一种混合梁斜拉桥钢-砼结合段施工支撑系统及方法与流程

1.本发明属于桥梁施工技术领域，更具体地涉及一种混合梁斜拉桥钢-砼结合段施工支撑系统及方法。


背景技术：

2.混合梁斜拉桥设置有钢-砼结合段。在0#块混凝土段施工完成后，其上安装桥面吊机，通过吊装钢箱梁完成桥梁剩余钢箱梁施工。与0#块连接的钢箱梁需要在吊装后先临时支撑固定，待完成0#块和钢箱梁结合部位的混凝土与预应力施工后方能正式转入钢箱梁吊装阶段。对支撑系统而言，因钢箱梁及与钢箱梁结合部位的混凝土重量大，又属于高空作业，支撑系统的强度、刚度、稳定性显得尤为重要，为确保安全，该结构支撑固定系统常采用落地支架形式，对基础要求高，需在打设桩基础，且落地支架通常用钢量大，安装慢，经济性较差。对钢-砼结合段施工而言，需先吊装固定完成钢-砼结合段中的钢箱梁节段，安装钢-砼结合段钢筋、预应力钢束，立模浇筑混凝土后张拉预应力钢束，完成钢-砼结合段施工。因钢箱梁外侧端板常为封闭结构，预应力管道端头均设置在端板内侧，从钢-砼结合段的后浇筑段穿束，操作空间小，施工不便，通常需临时在钢箱梁端板上开孔进行穿束，一方面对钢箱梁结构造成破坏，另一方面搭设安全施工平台难度较大。


技术实现要素：

3.针对现有技术的缺陷，本发明提供一种混合梁斜拉桥钢-砼结合段施工支撑系统及方法，此支撑系统采用三角牛腿支架可以避免采用在水中打设桩基础作为落地支架支撑基础，消除不均匀沉降对支架整体刚度、稳定等安全影响，安装方便，用钢量小，经济实用。
4.为了实现上述技术效果，本发明目的是这样实现的，一种混合梁斜拉桥钢-砼结合段施工支撑系统，它包括用于对钢箱梁进行支撑的钢箱梁下部承重结构；所述钢箱梁下部承重结构的顶部安装有上部钢-砼连接结构；所述钢箱梁下部承重结构包括由0#块支架钢管、平连支撑杆与斜向支撑杆首尾焊接形成的三角形牛腿承重支架；三角形牛腿承重支架从下往上依次设置横桥向承重梁与纵向分配结构，纵向分配结构的顶部安装一定间距固定有多组垫梁；所述上部钢-砼连接结构包括布置在桥梁横向两侧，用于临时将0#块混凝土梁段与第一钢箱梁和第二钢箱梁进行固定的拉结型钢，以及布置在偏向桥梁横向中间，用于消除浇筑钢-砼段混凝土时横向不均匀力的横向消力型钢。
5.所述0#块支架钢管在与斜向支撑杆连接部位钢管内壁通过焊接纵向筋、环向筋进行加强。
6.所述垫梁为多组型钢横向拼接结构。
7.所述0#块混凝土梁段靠端头位置处预埋有多组贯穿顶板、底板的pvc管，用于安装精轧螺纹钢并形成压结固定结构。
8.拉结型钢一端通过精轧螺纹钢反拉与0#块混凝土梁段压结固定，另一端与相应的
第一钢箱梁和第二钢箱梁焊接固定。
9.横向消力型钢一端通过精轧螺纹钢反拉与0#块混凝土梁段压结固定，另一端与相应的第一钢箱梁和第二钢箱梁焊接固定。
10.所述纵向分配结构为贝雷梁，竖杆位置处焊接多组竖向加固支撑型钢进行局部加强。
11.采用所述混合梁斜拉桥钢-砼结合段施工支撑系统的施工方法，包括以下步骤：步骤一、在0#支架钢管上开窗，通过焊接纵向筋、环向筋加固与斜向支撑杆连接部位的钢管内壁，按照支架设计图纸完成三角形牛腿承重支架焊接，再依次完成其顶部横桥向承重梁、纵向分配结构、垫梁的安装，清理落梁范围内的杂物，垫梁顶部标高偏差控制在
±
5mm以内；步骤二、在0#块混凝土梁段上对应钢箱梁外侧支架顶部测量点处，划纵向基准线，用于检查调整第一桥面吊机平面位置、第一钢箱梁快速测量对位；在垫梁正下方平连支撑杆和垫梁跨中处设置多个测量点，用于在第一钢箱梁吊装落位后监测钢箱梁下部承重结构变形；在第一桥面吊机上顶部横梁上设置测点，用于监测第一桥面吊机承载后机架结构变形情况；步骤三、第一钢箱梁节段通过船舶运输至安装位置下方水面后，抛锚定位；为防止在吊装过程中出现紧急情况时能随时动车调整，抛锚定位后运输船舶不得熄火停车，须采用小动力推进，保持与水的流速一致；步骤四、吊装第一钢箱梁就位后，第一钢箱梁顶板与0#块混凝土梁段顶面采用拉结型钢与横向消力型钢进行连接固定，在0#块混凝土梁段侧有两种固定方式，一种是利用既有第一桥面吊机支腿锚点预留孔，配合精轧螺纹钢进行压结固定，另外一种是采用焊接方式与0#块混凝土梁段上已施工完成的防撞护栏预埋件焊接连接固定，拉结型钢、横向消力型钢与第一钢箱梁顶板之间采用焊接固定；步骤五、解除第一桥面吊机吊具和吊点连接，并将吊具起升和调整至不影响钢-砼段施工的位置；步骤六、从未安装第一钢箱梁侧0#块混凝土梁段端口安装用于紧固第一钢箱梁和0#块混凝土梁段的预应力钢束，同一根预应力钢束两端做好编号，已安装好第一钢箱梁侧的预应力钢束穿束到位，未安装钢箱梁侧预应力钢束自然下垂；步骤七、重复步骤三操作，起吊安装另一侧第二钢箱梁，第二桥面吊机变幅吊装第二钢箱梁距0#块混凝土梁段端口面2m时，第二钢箱梁以最低速度下落与垫梁临时轻微接触，此时第二桥面吊机显示器不得出现卸载情况，第二钢箱梁姿态不得出现旋转，第二桥面吊机安全制动器将刹车盘锁定，并保持姿态，将第二钢箱梁与垫梁接触处采用码板临时焊接固定，避免在对第二钢箱梁安装预应力钢束过程，受风载影响晃动；步骤八、将下垂预应力钢束穿入到第二钢箱梁对应的预应力管道内，预应力钢束施工过程中，随时观察第二桥面吊机载荷情况，不得出现明显卸载，及时观察第二桥面吊机主体结构变形、后锚点、钢丝绳、制动系统有无异常情况；步骤九、预应力钢束全部穿入第二钢箱梁后，第二桥面吊机采用先变幅后横移的方法对第二钢箱梁进行精确就位；第二桥面吊机吊装第二钢箱梁落位时，利用导链葫芦牵引配合千斤顶，使第二钢箱梁对照0#块混凝土段上的基准线完成里程和轴线定位，调整到
位后落梁，第二钢箱梁的自重载荷完全落位于钢箱梁下部承重结构上，在第二桥面吊机不解除吊具的情况下，测量钢箱梁下部承重结构的变形和第二钢箱梁的顶面高程，里程轴线参数等，完成精确定位；步骤十、按照步骤四，采用型钢将第二钢箱梁顶板与0#块混凝土段顶面进行连接固定，以避免浇筑钢-砼段混凝土时第一钢箱梁、第二钢箱梁发生偏移，影响施工质量；全面检查钢箱梁下部承重结构有无异常变形或焊缝开裂等异常情况，垫梁与第一钢箱梁、第二钢箱梁接触处如有缝隙，用薄垫板进行塞填；步骤十一、解除第二桥面吊机吊具和吊点连接，并将吊具起升和调整至不影响钢-砼段施工的位置；步骤十二、安装钢-砼结合段钢筋、吊架、模板，浇筑钢-砼结合段混凝土；步骤十三、拆除拉结型钢、横向消力型钢，解除0#块混凝土段与第一钢箱梁、第二钢箱梁连接固定，张拉预应力钢束，完成钢-砼段施工。
12.总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：1、采用三角牛腿支架可以避免采用在水中打设桩基础作为落地支架支撑基础，消除不均匀沉降对支架整体刚度、稳定等安全影响，安装方便，用钢量小，经济实用。
13.2、对于钢-砼结合段施工可以避免预应力安装与张拉时需临时在钢箱梁连接侧端板封闭结构开孔，消除对钢箱梁结构的破坏，提高钢箱梁结构的质量。
附图说明
14.下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
15.图1为本发明的钢混-砼结合段施工支撑系统结构示意图。
16.图2为图1中钢箱梁上部钢-砼连接结构的局部放大示意图。
17.图3为钢箱梁上部钢-砼连接结构平面示意图。
18.图4为混合梁斜拉桥钢-砼结合段施工流程图。
19.图中：竖向加固支撑型钢1-2、0#块支架钢管1-3、斜向支撑杆1-4、平连支撑杆1-5、钢箱梁下部承重结构100、0#块混凝土梁段101、钢绞线102、混凝土103、横桥向承重梁104、纵向分配结构105、上部钢-砼连接结构200、拉结型钢201、横向消力型钢202、第一钢箱梁300、第二钢箱梁301、精轧螺纹钢3、垫梁4、第一桥面吊机400、第二桥面吊机401。
具体实施方式
20.下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。
21.实施例1：参见图1-4，一种混合梁斜拉桥钢-砼结合段施工支撑系统，它包括用于对钢箱梁进行支撑的钢箱梁下部承重结构100；所述钢箱梁下部承重结构100的顶部安装有上部钢-砼连接结构200；所述钢箱梁下部承重结构100包括由0#块支架钢管1-3、平连支撑杆1-5与斜向支撑杆1-4首尾焊接形成的三角形牛腿承重支架；三角形牛腿承重支架从下往上依次设置横桥向承重梁104与纵向分配结构105，纵向分配结构105的顶部安装一定间距固定有多组垫梁4；所述上部钢-砼连接结构200包括布置在桥梁横向两侧，用于临时将0#块混凝土
梁段101与第一钢箱梁300和第二钢箱梁301进行固定的拉结型钢201，以及布置在偏向桥梁横向中间，用于消除浇筑钢-砼段混凝土时横向不均匀力的横向消力型钢202。通过采用上述的支撑系统在具体施工过程中，通过三角牛腿支架可以避免采用在水中打设桩基础作为落地支架支撑基础，消除不均匀沉降对支架整体刚度、稳定等安全影响，安装方便，用钢量小，经济实用。
22.进一步的，所述0#块支架钢管1-3在与斜向支撑杆1-4连接部位钢管内壁通过焊接纵向筋、环向筋进行加强。通过采用上述结构，保证了两者之间的连接强度和稳定性。
23.进一步的，所述垫梁4为多组型钢横向拼接结构。通过上述结构的垫梁4保证对其顶部的钢箱梁的稳定性。
24.进一步的，所述0#块混凝土梁段101靠端头位置处预埋有多组贯穿顶板、底板的pvc管，用于安装精轧螺纹钢3并形成压结固定结构。通过上述的pvc管能够起到对精轧螺纹钢3的保护作用。
25.进一步的，拉结型钢201一端通过精轧螺纹钢3反拉与0#块混凝土梁段101压结固定，另一端与相应的第一钢箱梁300和第二钢箱梁301焊接固定。
26.进一步的，横向消力型钢202一端通过精轧螺纹钢3反拉与0#块混凝土梁段101压结固定，另一端与相应的第一钢箱梁300和第二钢箱梁301焊接固定。
27.进一步的，所述纵向分配结构105为贝雷梁，竖杆位置处焊接多组竖向加固支撑型钢1-2进行局部加强。通过上述的结构加固支撑型钢1-2增强了其连接强度。
28.实施例2：参见图4，采用所述混合梁斜拉桥钢-砼结合段施工支撑系统的施工方法，包括以下步骤：步骤一、在0#支架钢管1-3上开窗，通过焊接纵向筋、环向筋加固与斜向支撑杆1-4连接部位的钢管内壁，按照支架设计图纸完成三角形牛腿承重支架焊接，再依次完成其顶部横桥向承重梁104、纵向分配结构105、垫梁4的安装，清理落梁范围内的杂物，垫梁4顶部标高偏差控制在
±
5mm以内；步骤二、在0#块混凝土梁段101上对应钢箱梁外侧支架顶部测量点处，划纵向基准线，用于检查调整第一桥面吊机400平面位置、第一钢箱梁300快速测量对位；在垫梁4正下方平连支撑杆1-5和垫梁4跨中处设置多个测量点，用于在第一钢箱梁300吊装落位后监测钢箱梁下部承重结构100变形；在第一桥面吊机400上顶部横梁上设置测点，用于监测第一桥面吊机400承载后机架结构变形情况；步骤三、第一钢箱梁300节段通过船舶运输至安装位置下方水面后，抛锚定位；为防止在吊装过程中出现紧急情况时能随时动车调整，抛锚定位后运输船舶不得熄火停车，须采用小动力推进，保持与水的流速一致；步骤四、吊装第一钢箱梁300就位后，第一钢箱梁300顶板与0#块混凝土梁段101顶面采用拉结型钢201与横向消力型钢202进行连接固定，在0#块混凝土梁段101侧有两种固定方式，一种是利用既有第一桥面吊机400支腿锚点预留孔，配合精轧螺纹钢3进行压结固定，另外一种是采用焊接方式与0#块混凝土梁段101上已施工完成的防撞护栏预埋件焊接连接固定，拉结型钢201、横向消力型钢202与第一钢箱梁300顶板之间采用焊接固定；步骤五、解除第一桥面吊机400吊具和吊点连接，并将吊具起升和调整至不影响
钢-砼段施工的位置；步骤六、从未安装第一钢箱梁300侧0#块混凝土梁段101端口安装用于紧固第一钢箱梁300和0#块混凝土梁段101的预应力钢束501，同一根预应力钢束两端做好编号，已安装好第一钢箱梁300侧的预应力钢束501穿束到位，未安装钢箱梁侧预应力钢束501自然下垂；步骤七、重复步骤三操作，起吊安装另一侧第二钢箱梁301，第二桥面吊机401变幅吊装第二钢箱梁301距0#块混凝土梁段101端口面2m时，第二钢箱梁301以最低速度下落与垫梁4临时轻微接触，此时第二桥面吊机401显示器不得出现卸载情况，第二钢箱梁301姿态不得出现旋转，第二桥面吊机401安全制动器将刹车盘锁定，并保持姿态，将第二钢箱梁301与垫梁4接触处采用码板临时焊接固定，避免在对第二钢箱梁301安装预应力钢束501过程，受风载影响晃动；步骤八、将下垂预应力钢束501穿入到第二钢箱梁301对应的预应力管道内，预应力钢束501施工过程中，随时观察第二桥面吊机401载荷情况，不得出现明显卸载，及时观察第二桥面吊机401主体结构变形、后锚点、钢丝绳、制动系统有无异常情况；步骤九、预应力钢束501全部穿入第二钢箱梁301后，第二桥面吊机401采用先变幅后横移的方法对第二钢箱梁301进行精确就位；第二桥面吊机401吊装第二钢箱梁301落位时，利用导链葫芦牵引配合千斤顶，使第二钢箱梁301对照0#块混凝土段101上的基准线完成里程和轴线定位，调整到位后落梁，第二钢箱梁301的自重载荷完全落位于钢箱梁下部承重结构100上，在第二桥面吊机401不解除吊具的情况下，测量钢箱梁下部承重结构100的变形和第二钢箱梁301的顶面高程，里程轴线参数等，完成精确定位；步骤十、按照步骤四，采用型钢将第二钢箱梁301顶板与0#块混凝土段101顶面进行连接固定，以避免浇筑钢-砼段混凝土时第一钢箱梁300、第二钢箱梁301发生偏移，影响施工质量；全面检查钢箱梁下部承重结构100有无异常变形或焊缝开裂等异常情况，垫梁4与第一钢箱梁300、第二钢箱梁301接触处如有缝隙，用薄垫板进行塞填；步骤十一、解除第二桥面吊机401吊具和吊点连接，并将吊具起升和调整至不影响钢-砼段施工的位置；步骤十二、安装钢-砼结合段钢筋、吊架、模板，浇筑钢-砼结合段混凝土；步骤十三、拆除拉结型钢201、横向消力型钢202，解除0#块混凝土段101与第一钢箱梁300、第二钢箱梁301连接固定，张拉预应力钢束501，完成钢-砼段施工。