斜腿刚构桥背索平衡单边悬臂灌筑梁体的施工方法

摘要

斜腿刚构桥背索平衡单边悬臂灌筑梁体的施工方法，属于桥梁施工技术领域。包括以下步骤：A.在桥台(8)上对应边跨(2)预埋波纹管(1)及锚具垫板；B.在边跨(2)中预埋波纹管(1)，灌筑边跨(2)，在波纹管(1)中穿入并张拉平衡背索(3)，将边跨(2)与桥台(8)临时锁定；C.采用挂篮(4)从斜腿及0号块(5)处开始向跨中悬臂式分段灌筑中跨(6)；D.待中跨合拢段(7)灌筑完成后，两端桥台(8)同时解除平衡背索(3)。本发明工艺简便，无需大型吊装平衡设备，不受场地限制，桥体质量高，施工支架少，成本低，特别适用于高山深谷的大跨度斜腿刚构混凝土桥梁建设。

说明书

技术领域

本发明属于土木工程桥梁技术领域，具体涉及斜腿刚构桥背索平衡单边悬臂灌筑梁体的施工方法。

背景技术

斜腿刚构桥造型挺拔，轻盈美观，结构简单，整体性好，受力兼有连续梁和拱桥的优点，故在国内公路、铁路中得到了应用。

斜腿刚构桥梁体施工常用的方法有两种，一是支架法施工，通过搭设支架立模完成对全部梁体的施工，其特点是设备要求低，但场地要求高，影响通行；二是无支架法施工，通过平转或竖转后利用索塔等吊装平衡设备悬臂浇筑梁体，其特点是无需要支架或仅需要少量支架，能适应恶劣的地形条件，不影响通航或通行，但吊装平衡设备较多，要求高。

传统的斜腿刚构桥梁体施工方法缺点在于：需要搭设支架或安装平衡吊装设备，要求有足够的场地，且支架或平衡吊装设备的搭设和拆除耽误工期，影响桥梁跨越区的交通。

发明内容

本发明的目的在于针对斜腿刚构桥需要搭设支架或安装平衡吊装设备，要求场地大，施工工期长的缺陷和不足，提出一种斜腿刚构桥背索平衡单边悬臂灌筑梁体的施工方法。该施工方法无需支架和大型吊装平衡设备，不受场地限制，施工方便，工艺简单，工期短、造价低、性能可靠。

本发明的目的是这样实现的：斜腿刚构桥背索平衡单边悬臂灌筑梁体的施工方法，包括以下步骤：

A.先完成桥台、斜腿基础、斜腿及0号块的施工，并在桥台上对应边跨预埋波纹管及锚具垫板，或预留可穿入平衡背索的管件；

B.在边跨中预埋波纹管或预留可穿入平衡背索的管件，灌筑边跨，待边跨达到设计强度后，在边跨和桥台上的波纹管或管件中穿入并张拉平衡背索，将边跨与桥台临时锁定；

C.采用挂篮从斜腿及0号块处开始向跨中悬臂式分段灌筑中跨；

D.待中跨合拢段灌筑完成并达到设计强度90％以上后，两端桥台同时解除平衡背索，再进行桥面铺装、栏杆架设等施工形成全桥。

所述的步骤B中，灌筑边跨时，先架设边跨的支架和成型模板，再浇注边跨。

所述的步骤B中，在平衡背索张拉以前，先用刚性支撑物将边跨与桥台之间的梁端缝塞紧。

所述的步骤C中，当中跨的连续梁段为预应力箱型梁时，混凝土的浇注方法是：首先浇注底板，再浇注腹板和顶板，混凝土底板由悬臂端向边跨的方向进行浇注，然后对称分层浇注腹板混凝土，腹板混凝土由顶面入模，顶板的浇注按由连续梁段两侧向中央浇注的顺序进行，各节连续梁段混凝土强度达到设计强度的80％以后，才能进行预应力束的张拉作业，孔道压浆强度达到设计强度的80％以后才能移动挂篮。

所述的步骤D中，中跨合拢段采用微膨胀混凝土，微膨胀混凝土的标号比中跨梁段的设计标号高半级。

所述的步骤D中，当中跨为预应力箱型梁时，待中跨合拢段灌筑完成并达到设计强度的90％以上后，先张拉混凝土底板上的预应力束，然后同时拆除桥体两侧的平衡背索、再张拉腹板上的预应力束。

通过上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、不用搭设支架或安装大型吊装平衡设备，尤其对于跨距较大的桥梁，节省大量设备和时间，经济效益显著；

2、工艺简单，只需要预埋波纹管和锚具，按计算数据进行张拉，操作方便；

3、平衡背索预埋在桥台及梁体内，施工时不受场地限制，不影响通行，完工后不影响美观；

4、平衡背索解除后桥梁恢复原来设计受力形式，对桥体结构及受力无后续影响。

附图说明

图1是本发明桥台8、斜腿基础、斜腿及0号块5完工成形的示意图；

图2是本发明边跨2与桥台8临时锁定的示意图；

图3是本发明中跨6单侧悬臂灌筑的示意图；

图4是本发明全桥成形的示意图。

图中：波纹管1，边跨2，平衡背索3，挂篮4，斜腿及0号块5，中跨6，中跨合拢段7，桥台8。

具体实施方式

下面结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

参见图1-图4，本发明斜腿刚构桥背索平衡单边悬臂灌筑梁体的施工方法，包括以下步骤：

A.先完成桥台8、斜腿基础、斜腿及0号块5的施工，并在桥台8上对应边跨2预埋波纹管1及锚具垫板，或预留可穿入平衡背索3的管件；

B.在边跨2中预埋波纹管1或预留可穿入平衡背索3的管件，灌筑边跨2，待边跨2达到设计强度后，在边跨2和桥台8上的波纹管1或管件中穿入并张拉平衡背索3，将边跨2与桥台8临时锁定；

C.采用挂篮4从斜腿及0号块5处开始向跨中悬臂式分段灌筑中跨6；

D.待中跨合拢段7灌筑完成并达到设计强度90％以上后，两端桥台8同时解除平衡背索3，再进行桥面铺装、栏杆架设等施工形成全桥。

本发明在铁路斜腿刚构预应力混凝土连续梁桥上进行的试验如下：

实施例1：边跨2的施工

如图1，图2，在桥梁两侧的桥台8上对应边跨2预埋波纹管1及锚具垫板，或预留可穿入平衡背索3的管件，在桥梁两侧的桥台8、斜腿基础、斜腿及0号块5施工完成后，采用军用墩、军用梁作为安装边跨2的支架进行两侧边跨2的现浇施工。

施工程序为：

1.1.地基处理。军用墩基础均采用混凝土基础，并置于稳定的岩石基础上，以保证基础不沉降。

1.2.架立军用墩、搭设军用梁。

1.3.支架预压。在军用梁上放好底模，堆码与梁体等重量的砂袋进行预压。加载前在底模两边设置标高观测点，并测量标高。加载后每天观测一次，直到48小时累计下沉量小于1.0mm。卸载后再次测量标高。根据加载前和卸载后的标高计算支架(包括地基)的非弹性及弹性变形并以此设置预拱度。

1.4.调整底模标高，设置预拱度。

1.5.安装外模。外模采用整体钢模板。

1.6.绑扎底板钢筋和腹板钢筋安装底板预应力管道，腹板纵向预应力管道、梁段平衡背索3的预应力管道即波纹管1。根据桥体结构波纹管1可按上下布置两层，每层排列2-4根波纹管1。

1.7.安装内模。

1.8.安装锚垫板，并与管道密封。

1.9.安装端模板。

1.10.绑扎顶板钢筋，安装顶板预应力管道和锚垫板。

1.11.灌注混凝土并及时覆盖养护。

1.12.预应力束穿束，安装边跨2上桥台8一端的P型锚，浇注混凝土封闭P型锚。边跨2的预应力设计为单向张拉，边跨2上的桥台8一端为P型锚，斜腿及0号块5为张拉端。

1.13.梁体及封端混凝土强度达到设计强度的80％后，张拉边跨2的预应力束。

1.14.边跨2的预应力管道压浆。

1.15.安装边跨2梁端的平衡背索3。在波纹管1内穿入平衡背索3，平衡背索3为预应力束，待边跨2混凝土强度达到100％后，张拉平衡背索3。将平衡背索3的一端穿过桥台8固定在桥台8或桥台8背后的山体上，平衡背索3的另一端穿过边跨2梁端的波纹管1固定在边跨2上靠近桥台8一端的实心梁体上。在张拉前，用刚性支撑物如钢板将边跨2与桥台8之间的梁端缝塞紧，避免因张拉力拉动斜腿及0号块5。

实施例2：中跨6及中跨合拢段7的施工

参见图3，图4，在边跨2与桥台1的台身临时锁定后，即可安装挂蓝4，进行中跨6的悬臂灌筑，即采用挂篮4从斜腿及0号块5上向跨中悬臂式分段浇筑以形成中跨6，直至中跨6在跨中合拢。中跨6的浇筑成型的过程为：在挂篮4上对应中跨6的梁段安装底模和外侧模板，内模置于底板顶面上，然后灌注混凝土，张拉压浆。

2.1.挂篮施工的流程

吊装挂篮4及底模平台、安装底模→吊装外侧模→绑扎底、腹板钢筋及预应力波纹管→安装内模→绑扎顶板钢筋及预应力波纹管→各部位测量检测→灌注混凝土→张拉压浆→挂篮4移动。

2.2.中跨合拢段7的施工

在完成中跨6悬臂式的各梁段的混凝土浇注后，即可准备中跨合拢段7的施工。其方法是：张拉完中跨6的悬臂式连续梁段底板预应力索后，卸掉桥体一侧中跨6上的挂篮4，同时桥体另一侧中跨6上的挂篮4向跨中前移，跨过中跨合拢段7后将挂篮4底模平台锚于合拢位置两个连续梁段的底板上，外侧模悬吊于两梁段的翼缘板上，内模置于底板顶面上，内外模间用对拉螺栓拉紧，然后灌注混凝土，张拉压浆。

所述中跨6的连续梁段为箱型梁时，混凝土的浇注是首先浇注底板，再浇注腹板和顶板，混凝土底板由端部向相邻连续梁段的方向进行浇注，然后对称分层浇注腹板混凝土，腹板混凝土由顶面入模，顶板的浇注按由两侧向中央浇注的顺序进行，各节连续梁段混凝土强度达到设计强度的80％以后，才能进行预应力束的张拉作业，孔道压浆强度达到设计强度的80％以后才能移动挂篮4，相邻梁段间混凝土的龄期差小于15天。

施工要点：

2.2.1.合拢前，中跨6上连续梁段的各节段预应力束要压浆完毕。

2.2.2.立模安装钢筋及预应力孔道，并观察标高情况，如果标高与线型控制不符合，要作压重调整。

2.2.3.中跨合拢段7上的预应力束提前穿束。

2.2.4.合拢施工采用劲性骨架进行施工，在对劲性骨架施焊时，要在预埋件周围浇水，防止梁体混凝土烧伤。

2.2.5.提前选配试验微膨胀混凝土。混凝土的标号比箱梁的设计标号高半级。

2.2.6.合拢段的混凝土灌注温度控制在设计允许范围内，设计要求不高于15℃。

2.2.7.合拢段混凝土灌注尽量缩短时间，一般控制在2-3小时内完成。

2.2.8.混凝土强度达到设计强度的90％以上后，先张拉混凝土底板上的预应力束，然后同时拆除桥体两侧的平衡背索3、再张拉腹板上的预应力束。

2.2.9.在中跨合拢段7的预应力束张拉前，不得在箱梁上施加或卸除荷载。

本发明方法在斜腿刚构预应力混凝土连续梁铁路桥上进行试验，该桥为客运专线无碴轨道桥，最大跨度90米，设计速度250千米/小时，斜腿刚构桥背索平衡单边悬臂灌筑梁体施工的工艺简便，无需大型吊装平衡设备，不受场地限制，桥体质量高，施工支架少，成本低，特别适用于高山深谷的大跨度斜腿刚构混凝土桥梁建设。