一种大跨度现浇桥中抱箍钢管组合支撑体系及其施工方法与流程

本发明涉及工程施工，尤其涉及一种大跨度现浇桥中抱箍钢管组合支撑体系及其施工方法。

背景技术：

1、目前，大跨度现浇桥施工一般采用支架法施工，如满堂盘扣支架、钢管支墩法等，这些施工方法原理都是依靠对地基处治确保基底承载力满足要求后，依靠在地基上搭设支架模板体系来支撑桥梁上部结构的荷载，达到顺利浇筑混凝土的目的。中国专利cn202120643524.8公开了一种高净空现浇箱梁抱箍加钢管的组合支撑体系，借用桥梁墩柱安装抱箍，并结合砂桶作为铺设在桥梁的墩柱位置处的承重梁的边支墩，不需要另外设置钢管立柱；采用钢管立柱、剪刀撑或平联支架、砂桶的组合结构作为铺设在桥梁的墩柱位置处的承重梁的中支墩，以及铺设在桥梁的两墩柱之间的承重梁的中支墩和边支墩；以上所有支撑结构共同构成现浇箱梁的支撑体系。但类似上述支撑体系常受桥梁设计形式和现场地形地质条件的影响，常规的支架法在施工过程中容易受到较大的限制，并且对现场地形和地基承载力也有更高要求。比如大跨度沟谷泥质粉砂岩地质，地质软弱，钢管立柱基础不牢固，直接打设钢管可能发生沉降，在施工过程梁面标高不容易调整对齐，施工完成后亦会因为土质沉降造成受力不均匀，严重的话可能导致支架坍塌。因此常规的支架法通常需要对软弱地基进行处理，需要耗费大量工期，工期长费用高。

2、因此，为解决上述米浆密度在线测量时遇到的技术难题，需设计一种新的大跨度现浇桥中抱箍钢管组合支撑体系及其施工方法。

技术实现思路

1、本发明提供一种大跨度现浇桥中抱箍钢管组合支撑体系及其施工方法，可以解决大跨度现浇桥在软弱基础面大、地形地质条件复杂很难设置现浇满堂支架施工的技术难题。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

3、一种大跨度现浇桥中抱箍钢管组合支撑体系，包括共同支撑箱梁模板的若干桥墩以及间隔铺设在每两座相邻的桥墩之间的钢结构支架，每一所述桥墩与每一所述钢结构支架顶部横向铺设有一承重梁，使得若干所述承重梁沿桥梁的延伸方向间隔设置并共同支撑由贝雷片搭建而成的贝雷梁，所述贝雷梁的顶部支撑着箱梁模板，箱梁模板用于浇筑混凝土箱梁；每一所述钢结构支架底部设有设置于土层中的桩基础；每一座所述桥墩的上部均固定套装有抱箍组件；所述抱箍组件上设有落梁砂箱，在所述落梁砂箱顶部通过所述承重梁支撑所述贝雷梁；所述贝雷梁与所述箱梁模板之间通过若干分配横梁支撑；每一所述分配横梁均可升降调节。

4、进一步地，所述桥墩包括两墩柱，以及位于每两所述墩柱之间上下分布的墩系梁和桩系梁；所述墩系梁和所述桩系梁之间通过若干系梁钢管支撑，若干所述系梁钢管通过扣件支架与两所述墩柱连接固定；所述墩系梁顶部设有若干顶托丝杆，所述墩系梁通过若干所述顶托丝杆支撑所述箱梁模板底部；若干所述顶托丝杆亦通过扣件支架与两所述墩柱连接固定；所述顶托丝杆通过螺纹进行升降调节。

5、进一步地，所述抱箍组件包括半圆钢面板、橡胶垫片、高强度螺栓和连接法兰；所述半圆钢面板的两端分别与一所述连接法兰固定连接，两所述半圆钢面板围合呈夹在所述墩柱外壁的环状抱箍，所述橡胶垫片安装在环状抱箍与所述墩柱外壁之间，使得位置对应的两所述连接法兰间隔相对；对应两所述连接法兰通过若干所述高强度螺栓固定连接；每一所述连接法兰呈倒梯形结构，每一所述连接法兰的顶部固定连接有一水平布设的平板，对应两所述连接法兰上的平板组成一支撑平台，每一所述支撑平台上固定连接一所述落梁砂箱，位于同一侧的所述落梁沙箱共同支撑一所述承重梁；每一所述墩柱上连接有两抱箍抱箍组件，两所述抱箍组件上下紧贴布置。

6、进一步地，每一所述钢结构支架包括沿桥面横向铺设的钢管立柱以及设置在若干所述钢管立柱之间的横撑和斜撑；若干所述钢管立柱顶部铺共同支撑一承重梁；所述承重梁对应每一所述钢管立柱的位置设置有一限位槽，每一所述钢管立柱的顶部嵌入对应一所述限位槽内；位于最外侧的两所述钢管立柱与所述承重梁之间分别设置有一倾斜设置的牛腿托架，每一所述牛腿托架的一端与所述承重梁的底部固定连接，每一所述牛腿托架的另一端与对应一所述钢管立柱固定连接；每相邻的两座所述钢结构支架之间亦设有横撑和斜撑。

7、进一步地，所述桩基础包括沿竖直方向深入岩层深处的钢筋混凝土桩柱以及预埋在所述钢筋混凝土桩柱中的连接钢管和连接钢板；所述连接钢板与所述连接钢管的顶部焊接固定；所述连接钢管的外周侧环绕固定连接有若干桩柱加强钢筋，每一所述桩柱加强钢筋的顶部与所述连接钢板的底部焊接固定；所述连接钢管预埋在所述钢筋混凝土桩柱内，所述连接钢板预埋在所述钢筋混凝土桩柱的顶面；每一所述钢管立柱底部与所述连接钢板顶面焊接固定，且焊接位置的周侧设有若干加强筋板。

8、进一步地，每一所述分配横梁包括一条双拼工字钢、若干组三角调节木和竹胶板；所述双拼工字钢横向铺设在所述贝雷梁顶部，所述竹胶板为所述箱梁模板，每一组所述三角调节木的数量为二，两条所述三角调节木的斜边相互贴合并布置于所述竹胶板与所述双拼工字钢之间，若干组所述三角调节木沿所述双拼工字钢的延伸方向间隔布置，通过每一组中的对应两所述三角调节木沿斜边滑移以调节所述竹胶板与所述双拼工字钢之间的高度；每一组中的两条所述三角调节木通过钢钉或铁丝绑扎固定。

9、一种大跨度现浇桥中抱箍钢管组合支撑体系的施工方法，基于上述的一种大跨度现浇桥中抱箍钢管组合支撑体系，其特征在于，包括以下步骤：

10、s1桩基础处理：工程开工前，根据图纸桩位布置情况，在场地内建立测量控制网，然后依据控制网测放各桩位中心十字线，此为各桩位桩基础的中心点；各桩位的桩基础中心点采用80cm旋挖钻钻进入持力层中风化砂岩钟，深度不小于2.5d(d为桩基直径)，桩基内设置4m长的钢筋笼，预埋钢筋笼预埋露出地面长度50cm，桩基完成浇筑和破桩头后，掰开顶层钢筋预埋1cm厚的连接钢板和钢管立柱进行焊接，露出地面的混凝土桩柱作为钢管立柱的独立基础；

11、s2钢结构支架安装：根据每一处桩基础的位置连接钢管立柱，施工时将钢管立柱吊起并对准对应一桩基础的位置缓慢下放，在钢管立柱的顶部和底部粘贴测量反光贴，通过全站仪测量钢管立柱顶部到底部的平距，通过其绝对值差值来指导调节钢管立柱下料的垂直度；满足垂直度要求后，将钢管立柱与连接钢板连接处满焊固定，再将钢管立柱与连接钢板连接处周侧焊接加劲板，增加钢管立柱的横向稳定性；待完成钢结构支架所有钢管立柱的下料连接后，在相邻的每两根刚刚立柱之间加装横撑和斜撑；位于同一横向位置上的所有钢管立柱顶部铺设一条承重梁，承重梁对应每一钢管立柱的位置设置有一限位槽，一钢管立柱嵌入对应一限位槽中，防止承重梁发生移动；在两侧最外端的钢管立柱加装斜撑住箱梁翼缘板的牛腿托架；每相邻的两座钢结构支架之间亦加装横撑和斜撑；钢管立柱的高度根据该点桩基础与箱梁标高位置而定；

12、s3抱箍组件及落梁沙箱安装：在每一墩柱上设置两组抱箍组件，两组抱箍组件上下相抵接，最顶部的抱箍组件的两侧平板上均焊接一个落梁沙箱，位于桥墩同一侧的两落梁沙箱顶部再焊接固定一条沿桥面横向布置的承重梁；抱箍组件的安装根据根据箱梁的标高位置而定；

13、s4墩系梁支撑安装：在每一桥墩的墩系梁和桩系梁之间设置两条竖直布置的系梁钢管，每一系梁钢管与墩系梁、桩系梁的接触的端部周侧均焊接若干加强筋板，两系梁钢管之间采用扣件支架与墩柱连接牢靠；在墩系梁顶面间隔布设若干顶托丝杆，亦通过扣件支架与两所述墩柱连牢靠，根据箱梁模板标高位置调节每一顶托丝杆的支撑高度；

14、s4贝雷梁安装：在相邻两墩柱之间的所有承重梁上沿纵向间隔地铺设若干贝雷梁；

15、s5分配横梁安装、箱梁标高调节及箱梁安装：在贝雷梁上方间隔地沿桥面横向铺设若干分配横梁，分配横梁底部采用双拼工字钢，每一双拼工字钢上方间隔设置若干组三角调节木；每组三角调节木的斜边反向贴合，使得每组三角调节木的顶面与地面平行；通过上下三角调节木92沿斜边滑移来微调箱梁底模板的标高，三角调节木之间可以通过打设钢钉、铁丝绑扎的方式固定，当三角调节木的高度不足以支撑梁底模板的标高位置时，可适当支垫方木进行支撑，方木与三角调节木之间还可以使用马蹄钉辅助固定；三角调节木上设置了1.5mm竹胶板作为箱梁底模板。

16、在步骤s2中，钢管立柱的高度不足时，可通过若干钢管立柱拼接，每两根钢管立柱的连接处满焊固定，且在连接处的周侧再设置若干加强钢板焊接补强。

17、在步骤s3中，所述抱箍组件的安装位置根据墩系梁的顶面作为参考基准；通过全站仪测距确定抱箍组件的安装高度。

18、在步骤s5中，所述箱梁的标高位置通过三角调节木和落梁沙箱共同调节。

19、本发明的有益效果是：

20、1)本发明通过在对桥梁中间搭设支撑钢结构支架的桩基础地基，在相邻两侧桥墩上安装抱箍组件，并在抱箍组件上方安装好落梁砂箱，确保抱箍组件和桥墩上的承重梁高程按桥梁纵坡保持一致，并依次安装贝雷梁、分配横梁，再通过分配横梁、落梁砂箱来调节箱梁标高位置，形成现浇桥梁的浇筑施工支撑体系。本发明所述大跨度现浇桥中抱箍钢管组合支撑体系以及其施工方法，在施工过程更加便捷地调节梁面标高，使得整个支撑体系可以均匀承受上部载荷，确保现浇箱梁底板线形顺直、美观，解决了大跨度现浇桥在软弱基础面大、地形地质条件复杂很难设置现浇满堂支架施工的技术难题，方法操作简便、用钢量小、结构简单安装效率高，模拟计算得到的安全系数大，能保证现浇桥梁的施工满足设计要求。

21、2)墩系梁较为脆弱，不能直接承担箱梁端头段荷载，本发明在桩系梁顶部位置设置系梁钢管支撑墩系梁，墩系梁顶部通过顶托丝杆调节支撑高度，使顶托丝杆可以支撑到箱梁头端，箱梁头端载荷由顶托丝杆传递到墩系梁，再由系梁钢管传递到桩系梁，有效保护了系梁结构，防止出现系梁出现变形、裂缝和损伤。

22、3)在墩柱上设置双抱箍组件，对现有抱箍进行优化设计加工成倒梯形结构，抱箍组件承受上部荷载时所受到的横向力可互相抵消，通过对抱箍组件上安装的高强螺栓施加预拉力，中间设置橡胶垫片等柔性环包增大墩身与抱箍摩擦力，结构简单重复利用率高，同时节省材料、优化施工工序。

23、4)翼缘板位置荷载较小，在箱梁翼缘板位置设置工字钢作为牛腿托架，牛腿托架承托翼缘板重量传递到钢管立柱上；钢管立柱与承重梁之间设置限位槽，防止承重梁发生移动；此结构形式大大优化钢结构支架，受力更为合理，节省钢材，安全稳定性好。

24、5)独立桩基础有效保证了钢管立柱的承载力，有效支撑上部荷载，与常规的扩大基础、条形基础相比，桩基础的施工基础范围更小，施工工期更短，对软弱地基的抗沉降能力更强，有效解决大跨度沟谷泥质粉砂岩地质等软弱地基的施工难题。

25、6)通过调节三角调节木的高度以贴合支撑箱梁模板底部，使得整个支撑体系可以均匀承受上部载荷，确保现浇箱梁底板线形顺直、美观。