一种刚构桥边跨合龙段及现浇段的施工装置和施工方法与流程

本发明涉及桥梁领域连续刚构桥施工建造领域，具体涉及一种刚构桥边跨合龙段及现浇段的施工装置和施工方法。

背景技术：

1、连续刚构桥被广泛建造，施工建造工艺已非常成熟。目前，刚构桥边跨主梁100建设完成之后，需要分段建设边跨的合龙段104和现浇段105，建设完成后，刚构桥的边跨分别被主墩101和边墩102支撑，其中，现浇段105的端头被边墩102上的支座103所支撑，请参阅图1。

2、现有技术中，针对边跨的合龙段和现浇段的建设方法常采用以下几种：

3、1、支架法施工，通过分段搭设支架，在支架上部铺模板然后再浇筑主梁的混凝土。

4、2、边跨现浇段用支架或托架施工，待边跨现浇段施工完成后，在主梁悬臂端和现浇段端部搭设吊架再浇筑合龙段混凝土。

5、3、通过装置平台悬空连接主梁悬臂端和边墩来同时施工边跨的合龙段和现浇段。

6、在上述方法中：支架法施工周期长、整体性差、容易受到地形限制，当边墩处较高时，支架法费用昂贵，通过装置平台进行浇筑的边跨合龙段合现浇段整体性虽好，但装置平台结构复杂，搭设难度大，经济成本高。

7、另外，更重要的是目前针对边跨合龙段和现浇段的施工方法，均为被动施工，即搭设完平台后，调整模板标高至固定值后，直接浇筑主梁混凝土，在施工期间模板的高度不可调。

8、若混凝土浇筑过程中，因混凝土方量超方，或者临时施工荷载过大，或者意外情况，导致模板标高变低后，难以对主梁底部标高进行调整，进而难以有效的保证主梁的浇筑质量。

9、因此，找到安全、适用、经济、快速、高效的刚构桥边跨合龙段和现浇段施工方法和装置，可有效缩短边跨合龙段和现浇段施工周期，降低施工难度，同时控制好浇筑线形。

技术实现思路

1、本发明目的在于提供一种刚构桥边跨合龙段及现浇段的施工装置和施工方法，以解决了现有技术中的边跨合龙段和现浇段需要分段施工，造成施工周期较长的技术问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

3、第一方面，本发明公开了一种刚构桥边跨合龙段及现浇段的施工装置，用于在边跨主梁和边墩之间建造合龙段和现浇段，包括挂篮主体，所述挂篮主体安装于所述边跨主梁的悬臂端顶部；所述边墩的顶部可拆卸的设置有临时支撑，所述临时支撑的高度能够调整；所述边跨主梁的悬臂端底部与临时支撑的顶部分别可拆卸连接有纵梁的两端，所述纵梁沿水平横向延伸；所述纵梁中段的顶部固定有扣索的一端，所述扣索的另一端固定于所述挂篮主体的顶部，所述扣索的长度能够调整，扣索长度调整时，所述纵梁的高度跟随同步调整。

4、本方案的工作原理是，在建造合龙段和现浇段时，先在边墩顶部安装临时支撑，再将纵梁的两端分别固定于边跨主梁的悬臂端底部与临时支撑的顶部，然后以纵梁为施工平台进行模板铺设，并现浇混凝土，实现合龙段和现浇段的同时浇筑，实现一次性建设，代替了传统施工方法中的先施工现浇段再施工合龙段的工序，节省了施工时间；其中，搭设的扣索不仅提高了施工装置安全度，还能够通过调整扣索的长短，微调纵梁的高度，并使其高度维持在预设的高度，从而保证浇筑完成的主梁线形，另外还简化了装置构件，使整体的施工装置结构简单，操作简便。

5、作为优选，还包括止推件，止推件固定于边跨主梁的悬臂端底部，且与纵梁的一端抵接，用来防止纵梁顺桥向移动。

6、作为优选，扣索的一端通过锚固配件安装于纵梁上，使扣索与纵梁的连接更加稳固，所述锚固配件能够调节对扣索的锚固松紧度。

7、具体的，在需要调整扣索长度时，将锚固配件调松，采用张拉器件张拉扣索，以调节扣索的长度，调整完成后，将锚固配件调紧，以保持扣索的长度不变。

8、具体实施时，所述边跨主梁上设置有预留通孔，所述纵梁上开设有开孔，所述预留通孔中和开孔中依次穿出有外螺丝杆，所述外螺丝杆的两端分别采用螺栓进行固定。这样，能够通过外螺丝杆将纵梁可拆卸的连接于边跨主梁底部，同时还能够通过调节螺栓的位置来调节并固定纵梁的高度。

9、作为优选，所述挂篮主体包括平行设置的第一竖向支撑和第二竖向支撑，所述第一竖向支撑和第二竖向支撑分别自所述边跨主梁的两侧边缘的顶面竖向向上延伸，所述第一竖向支撑和第二竖向支撑的顶部分别固定有横向连接件的两端，所述横向连接件用于保证挂篮主体的横向稳定性。

10、作为优选，在所述边跨主梁的悬臂端底部两侧边缘分别平行设置有第一纵梁和第二纵梁，第一纵梁和第二纵梁的一端分别可拆卸的连接于所述边跨主梁的悬臂端底部两侧边缘，第一纵梁和第二纵梁的另一端分别可拆卸的连接于所述临时支撑顶面。

11、作为优选，所述第一竖向支撑和第二竖向支撑的顶部边缘分别具有第一延伸部和第二延伸部，所述第一延伸部和第二延伸部分别延伸至第一纵梁和第二纵梁的中段上方；所述横向连接件的两端分别固定于第一延伸部和第二延伸部的顶部边缘；对应的，所述第一纵梁和第二纵梁的中段分别固定有第一扣索和第二扣索的一端，所述第一扣索和第二扣索的另一端分别固定于横向连接件上。

12、这样，在同时调整第一扣索和第二扣索的长度时，同时调整第一纵梁和第二纵梁的高度，使后续铺设的模板在进行高度调整前后，能够始终保持水平，不会发生歪斜。

13、作为优选，所述第一纵梁和第二纵梁之间分别固定有多个分配梁，各个分配梁的两端分别固定于第一纵梁和第二纵梁上，各个分配梁平行设置，且分别沿垂直于第一纵梁和第二纵梁的方向横向延伸。

14、那么，在现浇混凝土之前，以第一纵梁和第二纵梁以及各个分配梁为施工平台，进行混凝土模板的铺设，并现浇混凝土，有多个分配梁的支撑作用，能够使得在现浇混凝土时，模板对混凝土的承载力更加的稳固。

15、第二方面，本发明还公开了一种刚构桥边跨合龙段及现浇段的施工方法，利用如上所述的刚构桥边跨合龙段及现浇段的施工装置，包括以下步骤：

16、s1、在边墩上安装临时支撑并调整临时支撑标高至初始设计位置；

17、s2、将纵梁吊装到位，将纵梁的两端分别可拆卸的安装于边跨主梁的悬臂端底部以及临时支撑的顶部，使纵梁沿水平横向延伸；

18、s3、在边跨主梁的悬臂端顶部安装挂篮主体；

19、s4、以纵梁为施工平台进行模板铺设；

20、s5、在纵梁中段的顶部固定扣索的一端，并将扣索的另一端固定于所述挂篮主体的顶部，调整扣索长度，将模板底板的高程稳定在第一高程h1，其中，h1根据边跨合龙段和现浇段混凝土浇筑一半高度时的主梁下挠量确定，然后浇筑1/2高度混凝土主梁，在浇筑完成后混凝土未凝固时，测量模板高程，若模板底板的高程低于h1，调整扣索长度，调整模板底板的高程至h1；

21、s6、待第一次浇筑的1/2高度主梁的混凝土达到设计强度时，再绑扎边跨合龙段和现浇段剩余1/2高度主梁内的钢筋，再次调整扣索长度，使得模板底板的高程稳定在第二高程h2，其中，h2根据边跨合龙段和现浇段混凝土浇筑剩余一半高度时的边跨主梁下挠量确定，然后浇筑剩余的混凝土；

22、s7、待混凝土达到设计强度后，拆掉施工装置中的各个部件，完成边跨合龙段和现浇段的施工。

23、本方案能够根据边跨主梁在不同时段的下挠量，在混凝土未凝固之前，动态的调整模板底板的高度，能够使得浇筑的混凝土不会超方量，解决在浇筑过程中由于混凝土超方量引起的主梁下挠问题，同时还可以解决需要分段对合龙段及现浇段进行施工，容易引起施工周期长的技术问题。

24、作为优选，在步骤s1执行之前，首先按照设计资料，建立刚构桥有限元模型；

25、步骤s5中，h1＝h设计标高+δ1；式中，h1是指模板底板的第一高程，h设计标高为主梁施工完成后的目标高程，通过设计图纸可查；δ1为边跨合龙段和现浇段混凝土浇筑一半高度时的主梁下挠量，通过预先建立的刚构桥有限元模型进行计算得到；

26、步骤s6中，h2＝h1+δ2；式中，h2是指模板底板的第二高程，δ2为边跨合龙段和现浇段混凝土浇筑剩余一半高度时的边跨主梁下挠量，通过预先建立的刚构桥有限元模型进行计算得到，且δ2＜δ1。

27、本发明具有以下有益效果：

28、1、本发明的刚构桥边跨合龙段及现浇段的施工装置通过一次性建设合龙段和现浇段，代替了传统施工方法中的分步施工，显著节省了施工时间，本发明的施工装置结构简单，便于操作和维护，不仅提高了施工的效率和安全性，还通过细节的优化，增强了施工过程的适应性和操作的便利性；

29、2、本发明的刚构桥边跨合龙段及现浇段的施工方法，在施工过程中根据不同阶段主梁的下挠量多次调整扣索长度和模板底板的高程，确保了混凝土浇筑的精确度和主梁的线形，解决了浇筑过程中混凝土超方量引起的主梁下挠问题，确保了施工质量，减少了后期维护和修复的工作。