CN101736701B

CN101736701B - 桥梁钢混结合段施工方法

Info

Publication number: CN101736701B
Application number: CN 200910259822
Authority: CN
Inventors: 彭立志; 应虹; 田连民; 阎王虎; 王俊伟; 檀兴华; 樊俊丽
Original assignee: Road and Bridge International Co Ltd; China Communications Road and Bridge North China Engineering Co Ltd; China Communications Construction Co Ltd
Current assignee: Road and Bridge International Co Ltd; China Communications Road and Bridge North China Engineering Co Ltd; China Communications Construction Co Ltd
Priority date: 2009-12-15
Filing date: 2009-12-15
Publication date: 2011-08-03
Anticipated expiration: 2029-12-15
Also published as: CN101736701A

Abstract

桥梁钢混结合段施工方法，按以下步骤进行施工：(1)搭设钢混结合段底模；(2)绑扎底板钢筋及安装预应力管道；(3)安装侧模托架及侧模；(4)进行钢混结合段第一次混凝土浇注；(5)安装钢混结合段内顶模；(6)绑扎顶板钢筋及安装预应力管道；(7)进行钢混结合段第二次混凝土浇注。本发明的方法简单、可靠，施工速度快，而且能确保施工质量。

Description

桥梁钢混结合段施工方法

技术领域

本发明涉及一种桥梁施工方法，特别是一种应用于大宽度桥梁钢结构与混凝土结构结合段施工的桥梁钢混结合段施工方法。

背景技术

随着国内桥梁的不断发展，钢箱梁与混凝土箱梁结合的结构形式得到广泛应用，钢混结合段即为两种结构的过度段。钢混结合段的施工质量对桥梁的质量起重要作用。由于混凝土与钢材的物理特性差别很大，给钢混结合段的施工带来很大的困难。目前钢混结合段的施工尚没有成熟可靠的方法，具体施工中通常是边探索和尝试边施工，不仅施工质量难以保证，而且容易延误工期。

发明内容

本发明的目的即在于提供一种成熟可靠的桥梁钢混结合段施工方法，确保施工质量，缩短工期。

本发明所提供的施工方法是由如下技术方案来实现的：

桥梁钢混结合段施工方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)搭设钢混结合段底模：包括底模支架搭设及在底模支架上铺设底板模板，所述底模支架是用脚手钢管及型钢搭建的支架，所述底板模板主要由竹胶板、方木组成，在所述支架上放置作为加劲肋的方木，在所述方木上铺设竹胶板作为面板；

(2)绑扎底板钢筋，安装竖向预应力管道及底板纵向预应力管道：在铺设好底板模板后，依序进行竖向预应力管道安装、底板底层钢筋绑扎、底板纵向预应力管道安装、底板上层钢筋绑扎，形成底板钢格室，并沿底板将混凝土箱梁与钢箱梁之间通过纵向钢筋焊接连接；

(3)安装侧模托架及侧模：在底模两侧安装侧模托架及侧模，采用斜撑托架对侧模进行稳定支撑，并进行腹板钢筋绑扎，形成腹板钢格室；

(4)进行第一次混凝土浇注：第一次向钢混结合段浇注混凝土，混凝土浇注的高度为钢混结合段内底板钢格室浇注满及主梁以下倒角顶位置；

(5)安装钢混结合段内顶模：采用脚手架搭设钢混结合段顶板托架，并在顶板托架上铺设方木及竹胶板构成内顶模；

(6)绑扎顶板钢筋，安装顶板纵向预应力管道及横向预应力管道：内顶模安装完毕后，依序进行顶板底层钢筋绑扎、顶板纵向预应力管道及横向预应力管道安装、顶板面层钢筋绑扎，形成顶板钢格室，并沿顶板将混凝土箱梁与钢箱梁之间通过纵向钢筋焊接连接；

(7)进行第二次混凝土浇注：第二次混凝土浇注的高度为自底板至桥面的浇注。

进一步，本发明还可包括以下特征：

所述钢筋绑扎，钢筋间的搭接长度不小于35d；所述钢筋焊接，单面焊接的钢筋间搭接长度不小于10d，双面焊接的钢筋间搭接长度不小于5d；d为钢筋直径；

所述混凝土浇注，其顺序为从钢混结合段与混凝土箱梁相交处开始，由下至上、由内至外，并对称地由桥梁中心向两侧浇注；

在所述钢格室内开设振捣孔，向钢格室内浇注混凝土时，采用振捣棒通过振捣孔进行振捣，以保证钢格室内混凝土浇注密实；

所述混凝土采用C50膨胀混凝土，其坍落度为18±2cm；

所述混凝土浇注采用分层浇注，每层浇注厚度不宜超过30cm，且在下层混凝土初凝或能重塑前浇筑完成上层混凝土；

所述钢混结合段混凝土第一次浇注完成后，在混凝土强度达到2.5Mpa后，对分层处施工缝采用人工凿毛，凿除混凝土表面的水泥砂浆和松弱层，并用水冲洗干净，然后予以覆盖和洒水养护，养护时间不少于7天；

在浇筑第二次混凝土时，向钢混结合段竖向预应力管道通冷水对混凝土进行冷却。

本发明的有益效果在于：

1、本发明提供的桥梁钢混结合段施工方法能确保施工质量控制符合相关技术规范的要求。

2、本发明提供的桥梁钢混结合段施工方法简单、施工快、缩短工期，因而经济效益显著。

附图说明

图1是本发明的施工方法流程图。

图2是桥梁钢混结合段的竖向结构剖视图。

具体实施方式

请参阅图1所示，本发明所提供的桥梁钢混结合段施工方法流程，其包括如下步骤：

步骤1、搭设钢混结合段底模；

步骤2、绑扎底板钢筋，安装竖向预应力管道及底板纵向预应力管道；

步骤3、安装侧模托架及侧模；

步骤4、进行钢混结合段第一次混凝土浇注；

步骤5、安装钢混结合段内顶模；

步骤6、绑扎顶板钢筋，安装顶板纵向预应力管道及横向预应力管道；

步骤7、进行钢混结合段第二次混凝土浇注。

图2所示是桥梁钢混结合段的竖向结构剖视图，钢混结合段1连接钢箱梁2和混凝土箱梁3，所述钢混结合段1为三向预应力钢筋混凝土结构，包括竖向预应力管道11、纵向预应力管道12和横向预应力管道13，钢混结合段的底板、腹板和顶板包裹了钢箱梁和混凝土箱梁的端部，钢混结合段底板、腹板和顶板的钢筋14形成了底板钢格室15、腹板钢格室16和顶板钢格室17，钢箱梁2和混凝土箱梁3通过纵向钢筋18进行刚性连接。

以下结合图2，对本发明的施工方法步骤进行详细说明。

步骤1：钢混结合段开始施工时，要先搭设钢混结合段底模，包括底模支架搭设及在底模支架上铺设底模板，所述底模支架是用脚手钢管及型钢搭建的支架，所述底模板主要由竹胶板、方木组成，在所述底模支架上放置作为加劲肋的方木，在所述方木上铺设竹胶板作为面板。

施工中需要检查底模支架，方木与托架、分配型钢之间是否已经紧密相贴，保证模板支架有足够的强度和稳定性。

底模板安装时要检查底模板的标高是否与监控提供标高相符合或其偏差在规范允许的偏差值内。由于钢混结合段作为已成型混凝土箱梁与钢箱梁的连接部，因此其标高应根据实际施工情况控制标高，保证箱梁的局部连接过渡以及桥梁的整体外观。底板采用铺设竹胶板，注意板之间的搭接是否出现错台、空隙；以及底板应外包钢箱梁，不得有空隙，应保证模板的严密，若有空隙应进行堵塞或采用透明胶布进行粘贴。

步骤2：在铺设好底模板后，依序进行竖向预应力管道11安装、底板底层的钢筋14绑扎、位于底板的纵向预应力管道12安装、底板上层的钢筋14绑扎，形成底板钢格室15，并沿底板将混凝土箱梁3与钢箱梁2之间通过纵向钢筋18焊接连接；

步骤3：完成底板钢筋绑扎和竖向预应力管道安装后，在底模板两侧安装侧模托架及侧模，并进行腹板钢筋绑扎，形成腹板钢格室16。

所述侧模托架及侧模安装时，采用斜撑托架将加劲背楞的侧模稳定、坚固的垂直立设于混凝土箱梁的端横梁实心段腹板两侧。钢混结合部中，所述混凝土箱梁的端横梁为实心段，有数米高，通常为3-5米，在混凝土浇注时存在着强大的侧压力。该实心段处侧模的加劲背楞及其斜撑应保证稳定、坚固；施工之前应对侧模及其托架进行验算，并且侧模安装完成后，应保证各部尺寸不小于设计值。

步骤4：完成上述步骤后，进行钢混结合段的第一次混凝土浇注。第一次混凝土浇注的高度，是将钢混结合段的底板钢格室浇注满，两侧则浇注到桥梁主梁以下倒角顶位置为止。所述混凝土浇注的顺序是：从钢混结合段与混凝土箱梁相交处开始，由下至上、由内至外，对称地由桥梁中心向两侧浇注；浇注完成后，及时对其进行养护。

混凝土浇注采用分层浇注，每层浇注厚度不宜超过30cm，且在下层混凝土初凝或能重塑前浇筑完成上层混凝土；

所述钢混结合段混凝土第一次浇注完成后，在混凝土强度达到2.5Mpa后，对分层处施工缝采用人工凿毛，凿除混凝土表面的水泥砂浆和松弱层，并用水冲洗干净，然后予以覆盖和洒水养护，养护时间不少于7天。

步骤5：上述步骤4完成后，采用脚手架搭设钢混结合段顶板托架，调整顶板托架标高，在顶板托架上铺设方木及竹胶板构成钢混结合段内顶模板。与步骤1的底模施工一样，施工中需要检查顶模支架，方木与托架、分配型钢之间是否已经紧密相贴，保证顶模支架有足够的强度和稳定性。

顶模板安装时要检查顶模板的标高是否与监控提供标高相符合或其偏差在规范允许的偏差值内(标高允许偏差不大于10mm)。由于钢混结合段作为已成型混凝土箱梁与钢箱梁的连接部，因此其标高应根据实际施工情况控制标高，保证箱梁的局部连接过渡以及桥梁的整体外观。底板采用铺设竹胶板，注意板之间的搭接是否出现错台、空隙；以及底板应外包钢箱梁，不得有空隙，应保证模板的严密，若有空隙应进行堵塞或采用透明胶布进行粘贴。

步骤6：内顶模板安装完毕后，依序进行顶板底层的钢筋14绑扎、位于顶板上的纵向预应力管道12及横向预应力管道13的安装、顶板面层的钢筋14绑扎，形成顶板钢格室17，并沿顶板将混凝土箱梁3与钢箱梁2之间通过纵向钢筋18焊接连接。

上述步骤2、3及6中，所述的钢筋绑扎，钢筋间的搭接长度不小于35d；所述钢筋焊接，单面焊接的钢筋间搭接长度不小于10d，双面焊接的钢筋间搭接长度不小于5d；d为钢筋直径。

上述步骤2、6中，用纵向钢筋18将钢箱梁与混凝土箱梁进行刚性连接，刚性连接所用钢筋的数量与结合段的大小有关，主要是根据所灌注的混凝土对钢箱梁的水平力。现以某桥为例进行说明，该桥钢混结合部全长4.54米，由1.5米钢箱梁、1.6米混凝土箱梁的端横梁、1.44米钢混结合段组成。

该桥钢混结合段的混凝土在浇注过程中，对钢箱梁存在侧压力，混凝土浇注时速度为0.25m/h，温度为10℃，浇注高度为0.824m，混凝土坍落度为20cm。

混凝土侧压力为：

F = 0.22 γ_{C} t_{0} β_{1} β_{2} V^{1 / 2}

= 0.22 \times (\frac{200}{10 + 15}) \times 25 \times 1.2 \times 1.15 \times \sqrt{0.5}

= 42.9 kN / m^{2} > 25 \times 0.824 = 20.6 kN / m^{2}

有效压头高度h＝F/r＝20.6/25＝0.824m

混凝土第一次浇注过程中对钢箱梁的水平力为：P＝67t

第二次混凝土浇注高度为2.676m，对钢箱梁的水平力为：P＝141t

根据两次混凝土浇注过程中混凝土对钢箱梁的水平推力，在钢箱梁与混凝土箱梁之间进行刚性连接。第一次浇注刚性连接采用纵向钢筋Φ12mm焊接连接，其根数不少于55根；第二次浇注刚性连接采用纵向钢筋不少于60根。

步骤2、6中所述预应力管道包括纵、横、竖三向预应力管道，预应力管道的安装应在钢筋绑扎安装过程中将其适当的安装。预应力管道安装时应按照设计图纸中的平曲、竖曲要素进行，且偏位不超过10mm。当预应力管道位置与普通钢筋发生冲突时，应适当调整普通钢筋的位置，以保证预应力管道位置的准确性。

步骤7：进行钢混结合段的第二次混凝土浇注。第二次混凝土浇注的高度为自底板至桥面的浇注。同第一次浇注一样，所述混凝土浇注的顺序是：从钢混结合段与混凝土箱梁相交处开始，由下至上、由内至外，对称地向承压板方向浇注，且由桥梁中心向两侧浇注。

钢混结合段在全桥中的传力作用，关键在于混凝土的施工质量。为保证混凝土施工质量，在浇筑过程中可采取如下措施：

根据钢混结合段的结构特点，为了保证钢格室内混凝土振捣密实，在钢格室内开设振捣孔，但不宜开设过多振捣孔，上述实例中，振捣孔间距为70cm，向钢格室内浇注混凝土时，采用50振捣棒进行振捣。除了已开设振捣孔，在施工过程中仍需对局部死角位置进行开孔，以便保证混凝土的密实度。

对于预应力管道附近的混凝土的振捣，应采用30振捣棒进行操作，以避免因振捣导致预应力管道破损、进浆堵管。

为了保证混凝土振捣密实，根据钢混结合段在全桥中的作用，采用C50膨胀混凝土进行浇注。由试验室进行C50膨胀混凝土的配比试验，其膨胀系数以消除混凝土收缩徐变为准，坍落度控制18±2cm，并根据部标混凝土的拌合能力控制好混凝土的初凝时间。混凝土搅拌前应对骨料进行冲洗。

混凝土浇注过程中，搅拌站应严格按照实验室制定的混凝土配合比进行搅拌，且应保证混凝土供应的连续性。坍落度将在现场进行监控，若发现坍落度无法满足施工需要将禁止入模。混凝土的坍落度不宜过小，其影响混凝土的流动性，可能导致钢格室内混凝土无法振捣密实；而坍落度超出试验要求则容易在振捣过程中形成离析，混凝土质量无法得到保证。

第一次和第二次混凝土的浇注时间，尽量在大气恒温下进行，因此最好在夜间9～10点之间开始浇注。且每次浇注混凝土前半小时至1小时对钢箱梁进行洒水降温。

每次混凝土浇注都采用分层浇注，每层浇注厚度不宜超过30cm，且应在下层混凝土初凝或能重塑前浇筑完成上层混凝土，严禁出现混凝土冷缝。

钢混结合段混凝土第一次浇注完成，在混凝土强度达到2.5Mpa后，应对分层处施工缝采用人工凿毛。凿除处理层混凝土表面的水泥砂浆和松弱层，以骨料可见、裸露新鲜混凝土为标准，并用水冲洗干净；在浇筑第二次混凝土前，采用清水将第一次浇注的混凝土表面湿润，最好对水平施工缝铺一层厚为10～20mm的1∶2的水泥砂浆。

钢混结合段混凝土浇筑完成后，应在收浆后尽快予以覆盖和洒水养护。洒水应全面，包括顶板、隔板、底板，混凝土的洒水养护时间不少于7天，每天洒水次数以能保持混凝土表面经常处于湿润状态为度。混凝土强度达到2.5MPa前，不得使其承受行人、运输工具、模板、支架及脚手架等荷载。

钢混结合段混凝土两次浇注均为大体积混凝土施工，尤其是第二次浇注厚度较大，不利于混凝土水化热的传递，因此需在混凝土内设置冷却管，以有利于混凝土水化热的传递。冷却管可直接采用钢混结合段竖向预应力管道，第二次浇注的同时，向竖向预应力管道通冷水以达到混凝土冷却的目的。

Claims

1.桥梁钢混结合段施工方法，其特征在于包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的桥梁钢混结合段施工方法，其特征在于：所述钢筋绑扎，钢筋间的搭接长度不小于35d；所述钢筋焊接，单面焊接的钢筋间搭接长度不小于10d，双面焊接的钢筋间搭接长度不小于5d；d为钢筋直径。

3.根据权利要求1所述的桥梁钢混结合段施工方法，其特征在于：所述第一次混凝土浇注的顺序为从钢混结合段与混凝土箱梁相交处开始，由下至上、由内至外，并对称地由桥梁中心向两侧浇注。

4.根据权利要求1所述的桥梁钢混结合段施工方法，其特征在于：在所述钢格室内开设振捣孔，向钢格室内浇注混凝土时，采用振捣棒通过振捣孔进行振捣，以保证钢格室内混凝土浇注密实。

5.根据权利要求1所述的桥梁钢混结合段施工方法，其特征在于：所述混凝土采用C50膨胀混凝土，其坍落度为18±2cm。

6.根据权利要求1所述的桥梁钢混结合段施工方法，其特征在于：所述混凝土浇注采用分层浇注，每层浇注厚度不超过30cm，且在下层混凝土初凝或能重塑前浇筑完成上层混凝土。

7.根据权利要求1所述的桥梁钢混结合段施工方法，其特征在于：在浇筑第二次混凝土时，向所述竖向预应力管道通冷水对混凝土进行冷却。