桥墩水中系梁抬高预制下吊安装体系及施工方法

技术领域

本发明涉及水中系梁技术领域，尤其是涉及桥墩水中系梁抬高预制下吊安装体系及施工方法。

背景技术

桥墩工程中，桥墩桩基的水中系梁是位于水中的将桩基连接在一起的梁，常规施工方法主要有浅水围堰筑岛法、钢板桩围堰法等，采用围堰围合形成一内部无水的封闭体系，便于保证作业人员的施工安全，系梁一次性成型浇筑。按该种思路施工时，要求在施工前修筑围堰，之后采用混凝土封底以形成水下的干作业环境。该种方法在我国均已使用多年，已被证明适用于大体积的水下结构物施工，但对于入水深度较浅的水下结构物，采用上述方法进行施工，操作较为复杂，辅助工序较多，围堰施工工期较长，施工成本投入较大，不安全因素多，施工风险较大，就社会经济效益方面来说显然不适宜。

发明内容

本发明的目的在于提供一种保证系梁的施工效率与质量的桥墩水中系梁抬高预制下吊安装体系及施工方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种桥墩水中系梁抬高预制下吊安装体系的施工方法，包括以下步骤：

步骤一、施工桩基：进行桥墩桩基施工，在桩基的设定位置预留预埋管，在预埋管上安装支撑架；

步骤二、安装预制平台竖向构件：在设定位置安装平台支撑桩、钢管桩及附属构件，平台支撑桩是作为支撑平台的主体竖向构件，钢管桩是辅助竖向构件；

步骤三、安装预制平台上部结构：在平台支撑桩、钢管桩顶部依次安装分配梁、贝雷梁、平台板、卷扬机，分配梁与平台支撑桩连接处安装加劲肋；

步骤四、施工系梁预制部分：在平台板上安装预制系梁模板，浇筑预制系梁；

步骤五、安装围堰板：在系梁模板两端安装围堰板与连接肋，预制系梁强度达到设定强度后拆除预制节段模板；

步骤六、吊装预制梁与围堰：利用平台板上的卷扬机，将预制系梁、围堰板、系梁模板作为整体吊装至系梁设定位置；

步骤七、施工封底混凝土与防水：在围堰下端的内嵌板与桩基间的缝隙内填充第一止水条，在骑马板与桩基间的缝隙内填充第二止水条，在内嵌板内浇筑混凝土；

步骤八、围堰内排水：将围堰内的水抽出，保持围堰内干燥；

步骤九、施工现浇系梁节点：在围堰与模板围成的干燥环境内，浇筑桩基顶部、系梁两端的现浇系梁节点；

步骤十、拆除围堰与模板：拆除围堰、模板及附属构件，开展下一循环系梁施工。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明将系梁的中间节段抬高预制，该段预制条件具备良好的施工环境，并将系梁预制与现浇有机结合，保证了系梁施工质量与效率。

(2)本发明通过围堰板、系梁及系梁模板、节点模板作为整体结构，作为系梁两端节点现浇的水中体系，该结构便于整体吊放，实现了集成化作业水平，并提高了该体系的防水效果，保证了系梁节点现浇时环境干燥。

(3)通过围堰板下端的内嵌板并灌注封底混凝土，提高了围堰板的封闭与防水性能。

(4)设置钢管桩体系，作为预制平台与系梁现浇体系的辅助承载结构，提高了结构的整体稳定性。

(5)通过桩基预埋管作为承载围堰的着力点，保证了围堰固定可靠。

(6)在系梁中间节段预制时，通过安装预制节段模板预留出两端节点形状，保证了系梁中间节段结构尺寸的准确性。

附图说明

图1是桥墩水中系梁抬高预制下吊安装体系的作业示意图；

图2是图1中桩基与竖向支撑结构的平面示意图；

图3是系梁中间节段预制示意图；

图4是系梁模板与围堰板连接的平面示意图；

图5是图4中拆除预制节段模板后的平面示意图；

图6是预制完成的系梁中间节段平面示意图；

图7是围堰板安装完成示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-桩基；2-系梁；3-预制系梁；4-现浇系梁节点；5-贝雷梁；6-平台板；7-分配梁；8-平台支撑桩；9-加劲肋；10-钢管桩；11-连梁；12-钢座；13-法兰板；14-支撑梁；15-三角撑；16-连接梁；17-支撑凳；18-系梁模板；19-预制节段模板；20-待浇筑系梁节点；21-围堰板；22-连接肋；23-节点模板；24-骑马板；25-吊点肋板；26-内嵌板；27-第一止水条；28-封底混凝土；29-第二止水条；30-系梁底模；31-系梁顶模；32-系梁钢筋；33-桩基预留筋；34-水面；35-主吊杆；36-辅助吊杆；37-卷扬机；38-预埋管；39-支撑架；40-千斤顶。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

如图1-7所述，本发明提供了一种桥墩水中系梁抬高预制下吊安装体系的施工方法，包括以下步骤：

步骤一、施工桩基1：进行桥墩桩基1施工，在桩基1的设定位置预留预埋管38，在预埋管38上安装支撑架39。

步骤二、安装预制平台竖向构件：在设定位置安装平台支撑桩8、钢管桩10及附属构件，平台支撑桩8是作为支撑平台的主体竖向构件，钢管桩10是辅助竖向构件。

步骤三、安装预制平台上部结构：在平台支撑桩8、钢管桩10顶部依次安装分配梁7、贝雷梁5、平台板6、卷扬机37，分配梁7与平台支撑桩8连接处安装加劲肋9。

步骤四、施工系梁2预制部分：在平台板6上安装预制系梁3模板，浇筑预制系梁3。

步骤五、安装围堰板21：在系梁模板18两端安装围堰板21与连接肋22，预制系梁3强度达到设定强度后拆除预制节段模板19。

步骤六、吊装预制梁与围堰：利用平台板6上的卷扬机37，将预制系梁3、围堰板21、系梁模板18作为整体吊装至系梁2设定位置。

步骤七、施工封底混凝土28与防水：在围堰下端的内嵌板26与桩基1间的缝隙内填充第一止水条27，在骑马板24与桩基1间的缝隙内填充第二止水条29，在内嵌板26内浇筑混凝土。

步骤八、围堰内排水：将围堰内的水抽出，保持围堰内干燥。

步骤九、施工现浇系梁节点4：在围堰与模板围成的干燥环境内，浇筑桩基1顶部、系梁2两端的现浇系梁节点4。

步骤十、拆除围堰与模板：拆除围堰、模板及附属构件，开展下一循环系梁2施工。

其中，桥墩水中系梁抬高预制下吊安装体系为左右对称结构。

系梁2由预制系梁3与现浇系梁节点4组成，预制系梁3在平台板6上浇筑，在浇筑时由预制节段模板19预留出待浇筑系梁节点20的形状。

具体的，预制节段模板19位于预制系梁3的两端，且预制节段模板19呈环状结构。

围堰板21为箱型结构，其通过连接肋22与系梁模板18连接，围堰板21底部为配合桩基1的中空结构，系梁模板18的端部深入围堰板21内，系梁顶模31与系梁底模30分别与围堰板21连接；同时，围堰板21内带有配合待浇筑系梁节点20的节点模板23，节点模板23与围堰板21或系梁模板18连接。

具体的，预制节段模板19内置于系梁模板18的两端，预制系梁3填充于相邻两预制节段模板19以及系梁模板18之间，桩基1穿设经过围堰板21底部的中空结构。

围堰板21的下端带有内嵌板26，内嵌板26与桩基1外径配合并留有一定缝隙，内嵌板26内与桩基1的缝隙间安装第一止水条27，并对内嵌板26与桩基1之间填充封底混凝土28，桩基1与围堰板21间形成封闭空间，围堰板21形成了相对于外界水域的封闭结构，以达到现浇系梁节点4的干燥施工环境。

围堰板21、系梁2、系梁模板18及节点模板23作为整体结构，共同吊装下放作为系梁2节点的水下浇筑体系，该整体结构由千斤顶40承载在支撑架39上；围堰板21的上方为中间开放式结构，围堰板21的顶部高程大于水面34高程；围堰板21通过吊点肋板25与主吊杆35、辅助吊杆36连接，主吊杆35直接与卷扬机37连接。

具体的，桩基1的设定位置上预留有预埋管38，在预埋管38上安装支撑架39，辅助吊杆36呈“π”型结构，以使辅助吊杆36水平方向的两端连接于两侧的主吊杆35上，辅助吊杆36垂直方向的两端连接于围堰板21上方的中间开放式结构的两侧，围堰板21通过吊点肋板25与主吊杆35固定。

相邻两钢管桩10的中间由连梁11连接，相邻两钢管桩10的中部设有钢座12，通过钢座12与法兰板13固定支撑梁14，通过支撑梁14搁置系梁底模30并承载底模上部荷载；钢管桩10的顶部设有三角撑15与连接梁16，连接梁16上设有支撑凳17，由支撑凳17搁置并承载上部平台。该钢管桩10体系是作为辅助承载的次要承载体系。

其中，法兰板13位于钢座12与支撑梁14之间，以使钢座12与支撑梁14连接稳定。

预制系梁3两端预留的系梁钢筋32与桩基预留筋33整体锚固。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。