满堂支架在现浇砼连续箱梁施工中的应用.doc

满堂支架在现浇砼连续箱梁施工中的应用【摘 要】在现浇砼连续箱梁施工中常常采用满堂支架立模施工，本文介绍满堂式多支承点体系的设计、结构检算、施工工艺及施工要点。1 满堂支架设计及检算在连续箱梁现浇砼施工过程中，支架的型式、强度、刚度、稳定性和地基沉降变形是保证梁体质量的关键，这也是支架设计方案选定和检算的关键点。1.1 支架设计的要求 支架结构必须有足够的强度、刚度、稳定性。 支架在承重后期弹性和塑性变形应控制在15mm以内。 支架部分地基的沉降量控制在5mm以内，地基承载（压）力达200kPa。 支架顶面与梁底的高差应控制在理想值范围内，且应与预留拱度通盘考虑。1.2 支架设计的方案满堂式支架，采用直径40mm的钢管作为主支架，需进行结构设计和检算。 在箱形梁底支架设计，按0.8m0.8m设立柱，主柱每隔1.4m架横向联系杆，主梁底6m范围内沿桥的轴线方向设三道剪力支撑。 主梁箱梁底外横隔板处，钢管主柱比照主梁底部分的布置。 除上述以外的地方采用立柱按1.0m1.6m设置，水平联杆同前。如图1所示。图1 梁体横断面及支架图1.3 支架的结构检算根据图1的布置方案，采用40mm钢管支架，对其刚度、强度、稳定性必须进行检算。钢管的内径40mm外径47mm。断面积 转动惯量 回转半径 截面模量 钢材弹性系数 钢材容许应力 1.3.1 荷载计算及荷载的组合荷载计算截面以高腹板混凝土重作为荷载计算单元。混凝土梁重：1.460.51.02.52=3.65t/m2模板重：0.66t/m2人员及机器重：0.25t/m2前载组合：q=(3.65+0.66+0.25) 10009.8=44688N/m21.3.2 按两端铰计算压杆稳定，h=140cm临界荷载：临界应力计算：压杆长细比查（桥涵计算手册）单元的临界荷载与单元荷载的比值的二次方根即杆件的步距。取0.8m即L=0.8m满足上述方案的0.80.8设立立柱，每隔1.4m加设横向联杆。1.3.3 钢管强度的检算（见图2） 控制计算荷载，按最高的腹板检算，按步举0.8m作为荷载计算单元。混凝土重：模板及支撑重：人员及机器重：荷载组合：图2 按三跨连续梁计算选用2根钢管，则：完全满足设计要求 剪力计算 挠度计算2 满堂支架安装的施工工艺据检算后的设计方案的要求，计算和配备杆件及地基处理，其工艺流程如图3。地基处理施工准备支架安装杆件备料杆件数量计算高程控制杆件长度计算支架预压模板安装支架拆除混凝土浇筑变形测量观察沉降图3 支架安装工艺流程图2.1 地基处理按通过后满堂支架的设计方案，要求地基承载力大于200MPa，因此必须对地基作惊醒处理。 将原地面腐植地表层上耕植土清除30cm，然后用挖掘机挖松50cm，用重型压路机或强夯压实，压实度90%。 按2%横向排水坡（桥中心两侧排水）填筑砂石料30cm，用重型压路机压实，压实度95%。 为了防止浇筑混凝土时，流水软化支架的地基，浇筑厚10cm的15号混凝土封闭层。 地基处理完后，为了确保地基基础在砼浇筑过程中控制在偏差范围内，需对地基进行与梁部施工条件相同等效预压试验。2.2 施工测量的控制高程控制：根据地面标高，梁底的设计标高、预留拱度，计算支架的高度。为了便于施工，在梁下的地面上布设若干个高程控制点，反搭设时控制支架的高度，以便确定梁底的标高。桥的平面控制：为了便于施工，在桥的四周布设四个控制点，作为桥位平面控制。2.3 支架的搭设支架搭设严格按照支架设计图进行施工，首先在支架的设计位置上铺设404020cm的砼预制块，然后在垫块上安放支架立杆可调支座，进行支架搭设。碗扣式满堂支架安装时，在可调基础上先立定位立杆，再将横杆接头插入立杆的碗扣内，压紧并放置碗扣锁固，按照由底层向上的顺序安装。支架搭设接近设计标高时，采用立杆可调托盘进行调平，此时支架顶应预留20cm的方木位和58cm的木板范围，以便用于调整标高和拆模提供松动空隙。施工过程中必须严格控制可调底座和可调托盘的螺杆留在立柱内的长度25cm，避免局部失稳。剪力撑应随支架的搭设同步进行，以免支架整体失稳。2.4 模板的设置在满足刚度、强度和尺寸的前提下，侧重于外观质量，梁底模采用平整光洁的钢模，箱顶内模采用较轻质的木模。2.5 施工注意及施工要点 地基的沉降处理严格控制在允许值内，支架应设有一定的沉降量，应与梁的预拱度通盘考虑。 注意支架与模板的连接，应用方木过度，进行应力分散，确保支架均匀受力。3 支架的变形观测在浇筑箱梁砼前，安排专人对支架和模板进行检查，砼浇筑过程中，观测支架的变形与模板的变形。 分别于每孔梁的结构中线，1/4L、1/2L、3/4L的位置，两个箱一组的每个箱底设置沉降观测点，共计12个观测点。 沉降观测时间及记录：一般在砼浇筑前，第一次底板和腹板砼浇筑后，第二次顶板及翼板砼浇筑后的几个阶段观测，并作好记录。4 支架的拆除支架拆除与梁体下落不同步，容易造成纵向翼体板之间开裂，造成梁的破坏。为了便于桥梁的合理受力，支架拆除应按结构受力特征拆除，所以支架拆除应需按一定的顺序和工艺进行。先拆除支撑在翼板上的支架，保证全梁翼板处于无支撑状态，再松动腹板的螺杆，接下来松动底板的螺杆，分两部分，均应从跨中向两边松动，必须两箱均匀下落，分次松完，每次下8mm。支架拆除的注意事项及要求： 支架拆除时严禁动载和其它荷载上桥，严禁有任何冲击力对桥面作用。 设置观测点：跨中1/3L、2/3L处两边跨的1/2L处，观测其下沉情况及梁体裂纹情况，进行裂纹观测。5 成本分析 采用满堂支架现浇混凝土连续梁施工，安装简单，省时省料，计算简便，效果较好。 使用不同标地段，能有利的利用地形，且容易控制标高。 容易利用现有资源，满足施工需求，成本较低。自2000年7月参加工作以来，曾参与或正在参与钻孔桩施工、预应力空心板梁施工、桥梁加固施工、杭州湾大桥北接线总体施工进度计划编制、连续箱梁施工及临时设施的施工，对以上施工技术有一定的体会，现总结如下：目前全国各地因设计或施工原因桥梁及箱涵通道产生裂缝的情况很多，特别是非预应力连续梁。针对这种情况，一般采用高压注浆加固，来提高桥梁的整体性的同时对裂缝进行了有效的封闭，从而确保梁体钢筋的工作环境，防止因钢筋与空气接触引起的锈蚀。一般干裂缝压浆材料采用不小于结构混凝土设计强度的高分子化合物浆液，对于箱涵、隧道渗水裂缝或渗水点注浆材料采用能与水发生反应的聚氨脂浆液，确实起到加固堵漏的作用。施工时视裂缝及压浆材料不同可采用两种施工方法：贴嘴法和斜插法，对于渗水裂缝采用斜插法效果更为明显。贴嘴法施工时浆液从裂缝表面进入，在高压灌注机产生的压力的推动下进入裂缝深处。本方法施工简便，成本较低，但施工时对压浆嘴的粘贴质量要求高，同时很难确定裂缝灌注饱满度，要求施工现场进行严格的过程控制。 高压灌浆机 斜插法 机械灌注原理图对于涌水裂缝，施工时利用高压灌注机所产生的巨大压力,通过预埋的注浆嘴，将药剂送至壁体裂缝的中间部位，使药剂以裂缝中间部位为中心向四周扩散。药剂与水快速反应硬化后，将裂缝永久性堵住，确实达到堵漏的效果。对于干性裂缝，应视裂缝宽度及深度的不同，采用适当的压浆材料，根据灌浆压力调节浆源粘稠度，灌注压力可达8000-10000磅，施工时浆液可进入0.02mm以上的发丝裂缝。钻孔桩根据受力状态分为摩擦桩和支承桩，按钻孔桩所处地表情况不同可分为陆上钻孔桩和水中钻孔桩：陆上钻孔桩施工场地平整、压实、铺垫枕木作操作平台，水中钻孔桩在水中先施工工作平台，筑岛围堰面积应考虑钻孔方法、机具大小及墩柱盖梁施工的要求，围堰顶面应高于最高施工水位0.51.0m。护筒内径宜比桩径大200400mm,采用3mm钢板制作，护筒中心竖直线与桩中心线重合。平面允许误差50mm，竖直线倾斜不大于1%，护筒高度高出地面0.3m,或水面1.02.0m,护筒埋设深度应根据设计要求或桩位的水文地质情况确定，一般埋深24米。钻孔时，应按设计资料绘制的地质剖面图，选用适当的钻机和泥浆。 钻机安装后的底座和顶端应平稳，在钻进中不应产生位移和沉陷，否则应及时处理。 钻孔作业应分班连续进行，填写的钻孔施工记录，交接班时应交代钻进情况及下一班注意事项，钻孔记录填写要及时、准确、齐全。应经常对钻孔泥浆进行检测和试验，不合要求时，应随时改正，应经常注意地层变化，在地层变化处均应捞取渣样，判明后记入表中，并与地质剖面图核对。 当钻孔距设计标高10米时，注意控制钻进速度和深度，防止超钻。当钻孔深度达到设计要求时，对孔深、孔径和孔形等进行检查，满足下表要求时，方可进行清孔、灌注混凝土。在终孔和清孔后，应进行孔径、孔形和倾斜度检查，采用外径为钻孔桩钢筋笼直径加100mm（不得大于钻头直径），长度为46倍外径的钢筋检孔器，吊入钻孔内检测。当钻孔深度达到设计要求后，立即进行清孔，以免间隔时间过长，沉渣沉淀，造成清孔困难。采用换浆法，钻孔达到设计标高后，将钻头提起2030cm，低速旋转，然后注入净化泥浆（相对密度1.01.2,粘度1720s,含砂率4%），置换孔内含渣的泥浆，但严禁加深孔底深度的方式代替清孔。当从孔内取出的泥浆（孔底、孔中、孔口）测试值的平均值与注入的净化泥浆相近，测量孔底沉渣厚度不大于规定值时，即停止清孔作业，放入钢筋笼进行混凝土灌注。 在吊入钢筋骨架后，灌注水下混凝土前，应再次检查孔内泥浆性能、指标和孔底沉渣厚度，如超过规定应进行二次清孔，符合要求后方可灌注砼。水下混凝土灌注采用导管法灌注，导管直径选用250mm。灌注水下砼的技术要求如下： 首批灌注混凝土的数量应能满足导管首次埋置深度（1.0m）和填充导管底部的需要，导管下口离孔底2540cm为准。 混凝土拌和物运至灌注地点时，应检查其均匀性和坍落度等，如不符和要求时，应进行第二次拌和，二次拌和后仍不符合要求时，不得使用。 首批混凝土拌和物下落后，混凝土应连续灌注。 在灌注过程中，特别是潮汐地区和有承压力地下水地区应保持孔内水头。 在灌注过程中，导管埋设深度宜控制在26m。 在灌注过程中，应经常测探井孔内混凝土的位置，及时的调整导管埋深。 为防止钢筋笼上浮，当灌注的混凝土顶面距钢筋骨架底部1m左右时，应降低砼的灌注速度。当混凝土拌和物上升到骨架底口4m以上时，提升导管，使其底口高于骨架底部2m以上，即可恢复正常灌注速度。 灌注的桩顶标高应比设计高出1.0m，以保证混凝土强度，多余部分在接桩前必须凿除，残余桩头应无松散层。 水下砼灌注完，并在强度达到2.5Mpa后方可拆除护筒。预应力空心板梁分为先张法和后张法两种，先张法前期投资大、场地要求高、有利于梁板的批量生产、生产效率高、便于梁板的集中批量生产，后张法施工灵活、受施工场地影响小、每片梁的生产周期长。后张法预应力纲绞线的张拉，在张拉前应对梁体进行检验，张拉时梁体混凝土强度不应低于设计规定值，设计未规定时，不应低于设计强度值的75%。张拉顺序应根据设计图确定，如设计没有明确张拉顺序，应先张拉靠近形心轴的纲束。预应力筋张拉时应采用伸长量和张拉力双向控制，以确保满足设计及规范要求。施工总体进度计划编制主要以设计文件、施工规范及已确定的施工工艺的施工周期为依据，以合同工期及节点工期要求为框架，考虑现场实际施工优先、便利条件，同时要保证成本及资源均衡投入。在杭州湾大桥北接线施工总体进度计划编制时，根据工程情况路基土石方92万方、桥梁28座（其中特大桥7座），为此主要抓住两条线：路基填筑及桥梁施工