專利名稱：連續剛構橋v型墩斜腿組合式支護及分層現澆施工方法
技術領域：
本發明屬于連續剛構橋v型墩斜腿的施工方法，具體涉及一種連續剛構橋v
型墩斜腿組合式支護及分層現澆施工方法。
背景技術：
v型墩連續剛構拱橋具有外形美觀、結構剛度大等優點，近年來在鐵路、公 路及城市橋梁中都得到了廣泛的應用。目前，國內外在進行v型墩斜腿施工中
大體采用兩種辦法支架法、T型吊架法，二者均適應于斜腿自重較小的V型墩
斜腿施工，且橋墩周邊地質及環境條件良好的情況，多應用在公路橋梁中。二
者存在的主要缺陷是支護系統的強度和剛度不能滿足高速鐵路橋梁中線形精度
要求高、結構剛度大的大體積混凝土斜腿的施工控制要求，且對周邊地質及環
境條件的適應性弱，從而帶來了對其支護設計方法和相應的斜腿混凝土澆注方
法的創新問題。

發明內容
本發明為了解決現有v型墩斜腿施工方法不能滿足高速鐵路橋梁中線形精
度要求高、結構剛度大的大體積混凝土斜腿的施工控制要求，且對周邊地質及
環境條件的適應性弱的問題，提供了一種連續剛構橋v型墩斜腿組合式支護及
分層現澆施工方法。
本發明采用如下的技術方案實現連續剛構橋V型墩斜腿組合式支護及分 層現澆施工方法，其特征在于步驟如下
1)、豎向支護體系及支架模板系統施工豎向支護體系包括六排支撐點，中間四排支撐點下部樁基礎為鉆孔樁，鉆 孔樁上自下而上設置型鋼聯系梁、混凝土支墩、混凝土橫梁；外部兩排支撐點 下部樁基礎為混凝土預制樁，混凝土預制樁上自下而上設置混凝土承臺、鋼管、 型鋼橫梁。
豎向支護體系上部設置支架模板系統，所述的支架模板系統包括貝雷梁、 分配梁和底模；貝雷梁由橫梁包裹并與橫梁連接為整體，貝雷梁上設置分配梁， 分配梁和貝雷梁之間設置用于調節標高的鋼板，調整好坡度的分配梁上安裝底 模。
2)、斜腿分五層澆注，第二、三層上分別安裝水平預應力索和張拉臺架(錨 箱)，進行單端分級張拉。
外部支撐點和中部支撐點之間通過型鋼水平橫撐連接，每排支撐點設置3 個樁基礎，各個樁基礎之間互相連接，形成群樁受力。每排貝雷梁之間通過增 加型鋼制作的剪刀撐，增強支架模板系統穩定性。
斜腿第二層混凝土澆注施工后，安裝第一層水平預應力索，斜腿第三層混 凝土澆注施工后，安裝第二層水平預應力索，然后完成第一、二層水平預應力 索的初張拉(總張拉力的50%);斜腿第五層混凝土澆注施工后，完成水平預應 力索的終張拉(總張拉力的50%)。水平預應力索由若干高強精扎螺紋鋼筋構成， 其一端與斜腿結構體連接，另一端與施加預應力的張拉臺架(錨箱)連接。
本發明所述的施工方法采用樁基礎與混凝土支墩式豎向支撐體系和精軋螺 紋鋼水平預應力索單端張拉進行斜腿分層澆筑施工。以樁基礎與混凝土支墩作 為豎向承力體系，以精軋螺紋鋼水平預應力索作為抵消水平推力的綜合承力體 系使結構在成型的過程中盡量符合設計的線形和理論受力狀態。施工時先按設 計要求，按支撐點位置分別施工混凝土支墩和鋼管下部的鉆孔樁和混凝土預制樁，上做混凝土承臺，再施工墩柱、鋼管、橫梁、設置縱梁、上鋪分配梁和模 板，分五次澆筑斜腿混凝土，澆注過程中，預埋臨時拉索錨固裝置，在斜腿施
工完成后，張拉臨時拉索，再施工v型墩身中部系梁。
臨時鉆孔樁嵌入花崗巖層，其豎向持力好，安全儲備大，壓縮變形小，具 有能夠保證施工過程中的結構本身零沉降的特點。
貝雷梁在斜腿根部與承臺固結，使得斜腿底腳下的貝雷梁發生的轉角很小， 配合足夠強度及剛度的群樁受力的樁基礎和密排的貝雷梁縱梁，使得結構在臨 時支墩上及跨中的變形小，斜腿的理論線型與實際線型十分匹配。
水平預應力索采用高強精軋螺紋鋼筋代替鋼絞線束，使得臨時拉索的張拉 變得容易實現，減少了對結構本身的影響。因為使用鋼絞線時，由于其張拉錨 頭大，必須要截斷結構體的主筋，而且張拉時要在斜腿底板下張拉，模板底下 的縱梁為密排布置，其間隙放不下張拉千斤頂，操作起來難度很大；而改為精 軋螺紋鋼筋后，通過設置張拉臺架(錨箱)，使張拉工序改到斜腿內部張拉，操 作空間大，使張拉變得很易操作和控制。
本發明具有如下有益效果是一種連續剛構橋V型墩斜腿分層現澆時豎向 支撐、貝雷梁支架與水平預應力索組合的支護方法，能保證施工期間V型墩斜 腿大體積混凝土現澆時梁部小于lcm的線性精度和斜腿根部不開裂，保證在高 墩身、橋位環境和地質不良條件下支護結構的有效架設和人員操作方便安全。 特別適用于高墩、橋位地質不良、線性要求高的客運專線V型連續剛構橋的V
型墩施工，對公路、城市橋梁v型墩施工亦有重要的參考價值。


圖1為本發明組合式支護體系以及斜腿分層現澆的示意圖
圖2為本發明的具體工藝流程3為豎向支護體系的仰視圖
圖4為豎向支護體系的俯視圖 圖5為圖1的A部放大圖 圖6為圖1的B部放大圖 圖7為圖1的C部放大圖 圖8為水平預應力索俯視示意圖 圖9為水平預應力索位置設置圖 圖IO為中間支撐點的示意圖 圖ll為外部支撐點的示意圖
圖中l-承臺，2-鉆孔樁，3-型鋼聯系梁，4-混凝土支墩，5-混凝土橫梁， 6-混凝土預制樁，7-鋼管，8-型鋼橫梁，9-貝雷梁，10-分配梁，11-型鋼水平 橫撐，12-第一層混凝土， 13-第二層混凝土， 14-第三層混凝土， 15-第四層混 凝土， 16-第五層混凝土， 17-第一層水平預應力索，18-第二層水平預應力索， 19-精軋螺紋鋼筋，20-螺紋接頭，21-錨墊板，22-波紋管，23-型鋼水平斜撐， 24-剪刀撐，25-張拉臺架(錨箱)，26-外側斜腿結構體，27-內側斜腿結構體， 28-斜腿結構體，29-混凝土承臺，30-型鋼水平縱撐，31-預埋鋼板。
具體實施方式
、
以申請人的某一工程實例為例進一步說明本發明的具體實施方式
。
(一) 施工工藝 如圖2所示。
(二) 關鍵施工技術 l.豎向支護體系施工
V型墩斜腿落地支撐為6個支撐點，落地支墩上方依次鋪設貝雷梁、分配梁(槽鋼)、底模等。
基礎采用02.2m鉆孔樁，樁基嵌入下伏花崗巖7m，為端承樁。鉆孔樁樁長 為70m，入巖7米。采用直徑2. 2米沖擊鉆機成孔，采用螺紋連接套匹配預制法 預制鋼筋籠，解體后，現場人工配合吊車下鋼筋籠。混凝土采用攪拌站集中拌 合，混凝土運輸車運送混凝土，用直徑350mm導管灌注水下混凝土。
鉆孔樁鋼護筒之間采用型鋼連接，使其形成群樁整體受力。
承臺上墩柱各采用1200mmX1500mm和采用1500mmX 1500mm混凝土方墩柱。 墩柱橫向采用2[20a槽鋼連接，形成空間桁架結構。
在臨時墩柱上施工混凝土橫梁，橫梁包裹貝雷片連接形成V型墩斜腿的支 架梁，橫梁與貝雷梁形成整體。在貝雷梁上設置2[20a@500的槽鋼分配橫梁作 為底模支架，槽鋼與貝雷片之間用鋼板調節標高。然后在調整好坡度的槽鋼上 安裝模板，進行斜腿施工。
2.模板安裝
① 模板安裝前復測斜腿的平面位置及標高以滿足設計要求。
② 底模、外側模采用工廠加工成型的大塊鋼模板，頂模和內模采用竹膠板。 模板材質與加工質量必須符合設計和規范要求，做到表面平整、尺寸形狀準確、 有足夠的強度和剛度。內模采用鋼管腳手架支撐，外模采用鋼管排架、精軋螺 紋鋼筋拉桿與型鋼組合體系加固。
③ 先鋪設底模，然后安裝斜腿鋼筋、預應力管道及預埋件等，完成后經監 理工程師驗收合格后，用塔吊配合人工安裝側模及內模。鋼模板安裝前涂模板 漆，在鋼筋加工棚內風干，防止揚塵落入模板表面，為混凝土外表美觀提供保 證。
相互連接的模板，模板面要對齊，連接螺栓不要一次緊到位，整體檢査模板線形，發現偏差及時校正模板，然后再鎖緊連接螺栓及扣件，固定好支撐 桿件。校正后模板應滿足規范要求。模板連接縫間距大于2mm應用灰膏類填縫
或貼膠帶密封。
⑤模板安裝完成后，對斜腿位置再復測一次，確保其平面位置、標高符合 設計要求。
3.斜腿鋼筋綁扎與預應力安裝
① 鋼筋采用滾軋直螺紋套筒連接，安裝時要保證兩連接鋼筋擰進套筒內長 度相同，按照規范要求為3. 5cm。
② 鋼筋首先在鋼筋加工棚按設計圖紙要求的規格尺寸下料、彎制，然后運 至現場，選擇已經鋪好的斜腿底模作為施工平臺，在其上進行安裝、綁扎。
③ 在拱座上精確放樣斜腿的起點位置，報監理工程師批準后，在底模上放 樣標記出各種鋼筋的安裝位置，即可進行鋼筋安裝。
④ 在拼接鋼筋骨架時，應用樣板嚴格控制骨架位置。
⑤ 骨架的施焊順序宜由骨架的中間到兩邊，對稱地向兩端進行，并應先焊 下部后焊上部，每條焊縫應一次成活，相鄰的焊縫應分區對稱的跳焊，不可順 方向連續施焊。
◎為保證砼保護層的厚度，應在鋼筋骨架與模板之間錯開放置適當數量的 砼墊塊或鋼筋頭墊塊，骨架側面的墊塊應綁扎牢固。
⑦ 鋼筋骨架的加工、焊接質量應滿足規范要求。
⑧ 臨時預應力筋安裝時，孔道成形采用內徑05Omm鐵皮管，斜腿根部永久 預應力管道采用0130mm金屬波紋管，安裝時應設置適量的三通管，以利于壓漿 排氣，保證壓漿質量，并用小IO鋼筋每隔0. 5m設一道定位筋，而且焊接牢固， 保證其位置準確，管道暢通，沒有死角硬拐。預應力管道如與普通鋼筋相碰時，可適當移動普通鋼筋。 4.混凝土澆筑
V型墩斜腿的采用分層分次澆注完成。
① 混凝土澆筑前，將模板內的雜物、積水及鋼筋上的污垢要清理干凈，模 板接縫要堵塞嚴密。
② 混凝土運輸過程中，采取措施保證砼和易性與規定的坍落度，不出現漏 漿、失水、離析等現象。 一
③ 采用輸送泵將混凝土泵送至待澆筑層段，溜槽、串筒等配合向模板內澆 筑砼，減小砼出料過程中的自由落差。
采用插入式振搗棒與平板振動器相結合、頂模開窗振搗與內部振搗相結 合的方法。斜腿內部鋼筋林立，挑選體格較小的施工人員進入內部搗固。插入
振搗時移動間距不超過振動器作用半徑的1. 5倍；與側模應保持15cm的距離， 插入下層砼10cm，砼攤鋪厚度不大于50cm，振動棒在混凝土內時間為20s左右， 同時做到快插慢拔。平板振動器安裝在側模板上，從上到下設置3個。每一振 動部位，必須振動到該部位砼停止下沉、不再冒出氣泡、表面出現平坦、泛漿， 從而保證混凝土內部密實與外表美觀。
⑤振動棒應避免碰撞模板、鋼筋及其他預埋件。振動棒不得觸及預應力管 道以免管道破損、接頭脫節，造成孔道堵塞，位移，彎曲或出現局部凹陷等事 故。混凝土澆筑時，隨時檢査定位筋和墊塊情況，確保保護層厚度。
◎混凝土澆筑過程中，設專人跟蹤檢查模板支撐加固、鋼筋骨架及預埋件 等的加固情況，當發現有松動、變形、位移時要及時處理。
⑦混凝土澆筑速度宜控制在60mVh以內，以利于降低砼的水化熱和降低 砼對模板的側壓力。⑧對兩層混凝土的連接處用風鎬進行鑿毛，漏出粗骨料。同時及時對砼進 行養護(設專人進行砼養護工作)，如實詳盡的填寫混凝土施工記錄。 5.臨時索布置及張拉
第一、第二層臨時預應力索采用小32mm高強精軋螺紋鋼筋，每層22根。第 一、第二層臨時索預應力通過在系梁支架上安裝的張拉臺架施加。張拉依據設 計監控單位的監控指令進行。
(1) 張拉順序
第一、第二層臨時索張拉采用三臺YCW-60穿心式千斤頂同步對稱進行，張 拉時候先張拉上層，然后接著張拉對應的下層。
(2) 張拉程序
依據設計院監控指令在內外斜腿施工完成后，開始臨時索張拉，張拉分級 進行。在千斤頂與錨箱之間放置ZX-3105AT壓力傳感器(每層3個，全橋共12 個)，更為準確的控制張拉力。
① 張拉第二層預應力索張拉力的10%后，接著張拉第一層預應力索張拉力 的10%;
② 張拉第二層預應力索張拉力的50%后，接著張拉第一層預應力索張拉力
的50%;
③ 張拉第一層預應力索張拉力75%的后，接著張拉第二層預應力索張拉力
的75%;
④ 張拉第二層預應力索張拉力100%的后，接著張拉第一層預應力索張拉力 的100%。至此張拉全部完成。
(3) 張拉注意事項
①預應力筋張拉時的采用雙控措施，以油壓表的讀數為主，以伸長值為輔。
ii張拉時候實際伸長值與理論伸長值相差應控制在±6%以內，否則應暫停張拉， 査明原因并釆取措施加以調整后，再繼續張拉。
② 精軋螺紋鋼用防水布包裹，預留孔口用砂漿密封。精軋螺紋鋼筋及鋼絞 線不得使用割刀燒割，不得使用焊鉗焊割。
③ 檢査張拉操作平臺的承載安全性，張拉前檢査設備及油表看有無損壞， 油表標定時不超過1個月，認真檢查油表與千斤頂的對應關系。張拉前要檢查螺 母是否有破損，如有必須立即更換。在張拉時千斤頂前方不得站人，操作人員 僅能位于兩側操作，且在千斤頂的正前方應設置一擋板，防止張拉過程中螺母 彈出，產生意外事故。
每次預應力張拉以后，應詳細記錄下列數據。
每個壓力表、油泵及千斤頂的鑒定號；測量預應力鋼筋伸長量時的初始拉 力；在張拉完成時的最后張拉力及測得的伸長量；千斤頂放松以后的回縮量； 在張拉中間階段測量的伸長量及相應的張拉力。
6.應力與應變監測
監測包括斜腿的內力與線形監測、斜腿支架系統的內力監測兩個方面。
(1) 監測目的
斜腿施工過程中支架及斜腿本身的受力情況是否合理，最好的解決辦法就 是進行內力監測，即通過連續的監測來了解實際內力狀態，若發現實際內力狀 態超限或異常，就要查找原因和進行調控，使之在允許范圍內變化。同時實施 內力監測又是一個安全警報系統，通過該系統可以及時發現和在斜腿施工過程 中出現異常情況或更為嚴重的結構破壞情況，從而保證支架系統的安全。
(2) 支架內力監測 ①測點布置支架應力監測的所有測點均采用振弦式傳感器。監測重點為貝雷片的危險 區域(臨時墩附近)，考慮到支架系統的離散性，在貝雷片其它區域以及岸側臨 時墩也應進行監測。其中臨時墩附近的貝雷片每個斷面上下緣分別布置3個傳 感器共6個傳感器，臨時墩間跨中貝雷片每個斷面下緣布置3個傳感器，臨時
墩每個斷面布置3個傳感器。斜腿一側共計需要36個傳感器。
傳感器的安裝方法可采用表貼式以及焊接式，表貼式一般適合短時間的測
試，無法保證長時間的連接，因此必須采用焊接式。由于現場條件復雜，根據
情況還需要對傳感器進行適當保護。 ②數據處理
采集的數據通過計算得出應力大小及變化情況，與初始值比較分析可掌握 支架的內力情況，從而保證施工質量和結構安全。
(3) 斜腿內力監測
實行斜腿內力與線形監測的目的就是確保主橋在施工過程中結構受力和變 形始終處于安全范圍內，使成橋后的線形符合設計要求，結構內力狀態達到或 接近設計期望值。
① 傳感器的布置
在每側斜腿的頂、底端設置2個測試截面共10個點。
② 數據采集
在埋設傳感器的時候對傳感器進行預設，得到初始值，在每層混凝土澆注 后進行采集，將得到的數據與初始值比較可得出應力的大小及變化情況，從而 為斜腿施工提供依據。
(4) 線形控制監測 ①測點布置斜腿采用分層澆注，每層的頂部設立線左、線右兩個標高觀測點，同時作 為坐標觀測點。測點采用紅油漆做標記。 ②測量方法
用水準儀或者全站儀測量標高及坐標，按照每層混凝土的澆注前后兩個工 況測量，對結果進行比較分析。測試時間安排在傍晚日落之后或早晨日出之前， 以消除或減少溫度的影響。
權利要求
1、一種連續剛構橋V型墩斜腿組合式支護及分層現澆施工方法，其特征在于步驟如下1)、豎向支護體系及支架模板系統施工，豎向支護體系包括六排支撐點，中間四排支撐點下部樁基礎為鉆孔樁(2)，鉆孔樁(2)上自下而上設置型鋼聯系梁(3)、混凝土支墩(4)、混凝土橫梁(5)；外部兩排支撐點下部樁基礎為混凝土預制樁(6)，混凝土預制樁(6)上自下而上設置混凝土承臺(29)、鋼管(7)、型鋼橫梁(8)；豎向支護體系上部設置支架模板系統，所述的支架模板系統包括貝雷梁(9)、分配梁(10)和底模；貝雷梁(9)由橫梁包裹并與橫梁連接為整體，貝雷梁(9)上設置分配梁(10)，分配梁(10)和貝雷梁(9)之間設置用于調節標高的鋼板，調整好坡度的分配梁上安裝底模；
2、 根據權利要求1所述的連續剛構橋V型墩斜腿組合式支護及分層現澆施 工方法，其特征在于外部支撐點和中部支撐點之間通過型鋼水平橫撐(11)連 接，每排支撐點設置3個樁基礎，各個樁基礎之間互相連接，形成群樁受力。
3、 根據權利要求1所述的連續剛構橋V型墩斜腿組合式支護及分層現澆施 工方法，其特征在于每排貝雷梁之間增設型鋼制作的剪刀撐(24)。
4、 根據權利要求1所述的連續剛構橋V型墩斜腿組合式支護及分層現澆施 工方法，其特征在于斜腿第二層混凝土 (13)澆注施工后，安裝第一層水平預 應力索(17)，斜腿第三層混凝土 (14)澆注施工后，安裝第二層水平預應力索(18)，然后完成第一、二層水平預應力索的初張拉；斜腿第五層混凝土 (16)澆注施工后，完成水平預應力索的終張拉。
5、 根據權利要求4所述的連續剛構橋V型墩斜腿組合式支護及分層現澆施 工方法，其特征在于水平預應力索由若干高強精扎螺紋鋼筋(19)構成，其一 端與斜腿結構體(28)連接，另一端與施加預應力的張拉臺架(25)連接。
6、 根據權利要求4或5所述的連續剛構橋V型墩斜腿組合式支護及分層現 澆施工方法，其特征在于初張拉力為總張拉力的50%，終張拉力為總張拉力的 50%。
7、 根據權利要求6所述的連續剛構橋V型墩斜腿組合式支護及分層現澆施 工方法，其特征在于貝雷梁(9)在斜腿根部與承臺(1)固結。
全文摘要
本發明屬于連續剛構橋V型墩斜腿的施工方法，具體涉及一種連續剛構橋V型墩斜腿組合式支護及分層現澆施工方法，解決了現有施工方法不能滿足高速鐵路橋梁中線形精度要求高、結構剛度大的大體積混凝土斜腿的施工要求，且對周邊地質及環境條件的適應性弱的問題。其步驟如下豎向支護體系及支架模板系統施工，豎向支護體系包括六排支撐點，中間四排支撐點下部樁基礎為鉆孔樁；外部兩排支撐點下部樁基礎為混凝土預制樁，豎向支護體系上部設置支架模板系統；斜腿分五層澆注。本發明的有益效果能保證V型墩斜腿的線性精度和根部不開裂，保證不良條件下支護結構的有效架設和人員操作方便安全，特別適用于高墩、橋位地質不良、線性要求高的V型墩施工。
文檔編號E01D21/00GK101481902SQ20091007372
公開日2009年7月15日 申請日期2009年1月21日 優先權日2009年1月21日
發明者劉金生, 吳士民, 張俊兵, 張宇寧, 李建成, 李英俊, 白民毅, 程文斌, 胡國偉, 辛振省, 鄭保才, 磊 韓 申請人:中鐵三局集團有限公司