本發(fā)明涉及一種跨河大橋主橋墩二次鎖定臨時固結結構及施工方法。屬于橋梁工程領域，適用于大橋主橋墩0^#塊的臨時固結施工，特別適用于墩梁斜交工況下的主橋墩0^#塊施工。

背景技術：

隨著社會的發(fā)展，連續(xù)梁橋的跨徑越來越大，掛藍施工方法使用的越來越多，但采用掛藍施工方法建立的連續(xù)梁橋存在體系轉換的問題，零號塊在施工階段存在由臨時固結變成成橋支座的體系轉換，不同的錨固形式對零號塊內(nèi)力有著不同的影響，故在設計中應充分考慮零號塊的錨固形式。

在連續(xù)梁橋零號塊臨時錨固設計時，傳統(tǒng)臨時錨固形式直接在主橋墩上設置臨時支座，通過精軋螺紋鋼將零號塊和主墩臨時固結，或者在主橋墩上建立臨時托架，對零號塊進行臨時固結，此類臨時固結方法施工簡單，但在墩梁斜交工況下難以保證零號塊的受力均衡，針對墩梁斜交的情況，目前已有改進型的臨時固結形式，例如在墩頂設置臨時支座的同時在主承臺上設置臨時支墩，臨時支座和臨時支墩內(nèi)皆利用現(xiàn)澆混凝土設置預應力束，通過預應力束將承臺、支墩和零號塊的梁底進行固結，但此種臨時固結方法施工較為復雜，特別是臨時支墩內(nèi)混凝土的澆筑及預應力束的埋設，還涉及臨時支墩穩(wěn)定性問題，存在較大的優(yōu)化空間。

鑒于此，目前亟需發(fā)明一種施工操作簡單、墩梁斜交工況下0^#塊受力均衡、經(jīng)濟技術效益突出的零號塊臨時固結結構及施工方法。本發(fā)明采用二次錨固體系，在墩頂兩側制作臨時支座，并在每側預埋精軋螺紋鋼，通過臨時支座伸入0^#塊內(nèi)，形成第1次墩梁鎖定，同時在支撐鋼管柱內(nèi)埋設螺紋鋼和錨索，錨固在現(xiàn)澆箱梁底板上，形成承臺、梁的第2次鎖定，從而有效保證0^#塊受力均勻，其中鋼管柱通過螺栓與承臺內(nèi)的預埋件錨固，并在鋼管中部設置卡扣式固定鋼板將所有鋼管柱連接成整體，大幅提高鋼管支架的穩(wěn)定性，且施工難度小，具有較好的經(jīng)濟技術效益。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種結構安全性高，墩梁斜交工況下0^#塊受力均衡，且經(jīng)濟技術效益突出的跨河大橋主橋墩二次鎖定臨時固結結構及施工方法。

為實現(xiàn)上述技術目的，本發(fā)明采用了以下技術方案：

一種跨河大橋主橋墩二次鎖定臨時固結結構，其特征在于，主要包括鋼管柱、鋼管柱連接端、錨索、螺紋鋼、托架、臨時支座和可調(diào)式模板支撐體系，鋼管柱設置于承臺上，并與預埋在承臺內(nèi)的鋼管柱連接端錨固，鋼管柱內(nèi)設置有錨索及螺紋鋼，錨索及螺紋鋼下端錨固于鋼管柱連接端內(nèi)的連接端板，上端錨固于現(xiàn)澆箱梁底板；墩頂安裝臨時支座，臨時支座內(nèi)設置有預埋螺紋鋼；鋼管柱牛腿上設置有托架，托架上設置撐座，撐座頂面安裝底模，整體式側翼模板通過可調(diào)式撐桿調(diào)整安裝角度，并與底模連接固定；芯模通過可調(diào)式十字型內(nèi)撐支撐。

進一步的，鋼管柱連接端主體呈圓筒結構，筒壁中間焊設連接端板，連接端板上預留錨索孔及螺紋鋼孔，筒壁底部預留承臺橫向主筋孔，鋼管柱連接端頂部為圓盤結構，圓盤表面均勻預留鋼管柱連接螺栓孔，圓盤標高與承臺頂面標高一致。

所述的鋼管柱底部設有環(huán)形底板，環(huán)形底板均勻預留鋼管柱連接螺栓孔，孔徑、孔距與鋼管柱連接端頂部的圓盤上的一致，鋼管柱中間設有兩層環(huán)形翼板，環(huán)形翼板之間設置卡扣式固定鋼板，鋼管柱上部設置有牛腿。

所述的卡扣式固定鋼板呈矩形環(huán)狀，由四塊L形鋼板互相錨固而成，L形鋼板兩端均設有端板，端板上設有螺栓孔。

所述的鋼管柱內(nèi)的錨索底部設有錨固端，由下而上穿過鋼管柱連接端內(nèi)的連接端板錨固于現(xiàn)澆箱梁底板上，現(xiàn)澆箱梁底板內(nèi)部預設PVC管作為錨索通道。

所述的鋼管柱內(nèi)的螺紋鋼底部設有錨固端，由下而上穿過鋼管柱連接端內(nèi)的連接端板錨固于現(xiàn)澆箱梁底板上，現(xiàn)澆箱梁底板內(nèi)部預設PVC管作為螺紋鋼通道。

所述的托架主要由貝雷片拼裝而成，安裝在鋼管柱牛腿的型鋼分配梁上，并與墩壁上的預埋連接件錨固。

所述的臨時支座設置在墩頂永久支座兩側，臨時支座兩側設有可調(diào)式支座螺桿，臨時支座混凝土完全包裹墩柱內(nèi)預埋的螺紋鋼，且螺紋鋼上端伸入現(xiàn)澆箱梁內(nèi)。

所述的整體式側翼模板采用貝雷梁支撐，整體式側翼模板頂部設置有對拉鋼絞線。

所述的芯模為上下分離式結構，采用可調(diào)式十字型內(nèi)撐及輔助撐桿固定。

本發(fā)明還提供了所述跨河大橋主橋墩二次鎖定臨時固結結構的施工方法，其主要施工步驟如下：

（1）承臺結構澆筑施工：樁基礎中的樁頭處理后根據(jù)設計圖紙綁扎承臺鋼筋，在設計位置預埋鋼管柱連接端，并將部分承臺橫向主筋穿過鋼管柱連接端的預留孔，且焊接固定，鋼管柱連接端的連接端板上提前錨固一段螺紋鋼及錨索，再支設承臺模板澆筑混凝土，并在鋼管柱連接端內(nèi)澆筑膨脹混凝土；

（2）墩身澆筑施工：承臺施工完成后，綁扎墩柱鋼筋，并根據(jù)設計圖紙預埋托架連接件，同時在墩頂相應位置設置預埋螺紋鋼，隨后支設墩身模板澆筑混凝土；

（3）安裝臨時支座及永久支座：墩身混凝土養(yǎng)護完成后，根據(jù)設計圖紙在墩頂安裝永久支座及臨時支座，其中臨時支座采用C50混凝土現(xiàn)澆，布置在永久支座兩側，臨時支座周圍安裝可調(diào)式支座螺桿；

（4）螺紋鋼、錨索與鋼管柱同步安裝：螺紋鋼與錨索穿入鋼管柱后，采用25t吊機吊裝，鋼管柱就位前，采用連接器將鋼管柱內(nèi)的螺紋鋼與錨索與鋼管柱連接端內(nèi)的螺紋鋼與錨索一一對應連接，再將鋼管柱落位并與鋼管柱連接端錨固，在鋼管柱環(huán)形翼板間安裝卡扣式固定鋼板及布設剪刀撐；

（5）托架體系拼裝：托架先采用貝雷片拼裝形成貝雷梁結構，安裝時預先在鋼管柱牛腿上設置型鋼分配梁，型鋼分配梁固定后吊裝托架體系，并將托架中的部分貝雷片與墩柱預埋件連接固定；

（6）安裝底模：采用人工為主機械配合的方式進行底模鋪設，鋪設前預先在托架上布設撐座，底模上預設墩柱預留鋼筋及鋼管柱內(nèi)螺紋鋼、錨索的孔道，并做好孔道縫隙的封堵措施；

（7）安裝整體式側翼模板：整體式側翼模板采用吊車安裝，安裝前根據(jù)施工圖紙在已有托架基礎上采用貝雷片搭設側翼模板支架，搭設完成后通過貝雷梁支架內(nèi)的可調(diào)式撐桿及可調(diào)式斜撐調(diào)節(jié)側翼模板角度、位置并加固；

（8）綁扎底板、腹板、隔墻鋼筋以及預應力孔道：根據(jù)設計要求，先將普通鋼筋制成平面或立體骨架，焊接、綁扎成型后整體吊裝、安放；其中底板鋼筋根據(jù)設計圖紙在鋼管柱正上方位置預埋PVC管，并將鋼管柱內(nèi)的錨索與底板鋼筋臨時固定，防止滑落入鋼管內(nèi)；在腹板及橫隔梁鋼筋綁扎完成后，按照設計要求進行波紋管及錨墊板的安裝；

（9）安裝芯模：芯模預先制作成上下塊，由汽車起重機整段吊裝，再在梁上進行段與段之間的拼裝連接，并等間距采用可調(diào)式十字型內(nèi)撐作為主要支撐，常規(guī)鋼管支撐作為輔助撐桿固定，芯模下半塊相應位置設置錨墊板，將鋼管柱內(nèi)的螺紋鋼及錨索錨固；

（10）澆筑0#塊梁體混凝土：混凝土通過混凝土泵車輸送入模，澆注時先底板、后腹板，由低向高處進行，并保證對稱澆筑，利用墩柱內(nèi)的預留鋼筋形成第1次墩梁鎖定；

（11）頂板、翼緣板部分的鋼筋、混凝土施工：底板、腹板混凝土澆注完成3天后可進行頂板、翼緣板的鋼筋及混凝土施工，其施工方法同底板、腹板基本相同，其中兩側翼緣板頂部設置對拉鋼絞線；

（12）養(yǎng)護、拆除芯模：采用灑水養(yǎng)護，保持箱梁混凝土的表面濕潤，箱梁混凝土強度達到設計強度的50%時，拆除芯模，并對鋼管柱內(nèi)的錨索進行張拉形成承臺、梁的第2次完全鎖定；

（13）預應力張拉：梁體混凝土強度達到設計允許張拉強度且混凝土齡期滿足設計要求后，進行預應力張拉；

（14）注漿封錨：預應力筋張拉后，采用真空輔助壓漿法進行孔道壓漿施工；

（15）拆模、移除模板支架：封錨后按要求進行模板支架的拆除施工。

本發(fā)明具有以下的特點和有益效果：

（1）本發(fā)明采用二次錨固體系，在墩頂兩側制作臨時支座，并在每側預埋精軋螺紋鋼，通過臨時支座伸入0^#塊內(nèi)，形成第1次墩梁鎖定；同時在支撐鋼管柱內(nèi)埋設螺紋鋼和錨索，錨固在現(xiàn)澆箱梁底板上，形成承臺、梁的第2次鎖定，從而有效保證0^#塊受力均勻。

（2）本發(fā)明將鋼管支架與托架組合應用，有效提高施工效率，其中鋼管柱通過螺栓與承臺內(nèi)的預埋件錨固，并在鋼管中部設置卡扣式固定鋼板將所有鋼管柱連接成整體，大幅提高鋼管支架的穩(wěn)定性。

（3）本發(fā)明采用整體式側翼模板，并可通過貝雷梁支架內(nèi)的可調(diào)式撐桿及斜撐調(diào)節(jié)安裝角度及位置，同時芯模采用可調(diào)式十字型內(nèi)撐作為主要支撐，常規(guī)鋼管支撐作為輔助支撐固定，大幅提高現(xiàn)澆箱梁模板的安裝精度及速度，有效保證現(xiàn)澆箱梁的施工質量。

附圖說明

圖1是跨河大橋主橋墩二次鎖定臨時固結結構立面圖；

圖2是跨河大橋主橋墩二次鎖定臨時固結結構側面圖；

圖3是圖2沿A-A剖面圖。

圖中：1-樁基礎；2-承臺橫向主筋；3-承臺豎向主筋；4-承臺；5-連接端板；6-鋼管柱連接端；7-端板螺帽；8-鋼管柱連接螺栓；9-螺紋鋼；10-鋼管柱；11-墩柱；12-錨索；13-環(huán)形翼板；14-卡扣式固定鋼板；15-牛腿；16-托架橫梁；17-托架連接件；18-托架縱梁；19-上部型鋼分配梁；20-撐座；21-永久支座；22-底模；23-側翼模板支架；24-PVC管；25-錨墊板；26-可調(diào)式撐桿；27-可調(diào)式斜撐；28-調(diào)節(jié)裝置；29-整體式側翼模板；30-芯模；31-可調(diào)式十字型內(nèi)撐；32-輔助撐桿；33-對拉鋼絞線；34-現(xiàn)澆箱梁；35-鋼絞線錨固端；36-剪刀撐；37-下部型鋼分配梁；38-臨時支座；39-預埋螺紋鋼；40-可調(diào)式支座螺桿；41-空腔；42-L形鋼板端板；43-L形鋼板連接螺桿；44-L形鋼板連接螺帽。

具體實施方式

本實施方式中鋼筋綁扎施工技術要求，混凝土澆筑的施工工藝要求，鋼筋焊接工藝要求等不再贅述，重點闡述本發(fā)明的涉及的跨河大橋主橋墩二次鎖定臨時固結結構的實施方式。

圖1是跨河大橋主橋墩二次鎖定臨時固結結構立面圖，圖2是跨河大橋主橋墩二次鎖定臨時固結結構側面圖，圖3是圖2沿A-A剖面圖。參照附圖所示的跨河大橋主橋墩二次鎖定臨時固結結構，主要由鋼管柱10、鋼管柱連接端6、錨索12、螺紋鋼9、托架、臨時支座38、可調(diào)式模板支撐體系等組成。

鋼管柱10設置于承臺4上，并與預埋在承臺內(nèi)的鋼管柱連接端6錨固，鋼管柱10內(nèi)設置有錨索12及螺紋鋼9，錨索12及螺紋鋼9下端錨固于鋼管柱連接端6內(nèi)的連接端板5，上端錨固于現(xiàn)澆箱梁34底板；墩柱11頂部安裝臨時支座38，臨時支座38內(nèi)設置有預埋螺紋鋼39；鋼管柱牛腿15上設置托架，托架上設置撐座20，撐座20頂面安裝底模22，整體式側翼模板29通過可調(diào)式撐桿26調(diào)整安裝角度，并與底模22連接固定；芯模30通過可調(diào)式十字型內(nèi)撐31支撐。

施工時，樁頭鑿除完畢樁基檢測合格后根據(jù)設計圖紙綁扎承臺鋼筋，承臺鋼筋采用HRB335級，承臺規(guī)格為15300mm×10800mm×2500mm，在設計位置預埋8個鋼管柱連接端6，其中鋼管柱連接端6外徑800mm，壁厚10mm，頂部連接端板5外徑1400mm，連接端板5預留6個直徑16mm的螺栓孔，預埋時將部分承臺橫向主筋2穿過鋼管連接端的預留孔，孔徑為15mm，且焊接固定，并在每個預埋鋼管柱連接端6內(nèi)的連接端板5上提前錨固一段螺紋鋼9及錨索12，螺紋鋼9采用JL32精軋螺紋粗鋼筋，數(shù)量為2根，錨索12直徑為21.6mm，數(shù)量為1根，再支設承臺模板澆筑C35混凝土，承臺模板由標準900×1500標準鋼模組成，相互拼接成形，隨后在預埋鋼管柱連接端內(nèi)澆筑膨脹混凝土至頂部連接端板標高。

承臺4施工完成后，綁扎墩柱鋼筋，同樣采用HRB335級鋼筋，墩柱高度為10850mm，并根據(jù)設計圖紙預埋托架連接件17，同時在墩頂相應位置設置預埋螺紋鋼39，預埋螺紋鋼39下端錨固在墩身中1500mm，穿過臨時固結在箱梁底板內(nèi)錨固1100mm，隨后支設墩身模板澆筑C35混凝土，其中墊石尺寸為240mm×120mm×60mm。待墩身混凝土養(yǎng)護完成后，根據(jù)設計圖紙在墩頂安裝永久支座21及臨時支座38，其中臨時支座38采用C50混凝土現(xiàn)澆，布置在永久支座21兩側，臨時支座38周圍安裝可調(diào)式支座螺桿40。

支座安裝完成后，將螺紋鋼9與錨索12穿入鋼管柱10，采用25t吊機吊裝，每個零號塊共設計φ800×10mm鋼管柱8根，鋼管柱10就位前，采用連接器將鋼管柱內(nèi)的螺紋鋼9與錨索12與鋼管柱連接端6內(nèi)的螺紋鋼9與錨索12一一對應連接，再將鋼管柱10落位并與鋼管柱連接端6錨固，最后在鋼管柱環(huán)形翼板13之間安裝卡扣式固定鋼板14及布設剪刀撐36，其中卡扣式固定鋼板14采用強度等級為Q335的鋼材預制而成。如圖所示，卡扣式固定鋼板14呈矩形環(huán)狀，由四塊L形鋼板互相錨固而成，L形鋼板兩端均設有端板42，端板42上設有螺栓孔。

鋼管柱10吊裝完畢后，將頂部的錨索12臨時綁扎固定，隨后安裝托架，托架先采用貝雷片拼裝形成貝雷梁結構，安裝時預先在鋼管柱牛腿15上設置I45型鋼分配梁，型鋼分配梁固定后吊裝4組貝雷梁橫梁，貝雷梁頂設置I28型鋼分配梁，上部設置450mm×450mm步距碗扣支架及撐座，并將貝雷梁中的部分貝雷片與墩柱預埋件連接固定，側模支架采用2組貝雷梁。

托架體吊裝完成后，安裝底模22和整體式側翼模板29，倒腳、圓弧部分采用定制鋼模板，模板均采用吊車吊裝人工輔助安裝，其中整體式側翼模板29通過可調(diào)式斜撐27及可調(diào)式撐桿26的調(diào)節(jié)裝置28調(diào)節(jié)角度、位置并加固。模板安裝后根據(jù)設計要求，先將普通鋼筋制成平面或立體骨架，焊接、綁扎成型后整體吊裝、安放；其中底板鋼筋根據(jù)設計圖紙在鋼管柱10正上方位置預埋直徑600mm的PVC管24，并將鋼管柱10內(nèi)的錨索12與底板鋼筋臨時固定，防止滑落入鋼管內(nèi)；在腹板及橫隔梁鋼筋綁扎完成后，按照設計要求進行預應力管道安裝定位、串束。

經(jīng)檢查合格后，支立芯模30，綁扎頂板鋼筋。芯模30預先制作成上下塊，由汽車起重機整段吊裝，再在梁上進行段與段之間的拼裝連接，并等間距采用可調(diào)式十字型內(nèi)撐31作為主要支撐，常規(guī)鋼管支撐作為輔助撐桿32固定，芯模下半塊相應位置設置錨墊板25，將鋼管柱內(nèi)的螺紋鋼9及錨索12錨固。

箱梁采用C50混凝土澆筑，混凝土通過混凝土泵車輸送入模，澆注時先底板、后腹板，由低向高處進行，并保證對稱澆筑，利用墩柱內(nèi)的預留鋼筋形成第1次墩梁鎖定。底板、腹板混凝土澆注完成3天后可進行頂板、翼緣板的鋼筋及混凝土施工，其施工方法與底板、腹板基本相同，其中兩側翼緣板頂部設置直徑12mm的對拉鋼絞線33。

箱梁混凝土采用灑水養(yǎng)護，保持表面濕潤，箱梁混凝土強度達到設計強度的50%時，拆除芯模30，并對鋼管柱內(nèi)的錨索12進行張拉形成承臺、梁的第2次完全鎖定。待內(nèi)部預應力筋張拉后，采用真空輔助壓漿法進行孔道壓漿施工，壓漿材料為現(xiàn)場拌和純水泥漿，采用P.O 42.5普通硅酸鹽水泥，合格水質的水。

上述施工完成后，鑿除臨時制作，并逐步拆除托架及鋼管柱，完成施工。

跨河大橋主橋墩二次鎖定臨時固結結構的施工主要步驟如下：

（1）承臺結構澆筑施工：樁基礎1中的樁頭處理后根據(jù)設計圖紙綁扎承臺鋼筋，在設計位置預埋鋼管柱連接端6，并將部分承臺橫向主筋2穿過鋼管柱連接端6的預留孔，且焊接固定，鋼管柱連接端6的連接端板5上提前錨固一段螺紋鋼9及錨索12，再支設承臺模板澆筑混凝土，并在鋼管柱連接端6內(nèi)澆筑膨脹混凝土。

（2）墩身澆筑施工：承臺4施工完成后，綁扎墩柱11鋼筋，并根據(jù)設計圖紙預埋托架連接件17，同時在墩頂相應位置設置預埋螺紋鋼39，隨后支設墩身模板澆筑混凝土。

（3）安裝臨時支座及永久支座：墩身混凝土養(yǎng)護完成后，根據(jù)設計圖紙在墩頂安裝永久支座21及臨時支座38，其中臨時支座38采用C50混凝土現(xiàn)澆，布置在永久支座21兩側，臨時支座38周圍安裝可調(diào)式支座螺桿40。

（4）螺紋鋼、錨索與鋼管柱同步安裝：螺紋鋼9與錨索12穿入鋼管柱10后，采用25t吊機吊裝，鋼管柱10就位前，采用連接器將鋼管柱內(nèi)的螺紋鋼9與錨索12與鋼管柱連接端6內(nèi)的螺紋鋼與錨索一一對應連接，再將鋼管柱落位并與鋼管柱連接端錨固，最后在鋼管柱環(huán)形翼板12間安裝卡扣式固定鋼板14及布設剪刀撐36。

（5）托架體系拼裝：托架先采用貝雷片拼裝形成貝雷梁結構，安裝時預先在鋼管柱牛腿15上設置型鋼分配梁，型鋼分配梁固定后吊裝托架體系，并將托架中的部分貝雷片與墩柱預埋件連接固定。

（6）安裝底模：采用人工為主機械配合的方式進行底模22鋪設，鋪設前預先在托架上布設撐座20，底模上預設墩柱預留鋼筋及鋼管柱內(nèi)螺紋鋼、錨索的孔道，并做好孔道縫隙的封堵措施。

（7）安裝整體式側翼模板：整體式側翼模板29采用吊車安裝，安裝前根據(jù)施工圖紙在已有托架基礎上采用貝雷片搭設側翼模板支架23，搭設完成后通過貝雷梁支架內(nèi)的可調(diào)式撐桿及可調(diào)式斜撐調(diào)節(jié)側翼模板角度、位置并加固。

（8）綁扎底板、腹板、隔墻鋼筋以及預應力孔道：根據(jù)設計要求，先將普通鋼筋制成平面或立體骨架，焊接、綁扎成型后整體吊裝、安放；其中底板鋼筋根據(jù)設計圖紙在鋼管柱正上方位置預埋PVC管24，并將鋼管柱內(nèi)的錨索12與底板鋼筋臨時固定，防止滑落入鋼管內(nèi)；在腹板及橫隔梁鋼筋綁扎完成后，按照設計要求進行波紋管及錨墊板25的安裝。

（9）安裝芯模30：芯模30預先制作成上下塊，由汽車起重機整段吊裝，再在梁上進行段與段之間的拼裝連接，并等間距采用可調(diào)式十字型內(nèi)撐31作為主要支撐，常規(guī)鋼管支撐作為輔助撐桿32固定，芯模下半塊相應位置設置錨墊板25，將鋼管柱內(nèi)的螺紋鋼9及錨索12錨固。

（10）澆筑0#塊梁體混凝土：混凝土通過混凝土泵車輸送入模，澆注時先底板、后腹板，由低向高處進行，并保證對稱澆筑，利用墩柱內(nèi)的預留鋼筋形成第1次墩梁鎖定。

（11）頂板、翼緣板部分的鋼筋、混凝土施工：底板、腹板混凝土澆注完成3天后可進行頂板、翼緣板的鋼筋及混凝土施工，其施工方法同底板、腹板基本相同，其中兩側翼緣板頂部設置對拉鋼絞線33。

（12）養(yǎng)護、拆除芯模：采用灑水養(yǎng)護，保持箱梁混凝土的表面濕潤，箱梁混凝土強度達到設計強度的50%時，拆除芯模，并對鋼管柱內(nèi)的錨索進行張拉形成承臺、梁的第2次完全鎖定。

（13）預應力張拉：梁體混凝土強度達到設計允許張拉強度且混凝土齡期滿足設計要求后，進行預應力張拉。

（14）注漿封錨：預應力筋張拉后，采用真空輔助壓漿法進行孔道壓漿施工。

（15）拆模、移除模板支架：封錨后按要求進行模板支架的拆除施工。