本发明涉及桥梁施工,具体为一种新型刚构桥牛腿托架机构、施工方法及其成桥线性变形控制方法。
背景技术:
1、目前随着桥梁工程建设的不断发展,在预制拼装工艺发展势不可挡的背景下,钢结构梁正逐步替代钢筋混凝土结构梁,以其轻量化、标准化施工的优势,在桥梁重要节点位置,如曲线匝道、大跨度桥跨位置,发挥着至关重要的作用。
2、目前索加劲预应力混凝土连续刚构梁部的a0号块节段长度为20m,混凝土体积1542.5m3,单边悬挑5.5m,总浇筑高度13m,一次性浇筑悬挑支架安全难以控制。
3、为此,本发明提出一种新型刚构桥牛腿托架机构、施工方法及其成桥线性变形控制方法用于解决上述问题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种新型刚构桥牛腿托架机构、施工方法及其成桥线性变形控制方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种新型刚构桥牛腿托架机构,包括预埋在两个混凝土件相互远离一侧上的抗剪钢棒,所述抗剪钢棒上固定安装有上支撑腿,且上支撑腿为倾斜设置,所述上支撑腿的顶部安装有上支架;
3、两个混凝土件之间设置有下支座和上支座,所述下支座和上支座之间安装有桁架;
4、所述上支架的顶部设置有垫块,垫块的顶部设置有工字钢。
5、优选的,所述下支座的底部两侧均固定安装有安装块,且两个安装块均通过螺栓分别固定安装在两个混凝土件上。
6、优选的,所述上支架固定焊接在上支座上和固定安装在抗剪钢棒上;所述上支架的底部焊接有下支撑腿,且下支撑腿固定在混凝土件上和下支座上;所述上支架为多个,且相邻的两个上支架的间距为0.1m。
7、优选的,所述下支座采用4道3hm588x300型钢与2cm钢板焊接组合而成。
8、优选的,所述桁架采用40a、2i56a型钢,所述抗剪钢棒深入混凝土35cm。
9、一种新型刚构桥牛腿托架机构的施工方法,该施工方法为:
10、步骤一:在墩身混凝土浇筑时,提前在墩身上预埋钢棒、对拉精轧钢孔道;
11、步骤二:安装牛腿的上部支座、下部支座,牛腿支座为成品焊件,主要由钢板和型钢焊接而成,通过3根psb830φ32精轧螺纹钢对拉将支座与墩身锚固成一体,并对对螺纹钢进行张拉;
12、步骤三:牛腿安装完成后然后分别安装承重支座、承重梁,承重梁采用逐根吊装的方式进行,通过在承重梁及垫梁上焊接定位环,采用2根不小于16mm的钢丝绳穿过定位环进行吊装;
13、步骤四:承重梁安装完成后安装主桁架,每片主桁架分为两片,在场地上逐片进行吊装,然后安装平联将桁架连接为一个统一的整体;
14、步骤五:塔柱大小里程悬挑部位的牛腿支架在场地上提前进行预拼装,预拼装场地必须平整,并提前进行放样,严格按设计的角度进行定位拼装,拼装完成后采用小钢板焊接销轴位置进行临时固定,吊装时采用逐个牛腿吊装的方式进行,安装完成后割除小钢板解除锁定;
15、步骤六:桁架及牛腿安装完成后,然后逐层安装脱模垫块、横梁、及排架,安装过程中需严格按设计间距进行布置,同时需仔细检查构件标高及平整度,对于有空隙的部位采用薄钢板进行抄垫并焊接固定。
16、一种新型刚构桥牛腿托架机构的成桥线性变形控制方法,该成桥线性变形控制方法为:
17、s1:连续刚构0#块托架预压采用墩顶反预压,在墩身混凝土整体浇筑时预埋psb930φ32精轧螺纹钢;通过精轧螺纹钢锁定反压架端头,另一头采用千斤顶提供反力,在反力的作用下对支架体系进行预压;
18、s2:变形观测:在施工中,对于一些荷载的主要支承点,用水准仪在加载前、加载完毕、预压过程中进行观测,了解其变形量,以利于施工过程的控制;预压按照第一次浇筑梁段自重的1.2倍分60%、100%、120%三次加载,测点布置在托架顶端处,横桥向根据截面的结构形式,将测点布置在截面底板、腹板和翼板中间位置,托架预压荷载分级加载完成后,每2小时后测量一次测点沉降值,两次各观测点平均沉降值不大于2mm时,方可进行下级加载,第三级加载后静停24h开始分级卸载;在预压荷载卸除时,按加载预压时的分次分级逐步卸载,并在卸载的过程中做好沉降量观测,分级卸载观测点与加载时沉落量观测点相同,根据加、卸载实测数据,绘制各测量点位的加、卸载过程变形曲线,计算托架的弹性变形,以此作为预拱度设置的依据;
19、s3:模板安装:由于主塔施工下塔柱、塔墩固结处及上塔柱模板类型不同,对于施工过程中模板拉杆及预埋件的定位难以得到控制,通过bim模型进行优化模拟分析,确定并优化预埋件、拉杆位置及爬模转换过程中所存在的问题;在塔梁固结处由于工作平面狭窄,桥塔侧模模板安装及拉杆安装难度大且难以定位,即塔梁固结处桥塔侧模由下塔处爬模系统进行转换继续向上爬升;
20、s4:钢筋安装:钢筋按部位主要有横隔梁钢筋、底板钢筋、腹板钢筋及顶板钢筋几部分组成;钢筋在钢筋加工车间利用集中加工,现场绑扎成型;
21、s5:预应力安装:梁体设置纵向预应力,塔梁固结段及索梁锚固横梁位置设置横向预应力,主塔两侧局部区域梁体设置竖向预应力,梁体纵向预应力筋采用19-15.2高强度低松弛钢绞线,并采用内径120mm金属波纹管成孔,锚固体系采用夹片式锚具,张拉采用ycw650b型千斤顶,张拉锚固采用与之配套的机具设备。
22、优选的,所述步骤s2沉降观测的仪器采dsz2型水准仪测量,沉降观测时要做到四个固定:固定观测人员;固定仪器及水准尺;固定后视点;固定时间;且步骤s2托架顶部的标高值最后调整为:设计标高值+设计预拱值+预压弹性变形量。
23、优选的,所述步骤s5施工时采用真空压浆工艺,管道通过井字形钢筋骨架定位,定位钢筋牢固焊接在钢筋骨架上,间距0.5m,曲线段0.3m,如管道位置与骨架钢筋相碰时,保证管道位置不变,仅将钢筋稍加移动,保证管道位置正确,当遇到横向及竖向预应力筋冲突时,调整原则是先竖向预应力,再横向预应力筋,保持纵向预应力管道不动
24、优选的,墩身混凝土整体浇筑时,通过bim建模优化,计划分三次进行浇筑,考虑纵横向预应力管道位置,第一次浇筑墩身剩余部分至底板往上5m位置,第二次浇筑腹板高度,第三次浇筑顶板混凝土,分层面采用高压水枪射水配合人工凿毛,并加设接茬钢筋。
25、优选的,混凝土浇筑前后对称分段、左右同位对称、上下水平分层,由墩顶向两端进行;纵桥向浇筑顺序为:从主墩顶最低处向两端浇筑;横桥向浇筑顺序为:底板与腹板连接处、底板、腹板上部、翼缘板、顶板;水平分层、对称浇筑,每层厚度约30cm,在振捣上层时插入下层10cm,每一振捣点要掌握振捣时间,不得漏振或过振,同时注意点的密度,间距不大于振动作用半径;混凝土浇筑完毕,及时采取保湿措施对混凝土进行养护,当新浇混凝土具有暴露面时,先将暴露面混凝土抹平,再用土工布或塑料薄膜将暴露面覆盖,并及时采取喷雾洒水措施对混凝土进行保湿养护,混凝土养护期间,定时测定混凝土芯部温度、表层温度以及环境气温、相对湿度、风速等参数,并根据混凝土温度和环境参数的变化情况及时调整养护制度,严格控制混凝土的内外温差满足要求,同时做好混凝土同期养护试件的现场养护保管工作。
26、与现有技术相比,本发明的有益效果是:
27、本发明设计的索加劲连续刚构主梁节段牛腿托架机构以及相应的成桥线性变形控制方法,其采用牛腿托架和钢桁架作为模板支架,塔柱外侧模板利用爬模外侧模及桁架,梁体内外模均采用大块钢模,在托架上分三次浇筑完成,悬挑支架安全稳固;且预压后托架已基本消除预压荷载作用下托架各竖向杆件的间隙及非弹性变形,同时,采用一次压浆工艺保证压入之水泥浆饱满,密实,有效控制托架线性变形,利于施工过程的控制工作。