跨海大橋主塔優化補強施工工藝的製作方法

2024-04-14 14:53:05

1.本技術涉及跨海大橋主塔施工領域，尤其涉及一種跨海大橋主塔優化補強施工工藝。


背景技術：

2.橋梁建設過程中的安全問題受到重視。橋梁支架作為施工的主要支撐結構，它的安全是保證橋梁順利施工的重要前提之一。橋梁下橫梁支架倒塌事故，其中大部分是由於支架基礎不牢、局部扣件存在質量或施工誤差、施工過程不利荷載異常造成的，因此目前需要針對橋塔的結構優化補強方案。


技術實現要素：

3.本技術的主要目的在於提供一種跨海大橋主塔優化補強施工工藝，旨在解決橋塔的結構穩定不足的問題。
4.為實現以上目的，本技術提供一種大橋主塔優化補強施工方法，所述大橋主塔優化補強施工方法包括：
5.獲取橋梁主塔中的待補強結構，並制定適用於所述待補強結構的補強施工方案；
6.基於所述施工方案，對所述待補強結構進行相應的補強施工，得到補強後的橋梁主塔。
7.可選地，所述獲取橋梁主塔中的待補強結構，並制定適用於所述待補強結構的補強施工方案的步驟，包括：
8.獲取所述橋梁主塔的結構設計圖紙；
9.基於所述設計圖紙，確定所述待補強結構；
10.結合所述設計圖紙，對施工現場進行放樣，得到放樣結果；
11.分析所述放樣結果，制定適用於所述待補強結構的補強施工方案。
12.可選地，所述基於所述施工方案，對所述待補強結構進行相應的補強施工，得到補強後的橋梁主塔的步驟之後，所述方法包括：
13.確定適應於所述補強後的橋梁主塔的構造調整方案；
14.基於所述構造調整方案，調整所述橋梁主塔結構。
15.可選地，所述待補強結構包括橫橋向下橫梁、順橋向下橫梁、下塔柱及塔座、中塔柱、中塔柱頂部順橋向塔肢交匯和主橋支座，所述基於所述施工方案，對所述待補強結構進行相應的補強施工，得到補強後的橋梁主塔的步驟，包括：
16.對所述橫橋向下橫梁、所述下塔柱及塔座和所述中塔柱結構增加混凝土結構，並對增加的混凝土結構與原先的混凝土結構的結合面進行鑿毛處理，再進行植筋鑽孔；
17.對所述順橋向下橫梁結構增設預應力鋼束；
18.對所述中塔柱頂部順橋向塔肢交匯結構的塔柱交匯處底部粘貼鋼板，並在兩側植鋼筋，再澆無收縮灌漿料，與原結構形成整體；
19.將所述主橋支座結構中的抗風支座調整為四氟滑板支座，並將橫向固定支座調整為雙向活動支座。
20.可選地，所述對所述橫橋向下橫梁結構增加混凝土結構，並對增加的混凝土結構與原先的混凝土結構的結合面進行鑿毛處理，再進行植筋鑽孔的步驟，包括：
21.將所述橫橋向下橫梁結構中的橫梁兩側各增加500mm寬混凝土結構，頂部增加100mm厚uhpc結構；
22.對增加的混凝土結構與原先的混凝土結構的結合面進行鑿毛處理；
23.對橫梁新增截面部分內布置環向預應力鋼束，其中，所述預應力鋼束的規格為22-φ15.20。
24.可選地，所述對所述順橋向下橫梁結構增設預應力鋼束的步驟，包括：
25.沿順橋向橋塔進行鑽孔，得到預應力管道，其中，所述預應力管道分別位於順橋向橫梁頂、底部；
26.在所述預應力管道增設2根預應力鋼束，其中，所述預應力鋼束的規格為27-φ15.20。
27.可選地，所述對所述中塔柱結構增加混凝土結構，並對增加的混凝土結構與原先的混凝土結構的結合面進行鑿毛處理，再進行植筋鑽孔的步驟，包括：
28.對所述中塔柱結構距底部4m高度範圍對塔柱增加混凝土結構；
29.所述塔柱增加的混凝土結構與原先的混凝土結構的結合面進行鑿毛處理；
30.在所述塔柱設置閉合箍筋，外側設置主筋。
31.可選地，所述將橫向固定支座調整為雙向活動支座的步驟，包括：
32.對所述主橋支座的鋼梁進行頂升，拆卸舊上鋼板，並安裝新上鋼板，其中，所述新上鋼板為無約束擋塊；
33.在所述新上鋼板更換完成後，下落所述鋼梁。
34.本技術提供的一種大橋主塔優化補強施工工藝，與現有技術中橋塔的結構穩定不足的問題相比，在本技術中，獲取橋梁主塔中的待補強結構，並制定適用於所述待補強結構的補強施工方案；基於所述施工方案，對所述待補強結構進行相應的補強施工，得到補強後的橋梁主塔。即在本技術中，通過橋梁主塔中的待補強結構，結合施工現場的實際情況，制定適用於所述待補強結構的補強施工方案，基於所述補強施工方案，對所述待補強結構進行相應的補強施工，以此加強橋梁主塔的穩定性。
附圖說明
35.此處的附圖被併入說明書中並構成本說明書的一部分，示出了符合本技術的實施例，並與說明書一起用於解釋本技術的原理。為了更清楚地說明本技術實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對於本領域普通技術人員而言，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
36.圖1為本技術跨海大橋主塔優化補強施工工藝第一實施例的流程示意圖。
37.本技術目的的實現、功能特點及優點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。
具體實施方式
38.本技術提供一種跨海大橋主塔優化補強施工工藝，參照圖1，圖1為本技術跨海大橋主塔優化補強施工工藝第一實施例的流程示意圖。
39.本技術實施例提供了跨海大橋主塔優化補強施工工藝的實施例，需要說明的是，雖然在流程圖中示出了邏輯順序，但是在某些情況下，可以以不同於此處的順序執行所示出或描述的步驟。為了便於描述，以下省略執行主體描述跨海大橋主塔優化補強施工工藝的各個步驟，跨海大橋主塔優化補強施工工藝包括：
40.步驟s100，獲取橋梁主塔中的待補強結構，並制定適用於所述待補強結構的；
41.在本實施例中，所述橋梁主塔為鋼筋混凝土橋塔，由四肢塔柱構成，形成空間框架結構，橋塔橫梁由橋面以下的下橫梁、橋塔交匯位置的中橫梁以及塔頂的上橫梁組成。以中橫梁為界，單側順橋向兩肢塔在中橫梁位置合併為單肢塔，中上塔柱為箱型截面，下塔柱為實心截面。橋塔橫梁分為橫橋向下橫梁、順橋向下橫梁(縱梁)、中橫梁和上橫梁，其中縱、橫向下橫梁共同構成平面框架形式。順橋向兩肢塔柱在中橫梁位置並為一肢，中橫梁以上拉索區域在塔柱內設置鋼錨箱。
42.在本實施例中，所述待補強結構為橋梁主塔中需進行補強施工的結構，補強施工方案為具體對每個待補強結構進行補強的具體施工方案。
43.在本實施例中，獲取橋梁主塔中的待補強結構的方式可以是從橋梁主塔的結構設計圖紙中分析確定所述橋梁主塔中的待補強結構，也可以是通過現場放樣建模，分析得到所述橋梁主塔中的待補強結構。
44.在本實施例中，在確定了待補強結構結構後，制定適用於所述待補強結構的補強施工方案，基於所述補強施工方案，對每個待補強結構進行補強施工。
45.在本實施例中，所述橋梁主塔中的待補強結構主要包含：橫橋向下橫梁、順橋向下橫梁、下塔柱及塔座橫橋向外側、中塔柱底部、中塔柱頂部順橋向塔肢交匯處。
46.具體地，所述步驟s100，包括以下步驟s110-s140：
47.步驟s110，獲取所述橋梁主塔的結構設計圖紙；
48.在本實施例中，所述跨海大橋施工時，施工的具體實施方式均依靠橋梁主塔的結構施工圖紙或設計圖紙，所述結構設計圖紙中包含了所述橋梁主塔的各個組成部分的結構信息。
49.步驟s120，基於所述設計圖紙，確定所述待補強結構；
50.在本實施例中，根據所述設計圖紙，確定所述待補強結構。
51.步驟s130，結合所述設計圖紙，對施工現場進行放樣，得到放樣結果；
52.在本實施例中，對施工現場進行放樣，即結合圖紙和現場情況，具體以三維建模的形式對施工現場進行等比還原，從而得到待補強結構的模型，即得到放樣結果。
53.步驟s140，分析所述放樣結果，制定適用於所述待補強結構的補強施工方案。
54.在本實施例中，通過分析所述放樣結果，制定適用於所述待補強結構的補強施工方案。
55.步驟s200，基於所述施工方案，對所述待補強結構進行相應的補強施工，得到補強後的橋梁主塔。
56.在本實施例中，基於所述施工方案，對每個所述待補強結構進行相應的補強施工，
以此加強整體橋梁主塔的穩定性，得到補強後的橋梁主塔，提高了橋梁主塔的穩定性。
57.具體地，所述步驟s200，包括以下步驟s210-s240：
58.步驟s210，對所述橫橋向下橫梁、所述下塔柱及塔座和所述中塔柱結構增加混凝土結構，並對增加的混凝土結構與原先的混凝土結構的結合面進行鑿毛處理，再進行植筋鑽孔；
59.在本實施例中，增大橋梁主塔中的所述橫橋向下橫梁、所述下塔柱及塔座和所述中塔柱三個結構的截面，即通過增加混凝土結構增大截面，並對新老混凝土結合面進行鑿毛處理，即增加的混凝土結構與原先的混凝土結構的結合面進行鑿毛處理，再進行植筋鑽孔。
60.在本實施例中，凡涉及到新老混凝土結合的構件，在施工前，均須對原構件與新澆注混凝土結合部位進行鑿毛。其中，所述鑿毛處理要求徹底清除舊混凝土表面的抹灰層或破壞的舊混凝土面層，應露出混凝土的粗骨料，鑿毛面的粗糙幅度應達到6.0mm以上。但由於塔座處鋼筋與原設計塔座水平三層鋼筋網片焊接，為滿足鋼筋焊接搭接長度要求，必須鑿除原塔座需要搭接的鋼筋長度範圍內所有砼。同時為植筋鑽孔探路，參考原鋼筋走向定位鑽孔點位，避讓原鋼筋，以便快速高效開展植筋鑽孔工作。
61.在本實施例中，植筋鑽孔前需結合設計圖紙與現場實際情況進行現場放樣與測量，並參考前期已經鑿開的鋼筋走向，預設理想鑽孔軸線。為保證鑽孔質量及鑽孔效率，參照φ32mm和φ25mm鋼筋植筋鑽孔，採用水磨鑽，鑽頭直徑分別為36mm及28mm。鑽孔過程中需採用扶正裝置，並採用預防糾偏措施。鑽孔過程中如遇鋼筋及其他障礙物，可適當調整鑽孔位置，避繞原有塔座鋼筋，但必須保證鋼筋鑽孔數量及間距，不得缺少。孔深與錨筋埋設深度相同，孔徑比錨筋直徑大2～4mm，32mm孔深要求900mm孔徑選擇36mm，25mm孔深要求500mm孔徑選擇28mm,孔位應避讓原構造鋼筋，孔道應順直。
62.在本實施例中，通過在待補強結構中增大截面，增加混凝土結構，以此增加主塔的穩定性。
63.具體地，所述步驟s210，包括以下步驟a100-a300：
64.步驟a100，將所述橫橋向下橫梁結構中的橫梁兩側各增加500mm寬混凝土結構，頂部增加100mm厚uhpc結構；
65.步驟a200，對增加的混凝土結構與原先的混凝土結構的結合面進行鑿毛處理；
66.步驟a300，對橫梁新增截面部分內布置環向預應力鋼束，其中，所述預應力鋼束的規格為22-φ15.20。
67.在本實施例中，具體至所述橫橋向下橫梁結構，橫梁兩側各增加500mm寬混凝土結構，頂部增加100mm厚uhpc結構。新舊混凝土結合面進行鑿毛處理，並按圖紙要求進行植筋。橫梁新增截面部分內布置環向預應力鋼束，規格為22-φ15.20，單側共11根。其中，下橫梁增設鋼束內側5根需在縱向橫梁上進行鑽孔。鑽孔需避讓縱向橫梁內既有預應力鋼束和主要受力鋼筋。預應力錨具採用錨固張拉為一體的環向預應力錨具。
68.其中，本次橋塔優化在下橫梁頂部100mm厚使用uhpc超高性能混凝土。uhpc相較與普通砼具有更高的抗壓、抗拉強度，結構緻密耐久性好，超高的韌性及工作性能等優點，uhpc施工更加要嚴求。
69.具體地，所述步驟s210，還包括以下步驟b100-b300：
70.步驟b100，對所述中塔柱結構距底部4m高度範圍對塔柱增加混凝土結構；
71.步驟b200，所述塔柱增加的混凝土結構與原先的混凝土結構的結合面進行鑿毛處理；
72.步驟b300，在所述塔柱設置閉合箍筋，外側設置主筋。
73.在本實施例中，中塔柱為下橫梁至中橫梁部分，中塔柱底部4m高度範圍對塔柱截面加大，塔柱新老混凝土結合面進行鑿毛，設置閉合箍筋，外側設置主筋。
74.在本實施例中，還包括下塔柱及塔座橫橋向外側結構，在橫橋向外側沿著下塔柱及塔座對截面進行加大，縱向主筋伸入承臺。
75.步驟s220，對所述順橋向下橫梁結構增設預應力鋼束；
76.具體地，所述步驟s220，包括以下步驟c100-c200：
77.步驟c100，沿順橋向橋塔進行鑽孔，得到預應力管道，其中，所述預應力管道分別位於順橋向橫梁頂、底部；
78.步驟c200，在所述預應力管道增設2根預應力鋼束，其中，所述預應力鋼束的規格為27-φ15.20。
79.在本實施例中，順橋向橫梁上下各增設2根27-φ15.20預應力鋼束。需沿順橋向橋塔進行鑽孔，預應力管道分別位於順橋向橫梁頂、底部，預應力鋼束在張拉完成後進行壓漿及封錨。由於橫梁預應力施工時需在縱梁進行鑽孔，因此縱梁上下各預留2個備用孔。如縱梁鑽孔未對原有預應力造成損失，則縱梁上下2個備用孔無需進行鑽孔，僅實施4根預應力鋼束。當有損傷時，順橋向塔柱內上下共鑽八個孔。橫梁新增截面部分內布置環向預應力鋼束，規格為22-φ15.20，單側共11根。其中，下橫梁增設鋼束內側5根需在縱向橫梁上進行鑽孔。
80.在本實施例中，鑽孔需避讓縱向橫梁內既有預應力鋼束和主要受力鋼筋，具體方法如下：採用高精度水平鑽孔，需合理選用動力及輔助機具，選擇鑽具級配和鑽頭；鑽孔前需結合設計圖紙與現場實際情況進行現場放樣與測量，鑽孔中不損傷既有預應力鋼束，對理想鑽孔軸線進行預設；鑽孔過程中需採用扶正裝置，並採用預防糾偏措施；先施工橫梁預應力在縱梁上的鑽孔，結合具體鑽孔情況，施工縱梁預應力在橋塔上的鑽孔；建議在植筋施工前，先用鋼筋探測儀對鋼絞線分布進行定位檢測，或直接預先鑿除砼至波紋管處，在鋼絞線空擋處打孔，保證打孔精度，以避免對原結構的破壞；
81.在本實施例中，植筋的方式具體如下：
82.清理鑽孔：孔道先用硬鬃毛刷清刷，再以高壓乾燥空氣吹去孔底灰塵、碎片和水分，孔內應保持乾燥。由於鑽孔採用水磨鑽，孔道內水分不易揮發，為保證孔內乾燥，加快植筋效率可使用氧氣乙炔氣體燃燒高溫，烘烤孔道，保證孔道乾燥；
83.為保證植筋質量及效果，所有植筋孔位，清理完成自檢合格後，報現場監理工程師認可後方可進行下道工序；
84.灌膠：將植筋膠按照3：1配合攪拌均勻後，由孔底灌注至孔深2/3處，待插入錨筋後，膠即充滿整個孔洞；
85.插入錨筋：錨筋插入前應清除插入部分的表面汙物，並須插到孔底，孔口多餘的膠應清除。汙物應先以鋼刷清除，再用丙酮擦淨，並予拭乾；
86.在膠液幹固之前，避免擾動錨固鋼筋，孔位附近不應有明水；
87.植筋鑽孔後，應立即清理乾淨，並予以植埋，避免成片植筋孔長時間空待，對施工的盲孔應立即清孔乾淨後用植筋膠回填；
88.為檢驗植筋效果，在後植入鋼筋中進行現場拉拔試驗。採用非破壞性檢驗，隨機抽取同規格同型號、基本相同部位的植筋部位組成一個批次(豎直面、傾斜、水平位置)的1
‰
，且不少於3根，檢驗荷載取值為：直徑25mm:135kn；直徑32mm:260kn；直徑16mm:66kn；
89.鋼筋未拔出、混凝土無損壞即可。
90.在本實施例中，預應力管道採用兩種管道組合形式；下橫梁橫橋向11道直線端採用φ130塑料波紋管與塔肢端提前預彎鋼管共同構成環形下橫梁環向預應力管道。波紋管與鋼管之間採用熱塑套連接，熱塑套長度可根據實際情況進行調整，熱塑套連接全橋共計176處。橫梁預應力轉彎位置外套管為鋼管，縱梁預應力管道採用不鏽鋼管。預應力管道安裝前應檢查接口管道質量及兩端截面形狀，遇到有可能漏漿部分應割除、整形和除去兩端毛刺後使用。接管處及管道與喇叭管連接處，應用膠帶密封。縱梁預應力為直線束，錨具採用常規預應力錨具。錨具包括錨墊板、壓漿管、螺旋筋部分，螺旋筋採用hpb300螺旋筋加工製作，避免了預應力張拉端槽開口過大切斷塔柱的豎向受力主筋，預應力張拉驗收合格後，按設計要求切割多餘鋼絞線，封堵錨頭。
91.步驟s230，對所述中塔柱頂部順橋向塔肢交匯結構的塔柱交匯處底部粘貼鋼板，並在兩側植鋼筋，再澆無收縮灌漿料，與原結構形成整體；
92.在本實施例中，為防止在順橋向兩塔肢交匯處應力集中引起混凝土開裂，在塔柱交匯處底部粘貼鋼板，並在兩側植鋼筋，後澆超強無收縮灌漿料與原結構形成整體。
93.在本實施例中，採用超強無收縮灌漿料在環向預應力張拉槽口回填部位和中塔柱兩肢頂部合併處，保證混凝土之間緊密接觸。灌漿後無收縮、自密實，灌漿料與錨槽內鋼筋具有強握裹力，耐久性要求材料使用壽命大於結構使用壽命，以此提高順橋向兩塔肢交匯處的穩定性。
94.步驟s240，將所述主橋支座結構中的抗風支座調整為四氟滑板支座，並將橫向固定支座調整為雙向活動支座。
95.在本實施例中，將原設計8個抗風支座調整為四氟滑板支座，並對鋼梁連接部位進行加強，並將橫向固定支座調整為雙向活動支座。
96.具體地，所述步驟s240，包括以下步驟d100-d200：
97.步驟d100，對所述主橋支座的鋼梁進行頂升，拆卸舊上鋼板，並安裝新上鋼板，其中，所述新上鋼板為無約束擋塊；
98.步驟d200，在所述新上鋼板更換完成後，下落所述鋼梁。
99.在本實施例中，原橫向固定支座調整為雙向活動支座，對原支座橫向固定裝置進行放鬆，通過更換支座上鋼板(調整上鋼板為無約束擋塊)實現，支座上鋼板更換需對鋼梁進行頂升，拆卸舊上鋼板、安裝新上鋼板，更換完成後進行落梁。
100.在所述步驟s200，基於所述施工方案，對所述待補強結構進行相應的補強施工，得到補強後的橋梁主塔的步驟之後，所述方法包括以下步驟e100-e200：
101.步驟e100，確定適應於所述補強後的橋梁主塔的構造調整方案；
102.步驟e200，基於所述構造調整方案，調整所述橋梁主塔結構。
103.在本實施例中，由於橋梁主塔的構造調整變化，為適應於所述補強後的橋梁主塔，
需要進行橋梁主塔的構造調整，具體地，橋梁主塔的構造調整方案為將上橫梁上移1m，橫梁頂標高為81.9m，並將橫梁高度調整為2m高，對中橫梁及上塔柱相關構造及鋼筋進行了調整。
104.本技術提供的一種大橋主塔優化補強施工工藝，與現有技術中橋塔的結構穩定不足的問題相比，在本技術中，獲取橋梁主塔中的待補強結構，並制定適用於所述待補強結構的補強施工方案；基於所述施工方案，對所述待補
105.強結構進行相應的補強施工，得到補強後的橋梁主塔。即在本技術中，通過5橋梁主塔中的待補強結構，結合施工現場的實際情況，制定適用於所述待補
106.強結構的補強施工方案，基於所述補強施工方案，對所述待補強結構進行相應的補強施工，以此加強橋梁主塔的穩定性。
107.需要說明的是，在本文中，術語「包括」、「包含」或者其任何其他變體意在0涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者系
108.統不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者系統所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句「包括一個
……」
限定的要素，並不排除在包括該要素的過程、方法、物品或者系統中還存在另外的相同要素。
109.5上述本技術實施例序號僅僅為了描述，不代表實施例的優劣。
110.以上僅為本技術的優選實施例，並非因此限制本技術的專利範圍，凡是利用本技術說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本技術的專利保護範圍內。