一种钢混组合梁混凝土桥面板的无支架施工方法

技术领域

本发明涉及钢混组合梁施工方法技术领域，尤其是一种钢混组合梁混凝土桥面板的无支架施工方法。

背景技术

钢-混凝土组合梁是一种新型结构型式，该结构通过在钢梁和混凝土翼缘板之间设置设置剪力连接件，使之成为一个整体而共同作用，与钢筋混凝土梁相比，可以减轻结构自重，减小地震作用，减小截面尺寸，因此拥有广阔的应用前景。目前，钢混组合梁桥的混凝土桥面板施工分现浇及预制两种方式：若采用预制施工方式，预制桥面板采用纵横分块制造，利用预留孔洞与钢主梁集束式剪力钉群浇筑，该方式存在预制桥面板吊装次数过多、湿接缝过多、质量不可控、机械台班费用高、施工进度慢、效益不高等问题。若采用现浇施工方式，现浇桥面板通常采用满堂支架施工，如此需要占用桥型空间，并对桥下地面承载力有一定要求，且当后期混凝土强度达到设计值后，还需要对支架进行拆除，这对于桥下是海洋、峡谷或者有通行要求的环境时，往往不可行。

广西交科集团有限公司在钦北改扩建工程铁山港大桥（通航孔3*50m钢混组合梁）施工中，桥下为海洋环境，搭建满堂支架进行桥面板现浇施工几乎不可行，因此研究一种钢混组合梁混凝土桥面板的无支架施工方法是十分有必要的。

发明内容

本发明提供了一种钢混组合梁混凝土桥面板的无支架施工方法，无需在桥下设置支架，减少了对桥下空间的占用，且不需要安装和拆除满堂支架，大大缩短了施工工时，降低了施工成本。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种钢混组合梁混凝土桥面板的无支架施工方法，包括以下步骤：

S1.完成跨中钢模板和边跨钢模板的加工；

S2.将跨中钢模板吊装至钢梁的设计位置，拼装并与钢梁的上翼缘板进行焊接；

S3. 在桥面两侧的钢梁的上翼缘板上面间隔安装多个边跨钢模板吊臂，边跨钢模板吊臂内端与钢梁的上翼缘板连接，外端伸出钢梁的上翼缘板之外，并包括有拉筋悬吊边跨钢模板，边跨钢模板与拉筋连接后，吊装至与边跨混凝土的成型相匹配的位置处，并通过拉筋与边跨钢模板吊臂外端固定，相邻的至少两个边跨钢模板吊臂悬吊一个边跨钢模板，多个边跨钢模板依次贴在一起形成一段长度的边跨模板；

S4.绑扎桥面板钢筋，浇筑混凝土至指定标高；

S5.混凝土达到强度后，分离出边跨钢模板吊臂露出混凝土的部分，将边跨钢模板吊回至桥面上。

进一步的，所述边跨钢模板吊臂包括支撑腿、吊臂梁、支撑机构、拉筋、拉筋套管和固定机构，所述支撑腿至少设置有两个，用于与所述钢梁的上翼缘板连接，支撑腿上面横向连接有吊臂梁，所述吊臂梁外端上面固定连接有支撑机构，所述支撑机构和所述固定机构在所述吊臂梁外侧的部分均穿设有通孔，所述拉筋的上端匹配穿过所述支撑机构的通孔并与螺母形成可拆卸螺纹连接，下端匹配穿过所述固定机构的通孔并与螺母形成可拆卸螺纹连接，所述固定机构用于托住所述边跨钢模板，所述拉筋部分围设有拉筋套管，长度与边跨混凝土的高度相匹配；

所述边跨钢模板也匹配设置有容纳拉筋穿过的通孔；

步骤S3中，所述边跨钢模板的吊装过程包括：所述支撑机构固定在所述吊臂梁上面，所述边跨钢模板在桥面上先穿过所述拉筋，下面与所述固定机构固定，所述拉筋在所述边跨钢模板上面的部分围设有拉筋套管，下端穿过所述固定机构并通过螺母固定，然后用桥面吊机/桥检车将所述边跨钢模板吊装至与边跨混凝土的成型位置相匹配的位置处，所述拉筋上端穿过所述支撑机构的通孔，并旋入螺母固定。

更进一步的，所述支撑机构包括撑板，所述撑板纵向连接在所述吊臂梁外端的上面，伸出所述吊臂梁的部分相对所述吊臂梁的中心线对称穿设有通孔容纳所述拉筋穿过；

或所述支撑机构包括撑板和支撑工字钢，所述支撑工字钢纵向连接在所述吊臂梁外端的上面，伸出所述吊臂梁的部分上面相对所述吊臂梁的中心线对称设置有所述撑板，所述撑板伸出所述支撑工字钢的部分相对所述支撑工字钢的中心线对称设置有通孔容纳所述拉筋穿过；

每根所述吊臂梁至少固定有一组所述支撑机构。

更进一步的，所述固定机构包括固定板，所述固定板穿设有通孔容纳拉筋穿过，固定板的通孔位置与所述支撑机构的通孔位置相匹配；

或所述固定机构包括固定板和固定工字钢，所述固定板呈横向设置，穿设有通孔容纳拉筋穿过，固定板的通孔位置与所述支撑机构的通孔位置相匹配；所述固定工字钢纵向连接在所述固定板的中部上面，且长度与所述边跨钢模板的长度相匹配，由相邻的两根所述吊臂梁的固定板连接固定；

所述固定机构的数量与所述支撑机构的数量相匹配。

更进一步的，所述支撑腿由工字钢制成，匹配桥面绑扎钢筋穿过的部分间隔穿设有支撑腿钢筋孔。

更进一步的，所述支撑腿包括上支撑腿单元和下支撑腿单元，所述上支撑腿单元的底部和所述下支撑腿单元的顶部外侧设置有连接缀板，所述上支撑腿单元、所述下支撑腿单元和所述连接缀板设置有高强螺栓穿过使所述上支撑腿单元和所述下支撑腿单元固定在一起；所述下支撑腿单元的高度与桥面混凝土的厚度相匹配；

步骤S5具体包括：混凝土达到强度后，用桥面吊机/桥检车吊住边跨钢模板，拆除所述拉筋上端和下端的螺母，取出拉筋，拆除所述拉筋套筒，填补边跨混凝土的拉筋孔，用桥面吊机/桥检车将所述固定机构和所述边跨钢模板吊回至桥面上，拆除所述高强螺栓和所述连接缀板，将所述上支撑腿单元、所述吊臂梁和所述支撑机构放回至桥面上，将所述下支撑腿单元切割至桥面混凝土齐平。

或，更进一步的，步骤S5具体包括：混凝土达到强度后，用桥面吊机/桥检车吊住边跨钢模板，拆除所述拉筋上端和下端的螺母，取出拉筋，拆除所述拉筋套筒，填补边跨混凝土的拉筋孔，用桥面吊机/桥检车将所述固定机构和所述边跨钢模板吊回至桥面上，切割所述支撑腿露出桥面混凝土的部分，将切割剩余的所述支撑腿、所述吊臂梁和所述支撑机构放回至桥面上。

进一步的，所述边跨钢模板包括边跨模板横向支撑梁、边跨模板纵向支撑梁、边跨模板底模和边跨模板挡板模，所述边跨模板横向支撑梁间隔设置有多条，上面间隔垂直连接有多条所述边跨模板纵向支撑梁，所述边跨模板纵向支撑梁上面连接有所述边跨模板底模，所述边跨模板底模的形状与所述边跨混凝土的形状相匹配，所述边跨模板底模的外侧边和所述边跨模板横向支撑梁的外端与所述边跨模板挡板模连接，所述边跨模板挡板模露出所述边跨模板底模以上的部分高度与所述边跨混凝土的高度相匹配。

进一步的，所述跨中钢模板包括跨中模板底模、加劲槽钢和剪力筋，所述加劲槽钢设置有多根，横向间隔连接在所述跨中模板底模的上面，在所述加劲槽钢之间的所述跨中模板底模部分连接有多个上端呈弯钩形的所述剪力筋。

进一步的，步骤S4中，浇筑混凝土时，混凝土按照由跨中向边跨的顺序进行浇筑。

以上所述的钢混组合梁混凝土桥面板的无支架施工方法，具有以下优点：

（1）本发明采用边跨钢模板吊臂悬吊边跨钢模板，解决了海洋环境不利于搭建满堂支架的问题，减少了对桥下空间的占用，且不需要安装和拆除满堂支架，大大缩短了施工工时，降低了施工成本。

（2）本发明通过悬吊边跨钢模板实现了桥面混凝土采用现浇的方式进行施工，避免了采用预制桥面板安装次数过多、湿接缝过多、质量不可控的问题，显著提高了工程质量。

（3）本发明的跨中钢模板采用永久模板，桥面浇筑后无需拆除模版，减少了施工步骤，缩短了施工周期。

（4）本发明采用现浇桥面板，无需使用大吨位吊车，相比预制桥面安装，降低了施工成本。

（5）本发明对现浇桥面板的浇筑顺序进行了优化，有效降低桥面板负弯矩处开裂风险，增加应力储备值。

附图说明

图1是跨中钢模板和边跨钢模板安装的结构示意图。

图2是边跨钢模板吊臂悬吊边跨钢模板一实施例的立体结构示意图。

图3是边跨钢模板吊臂悬吊边跨钢模板一实施例的主视结构示意图。

图4是边跨钢模板吊臂悬吊边跨钢模板另一实施例的主视结构示意图。

图5是支撑腿一实施例的主视结构示意图。

图6是跨中钢模板一实施例的主视结构示意图。

图7是图6的俯视结构示意图。

图8是图7A-A截面的结构示意图。

图中，边跨钢模板吊臂1，支撑腿101，上支撑腿单元101a，连接缀板101b，下支撑腿单元101c，支撑腿钢筋孔101d，高强螺栓101e，加劲板102，吊臂梁103，支撑工字钢104，撑板105，螺母106，拉筋107，固定工字钢108，固定板109，拉筋套管110，边跨钢模板2，边跨模板横向支撑梁201，边跨模板纵向支撑梁202，边跨模板挡板模203，边跨模板底模204，跨中钢模板3，跨中模板底模301，加劲槽钢302，剪力筋303，上翼缘板4。

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在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中 ，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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，因此不能理解为对本发明的限制。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

一种钢混组合梁混凝土桥面板的无支架施工方法，结合图1所示，包括以下步骤：S1.完成跨中钢模板3和边跨钢模板2的加工，跨中钢模板3和边跨钢模板2可在加工厂统一制作完成，以保证模板质量，跨中钢模板3和边跨钢模板2加工完成后运输至施工现场。S2.将跨中钢模板3吊装至钢梁的设计位置，拼装并与钢梁的上翼缘板4进行焊接，跨中钢模板3的吊装可采用小型的桥面吊机或浮吊等吊装设备即可完成，多块跨中钢模板3沿横向、纵向铺设，覆盖一定长度的桥梁跨中区域部分，承载跨中部分的混凝土固结成型。S3. 在桥面两侧的钢梁的上翼缘板4上面间隔安装多个边跨钢模板吊臂1，边跨钢模板吊臂1内端与钢梁的上翼缘板4连接，外端伸出钢梁的上翼缘板4之外，并包括有拉筋107悬吊边跨钢模板2，边跨钢模板2与拉筋107连接后，吊装至与边跨混凝土的成型相匹配的位置处，并通过拉筋107与边跨钢模板吊臂1外端固定，相邻的至少两个边跨钢模板吊臂1悬吊一个边跨钢模板2，多个边跨钢模板2依次贴在一起形成一段长度的边跨模板，长度位置一般与跨中钢模板3覆盖的长度位置相匹配。S4.绑扎桥面板钢筋，浇筑混凝土至指定标高；S5.混凝土达到强度后，分离出边跨钢模板吊臂1露出混凝土的部分，将边跨钢模板2吊回至桥面上，跨中钢模板3与混凝土固定成为一体，不再拆卸。本实施例采用边跨钢模板吊臂1悬吊边跨钢模板2，使边跨钢模板2无需满堂支架支撑即可完成边跨混凝土的浇筑成型，减少了对桥下空间的占用，且不需要安装和拆除满堂支架，大大缩短了施工工时，降低了施工成本。

进一步的，本实施例提供了一种具体的边跨钢模板吊臂1结构，如图2-3所示，边跨钢模板吊臂1包括支撑腿101、吊臂梁103、支撑机构、拉筋107、拉筋套管110和固定机构。其中：支撑腿101至少设置有两个，用于与钢梁的上翼缘板4连接，结合图1所示，两个支撑腿101分别与有一定距离的两块上翼缘板4连接，两块上翼缘板4之间还固定有跨中钢模板3。支撑腿101上面横向连接有吊臂梁103，吊臂梁103外端伸出最外侧的钢梁的上翼缘板4之外，上面固定连接有支撑机构。支撑机构和固定机构在吊臂梁103外侧的部分均穿设有通孔，拉筋107的上端匹配穿过支撑机构的通孔并与螺母106形成可拆卸螺纹连接，下端匹配穿过固定机构的通孔并与螺母106形成可拆卸螺纹连接，在混凝土成型之后，需旋出螺母106以取出拉筋107，如此才能将边跨钢模板2吊回至桥面上。固定机构用于托住边跨钢模板2，以承载边跨钢模板2及浇筑的边跨混凝土，使边跨混凝土成型。拉筋107部分围设有拉筋套管110，长度与边跨混凝土的高度相匹配，在安装完成后，位于边跨钢模板2上面，以保护拉筋107，在边跨混凝土浇筑完成之后可顺利将拉筋107取出。支撑腿101与上翼缘板4、吊臂梁103之间的连接、吊臂梁103与支撑机构之间的连接多采用焊接，连接更为稳固，当然根据需要也可以采用螺栓连接等方式，支撑腿101与吊臂梁103连接的位置两侧最好还焊接有三角形的加劲板102，以使连接更稳定。边跨钢模板2也匹配设置有容纳拉筋107穿过的通孔。采用上述边跨钢模板吊臂1结构，步骤S3中，边跨钢模板2的吊装过程包括：支撑机构固定在吊臂梁103上面，边跨钢模板2在桥面上先穿过拉筋107，下面与固定机构固定，固定的方式可采用焊接，拉筋107在边跨钢模板2上面的部分围设有拉筋套管110，下端穿过固定机构并通过螺母106固定，然后用桥面吊机/桥检车将边跨钢模板2吊装至与边跨混凝土的成型位置相匹配的位置处，边跨钢模板2的内端最好是搭在最外侧的上翼缘板4位置处，拉筋107上端穿过支撑机构的通孔，并旋入螺母106固定。

更进一步的，本实施例提供了一种具体的支撑机构，支撑机构包括撑板105，撑板105纵向连接在吊臂梁103外端的上面，伸出吊臂梁103的部分相对吊臂梁103的中心线对称穿设有通孔容纳拉筋107穿过，该撑板105可采用钢板制成，也可以采用工字钢制成，该实施方式在图中为示出；而为避免边跨钢模板2的应力过于集中及发生形变，本实施例提供了另外一种支撑机构，如图2和3所示，支撑机构包括撑板105和支撑工字钢104，支撑工字钢104纵向连接在吊臂梁103外端的上面，此处所说的纵向，是指图3中所示的前后方向，支撑工字钢104伸出吊臂梁103的部分上面相对吊臂梁103的中心线对称设置有撑板105，撑板105伸出支撑工字钢104的部分相对支撑工字钢104的中心线对称设置有通孔容纳拉筋107穿过。每根吊臂梁103至少固定有一组支撑机构，而如图2中所示的设置两组，能更好地保持边跨钢模板2内端和外端的平衡，而对应的，一个边跨钢模板2的一端有8根拉筋107悬吊，另一端也有8根拉筋107悬吊。

更进一步的，本实施例提供了一种具体的固定机构，结合图4所示，固定机构包括固定板109，固定板109穿设有通孔容纳拉筋107穿过，固定板109的通孔位置与支撑机构的通孔位置相匹配，采用固定板109托住边跨钢模板2即可，图中所示的为一组支撑机构悬吊边跨钢模板2的外端，则边跨钢模板2的内端需托在最外侧的钢梁的上翼缘板4的位置处以保持平稳，在图4中所示的情况下，结合支撑机构采用撑板105和支撑工字钢104组合的形式，一个边跨钢模板2的一端有4根拉筋107悬吊，2块固定板109支撑，另一端也有4根拉筋107悬吊，2块固定板109支撑；为更好地保证边跨钢模板2的中间部分不发生形变，结合图2-3所示，固定机构更优选的采用另外一种结构，包括固定板109和固定工字钢108，固定板109呈横向设置，即图3中所示的左右方向，固定板109穿设有通孔容纳拉筋107穿过，通孔位置与支撑机构的通孔位置相匹配，使边跨钢模板2能保证边跨混凝土按照设计线型成型；固定工字钢108纵向连接在固定板109的中部上面，且长度与边跨钢模板2的长度相匹配，由相邻的两根吊臂梁103的固定板连接固定，如图3中所示，一个边跨钢模板2的下面有两根固定工字钢108支撑，每根固定工字钢108由4块固定板承载，使得边跨钢模板2在整个长度方向上均有固定工字钢108承载，不容易发生变形，该固定机构的结构需配合支撑机构采用撑板105和支撑工字钢104组合设置；固定机构的数量与支撑机构的数量相匹配。

更进一步的，本实施例提供了优选的支撑腿101结构，支撑腿101由工字钢制成，匹配桥面绑扎钢筋穿过的部分间隔穿设有支撑腿钢筋孔101d，以方便布设钢筋进行绑扎。若为设有支撑腿钢筋孔101d，钢筋可焊接在支撑腿101上面。

支撑腿101可采用整根工字钢的形式，若采用整根工字钢，步骤S5具体包括：混凝土达到强度后，用桥面吊机/桥检车吊住边跨钢模板2，拆除拉筋107上端和下端的螺母106，取出拉筋107，拆除拉筋107套筒，填补边跨混凝土的拉筋孔，用桥面吊机/桥检车将固定机构和边跨钢模板2吊回至桥面上，切割支撑腿101露出桥面混凝土的部分，将切割剩余的支撑腿101、吊臂梁103和支撑机构放回至桥面上，此步骤中，吊回固定机构和边跨钢模板2可与切割支撑腿101同时进行。

更进一步的，支撑腿101也可采用可拆分的形式，结合图5所示，支撑腿101包括上支撑腿单元101a和下支撑腿单元101c，上支撑腿单元101a的底部和下支撑腿单元101c的顶部外侧设置有连接缀板101b，上支撑腿单元101a、下支撑腿单元101c和连接缀板101b设置有高强螺栓101e穿过使上支撑腿单元101a和下支撑腿单元101c固定在一起；下支撑腿单元101c的高度与桥面混凝土的厚度相匹配，需要大于桥面混凝土的厚度，以在桥面混凝土浇筑完成后可顺利取出上支撑腿单元101a。若采用可拆分的支撑腿101结构，步骤S5具体包括：混凝土达到强度后，用桥面吊机/桥检车吊住边跨钢模板2，拆除拉筋107上端和下端的螺母106，取出拉筋107，拆除拉筋107套筒，填补边跨混凝土的拉筋孔，用桥面吊机/桥检车将固定机构和边跨钢模板2吊回至桥面上，拆除高强螺栓101e和连接缀板101b，将上支撑腿单元101a、吊臂梁103和支撑机构放回至桥面上，将下支撑腿单元101c切割至桥面混凝土齐平。若连接缀板101b部分被桥面混凝土覆盖，则需要在切割下支撑腿单元101c时将连接缀板101b一同切割。该可拆分的结构形式，可降低切割的工作难度，也能在支撑腿101切割完成后防止吊臂梁103等整体倒下损伤跨中钢模板3。

进一步的，边跨钢模板2包括边跨模板横向支撑梁201、边跨模板纵向支撑梁202、边跨模板底模204和边跨模板挡板模203，边跨模板横向支撑梁201间隔设置有多条，上面间隔垂直连接有多条边跨模板纵向支撑梁202，边跨模板纵向支撑梁202上面连接有边跨模板底模204，边跨模板横向支撑梁201从宽度方向支撑边跨模板底模204，边跨模板纵向支撑梁202从长度方向支撑边跨模板底模204，边跨模板底模204的形状与边跨混凝土的底面形状相匹配，边跨模板底模204的外侧边和边跨模板横向支撑梁201的外端与边跨模板挡板模203连接，边跨模板挡板模203露出边跨模板底模204以上的部分高度与边跨混凝土的高度相匹配，以和边跨模板底模204共同围成边跨混凝土的形状。边跨钢模板2在浇筑混凝土前需要预先刷涂脱模剂，与方便边跨混凝土浇筑完成后进行脱模。

进一步的，结合图6-8所示，跨中钢模板3包括跨中模板底模301、加劲槽钢302和剪力筋303，加劲槽钢302设置有多根，横向等距间隔连接在跨中模板底模301的上面，跨中模板底模301采用钢板制成，本实施例采用Q235钢板，加劲槽钢302可增强跨中模板底模301的支撑强度，防止模板发生形变。在加劲槽钢302之间的跨中模板底模301部分连接有多个上端呈弯钩形的剪力筋303，剪力筋303弯钩处一般呈90°，在浇筑混凝土之后，帮助实现跨中模板底模301与混凝土之间的稳固连接，防止跨中钢模板3脱落。跨中钢模板3在加工厂加工制作时，接触混凝土一侧喷砂除锈处理，另一侧按环境防腐等级进行涂装。

步骤S4中，浇筑混凝土时，混凝土按照由跨中向边跨的顺序进行浇筑，先浇筑跨中混凝土，待强度达到设计指标后，对跨中进行加载，随后浇筑负弯矩区域混凝土，即边跨混凝土，负弯矩混凝土强度达到设计值后卸载。