專利名稱：一種消除懸臂施工連續梁的支座沉陷次內力的方法
技術領域：
本發明涉及一種懸臂施工連續梁沉陷次內力的方法，具體是一種連續梁懸臂施工中消除支座沉陷次內力的方法。
背景技術：
橋梁中的通常采用懸臂施工的連續梁，在懸臂施工期間，為保證梁體不發生傾覆、 保證施工安全和施工質量，需要將墩梁臨時固結，以承受施工中的不平衡彎矩。通常做法是在支座處的梁體現澆段和橋墩之間設置由剛性的臨時支墊(或者臨時支撐桿、或者臨時支墊和臨時支撐桿同時使用)和抗傾覆拉桿組成的傳統的臨時固結體系，此傳統臨時固結體系的存在施工過程中始終不能被梁體壓縮沉陷的缺陷，此缺陷造成絕大部分的梁體自重和施工荷載實際上都由臨時剛性墊塊、臨時支撐桿承受，永久支座基本上只承受現澆節段的部分荷載。此傳統的臨時固結體系只能在完成梁體合攏后才能解除，此時梁體已經是超靜定結構，解除臨時固結體系后，梁體自重將全部由永久支座來承擔，永久支座必然產生沉陷，中間橋墩的永久支座相對于邊墩的永久支座的沉陷量更大，支座沉陷會在超靜定結構的梁體中產生支座沉陷次內力，雖然在結構設計時已經考慮了支座沉陷次內力的存在，但其處理方式只是從抵抗支座沉陷次內力的方面入手，屬于治標的方法，由于下列客觀因素的存在，連續梁因為支座沉陷而產生結構次內力的問題仍然存在，而且存在較大影響的可能(1)結構計算是按簡化模型進行的，而實際施工中結構受力的情況遠比簡化模型復雜得多；(2)、在解除臨時固結體系的施工過程中很難做到對稱準確同步完成；(3)設計過程中對支座沉陷次內力的考慮與設計者的經驗等方面有比較大的關系，不同設計者對支座沉陷次內力的考慮與實際施工中產生支座沉陷次內力的擬合度有較大的差異。而因為支座沉陷而產生較大的結構次內力是橋梁施工中不能忽視的重要問題，其存在會導致梁體出現裂縫，甚至直接影響到橋梁的質量和使用壽命。因此，尋找一種治本的方法、從而消除連續梁懸臂施工支座沉陷次內力意義重大。
發明內容
本發明的目的是提供一種消除懸臂施工連續梁的支座沉陷次內力的方法，要解決如何從根本上消除橋梁懸臂施工中支座沉陷引起的次內力的技術問題。為實現上述目的，本發明采用如下技術方案
一種消除懸臂施工連續梁的支座沉陷次內力的方法，步驟如下 步驟一，在中間橋墩施工時，在中間橋墩墩身內部或者中間橋墩墩身與中間橋墩的承臺內部預埋抗傾覆裝置，抗傾覆裝置對稱于梁體順橋向軸線布置，同時，也對稱于永久支座的橫橋向軸線布置；
步驟二，在達到設計強度的中間橋墩墩身的頂面上按照設計位置安裝永久支座； 步驟三，在中間橋墩墩身的頂面的永久支座的兩側對稱設置兩排柔性臨時支座；所述柔性臨時支座在橋墩墩身頂面對稱于梁體順橋向軸線布置，同時，也對稱于永久支座的橫橋向軸線布置；
步驟四，安裝梁體的現澆節段的底面模板，綁扎梁體的現澆節段的鋼筋并將其與現澆節段的抗傾覆裝置固定，同時安裝伸出中間橋墩墩身頂面的那段抗傾覆裝置；
步驟五，澆筑梁體的現澆節段的混凝土，并將伸入現澆節段的那段抗傾覆裝置、梁體的現澆節段的鋼筋與梁體的現澆節段的混凝土現澆于一體，并封堵波紋管開口處以及密封露出波紋管開口端面的鋼束；
步驟六，梁體的現澆節段達到設計強度后，對抗傾覆裝置內的鋼束進行張拉、對其施加預應力，并在張拉完成后將鋼束錨固在梁體的現澆節段的頂部；
步驟七，施工梁體的懸澆節段和梁體的邊跨現澆節段，此時，梁體自重和梁體上的施工荷載壓縮柔性臨時支座、抗傾覆裝置和永久支座，使永久支座的沉陷能夠隨梁體懸澆施工進度的推進而逐步發生；
步驟八，完成懸澆節段施工后，在梁體的合攏段施工之前，通過調節柔性臨時支座的自身高度，使柔性臨時支座自身高度降低，不再支承梁體，讓梁體的重量完全由永久支座承受，并使永久支座在合攏前充分沉陷； 步驟九，施工梁體的合攏節段；
步驟十，梁體的合攏節段達到設計強度后，放張抗傾覆裝置內的鋼束，使其解除預應力，然后，把梁體底面和橋墩墩身頂面之間的一段抗傾覆裝置割斷、移走，同時拆除柔性臨時支座。所述步驟一中，抗傾覆裝置由用高強鋼絞線組成的鋼束和波紋管組成，所述波紋管套在鋼束外面。所述步驟三中，柔性臨時支座與抗傾覆裝置相互獨立。所述步驟三中，所述柔性臨時支座由下承塊、卸載層和上承塊依次層疊而成，所述卸載層的填充物為砂、液體等具有流動性的物質或受熱后易于融化、軟化的固體材料。所述上承塊和下承塊由鋼板層和橡膠塊交錯層疊粘結而成，所述下承塊的最頂一塊鋼板向四邊延伸并向上彎折形成卸載層的限位側壁，所述限位側壁上開有便于卸載層的填充物流出的導流孔。所述步驟六中，抗傾覆裝置內的鋼束張拉完成后，對鋼束的張拉端進行封固。與現有技術相比本發明具有以下特點和有益效果
首先，本發明在橋墩墩身和現澆節段之間設置柔性臨時支座，設置具有一定柔性的抗傾覆裝置把橋墩和梁體連結、錨固起來。由于柔性臨時支座具有一定的壓縮性和可調自身高度的功能，能隨著梁體荷載的增加而被增加壓縮，而抗傾覆裝置由高強鋼絞線組成的鋼束和波紋管組成，而且波紋管內部不壓注封固材料，高強鋼絞線組成的鋼束具有柔性，鋼束在預應力作用下的回縮方向與梁體下降的方向是一致的，波紋管本身剛度有限，所以鋼束、 波紋管都不會阻止梁體的下降，也就不會阻止新增梁體荷載對臨時支座、永久支座的壓縮， 從而使永久支座與臨時支座同步(或稍先一步)承受梁體新增荷載，使永久支座的沉陷能夠隨著懸臂施工進度的推進而逐步發生。究竟采用“同步”還是“稍先一步”，可以由永久支座、 臨時支座的設計壓縮性來決定。完成懸臂施工后，在梁體合攏之前，通過臨時支座上的高度調節機構即卸載層將臨時支座降低，從而實現在合攏前讓永久支座完全承受梁體荷載及其上面的荷載、讓永久支座的壓縮沉陷充分發生，避免了傳統施工方法中要在臨時固結體系完全解除后才能讓永久支座完全承受梁體荷載及其上面荷載的缺陷，解決了梁體因此產生支座沉陷次內力、從而導致梁體出現裂縫的問題。能夠在梁體合攏前、即在梁體成為超靜定結構之前，讓永久支座完全承受梁體荷載及其上面的荷載，使永久支座的壓縮沉陷充分發生，這是本發明的最重要的特點。其次，本發明所述消除支座沉降次內力的方法簡便，創造性的從根本上改變了現有的臨時固結體系和施工步驟，不增加施工安全風險、工期和工程造價，相反，由于臨時支座拆卸下來之后可重復利用，與現有的剛性臨時支墊、臨時支撐桿相比可節省施工成本。計算的抗傾覆鋼束的張拉應力控制在整個懸臂施工期間、解除臨時固結之前都不會因臨時支座的被壓縮沉陷而完全損失掉的范圍內，即在讓永久支座完全承受梁體荷載及其上面的荷載之前，抗傾覆鋼束始終保持著對梁體的錨固穩定作用。再次，本發明不需要臨時支撐桿，避免了安裝和拆除臨時支撐桿時存在的較大的施工安全風險，避免了臨時支撐桿在整個懸臂施工期間對施工形成的干擾。還有，抗傾覆裝置中將抗傾覆鋼束放置在波紋管內，利用波紋管與梁體、墩身、承臺的混凝土隔離開，在張拉后可以封固張拉端，但不能對波紋管內部壓注封固的物體，這保證了鋼束除了具有錨固和穩定梁體的功能外，還具有以下功能臨時支座、永久支座因為承受梁體的新增荷載而被壓縮，從而產生沉陷，即引起梁體下降，梁體下降的方向與鋼束在預應力作用下的回縮方向是一致的，而預應力鋼束因為未被壓漿處理，所以不會阻止梁體的下降。本發明可廣泛應用于連續梁的懸臂施工、以消除連續梁懸臂施工中的支座沉陷和由其引起的支座沉陷次內力。
下面結合附圖對本發明做進一步詳細的說明。圖1是中間橋墩上為消除支座沉陷次內力采用的臨時固結體系的結構示意圖。圖2是圖1的A-A剖視圖。圖3是步驟八中完成懸澆節段施工后、合攏段施工前通過調節臨時支座自身高度讓永久支座完全承受梁體荷載及其上面荷載的示意圖。圖4是B處的放大圖。圖5是步驟十中完成合攏段施工，解除臨時固結體系后的整體示意圖。圖6是柔性臨時支座結構詳圖一。圖7是柔性臨時支座結構詳圖二。附圖標記1 一柔性臨時支座、1. 1 一上承塊、1. 2 一下承塊、1. 3 一卸載層、1. 4 一限位側壁、1.5 —導流孔、1.6 —空隙、2 —中間橋墩墩身、3 —永久支座、4 一抗傾覆裝置、 4. 1 一鋼束、4. 2 一波紋管、5 —梁體的現澆節段、6 —梁體的懸澆節段、7 —梁體的合攏節段、 8 一橋墩的承臺、9 一梁體的邊跨現澆節段、10 —中間橋墩的基礎、11 一邊橋墩的墩身。
具體實施例方式
實施例參見圖1和圖2所示，一種消除懸臂施工連續梁的支座沉陷次內力的方法，在施工好中間橋墩的基礎10以后，進行如下步驟
步驟一，在中間橋墩施工時，在橋墩的承臺8內部或者中間橋墩墩身2內部預埋抗傾覆裝置4，伸出中間橋墩墩身2以外的一段抗傾覆裝置可以結合梁體現澆節段的施工來進行， 抗傾覆裝置4對稱于梁體順橋向軸線布置，同時，也對稱于永久支座3的橫橋向軸線布置； 抗傾覆裝置由用高強鋼絞線組成的鋼束4. 1和波紋管4. 2組成，所述波紋管4. 2套在鋼束 4. 1外面，保證鋼束被密封、避免被污染；波紋管的具體構造以及它與抗傾覆鋼束之間的尺寸關系遵從傳統的預應力系統的波紋管；鋼束4. 1的數量以及每一束的鋼絞線根數、張拉應力都根據抗傾覆計算結果確定；計算的張拉應力應控制在整個懸臂施工期間、解除臨時固結之前都不會因臨時支座的被壓縮沉陷而完全損失掉的范圍內。步驟二，在達到設計強度的中間橋墩墩身2的頂面上按照設計位置安裝永久支座 3 ；
步驟三，在中間橋墩墩身2的頂面的永久支座3的兩側對稱設置兩排柔性臨時支座1， 此柔性臨時支座1與抗傾覆裝置4相互獨立，頂面標高與該位置的梁體現澆節段5的底面吻合，確保柔性臨時支座能夠充分支承梁體，但不伸進梁體里面；臨時支座也可以用螺栓等固定在墩身頂面，但能夠拆卸后重復利用；所述柔性臨時支座1在橋墩墩身頂面對稱于梁體順橋向軸線布置，同時，也對稱于永久支座3的橫橋向軸線布置；所述柔性臨時支座由下承塊1. 2、卸載層1. 3和上承塊1. 1依次層疊而成，所述卸載層1. 3的填充物為砂、液體等具有流動性的物質或受熱后易于融化、軟化的固體材料。所述上承塊1. 1和下承塊1. 2由鋼板層和橡膠塊交錯層疊粘結而成，所述下承塊的最頂一塊鋼板向四邊延伸并向上彎折形成卸載層的限位側壁1. 4，所述限位側壁1. 4上開有便于卸載層的填充物流出的導流孔1. 5。 所述卸載層1. 3的填充物為砂、液體等具有流動性的物質或受熱后易于融化、軟化的固體材料，受熱后易于融化和軟化的固體材料例如某種塑料、硫磺砂漿等。如果采用沙、或者采用液體材料來作為卸載層材料，限位側壁1. 4高出卸載層1. 3 —定的高度，而且卸載層和限位側壁之間不預留空隙。如果采用受熱后易于融化或軟化的、內含電熱絲的整塊固體材料作為卸載層材料，限位側壁的頂面比卸載層頂面低，而且限位側壁與卸載層的側面預留一定的空隙1. 6，以方便卸載層材料軟化后壓縮變形；而且，所述限位側壁1. 4上開有電源線孔。如果采用液體材料來作為卸載層材料，卸載層采用單獨的預留密封孔道的空腔結構體， 內部充裝液體卸載材料；此空腔結構體的材料有相當的強度，材料本身不會被梁體壓壞； 同時，空腔結構體在卸除卸載材料后，能夠被梁體壓縮、壓癟，不會阻止梁體下落；安裝時， 卸載層安放在下承塊的卸載層凹槽內，空腔結構體預留的密封孔道正對下承塊限位側壁上的導流孔。步驟四，安裝梁體的現澆節段5的底面模板，綁扎梁體的現澆節段5的鋼筋并將其與現澆節段的抗傾覆裝置4固定，同時安裝伸出中間橋墩墩身2頂面的那段抗傾覆裝置4 ；
步驟五，澆筑梁體的現澆節段5的混凝土，并將抗傾覆裝置4、梁體的現澆節段5的鋼筋與梁體的現澆節段5的混凝土現澆于一體，并封堵波紋管開口處以及密封露出波紋管開口端面的鋼束4. 1 ；密封方式為用模板隔離混凝土，用玻璃膠、膠帶、塑料帶等。步驟六，梁體的現澆節段5達到設計強度后，對抗傾覆裝置4內的鋼束4. 1進行張拉、對其施加預應力，并在張拉完成后將鋼束4. 1的張拉端錨固在梁體的現澆節段5的頂部；鋼束張拉端的具體構造與傳統的預應力鋼束相同。計算的張拉應力控制在整個懸臂施工期間、解除臨時固結之前都不會因臨時支座的被壓縮沉陷而完全損失掉的范圍內。預應力施加完畢后，可以對鋼束4. 1進行封固，但波紋管4. 2的內部不壓注封固的物體，即對波
6紋管內部一段的鋼束不封固，以保證抗傾覆鋼束能夠適當回縮。步驟七，施工梁體的懸澆節段6和梁體的邊跨現澆節段9，此時，梁體自重和梁體上的施工荷載壓縮柔性臨時支座1、抗傾覆裝置4和永久支座3，使永久支座3的沉陷能夠隨梁體懸澆施工進度的推進而逐步發生；
步驟八，參見圖3和圖4，完成懸澆節段施工后，在梁體的合攏段施工之前，通過調節柔性臨時支座1的自身高度，使柔性臨時支座自身高度降低，不再支承梁體，讓梁體的重量完全由永久支座3承受，并使永久支座3在合攏前充分沉陷；其實質是保證在梁體合攏前、即在梁體成為超靜定結構之前，讓永久支座完全承受梁體荷載及其上面的荷載，使永久支座的壓縮沉陷最大程度的完成發生。步驟九，施工梁體的合攏節段7 ；
步驟十，梁體的合攏節段7達到設計強度后，放張抗傾覆裝置4內的鋼束4. 1，使其解除預應力，然后，把梁體底面和橋墩墩身頂面之間的一段抗傾覆裝置4割斷、移走，同時拆除柔性臨時支座1。
權利要求
1.一種消除懸臂施工連續梁的支座沉陷次內力的方法，其特征在于步驟如下 步驟一，在中間橋墩施工時，在中間橋墩墩身(2 )內部或者中間橋墩墩身(2 )與中間的橋墩的承臺(8)內部預埋抗傾覆裝置(4)，抗傾覆裝置(4)對稱于梁體順橋向軸線布置，同時，也對稱于永久支座(3)的橫橋向軸線布置；步驟二，在達到設計強度的中間橋墩墩身(2)的頂面上按照設計位置安裝永久支座(3)； 步驟三，在中間橋墩墩身(2)的頂面的永久支座(3)的兩側對稱設置兩排柔性臨時支座(1);所述柔性臨時支座(1)在橋墩墩身頂面對稱于梁體順橋向軸線布置，同時，也對稱于永久支座(3)的橫橋向軸線布置；步驟四，安裝梁體的現澆節段(5)的底面模板，綁扎梁體的現澆節段(5)的鋼筋并將其與伸出中間橋墩墩身(2)頂面的那段抗傾覆裝置(4)固定；步驟五，澆筑梁體的現澆節段(5)的混凝土，并將伸入現澆節段(5)的那段抗傾覆裝置 (4)、梁體的現澆節段(5)的鋼筋與梁體的現澆節段(5)的混凝土現澆于一體，并封堵抗傾覆裝置的波紋管開口處以及密封露出波紋管開口端面以外的那段鋼束(4. 1)；步驟六，梁體的現澆節段(5)達到設計強度后，對抗傾覆裝置(4)內的鋼束(4. 1)進行張拉、對其施加預應力，并在張拉完成后將鋼束(4. 1)錨固在梁體的現澆節段(5)的頂部； 步驟七，施工梁體的懸澆節段(6)和梁體的邊跨現澆節段(9)，此時，梁體自重和梁體上的施工荷載壓縮柔性臨時支座(1)、抗傾覆裝置(4 )和永久支座(3 )，使永久支座(3 )的沉陷能夠隨梁體懸澆施工進度的推進而逐步發生；步驟八，完成懸澆節段施工后，在梁體的合攏段施工之前，通過調節柔性臨時支座(1) 的自身高度，使柔性臨時支座自身高度降低，不再支承梁體，讓梁體的重量完全由永久支座 (3)承受，并使永久支座(3)在合攏前充分沉陷； 步驟九，施工梁體的合攏節段(7)；步驟十，梁體的合攏節段(7)達到設計強度后，放張抗傾覆裝置(4)內的鋼束(4. 1)，使其解除預應力，然后，把梁體底面和橋墩墩身頂面之間的一段抗傾覆裝置(4)割斷、移走，同時拆除柔性臨時支座(1)。
2.根據權利要求1所述的消除懸臂施工連續梁的支座沉陷次內力的方法，其特征在于所述步驟一中，抗傾覆裝置由用高強鋼絞線組成的鋼束(4. 1)和波紋管(4. 2)組成，所述波紋管(4. 2)套在鋼束(4. 1)外面。
3.根據權利要求1所述的消除懸臂施工連續梁的支座沉陷次內力的方法，其特征在于所述步驟三中，柔性臨時支座(1)與抗傾覆裝置(4)相互獨立。
4.根據權利要求1所述的消除懸臂施工連續梁的支座沉陷次內力的方法，其特征在于所述步驟三中，所述柔性臨時支座由下承塊(1.2)、卸載層(1.3)和上承塊(1. 1)依次層疊而成，所述卸載層(1. 3)的填充物為砂、液體等具有流動性的物質或受熱后易于融化、軟化的固體材料，所述上承塊(1.1)和下承塊(1.2)由鋼板層和橡膠塊交錯層疊粘結而成，所述下承塊的最頂一塊鋼板向四邊延伸并向上彎折形成卸載層的限位側壁(1.4)，所述限位側壁(1. 4)上開有便于卸載層的填充物流出的導流孔(1. 5)。
5.根據權利要求1所述的消除懸臂施工連續梁的支座沉陷次內力的方法，其特征在于所述步驟六中，抗傾覆裝置(4)內的鋼束(4. 1)張拉完成后，對鋼束(4. 1)的張拉端進行封固。
全文摘要
本發明涉及一種消除連續梁懸臂施工支座沉陷次內力的方法，本方法通過創造性的使用新型的臨時固結體系和改變連續梁懸臂施工步驟來達成，臨時固結體系由柔性臨時支座和具有柔性的抗傾覆裝置組成，柔性臨時支座具有一定壓縮量，在懸臂施工過程中使永久支座的沉陷能夠隨著懸臂施工進度的推進而逐步發生；完成懸臂施工后，在合攏前，通過臨時支座上的卸載層將臨時支座降低，從而實現在合攏前讓永久支座完全承受梁體荷載及其上面的荷載、讓永久支座的壓縮沉陷充分發生；避免了梁體在解除臨時固結時因為支座沉陷產生較大的結構次內力、從而導致梁體出現裂縫的問題；經濟高效，可廣泛應用于各種連續梁懸臂施工。
文檔編號E01D21/00GK102518046SQ20111045063
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月29日 優先權日2011年12月29日
發明者王樹林, 譚可源, 陳小麗 申請人:廣東冠粵路橋有限公司