大跨度高桥墩预应力混凝土箱梁连续刚构桥中跨的顶推方法及其装置

摘要

本发明公开了一种大跨度高桥墩预应力混凝土箱梁连续刚构桥中跨顶推方法及其装置,包括组合工字型钢梁、垫板、焊接钢板、组合H型钢梁、千斤顶、劲性骨架；所述的组合工字型钢梁由两个工字钢梁并排焊接而成，所述的组合H型钢梁由两个H型钢梁并排焊接而成，箱梁两端竖直埋有组合工字型钢梁，埋入深度为腹板长度的1/2，组合工字型钢梁与箱梁的腹板钢筋网焊接，箱梁两侧顶板的钢筋网、底板内的钢筋网的两侧沿桥梁纵向与劲性骨架一端焊接，且两侧相对的劲性骨架在同一轴线上。本发明采用直接在箱梁顶板上部安装顶推装置并顶推，大大降低了施工操作难度，且能较好的保证顶推质量，安装简单快捷，节约了顶推准备时间，进而缩短工期，减小成本。

说明书

技术领域

本发明涉及建筑领域，具体涉及一种大跨度高桥墩预应力混凝土箱梁连续刚构桥中跨的顶推方法及其装置。

背景技术

目前，我国交通运输发展迅猛，在东部沿海基本饱和的同时，向内陆不断延伸。特别是近年来西部大开发过程中，人们对行车速度和舒适性的要求不断提高，各类高等级公路、铁路大多穿山越岭，跨越深沟险壑，因此许多座大跨度高桥墩预应力混凝土箱梁连续刚构桥应运而生。对于大跨度高桥墩预应力混凝土箱梁连续刚构桥，在全桥合龙后，由于温度变化，混凝土收缩徐变以及二期恒载会使整体有向中间跨跨中移动的趋势，另外张拉跨中箱梁底板的预应力钢筋束时，也会造成这种不利影响，对高桥墩的受力极为不利。

为了消除这种不利因素，可以在中跨合龙时对箱梁端部人工施加一个背向跨中的力，从而使主桥墩预先产生背向跨中的位移，来减小这种不利影响。

目前多用的顶推装置会对箱梁四个角点进行顶推，顶推装置安装相对繁琐，施工不方便。还有的施工方法将顶推构件与箱梁的顶板锚固在一起，这样就不可避免的在箱梁顶板开洞，引起应力集中，对箱梁受力造成影响，继而对顶推极为不利，降低施工质量。由于混凝土材料的不均匀性或者现有的其他顶推装置的安装位置及装置性能以及其他不可控因素造成的附加弯矩，会造成顶推时受力不稳定。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种大跨度高桥墩预应力混凝土箱梁连续刚构桥中跨的顶推方法及其装置。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种大跨度高桥墩预应力混凝土箱梁连续刚构桥中跨顶推装置, 包括组合工字型钢梁、垫板、焊接钢板、组合H型钢梁、千斤顶、劲性骨架；所述的组合工字型钢梁由两个工字钢梁并排焊接而成，所述的组合H型钢梁由两个H型钢梁并排焊接而成，箱梁两端竖直埋有组合工字型钢梁，埋入深度为腹板长度的1/2，组合工字型钢梁与箱梁的腹板钢筋网焊接，箱梁两侧顶板的钢筋网、底板内的钢筋网的两侧沿桥梁纵向与劲性骨架一端焊接，且两侧相对的劲性骨架在同一轴线上，埋入悬臂端箱梁内部的劲性骨架的长度为1m，另一端伸出到悬臂端外，与另一端的劲性骨架接头，合龙段两侧相对劲性骨架接头处预留3cm的缝隙，两悬臂端上设有垫板，组合H型钢梁两端分别顶在两垫板上，一侧垫板与千斤顶的一侧相连，千斤顶另一侧通过另一垫板设有组合工字型钢梁，组合H型钢梁另一侧垫板连接有组合工字型钢梁。

其中，所述H型钢采用HW型。

上述一种大跨度高桥墩预应力混凝土箱梁连续刚构桥中跨的顶推方法,包括如下步骤：

S1、在大跨度高桥墩预应力连续刚构桥中跨合龙段前的两悬臂端的箱梁绑扎钢筋时，分别在两端将组合工字型钢梁2竖直埋入箱梁1，与箱梁腹板钢筋网焊接到一起，埋入深度为腹板长度的1/2；同时，在箱梁两侧顶板、底板内的两侧沿桥梁纵向将劲性骨架7一端与顶板、底板的钢筋网焊接到一起，且两侧相对的劲性骨架7在同一轴线上，埋入悬臂端箱梁内部的劲性骨架的长度为1m，另一端伸出到悬臂端外，与另一端的劲性骨架7接头，合龙段两侧相对劲性骨架接头处预留3cm的缝隙，便于顶推完成时进行锁定，锁定即用焊接钢板焊死两端的劲性骨架7；同时，在顶推前，对悬臂端两侧的六个点A、B、C、D、E、F用全站仪进行标高测量，在顶推过程中需对悬臂端两侧的六个点A、B、C、D、E、F进行实时标高观测，与顶推前的进行对比，确保标高不会产生太大的波动，如若出现标高变化较大，应先停止顶推，查找原因，解决问题后再进行顶推；

S2、顶推之前，在有千斤顶一侧，在组合工字型钢梁前放上垫板，放好千斤顶，再垫上一块垫板，另一侧在组合工字型钢梁前放上垫板，将组合H型钢梁两端分别顶在两悬臂端的垫板上；由于不同桥梁的情况不相同，且设计顶推力大小也不一样，所以上述钢梁、钢板可根据实际情况和施工经验采用合适的尺寸；

S3、施加顶推力时，必须保证两侧的千斤顶施加的顶推力的数据同步，由于我们的顶推装置安装在桥梁上部，以及混凝土材料的不均匀性会不可避免的产生附加弯矩，引起跨中悬臂端的上翘；采用以下顶推方法在很大程度上减弱这种影响；此顶推方法不仅适用于此装置，也适用于现有的分别在箱梁四个角点同时顶推的传统方法，能明显提高顶推质量，方法如下：

S31、首先施加30%大小的设计顶推力进行预压，使整个装置进入工作状态，并检查各部分是不是正常工作，如果正常，再增加20%的设计顶推力（此时顶推力为50%设计顶推力），持荷1min；

S32、减少当前10%的设计顶推力，持荷30s；继续增加20%的设计顶推力（此时顶推力为60%设计顶推力），持荷1min；

S33、减少当前10%的设计顶推力，持荷30s，继续增加20%的设计顶推力（此时顶推力为70%设计顶推力），持荷1min；

S34、减少当前10%的设计顶推力，持荷30s，继续增加20%的设计顶推力（此时顶推力为80%设计顶推力），持荷1min；

S35、减少当前10%的设计顶推力，持荷30s，继续增加20%的设计顶推力（此时顶推力为90%设计顶推力），持荷1min；

S36、减少当前10%的设计顶推力，持荷30s，继续增加20%的设计顶推力（此时顶推力为100%设计顶推力），持荷1min；

S7、检查各部分是否正常工作，完成后可测量顶推距离与设计值进行比较；如果顶推成功，则将两端的劲性骨架进行焊接，进行锁定，防止回弹，在此过程中需要注意的是，在测量过程中，要以位移为主，顶推力为辅，位移达到即为顶推完成；上述顶推过程中如果检查各部件时出现问题，则及时调整处理后继续加载即可。

本发明具有以下有益效果：

本发明采用直接在箱梁顶板上部安装顶推装置及顶推，大大降低了施工操作难度，且能较好的保证顶推质量，安装简单快捷，节约了顶推准备时间，进而缩短工期，减小成本。采用本发明的顶推方法能够明显的减小由于混凝土材料的不均匀性或者现有的其他顶推装置带来的附加弯矩，提升顶推精准度和顶推质量。

附图说明

图1为本发明实施例一种大跨度高桥墩预应力混凝土箱梁连续刚构桥中跨顶推装置及顶板的剖面图；

图2为本发明实施例一种大跨度高桥墩预应力混凝土箱梁连续刚构桥中跨顶推装置中悬臂端箱梁的横截面图；

图3为本发明实施例一种大跨度高桥墩预应力混凝土箱梁连续刚构桥中跨顶推装置中悬臂端箱梁的底板剖面图；

图4为本发明实施例一种大跨度高桥墩预应力混凝土箱梁连续刚构桥中跨顶推装置的俯视图。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-图4所示，本发明实施例提供了一种大跨度高桥墩预应力混凝土箱梁连续刚构桥中跨顶推装置,其特征在于，包括组合工字型钢梁2、垫板3、焊接钢板4、组合H型钢梁5、千斤顶6、劲性骨架7；所述的组合工字型钢梁2由两个工字钢梁并排焊接而成，所述的组合H型钢梁5由两个H型钢梁并排焊接而成，箱梁1两端竖直埋有组合工字型钢梁2，埋入深度为腹板长度的1/2，组合工字型钢梁2与箱梁的腹板钢筋网焊接，箱梁两侧顶板的钢筋网、底板内的钢筋网的两侧沿桥梁纵向与劲性骨架7一端焊接，且两侧相对的劲性骨架7在同一轴线上，埋入悬臂端箱梁内部的劲性骨架的长度为1m，另一端伸出到悬臂端外，与另一端的劲性骨架7接头，合龙段两侧相对劲性骨架接头处预留3cm的缝隙，便于顶推完成时进行锁定，锁定即用焊接钢板焊死两端的劲性骨架7，两悬臂端上设有垫板3，组合H型钢梁5两端分别顶在两垫板3上，一侧垫板3与千斤顶6的一侧相连，千斤顶6另一侧通过另一垫板3设有组合工字型钢梁2，组合H型钢梁另一侧垫板3连接有组合工字型钢梁2。

所述H型钢采用HW型（H型钢翼缘宽，侧向刚度大，抗弯能力强，比工字钢大约5～10%）。

本发明实施例还提供了一种大跨度高桥墩预应力混凝土箱梁连续刚构桥中跨的顶推方法,包括如下步骤：

S1、在大跨度高桥墩预应力混凝土连续刚构桥中跨合龙段前的两悬臂端的箱梁绑扎钢筋时，分别在两端将组合工字型钢梁2竖直埋入箱梁1，与箱梁腹板钢筋网焊接到一起，埋入深度为腹板长度的1/2；同时，在箱梁两侧顶板、底板内的两侧沿桥梁纵向将劲性骨架7一端与顶板、底板的钢筋网焊接到一起，且两侧相对的劲性骨架7在同一轴线上，埋入悬臂端箱梁内部的劲性骨架的长度为1m，另一端伸出到悬臂端外，与另一端的劲性骨架7接头，合龙段两侧相对劲性骨架接头处预留3cm的缝隙，便于顶推完成时进行锁定，锁定即用焊接钢板焊死两端的劲性骨架7；同时，在顶推前，对悬臂端两侧的六个点A、B、C、D、E、F用全站仪进行标高测量，在顶推过程中需对悬臂端两侧的六个点A、B、C、D、E、F进行实时标高观测，与顶推前的进行对比，确保标高不会产生太大的波动，如若出现标高变化较大，应先停止顶推，查找原因，解决问题后再进行顶推；

S2、顶推之前，在有千斤顶一侧，在组合工字型钢梁前放上垫板，放好千斤顶，再垫上一块垫板，另一侧在组合工字型钢梁前放上垫板，将组合H型钢梁两端分别顶在两悬臂端的垫板上；由于不同桥梁的情况不相同，且设计顶推力大小也不一样，所以上述钢梁、钢板可根据实际情况和施工经验采用合适的尺寸；

S3、施加顶推力时，必须保证两侧的千斤顶施加的顶推力的数据同步，由于我们的顶推装置安装在桥梁上部，以及混凝土材料的不均匀性会不可避免的产生附加弯矩，引起跨中悬臂端的上翘；采用以下顶推方法在很大程度上减弱这种影响；此顶推方法不仅适用于此装置，也适用于现有的分别在箱梁四个角点同时顶推的传统方法，能明显提高顶推质量，方法如下：

S31、首先施加30%大小的设计顶推力进行预压，使整个装置进入工作状态，并检查各部分是不是正常工作，如果正常，再增加20%的设计顶推力（此时顶推力为50%设计顶推力），持荷1min；

S32、减少当前10%的设计顶推力，持荷30s；继续增加20%的设计顶推力（此时顶推力为60%设计顶推力），持荷1min；

S33、减少当前10%的设计顶推力，持荷30s，继续增加20%的设计顶推力（此时顶推力为70%设计顶推力），持荷1min；

S34、减少当前10%的设计顶推力，持荷30s，继续增加20%的设计顶推力（此时顶推力为80%设计顶推力），持荷1min；

S35、减少当前10%的设计顶推力，持荷30s，继续增加20%的设计顶推力（此时顶推力为90%设计顶推力），持荷1min；

S36、减少当前10%的设计顶推力，持荷30s，继续增加20%的设计顶推力（此时顶推力为100%设计顶推力），持荷1min；

S7、检查各部分是否正常工作，完成后可测量顶推距离与设计值进行比较；如果顶推成功，则将两端的劲性骨架进行焊接，进行锁定，防止回弹，在此过程中需要注意的是，在测量过程中，要以位移为主，顶推力为辅，位移达到即为顶推完成；上述顶推过程中如果检查各部件时出现问题，则及时调整处理后继续加载即可。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。