一种钢砼结合梁的施工方法.pdf

本发明公开了一种钢-砼结合梁段的施工方法，包括以下步骤：一)钢-砼结合梁段厂内制作；二)桥面吊机现场拼装就位、调试，与此同时钢-砼结合梁厂内运至施工现场；三)钢-砼结合梁段混凝土竖向预制；四)钢-砼结合梁吊装作业；五)劲性骨架安装；用型钢将钢-砼结合梁与悬浇的混凝土箱梁上的预埋件焊接固定；六)合拢段施工；钢-砼结合梁与混凝土箱梁间的合拢段钢筋绑扎、安装模板、安装预应力筋、浇筑合拢段混凝土施工；七)桥梁预应力施工；合拢段混凝土达到设计强度后，进行钢-砼结合梁预应力张拉、压浆，拆除桥面吊机与钢-砼结合梁约束。本发明即可保证施工质量，又可节约成本缩短施工周期。

权利要求书
1.  一种钢-砼结合梁段的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
一)钢-砼结合梁段厂内制作
二)桥面吊机现场拼装就位、调试，与此同时钢-砼结合梁厂内运至 施工现场；
三)钢-砼结合梁段混凝土竖向预制
钢-砼结合梁段竖向放置，进行钢梁与混凝土梁结合段的钢筋绑扎、 模板安装、混凝土竖向浇筑施工；
四)钢-砼结合梁吊装作业
运输设备将钢-砼结合梁运至桥下定位，利用结合梁段上的翻身吊耳， 桥面吊机提升结合梁段在空中结合梁空中90度的翻身工作，并重新下放 至运输设备，将桥面吊机上的吊具转换至结合梁段上的起吊吊耳上，再正 常提升钢-砼结合梁至设计高度，通过桥面吊机的三向调节系统完成钢- 砼结合梁空中姿态的精确调整；
五)劲性骨架安装
用型钢将钢-砼结合梁与悬浇的混凝土箱梁上的预埋件焊接固定；
六)合拢段施工
钢-砼结合梁与混凝土箱梁间的合拢段钢筋绑扎、安装模板、安装预 应力筋、浇筑合拢段混凝土施工；
七)桥梁预应力施工
合拢段混凝土达到设计强度后，进行钢-砼结合梁预应力张拉、压浆， 拆除桥面吊机与钢-砼结合梁约束。

2.  根据权利要求1所述的钢-砼结合梁段的施工方法，其特征在 于，在所述步骤三)中，由工厂加工的钢梁竖向放置，且需浇筑混凝土一 端朝上，结合段混凝土竖向分层浇筑、竖向分层振捣。

说明书一种钢-砼结合梁的施工方法
技术领域：
本发明涉及桥梁施工领域，尤其涉及一种钢-砼结合梁段施工方法。
背景技术：
钢-砼混合梁能充分发挥钢结构与混凝土的承载能力、重量差别来改变多跨桥梁的跨径比例。通常刚构桥的钢-砼结合段位于主跨约1/3梁段长度位置，而钢梁三段(与两端混凝土梁结合的两个结合段钢梁，中间与两结合段钢梁连接的大节段钢梁)，结合段钢梁与大节段钢梁通过固定在桥面上的桥面吊机起吊。结合段钢梁与混凝土梁通过伸入钢梁内的混凝土来连接，结合段钢梁与大节段钢梁通过焊接或栓接来连接。
通常大节段钢梁与结合段钢梁在场内长线制造，结合段钢梁吊装并浇筑混凝土后再吊装大节段钢梁，结合段钢梁在吊装过程中存在偏差，而结合段钢梁与大节段钢梁由于其特殊的连接工艺(焊接或栓接)，要求两结合段钢梁安装精度特别高。
通常结合段钢梁内利用钢板设置了很多狭小的箱式，钢梁内的混凝土在结合段钢梁吊装就位后在原位浇筑，混凝土水平流动充满整个箱式，振捣为横向振捣。在原位浇筑钢梁内混凝土时，混凝土在水平流动状态下难以密实填充到钢梁的各个狭小箱室，砼浇筑质量难以保证，严重影响钢混结合段的施工质量。
综上所述，有必要提供一种钢-砼结合梁的施工方法，来解决结合段钢梁的安装精度，特别是两结合段钢梁的相对空间位置，及结合段内混凝土的施工质量的问题。
发明内容：
本发明为钢-砼结合梁段的结合段混凝土施工和钢-砼结合梁段的整体安装提供了一种安全有效的方法，即可保证施工质量稳定上乘，又可节约施工成本、后期养护成本，并能缩短施工周期。
1.一种钢-砼结合梁段的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
一)钢-砼结合梁段厂内制作；
二)桥面吊机现场拼装就位、调试，与此同时钢-砼结合梁厂内运至施 工现场；
三)钢-砼结合梁段混凝土竖向预制；
钢-砼结合梁段竖向放置，进行钢梁与混凝土梁结合段的钢筋绑扎、模板安装、混凝土竖向浇筑施工；
四)钢-砼结合梁吊装作业；
运输设备将钢-砼结合梁运至桥下定位，利用结合梁段上的翻身吊耳，桥面吊机提升结合梁段在空中结合梁空中90度的翻身工作，并重新下放至运输设备，将桥面吊机上的吊具转换至结合梁段上的起吊吊耳上，再正常提升钢-砼结合梁至设计高度，通过桥面吊机的三向调节系统完成钢-砼结合梁空中姿态的精确调整；
五)劲性骨架安装；
用型钢将钢-砼结合梁与悬浇的混凝土箱梁上的预埋件焊接固定；
六)合拢段施工；
钢-砼结合梁与混凝土箱梁间的合拢段钢筋绑扎、安装模板、安装预应力筋、浇筑合拢段混凝土施工；
七)桥梁预应力施工；
合拢段混凝土达到设计强度后，进行钢-砼结合梁预应力张拉、压浆，拆除桥面吊机与钢-砼结合梁约束。
在所述步骤三)中，由工厂加工的钢梁竖向放置，且需浇筑混凝土一端朝上，结合段混凝土竖向分层浇筑、竖向分层振捣。
在所述步骤四)中，钢-砼结合梁段上有专供翻身、正常起吊用的吊耳，结合梁段整体在桥面吊机的辅助下在空中完成90度的翻身工作，结合梁段空中翻身后下放至运输设备上，结合梁段正常起吊用其上的专用吊耳，桥面吊机三向调节系统完成结合梁段的空中姿态精调。
本发明具有的优点和积极效果是：采用结合段混凝土竖向预制且混凝土面高于钢结构50cm，可保证混凝土在自重作用下充分的填充于钢梁内的各狭小箱室，竖向分层振捣能确保混凝土的充分密实，解决了水平浇筑状态下混凝土中气体无法排除导致混凝土与钢室间存在气体填充的间隙的难题，为钢-砼结合段混凝土施工质量提供了保证。利用桥面吊机对钢-砼结合梁段进行空中翻身，可避免额外大型机械的使用，降低施工成本。通过 桥面吊机上的三向调节系统，可对钢-砼结合梁段的空间姿态进行精确调整，能确保大节段钢梁与两钢-砼结合梁段的精确对接，保证成桥质量。
附图说明：
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1为本发明应用的示意图。
图中：1、钢-砼结合梁，2、桥面吊机，3、运输设备，4、悬浇箱梁，5、合拢段，6、连续千斤顶，7、钢绞线，8、吊耳，9、调节油缸 
图2为本发明施工工艺总流程
具体实施方式：
为能进一步了解本发明的发明内容、特点级工效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
请参阅图1，一种钢-砼结合梁段施工工艺，该施工工艺的工艺流程包括：
钢-砼结合梁段制作→桥面吊机拼装、钢-砼结合梁运输→钢-砼结合梁段竖向预制→钢-砼结合梁吊装→劲性骨架安装→合拢段施工→桥梁预应力施工。
该施工工艺包括以下步骤：
一)钢-砼结合梁段制作
钢-砼结合梁段委托专业钢结构厂家按照设计图纸加工、制作成型，并安排技术人员驻场监督。
二)桥面吊机拼装、钢-砼结合梁运输
桥面吊机主要由承重结构和提升系统两部分组成。承重结构采用桁架结构，一台桥面吊机由两组结构完全相同的三角形桁架结构和横向联系桁架组成。每组三角形桁架由若干工字形钢构件组成，所有构件通过高强度螺栓在节点相连。提升系统采用连续千斤顶及同步提升系统。
根据地理条件，钢-砼结合梁段的运输采用水运至桥位。
三)钢-砼结合梁混凝土竖向预制
为避免传统施工方法砼在水平流动状态下难以密实填充到钢梁的各个狭小箱室，砼浇筑质量难以保证的问题，本工程采用钢-砼结合梁混凝土竖向预制的方法。
预制钢砼结合段时采用竖放状态，即与钢箱梁相连的端面与地面接触，混凝土段位于上方，进行钢筋绑扎、模板支护、混凝土浇筑，浇注混凝土时在重力作用下混凝土可以自动填充到结合段钢结构箱室的每一个角落，且混凝土中气体可竖向排除，从而保证了结合段混凝土的浇注质量。预制混凝土外伸钢结构50cm，以保证后续合拢段与钢-砼结合梁段连接质量。
四)钢-砼结合梁段吊装
运输设备将钢-砼结合梁运至桥下定位，在平潮时段安装结合梁段上的翻身吊耳，桥面吊机提升结合梁段，提升一定高度后，前吊点逐步回落，钢-砼结合梁开始倾斜，逐渐调平，完成钢-砼结合梁段空中90度翻身工作，并重新下放至运输设备。
桥面吊机吊具转换至结合梁的起吊吊耳上，正常提升结合梁至设计高度，通过桥面吊机的三向调节系统完成钢-砼结合梁空中姿态的精确调整。
五)劲性骨架安装
钢-砼结合梁完成空中姿态的调整后，用型钢将钢-砼结合梁与悬浇的混凝土箱梁上的预埋件焊接固定。
六)合拢段施工
在混凝土悬臂梁段上架设临时吊架，在临时吊架上架设现浇混凝土外模板，加工绑扎钢筋，布置预应力管道等准备工作；安装内模，绑扎连接顶板钢筋、预应力管道等，浇筑混凝土并养护。
七)桥梁预应力施工
此为常规工艺不在赘述。
更具体的施工工艺流程见图2。
操作要点
(1)施工准备
a、做好材料、设备的需用量计划，按需计划进行采购并做好进场质量检查工作；
b、做好施工人员分工安排，并进行详细安全、技术交底；
c、做好测量仪器的校准工作，对测量控制网进行复测；
d、起吊前2天，对悬臂端混凝土梁端面进行连续观测；
e、做好与海事等部门的沟通协调，提前发布封航公告。
(2)桥面吊机系统安装
桥面吊机系统由大量小构件组拼而成，拼装时可采用桥上原位拼装或场内拼装整体吊装就位的安装方法，安装中具体要求有如下几点：
a、注意各构件的编号，避免混用，严格按照安装图编号进行安装；
b、对吊装过程中有需相对滑动的表面做好防锈、润滑，并保证表面的洁净；
c、安装吊索时，正、反旋钢绞线各一半，锚具上每一圈钢绞线需正、反旋交替布置；
d、结构安装后，需对构件连接的螺栓、销轴进行检查，螺栓施拧严格按规范要求进行。
(3)结合段砼预制 
结合段砼预制时，将结合段钢结构竖向安放(湿接头端朝上)，绑扎钢筋、安装模板并浇筑砼，砼外伸钢结构端面50cm为宜。
在砼浇筑时，注意对钢结构内的狭窄箱室的振捣，保证砼密实填充在钢结构各个部位，充分发挥其传力效果。
(4)运输船抛锚定位
钢-砼结合段采用驳船运输，吊装时垂直于桥梁路线方向定位。
抛锚定位步骤如下：
a、在靠近边跨的既定区域，抛下横向定位锚；
b、船迎水流在既定区域内抛下舰首方向的锚链；
c、放松缆绳，驳船顺水流移动，驳船移动到既定区域后，抛下舰尾方向的锚链；
d、收紧舰首锚的缆绳，放松舰尾缆绳，使驳船完成初步定位；
e、以预先下放的吊具为参照，通过调整3个锚的缆绳，使驳船完成精确定位，精度要求1m。
运输船抛锚定位具体要求有如下几点：
a、抛锚前，检查锚与钢丝绳连接的卸扣有无损坏，有损害必须事先更换；
b、抛锚前，检查钢丝绳有无毛刺、断丝现象；如有，必须更换；
c、抛锚时，需用船载GPS或测量用GPS定位锚的平面位置，保证锚有足够的抓力；
d、起吊前，时刻关注结合段吊耳与桥面吊机下放的吊具的相对位置，并及时通过调整保证两者偏差在1m范围内；
(5)翻身吊具安装 
吊具与结合段吊耳为销接，安装采用人工进行，销轴安装就位后安装限位钢板。
吊具安装具体要求有如下几点：
a、安装前，需对吊耳、销轴及吊具涂抹润滑油，清除吊耳及吊具上的毛刺，保证吊具顺利安装；
b、安装时，必须保证钢绞线安装后竖直，竖向无旋转、缠绕现象；
c、安装时，需在钢绞线松弛状态下进行，并快速完成全部吊具安装，时刻关注水位的变化情况，保证不致因水位降低使部分吊点受力；
(6)结合段提升、空中翻身
钢-砼结合段提升机械为设置在箱梁悬臂端上的桥面吊机，提升动力由液压连续千斤顶提供，两岸提升系统由一台总控系统控制，实时监控系统内各千斤顶的内力及行程，并可通过总控制系统暂停某部分千斤顶的情况下对另外任意千斤顶行程进行调整，实现千斤顶的均匀受力。
结合段提升、空中翻身步骤如下：
a、起吊前，检查吊点与吊具的
b、连接情况、运输船的平面位置及结合段与运输船的约束是否解除；
利用计算机控制系统对结合段进行分级加载(分三级，每级所加荷载为结合段理论重量的20％、50％、80％)。每加载一级需停止加载并对吊点、吊具以及桥面吊机等构件进行检视，检视通过则进行下道工序，检视不通过需及时进行原因分析，待问题解除后方可进行下道工序；
a、利用计算机控制系统对结合段进行提升，直至结合段底部离开运输船0.5m时，停止提升并对吊点、吊具以及桥面吊机等构件进行检视；
b、利用计算机控制系统对结合段进行调平；检查各个千斤顶的实际荷载是否在其理论荷载的±10％以内，应根据检验结果，决定进行提升或将结合段下放至运输船上；
c、将计算机控制系统设置为自动提升模式，自动同步提升结合段，直到提升高度满足空中翻身要求；
d、暂停前端2台千斤顶，将后端两千斤顶调整为下放模式，实现结合段以前端两吊耳为圆心翻转，直到结合段顶板水平；
e、将4台千斤顶均调整为下放模式，整体下放结合段；
d、调整平面位置，并在既定位置上安放临时钢支墩，结合段下放于钢支墩上；
e、继续下放吊索，直到其明显松弛，快速的拆除吊具与翻身吊耳直接的销轴。
结合段提升、空中翻身具体要求有如下几点：
f、提升前，应对翻身过程有影响的钢筋、波纹管等进行处理，避免对翻身过程产生影响；
g、提升及下放过程中，注意对结合段顶面水平度的观察，如不平，需及时暂停提升并进行调整；
h、临时钢支墩安装后，需对其平稳性进行检查，保证受力后的稳定性；
结合段落于钢支墩上后，需继续下放吊索至明显松弛状态后方可对吊耳销轴进行拆除，且尽量做到同步拆除。
(7)翻身吊耳割除 
考虑起吊就位后割除底板上的翻身吊耳较困难，在翻身完成落于临时支墩后即进行翻身吊耳的割除。
翻身吊耳割除具体要求有如下几点：
a、在底板翻身吊耳的焊脚处划线，以该线作为为割除边线；
b、吊耳割除时，注意对集合段钢结构的保护，避免对钢结构产生破坏。
(8)起吊吊具安装 
吊具安装参照5)
(9)结合段提升 
结合段提升步骤如下：
a、起吊前，检查吊点与吊具的连接情况、运输船的平面位置；
b、利用计算机控制系统对结合段进行分级加载(分三级，每级所加荷载为结合段理论重量的20％、50％、80％)。每加载一级需停止加载并对吊 点、吊具以及桥面吊机等构件进行检视，检视通过则进行下道工序，检视不通过需及时进行原因分析，待问题解除后方可进行下道工序；
c、利用计算机控制系统对结合段进行提升，直至结合段底部离开运输船0.5m时，停止提升并对吊点、吊具以及桥面吊机等构件进行检视；
d、利用计算机控制系统对结合段进行调平；检查各个千斤顶的实际荷载是否在其理论荷载的±10％以内，应根据检验结果，决定进行提升或将结合段下放至运输船上；
e、将计算机控制系统设置为自动提升模式，自动同步提升结合段至既定位置。
结合段提升具体要求有如下几点：
f、提升前，应对吊具连接及桥面吊机系统进行检查；
g、提升过程中，应注意对结合段顶面水平度的观察，如不平，需及时暂停提升并进行调整；
(10)结合段精确定位
结合段的精确定位，尤其是与大节段钢箱梁合拢端口的定位精度决定了大节段钢箱梁能否合拢与合拢质量。如两个结合段端口反向偏差，在大节段钢箱梁上反应出来的就是一个偏差的叠加效应。所以大节段钢箱梁合拢精度完全取决于两个结合段的定位精度。定位时由现场测量将观测数据反馈到提升系统控制室，系统操作人员通过调整4台竖向提升千斤顶及纵、横移系统，实现结合段的精确定位。
结合段精确定位具体要求有如下几点：
a、结合段吊装前，应至少对两悬臂端箱梁进行连续观测，找出其受温度影响的变化情况；
b、结合段空间位置计算时，应对影响空间姿态的各种因素考虑完整，如温度、吊装时间、结构荷载等；
c、注意对结合段上观测点的保护，避免破坏观测点，导致无法完成精确定位。
(11)结合段临时固结
在结合段精确定位完成之后，按桥梁设计要求安装临时固结构件，临时固结构件与结合段及悬臂端箱梁的连接必须可靠。
(12)湿接头施工 
湿接头采用吊模法进行施工。
湿接头施工步骤如下：
a、安装外模，并通过精扎螺纹钢筋将外模锚固于结合段及悬臂端箱梁上；
b、安装湿接头段底、腹板钢筋及预应力系统；
c、安装内模，绑扎顶板钢筋，浇筑混凝土；
d、混凝土的养生，进行预应力系统的张拉及压浆，并拆除模板系统。
尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。