CN206667079U - 拱梁组合式连续刚构桥双层底篮双层扣挂施工装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种拱梁组合式连续刚构桥双层底篮双层扣挂施工装置。包括双层底模挂篮***、上弦临时塔架扣索***和下弦扣索***；双层底模挂篮***，包括设置在上弦箱梁上的双层底模、可以沿着上弦箱梁顶面水平向前行走的挂篮结构；上弦临时塔架扣索***，包括设置在墩顶梁段顶面上的临时塔架结构、位于临时塔架结构及悬臂现浇上弦箱梁梁段上的扣索孔道以及穿过扣索孔道的扣索；下弦扣索***，包括设置在双肢主桥墩及悬臂现浇下弦拱形箱梁梁段上的扣索孔道以及穿过扣索孔道的扣索。本实用新型在实现拱梁组合式混凝土连续刚构桥拱梁框架区悬臂施工的同时，解决了上弦箱梁使用满堂支架施工难度较大、安全风险较高的难题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种高墩大跨拱梁组合式预应力混凝土连续刚构桥的拱梁组合框架区域的下弦拱形箱梁和上弦箱梁的悬臂浇筑施工技术，具体涉及一种拱梁组合式预应力混凝土连续刚构桥的双层底篮双层扣挂施工装置。
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、施工方便、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，正成为我国大、中跨径梁桥的主要桥型，我国已建成的连续刚构桥中主跨超过200m的已不少于50座。但最近几年，由于多座大跨径连续刚构桥出现了跨中开裂、下挠问题，人们更倾向于将该类结构跨径限制在200～240m。
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，其主要设计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，从而提高了跨越能力。
由于高墩拱梁组合式桥梁下弦梁段无法采用支架施工，且施工过程中上、下弦箱梁无法独立承受长悬臂的挂篮施工荷载，需采用相应的临时辅助施工装置完成浇筑施工。同时，拱梁组合框架中空区施工作业空间较小，上弦箱梁使用满堂支架施工难度较大、安全风险较高。因此，安全、便捷、合理的拱梁组合框架区域施工阶段临时固定结构体系及施工方法是高墩大跨拱梁组合式连续刚构桥施工及后续推广的关键。
实用新型内容
本实用新型的目的是为解决上述现有施工技术方法的不足，在现有的技术前提下，提供一种适用于高墩大跨拱梁组合式连续刚构桥拱梁组合框架施工的双层底篮双层扣挂施工装置。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种适用于高墩大跨拱梁组合式预应力混凝土连续刚构桥的拱梁组合框架施工的双层底篮双层扣挂施工装置结构体系，包括双层底模挂篮***、上弦临时塔架扣索***和下弦扣索***；
所述的双层底模挂篮***，包括设置在上弦箱梁上、具有能同时适应上弦箱梁和下弦拱形箱梁的线形和斜率变化的双层底模、可以沿着上弦箱梁顶面水平向前行走的挂篮结构；
所述的上弦临时塔架扣索***，包括设置在墩顶梁段顶面上的临时塔架结构、位于临时塔架结构及悬臂现浇上弦箱梁梁段上的扣索孔道以及穿过扣索孔道的扣索；
所述的下弦扣索***，包括设置在双肢主桥墩及悬臂现浇下弦拱形箱梁梁段上的扣索孔道以及穿过扣索孔道的扣索。
进一步地，所述的挂篮结构，包括挂篮主桁架、行走***、锚固***、吊挂***和双层底模平台；挂篮主桁架设置在上弦箱梁顶面上，且在行走***的驱动下可沿上弦箱梁顶面向前移动；所述的挂篮主桁架到达设定位置后通过锚固***与上弦箱梁锚固；吊挂***安装在挂篮主桁架上，可变化吊挂长度；双层底模平台安装在吊挂***的底部，通过吊挂***与挂篮主桁架连接成整体，通过变化吊挂长度使底模自身适应上弦箱梁和下弦拱形箱梁底板的线形斜率变化，并将下弦拱形箱梁施工荷载传递至挂篮主桁架上。
进一步地，所述的双层底模包括上弦底模和下弦底模，所述的双层底模平台包括上层平台和下层平台，上弦底模放置在上层平台上，下层底模放置在下层平台上，上层平台和下层平台由吊挂***悬吊，上弦底模对应上弦箱梁，下弦底模对应下弦拱形箱梁。采用吊挂***进行上、下底模安装与脱模，可实现上、下弦底模同步或异步升降。
进一步地，所述的临时塔架结构，包括预埋件、临时塔架主体结构和孔道扣索转向分隔装置。所述的预埋件安装在上弦箱梁梁段顶面上；所述的临时塔架主体结构竖直设置，底部连接上弦箱梁梁段顶面安装的预埋件；所述的孔道扣索转向分隔装置设置在扣索孔道内，主要作用是形成扣索转向路径、规整扣索和辅助扣索转向、分隔扣索和塔架以防局部应力集中。
进一步地，设置在双肢主桥墩上的扣索孔道内预埋有孔道扣索转向分隔装置。
进一步地，上弦临时塔架扣索***和下弦扣索***的扣索各包括多条。
进一步地，上弦临时塔架扣索***的多条临时扣索穿过相应的墩顶临时塔架结构和上弦箱梁梁段的扣索孔道，对称锚固于临时塔架结构两侧相应的上弦箱梁的梁段外端，形成上弦临时塔架扣索***，将上弦箱梁的施工荷载传至临时塔架结构，再通过临时塔架结构传递给双肢主桥墩；
进一步地，下弦扣索***的多条扣索穿过相应的双肢主桥墩和下弦拱形箱梁梁段的扣索孔道，对称锚固于双肢主桥墩两侧相应的下弦拱形箱梁的梁段外端，形成下弦扣索***，将下弦拱形箱梁施工荷载传递至双肢主桥墩。
进一步地，所述的临时塔架结构，可根据具体情况具体分析，选择合适的构造和材料制作，但须保证结构稳固，保证结构强度和刚度；如为桁架等形式，需在高度方向上每间隔一定的距离设置连接系，防止失稳。
利用所述的双层底篮双层扣挂施工装置结构体系，对拱梁组合式预应力混凝土连续刚构桥的拱梁组合框架梁段进行悬臂浇筑的施工方法，具体包括以下几个步骤：
步骤1：施工基础、承台；
步骤2：在双肢主桥墩柱内预埋孔道扣索转向分隔装置，施工主桥墩肢柱及肢间系梁、施工墩顶梁段；
步骤3：在墩顶梁段顶面上搭设临时扣索塔架，拼装双层底模挂篮结构，上弦底模对应上弦，下弦底模对应下弦，并进行双层底模挂篮结构荷载试验；
步骤4：预埋下弦拱形箱梁梁段内的扣索孔道，对称浇注下弦1#节段；
步骤5：将下弦拱形箱梁1#节段的临时扣索穿过主桥墩肢柱及下弦拱形箱梁梁段的预埋扣索孔道，对称张拉下弦1#节段临时扣索临时扣索；
步骤6：降低下弦底模，下弦1#节段脱模，使得浇注的下弦1#节段的自重由挂篮转移到下弦及其临时扣索***；
步骤7：在临时塔架结构内安装上弦箱梁梁段的扣索孔道，对称浇注上弦1#节段；
步骤8：将上弦箱梁1#节段的临时扣索穿过临时塔架及上弦箱梁梁段的预埋扣索孔道，对称张拉上弦1#节段临时扣索临时扣索；
步骤9：降低上弦底模，上弦1#节段脱模，使得浇注的上弦1#节段的自重由挂篮转移到上弦及其临时扣索***；
步骤10：挂篮结构沿上弦顶面前移；
步骤11：进入下一节段，重复步骤4至步骤10，施工下一节段的下弦梁段和上弦梁段，直至上、下弦回合段之前的上弦和下弦梁段全部完成；
步骤12：拆除上弦底模，保留下弦底模，在待汇合的上弦和下弦的悬臂端部设置劲性支撑和临时支撑；
步骤13：前移挂篮结构，浇注上、下弦汇合段；
步骤14：适时拆除上、下弦的临时扣索***和上、下弦之间的临时支撑，并将扣索孔道灌浆处理，完成拱梁组合式悬臂结构的施工；
步骤15：前移挂篮结构，浇注实腹梁段，直至完成全部实腹梁段的悬臂浇注，进而完成全部上部结构的施工。
进一步地，所述的双肢主桥墩两侧拱梁组合框架应遵循同步悬臂对称施工。
进一步地，所述的利用双层底篮双层扣挂施工装置对拱梁组合式预应力混凝土连续刚构桥的拱梁组合框架梁段进行悬臂浇筑的施工方法，拱梁组合框架梁段的上弦和下弦箱梁梁段亦可以同步施工，但综合考虑施工空间、***、施工安全等问题后，优先选择同一节段内先施工下弦拱形箱梁后施工上弦箱梁的方案。
相对于现有技术，本实用新型具有以下优点：
（1）在保持传统的悬臂施工工艺的前提，使得高墩大跨拱梁组合式连续刚构桥拱梁组合框架区的悬臂施工成为可能。
（2）通过对双层底模挂篮结构的上、下弦底模***进行调整，即可实现上弦和下弦的施工，无需使用满堂支架，大大节省了施工空间，保证了施工安全。
（3）上弦临时扣索塔架***保证了上弦箱梁施工安全，且结构构造简单，受力合理，施工方便。
（4）拱梁组合框架区双层底篮挂篮施工，与后续实腹梁段挂篮悬臂施工具有良好的连贯性。
（5）充分组合利用了双层底篮双层扣挂的各自特点和优点，施工工序明确合理，施工方便，施工效率高，施工技术可靠，可极大地减少施工工期，保证拱梁组合式预应力混凝土连续刚构桥的施工安全，具有良好的技术经济效益。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为双层底篮双层挂扣方法施工下弦1#节段时施工状态示意图；
图2为双层底篮双层挂扣方法施工上弦1#节段时施工状态示意图；
图3为双层底篮双层挂扣施工装置及施工示意图；
图4为拱梁组合框架区域施工基本完成示意图；
图5为上弦拱形箱梁A-A断面示意图；
图6为下弦拱形箱梁B-B断面示意图；
图中：1-连续刚构桥拱梁组合框架区，2-拱梁组合框架汇合区，3-连续刚构桥实腹区，4-双肢主桥墩，5-肢间系梁，6-墩顶梁段，7-上弦箱梁，8-下弦拱形箱梁，9-双层底模挂篮***，10-上弦临时扣索塔架***，11-下弦扣索***，12-扣索孔道，13-临时扣索，14-预埋件，15-上弦底模，16-下弦底模，17-扣索锚固点，18-挂篮主桁架，19-临时塔架主体结构，20-孔道扣索转向分隔装置，21-下弦1#节段，22-上弦1#节段。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
正如背景技术中所介绍的，现有技术中由于高墩拱梁组合式桥梁下弦梁段无法采用支架施工，且施工过程中上、下弦箱梁无法独立承受长悬臂的挂篮施工荷载，需采用相应的临时辅助施工装置完成浇筑施工。同时，拱梁组合框架中空区施工作业空间较小，上弦箱梁使用满堂支架施工难度较大、安全风险较高。为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种拱梁组合式混凝土连续刚构桥扣挂支结合式施工装置及方法。
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
一种适用于高墩大跨拱梁组合式预应力混凝土连续刚构桥的拱梁组合框架施工的双层底篮双层扣挂施工装置结构体系，包括双层底模挂篮***9、上弦临时塔架扣索***10和下弦扣索***11；
所述的双层底模挂篮***9，包括设置在上弦箱梁7上、具有能同时适应上弦箱梁7和下弦拱形箱梁8的线形和斜率变化的双层底模、可以沿着上弦箱梁7顶面水平向前行走的挂篮结构，挂篮结构的双层底模采用独立液压千斤顶进行上、下底模安装与脱模，可实现上、下弦底模同步或异步升降；
所述的上弦临时塔架扣索***10，包括设置在墩顶梁段顶面上的临时塔架结构19、位于临时塔架结构及悬臂现浇上弦箱梁7梁段上的扣索孔道12以及穿过扣索孔道的扣索13；
所述的下弦扣索***11，包括设置在双肢主桥墩4及悬臂现浇下弦拱形箱梁8梁段上的扣索孔道12以及穿过该扣索孔道的扣索13。
结合图1~图4所示，所述的双层底模挂篮***9的主桁架结构18，仅设置和锚固在上弦箱梁7上；双层底模挂篮***9的双层底模（上弦底模15、下弦底模16），能够独立地同时适应上弦箱梁7和下弦拱形箱梁8的线形和拱形斜率的变化。
双层底模包括上弦底模15和下弦底模16，所述的双层底模平台包括上层平台和下层平台，上弦底模放置在上层平台上，下层底模放置在下层平台上，上层平台和下层平台由吊挂***悬吊，上弦底模对应上弦箱梁，下弦底模对应下弦拱形箱梁。采用吊挂***进行上、下底模安装与脱模，可实现上、下弦底模同步或异步升降。
结合图1~图2所示，所述的临时塔架结构19，包括预埋件14、临时塔架主体结构19和孔道扣索转向分隔装置20。所述的预埋件14安装在上弦箱梁梁段7顶面上；所述的临时塔架主体结构19竖直设置，底部连接上弦箱梁梁段顶面安装的预埋件14；所述的孔道扣索转向分隔装置20设置在扣索孔道12内，主要作用是形成扣索转向路径、规整扣索和辅助扣索转向、分隔扣索和塔架以防局部应力集中。下弦扣索***11的扣索孔道12，在双肢主桥墩内亦预埋有孔道扣索转向分隔装置20。
结合图4所示，上弦箱梁7和下弦拱形箱梁8的扣索13各包括多条。上弦箱梁7的多条扣索穿过相应的墩顶临时塔架结构19和上弦箱梁7梁段的扣索孔道12，对称锚固于临时塔架结构19两侧相应的上弦箱梁7的梁段外端，形成上弦扣索***10，将上弦箱梁的施工荷载传至临时塔架结构，再通过临时塔架结构19传递给双肢主桥墩4；下弦拱形箱梁8的多条扣索穿过相应的双肢主桥墩4和下弦拱形箱梁8梁段的扣索孔道12，对称锚固于双肢主桥墩4两侧相应的下弦拱形箱梁8的梁段外端，形成下弦扣索***11，将下弦拱形箱梁施工荷载传递至双肢主桥墩4。
利用所述的双层底篮双层扣挂施工装置结构体系，采用同一节段内先施工下弦拱形箱梁8后施工上弦箱梁7的方法，对拱梁组合式预应力混凝土连续刚构桥的拱梁组合框架1梁段进行同步悬臂对称施工，具体包括以下几个步骤：
步骤1：施工基础、承台；
步骤2：在双肢主桥墩柱4内预埋孔道扣索转向分隔装置20，施工主桥墩肢柱4及肢间系梁5、施工墩顶梁段6；
步骤3：在墩顶梁段顶面上搭设临时扣索塔架19，拼装双层底模挂篮结构18，上弦底模对应上弦，下弦底模对应下弦，并进行双层底模挂篮结构荷载试验；
步骤4：预埋下弦拱形箱梁8梁段内的扣索孔道12，对称浇注下弦1#节段21；
步骤5：将下弦拱形箱梁1#节段21的临时扣索13穿过主桥墩肢柱4及下弦拱形箱梁8梁段的预埋扣索孔道12，对称张拉下弦1#节段21临时扣索13；
步骤6：降低下弦挂篮***底模16，下弦1#节段21脱模，使得浇注的下弦1#节段22的自重由挂篮转移到下弦及其临时扣索***11；
步骤7：在临时塔架结构19内安装上弦箱梁7梁段的扣索孔道12，对称浇注上弦1#节段22；
步骤8：将上弦箱梁1#节段22的临时扣索13穿过临时塔架19及上弦箱梁7梁段的预埋扣索孔道12，对称张拉上弦1#节段22临时扣索13；
步骤9：降低上弦挂篮***底模15，上弦1#节段22脱模，使得浇注的上弦1#节段22的自重由挂篮转移到上弦及其临时扣索***10；
步骤10：挂篮沿上弦顶面前移；
步骤11：进入下一节段，重复步骤4至步骤10，施工下一节段的下弦梁段和上弦梁段，直至上、下弦回合段之前的上弦和下弦梁段全部完成；
步骤12：拆除上弦底模15，保留下弦底模16，在待汇合的上弦和下弦的悬臂端部设置劲性支撑和临时支撑；
步骤13：前移挂篮，浇注上、下弦汇合段2；
步骤14：适时拆除上、下弦的临时扣索***10、11和上、下弦之间的临时支撑，并将扣索孔道12灌浆处理，完成拱梁组合式悬臂结构的施工；
步骤15：前移挂篮，浇注实腹梁段3，直至完成全部实腹梁段3的悬臂浇注，进而完成全部上部结构的施工。
从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：
（1）在保持传统的悬臂施工工艺的前提，使得高墩大跨拱梁组合式连续刚构桥拱梁组合框架区的悬臂施工成为可能。
（2）通过对双层底模挂篮结构的上、下弦底模***进行调整，即可实现上弦和下弦的施工，无需使用满堂支架，大大节省了施工空间，保证了施工安全。
（3）上弦临时扣索塔架***保证了上弦箱梁施工安全，且结构构造简单，受力合理，施工方便。
（4）拱梁组合框架区双层底篮挂篮施工，与后续实腹梁段挂篮悬臂施工具有良好的连贯性。
（5）充分组合利用了双层底篮双层扣挂的各自特点和优点，施工工序明确合理，施工方便，施工效率高，施工技术可靠，可极大地减少施工工期，保证拱梁组合式预应力混凝土连续刚构桥的施工安全，具有良好的技术经济效益。
上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。
Claims (8)
1.一种拱梁组合式连续刚构桥双层底篮双层扣挂施工装置，其特征在于，包括双层底模挂篮***、上弦临时塔架扣索***和下弦扣索***；
所述的双层底模挂篮***，包括设置在上弦箱梁上、具有能同时适应上弦箱梁和下弦拱形箱梁的线形和斜率变化的双层底模、可以沿着上弦箱梁顶面水平向前行走的挂篮结构；
所述的上弦临时塔架扣索***，包括设置在墩顶梁段顶面上的临时塔架结构、位于临时塔架结构及悬臂现浇上弦箱梁梁段上的扣索孔道以及穿过扣索孔道的扣索；
所述的下弦扣索***，包括设置在双肢主桥墩及悬臂现浇下弦拱形箱梁梁段上的扣索孔道以及穿过扣索孔道的扣索。
2.如权利要求1所述的拱梁组合式连续刚构桥双层底篮双层扣挂施工装置，其特征在于，所述的挂篮结构，包括挂篮主桁架、行走***、锚固***、吊挂***和双层底模平台；挂篮主桁架设置在上弦箱梁顶面上，且在行走***的驱动下可沿上弦箱梁顶面向前移动；所述的挂篮主桁架到达设定位置后通过锚固***与上弦箱梁锚固；吊挂***安装在挂篮主桁架上，能变化吊挂长度；双层底模平台安装在吊挂***的底部，通过吊挂***与挂篮主桁架连接成整体，通过变化吊挂长度使底模自身适应上弦箱梁和下弦拱形箱梁底板的线形斜率变化，并将下弦拱形箱梁施工荷载传递至挂篮主桁架上。
3.如权利要求2所述的拱梁组合式连续刚构桥双层底篮双层扣挂施工装置，其特征在于，所述的双层底模包括上弦底模和下弦底模，所述的双层底模平台包括上层平台和下层平台，上弦底模放置在上层平台上，下层底模放置在下层平台上，上层平台和下层平台由吊挂***悬吊，上弦底模对应上弦箱梁，下弦底模对应下弦拱形箱梁。
4.如权利要求1所述的拱梁组合式连续刚构桥双层底篮双层扣挂施工装置，其特征在于，所述的临时塔架结构，包括预埋件、临时塔架主体结构和孔道扣索转向分隔装置；所述的预埋件安装在上弦箱梁梁段顶面上；所述的临时塔架主体结构竖直设置，底部连接上弦箱梁梁段顶面安装的预埋件；所述的孔道扣索转向分隔装置设置在扣索孔道内，主要作用是形成扣索转向路径、规整扣索和辅助扣索转向、分隔扣索和塔架以防局部应力集中。
5.如权利要求1所述的拱梁组合式连续刚构桥双层底篮双层扣挂施工装置，其特征在于，设置在双肢主桥墩上的扣索孔道内预埋有孔道扣索转向分隔装置。
6.如权利要求1所述的拱梁组合式连续刚构桥双层底篮双层扣挂施工装置，其特征在于，所述的上弦临时塔架扣索***和下弦扣索***的扣索各包括多条。
7.如权利要求6所述的拱梁组合式连续刚构桥双层底篮双层扣挂施工装置，其特征在于，上弦临时塔架扣索***的多条扣索穿过相应的墩顶临时塔架结构和上弦箱梁梁段的扣索孔道，对称锚固于临时塔架结构两侧相应的上弦箱梁的梁段外端，形成上弦临时塔架扣索***，将上弦箱梁的施工荷载传至临时塔架结构，再通过临时塔架结构传递给双肢主桥墩。
8.如权利要求6所述的拱梁组合式连续刚构桥双层底篮双层扣挂施工装置，其特征在于，下弦扣索***的多条扣索穿过相应的双肢主桥墩和下弦拱形箱梁梁段的扣索孔道，对称锚固于双肢主桥墩两侧相应的下弦拱形箱梁的梁段外端，形成下弦扣索***，将下弦拱形箱梁施工荷载传递至双肢主桥墩。
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