预应力钢筋混凝土圆形拱塔施工方法技术

本发明专利技术公开了预应力钢筋混凝土圆形拱塔施工方法,它包括测量放样；支架设计及制作；模板的设计、制作；预埋件埋设；托架、立柱及连接系安装；砂筒制作、安装；纵梁、横向排架及连接系安装；主塔支架预压；模板安装；混凝土现场浇筑、养护；预应力筋下料与穿束；预应力筋张拉；预应力管道压浆施工；支架拆除。本发明专利技术通过采用钢管柱+排架的支撑体系结构，用于施工预应力钢筋混凝土圆形拱塔的施工，大幅缩短了施工工期、降低工人劳动强度和施工难度，有效保障了拱形结构施工当中受力变化的均衡性，确保了桥梁施工和后期的运营安全，具有明显的综合经济效益和社会效益，对类似的桥梁结构施工具有广泛的推广应用价值和借鉴意义。

【技术实现步骤摘要】
预应力钢筋混凝土圆形拱塔施工方法
本专利技术属于建筑施工
，具体涉及一种预应力钢筋混凝土圆形拱塔施工方法。
技术介绍
根据目前掌握的资料，预应力钢筋混凝土桥塔塔型以A型、倒Y型、H型、钻石型以及独塔设计为主，相应的施工工艺技术较成熟，一般采用翻模分段施工和滑模连续施工，而预应力钢筋混凝土圆形拱塔桥的圆形拱塔塔型设计目前为全国首例，在国外也暂未查到相关设计和施工方法记录。圆形拱塔设计造型美观，受力合理，但工艺技术复杂、工序多、技术质量要求高，施工难度较大，参考传统的拱桥施工方法，主要有支架法和无支架法两种。支架法即从地面开始搭设满堂钢管支架直至拱顶，然后进行支模、浇筑、养护等施工，该方法最大的优点是不需要大型吊装设备,其缺点是施工用的支架模板消耗量大、施工工期长、投入人力多、钢管支架搭设对地基基础承载能力要求较高，且常规满堂支架钢管杆件本身承载能力有限，安全风险较大，对于大体积混凝土结构浇筑分段、分块较多，对浇筑质量控制措施要求高，对山区桥梁及高墩柱施工有很大的局限性；无支架法主要有缆索吊装法、转体施工法和挂悬臂浇筑法，无支架法主要用于地基软弱、墩柱高、支架搭设困难的山地丘林地区桥梁上部结构施工，主要施工特点为利用塔架、缆索、抱箍或转向结构等设施进行分段预制安装，悬空作业时间长，安全风险较大，分段逐节拼装对于两端合拢时梁底高程误差易超出标准范围，对于结构受力极为不利，质量控制难度大。本专利技术的成功实施，填补了我国在内预应力钢筋混凝土圆形拱塔施工技术方面的空白，在今后的景观桥梁建设施工中具有较大实际推广价值，应用前景广阔。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术的目的在于提供一种预应力钢筋混凝土圆形拱塔施工方法。所述的预应力钢筋混凝土圆形拱塔施工方法,其特征在于包括测量放样；支架设计及制作；模板的设计、制作；预埋件埋设；托架、立柱及连接系安装；砂筒制作、安装；纵梁、横向排架及连接系安装；主塔支架预压；模板安装；混凝土现场浇筑、养护；预应力筋下料与穿束；预应力筋张拉；预应力管道压浆施工；支架拆除。所述的预应力钢筋混凝土圆形拱塔施工方法,其特征在于具体包括如下步骤：1）测量放样：先建立施工控制网，并对施工细部结构以及几何尺寸，倾角、线型等精密定位，以精密水准仪几何水准测量法进行高程放样；2）支架设计、制作：支架包括主塔支架和人行支架，主塔支架包括主塔支架预埋件、第一钢管立柱、第三钢管立柱、柱间连接系、纵梁、砂筒、排架及模板系统，排架包括排架A、排架B、排架C；主塔支架侧面设有人行支架，人行支架包括主梁上的人行支架预埋件、第二钢管立柱、平台连接系、托架及作业平台；3）模板的设计、制作：模板采用钢模板，通过纵横筋加厚保证模板抗压强度，模板拼装采用螺栓连接；4）预埋件埋设：预埋件包括主塔支架预埋件和人行支架预埋件，主塔支架预埋件为预留螺栓结构，人行支架预埋件为焊接结构预埋件，预埋件安装工艺流程为：结合主体结构放线→找准位置埋放埋件→检查调整→绑扎固定；5）托架、钢管立柱及连接系安装：托架安装步骤：牛腿加工→标高位置测量→预埋件预埋→托架安装；第一钢管立柱第二钢管立柱、平台连接系及柱间连接系安装前复核预埋钢板平面位置及高程，并放出钢管立柱桩位中心位置，第二钢管立柱与预埋钢板采用角焊缝焊接，所有钢管立柱中心线沿顺桥向平行；6）砂筒制作、安装：砂筒通过钢垫板焊接在第一钢管立柱顶部的柱头上，砂筒上的流沙孔设置于砂筒底向上2～3cm位置，便于操作，流沙孔外侧贴面焊接螺母；砂筒安装需进行高程测量，主要测量砂筒放置区顶节钢管桩顶的实际高程，从而确定每个砂筒的实际高程，并预留3～5mm的沉降；7）纵梁、排架、排架连接系安装：纵梁为3根工字梁(2H488×300)，吊装前焊接成整体，通过塔吊直接吊装，纵梁与砂筒通过焊缝进行连接，排架通过型钢焊接成排架结构，同榀排架之间采用连接系焊接成整体，直接吊安；排架A与第三钢管立柱用横向分配梁抄紧，排架B底端支撑在第三钢管立柱上，顶端支撑在排架C上，用钢板进行抄紧；8）主塔支架预压：用吊车吊放专业吨袋装砂对支架进行预压，预压在支架搭设完成以后分级加载，加载沉降稳定后，进行卸载，卸载的同时继续观测；9）模板安装：模板采用钢模，钢模通过螺栓进行连接，钢模主肋直接支撑在排架上，主塔的芯模采用钢管与侧模焊接固定，并在侧模进行开孔，以便对砼进行振捣；10）钢筋的制作、安装：钢筋在加工车间下料、弯制成型，成品编号堆码，再倒运至现场按设计图放样、绑扎安装；11）混凝土现场浇筑、养护：圆形拱塔塔柱分五段三次浇筑完成，混凝土采取分层浇筑，全断面连续浇筑，混凝土浇筑完毕终凝后即开始洒水养护，养护时间不小于7天；12）预应力筋下料与穿束：圆形拱塔主塔采用纵向预应力体系，预应力波纹管定位钢筋按30cm布设，预应力筋钢绞线在平整硬化的地面或栈桥面下料，成品束由吊机转至梁面安装，纵向预应力筋钢绞线穿束安排在各层钢筋绑扎完毕后进行，钢绞线对号穿入预应力波纹管内，在已浇前端设置导向装置，采用塔吊吊装、人工配合卷扬机由一端向另一端一次穿束；13）预应力筋张拉：在节段混凝土强度达到90%以上,并达到相应强度的弹性模量,混凝土龄期不少于7天后方可进行。纵向预应筋钢绞线采用两端同时进行张拉，预应力筋张拉以张拉力和伸长值进行双向控制；14）预应力管道压浆施工：预应力筋张拉完成后，在48h内进行预应力筋孔道压浆；15）支架拆除：拆除作业采取分段、分立面拆除，从顶层开始，逐层向下进行，各层连接件必须拆到该层时再拆除。所述的预应力钢筋混凝土圆形拱塔施工方法，其特征在于步骤2）中的主塔支架具体结构为：在主梁顶面设置主塔支架预埋件，主塔支架预埋件上连接Φ630×12mm的第一钢管立柱和第三钢管立柱，第一钢管立柱和第三钢管立柱由柱间连接系连接，柱间连接系采用2根[20a槽钢通过法兰进行连接，第一钢管立柱顶部设置柱头，柱头上通过垫板连接砂筒，砂筒上摆放3根工字梁(2H488×300)作为纵梁，横向主要承载构件为型钢排架，排架A与第三钢管立柱用横向分配梁抄紧，排架B底端支撑在第三钢管立柱上，顶端支撑在排架C上，用钢板进行抄紧；模板系统摆放在排架上。所述的预应力钢筋混凝土圆形拱塔施工方法，其特征在于步骤2）中的人行支架包括通过人行支架预埋件设置在主梁的第二钢管立柱，第二钢管立柱与第三钢管立柱由平台连接系连接，第二钢管立柱上设有一组托架，作业平台和走道位于托架上表面；第二钢管立柱采用Φ400×8mm钢管柱，平台连接系和托架均采用2根[20a槽钢。所述的预应力钢筋混凝土圆形拱塔施工方法，其特征在于主塔支架的安装工艺如下：主塔支架预埋件留设→吊安第一钢管立柱、第二钢管立柱→安装柱间连接系→吊安砂筒→纵梁安装→排架安装→排架连接系安装→模板系统安装；人行支架的安装工艺如下：人行支架预埋件留设→安装托架→吊安第二钢管立柱→安装平台连接系→吊安作业平台并固定。所述的预应力钢筋混凝土圆形拱塔施工方法，其特征在于步骤6）中的砂筒内的流砂为细砂，其含泥量不大于2%，含水量不大于1%，砂筒安装时预留3～5mm的沉降，每个砂筒用压力机进行预压，其预压力为200t。所述的预应力钢筋混凝土圆形拱塔施工方法，其特征在于步骤8）中的主塔外钢模开孔时，孔的布置为横本文档来自技高网...

【技术保护点】
预应力钢筋混凝土圆形拱塔施工方法,其特征在于包括测量放样；支架设计及制作；模板的设计、制作；预埋件埋设；托架、立柱及连接系安装；砂筒制作、安装；纵梁、横向排架及连接系安装；主塔支架预压；模板安装；混凝土现场浇筑、养护；预应力筋下料与穿束；预应力筋张拉；预应力管道压浆施工；支架拆除。

【技术特征摘要】
1.预应力钢筋混凝土圆形拱塔施工方法,其特征在于包括测量放样；支架设计及制作；模板的设计、制作；预埋件埋设；托架、立柱及连接系安装；砂筒制作、安装；纵梁、横向排架及连接系安装；主塔支架预压；模板安装；混凝土现场浇筑、养护；预应力筋下料与穿束；预应力筋张拉；预应力管道压浆施工；支架拆除。2.根据权利要求1所述的预应力钢筋混凝土圆形拱塔施工方法,其特征在于具体包括如下步骤：1）测量放样：先建立施工控制网，并对施工细部结构以及几何尺寸，倾角、线型等精密定位，以精密水准仪几何水准测量法进行高程放样；2）支架设计、制作：支架包括主塔支架和人行支架，主塔支架包括主塔支架预埋件（12）、第一钢管立柱（9）、第三钢管立柱（13）、柱间连接系（10）、纵梁（6）、砂筒（5）、排架及模板系统，排架包括排架A（2）、排架B（4）、排架C（8）；主塔支架侧面设有人行支架（1），人行支架（1）包括主梁上的人行支架预埋件（101）、第二钢管立柱（102）、平台连接系（105）、托架（103）及作业平台（104）；3）模板的设计、制作：模板采用钢模板，通过纵横筋加厚保证模板抗压强度，模板拼装采用螺栓连接；4）预埋件埋设：预埋件包括主塔支架预埋件（12）和人行支架预埋件（101），主塔支架预埋件（12）为预留螺栓结构，人行支架预埋件（101）为焊接结构预埋件，预埋件安装工艺流程为：结合主体结构放线→找准位置埋放埋件→检查调整→绑扎固定；5）托架、钢管立柱及连接系安装：托架安装步骤：牛腿加工→标高位置测量→预埋件预埋→托架（103）安装；第一钢管立柱（9）第二钢管立柱（102）、平台连接系（105）及柱间连接系（10）安装前复核预埋钢板平面位置及高程，并放出钢管立柱桩位中心位置，第二钢管立柱（102）与预埋钢板采用角焊缝焊接，所有钢管立柱中心线沿顺桥向平行；6）砂筒制作、安装：砂筒（5）通过钢垫板焊接在第一钢管立柱（9）顶部的柱头上，砂筒（5）上的流沙孔设置于砂筒底向上2～3cm位置，便于操作，流沙孔外侧贴面焊接螺母；砂筒（5）安装需进行高程测量，主要测量砂筒放置区顶节钢管桩顶（14）的实际高程，从而确定每个砂筒（5）的实际高程，并预留3～5mm的沉降；7）纵梁、排架、排架连接系安装：纵梁（6）为3根工字梁(2H488×300)，吊装前焊接成整体，通过塔吊直接吊装，纵梁（6）与砂筒（5）通过焊缝进行连接，排架通过型钢焊接成排架结构，同榀排架之间采用连接系焊接成整体，直接吊安；排架A（2）与第三钢管立柱（13）用横向分配梁（3）抄紧，排架B（4）底端支撑在第三钢管立柱（13）上，顶端支撑在排架C（8）上，用钢板进行抄紧；8）主塔支架预压：用吊车吊放专业吨袋装砂对支架进行预压，预压在支架搭设完成以后分级加载，加载沉降稳定后，进行卸载，卸载的同时继续观测；9）模板安装：模板采用钢模，钢模通过螺栓进行连接，钢模主肋直接支撑在排架上，主塔施工时先安装调整底模、外侧模、芯模，再安装内侧模和顶模，主塔的芯模采用钢管与侧模焊接固定，并在侧模进行开孔，以便对砼进行振捣；10）钢筋的制作、安装：钢筋在加工车间下料、弯制成型，成品编号堆码，再倒运至现场进行绑扎安装，现场利用汽车或塔吊辅助人工吊装在箱梁上，再按设计图放样绑扎，施工时先安装主塔底、腹板钢筋预应力筋，再安装顶板钢筋；11）混凝土现场浇筑、养护：圆形拱塔塔柱分五段三次浇筑完成，混凝土采取分层浇筑，全断面连续浇筑，混凝土浇筑完毕终凝后即开始洒水养护，养护时间不小于7天；12）预应力筋下料与穿束：圆形拱塔主塔采用纵向预应力体系，预应力波纹管定位钢筋按30cm布设，预应力筋钢绞线在平整硬化的地面或栈桥面下料，成品束由吊机转至梁面安装，纵向预应力筋钢绞线穿束安排在各层钢筋绑扎完毕后进行，钢绞线对号穿入预应力波纹管内，在已浇前端设置导向装置，采用塔吊吊装、人工配合卷扬机由一端向另一端一次穿束；13）预应力筋...

【专利技术属性】
技术研发人员：何刚，易文举，陈立，杨涛，于航波，
申请(专利权)人：浙江省大成建设集团有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33