本发明涉及一种采用“牛腿”构造的大型预制拼装盖梁及施工方法，盖梁构件由两个外挂式悬臂段构件和中间段构件组成，中间段构件两侧拼装交界面各附带“牛腿”，并在拼装交界面处的四个角点位置设置激光束相对位置校准接收点；中间段构件与桥墩交接处设有竖向连接口和相对位置校准发射点；两个外挂式悬臂段构件与中间段构件连接处为梯形，交界面四个角点位置设有激光相对位置校准发射点；利用预应力钢筋采用后张法两端张拉而连接成整体。本发明采用“牛腿”构造比平面上设置小剪力键构造的抗剪能力强；方便预制施工作业，有利于节省构件预制过程中，在特殊部位细致处理的时间；对量化生产环节中，极大提高工作效率，降低施工风险，节省大量人力和物力资源。
1.一种采用“牛腿”构造的大型预制拼装盖梁的施工方法，采用的“牛腿”构造的大型预制拼装盖梁包括盖梁构件，所述盖梁构件由两个外挂式悬臂段构件(1)和中间段构件(2)组成，中间段构件(2)两侧拼装交界面各附带“牛腿”(4)，并在拼装交界面处的四个角点位置设置激光束相对位置校准接收点；中间段构件(2)与桥墩(5)交接处设有竖向连接口和相对位置校准发射点；两个外挂式悬臂段构件(1)与中间段构件(2)连接处为梯形或“反S”型交界面，并在交界面四个角点位置均设有激光相对位置校准发射点；两个外挂式悬臂段构件(1)和中间段构件(2)均预留贯穿纵向的预应力钢筋管道(7)，利用预应力钢筋采用后张法两端张拉而连接成整体，其特征在于，具体步骤为：步骤一：预制盖梁的两个外挂式悬臂段构件(1)和中间段构件(2)，为确保构件质量及尺寸精度，预制方式采用短线分段匹配浇筑；
步骤二：构件运输至拼装施工现场后，先用起重机吊装中间段构件(2)达桥墩(5)正上方30cm处，交界面涂刷环氧树脂作粘结层，从中间段构件(2)与桥墩(5)交界位置的竖向桥墩相对位置校核点发射激光束，精确找准拼装位置后，缓慢安放直至与桥墩(5)完全接触，采用灌浆套筒式或金属波纹管式或承插式拼接方式对中间段构件(2)与桥墩（5）进行拼接，然后撤回起重装置，在接口位置注射高强灌浆料封闭；
步骤三：使用起重机同时吊装两个外挂式悬臂段构件(1)，当两个外挂式悬臂段构件(1)底面竖向位置距离中间段构件(2)交界面10 20cm时，交界面涂刷环氧树脂作粘结层，在~相对位置校准点发射激光束，缓慢下降外挂式悬臂段构件(1)，直至激光束照准中间段构件(2)的相对位置校准点，起重机停止升降；
步骤四：将预先准备好的预应力钢筋沿两个外挂式悬臂段构件(1)和中间段构件(2)上预留贯穿纵向的预应力钢筋管道(7)的孔洞穿放，采用后张法两端张拉钢筋，张拉预应力过程分为两个阶段，第一阶段张拉使外挂式悬臂段构件(1)与“牛腿”(4)下部接触面压应力达到设计要求；待预应力达到设计要求值，撤除起重机，然后对接缝进行初步清理后，填塞浆液或环氧树脂封层，第二阶段在两个外挂式悬臂段构件(1)上拼装挡块(9)和抗震橡胶支座后张拉，最后完成预应力孔洞注浆封闭、封锚工作，完成整个拼装过程。
2.根据权利要求1所述的采用“牛腿”构造的大型预制拼装盖梁的施工方法，其特征在于：步骤四中，对接缝进行初步清理后，压浆填缝，对吊装完成后的盖梁接缝处，打入总长为
3cm、外部直径8mm的合金高压注射器，利用小型注浆机高压注射环氧树脂浆，填补交界面内存在的空鼓和面部分离。
采用“牛腿”构造的大型预制拼装盖梁及施工方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种大型预制拼装盖梁，尤其是一种采用牛腿抗剪构造的大型预制拼装盖梁及其施工方法。
背景技术
[0002] 混凝土桥梁的施工由于现场湿作业的特性，需要大量的模板和支撑系统，在不良施工条件下，搭设满堂支架是不可行的。同时盖梁施工属于高空作业，现场大量浇筑混凝土，施工风险大。采用预制拼装盖梁的方式可以加快施工速度，降低成本，保证质量，同时考虑到规模效应具有很好的经济性。
[0003] 采用整体预制盖梁的前提是桥面宽度不能太宽，但是对于大悬臂盖梁，采用盖梁整体预制的方式不满足运输和吊装要求，这时候必须采用分段预制盖梁技术。虽然对于分段预制盖梁的分段方案国内已有探讨，但是仍然需要新的预制拼装盖梁技术来满足不同建造情况下的个性化需求。
发明内容
[0004] 本发明提出一种采用“牛腿”构造的大型预制拼装盖梁及施工方法，适用于大型桥梁工程，其预制拼装工作量小，利于缩短桥梁建造总工期；在批量生产方面，模板制作简单，可收获量产经济节约效益。
[0005] 为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种采用“牛腿”构造的大型预制拼装盖梁，包括盖梁构件，盖梁构件由两个外挂式悬臂段构件和中间段构件组成，中间段构件两侧拼装交界面各附带“牛腿”，并在拼装交界面处的四个角点位置设置激光束相对位置校准接收点；中间段构件与桥墩交接处设有竖向连接口和相对位置校准发射点；两个外挂式悬臂段构件与中间段构件连接处为梯形或“反S”型交界面，并在交界面四个角点位置均设有激光相对位置校准发射点；两个外挂式悬臂段构件和中间段构件均预留贯穿纵向的预应力钢筋管道，利用预应力钢筋采用后张法两端张拉而连接成整体。
[0006] 一种采用“牛腿”构造的大型预制拼装盖梁的施工方法，具体步骤为：
[0007] 步骤一：预制盖梁的两个外挂式悬臂段构件和中间段构件，为确保构件质量及尺寸精度，预制方式采用短线分段匹配浇筑；
[0008] 步骤二：构件运输至拼装施工现场后，先用起重机吊装中间段构件达桥墩正上方30cm处，交界面涂刷环氧树脂作粘结层，从中间段与桥墩交界位置的竖向桥墩相对位置校核点发射激光束，精确找准拼装位置后，缓慢安放直至与桥墩完全接触，采用灌浆套筒式或金属波纹管式或承插式拼接方式对中间段构件与桥墩进行拼接，然后撤回起重装置，在接口位置注射高强灌浆料封闭；
[0009] 步骤三：使用起重机同时吊装两个外挂式悬臂段构件，当两个外挂式悬臂段构件底面竖向位置距离中间段构件交界面10 20cm时，交界面涂刷环氧树脂作粘结层，在相对位~置校准点发射激光束，缓慢下降外挂式悬臂段构件，直至激光束照准中间段构件结构的相对位置校准点，起重机停止升降；
[0010] 步骤四：将预先准备好的预应力钢筋沿两个外挂式悬臂段构件和中间段构件上预留贯穿纵向的预应力钢筋管道的孔洞穿放，采用后张法两端张拉钢筋，张拉预应力过程分为两个阶段，第一阶段张拉使外挂式悬臂段构件与“牛腿”下部接触面压应力达到设计要求；待预应力达到设计要求值，撤除起重机，然后对接缝进行初步清理后，填塞浆液或环氧树脂封层，第二阶段在两个外挂式悬臂段构件上拼装挡块和抗震橡胶支座后张拉，最后完成预应力孔洞注浆封闭、封锚工作，完成整个拼装过程。
[0011] 步骤四中，对接缝进行初步清理后，压浆填缝，对吊装完成后的盖梁接缝处，打入总长为3cm、外部直径8mm的合金高压注射器，利用小型注浆机高压注射环氧树脂浆，填补交界面内存在的空鼓和面部分离。
[0012] 本发明的有益效果是：
[0013] 本发明在实际工程应用中有以下优势：外挂式悬臂段结构造型简单易于制作模板，且两侧外挂式悬臂段相同，在批量生产工作中节约模板材料和大量人力资源；预应力钢筋锚固结合方式，缩短传统现浇盖梁所需必要工作时间，在全程、大、中长线立交桥梁工程上，极大缩短了工程总工期；在拼装位置校准方面，采用激光找准，精度更高，操作更加简便，打破传统位置校准时需要多名专员指挥吊装、目测和尺测三重校准的模式，节省人力、物力和时效资源。
[0014] 两个外挂式悬臂段构件与中间段构件交界面采用“反S”型曲面，可有效缩减交界面数量至一个面，规避了是由于上部张拉钢筋，而下部没有拉力作为约束，外挂式悬臂段以交界面某点为转动中心发生转动，而下部产生开口的风险，在张拉预应力钢筋时可做到面部完全密贴。
[0015] 本发明适用于大型桥梁工程，其预制拼装工作量小，利于缩短桥梁建造总工期；在批量生产方面，模板制作简单，可收获量产经济节约效益。
附图说明
[0016] 图1为盖梁整体结构示意图；
[0017] 图2为图1的俯视图；
[0018] 图3为中间段构件“牛腿”交界位置断面图；
[0019] 图4为外挂段构件交界位置断面图；
[0020] 图5为“反S”曲型交界面构造图。
具体实施方式
[0021] 下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
[0022] 如图1至图4所示，一种采用“牛腿”构造的大型预制拼装盖梁，盖梁构件由两个外挂式悬臂段构件1和中间段构件2组成， 中间段构件2两侧拼装交界面各附带“牛腿”4，并在拼装交界面处的四个角点位置设置激光束相对位置校准接收点；中间段构件2与桥墩交接处设有竖向连接口和相对位置校准发射点；两个外挂式悬臂段构件1与中间段构件2连接处为梯形3或“反S”型交界面（图5），并在交界面四个角点位置均设有激光相对位置校准发射点；两个外挂式悬臂段构件1和中间段构件2均预留贯穿纵向的预应力钢筋管道7，利用预应力钢筋采用后张法两端张拉而连接成整体。
[0023] 以横桥向总长31m的盖梁为例，本发明的采用“牛腿”构造的大型预制拼装盖梁的安装施式步骤及要求如下：
[0024] a、预制图1所示的两个外挂式悬臂段构件1和中间段构件2共三个构件，浇筑材料选用C50混凝土，预制方式采用短线分段浇筑，先从构件交界面处预制，再利用既成构件预制段做为模板一部分浇筑下个短线段，如此重复操作直至完成单个构件。构件在预制过程中均留有图3，4所示的三层对称预应力钢筋管道7，预应力钢筋套管使用塑料波纹管；
[0025] b、起重机吊装中间段构件2，在距桥墩5上方约30cm处时，交界面涂刷环氧树脂粘层，激光竖向定位后缓慢降落，使中间段构件2的竖向接口与桥墩5顶部预留契口吻合，对接缝作注浆封闭处理；
[0026] c、在中间段构件2上安放激光相对位置校准接收仪6，具体位置如图3所示，在外挂式悬臂段构件1上安放激光相对位置校准发射仪8；
[0027] d、同时起吊两个外挂式悬臂段构件1，在外挂式悬臂段构件1底面竖向位置距离构件2交界面10 20cm时，通过遥控启动激光相对位置校准发射仪8，由两个专员分别指挥两台~起重机，使四个激光相对位置校准接收仪6同时接收到激光信号，此时停止起重的升降工作；
[0028] e、向预应力钢筋管道7内穿插预应力钢绞线，钢束规格可采用15-Øs15.20，在张拉第一阶段时，首先张拉图3中部分预应力筋，锚垫板必须与钢束中线垂直，两端对称张拉，双向控制张拉应力与伸长度，使预应力筋达到设计预应力且“牛腿”交界面下部不出现压应力，固定锚具，拆除起重装置及校准仪器，完成管道压浆并封锚；
[0029] f、安放如图1，2所示中的挡块9和抗震橡胶支座，在挡块9完成拼装后，安装抗震橡胶支座需要从结构中心往两侧对称安装，随后张拉第二阶段预应力钢筋，即图3中最上层预应力钢筋，锚垫板必须与钢束中线垂直，两端对称张拉，双向控制张拉应力与伸长度，预应力达到设计要求值后固定锚具，拆除起重装置及校准仪器，管道内压浆，水泥浆强度为C45，表面接缝口涂刷环氧树脂封闭并封锚。
[0030] 为防止预制和施工精度不足造成拼接面不完全闭合，本发明还提供两种补足措施具体方案及操作步骤如下：
[0031] 方案一：压浆填缝，对吊装完成后的盖梁接缝处，打入总长为3cm、外部直径8mm的合金高压注射器，用橡皮管连接至小型注浆机，向注压壶内倒入环氧树脂浆，启动机器，当压力计显示压力达到250MPa时，打开管道阀门注射浆液，待盖梁上、下交接缝均出现积液时停止注浆，并清理盖梁表面；
[0032] 方案二：采用“反S”曲型交界面如图5所示，缩减交界面数量至一个曲面B，曲面B要求平滑，拐点A、C均为切点，预制浇筑方式及吊装步骤与纵向总长31m的盖梁示例步骤a-f所述相似，不同点在于a步骤中预制阶段模板采用曲面B型曲率的钢板，不再使用原阶梯形模板，此方案将原有直角牛腿改造成曲型牛腿，承担剪力和临时支点作用，同时规避了是由于上部张拉钢筋，而下部没有拉力作为约束，外挂式悬臂段以交界面某点为转动中心发生转动，而下部产生开口的风险，使得张拉预应力钢筋时可做到面部完全密贴。
