本發(fā)明涉及一種大型預(yù)制拼裝蓋梁，尤其是一種采用牛腿抗剪構(gòu)造的大型預(yù)制拼裝蓋梁及其施工方法。

背景技術(shù)：

混凝土橋梁的施工由于現(xiàn)場濕作業(yè)的特性，需要大量的模板和支撐系統(tǒng)，在不良施工條件下，搭設(shè)滿堂支架是不可行的。同時(shí)蓋梁施工屬于高空作業(yè)，現(xiàn)場大量澆筑混凝土，施工風(fēng)險(xiǎn)大。采用預(yù)制拼裝蓋梁的方式可以加快施工速度，降低成本，保證質(zhì)量，同時(shí)考慮到規(guī)模效應(yīng)具有很好的經(jīng)濟(jì)性。

采用整體預(yù)制蓋梁的前提是橋面寬度不能太寬，但是對于大懸臂蓋梁，采用蓋梁整體預(yù)制的方式不滿足運(yùn)輸和吊裝要求，這時(shí)候必須采用分段預(yù)制蓋梁技術(shù)。雖然對于分段預(yù)制蓋梁的分段方案國內(nèi)已有探討，但是仍然需要新的預(yù)制拼裝蓋梁技術(shù)來滿足不同建造情況下的個(gè)性化需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出一種采用“牛腿”構(gòu)造的大型預(yù)制拼裝蓋梁及施工方法，適用于大型橋梁工程，其預(yù)制拼裝工作量小，利于縮短橋梁建造總工期；在批量生產(chǎn)方面，模板制作簡單，可收獲量產(chǎn)經(jīng)濟(jì)節(jié)約效益。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種采用“牛腿”構(gòu)造的大型預(yù)制拼裝蓋梁，包括蓋梁構(gòu)件，蓋梁構(gòu)件由兩個(gè)外掛式懸臂段構(gòu)件和中間段構(gòu)件組成，中間段構(gòu)件兩側(cè)拼裝交界面各附帶“牛腿”，并在拼裝交界面處的四個(gè)角點(diǎn)位置設(shè)置激光束相對位置校準(zhǔn)接收點(diǎn)；中間段構(gòu)件與橋墩交接處設(shè)有豎向連接口和相對位置校準(zhǔn)發(fā)射點(diǎn)；兩個(gè)外掛式懸臂段構(gòu)件與中間段構(gòu)件連接處為梯形或“反S”型交界面，并在交界面四個(gè)角點(diǎn)位置均設(shè)有激光相對位置校準(zhǔn)發(fā)射點(diǎn)；兩個(gè)外掛式懸臂段構(gòu)件和中間段構(gòu)件均預(yù)留貫穿縱向的預(yù)應(yīng)力鋼筋管道，利用預(yù)應(yīng)力鋼筋采用后張法兩端張拉而連接成整體。

一種采用“牛腿”構(gòu)造的大型預(yù)制拼裝蓋梁的施工方法，具體步驟為：

步驟一：預(yù)制蓋梁的兩個(gè)外掛式懸臂段構(gòu)件和中間段構(gòu)件，為確保構(gòu)件質(zhì)量及尺寸精度，預(yù)制方式采用短線分段匹配澆筑；

步驟二：構(gòu)件運(yùn)輸至拼裝施工現(xiàn)場后，先用起重機(jī)吊裝中間段構(gòu)件達(dá)橋墩正上方30cm處，交界面涂刷環(huán)氧樹脂作粘結(jié)層，從中間段與橋墩交界位置的豎向橋墩相對位置校核點(diǎn)發(fā)射激光束，精確找準(zhǔn)拼裝位置后，緩慢安放直至與橋墩完全接觸，采用灌漿套筒式或金屬波紋管式或承插式拼接方式對中間段構(gòu)件與橋墩進(jìn)行拼接，然后撤回起重裝置，在接口位置注射高強(qiáng)灌漿料封閉；

步驟三：使用起重機(jī)同時(shí)吊裝兩個(gè)外掛式懸臂段構(gòu)件，當(dāng)兩個(gè)外掛式懸臂段構(gòu)件底面豎向位置距離中間段構(gòu)件交界面10~20cm時(shí)，交界面涂刷環(huán)氧樹脂作粘結(jié)層，在相對位置校準(zhǔn)點(diǎn)發(fā)射激光束，緩慢下降外掛式懸臂段構(gòu)件，直至激光束照準(zhǔn)中間段構(gòu)件結(jié)構(gòu)的相對位置校準(zhǔn)點(diǎn)，起重機(jī)停止升降；

步驟四：將預(yù)先準(zhǔn)備好的預(yù)應(yīng)力鋼筋沿兩個(gè)外掛式懸臂段構(gòu)件和中間段構(gòu)件上預(yù)留貫穿縱向的預(yù)應(yīng)力鋼筋管道的孔洞穿放，采用后張法兩端張拉鋼筋，張拉預(yù)應(yīng)力過程分為兩個(gè)階段，第一階段張拉使外掛段構(gòu)件與“牛腿”下部接觸面壓應(yīng)力達(dá)到設(shè)計(jì)要求；待預(yù)應(yīng)力達(dá)到設(shè)計(jì)要求值，撤除起重機(jī)，然后對接縫進(jìn)行初步清理后，填塞漿液或環(huán)氧樹脂封層，第二階段在兩個(gè)外掛式懸臂段構(gòu)件上拼裝擋塊9和抗震橡膠支座后張拉，最后完成預(yù)應(yīng)力孔洞注漿封閉、封錨工作，完成整個(gè)拼裝過程。

步驟四中，對接縫進(jìn)行初步清理后，壓漿填縫，對吊裝完成后的蓋梁接縫處，打入總長為3cm、外部直徑8mm的合金高壓注射器，利用小型注漿機(jī)高壓注射環(huán)氧樹脂漿，填補(bǔ)交界面內(nèi)存在的空鼓和面部分離。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明在實(shí)際工程應(yīng)用中有以下優(yōu)勢：外掛式懸臂段結(jié)構(gòu)造型簡單易于制作模板，且兩側(cè)外掛式懸臂段相同，在批量生產(chǎn)工作中節(jié)約模板材料和大量人力資源；預(yù)應(yīng)力鋼筋錨固結(jié)合方式，縮短傳統(tǒng)現(xiàn)澆蓋梁所需必要工作時(shí)間，在全程、大、中長線立交橋梁工程上，極大縮短了工程總工期；在拼裝位置校準(zhǔn)方面，采用激光找準(zhǔn)，精度更高，操作更加簡便，打破傳統(tǒng)位置校準(zhǔn)時(shí)需要多名專員指揮吊裝、目測和尺測三重校準(zhǔn)的模式，節(jié)省人力、物力和時(shí)效資源。

兩個(gè)外掛式懸臂段構(gòu)件與中間段構(gòu)件交界面采用“反S”型曲面，可有效縮減交界面數(shù)量至一個(gè)面，規(guī)避了是由于上部張拉鋼筋，而下部沒有拉力作為約束，外掛式懸臂段以交界面某點(diǎn)為轉(zhuǎn)動(dòng)中心發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，而下部產(chǎn)生開口的風(fēng)險(xiǎn)，在張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)可做到面部完全密貼。

本發(fā)明適用于大型橋梁工程，其預(yù)制拼裝工作量小，利于縮短橋梁建造總工期；在批量生產(chǎn)方面，模板制作簡單，可收獲量產(chǎn)經(jīng)濟(jì)節(jié)約效益。

附圖說明

圖1為蓋梁整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的俯視圖；

圖3為中間段構(gòu)件“牛腿”交界位置斷面圖；

圖4為外掛段構(gòu)件交界位置斷面圖；

圖5為“反S”曲型交界面構(gòu)造圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

如圖1至圖4所示，一種采用“牛腿”構(gòu)造的大型預(yù)制拼裝蓋梁，蓋梁構(gòu)件由兩個(gè)外掛式懸臂段構(gòu)件1和中間段構(gòu)件2組成， 中間段構(gòu)件2兩側(cè)拼裝交界面各附帶“牛腿”4，并在拼裝交界面處的四個(gè)角點(diǎn)位置設(shè)置激光束相對位置校準(zhǔn)接收點(diǎn)；中間段構(gòu)件2與橋墩交接處設(shè)有豎向連接口和相對位置校準(zhǔn)發(fā)射點(diǎn)；兩個(gè)外掛式懸臂段構(gòu)件1與中間段構(gòu)件2連接處為梯形3或“反S”型交界面（圖5），并在交界面四個(gè)角點(diǎn)位置均設(shè)有激光相對位置校準(zhǔn)發(fā)射點(diǎn)；兩個(gè)外掛式懸臂段構(gòu)件1和中間段構(gòu)件2均預(yù)留貫穿縱向的預(yù)應(yīng)力鋼筋管道7，利用預(yù)應(yīng)力鋼筋采用后張法兩端張拉而連接成整體。

以橫橋向總長31m的蓋梁為例，本發(fā)明的采用“牛腿”構(gòu)造的大型預(yù)制拼裝蓋梁的安裝施式步驟及要求如下：

a、預(yù)制圖1所示的兩個(gè)外掛式懸臂段構(gòu)件1和中間段構(gòu)件2共三個(gè)構(gòu)件，澆筑材料選用C50混凝土，預(yù)制方式采用短線分段澆筑，先從構(gòu)件交界面處預(yù)制，再利用既成構(gòu)件預(yù)制段做為模板一部分澆筑下個(gè)短線段，如此重復(fù)操作直至完成單個(gè)構(gòu)件。構(gòu)件在預(yù)制過程中均留有圖3，4所示的三層對稱預(yù)應(yīng)力鋼筋管道7，預(yù)應(yīng)力鋼筋套管使用塑料波紋管；

b、起重機(jī)吊裝中間段構(gòu)件2，在距橋墩5上方約30cm處時(shí)，交界面涂刷環(huán)氧樹脂粘層，激光豎向定位后緩慢降落，使中間段構(gòu)件2的豎向接口與橋墩5頂部預(yù)留契口吻合，對接縫作注漿封閉處理；

c、在中間段構(gòu)件2上安放激光相對位置校準(zhǔn)接收儀6，具體位置如圖3所示，在外掛式懸臂段構(gòu)件1上安放激光相對位置校準(zhǔn)發(fā)射儀8；

d、同時(shí)起吊兩個(gè)外掛式懸臂段構(gòu)件1，在外掛式懸臂段構(gòu)件1底面豎向位置距離構(gòu)件2交界面10~20cm時(shí)，通過遙控啟動(dòng)儀器8，由兩個(gè)專員分別指揮兩臺起重機(jī)，使四個(gè)儀器6同時(shí)接收到激光信號，此時(shí)停止起重的升降工作；

e、向預(yù)應(yīng)力鋼筋管道7內(nèi)穿插預(yù)應(yīng)力鋼絞線，鋼束規(guī)格可采用15-?_s15.20，在張拉第一階段時(shí)，首先張拉圖3中部分預(yù)應(yīng)力筋，錨墊板必須與鋼束中線垂直，兩端對稱張拉，雙向控制張拉應(yīng)力與伸長度，使預(yù)應(yīng)力筋達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力且“牛腿”交界面下部不出現(xiàn)壓應(yīng)力，固定錨具，拆除起重裝置及校準(zhǔn)儀器，完成管道壓漿并封錨；

f、安放如圖1，2所示中的擋塊9和抗震橡膠支座，在擋塊9完成拼裝后，安裝抗震橡膠支座需要從結(jié)構(gòu)中心往兩側(cè)對稱安裝，隨后張拉第二階段預(yù)應(yīng)力鋼筋，即圖3中最上層預(yù)應(yīng)力鋼筋，錨墊板必須與鋼束中線垂直，兩端對稱張拉，雙向控制張拉應(yīng)力與伸長度，預(yù)應(yīng)力達(dá)到設(shè)計(jì)要求值后固定錨具，拆除起重裝置及校準(zhǔn)儀器，管道內(nèi)壓漿，水泥漿強(qiáng)度為C45，表面接縫口涂刷環(huán)氧樹脂封閉并封錨。

為防止預(yù)制和施工精度不足造成拼接面不完全閉合，本發(fā)明還提供兩種補(bǔ)足措施具體方案及操作步驟如下：

方案一：壓漿填縫，對吊裝完成后的蓋梁接縫處，打入總長為3cm、外部直徑8mm的合金高壓注射器，用橡皮管連接至小型注漿機(jī)，向注壓壺內(nèi)倒入環(huán)氧樹脂漿，啟動(dòng)機(jī)器，當(dāng)壓力計(jì)顯示壓力達(dá)到250MPa時(shí)，打開管道閥門注射漿液，待蓋梁上、下交接縫均出現(xiàn)積液時(shí)停止注漿，并清理蓋梁表面；

方案二：采用“反S”曲型交界面如圖5所示，縮減交界面數(shù)量至一個(gè)曲面B，曲面B要求平滑，拐點(diǎn)A、C均為切點(diǎn)，預(yù)制澆筑方式及吊裝步驟與縱向總長31m的蓋梁示例步驟a-f所述相似，不同點(diǎn)在于a步驟中預(yù)制階段模板采用曲面B型曲率的鋼板，不再使用原階梯形模板，此方案將原有直角牛腿改造成曲型牛腿，承擔(dān)剪力和臨時(shí)支點(diǎn)作用，同時(shí)規(guī)避了是由于上部張拉鋼筋，而下部沒有拉力作為約束，外掛式懸臂段以交界面某點(diǎn)為轉(zhuǎn)動(dòng)中心發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，而下部產(chǎn)生開口的風(fēng)險(xiǎn)，使得張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)可做到面部完全密貼。