一种梁拱组合刚构桥下弦梁施工方法

技术领域

本发明涉及桥梁施工技术领域，尤其涉及一种梁拱组合刚构桥下弦梁施工方法。

背景技术

预应力混凝土连续刚构桥，具有跨越能力大、受力合理、行车平顺、施工保证、养护费用低等优点，对于山高坡陡，施工场地狭窄的山区具有很强的适应性。中国己建成的连续刚构桥主跨超过200m的已不少于50座，成为我国大、中跨径梁桥的主要桥型。

拱梁组合式连续刚构桥是在常规连续刚构桥形式上的一种新的改型，其主要思路是将箱梁根部的腹板挖空，形成上弦箱梁段与下弦拱形箱梁段组成的拱梁组合框架。拱梁组合框架与实腹梁段一起组成了拱梁组合式连续刚构桥的上部结构。拱梁组合式连续刚构桥的充分发挥了拱梁组合框架下弦拱形梁段混凝土承压能力强的优势，同时减小结构有效跨径，优化了结构受力状态，从而提高了其跨越能力。

现有技术中，拱梁组合式连续刚构桥下弦梁施工时，其施工挂篮通常悬挂于上弦梁上，但对于大跨径的连续刚构桥来说，下弦梁长度较长，且，下弦梁和上弦梁之间的夹角较小，采用挂篮悬挂在上弦梁的施工方案不具有足够的施工空间，且，上弦梁不具有足够的承载力，容易造成开裂和下挠问题，因此，需对现有技术进行改进。

发明内容

针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种梁拱组合刚构桥下弦梁施工方法，其解决了现有技术中存在的将下弦梁施工挂篮悬挂于上弦梁上施工易使得上弦梁结构损毁的问题。

根据本发明的实施例，一种梁拱组合刚构桥下弦梁施工方法，施工方法包括：

P1.下弦梁与桥墩的结合部在桥墩浇筑过程中通过托架与桥墩共同浇筑成型，得到X-0段，上弦梁与下弦梁同步施工；

P2.待X-0段混凝土达到强度后，通过X-0段安装托架，通过托架浇筑成型，得到X-1段；

P3.沿X-1段通过挂篮悬浇的方式，得到X-2段，待X-2段混凝土达到强度后，张拉下弦梁第一对拉索，拉索连接X-1段和桥墩，拆除托架；

P4.重复P3的操作，得到X-3、X-4、X-5、X-6、X-7、X-8、X-9、X-10、X-11和X-12段，并相应张拉共十对拉索，挂篮滑动安装在下弦梁上，在挂篮施工段的混凝土达到强度后，移动挂篮至需要施工的下一段继续下一段的混凝土浇筑施工；

P5.拆除下弦梁上的挂篮，在X-12段与上弦梁之间加入锁定楔形块，再张拉竖向预应力束，将上弦梁、下弦梁与锁定楔形块之间紧密结合，提前形成三角形受力结构；

P6.采用挂篮浇筑下弦梁与上弦梁结合段的混凝土，并张拉预应力。

优选的，所述桥墩上镜像连接有两个所述下弦梁，两个所述下弦梁同步相对施工，当所述下弦梁的浇筑段混凝土达到C60强度等级设计强度的90％时，放可对所述下弦梁浇筑段连接所述拉索以施加预应力，所述拉索的安装滞后于所述下弦梁的浇筑段一段，将所述拉索的两端固定连接于沿所述桥墩镜像对称的两个所述下弦梁的浇筑段上，将所述拉索的中部固定于所述桥墩上，在下弦梁、上弦梁和锁定楔形块交汇形成整体并且混凝土达到强度后，按照拉索的安装顺序拆除下弦梁上的拉索。

优选的，所述拉索施加预应力包括：

张拉对下弦梁浇筑段的纵向预应力束，包括分别设置于下弦梁浇筑段形成的箱梁的四个侧壁的顶板束、底板束、腹板束和合拢束，张拉方式均为两端张拉，预应力束布置有竖弯，平弯形式，所有弯曲均采用圆弧曲线；

张拉对下弦梁浇筑段的横向预应力束，采用单端张拉方式，采用可二次张拉的低回缩钢绞线预应力锚固系统；

张拉对下弦梁浇筑段的竖向预应力束；采用单端张拉方式，在张拉端采用BM15-3扁型锚具，在锚固端采用BP15-3扁型锚具；

预应力束均采用直径15.2mm的钢绞线，钢绞线滞后于所述下弦梁的浇筑段一段。

优选的，通过所述挂篮施工成型的所述下弦梁各段为尺寸相同的箱梁结构，箱梁结构的各处管壁厚度均为0.6m，箱梁的长度为5.0m，所述下弦梁与上弦梁交汇处以及下弦梁与桥墩交汇处的下弦梁的壁厚为0.8m。

优选的，浇筑于所述下弦梁与上弦梁的交汇处以及所述X-0段的混凝土中加入钢纤维，掺量为50kg/m

优选的，在所述下弦梁施工完成后，使得所述下弦梁的底缘线沿2.2次抛物线的规律变化，坐标原点为下弦底缘线延伸线与桥墩边缘的交点。

相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：

下弦梁分段施工，通过滑动安装在下弦梁上的挂篮实现下弦梁每一段的混凝土的浇筑，提高了施工效率；挂篮浇筑段混凝土强度达到要求后即通过拉索施加应力，保证每一段的结构强度，进而保证了下弦梁整体的结构强度；下弦梁与桥墩结合部采用托架共同浇筑，提高了下弦梁底端的稳定性；对下弦梁和上弦梁结合部之间使用锁定楔形块，并通过施加竖向应力保证结合部的有效结合。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图。

上述附图中：1、桥墩；2、下弦梁；3、上弦梁。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明中的技术方案进一步说明。

如图1所示，为提高下弦梁2的施工效率，本发明实施例提出了一种梁拱组合刚构桥下弦梁施工方法，施工方法包括：

P1.下弦梁2与桥墩1的结合部在桥墩1浇筑过程中通过托架与桥墩1共同浇筑成型，得到X-0段，上弦梁3与下弦梁2同步施工；

P2.待X-0段混凝土达到强度后，通过X-0段安装托架，通过托架浇筑成型，得到X-1段；

P3.沿X-1段通过挂篮悬浇的方式，得到X-2段，待X-2段混凝土达到强度后，张拉下弦梁第一对拉索，拉索连接X-1段和桥墩1，拆除托架；

P4.重复P3的操作，得到X-3、X-4、X-5、X-6、X-7、X-8、X-9、X-10、X-11和X-12段，并相应张拉共十对拉索，挂篮滑动安装在下弦梁2上，在挂篮施工段的混凝土达到强度后，移动挂篮至需要施工的下一段继续下一段的混凝土浇筑施工；

P5.拆除下弦梁2上的挂篮，在X-12段与上弦梁3之间加入锁定楔形块，再张拉竖向预应力束，将上弦梁3、下弦梁2与锁定楔形块之间紧密结合，提前形成三角形受力结构；

P6.采用挂篮浇筑下弦梁2与上弦梁3结合段的混凝土，并张拉预应力。

通过搭建托架，固定浇筑模板，将X-0段与桥墩共同浇筑成型，使其一体化，结构更稳定，然后继续搭建托架，进行X-1段的浇筑成型，挂篮在安装前，X-0和X-1浇筑段的混凝土已达到强度要求，挂篮安装在X-0和X-1段上，挂篮端部伸出，于挂篮端部安装浇筑X-2段的模板；待X-2浇筑段的混凝土达到一定强度后，再将挂篮向前推进，对后续的下弦梁2各段进行混凝土浇筑施工；在X-12段的混凝土达到强度后，便需要对下弦梁2和上弦梁3的交汇段进行挂篮浇筑施工，此时将下弦梁2上的挂篮拆除，以便于将锁定楔形块安装于X-12段和上弦梁3之间，通过拉索在锁定楔形块处的上弦梁3和下弦梁2之间施加竖向的应力，提高上弦梁3和下弦梁2交汇处的紧密性，下弦梁2的混凝土浇筑段在施工过程中均使用拉索施加应力，保证应力施加的有效性，拉索固定于桥墩1上。

下弦梁2施工过程中，对下弦梁2的浇筑段施加应力的方式为，所述桥墩1上镜像连接有两个所述下弦梁2，两个所述下弦梁2同步相对施工，保证桥墩1的受力平衡，当所述下弦梁2的浇筑段混凝土达到C60强度等级设计强度的90％时，放可对所述下弦梁2浇筑段连接所述拉索以施加预应力，所述拉索的安装滞后于所述下弦梁2的浇筑段一段，在进行下弦梁X-2段混凝土浇筑施工时，下弦梁2的X-1段混凝土的强度已达到C60强度等级设计强度的90％，通过拉索对X-1段施加应力，在拉索的布置上，将所述拉索的两端固定连接于沿所述桥墩1镜像对称的两个所述下弦梁2的浇筑段上，将所述拉索的中部固定于所述桥墩1上，依次进行下弦梁2上所有浇筑段的拉索布置；拉索的布置目的为辅助施工，当下弦梁2、上弦梁3和锁定楔形块交汇形成整体并且混凝土达到强度后，即可按照拉索的安装顺序拆除下弦梁2上的拉索。

拉索的布置方式包括：

张拉对下弦梁2浇筑段的纵向预应力束，包括分别设置于下弦梁2浇筑段形成的箱梁的四个侧壁的顶板束、底板束、腹板束和合拢束，张拉方式均为两端张拉，预应力束布置有竖弯，平弯形式，所有弯曲均采用圆弧曲线；

张拉对下弦梁2浇筑段的横向预应力束，采用单端张拉方式，采用可二次张拉的低回缩钢绞线预应力锚固系统；

张拉对下弦梁2浇筑段的竖向预应力束；采用单端张拉方式，在张拉端采用BM15-3扁型锚具，在锚固端采用BP15-3扁型锚具，锚具均为现有锚具；

预应力束均采用直径15.2mm的钢绞线，钢绞线滞后于所述下弦梁的浇筑段一段。

通过所述挂篮施工成型的所述下弦梁各段为尺寸相同的箱梁结构，箱梁结构的各处管壁厚度均为0.6m，箱梁的长度为5.0m，所述下弦梁2与上弦梁3交汇处以及下弦梁2与桥墩1交汇处的下弦梁2的壁厚为0.8m。

为增强混凝土的抗裂性，浇筑于所述下弦梁2与上弦梁3的交汇处以及所述X-0段的混凝土中加入钢纤维，掺量为50kg/m

在所述下弦梁2施工完成时，使得所述下弦梁2的底缘线沿2.2次抛物线的规律变化，坐标原点为下弦底缘线延伸线与桥墩1边缘的交点。

在设计阶段，通过BIM软件建立下弦挂篮模型，并进行现场施工模拟，保证下弦梁2的底缘线沿2.2次抛物线的规律变化，避免下弦梁2线型质量出现问题。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。