一种墩梁装配式一体化施工方法与流程

1.本发明涉及桥梁施工技术领域，具体为一种墩梁装配式一体化施工方法。


背景技术：

2.运用一体化架桥机进行墩梁装配式一体化工艺，在公路铁路桥梁施工得到广泛的运用。
3.架设过程中，预制构件均采用梁上运输，与吊机安装相比，不需要沿桥梁设置运输便道，大大节省施工建设过程中临时用地，此外，一体化架桥机采用可伸缩式支腿，可在起伏较大的山丘地区连续安装，解决了山区公路工程建设施工大型吊机无法进入的问题，但是现有的墩梁装配式一体化施工不能实现步履式过孔，不兼具设墩柱、盖梁、小箱梁、双t梁作业的集成化架设功能。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种墩梁装配式一体化施工方法，解决了现有的墩梁装配式一体化施工不能实现步履式过孔，不兼具设墩柱、盖梁、小箱梁、双t梁作业的集成化架设功能的问题。
5.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种墩梁装配式一体化施工方法，包括以下步骤：
6.步骤一：25m跨预制构件架设；
7.步骤二：25m跨位置桥机过孔；
8.步骤三：16m跨预制构件架设；
9.步骤四：16m跨位置桥机过孔。
10.作为本发明进一步的方案：步骤一中的25m跨预制构件架设具体包括以下步骤：
11.s1：架桥机就位后，架设3#墩左侧预制盖梁，整机横移后，架设右侧预制盖梁；
12.s2：架设完成3#盖梁后，架设4#墩预制墩柱，整机横移后，依次架设各预制墩柱；
13.s3：架设完成4#墩预制墩柱后，架设1#～2#墩间预制小箱梁，整机横移后，依次架设各预制小箱梁。
14.作为本发明进一步的方案：步骤二中的25m跨位置桥机过孔具体包括以下步骤：
15.a1：前起重小车和后起重小车移动至前支腿和中支腿之间，后支腿收缩腾空，纵移25m后到位支撑；
16.a2：前辅支腿、中支腿、后辅支腿收缩腾空，前支腿和后支腿驱动主梁总成整体纵移25m支撑到位，前起重小车和后起重小车同步后退；
17.a3：前支腿收缩腾空，纵移25m支撑到位，完成整机过孔。
18.作为本发明进一步的方案：步骤三中16m跨预制构件架设具体包括以下步骤：
19.b1：架设4#墩预制盖梁；
20.b2：架设1#～2#墩间预制双t梁，整机横移，依次架设各预制双t梁。
21.作为本发明进一步的方案：步骤四中16m跨位置桥机过孔具体包括以下步骤：
22.c1：后支腿收缩腾空，纵移16m后到位支撑在梁端，前起重小车和后起重小车纵移至中支腿和后支腿之间；
23.c2：中支腿收缩腾空，纵移16m后到位支撑在盖梁上；
24.c3：后辅支腿收缩腾空，前支腿和后支腿驱动主梁总成纵移16m，两起重小车同步后退，到位后辅支腿支撑；
25.c4：前支腿收缩腾空，纵移16m后支撑，完成移机过孔。
26.作为本发明进一步的方案：墩梁一体化架桥机包括主梁总成、前辅支腿、前支腿、中支腿、后支腿、后辅支腿、前起重小车、后起重小车、电气系统和液压系统。
27.作为本发明进一步的方案：所述前起重小车起重为110t。
28.作为本发明进一步的方案：所述后起重小车起重为50t。
29.墩梁一体化架桥机各部件由主梁总成、前辅支腿、前支腿、中支腿4、后支腿、后辅支腿、前起重小车、后起重小车、电气系统、液压系统等组成。
30.主梁总成为桁架式双主梁结构形式，由两根桁架主梁与两端连接横梁组成。单根桁架主梁由上下弦杆与腹杆组成，上弦杆铺设有起重小车轨道，下弦杆上下盖板铺设有挂轮和托轮轨道，桁架在相应位置下弦杆设有横联，横联上的垂直插孔供前/中/后支腿与主梁插销锁定。
31.前辅支腿位于墩梁一体机的最前端，上横梁放置在主梁前端横梁下方，上横梁通过变跨油缸与主梁前端梁销接；前辅支腿的功能是调平主梁纵移过孔时前端的下挠，确保前支腿能够运行到前方承台上。
32.前支腿支撑在前方承台上，主要由托挂轮机构、纵移装置、承载横梁、伸缩柱、插销、转换套、走行轮组等部分组成。三角形构架上部设有小斜撑，以便伸缩油缸收缩时带动斜向伸缩杆同时伸缩运动。小斜撑下部与平面构架连接处为长圆孔，避免前支腿正常作业时斜撑受力。
33.中支腿是墩梁一体机架梁和纵移过孔的主要支撑，主要由托挂轮机构、纵移装置、伸缩柱、横移台车等部分组成。托挂轮系统由托轮、挂轮以及锁定插销组成。托轮主要起支承主梁的作用，架梁时将载荷传递至横梁，主梁变跨时，为主梁提供滚动支撑；挂轮主要作用是悬挂支腿，在主梁上驱动支腿纵移走行，以切换支腿的支撑位置；锁定插销的作用是，在变跨或整机移动时，将支腿与主梁固接。
34.后支腿是架桥机架梁的后支撑，为前后双门架结构，由挂轮组、托轮组、纵移驱动机构、支腿、转盘、走行轮组等组成。后支腿有前后两排立柱，即有四根立柱，前后立柱刚性连接成整体，对应的有两个走行横联。后支腿底部设有转盘，用于曲线梁的架设。
35.后辅支腿由横摆油缸，门式支腿、伸缩油缸组成，后辅支腿与主梁后端梁连接，横摆油缸主要实现后辅支腿门架的横摆，以实现后辅支腿曲线架梁时总是支撑在线路中心上，支腿为门形结构，运梁车可驮梁通过四号柱。立柱为伸缩套结构，伸缩油缸安装在立柱内部，通过油缸及一系列的插销孔实现后辅支腿柱身高度变化，用于在较大坡道时将主梁调平。后辅支腿主要是在小车取梁时起支撑作用。
36.前起重小车主要由横移小车、纵移大车、旋转吊具、钢丝绳、电气液压系统及相关附件组成。前起重小车能够纵移、横移，小车吊具具有360
°
回转功能。前起重小车配有两套
卷扬机，卷扬机为行星齿轮减速机内藏式电机卷扬机，电机自带制动装置，电机与减速机之间装有液压推杆制动器。前起重小车主要用于单独起吊载盖梁，和后起重小车抬吊墩柱、小箱梁、双t梁。
37.吊具装有多个调整油缸，通过横向调整油缸和纵向调整油缸，实现梁片的调平功能。通过减速电机加一级开式齿轮传动，实现吊具的360度回转。吊杆位置无级可调，可根据现场每片梁上孔位调整吊杆到相应位置。前起重小车设计有旋转吊具总成由旋转总成、调平总成和吊架组成。
38.后起重小车主要由横移小车、纵移大车、吊具、钢丝绳、电气液压系统及相关附件组成。前起重小车能够纵移、横移。前起重小车配有两套卷扬机，卷扬机为行星齿轮减速机内藏式电机卷扬机，电机自带制动装置，电机与减速机之间装有液压推杆制动器。后起重小车主要用于和前起重小车抬吊墩柱、小箱梁、双t梁。
39.电气系统包括plc控制系统、安全监控管理系统，plc控制系统由司机室主站、前后起重小车、前辅支腿、前支腿、中制支腿、后支腿、后辅支腿等子系统的工作从站组成，电控系统硬件由上位机人机界面和可编程控制器组成，采用lcd屏及声音等多媒体手段同步显示各个电气部分和所监控的结构部分技术参数变化，并向司机提供设备状态，操作确认数据参数，故障提示及报警等信息，具有紧急停机，电器过载，缺相漏电保护、零位保护等安全装置。
40.墩梁一体机液压系统的设计和安装符合iso、uni标准，以及cetop规定和相关行业执行标准，各种油品易于在国内市场购买。所有液压部件的额定压力均比系统设定压力至少高。液压管路采用钢管或橡胶管，高压管路最小抗爆系数为3，液压连接符合din2353标准。所有液压部件有必要的防雨装置。液压回路配有通用滤清器和滤清装置用以清洁液压油。所有的管路是阻燃型的，适合在机械上安装。液压回路配有安全阀以限制油路中的最大工作压力。在适当部位配有压力表以检查运行压力。
41.本发明与现有技术相比具备以下有益效果：
42.1、本发明，通过对传统架桥机重新进行设计改进，采用双主梁、五支腿、双起重小车的结构形式，实现步履式过孔，使其兼具架设墩柱、盖梁、小箱梁、双t梁作业的集成化架设功能。
43.2、本发明，采用墩梁装配式一体化施工，可以提高施工功效，加快施工速度，缓解工期紧张，施工任务繁重难题，本项目在墩梁拼接有两种形式，一种是16m双t梁，下部结构为预应力管桩 盖梁的形式，单孔5片双t梁，无现浇承台，另一种是25米小箱梁，下部结构为立柱盖梁拼接的形式，分为2柱1盖梁4片箱梁，3柱3盖梁7片箱梁，4柱2盖梁8片箱梁三种形式，预制盖梁总计390片，预制墩柱687个，预制梁板2391片，均在预制场集中预制后运至施工现场，施工任务繁重，实现了桥梁上部与下部结构的同步施工，避免因工序转换不衔接耽误工期，提高了施工效率，降低工期使用成本。
44.3、采用墩梁装配式一体化施工，可以提高墩梁架设施工精度，采用吊车将首跨梁板吊装作为墩梁一体化架桥机起步平台，一体化架桥机轨道沿着首跨梁板两边铺设，现场设置提梁站，预制构件运至提梁站后，通过提梁龙门吊运到桥面上的运梁炮车上，采用梁上运梁的方式运输至架桥机后端喂梁，由于架桥机根据一体机安装的轨道配合天车等能灵活控制墩梁纵横向移动的位置，相对于传统吊车吊装，采用墩梁装配式一体化进行墩柱安装
和梁板架设施工可以迅速定位，精准安落在测量放样指定位置。
45.4、采用墩梁装配式一体化施工，能提高墩梁架设安装施工的安全性，降低高空吊装作业风险，墩梁一体化架桥机主梁为桁架式双主梁结构形式，由两根桁架主梁与两端连接横梁组成，单根桁架主梁由上下弦杆与腹杆组成，上弦杆铺设有起重小车轨道，下弦杆上下盖板铺设有挂轮和托轮轨道，桁架在相应位置下弦杆设有横联，横联上的垂直插孔供前/中/后支腿与主梁插销锁定，桁架主梁单根可分多个节段以便运输，节段间采用销轴连接，主梁端头两侧内部采用桁架横梁连接，使主梁成为矩形框架，这样既提高一体化架桥机的抗风性又增强了架桥机稳定性和抗风能力，同时相对传统采用吊车吊装架设，运用墩梁一体化架桥机可以减少预制构件吊装运距，从而提高墩梁架设的安全性。
46.5、采用墩梁一体化施工，降低了对既有交通和环境的干扰，缓解现场交通组织压力，本项目为改扩建项目，采用墩梁装配式一体机化施工可以减少对现有交通的干扰，结构物在预制场预制完成运至现场采用墩梁一体机进行安装，避免由于现浇结构物施工时采用的机械设备堵塞妨碍现有交通，同时解决桥下临时征地问题。
47.6、采用墩梁装配式一体机化施工，降低其他设备和人员投入，节约人材机使用成本。
48.7、由于预制墩梁只需要墩梁一体化架设进行施工，减少其他设备用地，一体化架桥机安装架设在首幅梁板上，无需落地，减少征地用地问题，从而降低了对周围交通和环境的干扰避免破坏周围的环境，既环保又减少用地范围降低了对既有交通和环境的干扰，该工法可以最大限度、保护宝贵的山林植被和良田、减小对周边自然环境和交通的不利影响，社会效益最大化。
49.8、采用墩梁一体化架桥机施工，可实现3天/1孔，实现施工架设连续性，有效缓解预制场存梁场地紧张的问题，减少预制场墩梁存储空间，间接提高预制场出梁速度。
50.9、设计时考虑到支腿支垫的转换类型，一种情况下需要支垫在承台上，一种情况下需要支垫在桩顶上，另外要满足25m、16m两种跨径时支腿位置的调整需要。
附图说明
51.图1为本发明墩梁一体化架桥机整体平面图；
52.图2为本发明墩梁一体化架桥机c向示意图；
53.图3为本发明墩梁一体化架桥机d向示意图；
54.图4为本发明后起重小车的结构连接示意图；
55.图5为本发明前起重小车的结构连接示意图；
56.图6为本发明主梁总成的结构连接示意图；
57.图7为本发明墩梁一体化架桥机前起重小车立面图；
58.图8为本发明步骤一中s1的示意图；
59.图9为本发明步骤一中s2的示意图；
60.图10为本发明步骤一中s3的示意图；
61.图11为本发明步骤二中a1的示意图；
62.图12为本发明步骤二中a2的示意图；
63.图13为本发明步骤二中a3的示意图；
64.图14为本发明步骤三中b1的示意图；
65.图15为本发明步骤三中b2的示意图；
66.图16为本发明步骤四中c1的示意图；
67.图17为本发明步骤四中c2的示意图；
68.图18为本发明步骤四中c3的示意图；
69.图19为本发明步骤四中c4的示意图。
70.图中：1、主梁总成；2、前辅支腿；3、前支腿；4、中支腿；5、后支腿；6、后辅支腿；7、前起重小车；8、后起重小车。
具体实施方式
71.为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
72.请参阅图1-19，本发明提供一种技术方案：一种墩梁装配式一体化施工方法包括以下步骤：
73.步骤一：25m跨预制构件架设具体包括以下步骤：
74.s1：架桥机就位后，架设3#墩左侧预制盖梁，整机横移后，架设右侧预制盖梁；
75.s2：架设完成3#盖梁后，架设4#墩预制墩柱，整机横移后，依次架设各预制墩柱；
76.s3：架设完成4#墩预制墩柱后，架设1#～2#墩间预制小箱梁，整机横移后，依次架设各预制小箱梁；
77.步骤二：25m跨位置桥机过孔步骤三中16m跨预制构件架设具体包括以下步骤：
78.a1：前起重小车7和后起重小车8移动至前支腿3和中支腿4之间，后支腿5收缩腾空，纵移25m后到位支撑；
79.a2：前辅支腿2、中支腿4、后辅支腿6收缩腾空，前支腿3和后支腿5驱动主梁总成1整体纵移25m支撑到位，前起重小车7和后起重小车8同步后退；
80.a3：前支腿3收缩腾空，具体包括以下步骤：
81.b1：架设4#墩预制盖梁；
82.b2：架设1#～2#墩间预制双t梁，整机横移，依次架设各预制双t梁；
83.步骤四：16m跨位置桥机过孔具体包括以下步骤：
84.c1：后支腿5收缩腾空，纵移16m后到位支撑在梁端，前起重小车7和后起重小车8纵移至中支腿4和后支腿5之间；
85.c2：中支腿4收缩腾空，纵移16m后到位支撑在盖梁上；
86.c3：后辅支腿6收缩腾空，前支腿3和后支腿5驱动主梁总成1纵移16m，两起重小车同步后退，到位后辅支腿6支撑；
87.c4：前支腿3收缩腾空，纵移16m后支撑，完成移机过孔，可以提高施工功效，加快施工速度，缩短工期，解决墩柱快速高效安装、提高施工精度、提高安全性、稳定性，解决征地用地，减少对交通的干扰，安全环保等难题。
88.墩梁一体化架桥机各部件由主梁总成1、前辅支腿2、前支腿3、中支腿4、后支腿5、后辅支腿6、前起重小车7、后起重小车8、电气系统、液压系统等组成。
89.主梁总成1为桁架式双主梁结构形式，由两根桁架主梁与两端连接横梁组成。单根
桁架主梁由上下弦杆与腹杆组成，上弦杆铺设有起重小车轨道，下弦杆上下盖板铺设有挂轮和托轮轨道，桁架在相应位置下弦杆设有横联，横联上的垂直插孔供前/中/后支腿5与主梁插销锁定。
90.前辅支腿2位于墩梁一体机的最前端，上横梁放置在主梁前端横梁下方，上横梁通过变跨油缸与主梁前端梁销接；前辅支腿2的功能是调平主梁纵移过孔时前端的下挠，确保前支腿3能够运行到前方承台上。
91.前支腿3支撑在前方承台上，主要由托挂轮机构、纵移装置、承载横梁、伸缩柱、插销、转换套、走行轮组等部分组成。三角形构架上部设有小斜撑，以便伸缩油缸收缩时带动斜向伸缩杆同时伸缩运动。小斜撑下部与平面构架连接处为长圆孔，避免前支腿3正常作业时斜撑受力。
92.中支腿4是墩梁一体机架梁和纵移过孔的主要支撑，主要由托挂轮机构、纵移装置、伸缩柱、横移台车等部分组成。托挂轮系统由托轮、挂轮以及锁定插销组成。托轮主要起支承主梁的作用，架梁时将载荷传递至横梁，主梁变跨时，为主梁提供滚动支撑；挂轮主要作用是悬挂支腿，在主梁上驱动支腿纵移走行，以切换支腿的支撑位置；锁定插销的作用是，在变跨或整机移动时，将支腿与主梁固接。
93.后支腿5是架桥机架梁的后支撑，为前后双门架结构，由挂轮组、托轮组、纵移驱动机构、支腿、转盘、走行轮组等组成。后支腿5有前后两排立柱，即有四根立柱，前后立柱刚性连接成整体，对应的有两个走行横联。后支腿5底部设有转盘，用于曲线梁的架设。
94.后辅支腿6由横摆油缸，门式支腿、伸缩油缸组成，后辅支腿6与主梁后端梁连接，横摆油缸主要实现后辅支腿6门架的横摆，以实现后辅支腿6曲线架梁时总是支撑在线路中心上，支腿为门形结构，运梁车可驮梁通过四号柱。立柱为伸缩套结构，伸缩油缸安装在立柱内部，通过油缸及一系列的插销孔实现后辅支腿6柱身高度变化，用于在较大坡道时将主梁调平。后辅支腿6主要是在小车取梁时起支撑作用。
95.前起重小车7主要由横移小车、纵移大车、旋转吊具、钢丝绳、电气液压系统及相关附件组成。前起重小车7能够纵移、横移，小车吊具具有360
°
回转功能。前起重小车7配有两套卷扬机，卷扬机为行星齿轮减速机内藏式电机卷扬机，电机自带制动装置，电机与减速机之间装有液压推杆制动器。前起重小车7主要用于单独起吊载盖梁，和后起重小车8抬吊墩柱、小箱梁、双t梁。
96.吊具装有多个调整油缸，通过横向调整油缸和纵向调整油缸，实现梁片的调平功能。通过减速电机加一级开式齿轮传动，实现吊具的360度回转。吊杆位置无级可调，可根据现场每片梁上孔位调整吊杆到相应位置。前起重小车7设计有旋转吊具总成由旋转总成、调平总成和吊架组成。
97.后起重小车8主要由横移小车、纵移大车、吊具、钢丝绳、电气液压系统及相关附件组成。前起重小车7能够纵移、横移。前起重小车7配有两套卷扬机，卷扬机为行星齿轮减速机内藏式电机卷扬机，电机自带制动装置，电机与减速机之间装有液压推杆制动器。后起重小车8主要用于和前起重小车7抬吊墩柱、小箱梁、双t梁。
98.电气系统包括plc控制系统、安全监控管理系统，plc控制系统由司机室主站、前后起重小车8、前辅支腿2、前支腿3、中制支腿、后支腿5、后辅支腿6等子系统的工作从站组成，电控系统硬件由上位机人机界面和可编程控制器组成，采用lcd屏及声音等多媒体手段同
步显示各个电气部分和所监控的结构部分技术参数变化，并向司机提供设备状态，操作确认数据参数，故障提示及报警等信息，具有紧急停机，电器过载，缺相漏电保护、零位保护等安全装置。
99.墩梁一体机液压系统的设计和安装符合iso、uni标准，以及cetop规定和相关行业执行标准，各种油品易于在国内市场购买。所有液压部件的额定压力均比系统设定压力至少高。液压管路采用钢管或橡胶管，高压管路最小抗爆系数为3，液压连接符合din 2353标准。所有液压部件有必要的防雨装置。液压回路配有通用滤清器和滤清装置用以清洁液压油。所有的管路是阻燃型的，适合在机械上安装。液压回路配有安全阀以限制油路中的最大工作压力。在适当部位配有压力表以检查运行压力。
100.预制拼装桥梁共3座，装配式桥梁上部结构采用预应力砼小箱梁、预应力砼双t梁，下部结构采用预制盖梁、预制方柱墩和现浇承台，在墩梁一体化架桥机施工范围内，同时存在两种桥梁结构形式：(1)16m双t梁，下部结构为预应力管桩 盖梁的形式，单孔5片双t梁，无现浇承台；(2)25米小箱梁，下部结构为立柱盖梁拼接的形式，分为2柱1盖梁4片箱梁，3柱3盖梁7片箱梁，4柱2盖梁8片箱梁三种形式，有现浇承台，预制盖梁总计390片，预制墩柱687个，预制梁板2391片，为完成以上施工工艺，均在预制场集中预制后运至施工现场，采用墩梁一体化架桥机进行安装架设。
101.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。