專利名稱：一種鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)連續(xù)梁橋施工工法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及土木工程橋梁施工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鋼一混凝 土組合結(jié)構(gòu)連續(xù)梁橋施工工法。
技術(shù)背景鋼一混凝土組合結(jié)構(gòu)連續(xù)梁橋的施工方法一般采用鋼梁頂推或 者吊裝到位，形成連續(xù)結(jié)構(gòu)，再現(xiàn)澆混凝土橋面板或安裝預(yù)制混凝 土橋面板，形成組合結(jié)構(gòu)。由于連續(xù)梁支點(diǎn)承受負(fù)彎矩，而鋼一混凝土組合結(jié)構(gòu)橋采用上 混凝土下鋼的布置方式，導(dǎo)致鋼一混凝土組合結(jié)構(gòu)連續(xù)梁橋在墩頂 負(fù)彎矩區(qū)段混凝土橋面板受拉，鋼梁受壓，受力不利，這成為制約此種橋型發(fā)展和普及的i要因素。早期的組合結(jié)構(gòu)連續(xù)梁橋通常采取布置預(yù)應(yīng)力筋對墩頂區(qū)域混 凝土橋面板施加預(yù)應(yīng)力的方式，但這種設(shè)計將導(dǎo)致鋼梁頂板所承受 壓應(yīng)力較大，而且隨著混凝土徐變、收縮的發(fā)展，鋼梁所承受壓力 將進(jìn)一步加劇，與此同時混凝土橋面板預(yù)壓應(yīng)力損失較大，施加預(yù) 應(yīng)力效果不好。顯然鋼結(jié)構(gòu)的存在限制了預(yù)應(yīng)力在組合梁中的應(yīng)用，而不采用 預(yù)應(yīng)力的組合梁，對于簡化構(gòu)造、方便施工并降低造價具有很大的 吸引力。因此隨著對混凝土板損傷、破壞等方面認(rèn)識水平的提高以 及混凝土開裂對橋梁力學(xué)性能與耐久性的影響等方面研究的深入， 人們開始轉(zhuǎn)向允許混凝土板開裂，用混凝土裂紋寬度限值代替拉應(yīng)力限值，通過提高普通鋼筋配筋量來使混凝土保持較小的裂紋寬度 的設(shè)計理念。這一設(shè)計原則與方法的改變是組合結(jié)構(gòu)橋梁發(fā)展過程 中的一項重要轉(zhuǎn)變，它構(gòu)造簡單、施工方便、經(jīng)濟(jì)性好，促進(jìn)了組 合結(jié)構(gòu)橋梁更大的發(fā)展。結(jié)合上述設(shè)計理念，還可在施工過程中采取某些措施，對支點(diǎn) 負(fù)彎矩區(qū)施加一定的預(yù)應(yīng)力，主要措施包括支點(diǎn)頂升回落法和壓重 法。支點(diǎn)頂升回落法是指在梁體吊裝到位并形成連續(xù)梁后，頂升中 支點(diǎn)，然后澆筑墩頂混凝土橋面板，待混凝土橋面板與鋼梁結(jié)合后 再回落中支點(diǎn)，通過這種方法對支點(diǎn)混凝土橋面板施加預(yù)應(yīng)力。壓 重法是指在鋼梁跨中施加壓重，待支點(diǎn)負(fù)彎矩區(qū)混凝土板與鋼梁結(jié) 合后在撤去壓重，從而給支點(diǎn)混凝土施加壓應(yīng)力。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種鋼一混凝土組合結(jié)構(gòu)連續(xù)梁橋施工 工法。為了實現(xiàn)這一目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下 一種鋼一混凝土組 合結(jié)構(gòu)連續(xù)梁橋施工工法，其特征在于鋼梁與混凝土橋面板在預(yù) 制場地內(nèi)形成單跨梁，將單跨梁整體吊裝到位，進(jìn)行鋼梁連接接頭 施工、再施工墩頂混凝土橋面板，形成組合結(jié)構(gòu)連續(xù)梁。在預(yù)制場地分塊預(yù)制混凝土橋面板，并存放4 6個月。鋼梁分 段制造，總拼形成單跨鋼梁后，采用多點(diǎn)支撐方式，對中間支點(diǎn)進(jìn) 行額外頂升，將單跨鋼梁跨中區(qū)域混凝土橋面板與單跨鋼梁結(jié)合后 撤出中支點(diǎn)，形成單跨梁。將單跨梁整體吊裝到位后，在墩頂對相 鄰兩個單跨梁的鋼梁進(jìn)行現(xiàn)場焊接連接，并在墩頂位置的鋼梁底板上澆筑混凝土，底板混凝土厚度為30 50cm。采用支點(diǎn)升降法對墩 頂混凝土橋面板施加一定的預(yù)應(yīng)力。由跨中向兩端依次連接各墩墩頂?shù)膯慰缌?，最終形成組合結(jié)構(gòu)連續(xù)梁。本發(fā)明是世界范圍內(nèi)在開闊水域施工鋼一混凝土組合結(jié)構(gòu)連續(xù) 梁結(jié)構(gòu)的開創(chuàng)性工法，利用預(yù)制場地預(yù)制大部分構(gòu)件，利用大型浮 吊整段梁段吊裝到位，利用墩頂支座升降法對墩頂段混凝土橋面板 施加預(yù)應(yīng)力，利用墩頂段鋼梁底板雙結(jié)合設(shè)計降低了該區(qū)域鋼梁底 板厚度，這些工法和措施保證了施工質(zhì)量，加快了施工進(jìn)度，對今 后類似工程的設(shè)計、施工具有廣泛和深遠(yuǎn)的借鑒意義。


圖1為本發(fā)明實施例步驟A的示意2為步驟B的示意圖 圖3為圖2的側(cè)視圖 圖4為步驟C的示意圖 圖5為圖4的側(cè)視圖 圖6為步驟D的示意圖 圖7為圖6的A-A剖視圖 圖8為步驟E的示意圖 圖9為圖8的B-B剖視圖 圖IO為步驟F的示意圖 圖11為步驟G的示意圖 圖12為步驟H的示意圖 圖13為步驟I的示意圖 圖14為步驟J的示意圖 圖15為步驟K的示意圖具體實施方式
本發(fā)明的實施例位于江海交匯處，水域?qū)掗?，水深較深，適合大型浮吊整體吊裝，且周邊浮吊資源豐富，便于利用；同時考慮形 成組合結(jié)構(gòu)后整跨吊裝到位、再施工支點(diǎn)混凝土橋面板，可使結(jié)構(gòu) 在一期荷載作用下為組合結(jié)構(gòu)簡支梁受力，最大程度地降低支點(diǎn)負(fù) 彎矩水平并保證受力經(jīng)濟(jì)合理；因此，針對整體施工方案，采取了 鋼梁與混凝土橋面板在預(yù)制場地內(nèi)形成單跨組合結(jié)構(gòu)，整體吊裝到 位，進(jìn)行鋼梁連接接頭施工、再施工墩頂區(qū)域混凝土橋面板，形成 組合結(jié)構(gòu)連續(xù)梁的方案?；炷翗蛎姘宀捎妙A(yù)制板，結(jié)合時現(xiàn)澆縱橫接縫；橫向分塊根 據(jù)鋼梁腹板布置盡量減少，縱向分塊尺寸約5m，單塊板吊裝重量控 制在50t以下；混凝土橋面板預(yù)制完成后擱置4 6個月，減少混凝 土徐變、收縮的影響；鋼梁分段制造，總拼形成單跨鋼梁后，采用多點(diǎn)支撐方式，結(jié)合前對中間支點(diǎn)進(jìn)行額外頂升，結(jié)合后撤出中支 點(diǎn)，降低鋼梁跨中底板拉應(yīng)力，從而形成單跨梁。對于墩頂負(fù)彎矩處理方案，采取了控制裂縫寬度法和支點(diǎn)升降 法相結(jié)合的方案，墩頂?shù)装鍏^(qū)域采用雙結(jié)合方案降低鋼板厚度，降 低墩頂現(xiàn)場環(huán)縫焊接難度。在支點(diǎn)負(fù)彎矩區(qū)混凝土橋面板內(nèi)不再布置縱向預(yù)應(yīng)力筋，通過 配置普通鋼筋并限制裂縫寬度，普通鋼筋配筋的標(biāo)準(zhǔn)是使受拉翼緣 混凝土板在長期循環(huán)荷載作用下，裂縫寬度限制在規(guī)范允許范圍內(nèi)。墩頂支點(diǎn)負(fù)彎矩區(qū)鋼梁底板采用雙結(jié)合方案，混凝土板厚度約30 50cm，鋼梁底板厚度較薄，方便了現(xiàn)場焊接，簡化了底板加勁 肋系統(tǒng)。對墩頂混凝土橋面板通過外加操作施加預(yù)應(yīng)力的方案主要有壓 重法和支點(diǎn)升降法；壓重法較為依賴鋼梁自身剛度，鋼梁剛度越大， 要達(dá)到相同的效果，就需要施加更多的壓重；支點(diǎn)升降法支點(diǎn)頂升和回落量可以自由選取，而且若采用整孔吊裝方法，本身就需要布 置千斤頂以進(jìn)行梁體的精確定位，無需增加額外的施工設(shè)備；因此 選擇采用支座升降法對墩頂混凝土橋面板施加一定的預(yù)應(yīng)力。該施工工法的具體步驟包括A、如圖1所示，在預(yù)制場地分塊 預(yù)制混凝土橋面板中板1和混凝土橋面板邊板2，并存放4 6個月；B、如圖2和圖3所示，分段預(yù)制鋼梁節(jié)段3，然后將這些鋼梁節(jié)段 放置在鋼梁拼裝臺座5上進(jìn)行總拼，形成單跨鋼梁4; C、如圖4和 圖5所示，單跨鋼梁采用四點(diǎn)支撐方案，在單跨鋼梁4上擱置預(yù)制 混凝土橋面板中板l，然后頂升中間兩個支點(diǎn)6，頂升量計算可通過 控制兩邊支點(diǎn)支反力為50t左右得到；D、如圖6和圖7所示，單跨 鋼梁4兩端的混凝土橋面板邊板2僅擱置于鋼梁頂，通過鋼扁擔(dān)7 與單跨鋼梁4進(jìn)行固定，不進(jìn)行結(jié)合，單跨鋼梁中間部分混凝土橋 面板邊板擱置到位后，現(xiàn)澆縱橫接縫，接縫范圍占梁跨比例約為90 %; E、如圖8和圖9所示，待現(xiàn)澆縫強(qiáng)度、剛度達(dá)到要求后，撤除 中間兩個支點(diǎn)6，橫向移梁，轉(zhuǎn)換為梁端簡支狀態(tài)擱梁，成單跨梁9; F、如圖10所示，利用浮吊8將上述單跨梁9吊裝到位，利用三向 可調(diào)臨時支點(diǎn)將上述單跨梁9精確就位，臨時支點(diǎn)標(biāo)高需由設(shè)計根 據(jù)橋面標(biāo)高結(jié)合頂升回落量綜合考慮確定，在墩頂對相鄰單跨梁鋼 梁部分進(jìn)行現(xiàn)場焊接連接；G、如圖11所示，待所有單跨梁吊裝到 位并形成連續(xù)結(jié)構(gòu)后，首先施工全橋中央一對中支點(diǎn)11的20%梁跨 范圍內(nèi)的鋼梁下緣現(xiàn)澆混凝土，即實施雙結(jié)合10; H、如圖12所示， 待雙結(jié)合IO混凝土強(qiáng)度、剛度均達(dá)到設(shè)計要求后對中支點(diǎn)11實施 頂升操作，頂升支點(diǎn)位置可選用臨時支點(diǎn)，頂升量可控制在 0.5 1.0m，具體數(shù)值可由設(shè)計確定；I、如圖13所示，支點(diǎn)頂升到位 后，實施該兩支點(diǎn)范圍內(nèi)混凝土頂板現(xiàn)澆接縫12; J、如圖14所示，待接縫強(qiáng)度、剛度均達(dá)到設(shè)計要求后實施回落操作，直接落至永久 支座，撤銷臨時支點(diǎn)，回落量約為頂升量的80%; K、如圖15所示， 對于該對中支點(diǎn)兩側(cè)的兩個支點(diǎn)實施雙結(jié)合，并依次實施步驟H J，頂升回落量均可控制在中支點(diǎn)頂升回落量的60%，并依次再施工再 外圍的中支點(diǎn)，頂升回落量可依次減小，形成組合結(jié)構(gòu)連續(xù)梁13。本發(fā)明的設(shè)計參考規(guī)范(1) 《鐵路橋涵設(shè)計規(guī)范》(TB10002. l-99 TB10002.5-99)(2) 《鐵路組合梁設(shè)計規(guī)定》(TBJ 24-89)(3) 《鋼橋、混凝土橋及結(jié)合橋》(BS5400)(4) 《美國公路橋梁設(shè)計規(guī)范》(AASHT0， 2000)(5) 《上部構(gòu)造設(shè)計基準(zhǔn)，同解說》(日本本州四國聯(lián)絡(luò)橋公團(tuán)， 1989)(6) 《鋼床版設(shè)計要領(lǐng)*同解說》(日本本州四國聯(lián)絡(luò)橋公團(tuán)， 1989)施工規(guī)范(1)《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ041-2000)
權(quán)利要求
1. 一種鋼—混凝土組合結(jié)構(gòu)連續(xù)梁橋施工工法，其特征在于鋼梁與混凝土橋面板在預(yù)制場地內(nèi)形成單跨梁結(jié)構(gòu)，將單跨梁結(jié)構(gòu)整體吊裝到位，進(jìn)行鋼梁連接接頭施工、再施工墩頂混凝土橋面板，形成組合結(jié)構(gòu)連續(xù)梁。
2、 如權(quán)利要求1所述的鋼—混凝土組合結(jié)構(gòu)連續(xù)梁橋施工工法， 其特征在于在預(yù)制場地分塊預(yù)制混凝土橋面板，并存放4 6個月。
3、 如權(quán)利要求1所述的鋼一混凝土組合結(jié)構(gòu)連續(xù)梁橋施工工法，其特征在于鋼梁分段制造，總拼成單跨鋼梁后，采用多點(diǎn)支撐方式， 對中間支點(diǎn)進(jìn)行額外頂升，在混凝土橋面板與單跨鋼梁結(jié)合后撤出 中支點(diǎn)，形成單跨梁。
4、 如權(quán)利要求1所述的鋼一混凝土組合結(jié)構(gòu)連續(xù)梁橋施工工法， 其特征在于將單跨梁結(jié)構(gòu)整體吊裝到位后，在墩頂對相鄰單跨梁的 鋼梁部分進(jìn)行現(xiàn)場焊接連接，并在墩頂現(xiàn)澆支點(diǎn)區(qū)域底板混凝土， 使其與鋼梁底板結(jié)合，混凝土板厚度為30 50cm。
5、 如權(quán)利要求1所述的鋼一混凝土組合結(jié)構(gòu)連續(xù)梁橋施工工法， 其特征在于施工墩頂混凝土橋面板時，采用支點(diǎn)升降法對墩頂混凝 土橋面板施加一定的預(yù)應(yīng)力。
6、 如權(quán)利要求1所述的鋼一混凝土組合結(jié)構(gòu)連續(xù)梁橋施工工法， 其特征在于該施工工法的具體步驟包括A、在預(yù)制場地分塊預(yù)制混 凝土橋面板中板和混凝土橋面板邊板，并存放4 6個月；B、分段 預(yù)制鋼梁節(jié)段，然后將這些鋼梁節(jié)段進(jìn)行總拼，形成單跨鋼梁；C、 單跨鋼梁采用四點(diǎn)支撐方案，在單跨鋼梁上擱置預(yù)制混凝土橋面板中板，然后頂升中間兩個支點(diǎn)；D、單跨鋼梁兩端的混凝土橋面板邊板僅擱置于鋼梁頂，通過鋼扁擔(dān)與鋼梁進(jìn)行固定，單跨鋼梁中間部 分混凝土橋面板邊板擱置到位后，現(xiàn)澆縱橫接縫，接縫范圍占梁跨比例約為90%; E、待現(xiàn)澆縫強(qiáng)度、剛度達(dá)到要求后，撤除中間兩 個支點(diǎn)，橫向移梁，轉(zhuǎn)換為梁端簡支狀態(tài)擱梁，形成單跨梁；F、利 用浮吊將上述單跨梁吊裝到位，利用三向可調(diào)臨時支點(diǎn)將上述單跨 梁精確就位，在墩頂對相鄰單跨梁的鋼梁部分進(jìn)行現(xiàn)場焊接連接;G、 待所有組合結(jié)構(gòu)單跨梁吊裝到位并形成連續(xù)結(jié)構(gòu)后，首先施工全橋 中央一對中支點(diǎn)20%梁跨范圍內(nèi)鋼梁下緣現(xiàn)澆混凝土，即實施雙結(jié) 合；H、待雙結(jié)合混凝土強(qiáng)度、剛度均達(dá)到設(shè)計要求后對中支點(diǎn)實施 頂升操作，臨時支點(diǎn)即為頂升支點(diǎn)位置；I、支點(diǎn)頂升到位后，實施 該兩支點(diǎn)范圍內(nèi)混凝土頂板現(xiàn)澆接縫；J、待接縫強(qiáng)度、剛度均達(dá)到 設(shè)計要求后實施回落操作，直接落至永久支座，撤銷臨時支點(diǎn)，回 落量約為頂升量的80%; K、對于該對中支點(diǎn)兩側(cè)的兩個支點(diǎn)實施 雙結(jié)合，并依次實施步驟H J，頂升回落量為中支點(diǎn)頂升回落量的 60%，并依次再施工再外圍的中支點(diǎn)，頂升回落量可依次減小，形 成組合結(jié)構(gòu)連續(xù)梁。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋼—混凝土組合結(jié)構(gòu)連續(xù)梁施工工法，其特征在于鋼梁與混凝土橋面板在預(yù)制場地內(nèi)形成單跨梁結(jié)構(gòu)，將單跨梁結(jié)構(gòu)整體吊裝到位，進(jìn)行鋼梁連接接頭施工、再施工墩頂區(qū)域混凝土橋面板，形成組合結(jié)構(gòu)連續(xù)梁。本發(fā)明利用預(yù)制場地預(yù)制大部分構(gòu)件，利用大型浮吊整段梁段吊裝到位，利用墩頂支點(diǎn)升降法對墩頂段混凝土橋面板施加預(yù)應(yīng)力，利用墩頂段底板雙結(jié)合設(shè)計降低了該區(qū)域鋼梁底板厚度，保證了施工質(zhì)量，加快了施工進(jìn)度，對今后類似工程的設(shè)計、施工具有廣泛和深遠(yuǎn)的借鑒意義。
文檔編號E01D21/00GK101260649SQ20081003634
公開日2008年9月10日 申請日期2008年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月21日
發(fā)明者盧永成, 張曉松, 鄧青兒, 邵長宇 申請人:上海市政工程設(shè)計研究總院