一种节段预制拼装墩柱顶升式施工方法与流程

1.本发明涉及桥梁工程建设技术领域，尤其涉及一种节段预制拼装墩柱顶升式施工方法。


背景技术：

2.预制装配结构以其施工速度快，经济性好，绿色环保，对交通影响小等优点，被广泛应用在市政、公路、铁路等桥梁工程上部结构中。随着新技术、新工艺的的不断发展，预制装配墩柱也得到了越来越多的应用。预制装配墩柱通常做法是在工厂预制加工成型后运至现场，再采用大型吊装设备进行吊装，最后将墩柱与承台进行连接完成墩柱施工。
3.目前国内预制墩柱多用于城市桥梁中，预制墩柱高度较小，通常只有一个或两个墩柱节段，采用常规的吊装设备施工即可施工。对于高度较大的墩柱如公路中常见的薄壁空心墩，如果采用预制装配式墩柱结构，则墩柱需分为多个节段，采用常规的起重装备进行吊装施工的方式由于受到诸多限制而无法实现，导致实际工程中高墩结构很少采用节段预制装配结构。
4.高墩结构采用节段预制装配结构的技术难点在于：
5.1、随着墩柱节段的升高，对于起吊设备的要求也越来越高甚至难以找到合适的起吊设备来进行墩柱节段的吊装；
6.2、墩柱节段之间的连接施工均需在高空平台完成，施工困难且施工危险系数高；
7.3、施工措施费高，施工周期长。
8.因此亟需一种施工方便，技术可行的节段预制墩柱施工方法以提高预制墩柱在高墩桥梁中的应用。


技术实现要素：

9.本发明旨在解决现有技术的不足，而提供一种节段预制拼装墩柱顶升式施工方法。
10.本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种节段预制拼装墩柱顶升式施工方法，包括以下施工步骤：
11.s1.施工桥梁承台，同时在工厂预制墩柱节段；
12.s2.在承台上安装搭设传输平台及顶升平台；
13.s3.分别在承台及顶升平台上安装第一顶升设备和第二顶升设备；
14.s4.利用起重设备将第一节墩柱节段吊至传输平台上，通过传输平台将第一节墩柱节段传送至墩柱设计位置，然后在第一节墩柱节段上安装第一牛腿，启动第一顶升设备与第一牛腿顶紧固定；
15.s5.启动第一顶升设备同步顶升第一节墩柱节段；
16.s6.待第一节墩柱节段顶升就位后停止第一次顶升并锁紧第一顶升设备，然后在第一节墩柱节段上安装第二牛腿，启动第二顶升设备与第二牛腿顶紧固定，同时回缩第一
顶升设备；
17.s7.启动第二顶升设备继续顶升第一节墩柱节段，顶升就位后停止顶升并锁紧第二顶升设备；
18.s8.利用起重设备将第二节墩柱节段吊至传输平台上，通过传输平台将第二节墩柱节段传送至第一节墩柱节段正下方，然后在第二节墩柱节段上安装第一牛腿，启动第一顶升设备与第二节墩柱节段上的第一牛腿顶紧固定；
19.s9.控制第二顶升设备同步、缓慢下放第一节墩柱节段落在第二节墩柱节段上，使第二节墩柱节段的墩柱主筋插入第一节墩柱节段灌浆套筒内，同时回缩第二顶升设备；
20.s10.进行第一节墩柱节段与第二节墩柱节段套筒灌浆施工，拆除第一节墩柱节段上的第一牛腿与第二牛腿；
21.s11.待灌浆液达到强度后，重复步骤s5～s10直至最后一节墩柱节段；
22.s12.待最后一节墩柱节段与倒数第二节墩柱节段的套筒灌浆完成后，依次拆除第二顶升设备、顶升平台、平台柱以及传输平台；
23.s13.控制第一顶升设备同步、缓慢下放墩柱节段落在承台上，使承台预埋钢筋插入最后一节墩柱节段灌浆套筒内；
24.s14.进行承台与最后一节墩柱节段套筒灌浆施工；
25.s15.拆除第一顶升设备和最后一节墩柱节段上的第一牛腿，回填恢复路面，完成墩柱顶升。
26.进一步的，承台顶部预留有与墩柱节段连接的承台预埋钢筋，承台预埋钢筋与墩柱节段底部的灌浆套筒数量一致。
27.进一步的，传输平台设置在承台及与承台相邻的地面上，传输平台位于承台上的部分设置在顶升平台所形成的u型开口环内部；传输平台宽度与墩柱节段宽度相等，传输平台长度大于墩柱节段长度的两倍，传输平台高度大于承台预埋钢筋高度。
28.进一步的，顶升平台为设置在承台上的u型结构，墩柱节段传输方向为u型开口端；顶升平台与承台间通过若干高度相等的平台柱连接，顶升平台四角位置及第二顶升设备正下方均设有平台柱；顶升平台及平台柱所形成的u型开口环位于墩柱节段的外侧；顶升平台在第一顶升设备竖向正对位置设有平台开孔，平台开孔的平面尺寸大于第一牛腿的平面尺寸。
29.进一步的，第一顶升设备设置在墩柱节段两个长边外侧的承台上，第一顶升设备与第一牛腿位置与数量对应。
30.进一步的，第二顶升设备设置在墩柱节段两个长边外侧的平台柱正上方，第二顶升设备与第二牛腿位置与数量对应。
31.进一步的，第一顶升设备与第二顶升设备间隔、均匀布置，数量根据墩柱节段重量确定。
32.进一步的，墩柱节段为预制结构，墩柱节段内设置有墩柱主筋、灌浆套筒、第一预埋件、第二预埋件，墩柱主筋底部与灌浆套筒相连，墩柱主筋顶部伸出墩柱节段顶部，伸出长度小于灌浆套筒长度；灌浆套筒设置在墩柱节段底部，灌浆套筒与墩柱主筋数量相等；第一预埋件及第二预埋件设置在墩柱节段长边一侧的外表面，第一预埋件数量与第一顶升设备数量相等，第二预埋件与第二顶升设备数量相等。
33.进一步的，第一预埋件设置在墩柱节段高度方向的中部，第一预埋件位于同一水平面内；第二预埋件设置在墩柱节段高度方向的顶部，第二预埋件位于同一水平面内。
34.进一步的，第一牛腿与第一预埋件采用螺栓连接，第一牛腿与第一预埋件数量相等；第二牛腿与第二预埋件采用螺栓连接，第二牛腿与第二预埋件数量相等。
35.本发明的有益效果是：本发明将墩柱节段从下往上逐步顶升，施工过程中用到的设施设备简单，无需采用大型吊装设备，施工方便快捷，经济性好，且施工过程均在地面以及较低的高度内进行，施工安全性高，本发明提供的施工方法可提高预制墩柱在高墩桥梁中的应用。
附图说明
36.图1是本发明施工方法施工前准备的立面示意图；
37.图2是本发明施工方法第一节墩柱节段传输的立面示意图；
38.图3是本发明施工方法第一节墩柱节段顶升的立面示意图；
39.图4是本发明施工方法第二节墩柱节段传输的立面示意图；
40.图5是本发明施工方法第一节与第二节墩柱节段套筒灌浆的立面示意图；
41.图6是本发明施工方法第二墩柱节段顶升的立面示意图；
42.图7是本发明施工方法最后一节墩柱节段传输的立面示意图；
43.图8是本发明施工方法最后一节与倒数第二节墩柱节段套筒灌浆的立面示意图；
44.图9是本发明施工方法墩柱节段顶升完成后的立面示意图；
45.图10是本发明施工方法顶升平台及顶升设备的平面布置示意图；
46.图11是本发明施工方法墩柱节段的立面示意图；
47.图12是本发明施工方法墩柱节段的平面示意图；
48.图中：11-承台；111-承台预埋钢筋；12-传输平台；13-顶升平台；131-平台柱；132-平台开孔；14-第一顶升设备；15-第二顶升设备；16-墩柱节段；161-墩柱主筋；162-灌浆套筒；163-第一预埋件；164-第一牛腿；165-第二预埋件；166-第二牛腿；
49.以下将结合本发明的实施例参照附图进行详细叙述。
具体实施方式
50.下面结合实施例对本发明作进一步说明：
51.如图1～图12所示，一种节段预制拼装墩柱顶升式施工方法，包括以下施工步骤：
52.s1.承台施工及墩柱节段预制。施工桥梁承台11，同时在工厂预制墩柱节段16；
53.s2.平台架设。在承台11上安装搭设传输平台12及顶升平台13；
54.s3.顶升设备安装。分别在承台11及顶升平台13上安装第一顶升设备14和第二顶升设备15；
55.s4.第一节墩柱节段输送就位。利用起重设备将第一节墩柱节段16吊至传输平台12上，通过传输平台12将第一节墩柱节段16传送至墩柱设计位置，然后在第一节墩柱节段16上安装第一牛腿164，启动第一顶升设备14与第一牛腿164顶紧固定；
56.s5.墩柱节段第一次顶升。启动第一顶升设备14同步顶升第一节墩柱节段16；
57.s6.顶升设备转换。待第一节墩柱节段16顶升就位后停止第一次顶升并锁紧第一
顶升设备14，然后在第一节墩柱节段16上安装第二牛腿166，启动第二顶升设备15与第二牛腿166顶紧固定，同时回缩第一顶升设备14；
58.s7.墩柱节段第二次顶升。启动第二顶升设备15继续顶升第一节墩柱节段16，顶升就位后停止顶升并锁紧第二顶升设备15；
59.s8.第二节墩柱节段输送。利用起重设备将第二节墩柱节段16吊至传输平台12上，通过传输平台12将第二节墩柱节段16传送至第一节墩柱节段16正下方，然后在第二节墩柱节段16上安装第一牛腿164，启动第一顶升设备14与第二节墩柱节段16上的第一牛腿164顶紧固定；
60.s9.第一节墩柱节段下放。控制第二顶升设备15同步、缓慢下放第一节墩柱节段16落在第二节墩柱节段16上，使第二节墩柱节段16的墩柱主筋161插入第一节墩柱节段16灌浆套筒162内，同时回缩第二顶升设备15；
61.s10.套筒灌浆连接施工。进行第一节墩柱节段16与第二节墩柱节段16套筒灌浆施工，拆除第一节墩柱节段16上的第一牛腿164与第二牛腿166；
62.s11.墩柱节段持续顶升。待灌浆液达到强度后，重复步骤s5～s10直至最后一节墩柱节段16；
63.s12.平台拆除。待最后一节墩柱节段16与倒数第二节墩柱节段16的套筒灌浆完成后，依次拆除第二顶升设备15、顶升平台13、平台柱131以及传输平台12；
64.s13.墩柱整体下放。控制第一顶升设备14同步、缓慢下放墩柱节段16落在承台11上，使承台预埋钢筋111插入最后一节墩柱节段16灌浆套筒162内；
65.s14.承台与墩柱连接。进行承台11与最后一节墩柱节段16套筒灌浆施工；
66.s15.设备拆除，恢复路面。拆除第一顶升设备14和最后一节墩柱节段16上的第一牛腿164，回填恢复路面，完成墩柱顶升。
67.承台11顶部预留有与墩柱节段16连接的承台预埋钢筋111，承台预埋钢筋111与墩柱节段16底部的灌浆套筒162数量一致。
68.传输平台12设置在承台11及与承台11相邻的地面上，传输平台12位于承台11上的部分设置在顶升平台13所形成的u型开口环内部；传输平台12宽度与墩柱节段16宽度相等，传输平台12长度大于墩柱节段16长度的两倍，传输平台12高度大于承台预埋钢筋111高度。
69.顶升平台13为设置在承台11上的u型结构，墩柱节段16传输方向为u型开口端；顶升平台13与承台11间通过若干高度相等的平台柱131连接，顶升平台13四角位置及第二顶升设备15正下方均设有平台柱131；顶升平台13及平台柱131所形成的u型开口环位于墩柱节段16的外侧；顶升平台13在第一顶升设备14竖向正对位置设有平台开孔132，平台开孔132的平面尺寸大于第一牛腿164的平面尺寸。
70.第一顶升设备14设置在墩柱节段16两个长边外侧的承台11上，第一顶升设备14与第一牛腿164位置与数量对应。
71.第二顶升设备15设置在墩柱节段16两个长边外侧的平台柱131正上方，第二顶升设备15与第二牛腿166位置与数量对应。
72.第一顶升设备14与第二顶升设备15可以是千斤顶或其他类似的设备，第一顶升设备14与第二顶升设备15间隔、均匀布置，数量根据墩柱节段16重量确定。
73.墩柱节段16为预制结构，墩柱节段16内设置有墩柱主筋161、灌浆套筒162、第一预
埋件163、第二预埋件165，墩柱主筋161底部与灌浆套筒162相连，墩柱主筋161顶部伸出墩柱节段16顶部，伸出长度小于灌浆套筒162长度；灌浆套筒162设置在墩柱节段16底部，灌浆套筒162与墩柱主筋161数量相等；第一预埋件163及第二预埋件165设置在墩柱节段16长边一侧的外表面，第一预埋件163数量与第一顶升设备14数量相等，第二预埋件165与第二顶升设备15数量相等。
74.第一预埋件163与第二预埋件165为若干两侧设有螺栓孔的钢板及插设在螺栓孔内的螺栓，第一预埋件163设置在墩柱节段16高度方向的中部，第一预埋件163位于同一水平面内；第二预埋件165设置在墩柱节段16高度方向的顶部，第二预埋件165位于同一水平面内。
75.第一牛腿164与第一预埋件163采用螺栓连接，第一牛腿164与第一预埋件163数量相等；第二牛腿166与第二预埋件165采用螺栓连接，第二牛腿166与第二预埋件165数量相等。
76.上面对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种节段预制拼装墩柱顶升式施工方法，其特征在于，包括以下施工步骤：s1.施工桥梁承台(11)，同时在工厂预制墩柱节段(16)；s2.在承台(11)上安装搭设传输平台(12)及顶升平台(13)；s3.分别在承台(11)及顶升平台(13)上安装第一顶升设备(14)和第二顶升设备(15)；s4.利用起重设备将第一节墩柱节段(16)吊至传输平台(12)上，通过传输平台(12)将第一节墩柱节段(16)传送至墩柱设计位置，然后在第一节墩柱节段(16)上安装第一牛腿(164)，启动第一顶升设备(14)与第一牛腿(164)顶紧固定；s5.启动第一顶升设备(14)同步顶升第一节墩柱节段(16)；s6.待第一节墩柱节段(16)顶升就位后停止第一次顶升并锁紧第一顶升设备(14)，然后在第一节墩柱节段(16)上安装第二牛腿(166)，启动第二顶升设备(15)与第二牛腿(166)顶紧固定，同时回缩第一顶升设备(14)；s7.启动第二顶升设备(15)继续顶升第一节墩柱节段(16)，顶升就位后停止顶升并锁紧第二顶升设备(15)；s8.利用起重设备将第二节墩柱节段(16)吊至传输平台(12)上，通过传输平台(12)将第二节墩柱节段(16)传送至第一节墩柱节段(16)正下方，然后在第二节墩柱节段(16)上安装第一牛腿(164)，启动第一顶升设备(14)与第二节墩柱节段(16)上的第一牛腿(164)顶紧固定；s9.控制第二顶升设备(15)同步、缓慢下放第一节墩柱节段落(16)在第二节墩柱节段(16)上，使第二节墩柱节段(16)的墩柱主筋(161)插入第一节墩柱节段(16)灌浆套筒(162)内，同时回缩第二顶升设备(15)；s10.进行第一节墩柱节段(16)与第二节墩柱节段(16)套筒灌浆施工，拆除第一节墩柱节段(16)上的第一牛腿(164)与第二牛腿(166)；s11.待灌浆液达到强度后，重复步骤s5～s10直至最后一节墩柱节段；s12.待最后一节墩柱节段(16)与倒数第二节墩柱节段(16)的套筒灌浆完成后，依次拆除第二顶升设备(15)、顶升平台(13)、平台柱(131)以及传输平台(12)；s13.控制第一顶升设备(14)同步、缓慢下放墩柱节段(16)落在承台(11)上，使承台预埋钢筋(111)插入最后一节墩柱节段(16)灌浆套筒(162)内；s14.进行承台(11)与最后一节墩柱节段(16)套筒灌浆施工；s15.拆除第一顶升设备(14)和最后一节墩柱节段(16)上的第一牛腿(164)，回填恢复路面，完成墩柱顶升。2.根据权利要求1所述的一种节段预制拼装墩柱顶升式施工方法，其特征在于，承台(11)顶部预留有与墩柱节段(16)连接的承台预埋钢筋(111)，承台预埋钢筋(111)与墩柱节段(16)底部的灌浆套筒(162)数量一致。3.根据权利要求2所述的一种节段预制拼装墩柱顶升式施工方法，其特征在于，传输平台(12)设置在承台(11)及与承台(11)相邻的地面上，传输平台(12)位于承台(11)上的部分设置在顶升平台(13)所形成的u型开口环内部；传输平台(12)宽度与墩柱节段(16)宽度相等，传输平台(12)长度大于墩柱节段(16)长度的两倍，传输平台(12)高度大于承台预埋钢筋(111)高度。4.根据权利要求3所述的一种节段预制拼装墩柱顶升式施工方法，其特征在于，顶升平
台(13)为设置在承台(11)上的u型结构，墩柱节段(16)传输方向为u型开口端；顶升平台(13)与承台(11)间通过若干高度相等的平台柱(131)连接，顶升平台(13)四角位置及第二顶升设备(15)正下方均设有平台柱(131)；顶升平台(13)及平台柱(131)所形成的u型开口环位于墩柱节段(16)的外侧；顶升平台(13)在第一顶升设备(14)竖向正对位置设有平台开孔(132)，平台开孔(132)的平面尺寸大于第一牛腿(164)的平面尺寸。5.根据权利要求4所述的一种节段预制拼装墩柱顶升式施工方法，其特征在于，第一顶升设备(14)设置在墩柱节段(16)两个长边外侧的承台(11)上，第一顶升设备(14)与第一牛腿(164)位置与数量对应。6.根据权利要求5所述的一种节段预制拼装墩柱顶升式施工方法，其特征在于，第二顶升设备(15)设置在墩柱节段(16)两个长边外侧的平台柱(131)正上方，第二顶升设备(15)与第二牛腿(166)位置与数量对应。7.根据权利要求6所述的一种节段预制拼装墩柱顶升式施工方法，其特征在于，第一顶升设备(14)与第二顶升设备(15)间隔、均匀布置，数量根据墩柱节段(16)重量确定。8.根据权利要求7所述的一种节段预制拼装墩柱顶升式施工方法，其特征在于，墩柱节段(16)为预制结构，墩柱节段(16)内设置有墩柱主筋(161)、灌浆套筒(162)、第一预埋件(163)、第二预埋件(165)，墩柱主筋(161)底部与灌浆套筒(162)相连，墩柱主筋(161)顶部伸出墩柱节段(16)顶部，伸出长度小于灌浆套筒(162)长度；灌浆套筒(162)设置在墩柱节段(16)底部，灌浆套筒(162)与墩柱主筋(161)数量相等；第一预埋件(163)及第二预埋件(165)设置在墩柱节段(16)长边一侧的外表面，第一预埋件(163)数量与第一顶升设备(14)数量相等，第二预埋件(165)与第二顶升设备(15)数量相等。9.根据权利要求8所述的一种节段预制拼装墩柱顶升式施工方法，其特征在于，第一预埋件(163)设置在墩柱节段(16)高度方向的中部，第一预埋件(163)位于同一水平面内；第二预埋件(165)设置在墩柱节段(16)高度方向的顶部，第二预埋件(165)位于同一水平面内。10.根据权利要求9所述的一种节段预制拼装墩柱顶升式施工方法，其特征在于，第一牛腿(164)与第一预埋件(163)采用螺栓连接，第一牛腿(164)与第一预埋件(163)数量相等；第二牛腿(166)与第二预埋件(165)采用螺栓连接，第二牛腿(166)与第二预埋件(165)数量相等。

技术总结
本发明是一种节段预制拼装墩柱顶升式施工方法，包括以下施工步骤：S1.承台施工及墩柱节段预制。S2.平台架设。S3.顶升设备安装。S4.第一节墩柱节段输送就位。S5.墩柱节段第一次顶升。S6.顶升设备转换。S7.墩柱节段第二次顶升。S8.第二节墩柱节段输送。S9.第一节墩柱节段下放。S10.套筒灌浆连接施工。S11.墩柱节段持续顶升。S12.平台拆除。S13.墩柱整体下放。S14.承台与墩柱连接。S15.设备拆除，恢复路面。本发明无需采用大型吊装设备，施工方便快捷，经济性好，且施工过程均在地面以及较低的高度内进行，施工安全性高，本发明提供的施工方法可提高预制墩柱在高墩桥梁中的应用。可提高预制墩柱在高墩桥梁中的应用。可提高预制墩柱在高墩桥梁中的应用。


技术研发人员：蔡送宝 刘晓敏 周俊龙 贾建伟 李晓鹏 宋立伟 耿文宾 邑强 薛嵩 白万帅
受保护的技术使用者：中国建筑第六工程局有限公司
技术研发日：2023.06.26
技术公布日：2023/10/11