梁柱式现浇支架施工工艺工法

1梁柱式现浇支架施工工艺工法（QB/ZTYJGYGF-QL-0502-2011）桥梁工程有限公司董文学刘涛1前言1.1工艺工法概况随着桥梁建设的飞速发展，预应力混凝土连续箱梁由于具有整体刚度大、养护成本低等优点，已广泛应用于城市高架桥和大型桥梁的引桥建设中。随着预应力混凝土的广泛应用，桥梁上部结构的施工方法从20世纪70年代以后到今天已取得了迅速的发展，而预应力混凝土连续箱梁的施工方法，在国内主要有满堂式支架、梁柱式支架法等，梁柱式支架在跨越道路、河流箱梁施工中具有能满足车辆通行、通航的要求。在高墩大跨现浇箱梁施工中,采用梁柱式支架,可避免大面积处理地基,能够减少人员投入。1.2工艺原理在桥位高墩或跨越道路等障碍物情况下搭设梁柱式支架，经预压后安装外侧模板、钢筋及预应力系统，然后浇注连续梁梁体混凝土；待梁体混凝土强度达到设计要求后拆除内模、端模板和进行预应力张拉施工；最后进行体系转换施工，拆除支架。根据梁体结构设计实际情况，梁体跨越分阶段或一联整体浇注成形。2工艺工法特点2.1梁柱式支架施工不影响桥下通行、通航；2.2梁柱式支架根据现场实际情况，可多工作面同时施工，适应性强。2.3与预制架设法施工相比，工期长，施工质量控制难度较大。3适用范围大面积同类现浇梁施工或等跨单双线现浇梁施工，在桥墩较高（20m以上）或地质条件较差（软土地基等）时选用梁柱式支架施工，并适用于跨越道路、沟渠、河道等障碍。4主要技术标准《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000《公路工程质量检验评定标准》JTGF80/1《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205《铁路混凝土工程施工技术指南》TZ2102《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南》TZ2135施工方法根据现场地质情况进行地基处理，使地基承载力满足设计要求，施工混凝土条形基础在条形基础上支立螺旋钢管立柱，纵横向连接加固。在钢管立柱上焊接型钢主横梁，拼装、搭设浇注纵梁，布置分配梁形成浇筑支架系统。支设底模、外侧模板而后进行支架预压。施工测量调整位置及高程。清理模板，绑扎腹板钢筋，布设底腹板预应力钢束，内模安装进行混凝土浇注施工及预应力张拉、孔道压浆、支架拆除。6工艺流程及操作要点6.1施工工艺流程梁柱式现浇支架施工过程中，准确定位支架及模板标高，做好预拱度设置及挠度控制，具体施工工艺流程见图1。平整场地支架地基处理支架搭设支架预压支立底模、外侧模绑扎底、腹板钢筋，安设预应力管道支立内模侧、顶模板绑扎顶板钢筋混凝土浇注养生底、外侧模板制作钢筋、波纹管及预应力束制作支座安放顶板钢筋制作混凝土拌合和运输混凝土配合比设计3图1梁柱式现浇支架施工工艺流程图6.2操作要点6.2.1支架地基处理立柱一般采用钢管桩。根据梁的设计特点，在跨下采用钢管立柱支承，每排立柱之间间距可根据实际梁宽进行调整。其中，每跨梁下靠近墩柱的两排钢管直接立于承台上，位于跨中的钢管基础，应根据荷载和地质情况做相应的地基处理。6.2.2支架搭设支架从下到上布置顺序为：立钢管→钢管顶纵向并排放置工字钢(后期拆模时起落梁作用)→钢管立柱间焊接剪刀撑→每排钢管上横向并排放置工字钢主横梁→纵向搭设贝雷梁→贝雷梁上横向放置工字钢分配梁→纵向布置方木→梁宽范围内铺设竹胶板作为底模。6.2.3支架预压支架搭设完毕后，按设计高程铺设梁体底模，按图纸尺寸安装粱体侧模。采用1.2倍(梁体重量+模板重量)的袋装砂石，分级加载预压。在支架主要部位设变形观测点，每加卸一级荷载观测一次，准确观测读取各点数值，计算出支架弹性变形值。6.2.4模板安装及调整梁体底模采用在工字钢上面铺设纵向方木，然后在方木上铺设竹胶板。侧模采用竹胶板和方木作为模板，侧模下方用碗扣式支架作为模板的支撑，并设置部分剪刀撑。安装控制高程、轴线位置、净卒尺寸、垂直度、平整度检测的顺序反复检查调整，并观测整体模板曲线的线性尺寸。消除模板拼装误差，直至线形达到规定的要求。6.2.5钢筋绑扎、波纹管和预应力钢绞线安装钢筋在钢筋加工厂统一加工成型，绑扎分两步进行，先绑扎腹板钢筋，后绑扎底板钢筋。在绑扎钢筋过程中事先将井字形波纹管定位卡按设计的坐标位置与张拉、压浆及封锚芯模及支架拆除压浆水泥浆配合比设计4梁体钢筋焊接。井字形波纹管定位卡就位后，开始安装波纹管，按设计尺寸将波纹管穿入定位卡内。波纹管接头用大一号的管段连接。波纹管就位后，严禁硬物撞击或在附近进行电弧焊，以免造成波纹管变形或损坏。端部的锚垫板与波纹管中心线必须垂直，垫板中心孔位误差应小于1mm。6.2.6内模安装钢筋绑扎和预应力钢绞线安装后进行箱梁内模板安装。内模模板采用竹胶板和方木组合模板，支架采用钢管脚手架支撑连接为整体，支架下端使用同强度混凝土垫块作为支撑。内外侧模板之间通过圆钢拉杆以及对拉螺栓进行固定，检查调整好各部位尺寸后与底板模板进行连接。6.2.7混凝土整体浇筑及养护根据现场实际情况，配置合理的混凝土塌落度，使浇筑过程中不出现混凝土凝固过快产生湿接缝。混凝土浇筑时，按照先底板，后腹板，顶板分条，腹板分层的施工方法进行施工。混凝土浇筑完成后及时做好洒水养生。6.2.8钢绞线张拉张拉顺序：0→20%con→100%con→校核伸长值→103%con（持荷5min）→锚固。6.2.9压浆压注灰浆采取从孔道一端压注的方法，当灰浆自管道中部排气孔冒出后，将排气孔堵塞，一直压注到另一端冒出与规定流动度相同的浆体后关闭出浆阀门，待压力达到0.5MPa时压浆泵停机，保持不小于0.5MPa且不小于3min的稳压期后关闭进浆孔阀门。6.2.10支架拆除三跨连续箱梁施工支架拆除采取横桥向同步，顺桥向对称的方式。按照先组装的后拆，后组装的先拆顺序，即先拆除模板及方木支垫→横向分配梁工字钢→贝雷梁→横向主梁工字钢→钢管横纵连接杆→钢管。7劳动力组织作业人员一天24小时连续作业，人员配备见表1。表1梁柱式现浇支架施工人员配置序号作业组主要作业内容人数技术员技工普工51技术组施工、技术指导432试验组各种试验2113焊接组焊接钢管立柱2204钢筋组钢筋加工、制作4205模型组模型加工、安装及混凝土浇注2206张拉组预应力张拉、压浆2188主要机具设备主要施工机具设备见表2.表2梁柱式现浇支架施工机具设备编号设备类别机械设备名称单位数量1钢筋设备钢筋弯曲机台4对焊机台2钢筋切割机台3交流电焊机台102起吊设备汽车吊机台23焊接设备交流电焊机台204张拉设备千斤顶台8挤压器台2电动油泵台45测量设备全站仪台1水准仪台26试验设备混凝土坍落度测定仪台6万能材料试验机台12000kN压力机台1混凝土试模台309质量控制9.1易出现的质量问题9.1.1梁柱式现浇支架施工过程中，预拱度设置及挠度控制质量问题；9.1.2混凝土浇注过程中混凝土出现模板接缝、振捣不均匀；9.1.3张拉预应力钢束张拉值及伸长量满足设计要求。9.2保证措施9.2.1根据支架设计要求的间距焊接钢管柱，并设好连接支撑。支架搭设完成后，在模型安装前进行预压，消除支架的非弹性变形。9.2.2用酚醛树脂胶合板作外模，模板安装要保证其位置的准确性，模板接缝要平顺，并用胶泥密封。9.2.3箱梁底模设预拱度，其数值由试验预加荷载和施工规范设定。浇注混凝土前，对预应力钢束的位置和波纹管道的外表进行检查，并检查锚垫板和螺旋6筋放置是否正确、稳固。经检验确认后方可浇注梁体混凝土。9.2.4采用泵送混凝土入模，由一端向另一端斜坡分层灌注，先灌底板，其次腹板，最后顶板，应在箱梁顶板的底模上开窗口，以便混凝土直接下到箱梁的底板，使底板混凝土均匀密实。设专人负责捣固，对箱梁底板混凝土有专人人内箱对其进行捣固。以免欠捣、漏捣和振捣过度．捣固标准以表面出浆无气泡排出，且不再下沉为宜。混凝土振捣时，严禁让振动器直接接触波纹管。9.2.5张拉设备如油泵、压力表、千斤顶和油管及阀门接头等，必须处于良好工作状态。经过更换配件的千斤顶和油表压力表必须重新校验。10安全措施10.1主要安全风险分析梁柱式现浇支架箱梁施工属高空作业，受气候条件影响也比较大，高空坠物、大型机械设备事故为主要风险。10.2保证措施10.2.1施工现场的布置符合防火、防风、防雷击、防洪、防触电要求。10.2.2现场的生产、生活区设足够的消防水源和消防设施网点。各类房屋、库棚、料场等的消防安全距离符合规定。10.2.3氧气瓶与乙炔隔离存放。对操作人员严格管理，坚持持证上岗，切实加强安全工作的落实，配备劳动保护用具、安全生产用具。10.2.4各箱梁支架搭设稳固，承载力满足设计、施工荷载要求。按交通规则要求设计交通标志及警示牌，确保既有公路行车和行人安全。10.2.5预应力张拉作业区，无关人员不得进入，千斤顶的对面及后面严禁站人，作业人员只能站于千斤顶的两侧。，10.2.6张拉前作业人员要确定联络信号，张拉两端相距较远时，用对讲机等通讯设备进行联络。电动油泵开动后，进、回油速度与压力表指针升降应平衡，均匀一致，安全阀保持灵敏可靠。11环保措施11.1采取有关预防措施，防止其所占有的土地或临时使用的土地以及任何河流、水道、灌溉或排水系统的床底、沟底及堤岸、沟坡的土壤受到冲刷。11.2采取有关预防措施，防止从本工程施工中开挖的或冲刷产生的材料，在任何河流、水道灌溉或排水系统中产生淤积。711.3施工中的临时排水系统，最大程度地减少水土流失及水文状态的改变。12应用实例12.1工程简介中铁一局沪杭客专跨石大路转体桥，该桥位于沪杭客专N7标段，中心里程DK1252+421.07，杭州市江干区同协路与石大路交汇处，为跨越石大公路而设计。结构形式为主跨160m自锚上承式拱桥，采用转体法施工，孔跨组成为（88+160+88）m，主拱肋支架采用钻孔桩加承台基础，承台上设置φ630×10㎜钢管支撑；钢管柱顶设置异型钢筋砼帽梁，帽梁上安装型钢支座，贝雷梁沿顺桥向安装在型钢支座上，拱肋的弧线调整采用15cm宽，不同高度的方木组合而成，方木用铁丝与贝雷梁固定。方木间距采取30cm；方木上铺设12mm后竹胶板作为拱肋底模。钢管桩间设置φ325×6㎜钢管平联及斜撑。钻孔桩采用直径1.0m，桩长55m，嵌岩20cm。12.2施工情况沪杭客运专线石大路转体桥拱肋施工梁柱式支架采用混凝土钻孔桩进行地基处理，一个周完成支架承台施工，随后进入钢管立柱焊接，立柱焊接至帽梁浇筑完成时间为7天。帽梁支架施工完成后，安全的完成了拱肋的施工。12.3工程结果评价采用贝雷梁柱式支架施工体系，操作更为简便、地基处理难度较小、受地势的制约较小、不限制桥下的净空。在支架搭设时，支架加固与模板拼装可同步进行，节约工期。贝雷梁结构载荷能力强，抗弯刚度大，安全可靠。梁体变形小，能准确控制桥面高程，在同类工程中可以借鉴运用。12.4建设效果及施工图片图2梁柱帽梁施工图3整体布置图