混凝土设计2％的双向横坡，在顶板混凝土浇筑前顺桥向预埋标高定位控制钢筋，横桥向标准间距为3.5m，纵桥向标准间距为2m，并将水平角钢顺桥向放置在标高控制钢筋上，角钢两端固定在端头模板上或标高定位控制钢筋上，角钢顶面同顶板混凝土顶面齐平，顶板浇筑完成后用长水平尺纵桥向沿角钢顶面收平处理，角钢拆除后在顺桥向搭设操作平台人工俯视将角钢位置的混凝土用木摸整平。

45、进一步地，张步骤2中，拉a梁段的纵、横向预应力钢束的施工过程为：

46、主梁采用纵、横双向预应力混凝土结构。主梁纵向预应力均采用15-22、15-17、15-5高强度预应力钢绞线，横向预应力采用15-3高强预应力钢绞线，具体过程如下；

47、1)预应力钢筋下料，钢绞线的下料长度为设计预应力束长度加张拉千斤顶操作空间的预留长度，钢绞线的切割采用圆盘锯或砂轮切割机进行，以保证切口平整，线头不散，以便在张拉时检查断丝，禁止用气割、电焊或氧弧切割的方法进行下料，以免钢绞线可能因产生意外搭火而造成损伤；

48、2)预应力管道安装，主梁预应力管道在钢筋安装过程中进行安装，在主梁底板钢筋和腹板钢筋绑扎过程中安装底板纵向预应力管道和横隔板预应力管道，在顶板钢筋绑扎过程中安装顶板预应力波纹管以及桥面板预应力管道；

49、预应力管道安装均采用人工进行，安装时预应力管道应严格按照钢束曲线定位，波纹管按照间距50cm设置定位钢筋，曲线管道应适当加密，过程中注意设置管道防崩钢筋，防崩钢筋必须包住预应力管道并与箱梁主受力钢筋有效连接，预应力管道的连接时，设置内套管、外垫圈的措施，防止管道变形或者穿孔，以杜绝管道漏浆造成预应力管道堵塞；

50、3)预应力钢束安装，根据主梁预应力施工顺序，预应力钢束安装采用先穿法的方式进行，钢绞线采用人工单根穿入，安装时注意按顺序进行，以免钢绞线在孔道内交叉；

51、4)预应力张拉施工具体过程如下：

52、①张拉设备，主梁预应力张拉采用智能张拉控制系统，智能张拉系统由遥控器控制箱、控制主机、千斤顶三大部分组成，预应力智能张拉系统以张拉力为控制指标、伸长量误差作为校对指标，施工时，锚具、千斤顶安装到位后启动自动控制系统，系统自动完成整个张拉作业；

53、通过传感技术采集每台千斤顶的工作压力和伸长量的数据，并实时将数据传输给系统主机进行分析判断，同时泵站接受系统指令，实时调整变频电机工作参数，从而实现高精度实时调控油泵电机的转速，实现张拉力及加载速度的精确控制，系统还根据预设的程序，由主机发出指令，同步控制每台设备的每一个机械动作，自动完成整个张拉过程张拉力控制及钢绞线伸长量的控制、数据处理、记忆储存、张拉力及伸长量曲线显示、调取和打印；

54、②张拉前的准备包括如下：

55、a.张拉千斤顶、配套油泵、压力表标定。张拉设备在使用前进行标定并满足精度要求，标定工作每6个月或张拉300次或出现故障时进行一次；

56、b.检查混凝土是否已达到设计强度要求；

57、c.施工现场已具备确保全体操作人员和设备安全的必要措施；

58、d.检查钢绞线、锚具的技术合格证，并对锚具表面进行质量检查，预应力钢束进场时按照规范截取试样进行表面质量、直径偏差和力学性能试验，符合设计、行业标准和规范要求后方可使用，预应力钢束锚具、夹具进场时，按照出厂合格证和质量证明书核查其锚固性能类别、型号、规格及数量，外观检查、硬度检验合格后在工程中使用；

59、③智能张拉施工张拉准备工作全部完成后，监理工程师确认具备张拉条件后，即可进行张拉作业，首先，张拉技术人员利用笔记本电脑的键盘将孔道编号、千斤顶编号、回归方程、设计张拉控制力值、钢绞线的理论伸长量等数据输入控制箱；

60、张拉作业时，操作人员利用控制箱上的选择键，确定当前所张拉的孔道号，油泵在手持控制箱下工作，给千斤顶缓慢供油，操作工人调节工作锚、限位板、千斤顶及工具锚的相对位置，等张拉设备全部安装调试到位，千斤顶到随意的一个很小的力值时，表示安装工作完成，张拉人员撤离，采用遥控器启动自动张拉程序，整个张拉过程全部由智能张拉设备自动操作完成，当拉力达到控制张拉力时油泵走动停止工作，并且对伸长量是否满足规范要求做出判断；

61、满足要求后，采用遥控器同时启动卸除荷载，千斤顶自动回油收回张拉缸，取出工作锚，该孔道张拉工作完成，张拉过程中，钢束断丝、滑丝必须满足每束钢绞线断丝或滑丝1丝每个断面断丝之和不超过该断面钢丝总数的1％。

62、进一步地，步骤5后还包括结合段施工，具体过程如下：

63、钢混结合段长度6.0m，采用了有格室的后承压板构造，格室长度为2.0m，高0.8m，标准宽0.6m、0.79，钢格室腹板上设置pbl剪力键，格室内填充uhpc，并通过剪力键及钢板与混凝土的摩擦力传递轴力、剪力和弯矩。钢格室通过钢箱梁刚度过渡段与钢箱梁连接，钢箱梁刚度过渡段长3.0m，采用在u肋中间加设t形加劲的方式；

64、结合段钢梁吊装，浮吊选结合段最大重量为180t，采用600t浮吊进行吊装；

65、吊装采用船舶运输到桥位，采用浮吊吊至滑道，滑道将结合段滑至吊机吊幅范围内进行吊装，由桥面吊机将钢箱梁安全准确的提升至桥面并依变幅机构的配合安装在支架上；

66、钢混结合段为本桥主梁的关键部位，设计要求混凝土箱梁a梁段施工完毕养生时间大于7天，强度达到设计强度的95％后方可进行钢混结合段的吊装；

67、结合段就位后，精确调整结合段位置，满足设计要求后，对结合段与已浇筑混凝土梁段进行临时固定，然后进行结合段模板、钢筋及预应力筋安装。

68、本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

69、本发明贝雷布置采用横向布置形式，布置材料用量较少，采用钢管支架采用扩大基础形式，桩基础拆除容易，且费用低，使得施工材料租赁费用大大降低，同时通过张拉梁段和梁段的纵、横向预应力钢束，使得施工的效率更快，施工一条梁段时，可以进行上一个应力施工，工期大大缩短。