一种小曲线半径连续钢箱组合梁施工方法技术

本发明专利技术涉及组合梁施工领域，公开了一种小曲线半径连续钢箱组合梁施工方法，包括以下步骤：步骤一、施工墩台和临时支墩，在墩台上安装支座；步骤二、完成钢梁吊装，钢梁中轴线为曲线，在墩台上调试并安装顶推设备；步骤三、顶推设备顶升钢梁，使钢梁的负弯矩区向上拱起；步骤四、钢梁上设有钢板，以钢板为模板，浇筑正弯矩区的混凝土；步骤五、正弯矩区的混凝土达到设计强度后，以钢板为模板，浇筑负弯矩区的混凝土；以方便快捷地优化负弯矩区的混凝土结构受力。受力。受力。

【技术实现步骤摘要】
一种小曲线半径连续钢箱组合梁施工方法


[0001]本专利技术涉及组合梁施工领域，具体涉及一种小曲线半径连续钢箱组合梁施工方法。

技术介绍

[0002]对于如高速匝道等路线的曲线半径较小的地形，若桥梁需要跨越主线，在主线宽度相同的情况下，曲线半径越小，则桥梁需要更大的跨度才能跨越主线，而对于大跨度桥梁，采用钢箱组合梁结构梁较宜，该结构自重轻吊装方便，施工快，对桥下交通影响小，适用于大跨度场景。
[0003]钢箱组合梁结构是通过剪力连接件将钢梁与混凝土(桥面板)连接起来协同受力的箱梁形式，该箱梁形式充分发挥了钢材和混凝土各自的优点，使两种材料组合后结构的整体工作性能明显优于二者性能的简单叠加，具有很高的经济技术优势。
[0004]然而，连续墩附近的组合梁受负弯矩作用，上缘的桥面板受拉，由于混凝土抗拉性能较差，容易开裂，导致组合梁耐久性差。目前常采用张拉预应力法和跨中施加配重法来控制桥面板的混凝土出现裂纹。然而，施加体外预应力易对钢主梁造成不利影响，若在桥面板内设置钢束并进行张拉，需要在桥面板端部进行张拉，张拉效果不明显，同时存在混凝土收缩徐变引起的预应力损失；跨中施加配重法需要大量配重设备，且配重会造成钢主梁受压屈曲，增大施工难度和成本。

技术实现思路

[0005]本专利技术意在提供一种小曲线半径连续钢箱组合梁施工方法，以方便快捷地优化负弯矩区的混凝土结构受力。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案。一种小曲线半径连续钢箱组合梁施工方法，包括以下步骤：
[0007]步骤一、施工墩台和临时支墩，在墩台上安装支座；
[0008]步骤二、完成钢梁吊装，钢梁中轴线为曲线，在墩台上调试并安装顶推设备；
[0009]步骤三、顶推设备顶升钢梁，使钢梁的负弯矩区向上拱起；
[0010]步骤四、钢梁上设有钢板，以钢板为模板，浇筑正弯矩区的混凝土；
[0011]步骤五、正弯矩区的混凝土达到设计强度后，以钢板为模板，浇筑负弯矩区的混凝土；
[0012]步骤六、启动顶推设备，钢梁回落至设计标高。
[0013]为了防止负弯矩区混凝土的开裂，专利技术人研发时尝试了多种方式：
[0014]方式一，专利技术人尝试将桥面板分成多个负弯矩区进行施工，对每个负弯矩区内的桥面板依次进行张拉，然而这需要多次张拉，张拉后需要对多个张拉端进行封堵，施工工序复杂，难以满足标准化、快速化的施工要求。
[0015]方式二，专利技术人考虑到，钢结构具有良好的延展性，如果能利用钢梁的延展性对桥
面板施加预应力，不仅不需要进行张拉，而且施工简便。于是专利技术人在中支点对钢梁进行顶升，使钢梁向上拱起，从而使钢梁上弧线的长度大于下弧线，此时在钢梁上侧浇筑混凝土，待混凝土凝固后，钢梁回落，钢梁上弧线的长度等于下弧线，钢梁和混凝土的结合力对桥面板形成压力预应力，从而达到防止桥面板开裂的目的。若对钢梁顶升高度过大，则钢梁破坏，失去结构稳定性；若对钢梁顶升高度较小，无法对桥面板施加足够的预应力，不能有效防止开裂。
[0016]方式三，结合方式一和方式二，将桥面板分成多个负弯矩区施工，在中支点对钢梁进行顶升后，先浇筑正弯矩区的混凝土，待正弯矩区的混凝土凝固收缩并和钢梁紧密结合之后，再浇筑负弯矩区混凝土，负弯矩区混凝土为扇形，钢梁回落后，正弯矩区的混凝土对负弯矩区的混凝土挤压形成压力预应力，由于负弯矩区在顶升位置附近，负弯矩区钢梁上弧线长度变化最大，而由于正弯矩和负弯矩区分开浇筑，因此大部分压力预应力集中在负弯矩区，进而达到防止负弯矩区桥面板开裂的目的。
[0017]本方案的有益效果为：
[0018]1.现有技术中，连续钢箱组合梁负弯矩区桥面板受拉，易开裂；本方案，通过改变施工工艺，可增加负弯矩区桥面板压应力储备，方便快捷地优化负弯矩区的混凝土结构受力，从而起到防止混凝土开裂目的；
[0019]2.优先浇筑正弯矩区的混凝土，正弯矩区的混凝土优先凝固收缩，减少在钢梁回落后的收缩量，以便为负弯矩区的混凝土提供更多的压力预应力。
[0020]3.通过设置钢梁顶部的钢板，增加混凝土结构和钢结构的接触面积，在顶升过程中，拉升更多的钢结构，以使钢梁回落时，钢结构能够对混凝土结构施加更多的压力预应力，减少混凝土结构和钢结构之间相对滑动。
[0021]4.本方案中，支点顶升措施施工简便，相较于张拉预应力法，不增加额外的如预应力束的构造，相较于跨中施加配重法，不需要加载沙袋，节省人力物力。
[0022]优选的，作为一种改进，步骤二中，顶推设备包括两个千斤顶和若干垫板，垫板包括第一垫板和第二垫板，两个千斤顶设置在支座两侧，若干第一垫板分别垫在千斤顶的上下两端，若干第二垫板填充在支座和钢梁底部之间，步骤三中，每顶升一个垫板厚度的高度，往支座和钢梁底部之间增加一块第二垫板。如此设置，通过第一垫板增加千斤顶和钢梁以及桥墩的接触面积，防止顶升过程中，因压强过大而破坏钢梁和桥墩；若千斤顶因不能长时间持荷而漏油，通过第二垫板对钢梁进行支撑，从而提高顶升作业的安全性。
[0023]优选的，作为一种改进，步骤三中，将顶升的总高度分为多段，千斤顶在每段顶升之后，千斤顶回油，钢梁的荷载通过第二垫板转移到支座上，用第一垫板将千斤顶垫高，在千斤顶上安放第一垫板并抵紧钢梁下表面，进行下一段的顶升。如此设置，有以下效果：
[0024]1.当千斤顶的最大行程不能满足一次顶升至设计标高时，可将顶升高度分为多段。
[0025]2.通过增加顶升次数，缩短每次顶升的高度，完成顶升一端距离后能后及时纠偏，进而保证顶升的安全性。
[0026]3.随着千斤顶行程的增加，偏心力更加容易使千斤顶产生倾斜，从而使钢梁在顶升过程中发生歪斜，一方面，会导致钢梁和设计位置产生偏差，另一方面，会导致其中一侧的千斤顶负荷加大，进而超出千斤顶的承载能力。
[0027]而本方案中，支座和第二垫板未直接承受钢梁荷载，不受偏心力影响，不易产生歪斜，操作人员能够随时纠正第二垫板堆叠起来后的垂直度，以保证第二垫板水平；因此，每当完成一段顶升后，即使在顶升过程中千斤顶歪斜，千斤顶回油后，钢梁的荷载转移到支座上的第二垫板上时，由于第二垫板水平，钢梁的歪斜被纠正过来；同时，由于第二垫板堆叠形成对钢梁的支撑，即使由于钢梁的线形为小半径曲线，在顶升过程中，钢梁产生了水平方向的位移，也会通过第二垫板之间的水平位移进行补偿，而不会产生较大的歪斜。
[0028]在第二垫板纠正了钢梁的歪斜之后，重新调整千斤顶位置，进行下一段的顶升，多次顶升和纠正后，保证千斤顶受力均匀，不仅能保证顶升过程的安全性，还能减少顶升后产生的位移偏差。
[0029]优选的，作为一种改进，步骤三中，顶升钢梁时，对顶起量和钢梁应力进行双控，实测起顶量和计算值允许误差为
±
5％，超过误差时停止施工；确保相邻支点不出现反力，出现反力时停止施工。如此设置，监控起顶量，保证顶升同步进行，减小每个支点顶升高度的误差，使钢梁均匀受力；监控本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种小曲线半径连续钢箱组合梁施工方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、施工墩台和临时支墩，在墩台上安装支座；步骤二、完成钢梁吊装，钢梁中轴线为曲线，在墩台上调试并安装顶推设备；步骤三、顶推设备顶升钢梁，使钢梁的负弯矩区向上拱起；步骤四、钢梁上设有钢板，以钢板为模板，浇筑正弯矩区的混凝土；步骤五、正弯矩区的混凝土达到设计强度后，以钢板为模板，浇筑负弯矩区的混凝土；步骤六、启动顶推设备，钢梁回落至设计标高。2.根据权利要求1所述的一种小曲线半径连续钢箱组合梁施工方法，其特征在于：步骤二中，顶推设备包括两个千斤顶和若干垫板，垫板包括第一垫板和第二垫板，两个千斤顶设置在支座两侧，若干第一垫板分别垫在千斤顶的上下两端，若干第二垫板填充在支座和钢梁底部之间，步骤三中，每顶升一个垫板厚度的高度，往支座和钢梁底部之间增加一块第二垫板。3.根据权利要求2所述的一种小曲线半径连续钢箱组合梁施工方法，其特征在于：步骤三中，将顶升的总高度分为多段，千斤顶在每段顶升之后，千斤顶回油，钢梁的荷载通过第二垫板转移到支座上，用第一垫板将千斤顶垫高，在千斤顶上安放第一垫板并抵紧钢梁下表面，进行下一段的顶升。4.根据权利要求3所述的一种小曲线半径连续钢箱组合梁施工方法，其特征在于：步骤三中，顶升钢梁时，对顶起量和钢梁应力进行双控，实测起顶量和计算值允许...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹明瑞，柴少强，赵延露，任济民，雷尚城，
申请(专利权)人：中交一公局第七工程有限公司，
类型：发明
国别省市：