三角剛架無支架施工工藝的製作方法

2023-06-14 15:14:56

專利名稱：：三角剛架無支架施工工藝的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種三角剛架無支架施工工藝，屬於橋梁三角剛架施工工藝
技術領域：
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背景技術：
：現有技術中，三角剛架的施工工藝通常是採用搭建支撐支架，在支撐支架上澆築三角剛架V肢。有些三角剛架修建位置受河床地質狀況影響，覆蓋層較淺，若按照現有技術搭建支撐支架，用預製樁很難打入足夠的深度，難以獲得滿意的樁周摩擦力，難以保證施工質量；有些修建位置水深較大，若採用鑽孔灌注樁或打入預製樁施工，周期長，費用高。因此施工方案不夠理想。
發明內容本發明的目的在於提供一種不受河床地質狀況及水位深度影響、施工周期短、費用低的三角剛架無支架施工工藝，採用三角剛架內部的勁性骨架及下層混凝土進行支撐，以克服現有技術的不足。本發明是這樣實現的分層施工三角剛架，每層以下一層已澆段、本層預先安裝的勁性骨架、底模及水平預應力拉杆組成承重體系，按以下工序施工安裝勁性骨架一安裝底模一綁紮鋼筋一澆築混凝土，待混凝土達到強度後，進行上一層的施工，重複上述過程，將三角剛架全部澆築完畢。上述的三角剛架無支架施工工藝，在三角剛架內安裝有水平預應力拉杆，澆築的一層混凝土達到設計強度後，張拉水平預應力拉杆。上述的三角剛架無支架施工工藝，底模由錨固筋固定於下一層混凝土及本層的勁性骨架上述的三角剛架無支架施工工藝，具體步驟為，a、澆築承臺，安裝第一節段勁性骨架，勁性骨架的上下弦管內充填砼；安裝第一層底模，綁紮鋼筋，安裝側模和內模；澆築混凝土；b、安裝第二節段勁性骨架，將底模就位，調節標高，綁紮鋼筋，安裝水平預應力拉杆管道，並安裝側模和內模；澆築混凝土，然後卸除底模，待第二節段混凝土達到設計強度後，張拉第一節段水平預應力拉杆；c、重複上述步驟，當上層的混凝土達到設計強度，逐步解除下層的水平預應力拉杆；d、三角剛架的V肢結構完成澆筑後，在勁性骨架上安裝桁架，桁架支承系梁底模，安裝系梁鋼筋，波紋管、穿預應力筋，對系梁進行澆築。本發明採用三角剛架無支架施工方法對三角剛架的V肢結構進行澆築，避免了在三角剛架的V肢結構下方搭建支撐支架，因此不受三角剛架下面河床地質狀況及水位深度的影響。三角剛架內的勁性骨架結構簡單、節約了材料和安裝費用，也縮短了施工周期。申請人對本發明的施工方法進行了模擬計算，以驗證其可行性，計算如下本計算用ansys對其進行計算，用單元生死來模擬三角剛架的各施工工況。混凝土單元用solid92實體單元進行模擬。本模型單元數80627個；節點數128343個，在各張拉點位置對單元進行了細化。由於三角剛架整體剛度較大，進行張拉時，三角剛架各節點位移較小，因此可以在三角剛架各層的張拉點上直接施加節點力來模擬張拉索產生的力。模型如圖8所示本計算模型共分為23個工況對各施工步驟進行模擬1、激活第一層混凝土單元2、按節點力計入第二層混凝土的重量3、激活第二層混凝土單元，反向施加由第二層混凝土重量產生的節點力4、張拉第一層預應力，張拉力為1500t5、計入第三層混凝土前半層的重量6、激活第三層混凝土前半層的單元，反向施加由第三層混凝土前半層重量產生的節點力7、計入第三層混凝土後半層的重量8、激活第三層混凝土後半層的單元，反向施加由第三層混凝土後半層重量產生的節點力9、張拉第二層預應力，張拉力為2000t;反向張拉第一層預應力750t(剩餘750t)10、計入第四層混凝土前半層的重量11、激活第四層混凝土前半層的單元，反向施加由第四層混凝土前半層重量產生的節點力12、計入第四層混凝土後半層的重量13、激活第四層混凝土後半層的單元，反向施加由第四層混凝土後半層重量產生的節點力14、張拉第三層預應力，張拉力為2200t;反向張拉第一層預應力750t(剩餘0t)15、計入第五層混凝土前半層的重量16、激活第五層混凝土前半層的單元，反向施加由第五層混凝土前半層重量產生的節點力17、計入第五層混凝土後半層的重量18、激活第五層混凝土後半層的單元，反向施加由第五層混凝土後半層重量產生的節點力19、張拉第四層預應力，張拉力為2000t;反向張拉第二層預應力2000t(剩餘0t)20、計入系梁部分混凝土的重量，將系梁的重量分配到斜腿內側分層處的節點上21、激活系梁混凝土單元，將斜腿內側分層處的節點與系梁的相應節點進行耦合，反向施加由系梁的重量引起的斜腿內側分層處的節點力22、張拉系梁中的永久預應力索的70%，釋放第三層和第四層的臨時預應力(2200t、2000t)。23、刪除斜腿和系梁之間的耦合(去除澆注系梁混凝土所需的桁架)三角剛架在各工況的最大位移三角剛架各工況張拉點最大相對位移tableseeoriginaldocumentpage6注以上相對位移是指各層張拉點兩端距離與無變形時的距離差值十表示伸長，一表示縮短由上表可以得出由於相對位移較小，因此建模時可以用節點力來模擬各施工過程中的張拉力。3、計算結論對於各層混凝土都一次澆注完成的情況，通過計算得到，整體應力與無勁性骨架時(採用現有的支撐支架施工)的應力情況差別很小。只是在澆注各層混凝土時，本層混凝土對前一層已經達到強度的混凝土的上表面產生的拉應力比無勁性骨架時要小。無勁性骨架時，若各層都一次澆注完成，那麼對前一層混凝土的上表面產生的主拉應力為4MPa;有勁性骨架時為3.2MPa。若將第三、四、五層的混凝土各分兩次進行澆注，以上提到的表層主拉應力都將控制在2.OMPa以內；而且還可以大大減少溼混凝土對支墩和勁性骨架的作用力。因為勁性骨架方案的整體應力與無勁性骨架時的應力情況差別很小。因此無論對於現有的支架方案還是勁性骨架方案都可以認為勁性骨架(或支架)所起的作用主要是支撐各層剛剛澆注的溼混凝土的重量(沒有達到強度的混凝土)，而對整體三角剛架的受力沒有影響，即三角剛架施工採用勁性骨架和現澆支架兩種方案都是可行的。附圖l為現有技術的施工方案示意圖；附圖2為本發明的施工步驟1示意附圖3為本發明的施工步驟2示意附圖4為本發明的施工步驟3示意附圖5為本發明的施工步驟4示意附圖6為本發明V肢結構澆築完成後的示意附圖7為本發明的系梁施工示意附圖8為本發明的計算模型示意圖。具體實施例方式本發明的實施例。如圖2所示，不修築支撐支架，直接分層施工三角剛架l，需要澆築的每層以下一層已澆段、本層預先安裝的勁性骨架2、底模3及水平預應力拉杆7組成承重體系，按以下工序施工安裝勁性骨架2—安裝底模3—綁紮鋼筋4—澆築混凝土，待混凝土達到強度後，進行上一層的施工，重複上述過程，將三角剛架l全部澆築完畢。底模3、側模和內模採用現有的底模裝置，可以上下移動，重複進行澆築。底模3由錨固筋固定於下一層混凝土及本層的勁性骨架2上。為了降低三角剛架V肢底部的彎矩及分層混凝土之間的拉應力，在三角剛架l內安裝有水平預應力拉杆7，澆築的一層混凝土達到設計強度後，張拉水平預應力拉杆7。如圖4所示，水平預應力拉杆7的做法是在綁紮鋼筋及安裝模板時，預留預應力管道、預埋錨固裝置，等到需要張拉時，通過預應力管道安裝水平預應力拉杆7，以預埋的錨固裝置錨固拉杆，然後張拉水平預應力拉杆7，作用是將三角剛架V肢向中間拉攏，降低三角剛架V肢底部的彎矩及分層混凝土之間的拉應力。在實際工程設計修建中，水平預應力拉杆7也可以不用每層混凝土都安裝，可以根據設計計算後，在相應的層上安裝即可。在每層混凝土澆築時，還可以分為至少2部分進行分次澆築，減小混凝土的上表面產生的主拉應力。如圖2圖7所示，本發明的具體步驟為，a、預製砼樁頂澆築承臺，安裝第一節段勁性骨架2，勁性骨架2的上下弦管內充填砼，加強強度。安裝第一層底模3，綁紮鋼筋4，安裝側模和內模；為了保證支架安全，底層5的混凝土分兩次澆築混凝土，待第一次澆築砼達到強度後，作施工縫鑿毛處理後，澆築第二次，主拱側砼面水平；邊拱側砼面為3%坡度。然後卸除底模3，將底模3縱移至第二層位置，扣掛在第二節段勁性骨架2上。b、安裝第二節段勁性骨架2，將底模3就位，調節標高，底模3後端錨固在已澆築底層5的混凝土上，綁紮鋼筋4，安裝水平預應力拉杆7的管道和預埋錨固裝置，並安裝側模和內模;分兩次澆築第二層6的混凝土，然後卸除底模3，將底模3縱移至第三層位置，扣掛在第三節段勁性骨架2上。本實施例中，水平預應力拉杆7從第二層開始安裝。c、重複上述步驟，澆築第三層8、第四層9、第五層10的混凝土、當高層的混凝土達到設計強度，自身的水平張拉力達到要求後，逐步解除低層的臨時水平預應力拉杆7。如，澆築第五層10的混凝土後，可以解除最下面的水平預應力拉杆7。d、如圖6所示，本實施例的三角剛架l分為八層進行澆築。等三角剛架1的V肢結構完成澆筑後，解除所有的水平預應力拉杆7，在勁性骨架2上安裝桁架11，桁架ll支承系梁底模，安裝系梁鋼筋，波紋管、穿預應力筋，對系梁12進行澆築，澆築方法按照現有技術，澆築好的系梁12如圖7所示。其優點在於，可以利用勁性骨架2進行支撐，澆築系梁12，免去了再次搭建支撐支架的過程，節約了成本和工期。權利要求1.一種三角剛架無支架施工工藝，其特徵在於分層施工三角剛架，每層以下一層已澆段、本層預先安裝的勁性骨架、底模及水平預應力拉杆組成承重體系，按以下工序施工安裝勁性骨架→安裝底模→綁紮鋼筋→澆築混凝土，待混凝土達到強度後，進行上一層的施工，重複上述過程，將三角剛架全部澆築完畢。全文摘要本發明公開了一種三角剛架無支架施工工藝，其特徵在於分層施工三角剛架，每層以下一層已澆段、本層預先安裝的勁性骨架、底模及水平預應力拉杆組成承重體系，按以下工序施工安裝勁性骨架→安裝底模→綁紮鋼筋→澆築混凝土，待混凝土達到強度後，進行上一層的施工，重複上述過程，將三角剛架全部澆築完畢。本發明避免了在三角剛架的V肢結構下方搭建支撐支架，因此不受三角剛架下面河床地質狀況及水位深度的影響。三角剛架內的勁性骨架結構簡單、節約了材料和安裝費用，也縮短了施工周期。文檔編號E01D21/00GK101200877SQ200710203358公開日2008年6月18日申請日期2007年12月24日優先權日2007年12月24日發明者飛吳,張仕俊,俊楊,胡云江,傑覃,龍開林申請人:貴州省橋梁工程總公司