一种曲线线型桥面板的施工方法及装置

1.本发明涉及专用于架设或装配桥梁的方法或设备技术领域，尤其涉及一种曲线线型桥面板的施工方法及装置。


背景技术：

2.桥面板是钢混组合梁斜拉桥中直接承受车辆轮压的承重结构。桥面板通常与钢混组合梁的梁肋和横隔板整体相连，是钢混组合梁截面的组成部分，桥面板将车辆荷载传给钢混组合梁，保证了钢混组合梁的整体作用。
3.目前在桥梁施工的过程中，桥面板采用提前预制的方式成型，桥面板结构需要根据桥梁跨度、受力方式、桥面板连接方式以及整个桥梁的桥面板进行设计。目前对于钢混组合梁的常规工艺，利用台座进行单片梁板预制，该方式主要存在未进行钢混组合梁纵横向梁体的预拼，梁体线型无法保证的问题。
4.当项目施工环境为大地形起伏、陡峭山体坡面时，桥梁下部结构施工难度大，综合考虑地形等因素，需要将大桥设计为曲线型桥梁。相应的，对桥面板的加工制造及现场拼装架设的要求高。由于钢梁的整体结构大，相比而言更难实现曲线的线型控制，而作为钢筋混凝土制成的桥面板，虽然可以采用直接在已成型的钢梁上铺设钢筋再浇筑混凝土的方式，但是需要将钢筋不断运输到钢梁上，绑扎工人每天需要在钢梁上下进行工作，费时费力，效率较低，而且钢梁上可供工人脚踩的位置较少，使得工人绑扎钢筋的操作不便，自然地降低了绑扎速度，影响施工效率。


技术实现要素：

5.有鉴于现有技术的上述缺陷，在本发明的第一方面，提供了一种适用于大地形起伏与陡峭山体坡面的曲线线型桥面板的施工方法，包括如下步骤：
6.(1)通过物理建模在软件中布置桥面板的钢筋绑扎结构；
7.(2)改变所述钢筋绑扎结构的建模参数使其整体弯折成所需曲率形状，并获取当前各个曲线型钢筋之间的尺寸数据和分布位置数据；
8.(3)通过软件模拟得出所需曲率形状下所述钢筋绑扎结构的最优支撑密度，用于优化各个钢筋之间的分布位置数据；结合钢筋的材料性质，再将曲线型钢筋还原为直线型，并获取此时钢筋之间的分布位置数据，以提升钢筋定位的准确性；
9.(4)根据获取的钢筋之间的分布位置数据制作钢筋绑扎胎架，用于将钢筋固定至对应位置，得到桥面板钢筋架；
10.(5)将所述桥面板钢筋架吊装入模后进行预制桥面板模板施工，预制桥面板模板两侧翼缘设置为可转动式转角，便于桥面板吊装；预制桥面板模板的翼缘板为可调式设置，用于拟合桥面板曲线线型；
11.(6)在所述预制桥面板模板顶部浇筑混凝土以包覆所述桥面板钢筋架，待混凝土凝固后完成桥面板的施工。
12.在本发明的第二方面，提供了一种将钢筋固定至对应位置的钢筋绑扎胎架，所述钢筋绑扎胎架由可调式的通用梳齿板1和胎架支座2组成，通用梳齿板1包括横向梳齿板及纵向梳齿板；胎架支座2、横向梳齿板、纵向梳齿板之间采用角钢与螺栓连接；胎架支座2用于提高钢筋绑扎的高度，便于钢筋绑扎进行，角钢与螺栓连接易于拆卸，实现通用梳齿板1的灵活调整。
13.优选的，所述通用梳齿板1中卡槽的间距与钢筋之间的分布位置数据相对应。
14.优选的，所述胎架支座2的数量满足能够支撑钢筋绑扎胎架的整体重量。
15.在本发明的第三方面，提供了一种便于桥面板吊装及用于拟合桥面板曲线线型的预制桥面板模板，所述预制桥面板模板包括支撑桥面板中部的支撑底座及支撑两侧翼缘的可移动式桁架；所述可移动式桁架由落地支架体系及翼缘板调节体系构成，落地支架体系与翼缘板调节体系通过组合钢模板连接。
16.优选的，所述落地支架体系由槽钢3、伸缩杆4、钢管5、万向轮6、升降旋锁扣7、组合钢模板8及可折叠式支撑架9组成；槽钢3在横向及纵向设置，纵向的槽钢3间隔布置于组合钢模板8下方，并与横向间隔布置的槽钢3固定连接，以横向间隔布置的槽钢3作为横向背肋；钢管5设置在垂直、水平及斜方向上，钢管5之间固定连接以构成支架主体；伸缩杆4设置于垂直方向上的钢管5上下两端，横向背肋和垂直方向上的钢管5以上端的伸缩杆4连接，并通过升降旋锁扣7来实现伸缩杆4在伸缩方向上的锁定；可折叠式支撑架9两端分别连接组合钢模板8及钢管5，通过调节上端的伸缩杆4和可折叠式支撑架9来实现落地支架体系的可转动式转角，进而在桥面板吊装时提供吊装空间；支架主体下部的钢管5设置有万向轮6，用于落地支架体系的整体移动。
17.优选的，所述组合钢模板采用8mm钢板。
18.进一步优选的，所述纵向的槽钢3采用8号槽型钢，间隔布置的间距为0.4m；其中，在保证能够支撑上部混凝土重量的前提下，为了节省钢材的使用，第二根和倒数第二根采用双拼8号槽型钢，其余均设置单个8号槽型钢。
19.进一步优选的，所述横向间隔布置的槽钢3采用双拼14号槽钢，间隔布置的间距为1.25m。
20.进一步优选的，垂直及水平方向上的钢管5采用φ60钢管，斜方向的钢管5采用φ48钢管。
21.优选的，所述翼缘板调节体系由组合钢模板8、卡扣10、伸缩杆11、槽钢12、升降旋锁扣13、螺栓14、翼缘模板带孔加劲肋15、带孔钢板16、翼缘模板17组成；组合钢模板8与槽钢12固定连接；卡扣10扣合在槽钢12上，卡扣10的一端与伸缩杆11的底座端固定连接，伸缩杆11的另一端固定连接有带孔钢板16；带孔钢板16通过螺栓14与翼缘模板带孔加劲肋15相连接；翼缘模板17采用分段制作，通过调节伸缩杆11的长度来调节翼缘模板17的位置，并以升降旋锁扣13锁定伸缩杆11的长度，从而拟合桥面板曲线线型。
22.进一步优选的，所述分段制作的分段长度为1m或2m；当分段长度为1m时，设置2组翼缘板调节体系；当分段长度为2m时，设置3～4组翼缘板调节体系。
23.进一步优选的，伸缩杆11与带孔钢板16与的固定连接方式为垂直焊接，用于保证翼缘模板17的垂直度。
24.进一步优选的，所述翼缘模板17包括两种，第一种对应桥面板内侧，即湿接缝侧，
此侧有桥面板预埋钢筋伸出，翼缘模板采用梳齿板式模板，缝宽比钢筋直径稍大，卡槽间距与钢筋绑扎胎架一致，翼缘模板的厚度厚于钢筋绑扎胎架；第二种对应桥面板外侧，此侧无桥面板预埋件，翼缘模板采用平板模板。
25.与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：
26.1、本发明提供了一种曲线线型桥面板的施工方法，该施工方法采用软件布置与模拟桥面板的钢筋绑扎结构，获取钢筋的空间参数，并通过曲线型钢筋与直线型钢筋的转化对其进行精确定位；本施工方法采用模块化装置，实现了钢筋的高效固定、方便桥面板吊装及拟合桥面板曲线线型。本发明的施工方法适用于大地形起伏与陡峭山体斜面的复杂施工环境，降低了曲线线型桥面板的施工难度，提升了施工效率。
27.2、本发明提供了一种钢筋绑扎胎架，用于曲线线型桥面板的钢筋固定。钢筋绑扎胎架设有支座，提高了钢筋绑扎的高度，便于工人在胎架绑扎钢筋，此外通用梳齿板之间使用角钢与螺栓连接的，方便拆卸，可根据不同的钢筋分布需要随时调整梳齿板，操作性和灵活性得到提升。
28.3、本发明提供了一种预制桥面板模板，该预制桥面板模板两侧翼缘采用可移动式桁架，可移动式桁架中，落地支架体系实现了可转动式转角，方便为桥面板的吊装提供空间，在施工中便于桥面板的吊装；翼缘板调节体系通过可伸缩结构调节翼缘模板的位置，进而实现在施工中根据实际情况灵活地拟合桥面板曲线线型。
附图说明
29.图1为钢筋绑扎胎架的布置俯视图；
30.图2为钢筋绑扎胎架的布置正视图；
31.图3为落地支架体系结构的正视图；
32.图4为落地支架体系结构的侧视图；
33.图5为翼缘板调节体系的俯视图；
34.图6为翼缘板调节体系的正视图；
35.以上图中，1代表通用梳齿板，2代表胎架支座，3代表槽钢，4代表伸缩杆，5代表钢管，6代表万向轮，7代表升降旋锁扣，8代表组合钢模板，9代表可折叠式支撑架，10代表卡扣，11代表伸缩杆，12代表槽钢，13代表升降旋锁扣，14代表螺栓，15代表翼缘模板带孔加劲肋，16代表带孔钢板，17代表翼缘模板。
具体实施方式
36.下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
37.实施例1
38.根据60m作为一个跨度来制作曲线线型桥面板，施工方法如下：
39.(1)使用autodesk revit软件布置桥面板的钢筋绑扎结构，本实施例中横向钢筋直径为20mm，中墩顶纵向受力钢筋直径为25mm，其它区域纵向受力钢筋直径为20mm，并使其均匀分布，完成钢筋绑扎结构的物理建模；
40.(2)在autodesk revit软件中改变钢筋的弯钩长度和角度参数使直线型的钢筋整体弯折成所需的曲率形状，并获取当前各个曲线型钢筋之间的尺寸数据和分布位置数据；
41.(3)通过软件模拟得出所需曲率形状下所述钢筋绑扎结构的最优支撑密度，用于优化各个钢筋之间的分布位置数据；结合钢筋的材料性质，再将曲线型钢筋还原为直线型，并获取此时钢筋之间的分布位置数据，以提升钢筋定位的准确性；操作后的结果包括横向受力钢筋及纵向受力钢筋的分布；
42.横向受力钢筋分布如下：为方便后续桥面板之间的拼装，桥面板一端预留140mm，再预留390mm并在桥位现场横向湿接缝处浇筑c55微膨胀混凝土；在预留390mm之后64mm处布置第1根受力钢筋，第2根受力钢筋与第1根受力钢筋之间相距190mm，第3根受力钢筋与第2根受力钢筋之间间距150mm，第4跟受力钢筋与第3根受力钢筋之间间距140mm，第5、第6根受力钢筋与第4根受力钢筋之间间距150mm，第7根受力钢筋与第6根受力钢筋之间间距176mm，在第7根受力钢筋之后布置54根间距为150mm的受力钢筋；在第61根受力钢筋后布置4根距离175mm的受力钢筋，在第65根受力钢筋后布置262根间距为150mm的受力钢筋；在第327根受力钢筋后布置4根间距为175mm的受力钢筋，在第331根受力钢筋后布置60根间距为150mm的受力钢筋；桥面板另一端预留1200mm横向湿接缝，在桥位现场湿接缝处浇筑c55微膨胀混凝土，与桥面板第391根钢筋间距170mm处布置1根受力钢筋，在第392根受力钢筋后布置两根间距为174.5mm的受力钢筋，在第394根受力钢筋后布置2根间距为131mm的受力钢筋，在第396根受力钢筋后布置两根间距为174.5mm的受力钢筋；
43.纵向受力钢筋分布如下：第1根受力钢筋与桥面板边缘的距离为50mm，在第1根受力钢筋后布置3根距离为160mm的受力钢筋，在第4根受力钢筋后布置2根间距为150mm的受力钢筋，在第6根受力钢筋后布置4根间距为125mm的受力钢筋，在第10受力钢筋后布置7根间距为150mm的受力钢筋，在第17根受力钢筋后布置4根间距为125mm的受力钢筋，在第21根受力钢筋后布置2根间距为150mm的受力钢筋，在第23根受力钢筋后布置1根间距为125mm的受力钢筋，桥面板边缘与第24根受力钢筋间距为50mm；在桥面板一侧预留1000mm的纵向湿接缝，纵向湿接缝的第1根受力钢筋与桥面板第24根受力钢筋间距为120mm，在第1根受力钢筋后布置两根间距为130mm的受力钢筋，在第3根受力钢筋后布置1根间距为113mm的受力钢筋，在第4根受力钢筋后布置1根间距为114mm的受力钢筋，在第5根受力钢筋后布置1根间距为113mm的受力钢筋，在第6根受力钢筋后布置2根间距为130mm的受力钢筋；
44.(4)钢筋在钢筋加工厂集中下料，根据获取的钢筋之间的分布位置数据制作钢筋绑扎胎架，用于将钢筋固定至对应位置，得到桥面板钢筋架；
45.(5)将所述桥面板钢筋架吊装入模后进行预制桥面板模板施工，预制桥面板模板两侧翼缘设置为可转动式转角，便于桥面板吊装；预制桥面板模板的翼缘板为可调式设置，用于拟合桥面板曲线线型；
46.(6)在所述预制桥面板模板顶部浇筑混凝土以包覆所述桥面板钢筋架，待混凝土凝固后完成桥面板的施工。
47.实施例2
48.如图1及图2所示，一种将钢筋固定至对应位置的钢筋绑扎胎架，所述钢筋绑扎胎架由可调式的通用梳齿板1和胎架支座2组成，通用梳齿板1包括横向梳齿板及纵向梳齿板，梳齿板中卡槽的间距与钢筋之间的分布位置数据相对应；胎架支座2的数量满足能够支撑
钢筋绑扎胎架的整体重量；胎架支座2、横向梳齿板、纵向梳齿板之间采用角钢与螺栓连接；胎架支座2用于提高钢筋绑扎的高度，便于钢筋绑扎进行，角钢与螺栓连接易于拆卸，实现通用梳齿板1的灵活调整。
49.实施例3
50.一种便于桥面板吊装及用于拟合桥面板曲线线型的预制桥面板模板，所述预制桥面板模板包括支撑桥面板中部的支撑底座及支撑两侧翼缘的可移动式桁架；所述可移动式桁架由落地支架体系及翼缘板调节体系构成，落地支架体系与翼缘板调节体系通过组合钢模板连接。
51.如图3及图4所示，所述落地支架体系由槽钢3、伸缩杆4、钢管5、万向轮6、升降旋锁扣7、组合钢模板8及可折叠式支撑架9组成；纵向的槽钢3间隔布置于组合钢模板8下方，并与横向间隔布置的槽钢3固定连接，以横向间隔布置的槽钢3作为横向背肋，组合钢模板8采用8mm钢板，纵向的槽钢3采用8号槽型钢，间隔布置的间距为0.4m，在保证能够支撑上部混凝土重量的前提下，为了节省钢材的使用，第二根和倒数第二根采用双拼8号槽型钢，其余均设置单个8号槽型钢，横向间隔布置的槽钢3采用双拼14号槽钢，间隔布置的间距为1.25m；钢管5设置在垂直、水平及斜方向上，垂直及水平方向上的钢管5采用φ60钢管，斜方向的钢管5采用φ48钢管，钢管5之间固定连接以构成支架主体；伸缩杆4设置于垂直方向上的钢管5两端，横向背肋和垂直方向上的钢管5以上端的伸缩杆4连接，并通过升降旋锁扣7来实现伸缩杆4在伸缩方向上的锁定；可折叠式支撑架9两端分别连接组合钢模板8及钢管5，通过调节上端的伸缩杆4和可折叠式支撑架9来实现落地支架体系的可转动式转角，进而在桥面板吊装时提供吊装空间；支架主体下部的钢管5设置有万向轮6，用于落地支架体系的整体移动。
52.如图5及图6所示，所述翼缘板调节体系由组合钢模板8、卡扣10、伸缩杆11、槽钢12、升降旋锁扣13、螺栓14、翼缘模板带孔加劲肋15、带孔钢板16、翼缘模板17组成；组合钢模板8与槽钢12固定连接；卡扣10扣合在槽钢12上，卡扣10的一端与伸缩杆11的底座端固定连接，伸缩杆11的另一端垂直焊接有带孔钢板16；带孔钢板16通过螺栓14与翼缘模板带孔加劲肋15相连接；翼缘模板17采用分段制作；翼缘模板17对应桥面板内侧处采用梳齿板式模板，缝宽比钢筋直径稍大，卡槽间距与钢筋绑扎胎架一致，翼缘模板的厚度厚于钢筋绑扎胎架，翼缘模板17对应桥面板外侧处采用平板模板；通过调节伸缩杆11的长度来调节翼缘模板17的位置，并以升降旋锁扣13锁定伸缩杆11的长度，从而拟合桥面板曲线线型。
53.以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

技术特征：
1.一种曲线线型桥面板的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)通过物理建模在软件中布置桥面板的钢筋绑扎结构；(2)改变所述钢筋绑扎结构的建模参数使其整体弯折成所需曲率形状，并获取当前各个曲线型钢筋之间的尺寸数据和分布位置数据；(3)通过软件模拟得出所需曲率形状下所述钢筋绑扎结构的最优支撑密度，用于优化各个钢筋之间的分布位置数据；结合钢筋的材料性质，再将曲线型钢筋还原为直线型，并获取此时钢筋之间的分布位置数据，以提升钢筋定位的准确性；(4)根据获取的钢筋之间的分布位置数据制作钢筋绑扎胎架，用于将钢筋固定至对应位置，得到桥面板钢筋架；(5)将所述桥面板钢筋架吊装入模后进行预制桥面板模板施工，预制桥面板模板两侧翼缘设置为可转动式转角，便于桥面板吊装；预制桥面板模板的翼缘板为可调式设置，用于拟合桥面板曲线线型；(6)在所述预制桥面板模板顶部浇筑混凝土以包覆所述桥面板钢筋架，待混凝土凝固后完成桥面板的施工。2.一种用于将钢筋固定至对应位置的钢筋绑扎胎架，其特征在于：所述钢筋绑扎胎架由可调式的通用梳齿板(1)和胎架支座(2)组成，通用梳齿板(1)包括横向梳齿板及纵向梳齿板；胎架支座(2)、横向梳齿板、纵向梳齿板之间采用角钢与螺栓连接；胎架支座(2)用于提高钢筋绑扎的高度，便于钢筋绑扎进行，角钢与螺栓连接易于拆卸，实现通用梳齿板(1)的灵活调整。3.根据权利要求2所述的钢筋绑扎胎架，其特征在于：所述通用梳齿板(1)中卡槽的间距与钢筋之间的分布位置数据相对应；所述胎架支座(2)的数量满足能够支撑钢筋绑扎胎架的整体重量。4.一种便于桥面板吊装及用于拟合桥面板曲线线型的预制桥面板模板，所述预制桥面板模板包括支撑桥面板中部的支撑底座及支撑两侧翼缘的可移动式桁架，其特征在于：所述可移动式桁架由落地支架体系及翼缘板调节体系构成，落地支架体系与翼缘板调节体系通过组合钢模板连接。5.根据权利要求4所述的预制桥面板模板，其特征在于：所述落地支架体系由槽钢(3)、伸缩杆(4)、钢管(5)、万向轮(6)、升降旋锁扣(7)、组合钢模板(8)及可折叠式支撑架(9)组成；槽钢(3)在横向及纵向设置，纵向的槽钢(3)间隔布置于组合钢模板(8)下方，并与横向间隔布置的槽钢(3)固定连接，以横向间隔布置的槽钢(3)作为横向背肋；钢管(5)设置在垂直、水平及斜方向上，钢管(5)之间固定连接以构成支架主体；伸缩杆(4)设置于垂直方向上的钢管(5)上下两端，横向背肋和垂直方向上的钢管(5)以上端的伸缩杆(4)连接，并通过升降旋锁扣(7)来实现伸缩杆(4)在伸缩方向上的锁定；可折叠式支撑架(9)两端分别连接组合钢模板(8)及钢管(5)，通过调节上端的伸缩杆(4)和可折叠式支撑架(9)来实现落地支架体系的可转动式转角，进而在桥面板吊装时提供吊装空间；支架主体下部的钢管(5)设置有万向轮(6)，用于落地支架体系的整体移动。6.根据权利要求5所述的预制桥面板模板，其特征在于：所述纵向的槽钢(3)采用8号槽型钢，间隔布置的间距为0.4m，在保证能够支撑上部混凝土重量的前提下，为了节省钢材的使用，第二根和倒数第二根采用双拼8号槽型钢，其余均设置单个8号槽型钢；所述横向间隔
布置的槽钢(3)采用双拼14号槽钢，间隔布置的间距为1.25m；垂直及水平方向上的钢管5采用φ60钢管，斜方向的钢管5采用φ48钢管。7.根据权利要求4所述的预制桥面板模板，其特征在于：所述翼缘板调节体系由组合钢模板(8)、卡扣(10)、伸缩杆(11)、槽钢(12)、升降旋锁扣(13)、螺栓(14)、翼缘模板带孔加劲肋(15)、带孔钢板(16)、翼缘模板(17)组成；组合钢模板(8)与槽钢(12)固定连接；卡扣(10)扣合在槽钢(12)上，卡扣(10)的一端与伸缩杆(11)的底座端固定连接，伸缩杆(11)的另一端固定连接有带孔钢板(16)；带孔钢板(16)通过螺栓(14)与翼缘模板带孔加劲肋(15)相连接；翼缘模板(17)采用分段制作，通过调节伸缩杆(11)的长度来调节翼缘模板(17)的位置，并以升降旋锁扣(13)锁定伸缩杆(11)的长度，从而拟合桥面板曲线线型。8.根据权利要求7所述的预制桥面板模板，其特征在于：所述分段制作的分段长度为1m或2m；当分段长度为1m时，设置2组翼缘板调节体系；当分段长度为2m时，设置3～4组翼缘板调节体系。9.根据权利要求7所述的预制桥面板模板，其特征在于：所述翼缘模板(17)包括两种，第一种对应桥面板内侧，即湿接缝侧，此侧有桥面板预埋钢筋伸出，翼缘模板采用梳齿板式模板，缝宽比钢筋直径稍大，卡槽间距与钢筋绑扎胎架一致，翼缘模板的厚度厚于钢筋绑扎胎架；第二种对应桥面板外侧，此侧无桥面板预埋件，翼缘模板采用平板模板。

技术总结
本发明公开了一种曲线线型桥面板的施工方法及装置，属于专用于架设或装配桥梁的方法或设备技术领域。该施工方法采用软件布置与模拟桥面板的钢筋绑扎结构，获取钢筋的空间参数，并通过曲线型钢筋与直线型钢筋的转化对其进行精确定位；本发明还提供并采用了模块化的装置，实现了钢筋的高效固定、方便桥面板吊装及拟合桥面板曲线线型。本发明适用于大地形起伏与陡峭山体斜面的复杂施工环境，降低了曲线线型桥面板的施工难度，提升了施工效率。提升了施工效率。提升了施工效率。


技术研发人员：陈娜 郝寅超 郭振华 肖衡林 李丽华
受保护的技术使用者：湖北工业大学
技术研发日：2023.04.10
技术公布日：2023/8/5