截面为直线与圆曲线结合的墩柱外包耐候钢板的施工方法[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201810905232.X

(22)申请日 2018.08.10

(71)申请人 中铁十二局集团有限公司

地址 030024 山西省太原市西矿街130号

申请人 中铁十二局集团第二工程有限公司

(72)发明人 周玉亮　武明静　张志青　王宁　

(74)专利代理机构 太原晋科知识产权代理事务

所(特殊普通合伙) 14110

代理人 王瑞玲

(51)Int.Cl.

E02B 3/26(2006.01)

E01D 19/02(2006.01)

E01D 22/00(2006.01)

(54)发明名称

截面为直线与圆曲线结合的墩柱外包耐候

钢板的施工方法

(57)摘要

本发明属于桥梁工程技术领域，具体涉及一

种截面为直线与圆曲线结合的墩柱外包耐候钢

板的施工方法，解决了现有在墩柱施工完成后现

场搭设脚手架进行耐候钢板拼装及焊接，不仅施

工难度大、风险高、质量不易保证，同时钢板焊接

工作对混凝土的烧伤破坏大，严重影响已浇筑墩

柱混凝土质量的问题，本发明操作简便、迅速、稳

固，作业方便安全、能有效解决现有在墩柱施工

完成后现场搭设脚手架进行耐候钢板拼装及焊

接，施工难度大、风险高、质量不易保证，耐候钢

板与墩柱混凝土不密实，同时钢板焊接工作对混

凝土的烧伤破坏大，影响已浇筑墩柱混凝土质量

的问题，适用范围广，具有一定的推广价值和应

用价值。权利要求书2页 说明书4页 附图2页CN 109056655 A 2018.12.21

C N 109056655

A

S1.根据待施工墩柱的设计图纸加工墩柱钢模板（2）及耐候钢板（1），墩柱钢模板（2）和耐候钢板（1）均按照相应的圆曲线段（3）和直线段（4）尺寸加工，所加工的圆曲线段（3）和直线段（4）的拼接组合在允许的误差范围之内；

S2.绑扎墩柱钢筋，同时在墩柱混凝土浇筑范围内设置若干预埋板（6），并将预埋板（6）与墩柱钢筋固定；

S3. 将墩柱钢模板（2）及耐候钢板（1）的直线段（4）和圆曲线段（3）分别进行拼装，且将耐候钢板（1）设置在墩柱钢模板（2）的内侧，二者呈紧贴设置，预埋板（6）上固定有连杆（10），连杆（10）贯穿耐候钢板（1）和墩柱钢模板（2）后利用紧固螺母（9）锁紧；

S4.在墩柱钢模板（2）及耐候钢板（1）对应的直线段（4）和圆曲线段（3）分别设置能够将二者固定成整体且贯穿墩柱的对拉杆，对拉杆包括相互垂直的第一对拉杆（7）和第二对拉杆（8），第二对拉杆（8）为一根，设置在对应的圆曲线段（3）中部，第一对拉杆（7）为四根，对称设置在对应的直线段（4）上，第一对拉杆（7）在高度范围内相对于第二对拉杆（8）呈上下对称设置，对拉杆的端部设置有外螺纹且能够通过拧紧锁定螺母（5）将对应的第一对拉杆（7）和第二对拉杆（8）拉紧；此时，墩柱钢模板（2）的面板与耐候钢板（1）紧密固定为一体；

S5.复核耐候钢板（1）的内径是否与墩柱混凝土外表面的尺寸一致，若一致则进行下一步施工，否则通过适当调节对拉杆上锁定螺母（5）的松紧度来进行尺寸微调；

S6.确认耐候钢板（1）的尺寸无误后，从内侧对耐候钢板（1）的拼接缝进行焊接，焊接完毕后对焊缝做抛光处理并在耐候钢板（1）内侧整体涂刷脱模剂；

S7.进行墩柱混凝土的浇筑，浇筑过程中进行必要的振捣，浇筑完毕后按要求进行混凝土的养护施工；

S8.墩柱混凝土养护达到设计强度后，依次拆除第一对拉杆（7）和第二对拉杆（8），进而拆除连杆（10）外部的紧固螺母（9），完成墩柱钢模板（2）的拆除，此时耐候钢板（1）设置在墩柱混凝土外侧且呈紧密包裹状态；

S9.利用切割机将凸出耐候钢板（1）表面的连杆（10）及第一对拉杆（7）、第二对拉杆（8）切除，并将切除部位打磨平整；

S10.对位于耐候钢板（1）外部的直线段（4）及圆曲线段（3）的拼接缝进行满焊施工，焊接完毕后对焊缝进行抛光即可。

2.根据权利要求1所述的截面为直线与圆曲线结合的墩柱外包耐候钢板的施工方法，其特征在于，墩柱钢模板（2）及耐候钢板（1）的厚度根据设计进行选择，其中圆曲线段（3）通过液压卷板机实现，耐候钢板（1）的内径与墩柱混凝土外表面直径相同，耐候钢板（1）的外径与墩柱钢模板（2）面板的内径相同。

3.根据权利要求1所述的截面为直线与圆曲线结合的墩柱外包耐候钢板的施工方法，其特征在于，预埋板（6）对称设置，包括位于直线段（4）区域的四块以及圆曲线段（3）区域的四块，位于同一圆曲线段（3）两块预埋板（6）与圆曲线段（3）圆心连线的两根半径所构成的夹角为直角。

4.根据权利要求1所述的截面为直线与圆曲线结合的墩柱外包耐候钢板的施工方法，其特征在于，步骤S6中对耐候钢板（1）内侧的焊接，首先对焊缝进行点焊，点焊完毕后再对焊缝做满焊处理；由于耐候钢板（1）厚度较大，满焊焊缝高度为其板厚的一半加2毫米。

5.根据权利要求1所述的截面为直线与圆曲线结合的墩柱外包耐候钢板的施工方法，其特征在于，位于墩柱混凝土浇筑范围内的第一对拉杆（7）和第二对拉杆（8）中部设置有止水板，止水板为垂直于对拉杆设置的钢板。

6.根据权利要求1或4所述的截面为直线与圆曲线结合的墩柱外包耐候钢板的施工方法，其特征在于，步骤S10中的满焊施工，焊缝高度为耐候钢板（1）厚度的一半加2毫米，使得耐候钢板（1）满焊的焊缝高度满足内侧焊缝高度加外侧焊缝高度的值大于其板厚。

截面为直线与圆曲线结合的墩柱外包耐候钢板的施工方法

技术领域

[0001]本发明属于桥梁工程技术领域，具体涉及一种截面为直线与圆曲线结合的墩柱外包耐候钢板的施工方法。

背景技术

[0002]交通工程对于世界的意义不言而喻，桥梁在其中起着至关重要的作用，桥梁的设计离不开墩柱。墩柱的截面形状多样，常见的有圆形、方形以及直线与圆曲线相结合的形式。从美学上和施工角度考虑，圆形截面的墩柱具有较大优势，但如果有上系梁时，圆形墩柱的施工难度明显大于方形柱。设计人员将二者优势进行互补，从而现阶段墩柱大多采用直线与圆曲线相结合的截面形式。当桥梁位于V形冲沟路段、河流冲刷地段或陡坡落石地段等，为保证桥梁墩柱安全性、耐久性防冲刷等性能，往往在墩柱底部一定范围设计耐候钢板包裹。耐候钢与普碳钢相比，耐候钢在大气中具有更优良的抗蚀性能及机械性能。[0003]现有的墩柱耐候钢板包裹施工，均是在墩柱浇筑完成后再通过现场搭设脚手架的方式进行耐候钢板拼装及焊接。墩柱模板外包耐候钢板的厚度与桥梁墩柱安全性、耐久性防冲刷等性能成正比，但使用厚度过大的耐厚板不仅成本压力大，而且施工难度大、风险高，再者由于墩柱混凝土浇筑后再进行耐厚板的施工，很难将机械性能较强的耐厚板加工至与墩柱混凝土外表面相同弧度，而具有差异的弧度使得桥墩混凝土与耐厚板间存在不同程度的间隙，无法实现二者的接触贴合，最终因二者无法构成有效整体而使墩柱在后期使用过程中存在较大的受力不稳定；更为严重的是，由于耐候钢板在定位后的连接方式为满焊，而耐候钢板从外至内焊接且需要填满整个钢板厚度的焊缝，造成焊接工程量大、难度高，极易对以完工的墩柱混凝土造成灼伤危害，甚至降低墩柱内钢筋的机械性能。若耐候板采用拼接块外部设置法兰，先浆法兰连接后再对其进行焊接的方式，不仅无法解决耐厚板与墩柱混凝土连接不密实的情况，而且凸出墩柱外的法兰板严重影响了墩柱的整体观感质量。

[0004]可见，墩柱混凝土和耐候板只有通过一次成型后浇筑施工才能有效保证二者的连接紧密性。是否存在一种一体成型方法且能降低后续焊接对墩柱混凝土造成危害的方法就显得极其重要。

发明内容

[0005]本发明为了解决现有在墩柱施工完成后现场搭设脚手架进行耐候钢板拼装及焊接，不仅施工难度大、风险高、质量不易保证，同时钢板焊接工作对混凝土的烧伤破坏大，严重影响已浇筑墩柱混凝土质量的问题，进而提供了一种截面为直线与圆曲线结合的墩柱外包耐候钢板的施工方法。

[0006]本发明是通过如下技术方案实现的：一种截面为直线与圆曲线结合的墩柱外包耐候钢板的施工方法，包括如下步骤：

S1.根据待施工墩柱的设计图纸加工墩柱钢模板及耐候钢板，墩柱钢模板和耐候钢板均按照相应的圆曲线段和直线段尺寸加工，所加工的圆曲线段和直线段的拼接组合在允许的误差范围之内；

S2.绑扎墩柱钢筋，同时在墩柱混凝土浇筑范围内设置若干预埋板，并将预埋板与墩柱钢筋固定；

S3. 将墩柱钢模板及耐候钢板的直线段和圆曲线段分别进行拼装，且将耐候钢板设置在墩柱钢模板的内侧，二者呈紧贴设置，预埋板上固定有连杆，连杆贯穿耐候钢板和墩柱钢模板后利用紧固螺母锁紧；

S4.在墩柱钢模板及耐候钢板对应的直线段和圆曲线段分别设置能够将二者固定成整体且贯穿墩柱的对拉杆，对拉杆包括相互垂直的第一对拉杆和第二对拉杆，第二对拉杆为一根，设置在对应的圆曲线段中部，第一对拉杆为四根，对称设置在对应的直线段上，第一对拉杆在高度范围内相对于第二对拉杆呈上下对称设置，对拉杆的端部设置有外螺纹且能够通过拧紧锁定螺母将对应的第一对拉杆和第二对拉杆拉紧；此时，墩柱钢模板面板与耐候钢板紧密固定为一体；

S5.复核耐候钢板的内径是否与墩柱混凝土外表面的尺寸一致，若一致则进行下一步施工，否则通过适当调节对拉杆上锁定螺母的松紧度来进行尺寸微调；

S6.确认耐候钢板的尺寸无误后，从内侧对耐候钢板的拼接缝进行焊接，焊接完毕后对焊缝做抛光处理并在耐候钢板内侧整体涂刷脱模剂；

S7.进行墩柱混凝土的浇筑，浇筑过程中进行必要的振捣，浇筑完毕后按要求进行混凝土的养护施工；

S8.墩柱混凝土养护达到设计强度后，依次拆除第一对拉杆和第二对拉杆，进而拆除连杆外部的紧固螺母，完成墩柱钢模板的拆除，此时耐候钢板设置在墩柱混凝土外侧且呈紧密包裹状态；

S9.利用切割机将凸出耐候钢板表面的连杆及第一对拉杆、第二对拉杆切除，并将切除部位打磨平整；

S10.对位于耐候钢板外部的直线段及圆曲线段的拼接缝进行满焊施工，焊接完毕后对焊缝进行抛光即可。

[0007]墩柱钢模板及耐候钢板的厚度根据设计进行选择，其中圆曲线段通过液压卷板机实现，耐候钢板的内径与墩柱混凝土外表面直径相同，耐候钢板的外径与墩柱钢模板面板的内径相同。

[0008]预埋板对称设置，包括设置在直线段区域的四块以及圆曲线段区域的四块，位于同一圆曲线段两块预埋板与圆曲线段圆心连线的两根半径所构成的夹角为直角。[0009]步骤S6中对耐候钢板内侧的焊接，首先对焊缝进行点焊，点焊完毕后再对焊缝做满焊处理；由于耐候钢板厚度较大，满焊焊缝高度为其板厚的一半加2毫米。

[0010]位于墩柱混凝土浇筑范围内的第一对拉杆和第二对拉杆中部设置有止水板，止水板为垂直于对拉杆设置的钢板。

[0011]步骤S10中的满焊施工，焊缝高度为耐候钢板厚度的一半加2毫米，使得耐候钢板满焊的焊缝高度满足内侧焊缝高度加外侧焊缝高度的值大于其板厚。

[0012]本发明相比现有技术具有的特定技术特征及有益效果是：

本发明为截面为直线与圆曲线结合的墩柱外包耐候钢板的施工方法，具体是一种桥梁墩柱混凝土及耐候钢板施工一次成型的工艺，操作简便、迅速、稳固，作业方便安全、能有效解决现有在墩柱施工完成后现场搭设脚手架进行耐候钢板拼装及焊接，施工难度大、风险高、质量不易保证，耐候钢板与墩柱混凝土不密实，同时钢板焊接工作对混凝土的烧伤破坏大，影响已浇筑墩柱混凝土质量的问题，适用范围广，具有一定的推广价值和应用价值。

附图说明

[0013]图1为本发明的结构示意俯视图；

图2为本发明的结构示意正视图。

[0014]图中：1-耐候钢板，2-墩柱钢模板，3-圆曲线段，4-直线段，5-锁定螺母，6-预埋板，7-第一对拉杆，8-第二对拉杆，9-紧固螺母，10-连杆。

具体实施方式

[0015]参照图1和图2对本发明进行进一步阐述，一种截面为直线与圆曲线结合的墩柱外包耐候钢板的施工方法，包括如下步骤：

S1.根据待施工墩柱的设计图纸加工墩柱钢模板2及耐候钢板1，墩柱钢模板2和耐候钢板1均按照相应的圆曲线段3和直线段4尺寸加工，所加工的圆曲线段3和直线段4的拼接组合在允许的误差范围之内；

S2.绑扎墩柱钢筋，同时在墩柱混凝土浇筑范围内设置若干预埋板6，并将预埋板6与墩柱钢筋固定；

S3. 将墩柱钢模板2及耐候钢板1的直线段4和圆曲线段3分别进行拼装，且将耐候钢板1设置在墩柱钢模板2的内侧，二者呈紧贴设置，预埋板6上固定有连杆10，连杆10贯穿耐候钢板1和墩柱钢模板2后利用紧固螺母9锁紧；

S4.在墩柱钢模板2及耐候钢板1对应的直线段4和圆曲线段3分别设置能够将二者固定成整体且贯穿墩柱的对拉杆，对拉杆包括相互垂直的第一对拉杆7和第二对拉杆8，第二对拉杆8为一根，设置在对应的圆曲线段3中部，第一对拉杆7为四根，对称设置在对应的直线段4上，第一对拉杆7在高度范围内相对于第二对拉杆8呈上下对称设置，对拉杆的端部设置有外螺纹且能够通过拧紧锁定螺母5将对应的第一对拉杆7和第二对拉杆8拉紧；此时，墩柱钢模板2的面板与耐候钢板1紧密固定为一体；

S5.复核耐候钢板1的内径是否与墩柱混凝土外表面的尺寸一致，若一致则进行下一步施工，否则通过适当调节对拉杆上锁定螺母5的松紧度来进行尺寸微调；

S6.确认耐候钢板1的尺寸无误后，从内侧对耐候钢板1的拼接缝进行焊接，焊接完毕后对焊缝做抛光处理并在耐候钢板1内侧整体涂刷脱模剂；

S7.进行墩柱混凝土的浇筑，浇筑过程中进行必要的振捣，浇筑完毕后按要求进行混凝土的养护施工；

S8.墩柱混凝土养护达到设计强度后，依次拆除第一对拉杆7和第二对拉杆8，进而拆除连杆10外部的紧固螺母9，完成墩柱钢模板2的拆除，此时耐候钢板1设置在墩柱混凝土外侧且呈紧密包裹状态；

S9.利用切割机将凸出耐候钢板1表面的连杆10及第一对拉杆7、第二对拉杆8切除，并将切除部位打磨平整；

S10.对位于耐候钢板1外部的直线段4及圆曲线段3的拼接缝进行满焊施工，焊接完毕后对焊缝进行抛光即可。

[0016]墩柱钢模板2及耐候钢板1的厚度根据设计进行选择，其中圆曲线段3通过液压卷板机实现，耐候钢板1的内径与墩柱混凝土外表面直径相同，耐候钢板1的外径与墩柱钢模板2面板的内径相同。

[0017]预埋板6对称设置，包括位于直线段4区域的四块以及圆曲线段3区域的四块，位于同一圆曲线段3两块预埋板6与圆曲线段3圆心连线的两根半径所构成的夹角为直角。其中，预埋钢板的底部设置有拉结钢筋，用于与墩柱钢筋的固定连接。

[0018]耐候钢板1内侧的焊接，首先对焊缝进行点焊，点焊完毕后再对焊缝做满焊处理；由于耐候钢板1厚度较大，满焊焊缝高度为其板厚的一半加2毫米。

[0019]位于墩柱混凝土浇筑范围内的第一对拉杆7和第二对拉杆8中部设置有止水板，止水板为垂直于对拉杆设置的钢板。步骤S10中的满焊施工，焊缝高度为耐候钢板1厚度的一半加2毫米，使得耐候钢板1满焊的焊缝高度满足内侧焊缝高度加外侧焊缝高度的值大于其板厚。

[0020]本发明将常规技术中墩柱混凝土浇筑完成后再进行耐候钢板1的包裹施工过程进行优化，利用耐候钢板1与墩柱钢模板2的组合，使得墩柱混凝土浇筑和耐候钢板1包裹一次成型。耐候钢板1的内表面即为墩柱混凝土的外表面，加强了二者之间的连接紧密性，使其受力性能保持稳定，有效提高了墩柱的工程质量。

图1

图2