一种大跨度钢混桥梁的施工方法

技术领域

本发明涉及桥梁施工领域，具体涉及一种大跨度钢混桥梁的施工方法。

背景技术

钢筋混凝土组合结构的桥梁能够发挥混凝土受压与钢板受拉的材料特性，具有自重轻，结构抗震性能优越的特点；在当前环保形势严峻，采用钢结构能节约混凝土工程量，减少地材开采，具有良好的经济效益及环境保护意义，在未来交通基建行业具有明显的行业竞争力。

目前，大跨径钢梁采用架桥机架设的方法施工时，主要工序为利用架桥机吊装钢梁然后安装桥面板，再现浇桥面板湿接缝部分，形成组合结构。现阶段技术条件下，为了提高钢梁的抗弯承载能力通常采用增加钢梁钢板厚度或者施加体外或体内预应力方式，来提高钢混梁整体受力性能，如此就造成了钢梁工程量增加，自重增大，致使钢结构桥梁造价高，经济效益差。厂内整体预制大跨度钢梁跨中区域易发生下挠现象，影响梁体使用寿命，梁体质量控制难度大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有大跨度钢混桥梁自重较大导致预制的钢梁质量控制难度大且造价较高的问题，为此，本发明提出了一种结构较轻且结构强度较高的大跨度钢混桥梁的施工方法。

针对上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种大跨度钢混桥梁的施工方法，其包括如下步骤：

通过架桥机在相邻的桥墩之间架设预制钢梁，所述预制钢梁上设置至少一个反提部；

将反提吊挂横梁安装于所述架桥机上，所述反提吊挂横梁上设置至少一个反提力施加部，所述反提力施加部的位置与所述反提部对应；

将所述反提力施加部与所述预制钢梁的反提部连接，并控制所述反提力施加部向所述反提部施加向上的第一次反提力，并在施加所述第一次反提力后在所述预制钢梁上依次铺设预制桥面板；

在相邻所述预制桥面板之间的接缝内浇筑混凝土，养护设定时间；

卸载所述反提力施加部向所述反提部施加的反提力，架桥机架设下一孔钢梁，并将下一孔所述钢梁与前一孔钢梁连接。

本发明的部分实施方式中，施加所述第一次反提力后，在所述预制桥面板铺装后将相邻所述预制桥面板之间的钢筋连接。

本发明的部分实施方式中，在预制桥面板铺设完成后，控制所述反提力施加部向所述反提部施加向上的第二次反提力，并在施加所述第二次反提力后完成所述接缝内混凝土的浇筑；所述第二次反提力大于所述第一次反提力。

本发明的部分实施方式中，所述预制钢梁包括腹板以及位于腹板上侧的翼缘板，在施加所述第二次反提力后，在相邻所述预制钢梁的底腹板之间浇筑混凝土。

本发明的部分实施方式中，所述反提力施加部包括：固定连接于反提吊挂横梁上的穿心千斤顶，穿设于所述穿心千斤顶上的第一吊杆，所述第一吊杆的上端锁定于所述穿心千斤顶的上端，所述第一吊杆的下端与预制钢梁的所述反提部连接。

本发明的部分实施方式中，所述反提吊挂横梁与预制钢梁连接后，将所述穿心千斤顶通过管路与液压系统连通，通过控制所述液压系统控制反提力的大小。

本发明的部分实施方式中，所述反提力施加部向所述反提部施加向上的所述第一次反提力和/或所述第二次反提力后，通过紧固组件锁定所述钢梁的位置。

本发明的部分实施方式中，所述腹板上对称设置两个所述翼缘板，两个翼缘板上对称地设置若干组所述反提部。

本发明的部分实施方式中，所述架桥机通过桥机天车将所述预制钢梁吊运至相邻所述桥墩之间，所述预制钢梁下侧设有钢靴部，所述桥墩上设有盆形支座，所述预制钢梁的钢靴部插接于所述盆形支座内并进行锚固连接。

本发明的部分实施方式中，所述架桥机通过桥机天车将所述反提吊挂横梁安装于所述架桥机的两个主桁上，沿所述架桥机的主桁的延伸方向设置若干组所述反提吊挂横梁。

本发明的技术方案相对现有技术具有如下技术效果：

本发明提供的大跨度钢混桥梁的施工方法中，架桥机通过反提吊挂横梁向预制钢梁施加向上的反提力，其可以在架桥过程中在钢梁保持具有一定拱度的状态下铺设混凝土桥面板以及灌注接缝，改善了钢梁跨中区域受力性能，通过桥架向钢梁向上施加的反提力抵消钢梁上部传递至钢梁的荷载，从而尽量避免钢梁下挠现象的发生，优化了桥梁结构，减少钢梁设计用钢量。

附图说明

下面将通过附图详细描述本发明中优选实施例，将有助于理解本发明的目的和优点，其中:

图1为通过本发明架桥机架设钢混桥梁的横断面图；

图2为本发明的反提吊挂横梁与架桥机以及预制钢梁之间的连接关系图；

图3为本发明的反提吊挂横梁与架桥机的主桁的连接关系图；

图4为本发明的反提吊挂横梁与架桥机的主桁的另一连接关系图；

图5为本发明的反提吊挂横梁与预制钢梁的连接关系图；

图6为本发明的反提吊挂横梁与预制钢梁的另一连接关系图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做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“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本发明提供大跨度钢混桥梁的施工方法的一种具体实施方式，该桥梁的施工方法主要针对钢梁及桥面板提前在厂内预制装配完的钢筋混凝土组合结构的桥梁。其中，钢梁采用纵向箱梁结构。上述钢混桥梁的施工方法包括如下步骤：

S1.通过架桥机10在相邻的桥墩30之间架设预制钢梁20，所述预制钢梁20上设置至少一个反提部201；

S2.将反提吊挂横梁100安装于所述架桥机10上，所述反提吊挂横梁100上设置至少一个反提力施加部103，所述反提力施加部103的位置与所述反提部201对应；

S3.将所述反提力施加部103与所述预制钢梁20的反提部201连接，并控制所述反提力施加部103向所述反提部201施加向上的第一次反提力，并在施加所述第一次反提力后在所述预制钢梁20上依次铺设预制桥面板40；

S4.在相邻所述预制桥面板40之间的接缝内浇筑混凝土，养护设定时间；

S5.卸载所述反提千斤顶向所述反提部201施加的反提力，架桥机10架设下一孔钢梁，并将下一孔所述钢梁与前一孔钢梁连接。

上述钢混梁的施工方法中，架桥机10通过反提吊挂横梁100向所述预制钢梁20施加向上的反提力，其可以在架桥过程中在钢梁保持具有一定拱度的状态下铺设混凝土桥面板以及灌注接缝，改善了钢梁跨中区域受力性能，通过桥架向钢梁向上施加的反提力抵消钢梁上部传递至钢梁的荷载，从而尽量避免钢梁下挠现象的发生，优化了桥梁结构，减少钢梁设计用钢量。

具体地，步骤S1中，通过桥机天车500将所述预制钢梁20吊运至相邻所述桥墩30之间，所述预制钢梁20下侧设有钢靴部，所述桥墩30上设有盆形支座，所述预制钢梁20的钢靴部插接于所述盆形支座内并进行锚固连接。

具体地，如图2所示，所述预制钢梁20还包括腹板203以及位于腹板203上侧的两个翼缘板204，两个翼缘板204上分别设置至少一个所述反提部201，所述反提部201的结构不唯一；一种实施方式中，所述反提部201包括焊接于所述翼缘板204上的支撑板2011以及板面沿纵向延伸的受力板2012。

所述预制钢梁20架安装固定后，再通过桥机天车500将5-8组所述反提吊挂横梁100依次安装于所述架桥机10的主桁上。

具体地，如图1、图2所示，所述反提吊挂横梁100包括主梁体101，所述主梁体101横跨于预制钢梁20的上侧，所述主梁体101上侧设有两个吊装孔104以及两个用于连接所述架桥机10的第一连接部102，两个所述吊装孔104位于两个所述第一连接部102内侧。安装所述反提吊挂横梁100时，通过架桥机10的桥机天车500与所述吊装孔104连接将主梁体101吊起，将反提吊挂横梁100与架桥机10的第一主桁300以及第二主桁400通过第一连接部102连接。

更具体地，如图3、图4所示，所述第一连接部102包括：设置于所述主梁体101顶部的第一支座1021；与所述第一支座1021通过第一销轴1022连接的均衡梁1023，以及穿设于均衡梁1023上的第二吊杆1024，所述第二吊杆1024的上端通过第一螺母1025固定于所述架桥机10的主桁上，所述第二吊杆1024的下端通过第二螺母1026紧固于所述均衡梁1023上。上述第一连接部102通过设置均衡梁1023与第一支座1021通过销轴连接，并通过第二吊杆1024及螺栓与均衡梁1023形成一个稳定的受力体系，提高了反提吊挂横梁100的连接稳定性。

安装所述反提吊挂横梁100时，所述第一连接部102的第二吊杆1024穿入第一主桁300及第二主桁400对应的预留连接孔处，采用两个第一螺母1025进行固定，使反提吊挂横梁100与架桥机10的主桁连接完成。

具体地，所述均衡梁1023的延伸方向与所述主梁体101的延伸方向垂直设置，且所述均衡梁1023的长度大于所述主梁体101的宽度，所述均衡梁1023上连接两个所述第二吊杆1024，所述第二吊杆1024分别位于所述主梁体101的两侧，且两个所述第二吊杆1024与所述第一销轴1022的距离相等，通过两个吊杆的支撑实现了反提吊装横梁与架桥机10主桁的可靠连接。

具体地，所述第一支座1021焊接于所述主梁体101上，其包括底座，以及位于所述底座上部且相对设置的两个支臂，所述支臂上设置插接槽，所述均衡梁1023设有插接臂，所述插接臂插接于所述插接槽内，所述均衡梁1023与所述第一支座1021通过分别穿设于所述插接槽及所述插接臂上的第一销轴1022连接。

具体地，如图5、图6所示，所述反提力施加部103沿纵向穿设于所述主梁体101上，其包括：固定连接于所述主梁体101上的穿心千斤顶1031，穿设于所述穿心千斤顶1031上的第一吊杆1032，所述第一吊杆1032的上端锁定于所述穿心千斤顶1031的上端，所述第一吊杆1032的下端与预制钢梁20的反提部201通过吊耳1033连接。

具体地，所述第一吊杆1032上螺纹连接有第五螺母1034，所述第五螺母1034位于所述穿心千斤顶1031上侧并用于将所述第一吊杆1032的上端锁定于所述穿心千斤顶1031的上侧。通过第五螺母1034限制所述第一吊杆1032的位置，使第一吊杆1032作用可靠性提高。

其中，所述吊耳1033与所述第一吊杆1032通过第三螺母1035连接，所述吊耳1033与所述预制钢梁20的反提部201通过第二销轴1036连接。所述反提力施加部103采用上述结构，通过控制穿心千斤顶1031使第一吊杆1032向上提拉所述预制钢梁20。

更具体地，所述吊耳1033包括第一横板以及垂直于所述第一横板并互相相对设置的连接臂；其中，所述第一横板上设有连接孔，所述第一吊杆1032穿设于所述连接孔内，所述第三螺母1035连接于所述第一横板的下侧。所述受力板2012以及所述吊耳1033的连接臂上分别设有用于连接所述第二销轴1036的连接孔。步骤S3中，将反提力施加部103中吊耳1033的连接臂与所述反提部201的受力板2012之间穿设第二销轴1036，并通过圆柱销及开口销对第二销轴1036进行限位，实现了反提力施加部103与反提部201的连接。

所述反提吊挂横梁100的反提力施加部103与所述预制钢梁20的反提部201连接后，将穿心千斤顶1031与液压系统连接；所述液压系统包括油泵、溢流阀、泄压阀以及管路等；通过控制液压系统控制所述反提力的大小。

部分实施方式中，在预制桥面板40铺设完成后，控制所述反提力施加部103向所述反提部201施加向上的第二次反提力，并在施加所述第二次反提力后完成所述接缝内混凝土的浇筑。通过两次反提力的施加，最终使钢梁达到设定的拱度，相比通过一次反提力对钢梁进行反提的情况，本发明的反提力施加方式可以避免钢梁局部应力集中，改善了钢梁的受力性能。其中，所述第二次反提力大于所述第一次反提力。

具体地，再施加所述第一次反提力后，在所述预制桥面板40铺装后将相邻所述预制桥面板40之间的钢筋连接，通过钢筋连接，提高了预制桥面板40之间的连接强度，同时保证桥面接缝浇筑强度。

在施加所述第二次反提力后，在相邻所述预制钢梁20的底腹板203之间浇筑混凝土，通过架桥机10过孔后再浇筑预制钢梁20的底腹板203之间浇筑混凝土，避免钢梁跨中预拱负弯矩处受力影响，避免负弯矩受力的不利影响。

部分实施方式中，所述反提千斤顶向所述反提部201施加向上的第一次反提力和/或所述第二次反提力后，通过紧固组件锁定所述钢梁的位置。具体地，具体地，所述反提吊挂横梁100的主梁体101上设置第二安装座1037，所述穿心千斤顶1031固定于所述第二安装座1037上，所述第一吊杆1032上螺纹连接有第四螺母1038，所述第四螺母1038位于所述第二安装座1037上侧，在所述预制钢梁20受到反提力并达到设定位置时，扳动所述第四螺母1038使所述第一吊杆1032锁定于所述第二安装座1037上，使预制钢梁20保持在设定位置。

更具体地，在所述预制钢梁20受到第一反提力并达到第一设定位置时，扳动所述第四螺母1038使所述第一吊杆1032锁定于所述第二安装座1037上，使预制钢梁20保持在第一设定位置进行第一次持荷；当所述预制钢梁20受到第一反提力并达到第一设定位置时，所述第一吊杆1032上移设定距离，此时，再次扳动所述第四螺母1038使所述第一吊杆1032锁定于所述第二安装座1037上，使预制钢梁20保持在第二设定位置进行第二次持荷。

沿所述第一主桁300及所述第二主桁400的延伸方向设置若干组所述反提吊挂横梁100，例如，每一孔钢混梁上设置5-8组所述反提吊挂横梁100；设置多组反提吊挂横梁100利于多断面施加力值，保证钢梁拱度均匀。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。