钢管贝雷梁支架法现浇箱梁施工技术.docx

钢管贝雷梁支架法现浇箱梁施工技术钢管贝雷梁柱式支架法整体现浇箱梁施工技术 1 引言 近年来，随着社会的不断发展，城市规模的不断扩大及机动车的快速增长，城市交通状况也日趋严峻，为缓解城市交通压力,城市立交得到了迅速的发展,城市桥梁在向主、次干路的连接建设中采用现浇箱梁的比例越来越远大,高架桥现浇箱梁支架施工质量的好坏对结构的安全性能影响很大,对工程的整体进展制约很大。以城场路道路工程K3+946跨港汊桥梁现浇箱梁施工为例, 结合现场实际施工情况，简述钢管贝雷梁柱式支架法整体现浇箱梁的施工工艺。采用钢管贝雷梁柱式支架法施工不仅施工简便、速度快，而且具有施工安全、操作简单等特点，能取得良好的效益。 2 工程概况 城场路道路工程3+946跨港汊桥梁分双幅布置，两幅桥桥面布置均一致，单幅桥桥宽20.5m，桥长138.12m。 桥孔布置为一联m连续梁。连续梁50m主跨跨河汊，设计高潮位6.41m；35m边跨均跨护岸和人行步道，设计标高7.41m，m连续梁设计为单箱三室变截面预应力混凝土结构，桥面宽度20.5米，布置为：4.5m+2.5m+1.5m+11.5m+0.5m。桥面向外横坡1.5%，人行道向内横坡1.0%，桥梁双向纵坡，内插R=1750m的竖曲线。 桥址处设计地质由上至下依次揭示为：淤泥质土、粉质粘土、粗砂、残积砂质粘性土、全风化花岗岩、砂砾状强风化花岗岩、碎块状强风化花岗岩、中风化花岗岩。 3 施工方案选择 根据该桥的地形和结构特点， 经分析，能适用于该桥跨度大、并且3跨一联同时浇筑的支架形式主要有碗口式满堂支架和钢管贝雷梁柱式支架两种，表1中对这两种支架形式从安全性能、地形情况、施工难易度及经济性能等几方面进行了比较。 从表1可以看出，两种支架形式各有优缺点，但是结合该项目现场情况，选择碗扣式满堂支架有如下问题： 因施工现场原为养殖虾池，地质条件差，地基承载力难以保证，基础处理工作量大，易造成支架不均匀沉降，对箱梁施工质量可能造成影响； 材料投入过大，材料成本相对较高； 支架搭设需要大量的架子工，人员成本较高； 基本是人工作业，施工效率相对较低，施工速度慢，难易满足工期要求。 综合安全、技术、工期、经济等各方面因素，选择钢管贝雷梁柱式支架作为你箱梁的现浇支架。 表1 支架施工技术性能比较 支架形式 碗扣式满堂支架 地质情况较差，不均匀沉降会降低整体安全性能 稳定性。施工人员较多，劳动强度大，易发生安全事故，构件单一，抗冲击性能较差 地形情况 施工难易 地基软弱，含水率较高，处理难度大 基础处理难度较大，支架搭设、拆除较容易 基础处理费用高，一次材料投入量较大，经济性能 但是较单一，人员数量要求多，机械设备投入相对较少，施工速度较慢，支架总成本较高，经济性能较低 4 主要施工技术及关键控制点 4.1支撑系统的设计方案 支架形式：支架采用桩柱式贝雷支架。采用插打529×8钢管桩插打入土作为桥墩，支墩顶用2I36b双拼工字钢做横梁，横梁支承贝雷纵梁，纵梁上用16槽钢做分配梁，底膜由一层纵向方木承托，下设一层横向方木，下层方木与槽钢分配梁对应，之间采用楔木调整高度。翼板采用脚手架钢管支撑模板，立杆设置于分配梁上，顶部采用钢管顶托调整标高。 箱梁模板：外模及底模采用12mm厚竹制胶合板制作，底模用10×10方木楞，纵向排列，间距30cm，安装在横垫梁上，横垫梁用10×10方木，横向排列，安装在贝雷梁上的分配梁上，横梁与分配梁之间设置，楔木的作用是调整标高和方便落架。外侧模采用竹质胶合板，内侧模用木胶合板，现场制作拼装。模板采用10×10方木做楞条，间距30cm，竖向布置，用双根48mm钢管蝴蝶扣对拉加固，近支点梁高2米以上处，采用16拉杆加固。内侧模板采用18mm厚木胶合板制作。 内模设计为下开口式，采用木胶合板及方木料组合，用钢管或木支撑。开口式内模分侧模和顶板模，侧模在现场预制成型，顶板模在现场拼接。 箱梁两翼板下的支架采用钢管支架，支架立、横杆布置：立杆纵、横间距为90×60cm，横杆除顶、底部步距为20cm外，其余横杆步距为120cm；立杆支承在分配梁上。 易 基础处理费用低，材料投入较少，但是形式较多，人员要求较少，但人员素质要求较高，机械设备投入大，施工速度较快，经济性能较好 钢管贝雷梁柱式支架 构件大、数量少，较易保证施工安全，机械使用多，易发生机械安全事故，结构抗冲击性能较好 受地形影响较小 构件安装有些难度、拆除不4.2施工工艺流程图 钢管贝雷梁柱式支架法现浇箱梁施工工艺流程参见图1 施工准备 钢管立柱安装 双拼工字钢横梁安装 贝雷梁分组拼装、吊装 工字钢分配梁安装 支架及底模、侧模安装 支架预压 钢筋半成品加工 内模、钢筋及预应力筋安装 混凝土浇筑 拆内模、养护 张拉、压浆、封锚 拆除底模、支架 洒水、养护 工字钢与贝雷梁扣接 立柱之间连接 立柱与工字钢限位 图1 钢管贝雷梁柱式支架法现浇箱梁施工工艺流程图 4.3支架搭设 3.3.1钢管插打 根据本工程的特点、作业环境和施工作业能力，采用50吨吊车配合DZ60A振动锤逐跨推进插打和安装。钢管由挂车从材料堆场运至施工现场，并且进行钢管对接，确保焊接质量。 采用529×8mm螺旋焊接钢管做立柱，立柱顶部设600×600×12mm钢板垫与钢管焊接密实，钢板与钢管相接位置用六块三角肋板焊接加固，以提高立柱的稳定性。基座位于承台上的钢管底部参照顶部进行加固，浇筑时在靠近支架立柱处预埋钢筋头，安装定位完毕后将钢筋头与钢板焊接牢固，承台混凝土强度必须达到70%以上开始安装立柱。 529mm钢管=8mm三角肋板0.2m×0.2m16mm厚钢板0.6m×0.6m图2 承台处钢管加固图 安装插打立柱时，先测量基础标高，计算立柱高度，管长度必须满足插打后的管顶高度，立柱用吊车配合振动锤逐根吊装插打。立柱就位后整排或多根立柱插打完成后，按设计标高割齐，用10槽钢做水平撑和剪刀撑与钢管焊接。 DZ60A振动锤在激震情况下可达到500KN。根据工程地质图，以插打时以激震状态下的贯入度和入土深度进行控制。 3.3.2工字钢横梁的安装施工 每一跨钢管施工后，按设计标高修平钢管，对钢管进行剪刀撑和水平撑的联接，安装双拼工字钢2I36b横梁。双拼工字钢横梁2I36b在施工现场场地上焊接联接板组成2根一组，形成整体后用吊机进行安装，并注意必须放在钢管的中部。 3.3.3贝雷支架的安装施工 贝雷梁的安装，必须按照设计位置排放。根据墩身间间距，中跨50m箱梁支撑架长度48m，可按采用七跨m结构；边跨35m梁段支撑架长度29m，跨度采用m结构。 贝雷片用支撑架连接，在地面分段拼装后用吊机吊装就位。贝雷梁安装时，尽量使贝雷立杆位置搁放在工字钢横梁处。 3.3.4槽钢分配横梁施工 在贝雷片纵梁顶面设置槽钢分配梁，槽钢规格为16a，槽钢扣在贝雷梁上，根据设计间距，加密段间距为不大于45cm，其余60cm。分配梁的搭接必须搭在纵梁上，避免悬空探头 3.3.5满堂支架施工 支架立杆布置：立杆纵向间距为60cm，梁端及中横梁下为间距为40cm。横向间距为：边腹板及中腹板下4045cm，其他部分为60cm，翼板下立杆纵向间距为60cm，横向间距为90cm，底部步距为20cm。横杆除顶、底部步距为20cm外，翼缘板横杆步距为120cm。支架高度采用顶托调整。杆件用下托撑支撑于已铺设的分配梁上，杆件上用上托支撑方木垫梁及模板。 横向剪刀撑每隔4排设置一道，且支架的顶部、底部均设水平剪刀撑。横向剪刀撑斜杆轴线与水平线的夹角一般为45°60°，以确保支架的横向稳定性。 所有剪刀撑斜杆必须通长设置，当单根钢管长度不够时刻采用2个扣件相连，扣件必须连接紧固牢靠，确保力量可靠传递。所有与斜杆相交的竖杆和水平杆必须与斜杆之间可靠连接。 4.4箱梁底模及侧模施工 底模采用12mm厚竹胶板直接铺放在方木上，用小铁钉固定，使底模与箱梁底板标高完全一致，进行轴线和标高调整，均满足要求后再安装箱梁侧模。侧模板从梁一端顺序安装，要求接缝严密，相邻模板接缝平整。侧模圆弧倒角处采用直径110mmPVC管剖开，按图纸要求尺寸安装，其余用木模,背肋采用10cm方木贴在胶合板背面作为横肋,采取方木支撑和钢管斜支撑进行加固, 按水平方向30cm间距布置,使得纵向模板缝在一条线上,以确保箱梁外观质量。 4.5支架预压 3.5.1支架预压方案 为检验支架及地基的强度及稳定性，消除支架弹性变形和非弹性变形，测量出支架的弹性变形数据以便设置现浇梁模板预拱度，应对支架进行预压，预压荷载为梁体施工最大荷载的110%。预压过程中进行精确的测量，可测出梁段荷载作用下支架将产生的弹性变形值及地基下沉值，将此弹性变形值、地基下沉值与施工控制中提出的因其它因素需要设置的预拱度叠加，算出施工时应当采用的预拱度，按算出的预拱度调整底模标高。 3.5.2测点布设 测点布设原则：每跨梁的两端头、1/4梁跨、跨中、3/4梁跨处分别设5个测点，共65个测点。观测时同一仪器测量、同一测量人读数。每次观测都要对上述测点的标高进行测量和记录，保存好原始数据，以备复核。 3.5.3加载顺序 加载采用沙袋材料，人工配合吊车吊装，安放顺序按照浇筑顺序从一端向另一端分层进行，先安放底层，在底层安放完成后在从一端向另一端安放第二层，如此循环，直至加到预先设定的荷载值。加载应按混凝土梁重分布，模拟混凝土浇筑过程进行加载，见图3。 图3 预压加载布置示意图 第一次加载梁部恒载和模板等活载重的60%，持载2小时；第二次加载至100%，持载2小时；第三层加载110%，持载8小时，每级加载完成后每1小时观测一次。 3.5.4卸载 卸载应按与加载相反的顺序进行，逐级逐层两侧对称均匀卸载，禁止进行集中卸载。卸载完成后应对所有螺栓、轴销等连接部位重新进行一次全面检查、紧固。 3.5.5预压监测 预压过程中，项目测量队全程跟踪。预压前，测量队按照方案中附图布点并采集原始数据。第一次加载梁部恒载和模板等活载重的60%，持载1小时后进行监测数据测量；第二次加载至100%，持载1小时后进行数据测量；第三层加载110%，持载1小时后进行一次数据测量，持载5小时后进行二次数据测量，持载8小时后进行第三次数据测量，当持载8小时后且最后两次观测变形值之差小于2mm时，可认定支架变形稳定，方可停止测量。在整个测量过程中，当发现测量数据有较大变化时应停止预压，继续观测，分析原因，确保支架安全。 4.6钢筋、预应力筋及预埋件安装 根据箱梁的钢筋设计图纸在现场加工钢筋，并按照各种型号钢筋进行编号，堆放整齐。然后按照设计进行现场绑扎，钢筋绑扎、焊缝、钢筋间距等严格按照规范标准执行。 首先安装底板及腹板钢筋，然后进行顶板钢筋的绑扎，底板钢筋安装时，两层钢筋网间用钢筋三角架架立牢固。安装底部波纹管用U型定位筋固定，绑扎腹板钢筋，底面及侧面用垫块固定，梁体保护层厚均为40mm厚，钢筋在绑扎过程中局部如有与预应力筋管道位置冲突的地方，钢筋须适当移位，同时按设计图纸安装好预埋件。根据图纸定位预应力筋管道坐标位置焊接U型定位筋，点焊时应加盖湿布防止波纹管被焊渣烧坏。底板及腹板钢筋安装完毕后施做内模及顶板钢筋及预应力筋。 4.7混凝土浇注和养护 砼灌注采用水平分层，纵向分段浇筑。水平分层和纵向分段的施工方法，按照分区，固定振捣责任人。 现浇连续梁分段浇注施工时，采用2台混凝土汽车输送泵车进行施工，准备2台拖地式混凝土输送泵备用，要求混凝土供应能力每小时不小于40m3。为确保混凝土运输及供应，计划使用10台混凝土运输车运输混凝土。 梁体混凝土灌筑采用泵送，连续灌筑，一次成型。在支架上浇筑混凝土，横向混凝土的分布坚持“对称、平衡、同步进行”的原则进行施工，以免产生超过允许的偏差和变形。箱梁施工时浇筑顺序为底板、腹板、顶板。灌注混凝土过程中，应指定专人分别看护模板，钢筋。发现联接螺栓和扣件松动时应及时拧紧，发现漏浆应及时堵严；钢筋如有变形应及时整修，保证位置正确。 混凝土灌筑顺序： (1)混凝土的灌注采用水平分层，纵向分段对称连续灌注，自中墩顶梁端向另一端循序渐进的施工方法。灌筑厚度不得大于30mm，上、下层灌注时间相隔不超过混泥土的允许延续时间。布料先从箱梁两侧腹板同步对称均匀进行，先灌筑腹板与底板结合处，然后将底板尚有空隙的部分补齐并及时抹平，再灌筑腹板，最后再灌筑顶板。 (2)底板混凝土灌筑时，当灌筑到高于底板混凝土时，改用从内模顶的混凝土灌筑孔灌筑底板混凝土，振捣采用插入式振动棒。 (3)梁端两腹板混凝土灌筑时，采用同步对称灌筑腹板混凝土，防止两边混凝土面高低悬殊，造成内模偏移或其他后果。 (4)当两腹板槽灌平后略停1525min，使腹板混凝土充分沉落，然后再灌注顶板混凝土，以避免腹，顶板交界处因腹板混凝土沉落而造成纵向裂纹，桥面混凝土也从一端开始，分段灌注，每段2m，向另一端连续灌筑。但必须保证腹板混凝土初凝前顶板混凝土灌注完毕，并及时整平，收浆。整个浇筑时间控制在8h为宜。浇筑顺序见图4： 图4 混凝土浇筑顺序图 灌筑两腹板梗斜处，为保证底板与腹板交接部位及其附近区域混凝土密实，应将振动棒插入模板预留孔内，沿周围振捣。 内模采用人工拆除，由梁体内腔从端部搬出。侧模从梁体一端向另一端拆除侧模的顺序，拆除时先松开顶托螺杆，抽出方木，利用模板自重脱落，然后脚手架按照先斜杆，后横杆，最后立杆的的原则，自上往下拆除，严禁上下同时作业。采取拆一块，吊离一块的原则，利用吊车调离。 混凝土的养护：根据施工现场自然条件，混凝土的养护采用土工布覆盖洒水养护,洒水次数根据能保持混凝土处于湿润的状态来决定。 4.8预应力张拉 预应力采用一次张拉完成；张拉应在梁体砼强度和弹性模量达到设计值的85%后进行，且必须保证张拉时梁体砼龄期大于7d，张拉钢束采用应力和伸长量双控，以张拉应力控制为主，伸长率为辅，张拉后宜在24小时内进行孔道压浆。 4.9支架拆除 支架系统的拆除程序：施工准备阶段松顶托拆除翼板、腹板模板脱底模板及拆除木方拆除满堂支架解除U形卡拆除槽钢分配梁拆除贝雷片吊取承重工字钢横梁拆除钢管加固系统拆除钢管立柱。 5 安全质量控制要点 注重细节,安全就是效益,始终坚持“安全第一，预防为主，群防群治”的安全工作方针，坚持“三不要”原则。注重日常管理, 设置专职安全监督员及群众安全监督员，实行“每日安全质量巡检，每周安全质量小结，每月安全质量大检查”制度，制定了各个分项负责人岗位安全生产责任制，每周六组织各部门进行一次拉网式安全质量大排查及安全督察小组实行定期、不定期检查，不放过任何一个细节，检查完毕后立即开会，对查出的问题以文件的形式下发各作业面，要求限期进行整改。在分部、分项工程施工前编制专项施工方案及各项安全技术交底，并对一线施工人员进行安全培训学习，保证施工安全有据可依，杜绝违章现象的发生。 6 结语