(12)发明专利说明书
(21)申请号 CN201710604936.9 (22)申请日 2017.07.24
(71)申请人 中交第二航务工程局有限公司
地址 430040 湖北省武汉市东西湖区金银湖路11号
(72)发明人 李文俊 吴立柱 易黎明 李亚 宋克坤 张波 裴国强 陈为民 章金飞 邵明 (74)专利代理机构 武汉开元知识产权代理有限公司 代理人 俞鸿 (51)Int.CI
(10)申请公布号 CN 107401121 A (43)申请公布日 2017.11.28
权利要求说明书 说明书 幅图
(54)发明名称
一种U梁预制现浇设计施工方法
(57)摘要
本发明公开了一种U梁预制现浇设
计施工方法，其将U梁整体沿其横断面设计划分为竖直腹板部分和水平底板部分；待完成竖直腹板部分的浇筑和中、底部预应力束张拉和封锚后，将竖直腹板部分吊装至桥墩上方并使其沿桥梁纵向固定；再利用桥墩上竖直腹板部分为基础设置吊架和底模完成水平底板部分的现场浇筑；最
后完成竖直腹板的顶部纵向预应力钢束和底板横向预应力钢束的张拉后封锚。本发明有效解决了桥下交通不可封闭、净空要求高、施工时间紧张等问题，在保证了施工质量的同时，施工措施方面比原传统设计施工方法有进一步节省；施工周期短，施工时间少。 法律状态
法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
权 利 要 求 说 明 书
1.一种U梁预制现浇设计施工方法,其特征在于:将U梁整体沿其横断面设计划分为竖直腹板部分和水平底板部分;待完成竖直腹板部分的浇筑和中、底部预应力束张拉和封锚后,将竖直腹板部分吊装至桥墩上方并使其沿桥梁纵向固定;再利用桥墩上竖直腹板部分为基础设置吊架和底模完成水平底板部分的现场浇筑;最后完成竖直腹板的顶部纵向预应力钢束和底板横向预应力钢束的张拉后封锚。
2.根据权利要求1所述的一种U梁预制现浇设计施工方法,其特征在于:将U梁整体沿其横断面设计划分为两个竖直对称布置的I形腹板部分和一个水平布置的底板部分;每个I形腹板部分上设置有多个纵向预应力钢束。
3.根据权利要求1所述的一种U梁预制现浇设计施工方法,其特征在于:竖直腹板部分的施工步骤:在桥下施工现场或加工工厂内布置预制台座,在预制台座上现场浇筑竖直腹板部分,待竖直腹板部分的混凝土满足张拉强度要求后,分步对竖直腹板部分上的纵向预应力钢束进行张拉和封锚;然后完成竖直腹板部分的吊装施工。
4.根据权利要求3所述的一种U梁预制现浇设计施工方法,其特征在于:纵向预应力钢束张拉步骤:除连接于竖直腹板顶部的第一根纵向预应力钢束以外,由上至下依次张拉连接于竖直腹板部分上的其余纵向预应力钢束。
5.根据权利要求1所述的一种U梁预制现浇设计施工方法,其特征在于:完成竖直腹
板部分的施工后,在竖直腹板部分的纵向两端安装横向内支撑。
6.根据权利要求5所述的一种U梁预制现浇设计施工方法,其特征在于:横向内支撑包括横向内支撑上横梁、横向内支撑下横梁和横向内支撑斜撑;所述横向内支撑上横固接于所述竖直腹板部分的顶端,所述横向内支撑下横梁固接于所述竖直腹板部分的底部,所述横向内支撑上横梁和所述横向内支撑下横梁之间连接有所述横向内支撑斜撑。
7.根据权利要求1所述的一种U梁预制现浇设计施工方法,其特征在于:水平底板部分的施工步骤包括:在安装有横向内支撑的竖直腹板部分顶部搭设的吊架,并在所述吊架底部设置用于浇筑水平底板部分的底板底模,完成水平底板部分的浇筑施工;待底板混凝土强度满足张拉要求后,依次张拉连接于竖直腹板顶部的第一根纵向预应力钢束和底板横向预应力钢束后,封锚并拆除横向内支撑、吊架和底板底模。
8.根据权利要求7所述的一种U梁预制现浇设计施工方法,其特征在于:所述吊架包括精轧螺纹钢、吊架上横梁和吊架下横梁;所述吊架上横梁固接于竖直腹板部分顶端,所述吊架下横梁通过所述精轧螺纹钢悬吊于所述吊架上横梁下方,所述吊架下横梁上铺设有所述底板底模。
9.根据权利要求1所述的一种U梁预制现浇设计施工方法,其特征在于:其具体施工步骤包括:
步骤一:U梁横截面设计与划分,将U梁整体沿其横断面设计划分为竖直腹板部分和水平底板部分,使得在施工过程中,竖直腹板部分能够承受水平底板部分相应的施工荷载;
步骤二:U梁竖直腹板部分的安装施工,根据现场实际情况在预制台座上现场浇筑竖直腹板部分,待竖直腹板部分混凝土强度满足张拉要求后,由上至下依次张拉除连接于竖直腹板顶部的第一根纵向预应力钢束以外的其余所有纵向预应力钢束;
步骤三:横向内支撑安装施工,在吊装施工完毕竖直腹板部分的纵向两端端头处安装横向内支撑;
步骤四:U梁水平底板部分的安装施工,在安装有横向内支撑的竖直腹板部分上搭建带有底板底模的吊架,完成底板底模的浇筑施工后依次张拉连接于竖直腹板顶部的第一根纵向预应力钢束和底板横向预应力钢束后并封锚;
步骤五:拆除横向内支撑、吊架和底板底模,U梁施工完毕。
说 明 书
技术领域
本发明涉及一种U梁浇筑设计施工方法,属于交通工程桥梁技术领域,具体涉及一种用于桥下交通不可封闭、施工净空要求较高、施工工期紧张的情况U梁预制现浇设计施工方法。 背景技术
在现有技术中一些桥梁、铁路施工复线项目中,有部分简支后张预应力U梁桥梁高2.6m,宽6.8m,跨度为25m,重350t,横跨公路,传统设计为一次性现浇成型,传统施工采用满堂支架或钢管少支架法进行一次性现浇施工。但是这种设计及施工方法适用于桥下施工可封闭或部分封闭交通、桥下净空要求不高、施工工期要求不紧张的情况,但是对于桥下交通不可封闭、施工净空要求较高、施工工期紧张的情况,传统的设计及施工方法就会呈现出相应的缺点;同时由于既有线原线形标高较低,复线设计需保持与既有线标高基本一致,从而导致桥下施工净空要求很高。由于U梁较重,若采用一次性预制吊装,需采用大吨位吊车,且受运输道路和交通管制限制,技术经济性价比不高。
新型U梁预制现浇结合设计及施工方法,采用将U梁横断面进行合理的划分为腹板和底板两个部分,对腹板和底板结构进行设计,并将腹板在现场进行预制,待混凝土强度达到要求后,利用常规吊车进行吊装,然后利用腹板设置吊架,进行底板现浇施工,从而有效解决了桥下交通不封闭,施工净空要求高,施工工期紧张,经济性合理等问题。 发明内容
针对上述现有技术存在的缺陷,本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足,提供一种U梁预制现浇设计施工方法,其克服了梁下方交通量大、交通管制较难、施工
过程中不可封闭道路、桥梁施工时间紧张等工况下U梁施工的方法。
为解决上述技术问题,本发明采用了这样一种U梁预制现浇设计施工方法,将U梁整体沿其横断面设计划分为竖直腹板部分和水平底板部分;待完成竖直腹板部分的浇筑和中、底部预应力束张拉和封锚后,将竖直腹板部分吊装至桥墩上方并使其沿桥梁纵向固定;再利用桥墩上竖直腹板部分为基础设置吊架和底模完成水平底板部分的现场浇筑;最后完成竖直腹板的顶部纵向预应力钢束和底板横向预应力钢束的张拉后封锚。(竖直腹板部在桥墩上的固定方式与普通U梁的固定方式一致;竖直腹板部内每根纵向预应力钢束的张拉方法均与普通U梁内的纵向预应力钢束的张拉方法一致,区别在于竖直腹板部内每根纵向预应力钢束并不是同时张拉,而是存在一个先后顺序,这也是本发明的核心发明点之一;而竖直腹板部分可以在桥下现场浇筑施工、也可以提前在加工工厂内加工完成后由运输工具运输至施工桥梁下完成吊装)
在本发明的一种优选实施方案中,将U梁整体沿其横断面设计划分为两个竖直对称布置的I形腹板部分和一个水平布置的底板部分;每个I形腹板部分上设置有多个纵向预应力钢束。(I形腹板部分的横向设置有用于连接底板部分的连接钢筋,使得底板部分浇筑和可以与I形腹板部分连成一个整体U形梁)
在本发明的一种优选实施方案中,竖直腹板部分的施工步骤:在在桥下施工现场或加工工厂布置预制台座,在预制台座上现场浇筑竖直腹板部分,待竖直腹板部分的混凝土满足张拉强度要求后,分步对竖直腹板部分上的纵向预应力钢束进行张拉和封锚;然后完成竖直腹板部分的吊装施工。
在本发明的一种优选实施方案中,纵向预应力钢束张拉步骤:除连接于竖直腹板顶部的第一根纵向预应力钢束以外,由上至下依次张拉连接于竖直腹板部分上的其余纵向预应力钢束。
在本发明的一种优选实施方案中,完成竖直腹板部分的施工后,完成竖直腹板部分的
施工后,在竖直腹板部分的纵向两端端头处安装横向内支撑(即两个平行的竖直腹板部分的纵向两端端头处均搭建有横向内支撑,从而围成一个长方体状,增加了整体结构的刚度)。
在本发明的一种优选实施方案中,横向内支撑包括横向内支撑上横梁、横向内支撑下横梁和横向内支撑斜撑;所述横向内支撑上横固接于所述竖直腹板部分的顶端,所述横向内支撑下横梁固接于所述竖直腹板部分的底部,所述横向内支撑上横梁和所述横向内支撑下横梁之间连接有所述横向内支撑斜撑。
在本发明的一种优选实施方案中,水平底板部分的施工步骤包括:在安装有横向内支撑的竖直腹板部分顶部搭设的吊架,并在所述吊架底部设置用于浇筑水平底板部分的底板底模,完成水平底板部分的浇筑施工;待底板混凝土强度满足张拉要求后,依次张拉连接于竖直腹板顶部的第一根纵向预应力钢束和底板横向预应力钢束后,封锚并拆除横向内支撑、吊架和底板底模。
在本发明的一种优选实施方案中,所述吊架包括精轧螺纹钢、吊架上横梁和吊架下横梁;所述吊架上横梁固接于竖直腹板部分顶端,所述吊架下横梁通过所述精轧螺纹钢悬吊于所述吊架上横梁下方,所述吊架下横梁上铺设有所述底板底模。
在本发明的一种优选实施方案中,其具体步骤包括:步骤一:U梁横截面设计与划分,将U梁整体沿其横断面设计划分为竖直腹板部分和水平底板部分,使得在施工过程中,竖直腹板部分能够承受水平底板部分相应的施工荷载;U梁竖直腹板部分的安装施工,根据现场实际情况在预制台座上现场浇筑竖直腹板部分,待竖直腹板部分混凝土强度满足张拉要求后,由上至下依次张拉除连接于竖直腹板顶部的第一根纵向预应力钢束以外的其余所有纵向预应力钢束;步骤三:横向内支撑安装施工,在施工完毕竖直腹板部分的纵向两端端头处安装横向内支撑;步骤四:U梁水平底板部分的安装施工,在安装有横向内支撑的竖直腹板部分上搭建带有底板底模的吊架,完成底板底模的浇筑施工后依次张拉连接于竖直腹板顶部的第一根纵向预应力钢束和底板横向预
应力钢束后并封锚步骤五:拆除横向内支撑、吊架和底板底模,U梁施工完毕。
本发明的有益效果是:本发明通过对U梁整体沿其横断面设计划分为三部分两个对称平行布置的I形腹板部分和一个水平布置的底板部分、并提出了U梁结构的分段施工先施工I形腹板部分、后施工底板部分,从而实现了在桥下交通繁忙、净空要求高、施工时间紧张的地区的工况下快速、高效的实现了U梁的施工;同时本发明通过分次张拉预应力设计,有效地控制了I形腹板部分梁体反拱,并且使其能承受底板现浇阶段的施工荷载;为了防止I形腹板部分横向倾倒,本发明在两片腹板之间设置横向内支撑,使其成为稳定结构。本发明有效解决了桥下交通不可封闭、净空要求高、施工时间紧张等问题,质量方面,由于腹板部分进行预制施工,这样更有利于施工质量的保证;施工措施方面,由于仅设吊架,不用设置满堂脚手架或少钢管支架,也无需预压,在施工措施方面比原传统设计施工方法有进一步节省;施工周期方面,由于不用设置支架,同时省去预压工序,现场底板现浇作业时间短,施工时间比原传统设计施工方法节省许多。 附图说明
图1是新型U梁预制现浇结合横断面划分图;
图2是新型U梁腹板和底板预应力图(纵断面图);
图3是新型U梁腹板和底板预应力钢束位置示意图;
图4是新型U梁腹板间横向内支撑图;
图5是新型U梁横向吊架图;
图6是新型U梁预制现浇结合设计及施工方法流程图;
图中:1.U梁腹板部分;2.U梁底板部分;3.纵向预应力顶束;4.纵向预应力中束;5.纵向预应力底束;6.底板横向预应力;7.横向内支撑上横梁;8.横向内支撑下横梁;9.横向内支撑斜撑;10.精轧螺纹钢;11.吊架上横梁;12.吊架下横梁;13.底板底模。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,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用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:将传统的U梁结构,对横断面进行合理划分,划分为腹板(即竖直腹板部分)和底板(即水平底板部分)两个部分,对其分别进行设计。对于腹板设计,划分后的腹板为“I”型梁结构,单个腹板纵向有3束预应力钢绞线(根据需要,也可以使用≥3束预应力钢绞线),若按原设计意图,3束预应力需要一次性张拉用以承受梁体荷载和活载,但现在由于腹板自重仅整个梁体重量的1/3,需考虑分次张拉预应力设计,即在预制节段仅张拉底束和中束,顶束待底板现浇完成后再张拉,从而控制梁体反拱,并且能承受底板现浇阶段的施工荷载;对于底板设计,底板有横向预应力,在设计过程中考虑波纹管与I梁锚具之间的连接,并且对于I梁与底板接触位置,需进行凿毛处理,提高新旧混凝土面连接强度和抗剪能力。施工过程,先将腹板在现场进行预制,待混凝土强度满足要求后,利用吊车进行腹板安装,为了防止腹板横向倾倒,在两片腹板之间设置横向内支撑,使其成为稳定结构。利用两片腹板,设置吊架和底模,从而进行U梁底板现浇施工,待混凝土强度满足要求后,再依次进行腹板顶束和底板横向预应力的张拉、封锚施工,最后拆除吊架和底模。此种新型U梁预制现浇结合设计及施工方法,有效解决了桥下交通不可封闭、净空要求高、施工时间紧张等问题,质量方面,由于腹板部分进行预制施工,这样更有利于施工质量的保证;施工措施方面,由于仅设吊架,不用设置满堂脚手架或少钢管支架,也无需预压,在施工措施方面比原传统设计施工方法有进一步节省;施工周期方面,由于不用设置支架,同时省去预压工序,现场底板现浇作业时间短,施工时间比原传统设计施工方法
节省许多。
在本说明书附图中公开的一种具体实施例中,其具体施工步骤包括:
1、U梁截面划分与设计
根据计算分析,合理将U梁划分为2个部分,即U梁腹板部分1、U梁底板部分2。使得在施工过程中,U梁腹板部分1能够承受U梁底板部分2相应的施工荷载,同时考虑在施工过程中,为避免反拱量过大,将U梁腹板部分1的纵向预应力按照分批次张拉设计。(此时,U梁腹板部分1与U梁底板部分2的接口处是可根据工况调整的,同时只需要相应的调整U梁腹板部分1上的纵向预应力钢束的个数满足工况即可)
2、U梁腹板部分预制施工
根据现场实际情况,选择合适位置,布置预制台座,进行U梁腹板部分1现场预制施工,待U梁腹板部分1混凝土强度满足张拉要求后,依次进行纵向预应力中束4和纵向预应力底束5的张拉和封锚。
3、U梁腹板部分吊装施工
待U梁腹板部分1混凝土强度满足设计要求后,在梁两端设置吊点,利用吊车进行梁体吊装施工。
4、U梁两腹板间横向内支撑安装施工
由于U梁腹板部分1高宽比较大,为防止倾覆,在两片U梁腹板部分1安装完毕后,立即在梁两端(纵向)进行横向内支撑安装施工。横向内支撑由横向内支撑上横梁7、横向内支撑下横梁8和横向内支撑斜撑9组成。
5、U梁底板施工
利用两片U梁腹板部分1搭设吊架,吊架由精轧螺纹钢10、吊架上横梁11和吊架下横梁12组成,并在吊架下横梁12上方铺设底板底模13。进行底板钢筋绑扎、预应力波纹管埋设和混凝土现浇施工。(整体结构是U梁腹板部分1的纵向两端安装有横向内支撑,U梁腹板部分1的纵向中部间隔安装有多个吊架)
6、U梁纵向预应力顶束和底板横向预应力施工
待底板混凝土强度满足张拉要求后,依次进行U梁纵向预应力顶束3和底板横向预应力6张拉和封锚施工,最后拆除吊架和底板底模13。
新型U梁预制现浇结合设计及施工方法流程示意图见图5。
应当理解的是,以上,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
在桥下交通不可封闭、施工净空要求较高、施工工期紧张条件下
与《传统U梁结构设计施工方法》比较
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