大型钢混组合多棱台斜面拱座施工方法技术

本发明专利技术涉及一种大型钢混组合多棱台斜面拱座施工方法，施工步骤包括：对钢拱座采用分段制作吊装，并采用支撑架临时支撑、三向千斤顶精确调位后组焊成整体；混凝土拱座采用大型封闭钢模，自密实无收缩砼一次浇筑成型的施工方法。本方法对大型复杂钢混组合拱座结构施工具有明确的指导意义，为在平原地区的大江河上建设跨度５００ｍ左右的铁路、公路拱桥设计和施工提供了一种施工安全、质量优良和不受拱座地形条件限制的钢混组合多棱台面拱座施工方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于拱桥施工
，具体涉及一种大型钢混组合多棱台斜面拱座施工 方法，适用于大跨度钢箱拱桥施工。
技术介绍
拱座是建设拱桥不可缺少的重要的混凝土构造物，而大跨度钢箱拱桥拱座不仅连 接中跨拱肋、边跨拱肋、立柱、风撑，及下部承台基础的重要节点，更是将上部结构荷载由钢 结构高应力状态转换为混凝土低应力状态的关键结构。随着桥梁不断向大跨度、钢结构和景观方向发展，城市桥梁采用大跨度钢箱拱桥 将越来越多，建成后也将成为地区的标志建筑之一。因此，大跨度钢箱拱桥拱座的设计不仅 要满足大桥受力的需要，拥有庞大的体积和复杂的内部结构，而且还要满足景观需要，表现 出与大桥、环境相适应的优美外观。由于钢箱拱桥受力的复杂性，若三角区采用混凝土结构，虽然造价上可以节省，但 复杂的结构及外观对混凝土施工质量提出了严峻考验，稍有不慎就会对结构受力安全和耐 久性留下严重的隐患。不同于混凝土结构，全钢箱拱桥的三角区结构虽然结构仍非常复杂，但现有的计 算能力和钢结构加工能力已经能很好的解决这个问题。因而其结构和施工复杂程度最大的 一点就归结于钢混组合拱座。大型钢混组合多棱台斜面拱座给施工带来很多困难和挑战，施工中不仅要达到多 棱台斜面的优美外观，也要处理好钢混组合、隔舱填芯及纵横预应力等结构措施，还要采用 很多施工措施来实现这一过程。采用常规施工工艺和措施难以很好解决钢混组合拱座体积 庞大、内部结构复杂、施工空间狭小、多棱台斜面及钢混组合、温控防裂等特点和难点，对施 工结构设计和施工工艺提出了较高要求。为了解决建设的需要，必须提出一套系统的大型 钢混组合多棱台斜面拱座施工方法，为今后越来越多的大型钢混组合结构施工提供可借鉴 施工方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一套系统的，该施 工方法不受桥位地形条件和场地条件限制。本专利技术为了达到上述目的，提供一种，按 如下步骤施工A、根据加工及安装现场条件，对大型钢拱座结构部分采用分段加工制作；B、对分段加工制作的大型钢拱座构件通过Autocad建立三维实体模型，设计各段构件 运输、安装施工结构；C、设计集支撑钢拱座分段、钢筋、模板、预应力管道和冷却水管于一体的多用途支撑架 结构，尽可能少占用本已狭小的内部空间的，同时减少施工结构与永久结构冲突；D、将加工制作的大型钢拱座构件分段运输吊装到支撑架临时搁置，采用三向千斤顶精 确调位后，再组焊成整体；E、对砼拱座部分采用大型钢模板，一次浇筑砼拱座及斜撑脚座；具体施工顺序是1)在砼拱座内依托钢拱座支架设置钢筋胎架，钢筋胎架同时兼作模板支承架，支承架 依据拱座外形设计；2)根据设计图，通过Autocad三维空间分析砼拱座内预应力纵横相交情况，按纵向预 应力束位置不变原则，将横向预应力束在纵横相交位置按照钢拱座的横向倾斜度进行调 整，在调整的基础上进行预应力管道施工；3)对钢筋的施工顺序提出严格的要求钢拱座吊装前先绑扎砼拱座外围主筋，待钢拱 座焊接定位以后，再按照由上至下，由内至外的顺序进行施工；砼拱座外围主筋在承台施工时应先预埋，由于拱座纵横向倾斜，钢筋长短不一，且上部 设有弯头与钢拱座底部纵梁焊接，因此，通过实测现场预埋筋长度定长下料，并编号标识 一一对应，采用直螺纹工艺连接；砼拱座内部钢筋施工顺序如下钢拱座底部纵横梁间内嵌钢筋网焊接施工一竖向锚筋 焊接施工一加强筋网片从上到下施工一其余内部构造筋施工；4)砼拱座采用全钢、全封闭大型模板浇筑混凝土布料振捣，模板通过三维制图软件进 行设计，并进行数字拼装，保证模板设计质量；并且通过缩尺模型浇筑试验确定施工工艺和 混凝土性能参数；由于砼拱座表面倾斜，在模板内贴透水模板布减少混凝土外表缺陷；5)大型斜面模板拉杆系统布置在承台上植入弯头钢筋，然后在砼拱座主筋外侧预安 装模板定位锥形螺帽及短拉杆，将拉杆与弯头钢筋和短拉杆焊接；拉杆先于内部钢筋施工 以保证拉杆位置准确、受力可靠，在拉杆定位焊接完成后，依次拆除模板，待钢筋施工完毕 后，再一次安装模板就位，准备砼浇筑；6)在钢拱座底板上开设R200布料孔，底板布料孔与中隔板和顶板上开设的人孔对应， 振捣孔的布置按照小于Im的距离设置，在振捣孔距离较大的地方，和纵横肋交汇的地方开 设RlOmm排气孔；并在底板上钢筋焊接肋板处开设R22. 5mm振捣孔；7)拱座与承台浇筑间歇期较长，为减少结合面出现竖向温度裂缝，将拱座底部20cm与 承台一起浇筑，形成榫头，其上结构再一次浇筑完成；8)根据混凝土内部温度分布特征及拱座内钢筋、支架结构布置，拱座设内冷却水管纵 横向与拱座同斜度，依托钢拱座支撑架布置，将冷却水管进出水位置设置在拱座最高区域， 冷却水管内径48mm，水管层间距为lm，同层管间距为0. 6m ；F、采用自密实无收缩砼，浇筑砼拱座及钢拱座填芯砼；通过采用自密实微膨胀砼+无 收缩灌浆料保证填芯砼施工密实度；在填芯隔舱高端埋设压浆管及排气管，在砼浇筑后压 浆填实；本专利技术所述的砼拱座采用模板全封闭进行混凝土布料振捣，布料振捣方法为1)利用钢拱座三角撑及纵梁两侧狭长平台仓面布料，不在拱座钢模板上开设布料孔；2)在砼拱座钢筋上布置溜槽将混凝土输送到拱座的边角位置，并利用自密实砼的超强 工作性能让砼流动至拱座及斜撑脚座各个位置；3)在钢拱座内底板上开设布料孔、振捣孔及排气孔，以保证钢拱座下方布料均勻、振捣 密实；4)在拱座钢模板上布置附着式振捣器，保证钢筋密集区及人工振捣困难部位振捣质量；5)在钢拱座底部钢混结合部区及1.5m为钢筋加密区，沿钢拱座端板及砼拱座侧模板， 按Im间距布置3m长振捣槽，距离钢拱座底板3m高范围四周砼通过振捣槽导向振捣棒进行 振捣。本专利技术的拱座施工方法中所述的采用的自密实无收缩砼为1)拱座自密实无收缩砼扩展度大于500mm，坍落度大于220mm；2)由于钢筋密集，砼采用碎石级配为5-25mm；3)拱座属于大体积砼，在配合比设计时须进行水化热试验，以控制混凝土内部温度；4)为防止砼泌水、减小收缩，提高混凝土工作性能，采用聚羧酸外加剂；5)砼拱座混凝土配合比为水泥280、粉煤灰60、矿渣粉90、河砂723、碎石1084、水 153、外加剂 3. 01，单位kg/ m3。本专利技术的施工方法具有如下的优点1、本专利技术的拱座施工方法A中对大型钢拱座采用分节段加工制作，分节段加工尽管增 加组焊和安装的难度，但相对而言可简化一些复杂的制作工艺，可减小特大型的制作场地， 分节段加工还可加快加工制作的速度，在运输和吊装上也相对容易一些，本施工方法对特 大跨度拱桥具有较好的经济性。2、本专利技术的拱座施工方法C中设计集支撑钢拱座分段、钢筋、模板、预应力管道和 冷却水管于一体的多用途支撑架结构，可少占用本已狭小的内部空间、减少施工结构与永 久结构冲突，具有较好的操作性。3、本专利技术的拱座施工方法D中对分节段加工制作的大型钢拱座分段构件运输吊 装到位后，采用支撑架临时支撑搁置，再采用三向千斤顶精确调位，较好地保证安装进度和 精度。4、本专利技术的拱座施工方法E中采用大型全封闭钢模板，一次浇筑砼拱座及斜撑脚 座，可较好解决分次浇筑中很难解决的分层位置如何设置、模板结构设计、混凝土凿毛质量 和外观质量如何保证等问题。5、本专利技术的拱座施工方法E中大型斜面模板采用在承台内预埋弯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大型钢混组合多棱台斜面拱座施工方法，其特征在于按如下步骤施工：Ａ、根据加工及安装现场条件，对大型钢拱座结构部分采用分段加工制作；Ｂ、对分段加工制作的大型钢拱座构件通过Ａｕｔｏｃａｄ建立三维实体模型，设计各段构件运输、安装施工结构；Ｃ、设计集支撑钢拱座分段、钢筋、模板、预应力管道和冷却水管于一体的多用途支撑架结构，尽可能少占用本已狭小的内部空间的，同时减少施工结构与永久结构冲突；Ｄ、将加工制作的大型钢拱座构件分段运输吊装到支撑架临时搁置，采用三向千斤顶精确调位后，再组焊成整体；Ｅ、对砼拱座部分采用大型钢模板，一次浇筑砼拱座及斜撑脚座；具体施工顺序是：１）在砼拱座内依托钢拱座支架设置钢筋胎架，钢筋胎架同时兼作模板支承架，支承架依据拱座外形设计；２）根据设计图，通过Ａｕｔｏｃａｄ三维空间分析砼拱座内预应力纵横相交情况，按纵向预应力束位置不变原则，将横向预应力束在纵横相交位置按照钢拱座的横向倾斜度进行调整，在调整的基础上进行预应力管道施工；３）对钢筋的施工顺序提出严格的要求：钢拱座吊装前先绑扎砼拱座外围主筋，待钢拱座焊接定位以后，再按照由上至下，由内至外的顺序进行施工；砼拱座外围主筋在承台施工时应先预埋，由于拱座纵横向倾斜，钢筋长短不一，且上部设有弯头与钢拱座底部纵梁焊接，因此，通过实测现场预埋筋长度定长下料，并编号标识一一对应，采用直螺纹工艺连接；砼拱座内部钢筋施工顺序如下：钢拱座底部纵横梁间内嵌钢筋网焊接施工→竖向锚筋焊接施工→加强筋网片从上到下施工→其余内部构造筋施工；４）砼拱座采用全钢全封闭大型模板浇筑混凝土布料振捣，模板通过三维制图软件进行设计，并进行数字拼装，保证模板设计质量；并且通过缩尺模型浇筑试验确定施工工艺和混凝土性能参数；由于砼拱座表面倾斜，在模板内贴透水模板布减少混凝土外表缺陷；５）大型斜面模板拉杆系统布置：在承台上植入弯头钢筋，然后在砼拱座主筋外侧预安装模板定位锥形螺帽及短拉杆，将拉杆与弯头钢筋和短拉杆焊接；拉杆先于内部钢筋施工以保证拉杆位置准确、受力可靠，在拉杆定位焊接完成后，依次拆除模板，待钢筋施工完毕后，再一次安装模板就位，准备砼浇筑；６）在钢拱座底板上开设Ｒ２００布料孔，底板布料孔与中隔板和顶板上开设的人孔对应，振捣孔的布置按照小于１ｍ的距离设置，在振捣孔距离较大的地方，和纵横肋交汇的地方开设Ｒ１０ｍｍ排气孔；并在底板上钢筋焊接肋板处开设Ｒ２２．５ｍｍ振捣孔；７）拱座与承台浇筑间歇期...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈鸣，彭强，范波，陈良，刘晓勇，陈柏町，程多云，丁忠诚，李顺，莫亚兰，张秋虎，
申请(专利权)人：中交第二航务工程局有限公司，中交二航局第二工程有限公司，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]