高墩盖梁预留孔支架施工工艺

高墩盖梁“预留孔”支架施工工法编制单位：主要执笔人： 杨和 罗军 杨 亭1 前 言目前高速公路建设正向偏远山区延伸，山谷沟壑众多，高架桥比例增大，墩高、跨径大，施工场地严重受复杂地形制约，采用常规满堂支架法、抱箍支架法施工难以保证高墩盖梁的施工进度、质量和施工安全。“预留孔支架施工工法”是通过浏醴高速公路第*合同段乌川高架桥高墩盖梁施工技术的归纳和总结，从荷载的验算、方案的确定、材料机具的配置、施工工艺及人员组织、施工质量和安全等各个环节进行阐述。该施工方案得到了国家安监局、省质安局和业主单位等多位领导的一致肯定和高度赞扬。2 特 点2.0.1 在立柱顶面下适当位置纵桥向预留孔内插入锰钢钢棒，并配合机械千斤顶、横桥向工字钢和纵桥向槽钢盒分配梁作为主要施工承重结构，支架消耗量小，支架系统搭建工作量小，周转快，且不受施工场地限制。 2.0.2 在钢棒上设钢板平台安放机械千斤顶，通过千斤顶的行程来调节盖梁模板系统的高度，改变了传统方法采用垫木楔来调整底模高度，便于模板安拆，经济实用。2.0.3 避免了采用“抱箍法”受抱箍与立柱间的摩阻力影响导致抱箍下滑，增强了支撑系统的安全可靠性。2.0.4 根据荷载验算，采用足够强度、刚度和稳定性的工字钢和槽钢盒分配梁，可将支架、模板系统在荷载作用下的产生变形量控制在设计和规范允许范围内。3 适 用 范 围适用于地形复杂、施工场地受限的高墩横梁、盖梁的支架施工。 4 工 艺 原 理“预留孔”法是在立柱混凝土浇筑前，顺桥向在立柱顶面以下适当（中心）位置预埋PVC管，待立柱模板拆除后在PVC管内穿入钢棒，钢棒外露部分套上钢套筒，钢套筒通过螺栓固定在钢棒上，在钢套筒上焊接钢板作为支撑系统承重平台。每个承重平台安放一台机械千斤顶，将两根抗剪强度和刚度满足要求的热轧工字钢横桥向布设在千斤顶上作为承重主梁，工字钢上下弦用25钢筋对拉固定，工字钢顶面纵桥向均匀铺设槽钢盒作为盖梁施工的支撑承重体系。5 施工工艺流程及操作要点5.1 工艺流程铺设工字钢安装千斤顶设置千斤顶安放平台插入钢棒PVC预埋荷载验算支架设计 绑扎盖梁钢筋安装盖梁底模安装安全围档铺设槽钢分配梁 安装盖梁侧模浇筑混凝土模板拆除拆除支撑体系 5.2 操作要点5.2.1 支架设计5.2.1.1 盖梁支架开工前，应严格按照国家相关标准和设计要求以及类似经验进行支架支撑系统初步设计, 确定钢棒的规格尺寸、机械千斤顶吨位、工字钢的规格尺寸、槽钢盒分配梁的规格尺寸及铺设间距。5.2.1.2 方案设计图 5.2.2 荷载验算5.2.2.1 计算模板、支架时,应考虑下列荷载并按表5.2.2进行荷载组合。（1） 模板、支架自重；（2） 新浇混凝土、钢筋混凝土的重力；（3） 施工人员和施工材料、机具等行走运输或堆放的荷栽；（4） 振捣混凝土产生的荷载；（5） 新浇混凝土对侧面模板的压力；（6） 倾倒混凝土产生的水平荷载；（7） 其他可能产生的荷载，如雪荷载、冬季保温设施荷载；表5.2.2 模板、支架设计计算的荷载组合结构名称荷载组合计算强度用验算刚度用盖梁底模以及支撑板、支架等（1）+（2）+（3）+（4）+（7）（1）+（2）+（7）侧模板（5）+（6）（5）5.2.2.2 钢模板、支架的设计，按公路桥涵钢结构及木结构设计规范 （JTJ 025）的有关规定执行。5.2.2.3 计算模板、支架的强度和稳定性时，应考虑作用在模板、支架上的风力。5.2.2.4 稳定性要求（1） 支架应保持稳定，当验算模板及支架在自重和风荷载等作用下的抗倾倒稳定时，验算倾覆的稳定系数不得小于1.3。（2） 支架受压构件纵向弯曲系数按公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ 025）进行计算。5.2.2.5 强度和刚度的要求 验算支架、模板的刚度时，其变形值不得超过下列数值：（1） 支架受载后挠曲的盖梁，其弹性挠度为相应结构跨度的1/400；（2） 结构表面外露的模板，挠度为模板构件跨度的1/400；（3） 钢模板的面板变形为1.5mm；（4） 根据钢棒、工字钢、槽钢等支架结构型式及受承受的荷载，验算各截面的应力，同时应验算混凝土浇筑时的强度和稳定性。验算倾覆的稳定系数不得小于1.3。5.2.3 PVC管预埋根据盖梁底面设计高程和支撑体系设计总高度确定PVC管顺桥向的预埋位置，计算千斤顶的高度时取其行程调至1/3处时竖向高度。在盖梁下段立柱混凝土浇筑前进行PVC管的预埋，PVC管应顺桥向进行埋设，并埋设在立柱中心位置，以防盖梁混凝土浇筑过程中立柱出现偏心受压现象。PVC管直径要比设计钢棒大2cm，两端封口以防在混凝土浇筑过程中水泥浆进入管内，水平安放并加以固定，确保在混凝土浇筑过程中PVC管不发生挪位变形。5.2.4 支撑系统安装待立柱模板拆除后，在PVC管内插入钢棒，钢棒长度为立柱直径加1m，其每侧外露50cm。钢棒每侧外露部分套钢套筒上焊钢板作为支架的承重牛腿，钢套筒通过高强螺栓固定在钢棒上。千斤顶安放在对应钢棒中心线的钢板平台上，并将其调至1/3行程。将两根热轧工字钢横桥向支撑系统安装安放在千斤顶上，工字钢中心线应与千斤顶中心对应，以防发生偏心受力，上下弦用25钢筋对拉固定。工字钢顶面纵桥向按50cm间距铺20a槽钢盒作为分配梁（每侧悬出50cm作为人行通道），槽钢盒分布梁上铺设盖梁底模。5.2.5 安全围挡安装槽钢盒每侧悬臂端焊高120cm的50mm钢管做为施工平台防护栏立柱，立柱上用扣件按40cm间距设三道50mm钢管水平栏杆，并挂密目安全防护网。悬臂段上满铺竹架板，铁丝绑扎成人行通道。5.2.6 盖梁底模安装、钢筋绑扎、侧模安装、混凝土浇筑。5.2.7 模板、支撑系统拆除待混凝土强度达到2.5MPa以上时，方可拆除侧模等非承重模板；待混凝土强度达到设计强度标准值的75%以上时，调整千斤顶进行卸载，拆除盖梁底模、安全围挡及支撑系统。5.2.8 采用与立柱同标号混凝土掺加膨胀剂填塞预留孔。5.2.9 混凝土养生：养生期不得少于7d。5.2.10 劳动力组织: 工种名称人数(个)备注班长1负责现场组织管理钢筋工2负责钢筋加工、安装混凝土工4负责砼浇筑、养生模板工4负责支架、模板安拆电焊工2负责钢筋焊接、现场用电设施以上劳动力配置一片盖梁施工为例。6 材料与设备6.1 主要材料主要施工材料表材 料 名 称型 号单 位数 量钢棒满足设计要求根2热扎工字钢满足设计要求根2槽 钢满足设计要求根根据实际需要钢 板厚3cm、300mm300mm块4组合式钢模板厚度不小于6mm套1对拉杆根据实际需要架管、扣件竹条板块密目安全网钢 筋根据实际需要混凝土根据实际需要说明：支撑系统所需的钢构件，应是国家免检厂家生产，并具有出厂合格证、质量检验报告单，钢棒、工字钢和槽钢型号根据荷载验算所需规格尺寸进行确定，长度按所需长度进行订作，尽量避免分段焊接。6.2 施工设备主要施工设备表机 械 名 称型 号单 位数 量汽车吊台根据实际需要确定机械式千斤顶满足设计要求台4发电机300KV.A台1插入式振动棒50台2电焊机BX-400台2全站仪台1水准仪台1说明：应采用机械式千斤顶，严禁采用油压千斤顶。所有施工机具在使用前应做好检查好保养工作，严禁带病作业。7 质 量 控 制7.1 支撑系统安装施工质量及验收规范按以下标准执行:公路桥涵施工技术规范 JTJ 041-2000公路工程质量检验评定标准 JTGF80/1-2004实用土工工程手册 第三版公路桥涵钢结构及木结构设计规范 JTJ 0257.2 质量保证措施：7.2.1 严格执行ISO9001-2000标准的质量管理体系;7.2.2 明确项目部和各级管理人员的质量责任和质量管理的各项规定;7.2.3 严格执行质量责任追查制度;7.2.4 把好原材料和设备进场的质量验收关;7.2.5 确保施工机具和检测器具的有效性;7.2.6 对施工管理人员和作业层人员严格执行上岗制度;7.2.7 严格执行施工规范、规程、标准及相关的法律法规；7.2.8 严格执行三级质量检验制度;7.2.9 坚持施工全过程的质量监控;7.2.10 事前编制可行的施工方案,并作好作业层的书面质量交底工作;7.2.11 尊重业主、服从监理的监督检查；7.2.12 加强施工工序检查验收关，上道工序检查不合格禁止进入下道工序施工；7.2.13 待混凝土强度达到设计强度标准值的75%以上时，才能拆除盖梁支架和底模。8 安 全 措 施8.1 编制专项安全施工方案，并严格予以实施落实。8.2 搞好开工前的安全技术交底工作，特种作业人员持证上岗。8.3 混凝土浇筑过程中，安排测量工程师对支架变形情况进行动态跟踪监控。8.4 吊装前,对所选用的机具索进行严格检查和核算,确认符合受力要求后方可使用。并对机具、索具作好日常维护和保养，不得使机具、设备带病工作。8.5 严禁冒险作业、违章作业、酒后上岗、赤膊工作、穿拖鞋上班。8.6 吊装时，应对周围环境进行检查，划出安全区域，无关人员不得入内。8.7 吊装时，作业人员必须坚守岗位，统一信号、统一指挥。8.8 吊装过程中,行人不得从重物下方和受力绳索周围通过。8.9 对安装和吊装过程中的环境因素和危险源进行识别，确定出重要的环境因素和重大的危险源，编制有针对性的管理措施和应急救援预案。8.10 建立完善的施工安全保证体系，加强施工作业中的安全检查，确保作业标准化、规范化。9 环 保 措 施严格按照相关标准中关于环境保护的规定，把环境保护作为一项常抓不懈的任务，确保施工不对当地环境造成破坏，达到创“安全、环保、舒适、和谐”典型示范工程的目标。9.1 在分项工程开工前明确环保工程施工要求，在施工工艺设计中应包含环保工作控制标准。9.2 对全体施工人员进行环保意识教育和环保工程技术交底，完善环保管理工作制度。9.3 设置专职的环境保护工程师，负责施工期间的环境保护工作。以环保工程师为主、施工人员为辅，做好环保工程施工质量自检与质量控制，制定图表，随时作好记录与签认。9.4 工程完工后组织专人从施工现场清除并运出所有设备、剩余材料、垃圾和各种临时设施，并保持整个现场及工程整洁。10 效 益 分 析10.1 经济效益本工法因采用预留孔进行支架搭设，节约了常规支架施工法所需的大量架管扣件等周转材料租赁费和支架搭建所需的人工费，对桥墩周围地面也无须进行硬化处理；通过采用机械千斤顶来调整支架体系设计高程，便于底模安装拆除，使盖梁模板拼装与拆除效率大大提高，提高了盖梁模板的周转次数，降低了项目施工成本。本工法在乌川高架桥29片高墩盖梁工程中的成功运用后，共取得了86.65万元的经济效益，缩短了3个月的施工工期。10.2 节能、环保采用千斤顶来调整底模高度，改变了通过传统垫木楔法来调整底模高度，节约了大批木材资源。采用无落地支架施工方案有效解决了受施工场地限制的难题，减小了施工给原始生态植被、地貌带来的破坏和影响。10.3 社会效益本工法通过4台千斤顶来统一调整盖梁底模高程，确保了盖梁底部平整度和设计高程的准确性。采用“抱箍支架施工法”主要依赖抱箍与立柱混凝土摩擦力来承受整个支撑体系及施工荷载，抱箍极易出现滑移现象，存在很大的安全隐患，施工质量也难以保证。经实践，高墩盖梁采用本工法将更安全可靠，将会得到更广泛的应用。11 应 用 实 例11.1 *高速第*合同段*高架桥11.1.1 工程概况乌川高架桥位于长沙县江背镇乌川村，桥位区属丘陵地貌，横跨一宽约400m冲沟，左幅为1640m预应力混凝土连续T梁，右幅为1540m预应力混凝土连续T梁；桩基础、双柱式圆柱墩，墩柱平均高度为30多米，分三节段，盖梁底部立柱直径为1.8m；盖梁设计尺寸为：长12.45m、宽2.2m、高2.2m，混凝土56.96m3，钢筋6.368t，共29片，开工日期为2010年9月，竣工日期为2011年1月，施工工期5个月。受墩柱高度和地形条件限制，盖梁采用“预留孔”法无落地支架的施工方案。11.1.2 应用效果盖梁工程支架系统按照以上方案组织施工，确保了工程质量，加快了施工进度，比业主计划工期提前3个月完工，降低了施工成本，且无一例安全事故发生，成为全线样板工程。受到国家安监局、省交通厅、高管局、质安局和业主单位等多位领导的高度赞扬和一致好评。11.2 *高速C2合同段峒河大桥11.2.1 工程概况桥位地处湘西自治州吉首市郊区曙光村，距吉首市西北向约5km，桥位区属低山丘陵地貌，地形地伏大，切割深，地面高程190.00312.00m，桥最大架空高度91m。桥位跨越209国道和峒河，河宽约70m，大致自西向东流过桥位。峒河大桥是吉茶高速公路的一座特大桥梁，全桥桥长1214m，为预应力混凝土连续T梁（8*30m+12*40m）+预应力混凝土变截面连续刚构箱梁（50m+3*90m+50m）+预应力混凝土连续T梁结构（3*40m），桥墩为双柱式墩配桩基础和薄壁式墩配桩基础，桥台为重力式U型桥台配扩大基础。盖梁设计尺寸：空心薄壁式墩为11.2m（长）3.4m(宽)2.4m(高)、柱式桥墩为11.4m（长）2.1m(宽)2.0m(高)两种结构型式，计划施工工期为2008年1月2008年12月，共12个月。受墩柱高度和地形条件限制，盖梁采用“预留孔”法无落地支架的施工方案。11.2.2 应用效果考虑到该桥墩柱高，任务重、工期紧、施工难度大，采用了