一种平面小曲线半径大坡度混凝土节段梁拼装方法与流程

本发明涉及桥梁施工，具体的说，涉及一种平面小曲线半径大坡度混凝土节段梁拼装方法。

背景技术：

1、城市高架桥往往平面曲线半径小，纵坡、横坡大，但是常规节段梁拼装方法仅适用于平面曲线半径大于350m的曲线和直线的桥梁施工，难以适用于平面小曲线半径大坡度的城市公路桥及轻轨桥梁，因此，我们提供了一种平面小曲线半径大坡度混凝土节段梁拼装方法。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种平面小曲线半径大坡度混凝土节段梁拼装方法，以解决当节段桥梁的平面曲线半径过小（136m～350m），常规节段梁拼装方法不能适用平面小曲线半径以及大纵、横坡同时存在的施工工况问题。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种平面小曲线半径大坡度混凝土节段梁拼装方法，按以下步骤进行：

4、步骤s100、按照每联末跨梁过孔步骤进行架桥机过孔；

5、步骤s200、通过架桥机对节段梁3进行提梁；

6、步骤s300、胶拼节段梁3，张拉临时预应力；

7、步骤s400、进行湿接缝施工；

8、步骤s500、浇进行预应力束分级张拉；

9、步骤s600、进行落梁，使架桥机再向前过孔；

10、步骤s700、进行压浆；

11、步骤s800、浇筑封端混凝土，完成整跨架设。

12、架桥机包括钢箱主梁21、导梁22、挑梁25、前辅助支腿15、前中支腿16、后中支腿16a、后辅助支腿18、天车19、发电机组平台、电气系统和液压系统，钢箱主梁21采用箱梁结构，钢箱主梁21的材质为q355b，钢箱主梁21上下分两层，总高5500mm，钢箱主梁21的上部设置有天车轨道，天车19沿着天车轨道自行，钢箱主梁21的底面设置有主梁纵移导轨，主梁纵移导轨每隔45cm开孔并在开孔处通过轴销连接有反力座，钢箱主梁21总长度为56500mm，均分为5个节段，钢箱主梁21的上下层通过法兰螺栓连接，导梁22前后对称设置有两个，导梁22为三角形钢桁架结构，导梁22的弦杆为板材拼焊的工字梁，导梁22的腹杆为22号槽钢扣成的箱形杆件，导梁22的下层中间平面安装有走台，钢箱主梁21的底部和两个导梁22的底部均设有行走轨道，行走轨道的宽度为2500mm，前侧的导梁22与钢箱主梁21的头部之间以及后侧的导梁22与钢箱主梁21的尾部之间均通过平转接头转动连接，钢箱主梁21与两个导梁22之间均连接有平转油缸，导梁22上还设置有若干个销接接头，前辅助支腿15安装在前侧的导梁的前端部，前中支腿16和后中支腿16a反挂自行安装在行走轨道上，后辅助支腿18自行在桥面上，后辅助支腿18的顶部滚动支撑在后侧的导梁22底部的行走轨道，挑梁25在钢箱主梁21的前端和后端上部分别设置有一个，天车19上安装有两个电动葫芦，钢箱主梁21上安装有用于悬挂节段梁3的吊挂20，发电机组平台、电气系统和液压系统均安装在钢箱主梁21上，发电机组平台提供电源分别给电气系统、液压系统、前辅助支腿15、前中支腿16、后中支腿16a、后辅助支腿18、天车19和电动葫芦，电气系统分别与液压系统、前辅助支腿15、前中支腿16、后中支腿16a、后辅助支腿18、天车19、电动葫芦和平转油缸控制连接，液压系统分别提供液压动力给前辅助支腿15、前中支腿16、后中支腿16a、后辅助支腿18、天车19和平转油缸。

13、步骤s100具体操作为：

14、ⅰ.由于跨度大，为保证架桥机过孔时纵向和横向稳定系数能达到1.5，所以需要在架桥机的钢箱主梁21尾端临时挂两个吊挂20，在天车19上临时挂一个吊挂20，此时，天车19行走至后侧的挑梁25上，天车19和三个吊挂20作为过孔配重；然后，架桥机在前中支腿16和后中支腿16a的支承下，向前纵移过孔，当前辅助支腿15即将达到超前墩1时，操控前侧的平转油缸将前侧的导梁22向内侧折弯10度，同时，操控后侧的平转油缸将后侧的导梁22也向内侧折弯11度，后中支腿16a台车向曲线外横移2631mm，前中支腿16台车向曲线内侧横移3029mmm；架桥机的钢箱主梁21继续纵移，直到前辅助支腿15能够支撑到超前墩1，将前辅助支腿15支承站位并锚固在超前墩1上，使架桥机到达三点支承状态，注意：架桥机在达到三点支承状态之前，先将前辅助支腿15、前中支腿16和后中支腿16a三点处的标高测量出来，为确保将来三点支承时，钢箱主梁21能保证三点一线的支承状态，先调整前中支腿16和后中支腿16a的高度到合适的高度，然后再过孔并达到三点支承状态；ⅱ.架桥机处于三点支撑状态后，利用天车19拆除三个吊挂20，架桥机由前辅助支腿15、前中支腿16和后辅助支腿18三点支承，后中支腿16a收起反挂在后侧的导梁22底部的行走轨道下翼缘板上，自行到后侧的挑梁25位置下方，此时天车19也停靠在后侧的挑梁25位置，做好吊装后中支腿16a越过后侧的导梁22与钢箱主梁21相连的平转接头的准备工作；

15、ⅲ.天车19吊装后中支腿16a，越过后侧的导梁22与钢箱主梁21相连的平转接头后，后中支腿16a采用吊运或自行至前中支腿16的后方2800mm处站位并支承钢箱主梁21，前中支腿16收起并由天车自行至前侧的导梁22与钢箱主梁21相连的平转接头处，前中支腿16再由天车19起吊越过此处的平转接头；

16、ⅳ.前中支腿16越过前侧的导梁22与钢箱主梁21相连的平转接头后，前中支腿16反挂于前侧的导梁22底部的行走轨道下翼缘板上，天车19停留在前侧的挑梁处；利用汽车吊将超前墩1上方的前中支腿16的边跨支撑架26安装好，前中支腿16在前侧的导梁22上自行到位并支撑到边跨支撑架26上，前中支腿16升起并支承钢箱主梁21，前辅助支腿15处于不再受力状态；

17、ⅴ.架桥机由前中支腿16、后中支腿16a和后辅助支腿18三点支承，前辅助支腿15锚固解除，收起腾空；天车19停留在前侧的挑梁25的前端，架桥机的钢箱主梁21向前纵移1500mm，在纵移过程逐渐将前中支腿16和后中支腿16a向圆曲线外侧横移，然后，再将后辅助支腿18和后中支腿16a向圆曲线内侧横移；调整后，前中支腿16台车向外侧偏移2000mm，后中支腿16a台车向内侧偏移量减小至2029mm，后辅助支腿18台车往外侧偏移量减小到2743mm，架桥机在纵移过程中需要随时微调前中支腿16、后中支腿16a和后辅助支腿18台车的横向位置，确保钢箱主梁21、导梁22与支腿台车不发生卡阻；

18、ⅵ.架桥机的钢箱主梁21再向前纵移4500mm共向前纵移6000mm，纵移过程中将前中支腿16和后中支腿16a向圆曲线外侧横移，再将后辅助支腿18和后中支腿16a向圆曲线内侧横移，调整后前中支腿16台车向外侧偏移2170mm，后中支腿16a台车向内侧偏移量减小到2209mm，后辅助支腿18台车往外侧偏移量减小到2127mm，架桥机在纵移过程中需要随时微调前中支腿16、后中支腿16a和后辅助支腿18台车的横向位置，确保钢箱主梁21、导梁22与支腿台车不发生卡阻；

19、ⅶ.后辅助支腿18下降，不再支承后侧的导梁22，架桥机由前中支腿16和后中支腿16a两点支承，前辅助支腿15在前导梁22上悬空固定；天车19继续停留在前挑梁的前端，后侧的导梁22反向折弯至与钢箱主梁21成直线状态，再将后中支腿16a台车向曲线外侧横移，前中支腿16台车向曲线内侧横移；调整后，前中支腿16台车外侧偏移量减少到340mm，后中支腿16a台车内侧偏移量减少到1538mm，架桥机在调整前中支腿16和后中支腿16a台车的横向位置时，要交替进行，避免支腿台车和钢箱主梁21出现卡阻现象；如果调整后，前中支腿16和后中支腿16a有倾斜倾向时，则调整纵移装置的纵移油缸，确保前中支腿16和后中支腿16a始终保持竖直状态；

20、ⅷ.然后，天车19向后行走30m，停留在后中支腿16a前方6700mm处的钢箱主梁21上；前中支腿16台车向外侧偏移量减小到340mm，后中支腿16a台车向内侧偏移量减小到1532mm，架桥机调整前中支腿16台车和后中支腿16a台车的横向位置时，要交替进行，避免两个台车和钢箱主梁21出现卡阻现象；

21、ⅸ. 接着，调整前侧的导梁反向折弯至与钢箱主梁21成直线状态；前中支腿16台车向外侧偏移到前中支腿16的中部位置，后中支腿16a台车向内侧偏移到后中支腿16a的正中部位，架桥机调整前中支腿16台车和后中支腿16a台车的横向位置时，要交替进行，避免两个台车和钢箱主梁21出现卡阻现象，如果调整后，前中支腿16和后中支腿16a有倾斜倾向时，则调整纵移装置的纵移油缸，确保前中支腿16和后中支腿16a始保持竖直状态；之后，以后中支腿16纵移装置为主，前中支腿16纵移装置为辅，一起将钢箱主梁21向前纵移9500mm；

22、ⅹ.然后，以后中支腿16a纵移装置为主，前中支腿16纵移装置为辅，一起将架桥机的钢箱主梁21再向前纵移3200mm确保钢箱主梁21支承到前中支腿16台车上，然后安装后辅助支腿18，将后辅助支腿18自行至前墩2的后方6500mm处，将后辅助支腿18台车向圆曲线外侧方向偏离后辅助支腿18中心线705mm，然后，使后辅助支腿18台支承后侧的导梁22，后中支腿16a卸载脱空，天车19向后行走到后侧的挑梁上方，天车19起吊后中支腿16a并将后中支腿16a吊运到前墩2盖梁中心线上就位安装，后中支腿16a在前墩2盖梁上锚固好后，使后中支腿16a支撑钢箱主梁21，架桥机站位完成；

23、ⅺ.然后，调整前中支腿16和后中支腿16a的高度，确保纵坡小于2%，完成后，后辅助支腿18自行行走到后中支腿16a后方，准备下一过孔时支撑使用；接着，调整钢箱主梁21与前中支腿16和后中支腿16a的相对位置，当53m跨度150m曲线半径时，前中支腿16和后中支腿16a的横移装置顶推钢箱主梁21向曲线外侧整体横移1210mm，使钢箱主梁21中心线位于线路中心线与墩柱中心连线组成矢高的二分之一处，使架桥机受力均衡，架桥机过孔完成，准备悬挂、拼装节段梁3。

24、步骤s200具体操作为：提梁时需要提前通过在cad图上模拟出钢箱主梁21中心线与每一片节段梁3中心之间的距离，计算出吊挂20需要的偏移量，在天车19的起吊端安装吊具24并调整吊挂20偏移量，在节段梁3胶拼时可避免因天车19横移量不足而造成的节段梁3无法到位胶拼现象；

25、由于吊挂20进行了偏移调整，导致提梁时节段梁3重力分配不均匀，此时需要对受力吊杆进行调整，受力大一侧使用1080pφ50的精轧螺纹钢作为受力吊杆，受力小的一侧则使用1080pφ36的精轧螺纹钢作为受力吊杆；

26、现场地理环境复杂，可供施工范围小，因地面建筑物的限制，如果按照正常提梁无法满足施工要求，此时提梁可采用“内藏式”提梁法，具体操作为：节段梁3由运梁车运至现场，在天车（19）的起吊端安装好吊具24和吊挂20，天车19提梁时向盖梁内侧靠300mm~500mm，然后向上提升节段梁3，直至盖梁底部，然后水平向前移动500mm~1000mm，再向上提升至胶拼位置，完成提梁。

27、步骤s300具体操作为：0#块定位时在下方安装沙箱作为临时支座，待永久支座灌浆结束强度达到设计要求时方可撤除临时支座；

28、胶拼时需有临时预应力精轧螺纹钢张拉，因曲线半径小，有较大的法向的分力，导致节段梁3有一个向曲线外移动的趋势，为防止胶拼过程中节段梁3向曲线外侧移动，导致原有的线性发生变化，在胶拼过程中需给节段梁3增加一个反向力用以平衡，具体操作为：在第三片节段梁3及第六片节段梁3上分别安装一个20吨的手拉葫芦，另一端锚定在曲线内侧法线方向，当节段梁3有一个向曲线外移动的趋势时，手拉葫芦会提供一个反作用力作为平衡力，防止节段梁3向曲线外移动；

29、胶拼时节段梁3的重心随着胶拼的数量的增加而动态变化的，此时需计算出偏心力距，然后用汽车吊在节段梁3一侧安装配重块来平衡，防止已经胶拼完成的节段梁3发生水平扭转，具体安放位置需要精确计算得出，以力矩平衡为原则；

30、提梁时从小里程向大里程依次提梁或大里程向小里程依次提梁，第一片节段梁3与第二片节段梁3预留400mm~500mm的调整空间，倒数第二片节段梁3和倒数第一片节段梁3高低错开，纵坡较大时，倒数第一片节段梁3在设计桥面标高上方，倒数第二片梁与设计桥面标高持平，为前方的节段梁3预留出足够的胶拼空间；当纵坡为6%时，胶拼过程中节段梁3由于受自身重力的影响，有一个向低处滑动的力，不易控制两端湿接缝的宽度，为防止节段梁3向低处滑动，则给以节段梁3一个平行于纵坡的平衡力，在较低一侧的湿接缝内安装支撑装置；

31、每片节段梁3安装精确定位后，随即安装节段间临时预应力钢棒，匹配面涂抹环氧树脂粘结剂后，施加临时预应力提供0.3mpa的压应力，使其挤紧固化，立即用通孔器检查孔道，消除由于环氧树脂胶挤进孔道的风险，胶拼完成，开始进行湿接缝施工。

32、步骤s400具体操作为：在进行湿接缝施工前，需要对构件端部进行处理；通常需要对盖梁表面进行凿毛，并清除表面的松散骨料和碎块，并用钢丝刷将表面松散浮渣刷去，检查处理后的混凝土表面凹凸不平度，确保满足设计要求，安装湿接缝的模板及将各种构造筋安装至所在位置，波纹管插入预留孔道，模板外模采用整体钢模，内模采用木模，使用电动葫芦整体吊装，安装湿接缝模板同时，进行钢绞线的穿束工作；

33、在模板和钢筋处理完毕后，浇筑混凝土，每一个湿接缝的灌注顺序依次为底板、两侧腹板和顶板，混凝土灌注也必须连续进行，中间不得停顿，在浇筑过程中，要确保混凝土充满整个接缝区域，排除气泡，并振实；

34、混凝土浇筑后，要进行适当的养护，以确保混凝土充分硬化，需要保持湿润，并避免剧烈振动，在拆模过程中，要避免对湿接缝造成损伤，拆模后，对湿接缝进行成品保护，防止污染和损坏。

35、步骤s500具体操作为：施加预应力前，需对混凝土试块进行强度检查，经过标准养护后的混凝土试块，进行抗压强度试验，根据试验结果，可以判断混凝土的强度是否大于设计要求40mpa；同时对湿接缝各部位进行检验，包括预埋件、预应力孔道、排气孔和压浆孔，发现问题按有关规定进行处理，采用压力水冲洗孔道，并用压缩空气排除孔内积水；施加预应力的顺序为底板束→上齿块→下齿块→体外束；

36、预应力束分级张拉程序为：0→25%σcon→50%σcon→80%σcon→100%σcon持荷5min后锚固；预应力束在张拉控制应力持荷 5min 后，千斤顶回油锚固，锚固后预应力束外露的多余长度钢绞线用砂轮切割机割除，切割后锚板外外露的钢绞线长度不得小于 30mm，并安装真空辅助压浆的预应力锚头专用锚罩。

37、步骤s600具体操作为：根据桥梁的跨度和重量，必须精确地计算和控制各种参数，以保证桥梁的安全性和稳定性，在落梁之前，节段梁3的重力处于架桥机上，通过调整架桥机油缸使节段梁3的重力转移到临时支座上，此时就可以拆除吊挂20与节段梁3的连接，架桥机再次向前过孔。

38、步骤s700具体操作为：预应力束分级张拉完成后，在48时内进行压浆；压浆前，清除梁体孔道内杂物和积水，浆体压入梁体孔道之前，首先开启压浆泵，使浆体从压浆嘴排出少许，以排除压浆管路中的空气、水和稀浆，当排出的浆体流动度和搅拌罐中的流动度一致时，方可开始压入梁体孔道，压浆的最大压力不宜超过 0.6mpa，压浆充盈度达到孔道另一端饱满并于排气孔排出与规定流动度相同的浆体为止，关闭出浆口阀门后，保持不小于0.5mpa 的压力下保压 2min 的稳压期。

39、步骤s800具体操作为：最后绑扎封端钢筋网，并将封端钢筋网与封端预留筋焊接，浇筑封端混凝土，封端混凝土采用c50微膨胀混凝土，封锚前将梁端槽口处混凝土凿毛，并对锚具进行防锈处理，在浇筑封端混凝土时，敲击模板确保混凝土密实，封端混凝土脱模后立即浇水养护，以加强封端混凝土与梁体混凝土的连结，完成整跨架设。

40、本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体地说，本发明采用预应力混凝土节段预制拼装施工，可提高桥梁施工质量、加快施工进度，有效地减少上部结构现浇施工所产生的噪声、光、视觉、废弃物等环境污染，并可大大减轻因支架法施工而对周边区域造成的交通压力，切实有效的提出了一种在既有城市中，平面小半径大纵坡、大横坡同时存在的情况下架桥机过孔方法及施工方法和注意事项，本发明能让架桥机在无需搭设辅助支架的情况下通过小曲线半径桥梁，且可架设最小平面曲线半径为136m、最大纵坡5.53％、最大横坡6％、最大跨度53m同时出现的情况，施工效率高。