地锚式桥台施工方法
阅读说明：本技术 地锚式桥台施工方法 (Ground anchor type abutment construction method ) 是由 岳新兴 于得安 周范武 罗毅 张芙蓉 张楠楠 杨佳洁 于 2021-06-15 设计创作，主要内容包括：本发明提供专利一种地锚式桥台施工方法,包括以下步骤：S1、分层、分块浇筑扩大基础；S2、分层分块浇筑桥台墙身和隔墙；S3、分层浇筑后浇带；S4、分段、分层浇筑桥台盖板和桥台主梁；S5、人孔填充砂料；S6、安装锚杆并压浆；S7、分段张拉预应力钢绞线(6)并压浆。本发明通过冷却管路对大体积扩大基础实施温控,且管路可以回收二次利用,流体运动过程中的冷却效果得到明显提升,设置后浇带释放不均匀沉降,翻模法控制解决箱型格式墙身混凝土龄期差的问题,减少地锚式桥台裂缝出现几率,施工效率大大提高,施工质量得到保障。(The invention provides a ground anchor type abutment construction method, which comprises the following steps: s1, layering and casting in blocks to enlarge the foundation; s2, layered and block pouring of the abutment wall body and the partition wall; s3, pouring a post-cast strip in a layered mode; s4, casting a bridge abutment cover plate and a bridge abutment main beam in a segmented and layered manner; s5, filling sand into the manhole; s6, mounting an anchor rod and grouting; and S7, stretching the prestressed steel strands (6) in sections and grouting. The invention implements temperature control on the large-volume enlarged foundation through the cooling pipeline, the pipeline can be recycled and reused, the cooling effect in the fluid movement process is obviously improved, the post-cast strip is set to release uneven settlement, the problem of poor age of box-type lattice wall concrete is solved by the rollover method control, the occurrence probability of ground anchor abutment cracks is reduced, the construction efficiency is greatly improved, and the construction quality is ensured.)
技术领域
本发明涉及桥梁施工技术领域，尤其是涉及一种地锚式桥台施工方法。
背景技术
部分地锚式斜拉桥能够很好地适应山区受限地形条件，采用地锚式桥台配重，减小斜拉桥边跨的长度。地锚式桥台作为部分地锚式斜拉桥关键的分部工程，基础采用扩大基础，墙身为箱型格式结构，顶部设置混凝土盖板，上部双边主肋箱梁与桥台固结，其独特的结构对施工和防裂的要求极高。
地质条件导致的不均匀沉降可使地锚式桥台产生竖向裂缝，大体积的扩大基础可能产生温度裂缝，施工期上、下层，左、右块之间的龄期差过长可导致地锚式桥台出现收缩裂缝。
因此，需要有一种控制大体积混凝土温升，释放地质条件导致的不均匀沉降，控制混凝土龄期差且经济性较强的施工方法，满足地锚式桥台的施工和防裂要求。
中国专利文献CN 111041991 A记载了一种桥台施工方法，通过承台和预埋钢筋，加强筋对台身进行连接紧固，但是该结构的承台仍然存在由于温度差产生裂缝的问题，且不能保证均匀沉降，因此使用有缺陷，需要改进。
发明内容
本发明提供了一种地锚式桥台施工方法，通过冷却管路对大体积扩大基础实施温控，且管路可以回收二次利用，流体运动过程中的冷却效果得到明显提升，设置后浇带释放不均匀沉降，翻模法控制解决箱型格式墙身混凝土龄期差的问题，减少地锚式桥台裂缝出现几率，施工效率大大提高，施工质量得到保障。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种地锚式桥台施工方法，包括以下步骤：
S1、分层、分块浇筑扩大基础，在扩大基础上分别预埋设置多个预应力钢棒、多个预应力管道和和锚杆管道，预应力钢棒穿设在预应力管道内，并留设后浇带的空间；
S2、在扩大基础的上侧分层、分段浇筑桥台墙身，在桥台墙身上设置多个预应力管道，在桥台墙身的中间浇筑多个第一隔墙和多个第二隔墙，第一隔墙和第二隔墙之间形成多个空腔，分段张拉预应力钢棒并接长，预应力钢棒贯穿设置在预应力管道内并向外延伸，多个锚杆管道穿设在第二支撑墙上；
S3、待扩大基础和桥台墙身施工完成后，分层浇筑后浇带， 在空腔内填充砂料并密实；
S4、沿第三支撑墙向第一支撑墙的方向浇筑桥台主梁和桥台盖板，在桥台主梁内预留多个人孔；
S5、在人孔内填充砂料并密实；
S6、通过锚杆管道在扩大基础的下侧锚杆岩层内钻孔、清孔，然后将张拉锚杆安装在锚杆管道内并张拉压浆；
S7、分段对称张拉预应力钢绞线并压浆。
优选的方案中，所述S1-S2之间还包括墙身预浇层的施工，墙身预浇层和扩大基础的最上层合并一次浇筑而成，墙身预浇层的高度根据桥台墙身的倒角高度确定，扩大基础的分块数量根据桥台尺寸确定。
优选的方案中，所述扩大基础的每两个分块之间设有后浇带，每个分块内预埋有冷却单元。
优选的方案中，所述S4中，桥台主梁和桥台盖板分别逐节段、分层浇筑。
优选的方案中，所述S2中，桥台墙身的分块数量和扩大基础的分块数量相同，且桥台墙身分块线的扩大基础的分块线一致。
优选的方案中，所述桥台盖板一侧可拆卸的设有支撑架，待桥台盖板施工完成后，在桥台盖板的上部浇筑桥台主梁，桥台主梁和桥台盖板之间通过支撑杆支撑固定。
优选的方案中，所述扩大基础的分块上贯穿设有多个第一冷却孔，冷却单元可拆卸的穿设在第一冷却孔内；所述扩大基础上还贯穿设有多个第二冷却孔，第二冷却孔的方向和第一冷却孔垂直，第二冷却孔的中心轴线和第一冷却孔的中心轴线不在同一平面。
优选的方案中，后浇带浇筑用混凝土为微膨胀混凝土，且其与相邻层地锚式桥台墙身浇筑间隔时间不宜小于1个月，墙身内所填砂料需满足地锚式桥台配重所需容重要求。
优选的方案中，所述冷却单元在浇筑前进行预埋，冷却单元的表面均匀涂覆脱模剂，待浇筑养护完成后取出，冷却单元包括多个平行设置的冷却管，多个冷却管保持外侧壁倾斜角度的一致， 冷却管包括管体， 管体一侧设有第一连接台，管体另一侧设有第二连接台，前一个冷却管的第一连接台和后一个的第二连接台螺纹连接，冷却液从外部循环泵注入后，一部分通过贯穿设置在管体内的第一通道进行流通散热，一部分通过位于导热柱上的多个第二通道进行流通散热，并从最末端的冷却管的一侧循环回冷却液箱，导热柱两侧的第一空腔和第二空腔为冷却液起到缓冲降速的作用，保证了流量的稳定，第一连接台中间位置的第一通孔直径比第一通道大，第一通孔中间位置的第二通孔直径比第一通道大，第一连接台和第二连接台连接时，第一定位珠通过第一连接台上的第一刻度槽对位，第一定位珠和第二定位珠分别与第一凹槽及第二凹槽相匹配，保证了能保证每次螺纹初始旋转位置的一致，从而保证了固定时位置的一致。
优选的方案中，所述冷却单元的安装过程中，需要在两个冷却管之间连接转接头，转接头用于对冷却水导向，转接头包括本体，本体和第一连接台螺纹连接，同时凸台一侧嵌设在第一通道内冷却液在前一个冷却管的第一空腔进行初混后，再分别通过第三通道和第四通道进行分流，在转接头安装时，通过第二刻度槽对位第一刻度槽，保证每一个第四通道对应后一个冷却管的第二通道。
本发明的有益效果为：
①有效减少不均匀沉降裂缝。根据地锚式桥台尺寸，采用分块浇筑、分块之间设置后浇带，有效的释放不均匀沉降，从而有效地减少不均匀沉降导致的裂缝；
②避免温度裂缝产生。采用综合性的温控措施，在地锚式桥台扩基础及其他大体积混凝土内设置冷却水管，混凝土升温是冷却，降温时进行外部保温，可有效避免混凝土温度裂缝的产生；
③控制上下层龄期差，减少收缩裂缝。地锚式桥台墙身分层高度、分块大小及数量可根据桥台尺寸、浇筑能力、资源配置等影响因素综合确定，通过调整分层高度、分块大小可有效地控制上、下层浇筑龄期差，减少大体积桥台收缩裂缝。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明的正视示意图；
图2是本发明的A-A向剖视图；
图3是本发明的内部预应力体系布置图；
图4是本发明的结构俯视示意图；
图5是本发明的施工状态一；
图6是本发明的施工状态二；
图7是本发明的施工状态三；
图8是本发明的施工状态四；
图9是本发明的施工状态五；
图10是本发明的施工状态六；
图11是本发明的施工状态七；
图12是本发明的施工状态八；
图13是本发明的施工状态九；
图14是本发明的施工状态十；
图15是本发明的施工状态十一；
图16是本发明的施工状态十二；
图17是本发明的施工状态十三；
图18是本发明的施工状态十四；
图19是本发明的冷却管结构示意图状态一；
图20是本发明的冷却管结构示意图状态二；
图21是本发明的转接头结构示意图；
图22是本发明的冷却管安装俯视示意图；
图23是本发明的冷却管安装B-B向剖视图；
图24是本发明的冷却管安装C处放大示意图；
图25是本发明的扩大基础管路分布图。
图中：扩大基础1；第一冷却孔101；第二冷却孔102；第一固定层103；第二固定层104；桥台墙身2；第一支撑墙201；第二支撑墙202；第三支撑墙203；第一隔墙204；第二隔墙205；墙身预浇层206；桥台主梁3；桥台盖板4；预应力钢棒5；预应力钢绞线6；张拉锚杆7；冷却单元8；后浇带9；锚杆管道10；填充料11；填充腔12；人孔13；锚杆岩层14；预应力管道15；支撑架16；支撑杆17；冷却管18；管体1801；第一连接台1802；第一凹槽1803；第二凹槽1804；第一空腔1805；第一刻度槽1806；第一通道1807；导热柱1808；第二通道1809；第二空腔1810；第一定位珠1811；第二定位珠1812；第二连接台1813；第一通孔1814；第二通孔1815；转接头19；本体1901；凸台1902；第三通道1903；第四通道1904；第二刻度槽1905；倾斜角α。
具体实施方式
如图1-25中，一种地锚式桥台施工方法，包括以下步骤：
S1、分层、分块浇筑扩大基础1，在扩大基础1上分别预埋设置多个预应力钢棒5、多个预应力管道15和锚杆管道10，预应力钢棒5穿设在预应力管道15内，并留设后浇带9的空间；预应力管道15采用金属波纹管，扩大基础1包括第一固定层103和第二固定层104，施工时，先浇筑第一固定层103，采用分块施工的方式，第一固定层103之间预留后浇带9，并在其内部布置冷却单元8，并预埋锚杆管道10和预应力钢棒5，锚杆管道10采用CFRP材质制成，待第一固定层103达到强度后，在第一固定层103的上方分块浇筑第二固定层104，同样在第二固定层104内布置冷却单元8，并在第二固定层104内预埋预应力管道15，预应力管道15套设在预应力钢棒5上，在和第一固定层103相同的位置预留后浇带9，由此结构，采用分块浇筑保证了受力更加均匀，支撑更加稳定，预应力管道15避免了预应力钢棒5和浇筑混凝土的接触。
S2、在扩大基础1的上侧分层、分段浇筑桥台墙身2，在桥台墙身2上设置多个预应力管道15，在桥台墙身2的中间浇筑多个第一隔墙204和多个第二隔墙205，第一隔墙204和第二隔墙205之间形成多个填充腔12，分段张拉预应力钢棒5并接长，预应力钢棒5贯穿设置在预应力管道15内并向外延伸，锚杆管道10穿设在第二支撑墙202上；采用分层翻模发施工桥台墙身2，分节接长预应力管道15和锚杆管道10，同样位置留出后浇带9的空间，由此结构，以使得在保证承载力高的前提下，节约了混凝土的使用，填充墙12将承载力均匀分散在多个第一隔墙204和第二隔墙205上。
S3、待扩大基础1和桥台墙身2施工完成后，分层浇筑后浇带9，在填充腔12内填充砂料11并密实；由此结构，以使得砂料11从内侧对第一隔墙204和第二隔墙205给予支撑，保证了刚性好，承受力更强。
S4、沿第三支撑墙203向第一支撑墙201的方向浇筑桥台主梁3和桥台盖板4，在桥台主梁3内预留多个人孔13；由此结构，以使得保证整体强度高的同时，整体节约混凝土的使用，人孔13浇筑时起到对桥台主梁3的支撑作用。
S5、在人孔13内填充砂料11并密实；由此结构，以使得整体更加稳定，从内侧对主梁3给予支撑。
S6、通过锚杆管道10在扩大基础1的下侧锚杆岩层14内钻孔、清孔，然后将张拉锚杆7安装在锚杆管道10内并张拉压浆；通过钻机从锚杆管道10内施工，张拉锚杆7采用CFRP材质制成，待张拉完成后封锚，CFRP张拉锚杆7为成品锚杆，采用塔吊或吊车在孔内下放到位后压浆，压浆材料为RPC灌浆料（不含钢纤维），避免了钻机对桥台墙身2的影响，由此结构，保证了整体稳定性好，主梁3和盖板4和锚杆岩层14连接牢固。
S7、分段对称张拉预应力钢绞线6并压浆。由此结构，以使得桥台墙身2整体稳定好，更抗裂。
优选的方案中，所述S1-S2之间还包括墙身预浇层206的施工，墙身预浇层206和扩大基础1的最上层合并一次浇筑而成，墙身预浇层206的高度根据桥台墙身2的倒角高度确定，扩大基础1的分块数量根据桥台尺寸确定。浇筑完成的后浇带9龄期满足要求后，向填充腔12内填充砂料11，然后接长最后一段预应力钢棒5，由此结构，以使得扩大基础1和桥台墙身2之间连接更加紧密，有效解决了沉降和裂缝。
优选的方案中，所述扩大基础1的每两个分块之间设有后浇带9，每个分块内预埋有冷却单元8。由此结构，以使得扩大基础1结构稳定，承载性好，避免了收索缝的产生。
优选的方案中，所述S4中，桥台主梁3和桥台盖板4分别逐节段、分层浇筑。由此结构，稳定性更好，通过调整分层高度、分块大小可有效地控制上、下层浇筑龄期差，减少大体积桥台收缩裂缝。
优选的方案中，所述S2中，桥台墙身2的分块数量和扩大基础1的分块数量相同，且桥台墙身2分块线的扩大基础1的分块线一致。由此结构，以使得桥台墙身2和扩大基础1精准的对准，保证了受力时的方向稳定，承载能力高。
优选的方案中，所述桥台盖板4一侧可拆卸的设有支撑架16，待桥台盖板4施工完成后，在桥台盖板4的上部浇筑桥台主梁3，桥台主梁3和桥台盖板4之间通过支撑杆17支撑固定。支撑架16浇筑桥台盖板4和桥台主梁3的第一节段第一层，待达到强度后，安装支撑杆17，浇筑桥台盖板4和桥台主梁3的第一节段第二层，待两层完成后，沿第三支撑墙203向第一支撑墙201的方向重复浇筑，最后利用桥台主梁3的人孔13将内部支撑杆17拆除并填充砂料11，封闭人孔13，由此结构，以使得桥台盖板4和桥台主梁3倾斜一定的角度，受力更好，施工更加方便，同时浇筑效率更高。
优选的方案中，所述扩大基础1的分块上贯穿设有多个第一冷却孔101，冷却单元8可拆卸的穿设在第一冷却孔101内，所述扩大基础1上还贯穿设有多个第二冷却孔102，第二冷却孔102的方向和第一冷却孔101垂直，第二冷却孔102的中心轴线和第一冷却孔101的中心轴线不在同一平面。由此结构，以使得对扩大基础1进行稳定的降温，设置不同高度的第一冷却孔101和第二冷却孔102冷却效果更好，散热效率更高。
优选的方案中，后浇带9浇筑用混凝土为微膨胀混凝土，且其与相邻层地锚式桥台墙身浇筑间隔时间不宜小于1个月，墙身内所填砂料11需满足地锚式桥台配重所需容重要求。由此结构，以使得可以保证整体的强度同时减少收缩缝的产生。
优选的方案中，所述冷却单元8在浇筑前进行预埋，冷却单元8的表面均匀涂覆脱模剂，待浇筑养护完成后取出，冷却单元8包括多个平行设置的冷却管18，多个冷却管18保持外侧壁倾斜角α的角度一致， 冷却管18包括管体1801， 管体1801一侧设有第一连接台1802，管体1801另一侧设有第二连接台1813，前一个冷却管18的第一连接台1802和后一个的第二连接台1813螺纹连接，冷却液从外部循环泵注入后，一部分通过贯穿设置在管体1801内的第一通道1807进行流通传导，一部分通过位于导热柱1808上的多个第二通道1809进行流通传导，并从最末端的冷却管18的一侧循环回冷却液箱，导热柱1808两侧的第一空腔1805和第二空腔1810为冷却液起到缓冲降速的作用，保证了流量的稳定，第一连接台1802中间位置的第一通孔1814直径比第一通道1807大，第一通孔1814中间位置的第二通孔1815直径比第一通道1807大，第一连接台1802和第二连接台1813连接时，第一定位珠1811通过第一连接台1802上的第一刻度槽1806对位，第一定位珠1811和第二定位珠1812分别与第一凹槽1803及第二凹槽1804相匹配，保证了能保证每次螺纹初始旋转位置的一致，从而保证了固定时位置的一致。第一定位珠1811和第二定位珠1812相对设置在靠近1813一侧，第一凹槽1803及第二凹槽1804相对设置在靠近1802一侧，第一定位珠1811和第二定位珠1812的一侧设有弹簧，第一定位珠1811和第二定位珠1812受挤压后沿靠近管体1801中心轴线方向移动并在压力解除后弹性复位，由此结构，以使得1809距离1801距离较近，更快的对外部凝结过程中的混凝土水化热进行热传导，1809同时和1808进行热传导，同时1808的流速更快，更快的将热量带走，冷却液在1809内移动的距离更长，吸收热的时间更长，因此热量从扩大基础1内传导过来的更多，冷却液需要一定的时间进行吸收，而1808内的冷却液流速快能保证1809内的热量迅速带走，保证了均匀高效的散热，反之亦然，当混凝土需要保温时，亦可以通过1808对1809进行热传导，当扩大基础1达到强度后，由于冷却管18外侧壁设置拔模角度，可以方便的将冷却管18从扩大基础内抽出，使用高效。
优选的方案中，所述冷却单元8的安装过程中，需要在两个冷却管18之间连接转接头19，转接头19用于对冷却水导向，转接头19包括本体1901，本体1901和第一连接台1802螺纹连接，同时凸台1902一侧嵌设在第一通道1807内冷却液在前一个冷却管18的第一空腔1805进行初混后，再分别通过第三通道1903和第四通道1904进行分流，在转接头19安装时，通过第二刻度槽1905对位第一刻度槽1806，保证每一个第四通道1904对应后一个冷却管18的第二通道1809。
上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。
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