CN105735139B - 用于立交桥现浇箱梁施工的支撑***及箱梁的施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于立交桥现浇箱梁施工的支撑***及箱梁的施工方法，该支撑***包括：箱梁底部型钢支架体系、位移监测体系和满堂支架；箱梁底部型钢支架体系包括混凝土条形基础、钢管立柱、下横梁、上横梁、自锁千斤顶和纵梁；位移监测体系包括型钢导梁、铝合金导轨和激光位移传感器。箱梁的施工方法包括以下步骤：1，已有现浇箱梁底部型钢支架体系安装2，千斤顶及位移监测体系安装；3，已浇箱梁顶部满堂支架施工；4，支架预压；5，立模并浇筑混凝土；本发明能够实现已浇箱梁上方的待浇箱梁的施工，通过在已完成现浇箱梁底搭设支架体系和在其上搭设满堂支架进行上跨待浇箱梁的施工，达到工期短、经济、安全可靠的效果。
Description
技术领域
本发明属于道路施工技术领域，特别是涉及一种用于立交桥现浇箱梁施工的支撑***，以及应用该支撑***的箱梁的施工方法。
背景技术
随着经济的高速发展和现代交通工具的急剧增加，立交桥在缓解交通压力方面正发挥着越来越大的作用，因此被广泛应用于高速公路和城市道路中，也进一步推动了桥梁技术的发展。
多层立交桥，由于涉及垂直空间上的相互跨越，势必造成施工的相互干扰，因此设计上施工顺序遵循先主后次先高后低，同时在桥梁上部结构选型上兼顾造价、工期和技术,因而满堂支架现浇混凝土连续箱梁因其经济、技术成熟而在立交桥中受到广泛应用。
由于采用落地支架，所以交叉跨越设计施工时需要采用先高后低的工艺流程。但是在公路项目实践中，两条相互交叉跨越的主干道（高速）公路，一般分属于不同项目法人，虽然会进行协调设计，但往往因开工日期不同、工期不同，造成下穿高架桥先行施工问题，这就导致上跨满堂支架现浇箱桥梁的满堂支架无法搭设的问题，如果将满堂支架搭设在已经浇筑完成的箱梁上，可能导致已浇箱梁的损坏，若临时进行结构变更，如把上跨桥梁变更成大跨挂篮悬浇或钢箱梁组装方案，不仅延长了工期，而且大大增加了造价。
发明内容
本发明的第一目的是提供一种用于立交桥现浇箱梁施工的支撑***。
本发明的第二目的是提供一种箱梁的施工方法。
为了实现上述第一目的，本发明提供一种用于立交桥现浇箱梁施工的支撑***，该***用于已浇箱梁上方的待浇箱梁的施工，所述已浇箱梁下部具有起支撑作用的墩柱；其包括：箱梁底部型钢支架体系、位移监测体系和满堂支架；
所述箱梁底部型钢支架体系包括：
混凝土条形基础，所述混凝土条形基础设置在已浇箱梁的腹板正下方的地基上，与腹板垂直；混凝土条形基础的数量为多个，相互之间平行设置；
钢管立柱，所述钢管立柱与所述混凝土条形基础垂直固定连接，每一混凝土条形基础均设有多根钢管立柱，呈直线型布置；
下横梁，所述下横梁设置在呈直线型布置的多根钢管立柱上；
上横梁，所述上横梁位于所述下横梁上方；
自锁千斤顶，所述自锁千斤顶安装在所述下横梁与上横梁之间；
纵梁，所述纵梁安装在上横梁的上方，与所述上横梁垂直，并且位于已浇箱梁的腹板下方；
所述位移监测体系包括：
型钢导梁，所述型钢导梁的两端分别与相邻的墩柱固定连接，型钢导梁的数量为两根，相互之间平行设置；
铝合金导轨，所述铝合金导轨固定在两根型钢导梁之间；
激光位移传感器，所述激光位移传感器固定在所述铝合金导轨上；以及，
所述满堂支架搭设在已浇箱梁上方。
本发明如上所述的用于立交桥现浇箱梁施工的支撑***，进一步，所述混凝土条形基础顶部具有预埋螺栓，钢管立柱底部设置法兰盘，通过预埋螺栓和法兰盘实现钢管立柱与混凝土条形基础的固定连接。
本发明如上所述的用于立交桥现浇箱梁施工的支撑***，进一步，所述箱梁底部型钢支架体系还包括橡胶垫，所述橡胶垫设置在纵梁与已浇箱梁的腹板之间。
本发明如上所述的用于立交桥现浇箱梁施工的支撑***，进一步，所述上横梁为双拼工字钢；所述下横梁为双拼工字钢。
为了实现上述第二目的，本发明提供一种箱梁的施工方法，包括以下步骤：
步骤1，已有现浇箱梁底部型钢支架体系安装；
a、混凝土条形基础浇筑；沿箱梁腹板正下方地基上浇筑混凝土条形基础，混凝土条形基础顶预埋螺栓，用于钢管立柱法兰连接；
b、钢管立柱安装；在混凝土条形基础顶部安装钢管立柱，钢管立柱底部固定法兰盘，通过法兰盘与混凝土条形基础内的预埋螺栓固定；
c、纵梁安装；箱梁每道腹板下设2根纵梁；
d、横梁安装；横梁采用工字钢，设上下双层横梁结构，上横梁与下横梁之间用于安放自锁千斤顶；
步骤2，自锁千斤顶及位移监测体系安装；
a、自锁千斤顶安装；将自锁千斤顶安装在上横梁与下横梁之间；
b、导轨安装；在已浇箱梁的两个墩柱间架设型钢导梁，型钢导梁除与桥墩接触外，与地面、箱梁之间无任何接触；在两根型钢导梁间设置铝合金导轨，并在铝合金导轨上固定激光位移传感器套，在激光位移传感器套内安装的激光位移传感器用于监控已浇箱梁的形变状况；
c、脚手架平台搭设；在钢管立柱旁搭脚手架平台，用于安放液压单元，该液压单元用于驱动自锁千斤顶工作；各脚手架平台间有步行通道以便对设备工作状况进行实地检查；
d、桥下控制室；在已有现浇箱梁下搭设控制室；与激光位移传感器连接的线缆连接至桥下控制室内，通过桥下控制室内的电脑对激光位移传感器监测、以及对自锁千斤顶进行控制；
e、根据激光位移传感器的示值，确定已浇箱梁初始基准平面；
步骤3，已浇箱梁顶部满堂支架施工；施工满堂支架，在满堂支架的底托下面加垫槽钢，槽钢沿已有现浇箱梁纵向布设，以改善满堂支架的受力状况；
步骤4，支架预压；为确保施工安全，对满堂支架进行预压，预压采用砂袋；加载重量大于施工荷载；通过预压数据设置已有现浇箱梁的预拱度；
步骤5，立模并浇筑混凝土；施工过程中，激光位移传感器能准确、全面地反映已有现浇箱梁的位移变化，自锁千斤顶能够反映已有现浇箱梁各点受力情况，并对已有现浇箱梁位移进行调整，使已有现浇箱梁的变形一直处于可测、可控状态。
本发明如上所述的箱梁的施工方法，优选地，步骤1中，纵梁与箱梁底接触面之间全部加垫白色橡胶垫，以防止受力不均和箱梁局部荷载过大；在一种具体实施例中，所述纵梁为H600型钢。
本发明如上所述的箱梁的施工方法，优选地，步骤1中，上横梁与下横梁之间的间隙控制在150mm左右，安装完毕后在间隙内放置自锁千斤顶，利用20mm的钢板进行间隙的辅助调整。
本发明如上所述的箱梁的施工方法，优选地，在步骤3中，满堂支架采用HR可调重型门式脚手架搭设。
本发明如上所述的箱梁的施工方法，优选地，在步骤4中，加载重量约为施工荷载的120%。
本发明的有益效果是：
利用本发明支撑***及箱梁施工方法时，对满堂支架进行预压，通过预压数据设置已有现浇箱梁的预拱度；通过激光位移传感器和自锁千斤顶***,实现对下层已浇箱梁的同步监控和位移补偿。从而保证了在将满堂支架搭设在已经浇筑完成的箱梁上，然后进行现浇箱梁施工时不会导致已浇箱梁损坏。此外，激光位移传感器能准确、全面地反映已有现浇箱梁的位移变化，使已有现浇箱梁的变形一直处于可测、可控状态。
本发明通过箱梁底部型钢支架体系的引入，可以充分利用已施工完成的现浇梁，在其上搭设满堂支架，不仅解决了上层现浇箱梁支架安全搭设问题，而且加快了施工进度，减少了支架等临时结构的投入。并且通过激光位移传感器和自锁千斤顶***进行同步监控和微距补偿，有效、及时地做好了安全预警和控制工作，不会对已完成箱梁造成任何损害，经济效益显著。
附图说明
通过结合以下附图所作的详细描述，本发明的上述和/或其他方面和优点将变得更清楚和更容易理解，这些附图只是示意性的，并不限制本发明，其中：
图1为本发明用于立交桥现浇箱梁施工的支撑***的断面示意图；
图2为本发明用于立交桥现浇箱梁施工的支撑***的侧面示意图；
图3为本发明一种实施例的钢管立柱及其连接示意图；
图4为图1的A-A切面示意图；
图5为激光位移传感器、型钢导梁和铝合金导轨的安装示意图；
图6为立交桥现浇箱梁的施工方法流程图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、混凝土条形基础，2、钢管立柱，3、法兰盘，4、预埋螺栓，5、上横梁，6、下横梁，7、纵梁，8、激光位移传感器，9、型钢导梁，10、铝合金导轨，11、自锁千斤顶，12、已浇箱梁，13、满堂支架，14、待浇箱梁，15、剪刀撑，16、脚手架平台，17、桥下监控室，18、橡胶垫，19、墩柱。
具体实施方式
在下文中，将参照附图描述本发明的用于立交桥现浇箱梁施工的支撑***及箱梁的施工方法的实施例。
在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。
本说明书的附图为示意图，辅助说明本发明的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。请注意，为了便于清楚地表现出本发明实施例的各部件的结构，各附图之间并未按照相同的比例绘制。相同的参考标记用于表示相同的部分。
图1示出本发明一种实施例的用于立交桥现浇箱梁施工的支撑***，该***用于已浇箱梁12上方的待浇箱梁14的施工，所述已浇箱梁12下部具有起支撑作用的墩柱19；其包括：箱梁底部型钢支架体系、位移监测体系和满堂支架；
所述箱梁底部型钢支架体系包括：
混凝土条形基础1，所述混凝土条形基础1设置在已浇箱梁的腹板正下方的地基上，与腹板垂直；混凝土条形基础的数量为多个，相互之间平行设置；
钢管立柱2，所述钢管立柱2与所述混凝土条形基础1垂直固定连接，每一混凝土条形基础1均设有多根钢管立柱2，呈直线型布置；
如图4所示，所述混凝土条形基础顶部具有预埋螺栓4，钢管立柱底部设置法兰盘3，通过预埋螺栓4和法兰盘3实现钢管立柱2与混凝土条形基础1的固定连接。
下横梁6，所述下横梁6设置在呈直线型布置的多根钢管立柱2上；
上横梁5，所述上横梁5位于所述下横梁6上方；在一种具体实施例中，所述上横梁为双拼工字钢；所述下横梁为双拼工字钢。所述双拼工字钢由两根同型号工字钢并排焊接而成。
自锁千斤顶11，所述自锁千斤顶11安装在所述下横梁6与上横梁5之间；利用电脑及液压单元控制自锁千斤顶工作状态；
纵梁7，所述纵梁7安装在上横梁5的上方，与所述上横梁5垂直，并且位于已浇箱梁的腹板下方；
所述位移监测体系包括：
型钢导梁9，所述型钢导梁9的两端分别与相邻的墩柱19固定连接，型钢导梁9的数量为两根，相互之间平行设置；
铝合金导轨10，所述铝合金导轨10固定在两根型钢导梁9之间；
激光位移传感器8，所述激光位移传感器8固定在所述铝合金导轨10上，利用电脑对激光位移传感器监测；以及，
所述满堂支13架搭设在已浇箱梁12上方。
如图3所示，所述箱梁底部型钢支架体系还包括橡胶垫18，所述橡胶垫18设置在纵梁7与已浇箱梁的腹板之间。橡胶垫18的作用是防止受力不均和箱梁局部荷载过大。
利用上述实施例的用于立交桥现浇箱梁施工的支撑***进行的箱梁施工方法包括以下步骤：
步骤1，已有现浇箱梁底部型钢支架体系安装；
a、混凝土条形基础浇筑；对箱梁底地基进行清理整平，纵向沿箱梁腹板正下方地基上浇筑C25砼混凝土条形基础，混凝土条形基础断面宽1.2m，高0.5m，混凝土条形基础顶预埋螺栓，用于钢管立柱法兰连接；
b、钢管立柱安装；在混凝土条形基础顶部安装钢管立柱，钢管立柱底部固定法兰盘，通过法兰盘与混凝土条形基础内的预埋螺栓固定；在一种具体实施例中，钢管立柱为φ600，壁厚8mm的钢管。
c、纵梁安装；箱梁每道腹板下设2根纵梁；顶部型钢纵梁由装载机辅助定位安装，纵梁利用临时支撑固定，临时支撑是指从地面上立钢管支撑(错开支撑体系的钢管即可),用于临时固定；纵梁与箱梁底接触面之间全部加垫白色橡胶垫，以防止受力不均和箱梁局部荷载过大；在一种具体实施例中，所述纵梁为H600型钢；
d、横梁安装；横梁采用双拼45号工字钢，设上下双层横梁结构，两层横梁之间用于安放顶升自锁千斤顶；纵梁安装完毕后，利用在箱梁桥面上设置的葫芦将横梁安装在箱梁底部，并临时固定（可以通过箱梁桥面上的支撑实现,类似于反吊。）；在一种具体实施例中，横梁采用双拼45号工字钢；
步骤2，自锁千斤顶及位移监测体系安装；
a、自锁千斤顶安装；为方便自锁千斤顶的安装及预顶升空间的处理，两层横梁间隙控制在150mm左右，安装完毕后在间隙内放置自锁千斤顶，利用20mm的钢板进行间隙的辅助调整，利用自锁千斤顶对梁底板进行沉降补偿；
b、导轨安装；在已浇箱梁的两个墩柱间架设型钢导梁，型钢导梁除与桥墩接触外，与地面、箱梁之间无任何接触；在两根型钢导梁间设置铝合金导轨，并在铝合金导轨上固定激光位移传感器套，在激光位移传感器套内安装的激光位移传感器用于监控已浇箱梁的形变状况；
c、脚手架平台搭设；在钢管立柱旁搭脚手架平台16，用于安放液压单元，该液压单元用于驱动自锁千斤顶工作；各脚手架平台16间有步行通道以便对设备工作状况进行实地检查；
d、桥下控制室17；在已有现浇箱梁下搭设控制室17；与激光位移传感器连接的线缆连接至桥下控制室内，通过桥下控制室内的电脑对激光位移传感器监测、以及对自锁千斤顶进行控制；
e、根据激光位移传感器的示值，确定已浇箱梁初始基准平面；
步骤3，已浇箱梁顶部满堂支架施工；满堂支架采用HR可调重型门式脚手架搭设，搭设方便，安全可靠；为防止现有箱梁顶面局部荷载过大，采用在满堂支架的底托下面加垫20号槽钢的方法，槽钢沿已有现浇箱梁纵向布设，以改善满堂支架的受力状况；
步骤4，支架预压；为确保施工安全，对满堂支架进行预压，预压采用砂袋；加载重量为施工荷载的120%；通过预压数据设置已有现浇箱梁的预拱度；
步骤5，立模并浇筑混凝土；施工过程中，激光位移传感器能准确、全面地反映已有现浇箱梁的位移变化，自锁千斤顶能够反映已有现浇箱梁各点受力情况，并对已有现浇箱梁位移进行调整，使已有现浇箱梁的变形一直处于可测、可控状态。
在公路项目实践中，两条相互交叉跨越的主干道（高速）公路，一般分属于不同项目法人，虽然会进行协调设计，但往往因开工日期不同、工期不同，造成下穿高架桥先行施工问题，这就导致上跨满堂支架现浇箱桥梁的满堂支架无法搭设的问题，如果将满堂支架搭设在已经浇筑完成的箱梁上，可能导致已浇箱梁的损坏，若临时进行结构变更，如把上跨桥梁变更成大跨挂篮悬浇或钢箱梁组装方案，不仅延长了工期，而且大大增加了造价。
利用本发明支撑***及箱梁施工方法时，对满堂支架进行预压，通过预压数据设置已有现浇箱梁的预拱度；预拱度的调节通过自锁千斤顶实现。从而保证了在将满堂支架搭设在已经浇筑完成的箱梁上，然后进行现浇箱梁施工时不会导致已浇箱梁损坏。此外，激光位移传感器能准确、全面地反映已有现浇箱梁的位移变化，使已有现浇箱梁的变形一直处于可测、可控状态。
上述披露的各技术特征并不限于已披露的与其它特征的组合，本领域技术人员还可根据发明之目的进行各技术特征之间的其它组合，以实现本发明之目的为准。
Claims (8)
1.一种用于立交桥现浇箱梁施工的支撑***，该***用于已浇箱梁上方的待浇箱梁的施工，所述已浇箱梁下部具有起支撑作用的墩柱；其特征在于，包括：箱梁底部型钢支架体系、位移监测体系和满堂支架；
所述箱梁底部型钢支架体系包括：
混凝土条形基础，所述混凝土条形基础设置在已浇箱梁的腹板正下方的地基上，与腹板垂直；混凝土条形基础的数量为多个，相互之间平行设置；
钢管立柱，所述钢管立柱与所述混凝土条形基础垂直固定连接，每一混凝土条形基础均设有多根钢管立柱，呈直线型布置；
下横梁，所述下横梁设置在呈直线型布置的多根钢管立柱上；
上横梁，所述上横梁位于所述下横梁上方；
自锁千斤顶，所述自锁千斤顶安装在所述下横梁与上横梁之间；
纵梁，所述纵梁安装在上横梁的上方，与所述上横梁垂直，并且位于已浇箱梁的腹板下方；
所述位移监测体系包括：
型钢导梁，所述型钢导梁的两端分别与相邻的墩柱固定连接，型钢导梁的数量为两根，相互之间平行设置；
铝合金导轨，所述铝合金导轨固定在两根型钢导梁之间；
激光位移传感器，所述激光位移传感器固定在所述铝合金导轨上；以及，
所述满堂支架搭设在已浇箱梁上方；
所述混凝土条形基础顶部具有预埋螺栓，钢管立柱底部设置法兰盘，通过预埋螺栓和法兰盘实现钢管立柱与混凝土条形基础的固定连接；
所述箱梁底部型钢支架体系还包括橡胶垫，所述橡胶垫设置在纵梁与已浇箱梁的腹板之间。
2.根据权利要求1所述的用于立交桥现浇箱梁施工的支撑***，其特征在于，所述上横梁为双拼工字钢。
3.根据权利要求1所述的用于立交桥现浇箱梁施工的支撑***，其特征在于，所述下横梁为双拼工字钢。
4.一种箱梁的施工方法，其特征在于，利用权利要求1-3任一项所述的支撑***进行施工，包括以下步骤：
步骤1，已有现浇箱梁底部型钢支架体系安装；
a、混凝土条形基础浇筑；沿箱梁腹板正下方地基上浇筑混凝土条形基础，混凝土条形基础顶预埋螺栓，用于钢管立柱法兰连接；
b、钢管立柱安装；在混凝土条形基础顶部安装钢管立柱，钢管立柱底部固定法兰盘，通过法兰盘与混凝土条形基础内的预埋螺栓固定；
c、纵梁安装；箱梁每道腹板下设2根纵梁；
d、横梁安装；横梁采用工字钢，设上下双层横梁结构，上横梁与下横梁之间用于安放自锁千斤顶；
步骤2，自锁千斤顶及位移监测体系安装；
a、自锁千斤顶安装；将自锁千斤顶安装在上横梁与下横梁之间；
b、导轨安装；在已浇箱梁的两个墩柱间架设型钢导梁，型钢导梁除与桥墩接触外，与地面、箱梁之间无任何接触；在两根型钢导梁间设置铝合金导轨，并在铝合金导轨上固定激光位移传感器套，在激光位移传感器套内安装的激光位移传感器用于监控已浇箱梁的形变状况；
c、脚手架平台搭设；在钢管立柱旁搭脚手架平台，用于安放液压单元，该液压单元用于驱动自锁千斤顶工作；各脚手架平台间有步行通道以便对设备工作状况进行实地检查；
d、桥下控制室；在已有现浇箱梁下搭设控制室；与激光位移传感器连接的线缆连接至桥下控制室内，通过桥下控制室内的电脑对激光位移传感器监测、以及对自锁千斤顶进行控制；
e、根据激光位移传感器的示值，确定已浇箱梁初始基准平面；
步骤3，已浇箱梁顶部满堂支架施工；施工满堂支架，在满堂支架的底托下面加垫槽钢，槽钢沿已有现浇箱梁纵向布设，以改善满堂支架的受力状况；
步骤4，支架预压；为确保施工安全，对满堂支架进行预压，预压采用砂袋；加载重量大于施工荷载；通过预压数据设置已有现浇箱梁的预拱度；
步骤5，立模并浇筑混凝土；施工过程中，激光位移传感器能准确、全面地反映已有现浇箱梁的位移变化，自锁千斤顶能够反映已有现浇箱梁各点受力情况，并对已有现浇箱梁位移进行调整，使已有现浇箱梁的变形一直处于可测、可控状态。
5.根据权利要求4所述的箱梁的施工方法，其特征在于，步骤1中，纵梁与箱梁底接触面之间全部加垫白色橡胶垫，以防止受力不均和箱梁局部荷载过大，所述纵梁为H600型钢。
6.根据权利要求4所述的箱梁的施工方法，其特征在于，步骤1中，上横梁与下横梁之间的间隙控制在150mm左右，安装完毕后在间隙内放置自锁千斤顶，利用20mm的钢板进行间隙的辅助调整。
7.根据权利要求4所述的箱梁的施工方法，其特征在于，在步骤3中，满堂支架采用HR可调重型门式脚手架搭设。
8.根据权利要求4所述的箱梁的施工方法，其特征在于，在步骤4中，加载重量约为施工荷载的120%。
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