独柱墩盖梁施工.docx

独柱墩盖梁施工技术【摘 要】本文主要介绍独柱墩盖梁施工中采用预留孔穿剪力销（钢棒）做牛腿，在牛腿上架设由三角形支架构成的支撑桁架，然后在支撑桁架上铺设施工平台进行盖梁施工。此施工工艺能满足施工需要，安全可靠且经济合理，便于盖梁支架的灵活使用。【关键词】独柱 盖梁 钢棒 支架 一、工程简介陕西省安毛高速公路AME21合同段位于陕西省紫阳县镜内，路线全长3.605km。主要工程数量为大坝1号高架桥、大坝2号高架桥、大坝服务区和魁星楼大桥。本合同段总体位于大巴山区，为低山地貌区，高程介于2801000m之间，地势总体总体特征西南高东北低，向任河河谷依次降低。该区沟谷幽深，山势陡峻，呈尖棱状山峰和刀状山脊，切割深度200800m，在次级沟谷汇入处有规模不等的冲洪积扇和泥石流微地貌。本合同段所在地域为汉江流域任河水系范围，河水水位受降水和安康水库影响明显，每年11月翌年5月，为枯水期，是桥梁基础工程施工的良好时期。地表水系以汉江支流-任河为主，其径流较短，流量较大，河道狭窄，比降大，河道下切侵蚀较深。本合同段大坝1号高架桥、魁星楼大桥上部结构形式为预应力混凝土分体预制箱梁,采用先简支后结构连续，下部结构采用桩柱式桥墩，桥台为U型桥台扩大基础。 大坝1号高架桥和魁星楼大桥共有盖梁190个，其中独柱盖梁148个，数量较多，最大盖梁混凝土体积为最大49.36m3，最小38.38 m3，对应墩柱均为圆形，直径有1.6m、1.8m、2.0m、2.3m四种；由于两座桥都处于曲线段上，盖梁结构形式多样，横坡由2%-6%渐变，长度在10.2米11.55米间变化，宽度有1.8米、2.1米、2.2米、2.3米四种，高度有2.1米、2.2米两种。二、独柱墩盖梁施工方案1、施工工艺独柱盖梁施工我部计划主要采用以下施工工艺：墩身预留孔洞和抱箍相结合的方法施工，优点是能承受较大的荷载，安全性有更大保障。施工工艺流程：墩身砼浇注预留钢棒孔抱箍及支架加工抱箍、支架拼装抱箍、支架吊装安装盖梁模板吊装钢筋笼盖梁砼施工砼养护。2、抱箍及支架安装方案2.1总体方法支架设计概述：为满足施工需要，做到安全可靠且经济合理，便于盖梁支架的灵活使用，支架设计结构如下（支架设计见下图4.1、图4.2、图4.3）：1）支架主体采用带悬臂的三角形桁片。2）采用两片桁片前后平行、横桥向等高度附着于圆形墩柱的顶部。3）每个桁片有上下两个支承点，采用圆形钢棒插入墩柱作为支承点，下支点采用钢抱箍作为支承，两个支撑点共同受力。4）两个桁片之间设有剪力撑，使之整体稳定。桁片之上顺桥向铺设纵梁。支架传力途径为：荷载纵梁桁片钢棒和抱箍墩柱。当墩身砼施工完成后，进行盖梁施工时，先将抱箍和支架在地上加工、拼装，再吊装至柱顶，插上减力销，利用螺栓将套箍牢牢箍于墩身上适当位置，在钢牛腿上搭设横桥向I40a工字钢，作为盖梁施工的承重桁架，在其上铺设分配梁、底模板，之后经测量调准标高，绑扎钢筋、立侧模。模板均采用大面积钢模，严格按照设计尺寸进行加工，确保盖梁外观质量。支架四周搭设操作平台，要悬挂安全绿网，设置安全护栏，防止发生意外安全事故。2.2墩身预留孔洞施工墩身施工过程中注意在合适的位置预留孔洞，在墩中心墩顶标高以下96cm的高度顺桥向埋设内径160的PVC管，PVC管用钢筋固定，其下10cm安装两层钢筋网片，墩身拆模强度达设计值后，在预留空洞内插入150钢棒，横桥向上置两道I40a工字钢，上铺设方木和底钢模，作为盖粱承力结构之一。预留减力销孔（钢棒）应注意事项：a、 预留孔标高位置一定要准确，否则支架不好架设；b、 预留孔轴线一定要在顺桥向柱中心，避免墩柱偏心受压；c、 保证PVC管不变形，不得进浆。2.3抱箍、钢棒安装独柱墩盖梁施工采用在墩身上安装抱箍，下面抱箍钢牛腿上设两道斜工字钢，同时焊接在上面的抱箍牛腿上的横桥向工字钢上，形成稳定的三角结构。然后在上面铺设方木和底模以作为盖梁施工的承力结构。独柱墩施工支架图如下：抱箍内径宜比圆柱直径大12cm，抱箍连接板上螺栓孔的大小由选择的螺栓直径大小决定。抱箍试拼可在墩柱底进行。抱箍拼装好后，连接处的螺栓必须分三次进行拧紧，第一次在抱箍拼装好后进行，第二次在抱箍拼装好后第三天进行，第三次是在给抱箍加压后进行，压力的大小必须与抱箍理论承受的荷载相一致。抱箍螺栓使用前必须检查其是否有缺陷，只要发现有缺陷坚决不能使用，抱箍加压后通过在抱箍下方作标志，检查抱箍是否有下沉现象，并做好记录。抱箍安装在墩柱上时必须与墩柱密贴。由于墩柱截面不可能绝对圆，各墩柱的不圆度是不同的，即使同一墩柱的不同截面其不圆度也千差万别。因此，为适应各种不圆度的墩身，抱箍的箍身宜采用不设环向加劲的柔性箍身，即用不设加劲板的钢板作箍身。这样，在施加预拉力时，由于箍身是柔性的，容易与墩柱密贴。在施工当中，为保证密贴的效果更加明显，一般在抱箍与柱子之间垫以土工布。抱箍连接板处放在顺桥向方向，用来支撑墩帽模板、盖梁砼及其它临时荷载。2.4支架结构验算2.4.1 内力计算2.4.1.1荷载：按最大盖梁计算 （1）结构混凝土：等截面部分： 变截面部分： （2）模板及支承： 按最大尺寸计，简化为均布荷载 （3） 施工临时荷载：30 KN 简化为均布荷载 即：荷载分布图为： 注：.本图单位以cm计。 .为简化计算，将墩柱视为边长2.0m的方形。2.4.1.2计算图式注：本图单位以cm计。2.4.1.3内力计算：为简化计算，偏保守地视各杆间和支点处为铰接，横梁号杆自支点A处断开铰接。如下图： 注：本图单位以cm计。号杆在C处的弯矩:号杆在C处的剪力： 号杆在AC间中点的弯距： 注：本图单位以cm计。 因C点受负弯距的影响，AC间中点弯距折减为： 号杆的轴力计算： 注：本图单位以cm计。C处的水平力、竖向力 号杆的轴力2.4.2截面强度验算2.4.2.1号杆抗弯： C断面处 满足要求。AC间中点处：满足要求。2.4.2.2 号杆抗压： 每根为双20号槽钢 ， 共两根 查表=0.7 满足要求2.4.3 支点强度验算： 4个支点共同受力 2.4.3.1钢棒： 抗剪：抗弯：2.4.3.2 抱箍： 抱箍竖向受力为： 所需正压力为：高度60cm采用12套M24高强螺栓对拉施加正压力。混凝土正压力应力为M24高强螺栓的容许拉应力P=225 kN，使用时控制力为容许值的60%，即 则总预拉力为： 满足要求。2.4.4结论经验算，盖梁支架结构的截面强度及支点结构的强度都满足规范要求，此次设计的盖梁支架形式可投入施工。3、模板工程由于设计图纸中盖梁结构形式的多样性，也将盖梁模板根据不同墩柱直径、盖梁横坡及盖梁高度设计成不同形式，但为了保证经济性和通用性，避免不必要的浪费，将盖梁模板按照2%及5%两种横坡作为平均坡度设计，其他横坡则按照这两种横坡进行适当调整，此外模板设计中又将整体的盖梁模板分作底模、侧模、中心模三部分，其中中心模严格按照墩柱直径进行加工，而底模和侧模则可以设计成统一形式，只在横坡上进行区分，如此可极大提高模板的利用率，大大降低施工成本。模板采用定型大面钢模板，厂家在工厂制作，运输到工地。模板必须平整、接缝严密、不漏浆，确保结构物外露面美观、线条流畅、光滑、无气泡、砂线、蜂窝麻面等不良缺陷。浇筑砼之前，模板须涂脱模剂。砼外露面模板的脱模剂必须是同一品种，不得使用废机油等其他废料，不得污染钢筋及砼的施工缝。模板是非承重侧模板，拆除须保证其表面及棱角不致因拆除而受损坏（一般规定砼的抗压强度为2.5Mpa）。注意：模板安装完毕后，测量组必须及时验模，其平面位置、顶部（或控制线）标高必须符合设计和规范要求。4、支架预压盖梁底模安放到抱箍上以后，按总荷载的100%预压。检查抱箍是否下沉，并再一次拧紧抱箍连接螺栓，若发现抱箍并未下沉，验模后，就可以吊装钢筋笼及侧模，此时需再检查抱箍是否下沉，并再一次拧紧螺栓。确认抱箍没有移动，就可以进行钢筋安装及灌注砼，盖梁在灌注砼过程中专门安排一人观测抱箍是否下沉。5、钢筋加工及安装钢筋在加工棚集中制作，运输至现场由人工在盖梁底模上绑扎成型。或在钢筋加工场绑扎成型，然后用吊车吊装。当盖梁底模安装稳固、支架预压时抱箍无沉降后，方可进行钢筋绑扎及安装工作。盖梁钢筋绑扎注意垫石、挡块钢筋、钢板的预埋，预埋时应保证钢筋定位的准确。钢筋须按施工图纸所示位置准确安装就位，并用批准的垫块或支撑钢筋牢靠的固定好，确保钢筋在砼浇筑过程不至移位。钢筋绑扎按事先在底模上放出的骨架筋位置设计线进行摆放绑扎。布置在同一区段内的受拉钢筋焊接接头截面积不得超过配筋总面积50%；受拉钢筋绑扎接头截面积不得超过钢筋总面积的25%，受压钢筋不超过钢筋总面积的50%，同一根钢筋两接头间距不小于35d搭接长度。6、盖梁浇注盖梁砼的浇筑应分层浇注，每层不超过30cm，采用吊车配合漏斗提送入模，插入式振捣棒振捣。盖梁施工全过程均在测量员、技术员的指导、检查、监督下进行，每道工序都要仔细认真检查。在施工中应特别注意检查模板尺寸、平面轴线位置、标高以及模板的平整度、接缝情况和垂直度，以确保结构空间位置准确、尺寸正确、表面光滑无麻面；工字钢联结件及侧模支撑要严格检查是否牢固；对砼配合比与施工具体情况的适应性、钢筋间距和保护层、钢筋焊接长度等均应按技术规范要求严格控制。浇筑砼钢筋及模板安装好后，砼在拌和站集中拌制，搅拌运输车运至现场，吊车提送漏斗输送入模，分层浇筑，插入式振捣器振捣。7、养生混凝土浇注完毕后表面压光后，及时覆盖土工布，初凝后安蓄水桶和喷水管，上水养生不少于7天。8、结束语 采用预留孔穿剪力销（钢棒）做牛腿，在牛腿上架设由三角形支架构成的支撑桁架，然后在支撑桁架上铺设施工平台进行盖梁施工，经受力计算及实践检验，此支架设计完全能满足施工要求，此外模板设计结合设计图纸进行分部加工，可满足盖梁结构形式变化多样的要求。参考文献：【1】路桥施工计算手册 人民交通出版社【2】公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000） 人民交通出版社【3】陕西安康至陕川界（毛坝）高速公路两阶段施工设计图【4】公路施工手册.桥涵（上） 人民交通出版社10