山地城市现浇箱梁满堂支架关键施工技术探究

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 山地城市现浇箱梁满堂支架关键施 工技术探究 摘要：本文结合山地城市支架现 浇桥梁施工的特点，介绍了满堂支架施 工法进行现浇箱梁桥施工的关键技术， 包括碗扣式支架的特点及适用范围、支 架搭设方法、支架结构设计、支架压载 实验、支架的安全要求等内容，较为详 尽的对满堂支架施工方法进行的全方位 论述，供参考。 中国论文网 /2/view-12897130.htm 关键词：山地城市；现浇箱梁； 满堂支架；关键施工技术 Abstract: combining with mountainous city stents cast-in-situ the characteristics of bridge construction, this -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 paper introduces the construction method for the full of stents cast-in-site box girder bridge construction of the key technology, including the bowl and the characteristics of the type of stent buckle applicable scope, support build-up method, support structure design, stents ballast experiment, support safety requirements and so on contents, very detailed full support to the comprehensive construction methods, this paper for reference. Keywords: mountain city; Cast-in- situ box girder; Full support; Key construction technology 中图分类号：TU74 文献标识码： A 文章编号： 1 山地城市桥梁满堂支架施工的 特点 山地城市的主要特点是地形复杂， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 表现为地面高差大，变化频繁，横坡陡。 受此影响，路线布设时平纵横三个方面 都受到约束，一般就是平曲线多，平面 半径小，纵坡大，桥梁比例高。山地城 市桥梁由于受到地形限制，高墩桥梁较 多，对桥梁的施工带来一定的影响。 山地城市高墩桥梁采用满堂支架 法施工，主要有以下特点： （1） 施工周期长 墩柱施工阶段，由于高空作业， 模板的受力自成体系，从模板的受力性 能考虑，高墩柱混凝土的一次浇筑高度 一般为 46 米。对于 20 米以上高墩 的施工次数至少在 4 次以上，最多的 达到 10 多次，这样每一根墩柱的施工 周期相当长，有的墩柱施工工期达到 5 个月之长。 主梁浇筑阶段，高墩桥梁搭设支 架的时间比一般桥梁时间长，且受到地 形的限制，主梁浇筑的进度也略慢。 （2）模板、支架以及机械设备 的投入大 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 由于单根高墩柱的施工周期长， 且受到总工期的限制，各大桥的高墩柱 只能采取平行作业的施工组织方法，每 根墩柱至少配备 6 米高度的模板，受 起吊能力的限制，高墩柱施工须配备大 吨位的吊车，且全标段高墩柱数量多， 分散于不同的山沟内，致使吊车等设备 很难相互调配使用，导致机械设备的投 入也大。 采用满堂支架施工的高墩桥梁， 需要搭设支架的规模和数量都远远超过 了一般的桥梁，且支架的安装及拆卸所 投入的机械设备也较大。 （3）计量支付周期长，资金周 转压力大 在前期的桥墩施工过程中，由于 高墩柱的施工次数多、周期长，在相当 长的时间内，虽然墩柱完成的延米数大， 但其不符和计量原则的规定，大量的未 完工高墩柱不能计量，施工单位垫付的 资金不能回笼，而在墩柱施工的中后期， 又开始准备主梁的施工，进行满堂支架 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 的搭设，准备大量的支架和模板，更是 需要大量的资金投入。 （4）高墩施工定位控制难度大 对于高桥墩来说，截面相对面积 小、墩身高、重心高、墩身柔度大、施 工精度要求高，施工时轴线很难准确控 制。 （5）高空作业，施工安全系数 低 2 碗扣式支架施工要点 2.1 碗扣式支架的构造及特点 碗扣式钢管脚支架是一种新型承 插式钢管脚支架，该支架独创了带齿碗 扣接头，不仅受力稳定可靠，而且完全 取代了螺栓作业。与其它支架相比它具 有多功能、高效率、通用性强、承载力 大、安全可靠、易于加工、不易丢失、 维修少、便于管理、易于运输等优点。 它可以用于建筑、桥梁施工的脚手架、 现浇构件临时支架等，目前在城市道路 桥梁建设中已广泛使用，可做到省时、 省力、安全、可靠。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 （1）基本构造 碗扣式多功能支架的杆配按用途 可分为主构件、辅助构件和专用构件。 主要构件包括立杆、横杆、斜杆、顶杆、 底座，辅助构件包括用于作业面的、连 接的脚手板、架梯等其它构件，专用构 件如支撑柱、垫座、可调支座、提升滑 轮等。 碗扣式支架主构件的基本构造与 扣件式钢管支架类似，不同之处主要在 于碗扣接头；碗扣分上碗扣和下碗扣， 下碗扣焊在钢管上，上碗扣对应的套在 钢管上，其销槽对准焊在钢管上的限位 销即能上、下滑动；横杆是在钢管两端 焊接横杆接头制成；连接时，只需将横 杆接头插入下碗扣内，将上碗扣沿限位 销扣下，并顺时针旋转，靠上碗扣螺旋 面使之与限位销顶紧，从而将横杆和立 杆牢固的连接在一起，形成框架结构， 每个下碗扣可同时安装 4 个横杆接头， 位置任意，如图 1 所示。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 图 1 碗扣节点构成图 （2）碗扣式支架特点 碗扣式支架主要具有多功能、整 架承载能力较高、整体强度好、节点强 度好、拆装方便、构件种类少及维护简 单等特点。 2.2 碗扣式支架搭设流程 碗扣式支架搭设的一般流程为： 根据箱梁底面及地面标高差， 预先选配好立杆规格并拟定纵横水平拉 杆布置图； 在地基上铺设垫木； 下托定位、安装下部立杆和纵 横向水平杆； 测量调整水平拉杆和基准标高 并锁紧立杆碗扣； 扶正立杆纵向垂直、拉杆横向 水平； 放置脚手板； 继续接高上层立杆和水平拉杆； 安装上托； -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 矫正立杆垂直度，扣紧水平杆； 设置剪刀撑，放置横木，支架 搭设完成 支架搭设过程中，首先在经处理 后的支架基础地面上放出支架边线，然 后按支架方案设计碗扣架纵横间距放线。 支架安装严格按照施工方案图纸 布置位置安装，碗扣支架为定型支架， 安装时必须先确定安装起始位置，并根 据地面标高确定立杆起始安装高度，利 用可调底托将标高调平，避免局部不平 导致立杆悬空或受力不均。安装可采取 先测量所安装节段地面标高，根据所测 数据计算出立杆底面标高，先用可调底 托将四个角标立杆高调平后挂线安装其 它底托，后安装立杆。扣件对接要错开， 连接牢固，保证支架刚度。 2.3 碗扣式支架搭设要求 根据建筑施工碗扣式钢管脚手 架安全技术规范(JGJ166-2008)，碗扣 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 式钢管模板支撑架的搭设有以下要求： 支架搭设前必须按施工方案 进行地基的处理，按地基承载力要求进 行验收，满足设计要求的承载力。地基 验收后加设垫木或垫板或做现浇条形基 础，支架地基应有可靠的防水和排水措 施，防止积水浸泡地基，引起满堂支架 不均匀沉降。 支架立杆碗扣节点应按 0.6m 模数设置，应根据立杆所受的荷载大小 选择间距和步距，立杆底部应设置可调 底座或固定底座，纵、横向水平杆作为 扫地杆，距底座上皮的高度应小于 300mm。可调底座及可调托撑丝杆与螺 母捏合长度不得少于 4-5 扣，插入立 杆内的长度不得小于 150mm。 模板支撑架高度超过 4m 时，应在四周拐角处设置专用斜杆或四 面设置八字斜杆，并在每排每列设置一 组通高十字撑或专用斜杆。支架四边与 中间每隔四排支架立杆应设置一道纵向 剪刀撑，由底至顶连续设置，剪刀撑杆 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 件的底端应与地面顶紧，夹角宜在 4560之间，剪刀撑应采用 48mm3.5mm 钢管，用扣件与钢管立 柱扣牢，剪刀撑应采用搭接接长，搭接 长度不得小于 500mm，并采用 2 个旋 转扣件分别在离杆端不小于 100mm 处 进行固定。支架高宽不得超过 3，当高 宽超过 3 时可采取扩大下部架体尺寸， 或按有关规定验算，采取设置缆风绳等 加固措施。 3 满堂支架结构设计 选取满堂支架施工法进行施工的 混凝土箱梁桥，在支架搭设前应按照 建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术 规范并借鉴同类工程的经验，对支架 进行合理的设计和计算。 满堂支架的设计应包括以下主要 内容： 模板、支架的构造要求： 1）每根立杆底部必须设置底座 或垫板； 2）立杆之间必须按步距满设纵 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 11 横向水平杆，确保两个方向有足够的设 计刚度 ； 3）箱梁荷载相差较大时，如腹 板和横隔梁位置，可以采用不同的立杆 间距，但宜在一个方向变距，而另一个 方向不变，从而使立杆的受力更均匀。 立杆步距的设计： 1）高支架步距以 0.91.5m 为 宜，不宜超过 1.5m； 2）当支架荷载在立杆不同高度 轴力变化不大时，宜采用等步距设置； 2）当中部有水平加强层或支架 很高，立杆轴力沿高度变化较大时，可 采用下小上大的变步距设置，但变化不 要过多。 整体性构造层的设置： 1）高支架的顶部和底部（扫地 杆的设置层）必须设水平加强层； 2）当支架高度20m 或高宽比 6 时，需要设置整体性水平加强层， 水平加强层有单向和双向两种； 3）单水平加强层每 46 米沿 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 12 水平结构层设置剪刀撑或水平斜杆，且 须与立杆连接，设置加强层的层数要大 于水平框格总数的 1/3； 4）双水平加强层设置在支架的 顶部和中部，中部每隔 1015m 设置 一道，使支架整体具有较大的刚度。 剪刀撑的设置： 1）支架四边与中间每隔四排支 架立杆应设置一道纵向剪刀撑，由底至 顶连续设置； 2）高于 4m 的支架，其两端与 中间每隔 4 排立杆从顶层开始向下每 隔 2 步设置一道水平剪刀撑； 3）剪刀撑应用旋转扣件固定在 与之相交的横向水平杆的伸出端或立杆 上，旋转扣件中心线至主节点的距离不 宜大于 150mm。 顶部支撑点的设计： 1）最好在立杆顶部设置支托板， 其距离支架顶层横杆的高度不宜大于 400mm ； 2）可调顶支托螺杆伸出钢管顶 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 13 部不得大于 200mm。 支架搭设的要求： 1）满堂支架地基基础必须按施 工方案进行施工，按地基承载力要求进 行验收， 满足设计要求的承载力； 2）进入现场的脚手架构配件， 使用前必须对其质量进行复检； 3）严格按照施工方案搭设支架， 立杆的接头均应错开在不同的框格层中； 4）支架立杆应竖直设置，2m 高 度的垂直允许偏差应小于 15mm；支架 全高的垂直度应小于 L/500；最大允许 偏差应小于 100mm。 4 满堂支架施工的压载试验 支架的压载试验是满堂支架施工 中一道非常重要的工序，其目的主要有 两方面，一方面是进行一次承载模拟检 验支架及地基的强度和稳定性确保施工 安全，另一方面是消除施工前支架和地 基的非弹性沉降变形，同时收集支架和 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 14 地基的弹性变形和非弹性变形的数据， 为箱梁底模施工标高控制和跨中预拱度 设置提供准确依据，确保梁体几何线型 的准确。支架压载试验的程序如下： 支架的加载 支架的加载可以使用砂袋、土袋、 水箱或者采用水预压等方式，各种加载 方法各有优缺点，可以根据实际情况本 着方便、经济、周转快的原则选择。加 载的范围为箱梁底部.加载的总 重量不 小于箱梁总重的 1.2 倍。荷载分布位置 要与箱梁自重荷载分布一致，加载时各 点压重要均匀对称，防止出现异常情况。 加载以每孔为单位，逐孔加载预压，一 孔卸载后，荷载移至相邻孔，一联结束 后，荷载移至下一联。根据实际施工过 程中箱梁混凝土浇筑程序方法的不同， 加载的方案可以分为一次性加载和分级 加载两种。一次性加载是把荷载的全部 重量一次性布压于支架上并进行沉降观 测。分级加载是把荷载的全部重量分成 几次(几级 )布压于支架上，并从加第一 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 15 级荷载开始持续进行沉降观测。 沉降的观测 正确选取沉降观测的布置点的位 置，测点的位置和密度应该具有一定的 代表性，可以较为准确的反映出整个支 架体系的沉降变形情况。观测断面一般 的选择在墩部及每跨的 L/2、L/4 处共 5 个断面，每个观测断面一般选取左、 中、右三个观测点。如跨径较大，可以 每跨的 L/2 处为中心两侧对称加密布 置；如断面宽度较大，可以桥轴线为中 心两侧对称加密观测点，以满足观测精 度的要求。在每个观测断面的模板底部 和支架基底分别布置两层观测点。沉降 观测的仪器选用水准仪，模板底部的观 测点可以采取铁钉钉入方木加以定位， 由于观测点在顶部，所以需要采用倒尺 观测。支架基底的观测点定位在支架底 的垫板上。 在加载之前，先测量出各观测点 的初始标高值，加载之后每达到一个规 定的荷载值和经过一次规定的时间间隔 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 16 时需要进行一次沉降观测，并认真记录 观测数据。连续两次观测所规定的时间 间隔一般选取 24 个小时较为适宜； 对于分级加载的预压方案，每一级荷载 加载完成后，要等到沉降值趋于稳定后， 再加下一级荷载。加载达到总荷载的 100%后，荷载的持续时间必须大于 24 小时。如 24 小时后，每 2 小时时间 隔测得的各点平均沉降值小于 0.1mm，表明沉降已基本稳定，可以卸 载，否则还须持荷继续预压，直到地基 及支架沉降到位后方可卸载。卸载完成 后再测一次各观测点的标高值。 沉降观测完毕后，必须对观测的 数据进行仔细整理和认真分析，根据观 测断面各观测点的沉降值与其对应的荷 载值和持荷时间，绘制出沉降-荷载关 系图。沉降观测的主要结果应包括以下 内容：1）地基沉降值；2）支架沉降值； 3）卸载后支架和地基的可恢复值；4） 支架的侧位移量和垂直度。 根据这些观测结果可以直接得到 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 17 地基和支架的总沉降值和弹性变形值， 可以计算得到非弹性变形值。弹性变形 值是卸载后可以恢复的沉降变形，其产 生原因是地基和支架在荷载作用下的弹 性变形量。非弹性变形值是卸载后不可 恢复的沉降变形，其产生原因是地基和 支架体系的非弹性变形和各接触点间存 在的间隙被压出。弹性变形值等于卸载 后所测标高减去持荷后所测标高，总沉 降值（支架持荷稳定后沉降值）减去弹 性变形值即为地基和支架的非弹性变形 值。 卸载后，必须根据各观测点对应 的弹性变形值、设计标高及设计预拱度， 确定各点的立模标高，通过可调顶托重 新调整模板标高，保证混凝土浇筑施工 完成后，箱梁底部达到其设计标高和线 型。模板各断面立模标高控制的计算公 式为： 其中，H ：模板的立模控制标高； -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 18 h1 ：地基弹性变形； h2 ：支架弹性变形； f ：梁体设计挠度（设计提供或 按规范取值） ； h3 ：梁底设计标高。 满堂支架压载试验中的注意事 项： 满堂支架压载试验的主要目的之 一是检验支架体系的安全性，确保施工 安全，在压载过程中要密切关注地基和 支架的变形情况，如发现地基出现明显 下沉或产生裂缝，支架体系发生严重位 移、变形，方木发现裂缝或脆断等情况， 要立即停止加载预压并进行卸载，待查 明原因并采取措施后再加载预压。加载 预压时支架下严禁站人。压载试验完成 后，要根据地基沉降程度和支架体系变 形情况，采取有效的措施加强薄弱环节， 确保施工安全和工程质量。满堂支架压 载试验前一定要仔细检查支架体系各节 点是否连接牢固可靠，压载试验时试验 支架