考虑斜腿约束作用的混凝土三角刚构少支架与对拉杆组合施工方法
【专利摘要】本发明公开了一种考虑斜腿约束作用的混凝土三角刚构少支架与对拉杆组合施工方法，该法主要包含三个方面：一是利用对拉杆，使两边斜腿互相提供反力，相互平衡，分层浇筑斜腿，避免了在斜腿下方布设复杂庞大的支架体系；二是斜腿间主纵梁支架支撑于斜腿、拱座或承台之上，斜腿外主纵梁支架支撑在持力层上，能最大限度地减少打入预制桩或钻孔灌注桩的使用，可以缩短工期，节约造价；三是给出张拉三角刚构主纵梁预应力筋时实际作用在主纵梁上的有效预应力值的简单计算方法，充分考虑了斜腿的约束作用，通过简单计算即能确定主纵梁浇筑方式，对设计与施工有指导意义。
【专利说明】考虑斜腿约束作用的混凝土三角刚构少支架与对拉杆组合 施工方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及桥梁工程施工领域，尤其涉及一种考虑斜腿约束作用的混凝土三角刚 构少支架与对拉杆组合施工方法。
【背景技术】
[0002] 混凝土三角刚构应用非常广泛，如中承式拱桥、V形刚构桥、部分梁拱组合桥等。施 工时，大多需先形成稳定的三角刚构，然后再进行其他部分的施工，在部分桥梁中作用非常 关键。三角刚构的施工进度、质量、安全等对整个桥梁的影响深远。然而，三角刚构施工存 在两个主要问题：
[0003] (1)传统的施工方法费用高，进度慢，质量及安全难以控制。
[0004] 传统的施工工艺通常采用全支架法，由于"V"形斜腿的存在，支架系统复杂而庞 大，施工周期长，费用高，若细节考虑不周，则可能引发失稳倒塌等，造成不可预知的后果， 类似事故屡见不鲜；另外，支架系统对地质条件有一定要求，受地质状态或水位深度等影 响较大，用预制桩往往难以打入足够深度，从而导致摩擦力或端承力不足，支架发生较大沉 降，引发质量安全事故，若采用钻孔灌注桩则费用较高，失去经济性；再者，支架系统需要重 物预压，费用高、时间长；最后，支架系统变形难以估计，在有限元计算中，边界条件无法较 好模拟，因此，给计算分析也带来困难。
[0005] (2)部分设计施工欠考虑，忽视斜腿约束作用，对主纵梁是否分段施工的判断认识 不足。
[0006] 目前，三角刚构普遍的施工过程中往往是一次性合拢主纵梁，形成三角刚构，然后 再张拉主纵梁预应力。然而，由于三角刚构的形成，斜腿会"抵消"一部分荷载，主梁的预应 力实际难以完全有效施加在主梁上，并且会改变斜腿的受力情况，若不经过详细的计算判 断，可能造成严重后果。部分工程的施工监测结果已发现了类似问题的存在。
【发明内容】
[0007] 本发明要解决的技术问题是提供一种考虑斜腿约束作用的混凝土三角刚构少支 架与对拉杆组合施工方法，其斜腿约束作用的计算简单、准确、高效，为判断主纵梁浇筑方 式提供有力依据，避免了搭建复杂庞大的全支架体系，能有效控制施工质量，缩短工期，节 约施工费用，降低安全风险。
[0008] 为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：考虑斜腿约束作用的混凝土三 角刚构少支架与对拉杆组合施工方法，包括以下步骤：
[0009] (1)拱座（a)施工完成；
[0010] ⑵斜腿（b) 1#节段劲性骨架（C)预埋安装；
[0011] (3)背杠（d)预埋安装，对拉杆（e) -端与其相连，另一端锚固在拱座顶；
[0012] (4) 1#节段钢筋及预应力束安装定位，模板安装，浇筑1#节段混凝土；
[0013] (5)按照上述（2)?（4)工序，完成斜腿其他节段混凝土浇筑，所不同的是下一节 段对拉杆锚固在上一节段已凝固的混凝土上；
[0014] (6)斜腿顶预留对拉杆管道，设置对拉杆⑴；
[0015] (7)斜腿上预设牛腿（g)，两斜腿间主纵梁施工支架（h)支撑于牛腿（g)、拱座（a) 或承台（i)上，斜腿外施工支架（j)支撑于持力层上；
[0016] (8)主纵梁A节段底模安装，钢筋及预应力束安装定位，浇筑该段混凝土，在浇筑 过程中逐级张拉对拉杆，混凝土达到设计强度后张拉该段预应力；
[0017] (9)主纵梁B节段底模安装，绑扎钢筋，预应力束通过接长器接长定位，浇筑该段 混凝土，混凝土达到设计强度后张拉该段预应力。
[0018] 三角刚构为对称三角刚构，具体要求为两边斜腿及斜腿内主纵梁对称，斜腿外两 边主纵梁可以不对称。
[0019] 步骤（3)中背杠采用型钢组合，平均每2?4m设置短精轧螺纹钢（k)与劲性骨架 连接。
[0020] 步骤（3)?（5)中对拉杆张拉力对斜腿根部的合力矩M1与斜腿重力在斜腿根部 产生的弯矩Mg的关系为MfMg = 0。
[0021] 步骤（5)中每节段混凝土浇筑面均与斜腿轴线保持垂直。
[0022] 步骤（3)?（5)中对拉杆采用精轧螺纹钢，步骤（6)中斜腿顶对拉杆采用钢绞线。
[0023] 步骤（8) (9)中主纵梁根据以下公式的计算结果判断是否分段浇筑：
【权利要求】
1. 一种考虑斜腿约束作用的混凝土三角刚构少支架与对拉杆组合施工方法，其特征在 于包括以下步骤： (1) 拱座（a)施工完成； (2) 斜腿（b) 1#节段劲性骨架（c)预埋安装； ⑶背杠⑷预埋安装，对拉杆（e) -端与其相连，另一端锚固在拱座顶； (4) 1#节段钢筋及预应力束安装定位，模板安装，浇筑1#节段混凝土； (5) 按照上述（2)?（4)工序，完成斜腿其他节段混凝土浇筑，所不同的是下一节段对 拉杆锚固在上一节段已凝固的混凝土上； (6) 斜腿顶预留对拉杆管道，设置对拉杆（f); (7) 斜腿上预设牛腿（g)，两斜腿间主纵梁施工支架（h)支撑于牛腿（g)、拱座（a)或承 台（i)上，斜腿外施工支架（j)支撑于持力层上； (8) 主纵梁A节段底模安装，钢筋及预应力束安装定位，浇筑该段混凝土，在浇筑过程 中逐级张拉对拉杆，混凝土达到设计强度后张拉该段预应力； (9) 主纵梁B节段底模安装，绑扎钢筋，预应力束通过接长器接长定位，浇筑该段混凝 土，混凝土达到设计强度后张拉该段预应力。
2. 根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于：所述三角刚构为对称三角刚构，两边 斜腿及斜腿内主纵梁对称，斜腿外两边主纵梁对称或不对称。
3. 根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于：步骤（3)中背杠采用型钢组合，平均 每2?4m设置短精轧螺纹钢（k)与劲性骨架连接。
4. 根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于：步骤（3)?（5)中对拉杆张拉力对 斜腿根部的合力矩M1与斜腿重力在斜腿根部产生的弯矩Mg的关系为MfMg = 0。
5. 根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于：步骤（5)中每节段混凝土浇筑面均 与斜腿轴线保持垂直。
6. 根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于：步骤（3)?（5)中对拉杆采用精轧 螺纹钢，步骤（6)中斜腿顶对拉杆采用钢绞线。
7. 根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于：步骤（8) (9)中主纵梁根据以下公式 的计算结果判断是否分段浇筑，
式中，FNb-实际作用在主纵梁上有效压力，F-作用在主梁两边的大小相等方向相反的 预加力；Ia -斜腿长度；Ib -主纵梁长度；Ea-斜腿弹性模量；Eb-主纵梁弹性模量;Aa-斜 腿截面面积；Ab-主纵梁截面面积；Ia-斜腿截面惯性矩；0 -斜腿与水平面夹角； 当k > 0. 97时，为保证预应力有效地施加到主纵梁上，可采用超张拉预应力筋的方法 以实现主纵梁一次性合拢，但需同时考虑斜腿根部下缘拉应力是否超限，以及预应力钢束 张拉控制应力值的问题，若允许，则可以一次性合拢主纵梁，否则为考虑张拉预应力时斜腿 的约束抵消作用，主纵梁需采取分段施工。
【文档编号】E01D21/00GK104358213SQ201410624487
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年11月7日 优先权日:2014年11月7日
【发明者】杨雨厚, 刘来君, 郝天之, 邱波, 罗月静, 何俊辉, 马娴, 周亭林 申请人:广西交通科学研究院