裝配式先張法預應力波形鋼腹板組合箱梁的施工方法技術

本發明專利技術公開了一種裝配式先張法預應力波形鋼腹板組合箱梁的施工方法，包括由多個預制梁體單元縱向連接而成的組合梁，預制梁體單元包括單獨預制的混凝土頂板、預應力混凝土底板和波形鋼腹板，預制梁體單元為混凝土頂板寬度大于預應力混凝土底板寬度、且波形鋼腹板傾斜設置的倒梯形結構；混凝土頂板內置有縱向連接筋和預應力孔道，其兩側沿縱向間隔開設有多個上栓釘槽口；預應力混凝土底板內置有縱向連接筋和先張拉預應力鋼束，其兩側沿縱向間隔開設有多個下栓釘槽口；波形鋼腹板上下兩端均焊接有帶栓釘群的翼緣板。本發明專利技術采用分塊預制拼裝的結構形式進行梁體架設，各部件的體積及重量都相應較小，運輸穩定，吊裝安全，利于施工。

Construction method of assembled pre tension prestressed corrugated steel web composite box girder

The invention discloses a construction method of prefabricated prestressed composite box girder with corrugated steel webs, including composite beam is composed of a plurality of precast beam unit longitudinal connection, precast beam element including individual prefabricated concrete roof, prestressed concrete plate and corrugated steel webs, precast beam element for concrete roof the width is greater than the bottom slab of prestressed concrete structure, and the width of trapezoidal corrugated steel webs inclined; concrete roof with built-in longitudinal reinforcement and prestressed duct, which are arranged on both sides with a stud slot along the longitudinal interval; prestressed concrete floor with longitudinal reinforcement and prestressed steel beam, the two sides are provided with a plurality of under the stud slot along the longitudinal interval; corrugated steel webs of the upper and lower ends are welded with flange stud group. The invention adopts a block prefabricated and assembled structure to erect the beam body, the volume and the weight of each component are correspondingly small, the transportation is stable, the hoisting is safe, and the construction is favorable.

【技術實現步驟摘要】
裝配式先張法預應力波形鋼腹板組合箱梁的施工方法
本專利技術涉及橋梁建筑
，尤其是涉及一種適于大型橋梁的裝配式先張法預應力波形鋼腹板組合箱梁的施工方法。
技術介紹
傳統預制箱梁腹板多為混凝土材質，不僅重量大且易開裂，故混凝土箱梁只適合應用于小跨徑（40m以下）的公路橋梁。波形鋼腹板PC組合箱梁橋是20世紀80年代出現的一種新型橋梁結構，其所使用的波形鋼腹板具有優良的穩定性和不抵抗軸向力的特性，使預應力能有效地加載于預制混凝土頂板和預應力混凝土底板上；此外，波形鋼腹板PC組合箱梁橋施工簡便，能夠有效縮短工期，因此在大中型橋梁（50m以上跨徑）中得到了廣泛的應用。波形鋼腹板PC組合箱梁在施工時，一般先在預制場內預制一體化結構的包括頂板、底板和波形鋼腹板的工字型梁體單元，再在現場將上述拼接單元進行橫向和縱向拼接后完成橋梁施工，如中國專利“二次張拉預應力裝配式波形鋼腹板組合梁及其施工方法”（申請號201510255113.0）就公開了上述結構的工字形預制件，并于相應的時機施加二次預應力，實現工字形預制件的橫向拼裝。上述工字型拼裝單元自身穩定性差，且體積大，噸位重（例如單個預制工字形單元每延米的重量即可達5t左右），其運輸成本和吊裝成本較高，吊裝安全性較低；同時，由于波形鋼腹板與頂板和底板之間采用固定連接方式，因此該預制拼裝單元內的各部件不可調整、不可替換，增加了后期維護的難度。中國專利“拼裝式預應力混凝土組合箱梁”（申請號200620126505.3）公開了一種組合箱梁的拼裝單元，即將鋼筋預制混凝土頂板、鋼筋預應力混凝土底板和波形鋼腹板分為三個部分分別進行整體預制，吊裝就位后，在橋位處對三者進行豎向拼接，通過螺栓連接后形成箱梁梁體單元。相對于一體式結構，這種分開預制的箱梁頂板、底板和腹板體積小、重量輕，便于運輸和吊裝，適用于小跨徑的、整孔架設的橋梁。對于大型橋梁，例如橋寬為16.75m的波形鋼腹板箱梁橋，其每延米的重量高達10t以上，因此即便采用這種結構，各預制件的體積、重量仍然較大，運輸及吊裝優勢不明顯；同時，由于鋼腹板豎直設置，具有以下缺點：Ⅰ.抗扭性能較差；Ⅱ.箱梁底板寬度及自重較大；Ⅲ.美觀性較差；Ⅳ.直腹板日照面積大，受溫度力影響大；此外，該專利沒有考慮實際施工時預應力鋼束的施加時機和預留孔道等情況，且對于負彎矩區的處理措施也未加論述，缺乏應對梁體荷載變形的措施和具體施工工藝方面的詳細考慮，施工可行性較差。
技術實現思路
本專利技術提供一種裝配式先張法預應力波形鋼腹板組合箱梁的施工方法，目的在于解決現有波形鋼腹板PC組合箱梁應用于大型橋梁時容易出現運輸、吊裝和后期維護等方面的問題。為實現上述目的，本專利技術可采取下述技術方案：本專利技術所述的裝配式先張法預應力波形鋼腹板組合箱梁的施工方法，主要包括以下步驟：第一步，按橋梁設計要求，單獨預制組成倒梯形梁體單元的預制混凝土頂板、預應力混凝土底板和波形鋼腹板：對于預制混凝土頂板，先綁扎設置有縱向連接筋和栓釘槽口的頂板鋼筋網，所述栓釘槽口沿縱向間隔設置在頂板鋼筋網兩側，再將墩頂負彎矩預應力孔道安裝在頂板鋼筋網內，之后進行澆筑；對于預應力混凝土底板，先通過張拉設備將先張拉預應力鋼束張拉至設計值，再綁扎設置有縱向連接筋和栓釘槽口的底板鋼筋網，所述栓釘槽口沿縱向間隔設置在底板鋼筋網兩側，之后安裝模板，澆筑混凝土，待混凝土達到設計強度后，拆除模板，放松先張拉預應力鋼束，完成先張法預應力混凝土底板的預制；對于波形鋼腹板，先沖壓加工波形鋼板，再在波形鋼板兩端焊接翼緣板，之后在所述翼緣板上焊接多組間隔設置的栓釘群；第二步，進行現場裝配準備工作：在現場完成施工的相鄰橋臺或橋墩之間設置移動支撐裝置作為輔助施工平臺，同時，將預制完成的預制混凝土頂板、預應力混凝土底板和波形鋼腹板運送至施工現場；第三步，進行倒梯形梁體單元的拼接裝配：使用吊裝設備將預應力混凝土底板吊裝至移動支撐裝置上，再起吊波形鋼腹板，并將波形鋼腹板底部栓釘群插裝在預應力混凝土底板的栓釘槽口中；之后，起吊預制混凝土頂板，同樣將波形鋼腹板頂部栓釘群插裝到預制混凝土頂板的栓釘槽口中；所述波形鋼腹板的傾斜角度為25°-40°；第四步，進行組合梁縱向拼接裝配：將移動支撐裝置依次轉移至其他橋跨位置，重復第三步作業，完成縱向每一橋跨梁體的施工；綁扎相鄰橋跨頂板、底板之間的縱向連接筋，并澆筑形成橫向濕接縫梁；當橫向濕接縫達到一定強度時，對位于相鄰預制混凝土頂板墩頂負彎矩預應力孔道內的張拉鋼束進行張拉，形成多跨連續梁體系；第五步，完成附屬設施的架設，結束施工。本專利技術提供的裝配式先張法預應力波形鋼腹板組合箱梁的施工方法，采用單獨預制的預制混凝土頂板、預應力混凝土底板和波形鋼腹板，并在現場將波形鋼腹板傾斜插裝在預制混凝土頂板和預應力混凝土底板之間，從而形成外型美觀、整體抗扭能力較強的倒梯形預制梁體單元，之后再進行縱向拼接澆筑。上述倒梯形的預制梁體單元結構一方面充分利用了波形鋼腹板的“褶皺效應”實現箱梁化整為零，實現在豎向上的進一步分塊，將預制構件體積充分減小，特別是預應力混凝土底板的體積、重量減小，易于運輸和吊裝，有利于橋梁的快速架設，同時避免了整體預制的工字形構件自身穩定性差的問題；另一方面利用了波形鋼腹板特有的弱“梁端效應”，在頂板內設置有后張拉預應力鋼束，底板內設置先張拉預應力鋼束，用于抵抗混凝土收縮徐變產生的應力，與施工過程完美配合，減少了現場鋼束張拉工程量，實現施工的最大便捷。此外，傾斜設置的波形鋼腹板由于日照面積小，受溫度影響較小，有利于延長橋梁壽命。上述腹板通過端部栓釘群插裝在頂、底板栓釘槽口內的方式進行連接，連接牢固、施工便捷。由此可見，本專利技術的優點可以體現在以下幾點：（1）本專利技術采用倒梯形的預制拼裝單元，各部件、特別是預應力混凝土底板的體積及重量都相應較小，不僅能有效保證預制件在運輸過程中的穩定性，而且容易保證吊裝過程中構件的安全性，利于施工。（2）本專利技術的組合箱梁全部采用體內預應力鋼束，利用“弱梁端效應”的特點，大部分先張法預應力鋼束，僅在相鄰跨徑的梁體間張拉少量頂板墩頂負彎矩預應力鋼束，現場預應力鋼束張拉作業量少，預應力施加效果穩定。（3）本專利技術的混凝土構件均為標準件，可規模化進行預制，現場預應力鋼束張拉和現澆作業量較小，便于橋梁的快速施工。附圖說明圖1是本專利技術中倒梯形預制梁體單元的結構示意圖。圖2是圖1中預制混凝土頂板的結構示意圖（省略縱向連接筋）。圖3是圖1中預應力混凝土底板的結構示意圖（省略縱向連接筋）。圖4是圖1中波形鋼腹板的結構示意圖。圖5、圖6是本專利技術的施工過程示意圖。圖7-12是對本專利技術進行原理性說明的相關附圖。具體實施方式本專利技術所述的裝配式先張法預應力波形鋼腹板組合箱梁的施工方法，主要包括以下步驟：第一步，按橋梁設計要求，單獨預制組成倒梯形梁體單元（如圖1所示）的預制混凝土頂板、預應力混凝土底板和波形鋼腹板：具體地，預制如圖2所示的預制混凝土頂板1時，先綁扎設置有縱向連接筋和栓釘槽口1.1的頂板鋼筋網，所述栓釘槽口1.1沿縱向間隔設置在頂板鋼筋網兩側，再將墩頂負彎矩預應力孔道1.2安裝在頂板鋼筋網內，然后安裝限位模板，澆筑混凝土；待混凝土達到設計強度后，拆除限位模板。預制如圖3所示的預應力混凝土底板本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種裝配式先張法預應力波形鋼腹板組合箱梁的施工方法，其特征在于：主要包括以下步驟：第一步，按橋梁設計要求，單獨預制組成倒梯形梁體單元的預制混凝土頂板、預應力混凝土底板和波形鋼腹板：對于預制混凝土頂板，先綁扎設置有縱向連接筋和栓釘槽口的頂板鋼筋網，所述栓釘槽口沿縱向間隔設置在頂板鋼筋網兩側，再將墩頂負彎矩預應力孔道安裝在頂板鋼筋網內，之后進行澆筑；對于預應力混凝土底板，先通過張拉設備將先張拉預應力鋼束張拉至設計值，再綁扎設置有縱向連接筋和栓釘槽口的底板鋼筋網，所述栓釘槽口沿縱向間隔設置在底板鋼筋網兩側，之后安裝模板，澆筑混凝土，待混凝土達到設計強度后，拆除模板，放松先張拉預應力鋼束，完成先張法預應力混凝土底板的預制；對于波形鋼腹板，先沖壓加工波形鋼板，再在波形鋼板兩端焊接翼緣板，之后在所述翼緣板上焊接多組間隔設置的栓釘群；第二步，進行現場裝配準備工作：在現場完成施工的相鄰橋臺或橋墩之間設置移動支撐裝置作為輔助施工平臺，同時，將預制完成的預制混凝土頂板、預應力混凝土底板和波形鋼腹板運送至施工現場；第三步，進行倒梯形梁體單元的拼接裝配：使用吊裝設備將預應力混凝土底板吊裝至移動支撐裝置上，再起吊波形鋼腹板，并將波形鋼腹板底部栓釘群插裝在預應力混凝土底板的栓釘槽口中；之后，起吊預制混凝土頂板，同樣將波形鋼腹板頂部栓釘群插裝到預制混凝土頂板的栓釘槽口中；所述波形鋼腹板的傾斜角度為25°?40°；第四步，進行組合梁縱向拼接裝配：將移動支撐裝置依次轉移至其他橋跨位置，重復第三步作業，完成縱向每一橋跨梁體的施工；綁扎相鄰橋跨頂板、底板之間的縱向連接筋，并澆筑形成橫向濕接縫梁；當橫向濕接縫達到一定強度時，對位于相鄰預制混凝土頂板墩頂負彎矩預應力孔道內的張拉鋼束進行張拉，形成多跨連續梁體系；第五步，完成附屬設施的架設，結束施工。...

【技術特征摘要】
1.一種裝配式先張法預應力波形鋼腹板組合箱梁的施工方法，其特征在于：主要包括以下步驟：第一步，按橋梁設計要求，單獨預制組成倒梯形梁體單元的預制混凝土頂板、預應力混凝土底板和波形鋼腹板：對于預制混凝土頂板，先綁扎設置有縱向連接筋和栓釘槽口的頂板鋼筋網，所述栓釘槽口沿縱向間隔設置在頂板鋼筋網兩側，再將墩頂負彎矩預應力孔道安裝在頂板鋼筋網內，之后進行澆筑；對于預應力混凝土底板，先通過張拉設備將先張拉預應力鋼束張拉至設計值，再綁扎設置有縱向連接筋和栓釘槽口的底板鋼筋網，所述栓釘槽口沿縱向間隔設置在底板鋼筋網兩側，之后安裝模板，澆筑混凝土，待混凝土達到設計強度后，拆除模板，放松先張拉預應力鋼束，完成先張法預應力混凝土底板的預制；對于波形鋼腹板，先沖壓加工波形鋼板，再在波形鋼板兩端焊接翼緣板，之后在所述翼緣板上焊接多組間隔設置的栓釘群；第二步，進行現場裝配準備工作：在現...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李斐然，杜戰軍，馬亞麗，孫煒瑋，付大喜，
申請(專利權)人：河南省交通規劃設計研究院股份有限公司，李斐然，
類型：發明
國別省市：河南,41