一种高桩码头上部结构预制纵梁与现浇横梁组合施工方法与流程

本发明涉及港口工程施工，具体地指一种高桩码头上部结构预制纵梁与现浇横梁组合施工方法。

背景技术：

1、高桩码头是港口工程中应用广泛的结构形式之一，其上部结构通常由桩基、横梁、纵梁及面板组成。在高桩码头上部结构施工中，横梁与纵梁的浇筑施工是关键的施工环节。

2、目前，高桩码头上部结构现浇施工中，常规模板支撑体系通常采用满堂支架或悬挑支架的形式，需要在桩基之间搭设大量临时支撑结构。由于码头纵向长度较大，往往需要多次分节段搭设和拆除模板支撑体系来完成全联现浇施工，水上或高空安拆作业量大，施工工序繁琐，安全风险高，且人工及起重设备投入量大。

3、针对上述问题，现有技术中已提出一些改进方案。例如，名为一种码头横梁纵梁同步现浇施工移动支架及其施工方法的现有技术，该方案在桩柱两侧设置牛腿或抱箍作为支撑结构，在支撑结构上方设置底模支撑系统，并通过收拉装置在移动时避开桩柱，通过动力装置将底模支撑系统整体移动到下一施工段，从而实现横梁与纵梁的分段整体现浇施工。该方案通过移动式底模支撑系统减少了模板支撑体系的安拆次数，在一定程度上提高了施工效率。

4、然而，上述现有技术仍存在以下不足：

5、第一，该方案采用横梁与纵梁同步整体现浇的方式，纵梁与横梁均需在现场完成钢筋绑扎、模板安装及混凝土浇筑养护等全部工序，每段施工完成后需等待混凝土达到设计强度方可移动支架进行下一段施工，施工过程中存在较长的养护间歇期，施工效率仍有待进一步提升，且整体现浇方式中纵梁底部的混凝土浇筑振捣密实性难以保证，容易产生质量缺陷。

6、第二，该方案的支架移动需依赖液压杆和滑动装置等动力设备，在移动前需拆除现浇模板并抽出抽拉梁以避开桩柱，移动到位后需重新搭设模板并安装支撑垫块，工序衔接复杂，且对于带有预制构件的装配式施工场景，该方案难以适用。

7、第三，该方案在支架搭设完成后缺乏系统的预压沉降观测和标高精调手段，支架的沉降控制依赖于支撑垫块的安装精度，难以在施工前有效消除支架的非弹性变形，导致横梁底模标高在混凝土浇筑后可能出现偏差，影响上部结构的线形和施工质量。

8、第四，该方案的支架拆除过程缺乏分级卸荷和实时变形监测措施，支架卸除后结构受力体系发生转换，若卸荷方式不当容易导致横梁产生过大变形甚至开裂，影响结构安全。

技术实现思路

1、本发明旨在解决上述背景技术中存在的至少一个技术问题，提供一种高桩码头上部结构预制纵梁与现浇横梁组合施工方法。

2、本技术的技术方案为：一种高桩码头上部结构预制纵梁与现浇横梁组合施工方法，包括以下步骤：

3、s1：在桩基上安装支架，基于支架安装多根横向布置的支撑梁以及底模系统，完成后，对支撑梁进行调整，使支撑梁顶面标高与设计标高的偏差控制在预定范围内；

4、s2：吊装预制纵梁至支撑梁上方，每根预制纵梁包括多个沿纵向间隔排列的节段，相邻节段在横梁现浇节点处断开；在预制纵梁侧面设置防倾覆斜撑进行临时固定，对支架施加预压荷载，持续观测支架沉降，直至相邻两次观测沉降差小于预设阈值；

5、s3：在横梁浇筑区域内安装横梁钢筋骨架，并将预制纵梁端部外伸钢筋与横梁钢筋进行连接；

6、s4：在底模系统上方安装横梁侧模板；

7、s5：将横梁沿高度方向分为多个浇筑层，采用分区振捣工艺进行混凝土浇筑，使现浇横梁与预制纵梁端部嵌固节点同步浇筑成型；以及

8、s6：待横梁混凝土达到设计强度后，对支架按多级同步卸荷的方式进行拆除，并在卸荷过程中对横梁及支架的变形进行实时监测。

9、根据本发明提供的一种高桩码头上部结构预制纵梁与现浇横梁组合施工方法，所述s1步骤中，所述支架为组合式支架，所述组合式支架包括梁柱式支架单元、钢抱箍支架单元和牛腿钢棒支架单元；所述梁柱式支架单元设置于靠水侧的第一排桩处，梁柱式支架单元包括靠船梁、锚板、钢立柱和第一桩帽，所述靠船梁设置于靠水侧第一排桩的桩基侧部，所述锚板固定于所述靠船梁上，所述钢立柱下端固定于所述锚板，上端固定有所述第一桩帽。

10、根据本发明提供的一种高桩码头上部结构预制纵梁与现浇横梁组合施工方法，所述钢抱箍支架单元位于靠水侧的第二排桩处，钢抱箍支架单元包括钢抱箍、竖向支撑柱和第二桩帽，所述钢抱箍通过螺栓连接箍紧固定于桩基外周，所述竖向支撑柱下端固定于所述钢抱箍，上端固定有所述第二桩帽。

11、根据本发明提供的一种高桩码头上部结构预制纵梁与现浇横梁组合施工方法，所述牛腿钢棒支架单元位于除靠水侧第一排桩和第二排桩以外的其他桩基处，牛腿钢棒支架单元包括钢棒；所述钢棒沿水平且平行于码头纵轴线的方向贯穿桩基，钢棒的两端分别伸出于桩基在该方向上的相对两侧，并各固定一组牛腿。

12、根据本发明提供的一种高桩码头上部结构预制纵梁与现浇横梁组合施工方法，所述s1步骤中，所述对支撑梁进行调整的方法包括：对支架与支撑梁连接处的支撑点进行调节，实测各支撑点的实际顶面标高；根据支撑梁顶面设计标高减去支撑梁截面高度得到支撑点设计标高；确定所需卸荷块总厚度；选择不同规格的标准卸荷块组合叠加至该总厚度。

13、根据本发明提供的一种高桩码头上部结构预制纵梁与现浇横梁组合施工方法，所述s2步骤中，对支架进行预压荷载的方法包括：利用已安装的预制纵梁的自重作为预压荷载，在全部预制纵梁安装就位后，暂停后续钢筋及模板作业，于各支架的支撑点处及支撑梁跨中位置设置沉降观测点，按预设时间间隔进行连续观测，当相邻两次观测的沉降量差值小于预设阈值时判定沉降稳定，记录沉降稳定后的各观测点标高，作为后续浇筑施工的标高控制基准。

14、根据本发明提供的一种高桩码头上部结构预制纵梁与现浇横梁组合施工方法，所述s5步骤中，所述多个浇筑层至少包括底层、节点核心区层和上层，其中：所述底层混凝土的顶面低于预制纵梁底面；所述节点核心区层混凝土的顶面高于预制纵梁端部嵌入段的顶面，使预制纵梁端部嵌入段被混凝土完全包裹；所述上层浇筑至横梁顶面设计标高。

15、根据本发明提供的一种高桩码头上部结构预制纵梁与现浇横梁组合施工方法，所述s5步骤中，所述分区振捣工艺将横梁截面至少划分为第一振捣区域、第二振捣区域和第三振捣区域，其中第一振捣区域为预制纵梁正下方与底模之间的间隙区域，第二振捣区域为预制纵梁相邻节段之间的节点区域，该节点区域在浇筑时由现浇横梁混凝土填充并包裹预制纵梁端部及外伸钢筋，第三振捣区域为横梁未设置预制纵梁的区域，各区域采用不同规格的振捣器具及不同的振捣参数分别进行振捣。

16、根据本发明提供的一种高桩码头上部结构预制纵梁与现浇横梁组合施工方法，所述第一振捣区域的振捣方法为：在底层混凝土浇筑时，先浇筑预制纵梁沿横梁宽度方向两侧的混凝土，使浆料向纵梁底部中间流动；随后采用小直径振捣棒从预制纵梁横向两侧与模板之间的间隙倾斜插入至纵梁底部下方进行振捣，使纵梁底部空气排出；振捣作业应在底层混凝土初凝前完成。

17、根据本发明提供的一种高桩码头上部结构预制纵梁与现浇横梁组合施工方法，所述第二振捣区域的振捣方法为：采用大直径振捣棒围绕预制纵梁端部的周边进行插入振捣，振捣点沿纵梁端部周向布置，振捣时振捣棒插入已浇筑的下层混凝土内部，使新旧混凝土结合良好。

18、根据本发明提供的一种高桩码头上部结构预制纵梁与现浇横梁组合施工方法，所述第三振捣区域的振捣方法为：采用大直径振捣棒按照均匀网格布点进行振捣，振捣点间距大于第一、第二振捣区域的振捣点间距。

19、根据本发明提供的一种高桩码头上部结构预制纵梁与现浇横梁组合施工方法，所述s5步骤还包括：先从横梁两端向跨中对称浇筑底层，再在底层初凝前从两端向跨中对称浇筑节点核心区层，最后在节点核心区层初凝前整体浇筑上层至设计标高；各层之间的浇筑间隔时间控制在混凝土初凝时间以内。

20、根据本发明提供的一种高桩码头上部结构预制纵梁与现浇横梁组合施工方法，所述s6步骤中，所述多级同步卸荷的方式包括：将同一横梁下的所有支撑点按多个卸荷等级进行分级卸荷，每一级同步卸除预定厚度的卸荷块或预定比例的卸荷块总厚度，每级卸荷完成后持荷观测预设时间，确认安全后方可进入下一级卸荷；同一横梁下的所有支撑点同步执行各级卸荷操作。

21、根据本发明提供的一种高桩码头上部结构预制纵梁与现浇横梁组合施工方法，所述s6步骤中，所述变形实时监测方法包括：沿横梁长度方向并在各支架处布设多个变形监测点，在卸荷全程采用测量仪器实时采集各监测点的位移数据；所述预设预警阈值小于所述预设报警阈值；当任一位移数据达到预设预警阈值时暂停卸荷并排查，当达到预设报警阈值时立即停止作业并采取反向回顶加固措施。

22、根据本发明提供的一种高桩码头上部结构预制纵梁与现浇横梁组合施工方法，所述s2步骤中，所述防倾覆斜撑的下端支撑于所述支撑梁上并通过限位构件固定，所述防倾覆斜撑的上端支撑于预制纵梁的侧面，所述防倾覆斜撑与水平面的夹角为锐角。

23、本发明的优点有：1、先吊装预制纵梁、后浇筑横梁及节点，显著提升上部结构施工效率和进度。

24、本发明将纵梁施工由现场原位浇筑为主转变为工厂预制、现场吊装为主，纵梁吊装就位后即可作为永久结构和施工平台，立即开展后续钢筋连接、模板安装及横梁浇筑作业，无需等待现场纵梁混凝土养护和拆模；同时横梁及预制纵梁端部节点同步浇筑成型，避免了纵梁与横梁分次浇筑形成的施工缝处理和二次浇筑养护间歇，工序衔接更紧凑，能够大幅缩短高桩码头上部结构施工周期，提高施工效率和进度。

25、2、支架模块化程度高，减少搭拆工作量，缩短工期、节约成本。

26、支架由梁柱式支架单元、钢抱箍支架单元和牛腿钢棒支架单元等模块化构件组成，且主要依托既有桩基安装，不需要搭设大面积满堂支架。支架构件规格化程度高，安拆较为快捷，能够显著减少支架搭建和拆除工作量，从而缩短高桩码头上部结构建造周期，降低支架材料占用和人工成本。

27、3、利用预制纵梁自重预压并精确调整支撑标高，施工准确度较高。

28、先通过卸荷块组合叠加调整支撑点标高，使支撑梁顶面标高偏差控制在预定范围内；再利用已安装预制纵梁的自重作为预压荷载，避免了额外堆载和卸载工序。通过设定相邻两次沉降差小于预设阈值的稳定判据，并以沉降稳定后的标高作为后续浇筑基准，使支架沉降控制更准确，节约预压成本和时间。

29、4、分层、分区振捣并同步浇筑节点，提高节点整体性，缩短节点施工周期。

30、将横梁分为底层、节点核心区层和上层，并使现浇横梁与预制纵梁端部嵌固节点同步浇筑成型，避免节点二次浇筑带来的施工缝和工期延长。同时，针对预制纵梁正下方、相邻节段节点区及无纵梁区域分别采用不同振捣器具和参数，尤其通过小直径振捣棒倾斜插入纵梁底部下方振捣，能够有效排出空气，提高节点密实度和结构整体性。

31、5、多级同步卸荷与实时监测，提升高空作业和体系转换安全性。

32、同一横梁下所有支撑点按多个卸荷等级同步卸荷，每级卸荷后持荷观测，避免集中卸荷对结构产生冲击。同时沿横梁和支架布设变形监测点，实时采集位移数据，并设置预警阈值和报警阈值，达到预警时暂停排查、达到报警时停止作业并采取反向回顶加固措施，有效控制支架拆除过程中的变形和失稳风险，提高高空作业安全。

33、6、多种支架单元组合，适应不同桩位和施工条件，临时固定可靠。

34、针对靠水侧第一排桩、第二排桩及其他桩基分别采用梁柱式支架单元、钢抱箍支架单元和牛腿钢棒支架单元，能够适应不同桩位、荷载、水位及场地条件，具有较强的工况适应性。预制纵梁吊装后通过防倾覆斜撑临时固定，提高吊装及后续钢筋、模板、浇筑阶段的抗倾覆能力，进一步增强高空作业安全性。