CN114808654A - 一种全预制装配式桥梁及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种全预制装配式桥梁及其施工方法，包括管桩、承台、墩柱、盖梁和桥梁上部结构，所述管桩采用打入法或植入法插打进地下，所述承台设置在插打完毕后的管桩上端，每个承台下方设置四根管桩，所述承台上方与墩柱插接，所述盖梁下部与墩柱固定连接，且盖梁的设置方向与桥梁方向垂直，所述盖梁为钢板组合梁墩顶盖梁或轻型T梁墩顶盖梁，所述盖梁上沿桥梁方向设置有桥梁上部结构，所述桥梁上部结构为窄箱组合梁、钢板组合梁或轻型T梁。全预制装配式桥梁，结构简单、传力路径明确、承载能力强，在事先打入的桩柱搭设施工平台，既能实现全预制装配式桥梁各工序全程可移动不落地平行施工，大大提高了施工的效率。
Description
技术领域
本发明涉及装配式桥梁技术领域，具体为一种全预制装配式桥梁及其施工方法。
背景技术
近几年，各类大型、特大型铁路桥梁陆续建设，而其中也不乏一些桥梁应用装配式施工。国内装配式混凝土桥梁的研究和应用晚于国外,随着近些年随着我国经济的发展，建造了大量的桥梁，应用了很多新技术、新工艺，装配式桥梁也出现的越来越多，但还没有全预制装配式桥梁，而全预制装配式桥梁是高速公路建设迈入新台阶的契机，也是未来桥梁的发展方向。
全预制装配式桥梁的发展带来了很大的便利，大部分桥梁建造工序在工厂内完成，最大限度降低对施工现场环境的影响，装配式安装可以缩短桥梁的建设周期，但中国装配式桥梁发展较晚，某些技术细节上还不成熟，导致施工时周期依然较长，因此，为了解决上述问题，我们设计出了一种全预制装配式桥梁及其施工方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种全预制装配式桥梁及其施工方法，将管桩、承台、墩柱、盖梁、桥梁上部结构这些组件提前预制，在现场组装，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种全预制装配式桥梁，包括管桩、承台、墩柱、盖梁和桥梁上部结构，所述管桩采用打入法或植入法插打进地下，所述承台设置在插打完毕后的管桩上端，每个承台下方设置四根管桩，所述承台上方与墩柱插接，所述盖梁下部与墩柱固定连接，且盖梁的设置方向与桥梁方向垂直，所述盖梁为钢板组合梁墩顶盖梁或轻型T梁墩顶盖梁，所述盖梁上沿桥梁方向设置有桥梁上部结构，所述桥梁上部结构为窄箱组合梁、钢板组合梁或轻型T梁，所述桥梁上部结构为窄箱组合梁或轻型T梁时，对应的盖梁为轻型T梁墩顶盖梁，所述桥梁上部结构为钢板组合梁时，对应的盖梁为钢板组合梁墩顶盖梁，所述管桩、承台、墩柱、盖梁和桥梁上部结构都采用全预制结构。
进一步的，所述墩柱上端预留有长度与盖梁厚度一致的钢筋，盖梁中间也预留有金属波纹管，金属波纹管与植入筋的数量和设置位置适配，且一一对应插接。
一种全预制装配式桥梁的施工方法，包括以下步骤：
S1按照设计规格分别预制管桩、承台、墩柱、盖梁和桥梁上部结构，管桩和墩柱采用离心法预制；
S2管桩施工，管桩采用打入法或植入法施工；
S3承台施工，承台安装时采用吊车吊装，使承台下方与管桩固定连接；
S4墩柱施工，墩柱安装时采用吊车吊装，使墩柱下方与承台固定连接；
S5盖梁施工，盖梁安装时采用吊车吊装，将盖梁下部与墩柱固定连接；
S6桥梁上部结构施工，桥梁上部结构通过吊车安装到盖梁上方，最后浇筑桥梁上部结构间的湿接缝混凝土，桥梁上部结构采用窄箱组合梁、钢板组合梁和轻型T梁三种结构，轻型T梁架设时使用全幅架设工艺；
S7依次重复步骤1)至6)即可不断地向前完成全预制装配式桥梁的施工。
进一步的，预制管桩的混凝土等级为C80，钢筋为抗拉强度不小于1420MPa的预应力钢筋，单节管桩长度为7-15m，以1m模数递增。
进一步的，承台为空心杯状结构，尺寸：3*3*2m。
进一步的，墩柱的规格：中空圆柱结构，外直径1.2m、内直径0.7m、壁厚0.25m，预制混凝土强度等级为C80。
进一步的，盖梁为钢板组合梁墩顶盖梁时，尺寸1.8*1.8*1m，采用C40混凝土浇筑；盖梁为轻型T梁墩顶盖梁时，尺寸4.8*1.9*1.4m。
进一步的，预制盖梁的施工方法，包括以下步骤：
A1骨架安装，绑扎钢筋时，钢筋的交叉点采用扎丝绑扎结实，绑扎采取逐点改变绕丝方向的8字形方式交错扎接，绑扎使用的铁丝要向内弯，不得伸向保护层内；钢筋绑扎搭接长度HPB235钢筋搭接长度不小于25d，HRB钢筋搭接长度不小于35d，HRB400、RRB400钢筋搭接长度不小于45d，钢筋骨架的焊接采用二氧化碳保护焊，焊接接头采用双面焊，垫块布设数量不少于4个/㎡；
A2模板安装，钢筋骨架利用龙门吊进行安装，安装完成后首先使用波纹管定位钢棒进行波纹管定位，完成后人工使用旋转螺杆进行合模；预制盖梁模板采用定型钢模，模板使用前涂刷涂膜剂，钢筋骨架绑扎完毕、预埋钢筋、预埋钢板和波纹管这些预埋件安装完成后进行模板立设；
A3混凝土浇筑，混凝土的浇筑采用分层连续推移的方式进行，不得随意留置施工缝；浇筑后进行振捣，采用插入式振捣器振捣混凝土，不得随意加密振点或漏振，每点的振捣时间以表面泛浆或不冒大气泡为准，插入式振捣器的振捣采取分层振捣，定点振捣，快插慢拨，插点均匀排列，逐点移动，不得漏振，移动间距不大于振捣器作用半径的1.5倍，振捣上一层时应插入下层5-10cm，以消除两层间的接缝，振捣时间间隔不得大于下层混凝土初凝时间；
A4养护与存放，拆模后，迅速对新暴露混凝土进行后期潮湿养护，采用土工布将暴露面混凝土覆盖或包裹，洒水养护，养护时间不少于7d。
进一步的，浇筑混凝土前，指定专人仔细检查钢筋保护层垫块的位置、数量及模板、支架、钢筋、预埋件的紧固程度，构件侧面和底面的垫块至少应为4个/m2，绑扎垫块和钢筋的铁丝头不得伸入保护层内。
进一步的，盖梁的安装方法，包括以下步骤：
B1调平层施工，施工前复核预制墩墩顶高程，墩顶拼接面清理，清理干净后铺设档浆模板并进行调平处理，铺设2cm厚度的C50环氧砂浆调平层，砂浆铺筑前对墩顶进行洒水湿润；
B2构件运输，预制构件混凝土强度达到设计强度的90％后可进行运输，利用车辆将构件从预制场内运输至工地；
B3构件安装，盖梁拼装时，使用履带吊将盖梁吊装到离墩柱钢筋顶面大于10cm时停止下降，使用人工辅助定位，精确对位后，缓缓放下盖梁，墩柱上端预留钢筋插入盖梁内部的金属波纹管内，插接后，对金属波纹管逐个灌浆。
进一步的，金属波纹管应与箍筋、锚固钢筋制作成整体模块后置于盖梁钢筋笼内。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本全预制装配式桥梁及其施工方法，具有以下好处：
1、全预制装配式桥梁，结构简单、传力路径明确、承载能力强，在事先打入的桩柱搭设施工平台，既能实现全预制装配式桥梁各工序全程可移动不落地平行施工，大大提高了施工的效率；此外，在施工作业过程中无需在桥梁周围修建栈桥及便道，从而降低了施工作业对桥梁周围原始环境的破坏。
2、管桩采用打入法、植入法两种，墩柱采用离心法预制、吊车安装；盖梁使用旋转合页式模板预制，免除龙门吊安拆，释放产能。
附图说明
图1为本发明一种全预制装配式桥梁的前视示意图；
图2为本发明一种全预制装配式桥梁的侧视示意图；
图3为本发明中管桩结构配筋示意图；
图4为本发明中承台的结构示意图；
图5为本发明中盖梁的结构示意图；
图6为本发明中盖梁的俯视示意图。
图中：1管桩、2承台、3墩柱、4盖梁、5桥梁上部结构。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。
需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
请参阅图1-6，本发明提供以下技术方案：
如图1-2所示，一种全预制装配式桥梁，包括管桩1、承台2、墩柱3、盖梁4和桥梁上部结构5，管桩1采用打入法或植入法插打进地下，所述承台2设置在插打完毕后的管桩1上端，每个承台1下方设置四根管桩2，所述承台2上方与墩柱3插接，盖梁4下部与墩柱3固定连接，且盖梁4的设置方向与桥梁方向垂直，盖梁4为钢板组合梁墩顶盖梁或轻型T梁墩顶盖梁，所述盖梁4上沿桥梁方向设置有桥梁上部结构5，桥梁上部结构5为窄箱组合梁、钢板组合梁或轻型T梁，桥梁上部结构5为窄箱组合梁或轻型T梁时，对应的盖梁4为轻型T梁墩顶盖梁，桥梁上部结构5为钢板组合梁时，对应的盖梁4为钢板组合梁墩顶盖梁，管桩1、承台2、墩柱3、盖梁4和桥梁上部结构5都采用全预制结构，在本实施例中，桥梁上部结构5为轻型T梁。
其中，墩柱3上端预留有长度与盖梁4厚度一致的钢筋，盖梁4中间也预留有金属波纹管，金属波纹管与植入筋的数量和设置位置适配，且一一对应插接。
一种全预制装配式桥梁的施工方法，其利用了上述施工平台,包括以下步骤：
S1按照设计规格分别预制管桩1、承台2、墩柱3、盖梁4和桥梁上部结构5，管桩1和墩柱3采用离心法预制；
S2管桩1施工，管桩1采用打入法或植入法施工；
S3承台2施工，承台2安装时采用吊车吊装，使承台2下方与管桩1固定连接；
S4墩柱3施工，墩柱3安装时采用吊车吊装，使墩柱3下方与承台2固定连接；
S5盖梁4施工，盖梁4安装时采用吊车吊装，将盖梁4下部与墩柱3固定连接；
S6桥梁上部结构5施工，桥梁上部结构5通过吊车安装到盖梁4上方，最后浇筑桥梁上部结构5间的湿接缝混凝土，桥梁上部结构5采用窄箱组合梁、钢板组合梁和轻型T梁三种结构，轻型T梁架设时使用全幅架设工艺；
S7依次重复步骤1)至6)即可不断地向前完成全预制装配式桥梁的施工。
如图3所示，预制管桩1的混凝土等级为C80，钢筋为抗拉强度不小于1420MPa的预应力钢筋，单节管桩长度为7-15m，以1m模数递增。
如图4所示，承台2为空心杯状结构，尺寸：3*3*2m。
其中，墩柱3的规格：中空圆柱结构，外直径1.2m、内直径0.7m、壁厚0.25m，预制混凝土强度等级为C80。
其中，盖梁4为钢板组合梁墩顶盖梁时，尺寸1.8*1.8*1m，采用C40混凝土浇筑。
另一个实施例，如图5-6所示，盖梁4为轻型T梁墩顶盖梁时，尺寸4.8*1.9*1.4m。
步骤S1中，预制盖梁4的施工方法，包括以下步骤：
A1骨架安装，钢筋加工在标准化钢筋加工场完成加工，绑扎钢筋时，钢筋的交叉点采用扎丝绑扎结实，绑扎采取逐点改变绕丝方向的8字形方式交错扎接，绑扎使用的铁丝要向内弯，不得伸向保护层内；钢筋绑扎搭接长度HPB235钢筋搭接长度不小于25d，HRB钢筋搭接长度不小于35d，HRB400、RRB400钢筋搭接长度不小于45d，钢筋骨架的焊接采用二氧化碳保护焊，焊接接头采用双面焊。垫块布设数量不少于4个/㎡；
A2模板安装，钢筋骨架利用龙门吊进行安装，安装完成后首先使用波纹管定位钢棒进行波纹管定位，完成后人工使用旋转螺杆进行合模；预制盖梁模板采用定型钢模，模板使用前涂刷涂膜剂，钢筋骨架绑扎完毕、预埋钢筋、预埋钢板和波纹管这些预埋件安装完成后进行模板立设；盖梁使用合页式加旋转螺杆模板预制，可免除龙门吊安拆，同时加快模板安装定位，减少人工、机械资源消耗；
A3混凝土浇筑，浇筑混凝土前，指定专人仔细检查钢筋保护层垫块的位置、数量及模板、支架、钢筋、预埋件的紧固程度，构件侧面和底面的垫块至少应为4个/m2，绑扎垫块和钢筋的铁丝头不得伸入保护层内，混凝土的浇筑采用分层连续推移的方式进行，不得随意留置施工缝；浇筑后进行振捣，采用插入式振捣器振捣混凝土，不得随意加密振点或漏振，每点的振捣时间以表面泛浆或不冒大气泡为准，插入式振捣器的振捣采取分层振捣，定点振捣，快插慢拨，插点均匀排列，逐点移动，不得漏振，移动间距不大于振捣器作用半径的1.5倍，振捣上一层时应插入下层5-10cm，以消除两层间的接缝，振捣时间间隔不得大于下层混凝土初凝时间；
A4养护与存放，拆模后，迅速对新暴露混凝土进行后期潮湿养护，采用土工布将暴露面混凝土覆盖或包裹，洒水养护，养护时间不少于7d。
预制后，盖梁4的安装方法，包括以下步骤：
B1调平层施工，施工前复核预制墩墩顶高程，墩顶拼接面清理，清理干净后铺设档浆模板并进行调平处理，铺设2cm厚度的C50环氧砂浆调平层，砂浆铺筑前对墩顶进行洒水湿润；
B2构件运输，预制构件混凝土强度达到设计强度的90％后可进行运输，利用车辆将构件从预制场内运输至工地；
B3构件安装，盖梁4拼装时，使用履带吊将盖梁4吊装到离墩柱3钢筋顶面大于10cm时停止下降，使用人工辅助定位，精确对位后，缓缓放下盖梁4，墩柱3上端预留钢筋插入盖梁4内部的金属波纹管内，插接后，对金属波纹管逐个灌浆，灌浆设备宜采用专用灌浆设备，高强无收缩水泥灌浆料在拌浆时应制取试块，对应每个拼接部位应制取不少于3组，分别测试7天和28天龄期抗压强度。
其中，金属波纹管应与箍筋、锚固钢筋制作成整体模块后置于盖梁钢筋笼内，金属波纹管安装定位允许偏差为±2mm，盖梁4钢筋笼吊装吊点处应局部加强，同时应安装盖梁4成品所需的吊点预埋件、现场调节设备用的预埋件、支座预埋件等各类预埋件，盖梁4的模板侧面采用钢模板，钢模板应满足刚度、承载能力、稳定性要求。
混凝土浇筑前应再次对金属波纹管定位进行检查，允许偏差均为±2mm；同时应对台座表面标高及水平度进行复测，标高允许偏差为±1mm；水平度允许偏差为±1mm/m；盖梁4的混凝土应一次性浇筑完成，盖梁预制完成后应对盖梁4空间尺寸、金属波纹管定位进行复测，各项允许偏差均为±2mm。
值得注意的是，本实施例中所公开的钢板组合梁墩顶盖梁、轻型T梁墩顶盖梁、窄箱组合梁、钢板组合梁、轻型T梁，都为建筑工程中常用的技术，且组成结构和原理都已公开，可根据实际应用场景自由配置。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种全预制装配式桥梁，其特征在于：包括管桩(1)、承台(2)、墩柱(3)、盖梁(4)和桥梁上部结构(5)，所述管桩(1)采用打入法或植入法插打进地下，所述承台(2)设置在插打完毕后的管桩(1)上端，每个承台(1)下方设置四根管桩(2)，所述承台(2)上方与墩柱(3)插接，所述盖梁(4)下部与墩柱(3)固定连接，且盖梁(4)的设置方向与桥梁方向垂直，所述盖梁(4)为钢板组合梁墩顶盖梁或轻型T梁墩顶盖梁，所述盖梁(4)上沿桥梁方向设置有桥梁上部结构(5)，所述桥梁上部结构(5)为窄箱组合梁、钢板组合梁或轻型T梁，所述桥梁上部结构(5)为窄箱组合梁或轻型T梁时，对应的盖梁(4)为轻型T梁墩顶盖梁，所述桥梁上部结构(5)为钢板组合梁时，对应的盖梁(4)为钢板组合梁墩顶盖梁，所述管桩(1)、承台(2)、墩柱(3)、盖梁(4)和桥梁上部结构(5)都采用全预制结构。
2.根据权利要求1所述的一种全预制装配式桥梁，其特征在于：所述墩柱(3)上端预留有长度与盖梁(4)厚度一致的钢筋，盖梁(4)中间也预留有金属波纹管，金属波纹管与植入筋的数量和设置位置适配，且一一对应插接。
3.根据权利要求1或2所述的一种全预制装配式桥梁的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1按照设计规格分别预制管桩(1)、承台(2)、墩柱(3)、盖梁(4)和桥梁上部结构(5)，管桩(1)和墩柱)(3)采用离心法预制；
S2管桩(1)施工，管桩(1)采用打入法或植入法施工；
S3承台(2)施工，承台(2)安装时采用吊车吊装，使承台(2)下方与管桩(1)固定连接；
S4墩柱(3)施工，墩柱(3)安装时采用吊车吊装，使墩柱(3)下方与承台(2)固定连接；
S5盖梁(4)施工，盖梁(4)安装时采用吊车吊装，将盖梁(4)下部与墩柱(3)固定连接；
S6桥梁上部结构(5)施工，桥梁上部结构(5)通过吊车安装到盖梁(4)上方，最后浇筑桥梁上部结构(5)间的湿接缝混凝土，桥梁上部结构(5)采用窄箱组合梁、钢板组合梁和轻型T梁三种结构，轻型T梁架设时使用全幅架设工艺；
S7依次重复步骤1)至6)即可不断地向前完成全预制装配式桥梁的施工。
4.根据权利要求3所述的一种全预制装配式桥梁的施工方法，其特征在于：预制管桩(1)的混凝土等级为C80，钢筋为抗拉强度不小于1420MPa的预应力钢筋，单节管桩长度为7-15m，以1m模数递增。
5.根据权利要求3所述的一种全预制装配式桥梁的施工方法，其特征在于：承台(2)为空心杯状结构，尺寸：3*3*2m。
6.根据权利要求3所述的一种全预制装配式桥梁的施工方法，其特征在于：墩柱(3)的规格：中空圆柱结构，外直径1.2m、内直径0.7m、壁厚0.25m，预制混凝土强度等级为C80。
7.根据权利要求3所述的一种全预制装配式桥梁的施工方法，其特征在于：盖梁(4)为钢板组合梁墩顶盖梁时，尺寸1.8*1.8*1m，采用C40混凝土浇筑；盖梁为轻型T梁墩顶盖梁时，尺寸4.8*1.9*1.4m。
8.根据权利要求3所述的一种全预制装配式桥梁的施工方法，其特征在于：预制盖梁(4)的施工方法，包括以下步骤：
A1骨架安装，绑扎钢筋时，钢筋的交叉点采用扎丝绑扎结实，绑扎采取逐点改变绕丝方向的8字形方式交错扎接，绑扎使用的铁丝要向内弯，不得伸向保护层内；钢筋绑扎搭接长度HPB235钢筋搭接长度不小于25d，HRB钢筋搭接长度不小于35d，HRB400、RRB400钢筋搭接长度不小于45d，钢筋骨架的焊接采用二氧化碳保护焊，焊接接头采用双面焊，垫块布设数量不少于4个/㎡；
A2模板安装，钢筋骨架利用龙门吊进行安装，安装完成后首先使用波纹管定位钢棒进行波纹管定位，完成后人工使用旋转螺杆进行合模；预制盖梁模板采用定型钢模，模板使用前涂刷涂膜剂，钢筋骨架绑扎完毕、预埋钢筋、预埋钢板和波纹管这些预埋件安装完成后进行模板立设；
A3混凝土浇筑，混凝土的浇筑采用分层连续推移的方式进行，不得随意留置施工缝；浇筑后进行振捣，采用插入式振捣器振捣混凝土，不得随意加密振点或漏振，每点的振捣时间以表面泛浆或不冒大气泡为准，插入式振捣器的振捣采取分层振捣，定点振捣，快插慢拨，插点均匀排列，逐点移动，不得漏振，移动间距不大于振捣器作用半径的1.5倍，振捣上一层时应插入下层5-10cm，以消除两层间的接缝，振捣时间间隔不得大于下层混凝土初凝时间；
A4养护与存放，拆模后，迅速对新暴露混凝土进行后期潮湿养护，采用土工布将暴露面混凝土覆盖或包裹，洒水养护，养护时间不少于7d。
9.根据权利要求8所述的一种全预制装配式桥梁的施工方法，其特征在于：浇筑混凝土前，指定专人仔细检查钢筋保护层垫块的位置、数量及模板、支架、钢筋、预埋件的紧固程度，构件侧面和底面的垫块至少应为4个/m2，绑扎垫块和钢筋的铁丝头不得伸入保护层内。
10.根据权利要求3所述的一种全预制装配式桥梁的施工方法，其特征在于：盖梁(4)的安装方法，包括以下步骤：
B1调平层施工，施工前复核预制墩墩顶高程，墩顶拼接面清理，清理干净后铺设档浆模板并进行调平处理，铺设2cm厚度的C50环氧砂浆调平层，砂浆铺筑前对墩顶进行洒水湿润；
B2构件运输，预制构件混凝土强度达到设计强度的90％后可进行运输，利用车辆将构件从预制场内运输至工地；
B3构件安装，盖梁(4)拼装时，使用履带吊将盖梁(4)吊装到离墩柱(3)钢筋顶面大于10cm时停止下降，使用人工辅助定位，精确对位后，缓缓放下盖梁(4)，墩柱(3)上端预留钢筋插入盖梁(4)内部的金属波纹管内，插接后，对金属波纹管逐个灌浆。
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