钢管贝雷梁柱式支架法

预应力混凝土连续梁梁柱式支架法施工（以跨拾屯河（32+48+32）m连续梁为例）刘军2013.10.20第一部分支架施工简介支架施工是指在支架上安装模板、绑扎钢筋骨架，并在现场浇注混凝土的施工方法。由于其施工方法相对简便，造价相对低廉，而且非常适用于整体式结构，因此在桥梁施工中得到广泛的应用。支架法分类支架方式一般有柱式支架法、梁式支架和梁柱式支架三大类。跨拾屯河（32+48+32）m连续梁选用钢管贝雷梁柱式支架，其优点在于材料通用性强，施工灵活性强，拼装、拆除操作尤为方便。与其他支架相比，克服了受力不均衡和拼装繁琐的缺点，同时造价低且施工速度快。梁柱式支架柱式支架钢管贝雷梁柱式支架结构钢管贝雷梁柱式支架由①钢管立柱、②横梁、③砂箱、④贝雷梁、⑤分配梁、⑥底模、⑦侧模及支撑等组成。模板钢管立柱贝雷梁横梁砂箱钢管贝雷梁柱式支架横梁与砂箱砂箱横梁本支架纵向主梁采用321型贝雷梁，单片贝雷片尺寸为长3m，高1.5m，宽0.176m，每片架重270kg,贝雷片之间用销子连接，贝雷梁间采用花架连接；该贝雷片具有结构简单、运输方便、架设快捷、载重量大、互换性好、适应性强的特点；纵向主梁采用321型贝雷梁钢管贝雷梁柱式支架第二部分主要施工工艺程序钢管贝雷梁柱式支架法施工的主要工艺为：支架搭设支座安装模板安装支架预压预应力施工模板及支架拆除钢筋及预应力孔道安装混凝土施工地基处理内模安装地基处理分地基处理的好坏是箱梁施工成败的关键，支架地基的承载力要求不小于250kpa。拾屯河天然地基土质不良，支架地基处理采用Φ125cm的混凝土桩基础，该基础可将荷载传递到下部好土层，承载力高，沉降量小且抗震性能好。混凝土桩基础一、支架搭设1、钢管立柱采用直径Φ1020mm螺旋钢管，起到将梁结构自重、立柱顶部支承着横梁，下部支承在承台或桩基础上。钢管立柱底端焊接10mm厚的130×130cm的钢板，四角采用膨胀螺栓固定。为加强钢管立柱的稳定，在钢管立柱端部设三角板支撑。在钢管立柱顶端和跨中处采用Ⅰ20工字钢固定于墩身上。螺旋钢管底端焊接钢管桩接长钢板帮焊2、为保证螺旋管立柱的稳定性，单排螺旋管各管之间需用10号角钢交叉焊接形成稳定横向联系，并做好钢管桩下端法栏盘的预埋工作法兰盘预埋示意图3、钢管桩和横撑施工完毕，进行横向主梁施工，横梁采用两根并排I40a工字钢。为避免横梁顺桥向窜动，在钢管桩上开凹槽，槽口深不小于200mm。同时为防止横梁横向窜动，在每根钢管桩的槽口位置，工字钢中心线下，采用三角形缀板与工字钢和钢管桩之间满焊连接；钢管桩与下横梁的连接缀板4、为了便于底模和侧模及贝雷梁的拆除，在钢管桩和工字钢之间安装可调高度的砂箱，砂箱高0.3m，本连续梁未设置砂箱，通过直接割除钢管桩上凹槽进行落模；砂箱断面示意图5、将321型贝雷梁纵横向位置用墨线在I40工钢横梁上标出，准确安放纵向贝雷主梁，贝雷梁上部安放20#槽钢分配梁（分配梁以两根槽钢背靠背形成一组，组与组之间按每50cm等距布置，且槽钢必须与贝雷梁通过螺栓锁定、连接牢固，保证支架受力时无横向错动）。分配梁上按照放样位置安放方木。立杆应选用同类管径和壁厚的钢管或角钢搭设；支架示意图6、贝雷梁最佳受力支点为接头处，其次为1/4处和3/4处，非特殊情况下不要将贝雷梁的受力支点设置在1/2处；贝雷梁支点示意图7、贝雷架应用U型螺栓、槽钢及花架可靠连接。贝雷梁底部用U型螺栓及工字钢锁定牢固；U型螺栓锁定工字钢及贝雷梁时，相邻螺栓之间的锁定方向必须不同，保证受力时不会发生错动；U型螺栓及配套钢板图U型螺栓安装图8、贝雷片搭设时需用90花架将各贝雷片之间连接牢固，安装分配梁必须用螺栓将各组贝雷梁之间连接牢固后方可安放分配梁及方木；贝雷片花架花架9、在横梁、纵贝雷梁以上铺设I20工字钢分配梁。工字钢按间距50cm排列。分配梁I20工字钢搭设10、底模板、内外模板及翼缘板模板均采用钢管架支撑，上下加顶托、底托，顶托、底托上放方木及木楔调整角度，箱梁内钢管架支撑底部须用与梁体等强度垫块垫塞，隔离钢管与底模板。钢管支撑架竖向立杆布置密度为底板中间部分间距60cm×60cm、腹板位置下30cm×60cm、翼缘板下方90cm×60cm。侧模和翼缘板支撑示意图11、螺旋钢管立柱垂直度应≤1/200。且应同时控制其最大垂直度偏差不大于50mm；12、纵向贝雷主梁的水平偏差应≤10mm。且全架长的水平偏差不大于50mm；支架示意图支架搭设支架示意图二、支座安装1、支座采用球形支座，支座安装前检查连接状况是否正常，不得任意松动上、下支座连接螺栓。2、测量放线：支座吊装前，在桥墩支承垫石上定出支座中心位置、并放出十字线。检查支承垫石表面标高，千斤顶找平，并调整至设计标高。3、垫石处理：将支座就位部位的支承垫石表面凿毛，清除预留锚栓孔内的杂物。支座安装垫石凿毛4、支座安装：用吊车配合千斤顶进行支座安装，将支座准确就位。在支座底面与支承垫石之间预留20mm空隙，用千斤顶楔入支座四角，找平支座，并将支座底面调整至设计标高。5、支座灌浆：安装灌浆用模板，用无收缩高强度灌浆材料灌浆，灌注支座下部及锚栓孔处空隙。灌浆采用重力灌浆方式，从支座中心部位向四周注浆，直至从钢模与支座底板周边间隙观察到全部灌满为止。支座灌浆支座找平6、拆除模板：灌浆材料终凝后，拆除模板及四角钢楔块，检查是否有漏浆处，如有，对漏浆处进行补浆，并用砂浆填堵钢楔块抽出后的空隙。7、拆除支座连接：梁体混凝土灌注后，及时拆除各支座的上、下支座连接钢板及螺栓。三、模板及支撑1、底模：在支架分配梁上纵向搭设10×10cm方木并钉牢，在方木上钉牢2440×1220×16mm的大块竹胶板，模板必须与方木紧贴，通过调整方木准确设置梁底纵坡及高度。为保证混凝土浇筑前模板清洁，端头两侧预留0.3m*0.3m孔作为清洁口。浇筑前模板清洁好后，进行封堵。底模铺装2、外侧模板和翼缘模板：外侧模板采用大块光洁竹胶板。外衬背对背的双排钢管，设3排拉杆，采用Φ20拉杆将其与内模对拉，拉筋纵向间距为0.9m，竖向间距为0.6m。外侧模板和翼缘模板安装外侧模板支撑3、封头模板和翼缘端模板：端头模板也采用竹胶板钉方木作为模板，因有钢筋及预应力管道孔眼，按断面尺寸挖割。孔眼必须按钢筋及预应力管道位置精确定位切割。预应力张拉端槽口模板尺寸位置要求准确。安装封头模板4、内模：在底、腹板钢筋及预应力孔道施工完成后进行箱梁内模安装，内模采用16mm竹胶板。箱梁内模支撑采用φ48×3.5脚手管做排架，立柱支撑在底模顶面钢筋板凳筋顶的槽钢上，脚手管顺桥向按0.9米设置一排，每排7根，且每排均需设置剪刀撑和纵、横水平撑，以增加支架的整体稳定性，防止内模胀模；内模预制内模设3排拉杆，采用Φ20拉杆将其与外模对拉，拉筋纵向间距为0.9m，竖向间距为0.6m。立柱不可直接支撑在底模顶，两者间须垫设混凝土垫块进行隔离。内模安装四、支架预压在底模及外模拼装完成后对支架进行预压1、支架预压的目的为检查支架的整体稳定性，检验支架强度、刚度是否满足要求，确保施工安全；消除地基、支架非弹性变形的影响，同时确定支架弹性变形。支架预压2、预压荷载为梁体自重的120%。本方案采用沙袋重压法进行预压。设计梁体积为1458.66m3，钢筋混凝土自重按2.6t/m3计算，即梁体自重为3792.52t。预压时考虑按梁体重量乘以安全系数1.2预压。支架预压3、砂袋加载的顺序应尽量模拟梁体施工的顺序，先堆载底板，再腹板，最后堆载顶板和翼板。堆载分级进行，由于大部分重量位于底腹板部位，因此其底板、腹板及顶板中间部分荷载按均布于底板上考虑。4、加载完成后应持荷观测24小时，每4小时观测一次，并做好记录，当支架稳定后（持荷24小时支架变形量≤2mm）卸载，按加载反向程序依次分级进行。测点布置示意图五、钢筋及预应力孔道安装1、依次安装底板钢筋、腹板钢筋、预应力波纹管及预留孔洞、支立内模、安装顶板钢筋、放置预埋件，梁体钢筋最小净保护层不小于35mm。并准确设置接地钢筋、防护墙钢筋、接触网支座和泄水孔管等各种预埋件。梁体钢筋绑扎2、预应力管道安装：预应力孔道要求定位准确、加固牢固。波纹管顺直，不得有急弯、偏位。孔道采用φ10mm钢筋“井”字型加固，其偏差不得超过2mm。预应力管道安装六、混凝土施工1、混凝土浇筑：混凝土施工采用两台天泵泵送A.浇筑顺序浇筑总体上遵循由低处向高处的顺序，纵桥向顺序由290#和291#墩顶开始分别向两个方向对称进行，断面浇筑顺序为：先底板（先由腹板向下浇筑，使混凝土到达底板，第一次纵向浇筑底板长度达到9m，达到底板的1/3时，改由天窗下料到达底板，预留5～10cm最后从天窗补浇），后腹板，最后顶板和翼板并随时保证沿桥梁轴线对称进行。随时保持向分段、水平分层的方法连续浇筑，每一层砼浇筑厚度保证30cm左右。B、混凝土浇注必须连续进行，而且尽快完成，尽量压缩浇筑时间。禁止混凝土直接冲击模板和钢筋骨架，倾落高度大于2m时要辅助下落。在混凝土浇筑过程中，派专人全过程检查支架的支撑、加固情况，逐个卡扣敲击检查，松、脱处及时处理。连续梁总体浇筑顺序示意图C、混凝土浇筑过程中，随时对混凝土进行振捣使其均匀密实。振捣时间要掌握适当，每一振点的振捣延续时间宜为20～30s，以混凝土不再沉落、不出气泡、表面呈现浮浆为度，防止漏振过振。振捣棒的移动间距不宜大于其作用半径的1.5倍，且插入下层混凝土内部深度宜为50～100mm，与侧模应保持50～100mm的距离。连续梁浇筑浇筑顺序示意图2、混凝土养护：混凝土施工完毕，为防止早期出现收缩裂缝，在梁体表面捣实抹平初凝后覆盖土工布洒水养护，混凝土会泛水至表面，混凝土浇筑过程中，应在两端设大功率风扇向内模内送风，以降低砼凝固过程中产生的水化热，确保砼浇筑质量。混凝土养护七、预应力施工1、纵向预应力张拉：纵向预应力下料长度需考虑两端张拉的千斤顶长度和工具锚后的余留长度等，每根钢绞线两端进行编束，张拉用千斤顶、压力表、电动油泵在使用前均进行配套检验；2、张拉流程：0→0.2σk→分级张拉至σk→持荷5分钟→σk（锚固）；3、张拉采用张拉力和伸长量双控，以张拉力为主，伸长量作为校核，误差应控制在±5%内。纵向预应力张拉4、梁体封锚及孔道压浆：预应力张拉完成后24小时内完成压浆，特殊情况不得超过48小时，确保孔道中的预应力筋在灌浆前无锈迹。钢绞线切除梁体封锚八、模板及支架拆除当顶板同条件试件抗压强度达到设计强度75％以上，箱梁与外界温差不大于15℃时，可以进行箱梁外侧模板及内模的拆除；待混凝土强度达到标准强度的90％后，方可张拉预应力，张拉封锚完毕后，可进行支架的拆除。模板均为竹胶板。具体流程如下：外侧模拆除内模拆除钢绞线张拉底模拆除支架拆除清理现场贝雷梁拆除施工准备1、模板拆除：A、在混凝土强度达到标准强度的75%后，方可进行箱梁外侧模的拆除，在松开横向拉杆和底托后，整体外侧模靠自重脱落，由卷扬机沿顺桥向方向拉至欲浇下一跨就位。在拆除过程中避免硬敲猛砸，拖拽过程中需保证模板完全脱离梁体，确保梁体的整体外观质量不受破坏；B、箱梁内模从两端向中间拆除，先将内模支撑拆除，然后将内模竹胶板逐块撬开，拆除内模，拆除完毕后，内模板由顶板预留人洞送出；C、底部模板在张拉完成后拆除，将落架砂桶内的沙全部排出，使支架承重梁以上部分下落，然后将模竹胶板逐块撬开，逐段拆除。2、贝雷梁拆除：A、分配梁上方木直接栓绳吊下；Ⅰ20分配梁的拆除，通过吊车配合拆除，在横桥向一侧，将Ⅰ20分配梁用手拉葫芦抽出梁体，再由吊车吊放至指定位置；B、贝雷片梁的拆除前先将中部销扣拆除，再逐段随着拆除进度松开角钢连接件，翼缘板下的贝雷片可直接由吊车吊放，底板下的贝雷片需将贝雷片打倒后用手拉葫芦吊横向拉至吊车能够直接吊放的位置，由吊车将其放置在指定位置；C、贝雷片梁拆除后进行横向双拼Ⅰ40工字钢拆除。将工字钢用卷扬机或手拉葫芦将工字钢拉出梁体范围，吊车配合将工字钢吊出。3、支架拆除：在上部贝雷片及型钢拆除完毕后，进行支架的拆除。支架拆