拱梁组合桥现浇节段梁底模整体移动施工方法与流程

本发明涉及拱梁组合桥梁领域，具体涉及拱梁组合桥现浇节段梁底模整体移动施工方法。

背景技术：

1、现有技术中拱梁组合桥梁采用上弦梁和下弦拱的组合形式，通过下弦拱为上弦梁提供支撑，跨中下挠程度小，最大跨径更大，同时减轻了自重，经济性更高。

2、针对拱梁组合桥的施工，本公司研究出多种施工方案，初始方案为：优先施工下弦拱，并在下弦拱上安装扣索，在下弦拱上搭设支架，在支架上搭设上弦模板进行施工。

3、通常上弦梁和下弦拱均分段施工，为保证扣索拉力和上弦梁荷载之间的平衡，上弦梁落后下弦拱两个节段同步施工，然而，上弦梁施工需要先搭设支架、然后搭设上弦模板，越靠近墩柱的位置，需要搭设的支架越高，上弦梁的施工进度越慢，难以保证上弦梁和下弦拱同步施工，从而耽误整体进度。

4、因此需要一种适用于拱梁组合桥的施工方式，从而加快上弦梁的施工速度。

技术实现思路

1、本发明意在提供拱梁组合桥现浇节段梁底模整体移动施工方法，能够加快上弦梁的施工速度。

2、为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：拱梁组合桥现浇节段梁底模整体移动施工方法，

3、拱梁组合桥梁包括上弦梁和下弦拱，上弦梁一端和下弦拱拱脚均和桥墩连接，上弦梁另一端和下弦拱拱顶合拢，上弦梁和下弦拱均分为若干段进行浇筑；拱梁组合桥梁采用挂篮施工，从桥墩顶部向两侧悬臂施工；

4、包括以下步骤：

5、步骤一、完成桥墩施工，浇筑上弦拱0#段，使用挂篮分段浇筑下弦拱，在下弦拱上搭设支架，在支架上搭设上弦模板，上弦模板采用滑模施工的方式分段浇筑上弦梁；

6、搭设支架并采用滑模施工的方式为：

7、步骤a1、在下弦拱已浇段上搭设支架，支架顶部设有若干顶托，顶托上连接有若干支撑单元，每个支撑单元均包括小横杆和滑杆，小横杆横向设置在顶托上，若干小横杆沿纵向排列，小横杆上沿纵向焊有若干滑杆，上弦模板滑动支撑在滑杆上，相邻支撑单元可拆卸连接；

8、步骤a2、在支撑单元上搭设上弦模板并浇筑混凝土；

9、步骤a3、顶托带动本模的支撑单元向下移动，从而完成脱模，搭设下一模的支撑单元并和本模的支撑单元连接，准备滑动驱动系统，将滑动驱动系统和上弦梁的已浇段连接，滑动驱动系统推动上弦模板沿滑杆方向从本模支撑单元上滑动至下一模的支撑单元上；

10、步骤a4、将本模的支撑单元和下一模的支撑单元断开，顶托带动本模支撑单元向上移动并对已浇筑的上弦梁直接支撑；顶托带动上弦模板向上移动至设计高度。

11、步骤二、浇筑上弦梁和下弦拱的合拢段混凝土。

12、本方案的有益效果为：

13、1.本方案中，通过滑模的方式浇筑上弦梁，节省了搭模和拆模的时间，加快了上弦梁的施工速度，保证施工进度的同时，保证上弦梁和下弦拱同步施工。

14、2.基于支架和模板配合的方案，设计了针对性的滑模施工方法；具体的，对传统支架的顶部进行改进，以小横杆作为支撑，以滑杆作为滑轨，小横杆和滑杆之间，取消传统支架的通过扣件连接的方式，改为焊接方式，使上弦模板在滑杆上表面滑动时，没有扣件的干扰，通畅无阻。

15、3.通常情况下，滑模通常使用在墩柱等竖向移动模板的情况，模板移动方向和重力方向一致，受力简单，容易控制稳定性好，在模板竖向移动后，新浇筑的混凝土结构以上一模浇筑的混凝土为基础，竖向荷载由上一模浇筑的混凝土承受，滑膜无需承受竖向荷载；

16、而本方案中，为适应上弦梁的施工工艺，需要在水平方向上移动模板，模板移动方向和重力方向垂直，混凝土结构的荷载主要由上弦模板的底模承担，增加了模板和混凝土结构之间的摩擦力，因此，在滑动上弦模板之前，需要先通过顶托带动底模向下移动脱模，降低底模和混凝土结构之间的压力，以便于滑动上弦模板。

17、为便于上弦模板滑动，需要将所有支撑结构的滑杆连接在一起，从而保证模板滑动的连续性，但这同时也带来一些问题，在脱模过程中，需要支撑结构向下移动，从而带动底模脱模，若使支架上所有的支撑结构同时向下移动，费时费力，难以完成；因此本方案，将支撑结构采用单元化设计，相邻支撑单元采用可拆卸连接，每次脱模时，只需要本模的支撑单元向下移动即可完成脱模。

18、4.模板同时承受水平和竖向的外力，受力复杂，使模板移动时的稳定性降低；因此，本方案以滑杆为轨道，通过小横杆将若干滑杆连成一个整体，增强支撑结构的整体性，从而增加模板移动时候的稳定性；

19、此外，支撑结构采用单元化设计后，在搭建时，只需要保证支撑单元内部的整体性即可，支撑单元的滑杆搭设的精准度更加可控；在断开相邻支撑单元的连接后，若相邻支撑单元之间的错位较大，说明支撑单元之前承受较大的内力和变形，断开连接后才得以释放，因此需要及时调节支撑单元的位置，减小支撑单元的内力和变形。

20、进一步的，上弦梁的已浇段内预埋有驱动预埋件，上弦模板上设有驱动连接块，滑动驱动系统包括驱动电机和螺纹杆，驱动电机和驱动预埋件连接，螺纹杆一端和驱动电机的输出轴连接，螺纹杆的另一端和驱动连接块螺纹连接，螺纹杆和滑杆平行。

21、进一步的，步骤a1中，上弦模板下侧设有若干滑块，滑块下表面为和滑杆上侧形状相配合的弧形。

22、进一步的，挂篮分为上弦挂篮和下弦挂篮；上弦挂篮和下弦挂篮均包括行走系统、主桁系统、悬挂系统和底篮系统，行走系统安装在上弦梁或下弦拱的上表面，主桁系统安装在行走系统上并向悬臂端方向延伸，悬挂系统上端和主桁系统可拆卸连接，悬挂系统下端和底篮系统连接，底篮系统作为支撑平台承受施工荷载；

23、步骤一中，上弦梁以及下弦拱和墩柱连接位置的具体施工方法为：

24、步骤1.1、完成桥墩施工，在桥墩顶部浇筑上弦梁0#段，在上弦梁0#段上安装上弦挂篮，使用上弦挂篮浇筑上弦梁1#段，在上弦挂篮的主桁系统上安装升降系统，升降系统能带动底篮系统向下移动，拆除悬挂系统上端和主桁系统的连接；

25、步骤1.2、升降系统带动底篮系统向下移动至下弦拱拱脚位置，接长悬挂系统上端，使悬挂系统上端和上弦挂篮主桁系统的连接，以底篮系统为支撑浇筑下弦拱1#段；

26、步骤1.3、上弦挂篮的行走系统带动主桁系统、升降系统、悬挂系统和底篮系统一起向前移动，以底篮系统为支撑浇筑下弦拱2#段；

27、步骤1.4、在下弦拱1#段和2#段上安装下弦挂篮的行走系统和主桁系统，将下弦挂篮的主桁系统和上弦挂篮的悬挂系统上端连接，上弦挂篮的悬挂系统和底篮系统转换为下弦挂篮的悬挂系统和底篮系统；

28、步骤1.5、浇筑下弦拱3#段，拆除上弦挂篮，在下弦拱1#段和2#段上搭设支架作为上弦模板的支撑，浇筑上弦梁2#段。

29、进一步的，升降系统包括若干电动葫芦；

30、步骤1.1中，桥墩施工过程中，预留水平设置的下弦拱0#段，电动葫芦上端均连接在上弦挂篮的主桁系统上，电动葫芦下端均挂在底篮系统上；

31、步骤1.2中，电动葫芦带动底篮系统向下移动过程中，悬挂系统上端临时固定在电葫芦的钢索上；电动葫芦带动底篮系统向下移动后，在底篮系统上搭设下弦拱1#段的模板，底篮系统和下弦拱1#段的模板可拆卸连接，下弦拱1#段的模板和下弦拱0#段连接。

32、进一步的，上弦挂篮的悬挂系统包括若干悬挂单元，若干悬挂单元均包括吊杆和接长杆，吊杆上下两端分别设有上连接件和下连接件，吊杆上端穿过上弦挂篮的主桁系统并和上连接件螺纹连接，上连接件支撑在主桁系统上；

33、步骤1.2中，拆除上连接件，通过铁丝将吊杆和电葫芦的钢索临时固定，电动葫芦带动底篮系统向下移动，接长杆上端穿过上弦挂篮的主桁系统并和上连接件螺纹连接，上连接件支撑在主桁系统上，在接长杆下端螺纹连接接长连接件，接长连接件下端和吊杆上端螺纹连接，拆除吊杆和电葫芦的钢索上的铁丝。

34、进一步的，吊杆和接长杆的螺纹方向相同，接长连接件的下端焊有转换垫块，吊杆上端能穿过转换垫块；上弦挂篮和下弦挂篮的主桁系统均包括主桁架，主桁架上设有前横梁和后横梁，前横梁或后横梁均由两根平行的工字钢组成，两根工字钢的间距小于转换垫块的宽度；上弦挂篮的底篮系统包括前挑梁和后挑梁，前挑梁和后挑梁之间设有若干纵向梁；

35、步骤1.4中，上弦挂篮的悬挂系统和底篮系统转换为下弦挂篮的悬挂系统和底篮系统的方法为：

36、步骤1.4.1、安装下弦挂篮的主桁系统的过程中，使上弦挂篮的吊杆穿过下弦挂篮的前横梁或后横梁，将电动葫芦上端均挂在前横梁或后横梁上，电动葫芦下端均挂在前挑梁或后挑梁上；

37、步骤1.4.2、旋转接长连接件，使接长连接件下端的转换垫块支撑在下弦挂篮的主桁系统上，取下接长杆上端的上连接件，旋转接长杆，使接长杆下端和接长连接件脱离，取下接长杆和电动葫芦。

38、进一步的，若干纵向梁一端均和前挑梁铰接，后挑梁上设有若干水平设置的支撑管，纵向梁另一端均支撑在支撑管上，纵向梁另一端能够在支撑管上滑动。

39、进一步的，转换垫块上开有四个条形螺栓孔，每个螺栓孔内均能安装一个限位螺栓；

40、步骤1.4.2中，转换垫块支撑在下弦挂篮的主桁系统的前横梁或后横梁上，在转换垫块上安装四个限位螺栓，四个限位螺栓均布并贴合在前横梁或后横梁的两侧，从而限制组成前横梁或后横梁的两个工字钢之间的间距。

41、进一步的，步骤1.1中，对上弦梁1#段上侧施加纵向的临时预应力；

42、步骤1.5中，搭设支架后，卸除对上弦梁1#段施加的临时预应力。

43、1.浇筑下弦拱2#段后，搭设下弦挂篮，通过下弦挂篮的主桁系统为底篮系统提供支撑，从而将上弦挂篮的底篮系统变换到下弦挂篮上，免去下弦挂篮重新安装底篮系统的繁琐步骤，提高了施工效率。

44、2.随着施工进度推进，上弦梁和下弦拱逐渐靠近，以便于最终合拢；若上弦梁和下弦拱均采用挂篮施工的方式，则上弦挂篮和下弦挂篮由于距离过近容易发生碰撞，从而影响施工的效率；而本方案中，上弦梁完成1#段施工后，取消了上弦挂篮，采用滑模施工，占据的施工空间更小，大幅度节省了施工空间，避免了上弦挂篮和下弦挂篮发生碰撞的情况。

45、3.在高桥墩上施工时，风荷载较大，吊杆下端呈自由状态，晃动剧烈；底篮系统在下移过程中，吊杆承受的风荷载逐渐变大，吊杆晃动更加剧烈，容易变形损坏；本方案中，电动葫芦的钢索相较于吊杆的柔韧性更好，在风荷载中即使变形也能复原，吊杆上端不再固定，吊杆随钢索一起晃动，因此不易变形；当底篮系统达到下弦拱拱脚位置并通过模板和下弦拱0#段连接后，底篮系统在下弦拱0#段的支撑下趋向于稳定，此时吊杆下端受风荷载影响的晃动减小，此时使用接长杆接长吊杆，吊杆不易变形。

46、4.步骤1.4中，由于吊杆为主要承重部件，若突然断开吊杆和接长杆的连接，则电动葫芦的钢索变为主要承重部件，钢索受力增加而变长，容易使电动葫芦受到冲击而损坏；若要先将吊杆个下弦挂篮的主桁系统固定，仍然需要先断开吊杆和接长杆的连接，以便将上连接件和吊杆上端连接；

47、而本方案中，在不断开吊杆和接长杆的前提下，将上弦挂篮的底篮系统转换到下弦挂篮上，并通过特殊设置的接长连接件实现这一功能，接长连接件既能够连接吊杆和接长杆，又能够作为螺母和垫块支撑在下弦挂篮上。

48、具体的，本方案中，由于前横梁或后横梁均由两根工字钢组合而成，因此在焊接前横梁时，使吊杆位于两根工字钢之间，即可实现吊杆穿过前横梁或后横梁的效果，无需断开吊杆和接长杆；然后，通过旋转接长连接件，使接长连接件向下移动，直至接长连接件下端的转换垫块支撑在下弦挂篮的前横梁或后横梁上，此时吊杆和加长杆依旧通过接长连接件保持连接，提前实现承重部位的转换，此时，再断开吊杆和接长杆的连接，便不会由于承重部位转换而对电动葫芦或其他能够受力的部位产生较大冲击。

49、本方案中的接长连接件不是简单的螺母和垫块的组合，接长连接件需要有足够的长度，不仅能够同时连接吊杆和接长杆，还能够向下移动一端距离后使转换垫块和前挑梁或后挑梁接触，并同时保持和接长杆的连接。最后通过旋转接长杆，使接长杆下端和接长连接件脱离。

50、5.施工上弦梁1#段，并在上弦梁1#段上，安装上弦挂篮后，上弦梁1#段为悬臂状态，端部由于重力而下沉变形，因此需要在上弦梁1#段上侧施加纵向的临时预应力，通过临时预应力使上弦梁1#段的端部上翘来减小这种变形；而当搭设支架后，上弦梁1#段不再是悬臂状态，端部不再下沉变形，因此取消临时预应力，以防止上弦梁1#段的端部上翘。

51、6.步骤1.1中，对吊杆上端和上弦挂篮的前横梁或后横梁的连接位置作定位标记；

52、步骤1.2中，接长杆和上弦挂篮的前横梁或后横梁的连接位置也在定位标记处，安装接长杆时，采用塔吊固定接长杆上端，此时接长杆在重力作用下保持垂直，只有当无风时，吊杆才会同样保持垂直，接长杆下端才能和吊杆上端对齐并连接，然后校验吊杆和接长杆是否在同一直线上，及时调整；由于吊杆下端和底篮系统的前挑梁或后挑梁的连接位置不变，从而保证接长杆和吊杆无风状态下始终保持垂直状态，无风状态下的受力方向始终为杆件轴向，无偏心力，进而保证接长杆和吊杆的承载荷载的能力。

53、桥墩的高度越高，风荷载越大，由于吊杆加上接长杆后长度较大，受风荷载影响更大；本方案中所述的垂直度，只能保证无风状态的垂直，不可能时刻垂直，因此，不可能每次都等到风停了再检测垂直度，只能保证吊杆上端始终处于固定状态，从而使垂直度不变。

54、而本方案中的步骤1.4中，在将吊杆上端和下线挂篮的前横梁固定之前，吊杆和接长吊杆始终保持连接，防止吊杆上端由于失去连接而改变垂直度，从而保证上弦挂篮和下弦挂篮的中轴线竖向对齐，进而保证浇筑出的上弦梁和下弦拱的中轴线竖向对齐，防止上弦梁的荷载对下弦拱产生偏心力。

55、7.在步骤1.2中，升降系统带动底栏系统向下移动时，由于下弦拱底部倾斜，需要使底栏系统中的纵向梁也同样倾斜，将下弦拱的模板支撑在纵向梁上，

56、若纵向梁和前挑梁以及后挑梁的两个连接位置固定，则纵向梁倾斜之后，前挑梁和后挑梁之间的水平距离减小，从而导致与前挑梁和后挑梁连接的吊杆下端的距离减小，从而导致吊杆发生倾斜，操作人员无论无何调整，也无法使所有的吊杆同时保持垂直状态，会导致一下不利效果：

57、a.此时操作人员无法通过吊杆是否垂直来判断是否有风，从而无法及时根据是否有风来调整底栏系统上的下弦拱的模板的施工进度，进而降低了下弦拱的模板的施工精度。

58、b.步骤1.4中，安装下弦挂篮的主桁架时，主桁架上的前横梁和后横梁的两个工字钢将吊杆夹紧，以防止吊杆晃动，然而当吊杆不再垂直之后，两个工字钢将吊杆夹紧会将吊杆上端扳回垂直状态，而吊杆下端依旧倾斜，从而使吊杆变形，内部存在较大内力，进而降低了吊杆的耐久度。

59、而本方案中，纵向梁一端和前挑梁铰接，另一端和后挑梁滑动连接(可通过在接触面涂抹润滑油来保证滑动)，从而使纵向梁在倾斜时不会改变前挑梁和后挑梁之间的水平距离，时吊杆依旧能够在重力作用下保持垂直；

60、对于不利效果a，能使操作人员通过吊杆是否垂直来判断是否有风，从而保证下弦拱的模板的施工精度；对于不利效果b，能避免吊杆产生内力，从而保证吊杆的耐久度。

61、8.对于效果7，在调整纵向梁倾斜度的过程中，若由于纵向梁和后挑梁之间的接触面的润滑油不足导致摩擦力增大、滑动异常，或由于纵向梁和前挑梁之间的铰接位置生锈导致摩擦力增大、转动异常，或由于在之前的混凝土的浇筑中，混凝土掉落在纵向梁和前挑梁或后挑梁之间的连接位置，从而导致吊杆无法保持垂直。而此时通过组成前挑梁或后挑梁的两个工字钢夹紧吊杆，即可为纵向梁克服摩擦力提供反作用力；当吊杆连接位置位于工字钢端部附近时，工字钢端部由于悬臂效果容易变形，吊杆倾斜时容易将两个工字钢之间的间距扩大，工字钢无法夹紧吊杆，从而使吊杆无法保持垂直；而本方案采用限位螺栓对两个工字钢之间的间距进行限制，从而保证两个工字钢能够夹紧吊杆而间距尽可能不被扩大。