刚构桥装配式预应力牛腿支撑施工方法

　　摘要：装配式预应力牛腿支架较传统的满堂支架、预埋牛腿法适用性更广，具有易周转、标准化强的特点。文章介绍了装配式预应力牛腿支架在刚构桥0#块、1#块现浇施工中的具体应用方法，阐述了该施工方法的特点、适用范围、工艺原理、施工流程及操作要点。

　　关键词：装配式预应力牛腿;刚构桥;施工方法

　　0 引言

　　随着公路基础设施由平原地区或微丘地区逐渐向崇山峻岭山区挺进，刚构桥在公路所占的比例越来越大，同时刚构桥在梁、墩(塔)结合的部位通常有着大体积的悬挑混凝土，这一部分混凝土的施工支架承重系统在满足目前的常规施工基础上，如何更进一步实现经济、高效、安全、环保，是个需要认真思考的问题。

　　目前，我国在刚构桥的0#块、1#块施工时主要采用满堂支架法和预埋牛腿法。由于混凝土的体积大、重量大，满堂支架法对地基的要求非常高，早期沉降和后期的不均匀沉降都会给混凝土带来不可估量的破坏。而预埋牛腿法需要进行大量的现场焊接作业，如果现场焊接条件并不是很好(如大风天气的影响、高空施工的影响、立焊作业的不可预见性等)，导致预埋件留下质量隐患，从而导致牛腿的荷载承受能力下降、变形量增大，最终影响混凝土质量和现场施工安全。

　　而在0#块施工中采用预应力牛腿支架施工工艺，有施工较为便捷、整体结构稳定、施工安全、能实现标准化、较易周转、降低施工成本、无污染等优点。

　　1 方法特点

　　1.1 装配化、标准化程度高

　　预应力牛腿克服了传统满堂支架和预埋牛腿结构存在的不足，能够实现标准化制造，施工时安装方便，结构牢固，提高施工效率。所使用的三角桁架结构、横联结构和剪力槽制作材料均采用型钢，材料来源便捷，工厂里集中加工，加工条件好，加工尺寸精度高，焊接质量能得到充分的保证，标准化程度高。

　　1.2 安装简单、受力明确

　　预应力牛腿采用预应力装置的张拉来消除施工过程中三角桁架结构的竖杆因承受悬臂荷载时产生的变形，系统整体稳定性好，安全性高。使用预应力牛腿施工时各部件安装简单，一目了然，现场不需要进行焊接作业，操作方便，不需要强体力劳动。

　　1.3 显著优势

　　预应力牛腿由三角桁架结构、横联结构、预应力装置组成。安装时为装配式安装，操作简单，施工便捷，整体结构稳定，施工安全、能实现标准化，较易周转、降低施工成本、无污染。

　　2 工艺原理及适用范围

　　本工法适用于连续梁桥、刚构桥等桥梁0#或1#块悬浇大体积混凝土施工及其他类似大体积混凝土悬臂施工。

　　3 工艺原理

　　通过对牛腿施加预应力从而减小实际施工时牛腿的变形，确保支架的稳定性。同时，牛腿的安装、拆除过程中无材料损耗，高装配化保证了100%重复利用。

　　4 施工工艺流程及操作要点

　　4.1 施工工艺流程

　　施工工艺流程如图1所示，分为以下几个步骤：

　　(1)根据悬臂混凝土的重量计算，设计图纸，加工部件，并运至施工现场。

　　(2)按设计位置在墩身混凝土体浇筑时预埋剪力槽及预应力通道。

　　(3)待墩身混凝土体强度达到要求后，吊装三角桁架结构，将三角桁架结构下弦杆插入剪力槽中，将预应力装置中精轧螺纹钢依次穿过三角桁架结构的竖杆、预应力通道、对称侧上三角桁架结构的竖杆，上紧两端的螺母，使混凝土体相互对称的两榀三角桁架结构上的竖杆都紧贴混凝土体。

　　(4)重复步骤完成同一竖杆上其他组由精轧螺纹钢及其配套的螺母组成的预应力装置的安装，如图2所示。

　　(5)将所有竖杆上的精轧螺纹钢按计算值进行张拉，完成张拉后上紧螺母。

　　(6)吊装横联结构连接混凝土体同侧上两两相邻的三角桁架结构，采用焊接或者螺栓连接方式依次分别连接同侧相邻的三角桁架结构的竖杆、上弦杆、斜撑杆。

　　4.2 操作要点

　　4.2.1 支架设计

　　支架设计考虑三个方面的内容：

　　(1)支架的安全性，包括支架本身的强度、刚度、稳定性，也包括施工作业人员和材料设备的安全。

　　(2)施工方便，可操作性强，各项施工内容明了、直接，各项数值尽量采用易记的数字，材料采用市场能买到的通用材料。

　　(3)经济性，即尽量少买新材料，从公司已有材料中组合搭配，即使需要用到新材料，也要考虑材料可回收，实现重复利用。

　　牛腿下弦杆通过预留方盒子，伸入混凝土55 cm，结构如图3～4所示。

　　横联结构的主要作用是防止牛腿左右摆动，在牛腿的立柱、水平弦杆、斜撑上各加一联，材料用I10槽钢。横联结构与牛腿间用螺栓连接，如图5所示。

　　牛腿下弦杆伸进混凝土的部分设计深度≥55 cm，从剪力槽平面往下(5+7.5+7.5)cm布设3层钢筋网，网片用10 mm的螺纹钢按7.5 cm×7.5 cm的网眼布置，下料长度为60 cm，每个牛腿下料48根。如图6所示。

　　牛腿加工各焊点必须采用坡口焊，内外熔透。工字钢在贝雷梁支点处、张拉节点处、各杆件交叉处进行加劲。

　　4.2.2 預埋件设置

　　承台施工时应预埋反拉用的精轧螺纹钢，布设位置应根据计算墩顶悬臂浇筑混凝土重心来确定。精轧螺纹钢埋入混凝土里的深度应≥2 m，且底部利用螺栓、锚垫板加以锚固。

　　根据悬臂浇筑的混凝土底模标高确定牛腿预应力管道和剪力槽标高，在对应墩身节段浇筑前预埋牛腿预应力管道和剪力槽盒子。为保证预应力管道在混凝土浇筑过程中保持顺直，可将角钢布设于预应管道下方，焊接固定于墩柱主筋上面。剪力槽盒子安装前应当应检查尺寸，精确到毫米，以保证牛腿能够顺利安装上去。

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文章名称： 刚构桥装配式预应力牛腿支撑施工方法

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