一种节段梁平衡悬拼的施工方法
技术领域
本发明涉及桥梁施工技术领域，更具体地说，涉及一种节段梁平衡悬拼的施工方法。
背景技术
在进行高架或桥梁建设时，采用预制节段梁吊装悬拼工艺可以减少施工占道时间，且具有质量高、安全风险低和环保等优势。节段梁悬拼都是以桥墩为中心进行两侧悬拼，称之为T构拼接。现有技术中，进行T构悬拼时，都是先在桥墩上方固定可以被桥墩支撑的中间节段，然后为降低平衡弯矩，同时在桥墩两侧对接1号节段梁，然后继续同时在两侧同步对接2号节段梁，依次推进，直至整个桥梁闭合，以避免单侧拼接造成不平衡弯矩过大而引起节段形变。但两侧同时悬拼不仅需要更多操作人员、需要两架吊装机等施工设备，还需要施工同步，保证两侧节段梁均与中间节段的对接高度一致，保持对接环节和进程一致，给施工过程增加了很大操作难度。
有鉴于此，亟需改进现有的节段梁悬拼方法，以降低施工难度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种节段梁平衡悬拼的施工方法，使节段梁可以进行单侧悬拼，降低施工难度、简便施工操作，并保证T构悬拼过程中的结构体系安全。
为实现上述目的，本发明提供的一种节段梁平衡悬拼的施工方法，包括步骤一：在中部桥墩上方安装中墩0号节段；步骤二：在中墩0号节段两侧架设第一节跟随支架，所述跟随支架由多个底部调节托座、稳定底架、多个拼接节段及多个支顶装置模节段化组拼而成，各所述底部调节托座与所述稳定底架之间、所述稳定底架与各所述拼接节段之间、各所述拼接节段之间及所述拼接节段与各所述支顶装置之间均设置为可拆卸地连接，所述底部调节托座和所述支顶装置均设置有高度调节结构和调平结构，根据所述中墩0号节段两侧架设位置处的悬拼高度组装第一节所述跟随支架，并调节各所述支顶装置的顶面高程达到预设高程且位于同一平面；步骤三：悬吊第一个中墩1号节段放置在所述中墩0号节段一侧的第一节所述跟随支架上，通过调整所述支顶装置使该所述中墩1号节段与所述中墩0号节段高度齐平、对接就位；步骤四：按照步骤三过程将位于所述中墩0号节段另一侧的第二个中墩1号节段吊装到位；步骤五：分别根据两个所述中墩1号节段悬拼侧的悬拼高度组装并架设第二节所述跟随支架，并调节第二节所述跟随支架的各所述支顶装置的顶面高程达到预设高程且位于同一平面；步骤六：按照步骤三和步骤四的操作过程将中墩2号节段分别进行单侧吊装到位；步骤七：重复步骤二至步骤四的操作安装中墩3号节段、中墩4号节段、…至中部桥墩的T构悬拼完成。
优选地，还包括步骤八：在边部桥墩两侧按照步骤二的操作过程分别架设一节所述跟随支架，并按照步骤三的操作过程分别单侧安装两个边跨1号节段；步骤九：在靠近所述中间桥墩的所述边跨1号节段的悬拼侧架设一节所述跟随支架，并按照步骤三的操作过程安装边跨2号节段；步骤十：按照步骤八的操作过程安装边跨3号节段、边跨4号节段至边部桥墩的T构悬拼完成。
优选地，步骤三还包括在所述中墩1号节段与所述中墩0号节段对接时，先进行试拼装，通过试拼装两个梁段位置和高度匹配后将悬拼的梁段水平移开，然后对两个梁段进行涂胶拼接并确保精确对位；步骤四包括，在两个所述中墩1号节段均涂胶拼接之后对两个所述中墩1号节段依次进行临时预应力张拉、胶层养护、永久应力张拉及压浆施工。
优选地，还包括将第N节所述跟随支架重新架设至中墩M号节段的悬拼侧，并按照步骤三和步骤四的操作安装M+1号节段,；其中，N为大于0的正整数，M为大于N的正整数。
优选地，在将第N节所述跟随支架重新架设至中墩M号节段的悬拼侧时，使用叉车对第N节所述跟随支架进行转移。
优选地，所述底部调节托座包括顶板、竖直连接在所述顶板下方的套筒、与所述套筒螺纹连接的第一支撑柱、位于所述第一支撑柱底端的球体、与所述球体铰接的底板，所述底板的上端面设置有连接节段，所述连接节段上设置有供所述球体嵌入并铰接的球铰凹槽；所述球体上还设置有沿径向凸出的环形凸环，所述环形凸环位于所述球铰凹槽及所述第一支撑柱之间。
优选地，所述拼接节段包括至少四个的第一钢管柱及多个第一连接梁，四个所述第一钢管柱呈方形分布，沿所述方形的周向每相邻的两个所述第一钢管柱之间均连接有至少三个所述连接梁，所述方形的对角线方向上设置有至少一个的所述连接梁并用于连接该方向上的两个所述第一钢管柱，各个所述第一钢管柱的两端均设置有用于对接的第一法兰盘。
优选地，所述支顶装置设置为三向千斤顶或螺旋千斤顶。
优选地，所述稳定底架包括两个并排且间隔设置的横梁、四个第二钢管柱及多个第二连接梁，四个所述第二钢管柱连接在两个所述横梁上并整体呈方形分布，沿所述方形的周向每相邻的两个所述第二钢管柱之间均连接有至少三个的所述第二连接梁，所述方形的对角线方向上的两个所述第二钢管柱之间连接有至少一个的所述第二连接梁，所述横梁的端部与靠近该所述端部的所述第二钢管柱之间连接有倾斜设置的加强梁，各个所述第二钢管柱的两端均设置有用于对接的第二法兰盘。
优选地，所述稳定底架及各个所述拼接节段的一侧均设置有对接爬梯；两个所述跟随支架之间通过连接框架横向连接，所述连接框架包括沿水平方向延伸并沿竖直方向间隔设置的两个横管及连接在两个所述横管之间的多个斜管，所述连接框架的横向端部用于与所述拼接节段连接。
本发明提供的技术方案中，节段梁平衡悬拼的施工方法，通过架设可以模节段化拼接并可以进行高度调节和水平调平的跟随支架，可以在对节段梁悬拼时，采用跟随支架对T构悬臂端提供临时支撑，承担悬拼过程中的不平衡载荷，使节段梁可以进行单侧拼接，降低施工难度、简便施工操作，保证T构悬拼过程中的结构体系安全；跟随支架在支撑悬拼过程中，通过高度和调平结构能够保证桥段的精准架设；且跟随支架可以根据不同桥段拼接位置具体调节支撑高度，可以随着节段悬拼进程进行安装跟随，减少整个桥梁架设施工所需的支架总量，降低施工成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中一种中墩T构悬拼的结构示意图；
图2为本发明实施例中边跨T构悬拼的结构示意图；
图3为本发明实施例中跟随支架支撑某一节段的示意图；
图4为本发明实施例中另一种中墩T构悬拼的结构示意图；
图5为本发明实施例中中墩0号节段与1号节段悬拼的流程图；
图6为本发明实施例中中墩其余节段悬拼的流程图；
图7为本发明实施例中边跨悬拼的流程图；
图8为本发明实施例中跟随支架的整体结构示意图；
图9为本发明实施例中底部调节托座的结构示意图；
图10为本发明实施例中稳定底架的结构示意图；
图11为本发明实施例中某一种规格的拼接节段的结构示意图；
图12为本发明实施例中另一种规格的拼接节段的结构示意图；
图13为本发明实施例中连接框架的结构示意图。
图1-图13中：
1、底部调节托座；11、顶板；12、第一支撑柱；13、套筒；14、转动手柄；15、球体；16、连接块；17、底板；18、软垫；2、稳定底架；21、横梁；22、第二钢管柱；23、第二连接梁；24、加强梁；25、第二法兰盘；3、拼接节段；31、第一钢管柱；32、第一连接梁；33、第一法兰盘；4、支顶装置；5、支撑横梁；6、对接爬梯；7、连接框架；8、加强肋板；9、工作平台；10、跟随支架；20、中部桥墩；30、边部桥墩。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
本具体实施方式的目的在于提供一种节段梁平衡悬拼的施工方法，使节段梁可以进行单侧悬拼，降低施工难度、简便施工操作，并保证T构悬拼过程中的结构体系安全。
以下，结合附图对实施例作详细说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明的内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。
请参考附图1-13，本实施例提供的一种节段梁平衡悬拼的施工方法，包括
步骤一：在中部桥墩20上方安装中墩0号节段；
步骤二：在中墩0号节段两侧架设第一节跟随支架10，如图8所示，跟随支架10由多个底部调节托座1、稳定底架2、多个拼接节段3及多个支顶装置4模节段化组拼而成，各底部调节托座1与稳定底架2之间、稳定底架2与各拼接节段3之间、各拼接节段3之间及拼接节段3与各支顶装置4之间均设置为可拆卸地连接，即各个组成节段之间可以进行自由拼接，且多个拼接节段3可以具有多种规格、即分别具有不同的高度，跟随支架10可以根据实际高度需求选用合适高度和数量的拼接节段3进行组装，以适应不同的需求，还可以根据实际情况选择是否组装稳定底架2，从而整个跟随支架10的整体高度可调，如图4所示，可以适用在整个桥段的具有不同支撑高度的位置处，且在节段梁悬拼完成并稳固后，跟随支架10可以拆除并移动到下一个节段梁的支撑处并可以根据该处的需求调节高度进行稳定和适当的支撑；可以降低桥梁施工过程中所需支架的数量和规格，节约成本，也简约操作；同时，底部调节托座1和支顶装置4均设置有高度调节结构和调平结构，可根据非水平地形进行微调，以保证支架整体竖直度合乎要求,并可以使跟随支架10的高度精准适应节段梁悬拼过程中所需的支撑高度，该步骤中，具体可以是根据中墩0号节段两侧架设位置处的悬拼高度组装第一节跟随支架10，并调节第一节跟随支架10的各支顶装置4的顶面高程达到预设高程且位于同一平面，以使节段梁可以平稳且平整的放置上去并基本与已安装的节段梁高度齐平，支顶装置4具体可以包括临时支撑螺旋千斤顶和三向千斤顶，如图3所示；
步骤三：悬吊第一个中墩1号节段放置在中墩0号节段一侧的第一节跟随支架10上，解除吊具使用跟随支架10完全支撑悬拼节段梁的重量，再次通过调整支顶装置4使该中墩1号节段的坐标至预定的位置、与中墩0号节段高度齐平，对接就位，然后可以完成该侧的单侧悬拼；
步骤四：按照步骤三的操作过程，将位于中墩0号节段另一侧的第二个中墩1号节段吊装放置在另一侧已经初调好高度的跟随支架10上，进行坐标精准调节到位，然后完成该侧的单侧悬拼，在两个单侧悬拼过程中，产生的不平衡载荷完全由跟随支架10承担，且在单侧悬拼结束后，已安装的节段重量仍由桥墩承担，在跟随支架10支撑的节段梁安装完毕且稳固之后，跟随支架10就可以进行转移，移动至桥梁的其它施工位置；
步骤五：分别根据两个中墩1号节段悬拼侧的悬拼高度组装并架设第二节跟随支架10，并调节第二节跟随支架10的各支顶装置4的顶面高程达到预设高程且位于同一平面；
步骤六：按照步骤三和步骤四的操作过程将中墩2号节段分别进行单侧吊装到位；
步骤七：重复步骤二至步骤四的操作安装中墩3号节段、中墩4号节段、......至中部桥墩20的T构悬拼完成。
如此设置，本实施例提供的节段梁平衡悬拼的施工方法，如图3和图4所示，通过架设可以模节段化拼接并可以进行高度调节和水平调平的跟随支架10，可以在对节段梁悬拼时，采用跟随支架10对T构悬臂端提供临时支撑，承担悬拼过程中的不平衡载荷，使节段梁可以进行单侧拼接，降低施工难度、简便施工操作，保证T构悬拼过程中的结构体系安全，如图1和图4所示，无论节段梁的底端面是否是平面，跟随支架10都可以调节高度来匹配节段梁的支撑需求、提供合适的稳定支撑，也可以根据不同桥梁悬拼位置处的不同高度需求进行随机匹配，如环形高架桥；跟随支架10在支撑悬拼过程中，通过高度和调平结构能够保证桥段的精准架设；且跟随支架10可以根据不同桥段拼接位置具体调节支撑高度，可以随着节段悬拼进程进行安装跟随，减少整个桥梁架设施工所需的支架总量，降低施工成本；相比于现有技术中不使用支架承担不平衡载荷只能进行双侧同步悬拼的办法及使用无法进行高度调节及精确调平的支架进行施工的办法相比，本实施例提供的使用具有整体高度组装可调及细致高度可调和精准水平调平功能的跟随支架10承担悬拼中的不平衡载荷，使梁段可以单侧的精准拼接，明显降低对施工设施施工人员的配备需求，简便整体施工；且本跟随支架10与传统支架相比，模块化设计整体安拆简单、周转方便，不同高度的模块组拼搭配，可以广泛满足各种高度下的支架安装要求，适用性强。
具体地，如图8和图9所示，底部调节托座1包括顶板11、竖直连接在顶板11下方的套筒13、与套筒13螺纹连接的第一支撑柱12、位于第一支撑柱12底端的球体15、与球体15铰接的底板17，底板17的上端面设置有连接块16，连接块16上设置有供球体15嵌入并铰接的球铰凹槽。第一支撑柱12伸入套筒13内并进行螺纹连接，通过旋拧第一支撑柱12可以调节底部调节托座1的高度、形成上述底部调节托座1的高度调节结构。而第一支撑柱12与和地面相抵的底板17进行球铰接，通过活动球支可以进行水平调平、形成上述底部调节托座1的调平结构。同时，球体15上还设置有沿径向凸出的环形凸环，环形凸环位于球铰凹槽及第一支撑柱12之间，可以防止球体15左右倾斜过大、调平不稳，也防止球体15从球铰凹槽内脱落出来；第一支撑柱12上还设置有转动手柄14，转动手柄14呈长棍状、水平横向连接在第一支撑柱12的位于套筒13下方的部位上，转动手柄14可以有两个、对称分布在第一支撑柱12的两侧，便于人员施力转动第一支撑柱12来调节高度。
支顶装置4具体可以设置为螺旋千斤顶或三向调节千斤顶，也可以是将底部调节托座1反向使用即底部调节托座1的底板17用于支撑节段梁、顶板11用于和拼接节段3连接。如此设置，支顶装置4可以进行高度调节还可以进行水平微调，可以为节段梁提供更平衡和更稳固的支撑。跟随支架10上在支顶装置4外围可以搭建工作平台9，如图8中所示，工作平台9边沿处可以设置栏杆，防止工作人员意外掉落。
如图11和图12所示，拼接节段3包括至少四个的第一钢管柱31及多个第一连接梁32，四个第一钢管柱31均沿竖直方向延伸并在水平方向间隔设置、整体呈方形分布。沿方形的周向每相邻的两个第一钢管柱31之间均连接有至少三个连接梁，包括水平横向延伸并间隔设置的两个及在该两个连接梁之间倾斜设置的一个。方形的对角线方向上设置有至少一个的连接梁并用于连接该方向上的两个第一钢管柱31，该拼接节段3内可以只有一个处于对角线方向上的连接梁，也可以有分别处于两个对角线方向上并相互交错的两个连接梁。如此设置，整个拼接节段3整体具有牢固的强度和刚度，支撑力强。各个第一钢管柱31的两端均设置有用于对接的第一法兰盘33，相邻的两个拼接节段3之间可以通过两个第一法兰盘33进行对接，第一法兰盘33上沿自身周向分布有多个贯通的螺栓孔，两个第一法兰盘33通过螺栓连接。根据第一钢管柱31的高度不同，拼接节段3可以具备不同的规格。
如图8和图10所示，稳定底架2包括两个并排且间隔设置的横梁21、四个第二钢管柱22及多个第二连接梁23，一个横梁21上连接有两个间隔的第二钢管柱22，四个第二钢管柱22分别连接在两个横梁21上并整体呈方形分布，沿方形的周向每相邻的两个第二钢管柱22之间均连接有至少三个的第二连接梁23，包括水平横向延伸的两个及倾斜的一个。方形的对角线方向上的两个第二钢管柱22之间连接有至少一个的第二连接梁23，即以对角线方向划分，四个第二钢管柱22分为两组，每一组的两个第二钢管柱22通过至少一个倾斜的第二连接梁23连接。同时，横梁21的端部与靠近该端部的第二钢管柱22之间连接有倾斜设置的加强梁24，沿稳定底架2的周向，有四个加强梁24与四个第二钢管柱22一一对应，横梁21、加强梁24和第二钢管柱22形成稳定的三角支撑，而四个第二钢管柱22之间通过多个第二连接梁23形成稳固的框架。各个第二钢管柱22的两端均设置有用于对接的第二法兰盘25。四个第二钢管柱22形成的方形大小与拼接节段3的四个第一钢管柱31形成的方形大小一致。稳定底架2下部的第二法兰盘25和底部调节托座1的顶板11进行对接，顶部的第二法兰盘25和拼接节段3的第一法兰盘33进行对接。第二法兰盘25上沿自身周向分布有多个贯通的螺栓孔，第一法兰盘33和第二法兰盘25通过螺栓连接。第二法兰盘25与底部调节托座1的顶板11之间也通过螺栓进行连接。稳定底架2模块的设计增加了支架体系与地面接触点，增强了跟随支架10的抗倾覆能力。
各第一法兰盘33与第一钢管柱31之间及各第二法兰盘25与第二钢管柱22之间均设置有加强肋板8。加强肋板8呈三角形，一侧与法兰盘的端面相连接、另一侧与钢管柱的外侧壁相连接。
如图8中所示，在跟随支架10底部还可以铺设水泥浇筑的底部扩大基础，用于平整地面、支撑底部调节托座1。底部调节托座1可以在底板17下面铺设一层软垫18，如橡胶垫，以进行更好的适应非水平地面。支顶装置4与拼接节段3之间也设置有支撑横梁5，则支撑横梁5横向铺设在拼接节段3的两个钢管柱上，可以给支顶装置4提供更多的支撑位点，可以增多连接的支顶装置4个数。
如图5所示，在中墩1号节段与中墩0号节段拼接到位之后，应该对中墩1号节段和中墩0号节段进行湿缝拼接，并进行湿缝养护，然后进行永久预应力张拉并进行压浆，使两个节段拼接牢固，且为保证其余节段梁在拼装的过程中中墩1号节段的姿态不发生转动、变形，需将中墩1号节段与中墩0号节段进行锁定施工，保证中墩1号节段与中墩0号节段的整体刚度。二者的锁定方式主要为用精扎螺纹钢进行机械连接以及用工字钢进行焊接拉结。
在中墩1号节段悬拼结束之后，使用跟随支架10继续进行单侧悬拼，如图6所示，剩余节段梁的悬拼过程都还包括，在调节跟随支架10的支顶装置4的顶面高程之后，先将悬拼梁段与已安装节段进行试拼装，通过试拼装两个梁段位置和高度匹配后将悬拼的梁段水平移开，然后对两个梁段进行涂胶拼接并确保精确对位；之后安装另一侧的对称悬拼段，在对称侧的悬拼段进行涂胶拼接之后，对两个位于同一已安装节段两侧的新拼接节段3，依次进行临时预应力张拉、胶层养护、永久应力张拉及压浆施工。
试拼装可以如下操作：缓慢将悬拼梁段向已拼梁段靠拢，在快靠拢时，用木楔在两梁段接缝间临时塞垫，防止发生冲撞，等梁段稳定后，通过吊具的三向调整功能对起吊梁段的位置调整，使其与已拼梁段端面匹配，然后放置在跟随支架10上，完成初对位；操纵三向千斤顶，使竖向千斤顶与梁底接触，均匀顶升使梁段脱离临时支撑螺旋千斤顶，利用纵、横移千斤顶进行平面位置调整，目视梁段轴线与墩顶安装控制线对齐后完成粗调就位；测量悬拼梁段顶面控制点三维坐标，将采集的数据与监控指令对比，计算出梁段调整数据，启动四台三向千斤顶，对梁段反复进行高程、平面调整，直至满足指令要求，完成精调就位；精调完成后再用4台螺旋千斤顶顶紧梁段，使之与4台三向千斤顶共同承受梁段重量以螺旋式千斤顶为主，对梁段空间姿态锁定，并采集最终目标数据；到位后在两个拼接梁段的顶板11、底板17、腹板显著位置用油性笔划骑缝线标记，便于后续涂胶后快速对位。
试拼完成后将悬拼节段移开0.4m-0.5m左右以方便抹胶为准，除纵向平移外，节段的标高和倾斜度不进行调整。然后进行涂抹环氧树脂胶，涂胶完成后，利用起重设备吊具将梁段缓慢靠拢已拼节段梁，利用预拼时所做骑缝线标记快速、精确对位。精准对位结束后，张拉临时预应力，胶结层养护至固化.....，按照如图6所示的流程操作，完成整个中墩的T构悬拼。
边跨T构悬拼的操作过程与上述中墩T构悬拼类似，如图1和图7所示，包括：步骤八，在边部桥墩30两侧按照步骤二的操作过程分别架设一节跟随支架10，并按照步骤三的操作过程分别单侧安装两个边跨1号节段，且边跨0号节段与两个边跨1号节段也均需要进行湿缝拼接、锚固及锁定施工；步骤九，在靠近中间桥墩的边跨1号节段的悬拼侧架设一节跟随支架10，并按照步骤三的操作过程安装边跨2号节段，包括试拼装、涂胶拼接、张拉临时预应力、胶层养护至固化、张拉永久预应力、预应力孔道压浆；步骤十，按照步骤八的操作过程安装边跨3号节段、边跨4号节段至边部桥墩30的T构悬拼完成。
无论在中墩节段悬拼还是边跨节段悬拼过程中，跟随支架10都可以进行跟随使用，如，待第N号节段悬拼完毕并且稳固之后，拆除第N节跟随支架10将其重新架设至M号节段的悬拼侧，并按照步骤三和步骤四的操作安装第M+1号节段；其中，N为大于0的正整数，M为大于N的正整数。在将第N节跟随支架10重新架设至M号节段的悬拼侧时，使用叉车对第N节跟随支架10进行转移。
如图1和图8所示，稳定底架2及各个拼接节段3的一侧均设置有对接爬梯6，对接爬梯6与第一钢管柱或第二钢管柱的轴向同向延伸。通过对接爬梯6，人员便于上下，也便于进行支架的组装和拆卸。
如图8所示，两个跟随支架10之间还包括连接框架7，连接框架7包括沿水平方向延伸并沿竖直方向间隔设置的两个横管及连接在两个横管之间的多个斜管，连接框架7用于连接两个相邻的跟随支架10，连接框架7的横向端部用于与跟随支架10的拼接节段3连接。
可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。本发明提供的多个方案包含本身的基本方案，相互独立，并不互相制约，但是其也可以在不冲突的情况下相互结合，达到多个效果共同实现。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
