CN110747903A - 多孔框架桥及其拼装施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及地下交通工程施工技术领域，提供一种多孔框架桥及其拼装施工方法，采用分块工厂化预制，与基坑开挖同步进行，首先进行单个预制节段的上下节段拼装形成封闭预制节段后，再由多个封闭预制节段进行多向纵向拼接形成大节段框架桥，并张拉纵向预应力；在整个大节段框架桥的拼接成形过程中，无需现场立模、绑扎钢筋、混凝土浇筑等工序，大大加快了施工进度，最大程度的减少了施工车辆及机具对周围交通的干扰，降低了对周边区域的粉尘、噪音污染，并产生了较大的经济及社会效益。

Description

多孔框架桥及其拼装施工方法

技术领域

本发明涉及地下交通工程施工技术领域，更具体地，涉及一种多孔框架桥及其拼装施工方法。

背景技术

目前，城市浅埋整体式多孔框架桥一般采用明挖现浇的施工方法，明挖法的优点是施工技术简单、快速、经济及主体结构受力条件较好。但其对周围环境及城市生活干扰很大，阻断交通时间长，噪声震动大。并且明挖现浇法需要大量的现场立模、钢筋绑扎焊接、混凝土现场浇筑，需要钢筋加工场地，混凝土养生时间长，现场浇筑质量难以保证，效率低下，劳动强度大，施工工期长，施工进度慢。

为了克服明挖法对地面影响大的局限性，部分工程采用盖挖法。盖挖法是由地面向下开挖至一定深度后，将顶部封闭，其余的下部工程在封闭的顶盖下进行施工，尽管它有着对结构水平位移小，安全系数高，对地面的影响小，只在短时间内封锁地面交通，施工受外界气候的影响小等优点，但同时存在着出土不方便，施工空间较小，施工进度慢，工期长，费用较高等缺陷。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明实施例提供一种多孔框架桥及其拼装施工方法，以解决或部分解决现有多孔框架桥施工影响大且效率低的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，根据本发明实施例的一个方面，提供一种多孔框架桥拼装施工方法，包括：

S1，在预处理后的框架段基坑底部铺设混凝土垫层并布置临时支撑件；

S2，将由预制上节段和预制下节段拼装而成的封闭预制节段吊装至所述临时支撑件上并定位；

S3，依次完成各封闭预制节段的纵向拼装和接缝涂胶以形成大节段框架桥，同时张拉临时纵向预应力；

S4，待整个大节段框架桥安装完成后施加永久预应力钢束并解除临时纵向预应力；

S5，对大节段框架桥的底板与混凝土垫层之间的间隙灌浆，待灌浆层达到预设强度后拆除临时支撑件。

进一步地，在所述S5之后还包括：S6，浇筑各大节段框架桥端部湿浇段混凝土并处理变形缝。

进一步地，在所述S1中，所述铺设混凝土垫层并布置临时支撑件包括：在框架段基坑底部浇筑第一预设厚度的C30混凝土基础垫层；浇筑第二预设厚度的C20预制节段基础垫层；在侧墙下部设置用于搁置临时支撑件的钢筋混凝土条形基础。

进一步地，所述预制上节段和预制下节段的拼装包括：将预制上节段与预制下节段进行匹配；预制上节段与预制下节段的接缝处涂胶施工，将接缝处的预埋钢板焊接形成所述封闭预制节段。

进一步地，所述S2进一步包括：

对每个封闭预制节段吊装时，在封闭预制节段的两侧设置卸荷块。

进一步地，所述S3进一步包括：

定位首节的封闭预制节段，将下一节的封闭预制节段吊起向首节的封闭预制节段靠拢并试拼对位；

接缝面涂胶施工，并张拉临时纵向预应力；

按照上述步骤依次拼装多个封闭预制节段形成大节段框架桥。

进一步地，所述S4进一步包括：

采用张拉千斤顶布置于永久预应力钢绞线的两端同时对称张拉；

大节段框架桥的所有封闭预制节段拼装完成后即可进行永久预应力张拉；

永久预应力张拉完成后卸载纵向临时预应力。

进一步地，在所述S5具体包括：在大节段框架桥拼装完成后，对大节段框架桥的边缘缝隙进行填缝；

将水泥浆灌入大节段框架桥的底板下方间隙，直至水泥浆从周边出浆孔溢出为止；

利用大节段框架桥的自身重力使混凝土垫层与大节段框架桥的底板之间充满水泥浆，间隔预设时间后补压；

待水泥浆的强度满足设计要求后，拆除大节段框架桥底部的临时支撑件。

根据本发明实施例的第二方面，提供一种多孔框架桥，利用本发明实施例第一方面所述的多孔框架桥拼装施工方法实现，所述多孔框架桥包括至少一个大节段框架桥，所述大节段框架桥均布置在框架段基坑底部铺设的混凝土垫层上，所述大节段框架桥的底部与所述混凝土垫层之间填充有灌浆层；

所述大节段框架桥包括沿纵向依次拼接的多个封闭预制节段，每个封闭预制节段由预制上节段与预制下节段拼接而成。

进一步地，所述大节段框架桥为多个，多个所述大节段框架桥之间间隔设置，相邻的所述大节段框架桥的端部预留连接钢筋并通过混凝土固定连接。

(三)有益效果

本发明实施例提供的多孔框架桥及其拼装施工方法均，采用分块工厂化预制，与基坑开挖同步进行，首先进行单个预制节段的上下节段拼装形成封闭预制节段后，再由多个封闭预制节段进行多向纵向拼接形成大节段框架桥，并张拉纵向预应力；在整个大节段框架桥的拼接成形过程中，无需现场立模、绑扎钢筋、混凝土浇筑等工序，大大加快了施工进度，最大程度的减少了施工车辆及机具对周围交通的干扰，降低了对周边区域的粉尘、噪音污染，并产生了较大的经济及社会效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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为本发明实施例中多孔框架桥拼装施工方法的流程图；

图2为本发明实施例中封闭预制节段的横截面结构示意图；

图3为本发明实施例中封闭预制节段的侧面结构示意图；

图4为本发明实施例中封闭预制节段的纵向拼装结构示意图；

图5为本发明实施例中大节段框架桥的结构示意图；

图中：1-预制上节段；2-预制下节段；3-剪力键；4-剪力键槽；5-永久预应力钢束管道；6-预埋钢板；7-临时预应力锚固装置；8-临时预应力精轧螺纹钢；9-临时预应力张拉千斤顶；10-吊具；11-首节段；12-第二节段；13-环氧粘结胶；14-永久预应力钢绞线；15-永久预应力束张拉千斤顶；16-灌浆层；17-C20预制节段基础垫层；18-C30混凝土基础垫层。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，本发明实施例提供一种多孔框架桥拼装施工方法，用于制作上述实施例中所述的多孔框架桥，具体包括以下步骤：S1，在预处理后的框架段基坑底部铺设混凝土垫层并布置临时支撑件；S2，将已上下匹配拼装的封闭预制节段吊装至临时支撑件上并定位；S3，依次完成各所述封闭预制节段的纵向拼装以形成大节段框架桥，同时张拉临时纵向预应力；S4，待整个大节段框架桥安装完成后张拉永久预应力钢束施压并解除临时纵向预应力；S5，对永久预应力钢束管道5压浆，同时对大节段框架桥的底板与预制节段基础垫层之间的间隙灌浆；S6，待灌浆层达到预设强度后解除底部临时支撑件，使整个大节段框架桥支撑在灌浆层上。

具体地，在步骤S1之前还包括开挖框架段基坑并进行支护，对框架段基坑底部进行预处理，预处理具体包括对基坑底部平面进行整平、清理和压实等操作。

在步骤S1中，在预处理后的框架段基坑底部铺设混凝土垫层，混凝土垫层作为缓冲层一方面能够保证多孔框架桥施工的平整度，另一方面也能提高对多孔框架桥的支撑强度。

然后在铺设的混凝土垫层表面布置临时支撑件，临时支撑件(如支撑千斤顶或卸荷块)主要用于对多孔框架桥各节段进行临时支撑，在底部灌注混凝土成型后可拆卸临时支撑件。

参考图2所示，在步骤S2中，将已经完成上下节段拼装的封闭预制节段吊装至临时支撑件上并进行定位和固定，其中，封闭预制节段为整个多孔框架桥沿纵向(长度方向)分割而成，每个封闭预制节段包括预制上节段1和预制下节段2两部分，上下节段的匹配拼装可在临时支撑件上直接进行吊装拼接或者其他区域(如卸梁区)集中完成后再进行后续的吊装和纵向拼装。

参考图3所示，在步骤S3中，依次完成各封闭预制节段的纵向拼装和接缝涂胶，以形成结构稳定的大节段框架桥(包括多个封闭预制节段)。其中，相邻的封闭预制节段在纵向拼装时需要张拉临时纵向预应力，从而保证临时拼装效果，提高整个多孔框架桥的稳定性。

参考图4所示，在步骤S4中，按照步骤S3中所述的方法完成整个大节段框架桥的安装之后，可通过张拉永久预应力钢束对整个大节段框架桥进行固定，保证整个多孔框架桥的结构稳定性。其中，永久预应力钢束可通过预先在各封闭预制节段上沿纵向开设供永久预应力钢束安装的管道。需要说明的是，多孔框架桥可根据长度分为一个或者多个大节段框架桥，当有多个大节段框架桥时，各大节段框架桥按照上述方法分别制作并预留拼装间隙，后续再对间隙进行处理。

在步骤S5中，对永久预应力钢束管道5进行压浆，从而实现对永久预应力钢束的定位和各封闭预制节段之间的进一步施压和固定。同时对大节段框架桥的底板与混凝土垫层之间的间隙进行灌浆，实现对大节段框架桥的支撑和永久固定。待灌浆层16达到预设强度(具有一定支撑能力)后解除底部临时支撑件，以使整个大节段框架桥支撑在灌浆层16上，最后待灌浆层16完全凝固后实现对大节段框架桥的支撑和固定。

本发明实施例提供的多孔框架桥拼装施工方法均采用分块工厂化预制，与基坑开挖同步进行，首先进行单个预制节段的上下节段拼装形成封闭预制节段后，再由多个封闭预制节段进行多向纵向拼接形成大节段框架桥，并张拉纵向预应力；在整个大节段框架桥的拼接成形过程中，无需现场立模、绑扎钢筋、混凝土浇筑等工序，大大加快了施工进度，最大程度的减少了施工车辆及机具对周围交通的干扰，降低了对周边区域的粉尘、噪音污染，并产生了较大的经济及社会效益。

在上述各实施例的基础上，进一步地，为了完善各大节段框架桥之间的衔接，在步骤S5之后还包括：S6，浇筑各大节段框架桥端部湿浇段混凝土并处理变形缝。

具体地，对于完成拼接的各大节段框架桥，还需要对各大节段之间的缝隙进行处理，包括对其端部接头处的湿浇段进行混凝土浇筑，湿浇段可预留连接钢筋，方便混凝土的浇筑和固定；同时还需要对变形缝进行处理，保证对位精度和连接强度。

在上述各实施例的基础上，进一步地，在步骤S1中，所述铺设混凝土垫层并布置临时支撑件包括：

首先，在预处理过的框架段基坑底部浇筑第一预设厚度的C30混凝土基础垫层18，第一预设厚度一般在40～60cm之间，本实施例中选用50cm。

然后，在C30混凝土基础垫层18上，浇筑第二预设厚度的C20预制节段基础垫层17，进一步增加整个混凝土垫层的缓冲和支撑性能；其中，第二预设厚度一般在32～40cm之间，本实施例中选用36cm。

最后，在完成两层混凝土垫层的铺设之后，需要布置临时支撑件。具体地，可在侧墙下部设置钢筋混凝土条形基础，钢筋混凝土条形基础位于底层的混凝土垫层上方，临时支撑件可搁置在预设位置的钢筋混凝土条形基础上。

当然，也可将临时支撑件直接布置在底层混凝土垫层上，并间隔布置在各钢筋混凝土条形基础之间的间隙中，并使其高度保持一致，使得整个多孔框架桥结构的底部可借助临时支撑件和钢筋混凝土条形基础进行支撑。

在上述各实施例的基础上，进一步地，在步骤S2中，所述封闭预制节段的上下节段拼装包括：

首先将多孔框架桥的预制上节段1与预制下节段2进行匹配拼装，拼接面处可预先设计剪力键3和剪力键槽4，利用剪力键3和剪力槽4的配合，可提高配合精度，同时也有利于提高拼装效率。

然后对预制上节段1与预制下节段2的接缝处进行涂胶施工，以提高结合力；将接缝处的左右侧(沿多孔框架桥的长度方向)的预埋钢板6进行焊接，从而形成封闭预制节段。

进一步地，本实施例中的封闭预制节段的拼装在临时支撑件上完成。具体地，首先，采用门机从后往前先吊装预制下节段2支撑于临时支撑件上，调整预制下节段2并精确定位，然后将预制上节段1运抵现场，通过上下节段匹配的原则，缓慢向已定位好的预制下节段2靠拢，在快靠拢时，用木楔在上下节段接缝间临时塞垫，防止节段撞伤。

待上下节段稳定后取出垫木，然后利用定位板限位，并通过门机起吊机构的三向微调功能，缓慢驱动天车将预制上节段1和预制下节段2进行拼接，直至满足要求。

最后，试拼后通过天车将预制上节段1吊离预制下节段2约50cm，对上下接触面进行涂胶(具体可采用环氧粘结胶)施工，涂胶完成后将预制上下节段对拼，待环氧粘结胶达到设计强度后，进行预制上下节段拼缝处预埋钢板6的焊接，依顺序将整个大节段所有封闭预制节段的上下节段拼装成整体。

在上述各实施例的基础上，进一步地，所述S2进一步包括：在每个封闭预制节段吊装至支撑件上时，可采用四个卸荷块在封闭预制节段两侧的四个点做临时支撑，便于对各封闭预制节段进行定位和缓冲，防止其在拼装过程中与框架段基坑的侧壁发生碰撞而损坏。

在上述各实施例的基础上，进一步地，所述S3具体包括：

精准定位首节的封闭预制节段，将下一节段的封闭预制节段吊起并向首节的封闭预制节段靠拢并试拼对位。

试拼之后进行整段接缝面涂胶施工，精确定位并张拉临时纵向预应力。其中，临时纵向预应力的张拉可通过在封闭预制节段上布置临时预应力锚固装置7并配合临时预应力张拉千斤顶9来实现。

按照上述步骤依次拼装多个封闭预制节段以形成大节段框架桥，每一节的封闭预制节段均按照拼合，涂胶、张拉临时预应力的施工顺序与上一节的封闭预制节段进行拼装，最终形成大节段框架桥。

具体地拼装过程如下：

1)首节的封闭预制节段(首节段11)定位与固定，首节的封闭预制节段在预制时在预制下节段2的底板埋设8个控制点，并提供8个控制点的理论拼装坐标，测量准确定位后，方可松开吊具10，预制下节段2的重量由临时支撑件进行支撑。

2)利用起重天车起吊下一节的封闭预制节段(第二节段12)至首节的封闭预制节段相同高度，缓慢向首节段11靠拢，利用门机结构的三向微调功能进行微调，直至满足要求。试拼结束后通过天车将第二节段12距离首节段11为50cm，即可开始涂胶施工；

3)拼装时各节段接缝采用环氧粘结胶粘接，从而提高相邻封闭预制节段之前的连接强度，同时也能起到密封防渗漏的作用。环氧粘结胶采用双组分产品，不含对钢筋有腐蚀和影响混凝土结构耐久性的成分。

4)相邻封闭预制节段涂胶靠拢后，再通过临时预应力精轧螺纹钢8将前后节段连接压紧，临时预应力精轧螺纹钢8穿过临时预应力锚固装置7。检查接缝处混凝土结合情况(接缝遵循以底板顺接为准，左右腹板对称原则)，符合要求后开始同步分级张拉精轧螺纹钢，同时检查接缝四周接胶情况并及时清理胶体。后续各预制节段的拼装施工依次按工序重复操作，直至完成整个大节段框架桥施工。

在上述各实施例的基础上，所述步骤S4进一步包括：采用张拉千斤顶布置于永久预应力钢绞线14的两端同时对称张拉；大节段框架桥的所有封闭预制节段拼装完成后即可进行永久预应力张拉；永久预应力张拉完成后卸载纵向临时预应力。

具体地，大节段框架桥采用8束永久预应力钢绞线14实现永久预应力张拉，采用16台永久预应力束张拉千斤顶15布置于对应的各永久预应力钢绞线14的两端，同时对称张拉。

整段所有分块预制节段拼装完成后即可开始钢绞线穿束、安装锚具，进行永久预应力张拉。永久预应力张拉完成后卸载纵向临时预应力。

本实施例提供的多孔框架桥拼装施工方法，通过在大节段框架桥拼装完成后张拉永久预应力，从而能够提高整个节段的连接强度，有利于整个结构的稳定。

在上述各实施例的基础上，进一步地，在所述S5中，所述对大节段框架桥的底板与预制节段基础垫层之间的间隙灌浆包括：

在大节段框架桥拼装完成后，采用泡沫剂封堵大节段框架桥的边缘缝隙，而后将拌制好的M40水泥浆直接从进浆孔灌入进行底部灌浆，直至水体浆体从周边出浆孔流出为止；

利用框架桥自身重力使混凝土垫层与大节段框架桥的底板(预制下节段2梁底)之间充满水泥浆，12h后补压一次，以保证框架底部压浆密实。待水泥浆强度满足设计要求后，拆除节段底部的临时支撑件，移至下段施工。

如图2至图5所示，本发明实施例提供一种多孔框架桥，包括：至少一个大节段框架桥，大节段框架桥均布置在框架段基坑底部铺设的混凝土垫层上，大节段框架桥的底部与所述混凝土垫层之间填充有灌浆层16；大节段框架桥包括沿纵向依次拼接的多个封闭预制节段，每个封闭预制节段由预制上节段1与预制下节段2拼接而成。

进一步地，多孔框架桥包括多个大节段框架桥，多个大节段框架桥之间间隔设置，相邻的大节段框架桥的端部预留连接钢筋并通过混凝土固定连接。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种多孔框架桥拼装施工方法，其特征在于，包括：

S1，在预处理后的框架段基坑底部铺设混凝土垫层并布置临时支撑件；

S2，将由预制上节段和预制下节段拼装而成的封闭预制节段吊装至所述临时支撑件上并定位；

S3，依次完成各封闭预制节段的纵向拼装和接缝涂胶以形成大节段框架桥，同时张拉临时纵向预应力；

S4，待整个大节段框架桥安装完成后施加永久预应力钢束并解除临时纵向预应力；

S5，对大节段框架桥的底板与混凝土垫层之间的间隙灌浆，待灌浆层达到预设强度后拆除临时支撑件。

2.根据权利要求1所述的多孔框架桥拼装施工方法，其特征在于，在所述S5之后还包括：

S6，浇筑各大节段框架桥端部湿浇段混凝土并处理变形缝。

3.根据权利要求1或2所述的多孔框架桥拼装施工方法，其特征在于，在所述S1中，所述铺设混凝土垫层并布置临时支撑件包括：

在框架段基坑底部浇筑第一预设厚度的C30混凝土基础垫层；

浇筑第二预设厚度的C20预制节段基础垫层；

在侧墙下部设置用于搁置临时支撑件的钢筋混凝土条形基础。

4.根据权利要求1或2所述的多孔框架桥拼装施工方法，其特征在于，所述预制上节段和预制下节段的拼装包括：

将预制上节段与预制下节段进行匹配；

预制上节段与预制下节段的接缝处涂胶施工，将接缝处的预埋钢板焊接形成所述封闭预制节段。

5.根据权利要求1或2所述的多孔框架桥拼装施工方法，其特征在于，所述S2进一步包括：

对每个封闭预制节段吊装时，在封闭预制节段的两侧设置卸荷块。

6.根据权利要求1或2所述的多孔框架桥拼装施工方法，其特征在于，所述S3进一步包括：

定位首节的封闭预制节段，将下一节的封闭预制节段吊起向首节的封闭预制节段靠拢并试拼对位；

接缝面涂胶施工，并张拉临时纵向预应力；

依次拼装多个封闭预制节段形成大节段框架桥。

7.根据权利要求1或2所述的多孔框架桥拼装施工方法，其特征在于，所述S4进一步包括：

采用张拉千斤顶布置于永久预应力钢绞线的两端同时对称张拉；

大节段框架桥的所有封闭预制节段拼装完成后即可进行永久预应力张拉；

永久预应力张拉完成后卸载纵向临时预应力。

8.根据权利要求1或2所述的多孔框架桥拼装施工方法，其特征在于，在所述S5具体包括：

在大节段框架桥拼装完成后，对大节段框架桥的边缘缝隙进行填缝；

将水泥浆灌入大节段框架桥的底板下方间隙，直至水泥浆从周边出浆孔溢出为止；

利用大节段框架桥的自身重力使混凝土垫层与大节段框架桥的底板之间充满水泥浆，间隔预设时间后补压；

待水泥浆的强度满足设计要求后，拆除大节段框架桥底部的临时支撑件。

9.一种多孔框架桥，其特征在于，利用如权利要去1至8中任一项所述的多孔框架桥拼装施工方法，所述多孔框架桥包括至少一个大节段框架桥，所述大节段框架桥均布置在框架段基坑底部铺设的混凝土垫层上，所述大节段框架桥的底部与所述混凝土垫层之间填充有灌浆层；

所述大节段框架桥包括沿纵向依次拼接的多个封闭预制节段，每个封闭预制节段由预制上节段与预制下节段拼接而成。

10.根据权利要求9所述的多孔框架桥，其特征在于，所述大节段框架桥为多个，多个所述大节段框架桥之间间隔设置，相邻的所述大节段框架桥的端部预留连接钢筋并通过混凝土固定连接。

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