曲线桥支架法施工技术

第22页共22页曲线桥支架法施工技术【内容提要】本文通过XX国道XX铁路立交桥匝道桥连续箱梁施工，介绍了曲线桥混凝土现浇梁的支架设计、演算、模板安装、钢筋加工及安装、大体积混凝土浇筑等施工工艺。工程简介XX国道XX铁路立交桥匝道桥分A、B两线，匝道桥位于半径74.379m的曲线上，为小半径曲线桥。匝道桥连续梁为现浇砼箱梁，在墩顶横向张拉。匝道标准跨径20m，每匝道分3联，每联跨径为3×20m、4×20m、4×20m，全长220m。箱梁梁高1.6m，宽9m，为单箱单室、斜腹板。支架施工支架基础施工支架基础采用砼硬化基础，基础处理方式为：支架下地基压实后填４0㎝山皮石垫层碾压整型，并做1.5%排水横坡，在基础两侧设30㎝×30㎝排水沟。其上浇筑5-7cm混凝土。具体结构层（见图1）。图1支架基础处理结构图支架形式匝道桥支架采用碗扣式满堂支架，支架立杆间距按90cm，步距按60cm布置，施工中通过设在杆件上下的可调底座、上托来调节所需要的高度。支架搭设完成，在现浇砼箱梁施工前，对支架进行相当于1.2倍箱梁自重的荷载预压，以检验支架的承载能力，减少和消除支架体系的非弹性变形及地基的沉降。支架压重材料采用相应重量的砂袋，并按箱梁结构形式合理布置砂袋数量，待消除支架非弹性变形量及压缩稳定后测出弹性变形量，即完成支架压重施工。撤除压重砂袋后，设置支架施工预留拱度，调整支架底模高程，并开始箱梁施工。支架压重情况分析①在原地面以上垫30cm-40cm的砾料压实，复压之后浇筑5cm-7cmC15砼。根据以往的施工经验和参考地基承载参数，取支架下基座沉降值为5㎜。②碗扣式支架为使用较成熟的支架形式，其压缩及挠度值（弹性变形）依经验取5㎜。③非弹性变形主要表现在底模木楔块上，因木楔及方木间接触面少，其变形值较小，可通过经验公式推算和一次压重情况确定。以标准跨计算，取其非弹性变形为5㎜。预拱度设置：现浇砼箱梁支架预拱度理论计算与设置序号项目计算及取值备注1支架卸载后由上上部构造自自重及活载载一半产生生的竖向挠挠度f1按图纸设计设置置2支架在荷载作用用下的弹性性压缩f2=5mm通过计算纵梁挠挠度和立柱柱压缩值得得出3支架在荷载作用用下的非弹弹性压缩f3=5mm主要据底模抄垫垫情况得出出4支架基底在荷载载作用下的的非弹性沉沉陷f4=5mm以桥位地质及地地基受力情情况计算5预拱度f=f1+f22+f3++f46预拱度值设置fx=4f*xx*(L--x)/LL2按二次抛物线法法分配现浇砼箱梁支架压重后预拱度设置序号项目计算及取值备注1支架卸载后由上上部构造自自重及活载载一半产生生的竖向挠挠度f1按图纸设计设置置2支架在荷载作用用下的弹性性压缩f2压重卸载后底模模测量值与与压重时测测量值之差差3支架在荷载作用用下的非弹弹性压缩f3压重卸载后支架架高程测量量与压重前前测量值之之差，扣除除基底沉陷陷值4支架基底在荷载载作用下的的非弹性沉沉陷f4基座压重前后高高差5预拱度f=f1+f22+f3++f46预拱度值设置fx=4f*xx*(L--x)/LL2按二次抛物线法法分配碗扣式支架布置形式与验算支架材料选用和质量要求①本工程支架为现浇砼连续箱梁承重用，选用碗扣式支架，现浇砼箱梁底模、侧模均采用2.44×1.22m清水板。②支架杆件规格为φ50×3.5㎜，为定型产品，且有产品合格证。杆件的连接楔口和端部切口应平整，禁止使用有明显变形、裂纹和严重锈蚀的杆件。杆件应涂刷防锈漆作防腐处理，并定期复涂以保持完好。③应按现行国家标准《钢管脚手架扣件》（GB15831）的规定选用，连接楔口选用与杆件管径相配套的锻铸件，严禁使用不合格的杆件。现浇砼箱梁支架布置形式本工程现浇砼箱梁支架采用满堂式支架，待支架基础砼浇筑完成后，测出支架基础的地面标高，然后根据梁底标高计算出每段支架的净高（注意考虑支架顶方木及模板高度），画出支架的布置形式。在布置支架时要根据梁底的纵、横坡，考虑顶托的可调高度。如图2、图3所示：图2碗扣式支架横桥向布置示意图3碗扣式支架纵向布置示意图支架验算非墩台盖梁碗扣式支架杆件验算根据建筑施工安全技术规范，模板支架主要验算立杆稳定性。非墩台盖梁处（标准断面）腕扣式支架步距（立杆）采用60㎝，纵距、横距采用90㎝。支架荷载计算梁体钢筋混凝土自重取25×5.268/7.75=17KN/m2（根据设计图纸计算侧模也承担了一部荷载）模板及方子自重取1.5KN/㎡（根据模板结构形式计算）支架自重0.057×9=0.57KN施工人员、机具重量及内箱取2KN/㎡（根据施工实际情况确定）混凝土灌注振捣取0.2KN/㎡总荷载（17+1.5）×1.2+（2+0.2）×1.4=25.3KN/㎡第3项支架自重直接作用于立杆轴线，支架上托是4m的方子由此按四跨等跨连续梁计算，均布荷载q=25.3×0.9=22.8KN/m简图如下：查《路桥计算手侧》附表2-10立杆轴力R=（0.607+0.536）×22.8×0.9+0.57=24KN<40KN图中最大弯距处挠度fmax=0.632×ql4/（100EI）（2）、杆件（钢管）截面特性外直径φ50㎜，壁厚3.5㎜，截面积A=5.11㎝2，惯性矩I=13.90㎝4，回转半径r=1.65㎝。（3）、立杆自由计算长度L=步距+2a=60㎝+2×30㎝=120㎝a模板支架立杆伸出顶层水平杆中心线至模板支撑点长度取30㎝（4）、立杆稳定性计算长细比λ=L/i=120cm/1.65㎝=72.73查表知折减系数φ=0.773N/φA=（24×103）/（0.773×5.11×10-4）=60.8Mpa<f=165Mpa结论：立杆稳定性满足结构要求（5）、15㎝×15㎝木方挠度计算（支架顶托上使用的横梁）查资料知东北落叶松弹性模量为：E=11×XXMpa截面惯性距I=1/12bh3=1/12×15㎝×(15㎝)3=4218.8cm4最大弯距处挠度fmax=0.632×ql4/（100EI）=0.632×22.8×103N/m×(0.9m)4/（100×11×108N/m2×4218.8×10-8m4）=2mm<L/400=0.225㎝结论：15㎝×15㎝木方在组合荷载作用下满足结构要求墩台盖梁处腕扣式支架验算根据建筑施工安全技术规范，模板支架主要检算立杆稳定性。墩台盖梁处支架步距（立杆）为60㎝、纵距为90㎝、横距为90㎝。支架荷载计算a)梁体钢筋混凝土自重取25×6.217/7.75=20.1KN/m2（根据设计图纸计算侧模也承担了一部荷载）b)模板及方子自重取1.5KN/㎡（根据模板结构形式计算）c)支架自重0.057×9=0.57KNd)施工人员、机具重量及内箱取2KN/㎡（根据施工实际情况确定）e)混凝土灌注振捣取0.2KN/㎡总荷载（20.1+1.5）×1.2+（2+0.2）×1.4=29KN/㎡第3项支架自重直接作用于立杆轴线，支架上托是4m的方子由此按四跨等跨连续梁计算，方子横铺时均布荷载q=29×0.9=26.1KN/m简图如下：查《路桥计算手侧》附表2-10立杆轴力R=（0.607+0.536）×26.1×0.9+0.57=27.4KN<40KN图中最大弯距处挠度fmax=0.632×ql4/（100EI）杆件（钢管）截面特性外直径φ50㎜，壁厚3.5㎜，截面积A=5.11㎝2，惯性矩I=13.90㎝4，回转半径r=1.65㎝。立杆自由计算长度L=步距+2a=60㎝+2×30㎝=120㎝a模板支架立杆伸出顶层水平杆中心线至模板支撑点长度取30㎝立杆稳定性计算长细比λ=L/i=120cm/1.65㎝=72.73查表知折减系数φ=0.773N/φA=（27.4×103）/（0.773×5.11×10-4）=69.4Mpa<f=165Mpa结论：立杆稳定性满足结构要求15㎝×15㎝木方挠度计算（支架顶托上使用的横梁）查资料知东北落叶松弹性模量为：E=11×103Mpa=1.1×105N/㎝2截面惯性距I=1/12bh3=1/12×15㎝×(15㎝)3=4218.7cm4最大弯距处挠度fmax=0.632×ql4/（100EI）=0.632×261N/cm×(90cm)4/（100×1.1×105N/㎝2×4218.7㎝4）=0.2㎝＜L/400=0.225㎝结论：15㎝×15㎝木方在组合荷载作用下满足结构要求支架预压施工方案为保证现浇砼箱梁结构的质量，碗扣式支架搭设完成后必须进行预压处理，以消除支架、木质楔形块、模板的非弹性变形和地基的压缩沉降影响，同时取得支架弹性变形的实际数值，作为梁体底模的抛高预拱值数据设置的参考。在施工箱梁前需进行支架预压和地基压缩试验。桥跨堆载预压前，在桥跨底板上布置沉降观测点，按每箱室测设三个横断面；沉降观测点于底板同断面按每2.0m间距布置、翼板底上共布置四点。预压方法依据箱梁砼重量分布情况，在搭好的支架上堆放与梁跨荷载等重的砂袋等（梁跨荷载统一考虑安全系数为1.2），预压时间视支架地面沉降量定，我单位取A匝道第二联第一跨进行预压，梁跨预压时间为4天。如图4图4预压示意图碗扣式支架施工方案：测量放样平面测量：首先在硬化支架基础上测设出桥梁各跨支架的边线。按支架平面布置图所示的排数和列数搭设支架,搭设时注意支架的边线。顶面标高测量：支架搭设完成后按支架布置形式在支架顶先横桥向铺设15×15cm方木，15×15cm方木铺设完成后，用全站仪每5m一点测出梁底边线，再根据5m边线点的位置在横杆上绑扎木条，然后再木条上测出梁底每个5m点处的标高，根据5m点标高将15×15cm方木标高调整到位。15×15cm方木的标高用顶托进行调整。支架尺寸①立杆的步距采用0.6m，横杆的纵、横距均采用0.9m；杆件采用LG120、LG180、LG240、LG300及HG90五种形式。②为保证其稳定，上下托高度必须控制在30cm以内。搭设顺序及搭设方法①在支架地基上测出边线，按支架平面布置图所示的纵、横排数搭设支架。②架体搭设之前由测量班将每个墩柱顶处的上托标高线测出，标记在墩柱上。然后在每跨间挂上线绳，按支架布置形式搭设支架，根据线绳的高度检验支架上拖是否满足要求。在上、下托不能调节时即断开，断开的地方用脚手架连接成一整体。如有上、下托进行调整及换立杆均不能满足高度要求的，采用预制垫块调节高度。每段架体第一层横杆在一条水平线上。③在两个竖直方向设置剪刀撑。剪刀撑采用φ48mm普通钢管，万向卡扣联结普通钢管和碗扣支架立杆。顺桥向竖直面每个腹板下各设一排，横桥向竖直面每隔5排立杆布置一排。剪刀撑与碗扣立杆联结要牢固。模板施工模板主要包括底模、侧模以及内模。底模匝道桥底模采用大块清水板贴面，6×9cm方木立放垫底的施工工艺。此工艺可减少模板接缝，增加底模表面光洁度，提高砼的外观质量。由于采用清水板施工，为防止底模和侧模接缝处漏浆，在施工时考虑将侧模立于底模之上。支架搭设完成后，在顶托上横桥向铺设15×15cm方木，方木接头相互交错布置。底模用大块清水板下铺6×9cm方木垫底，6×9cm方木顺桥向立放直接铺在15×15cm方木上。6×9cm方木的铺设宽度等于底模的宽度。方木间距在腹板下5cm,其他位置间距10cm。模板拼接时保证拼缝平顺。为防止漏浆，在两块模板拼缝间夹贴双面胶，拼缝表面用原子灰密封。梁底用木楔调整以保证底模线形。在铺设底模前先放置好支座，并在支座位置处根据梁底的楔块尺寸在底模上开孔，在开孔处支立梁底楔块的模板，楔块的底模根据预埋钢板的尺寸也开孔，预埋钢板与楔块的底模用高强砂浆密封。底模的调整、拆卸采用可调顶托完成。施工时由于侧模要立于底模之上，故底模应宽于设计宽度。在施工时，可根据侧模形式，确定每侧底模宽出的大小，在本工程中侧模清水板下为6×9cm方木立放，计10.5cm厚，施工时考虑每侧底模大于设计10.5cm(为方便侧模桁架定位)。由于桥梁为曲线，为了美观及方便施工，我们将模板纵向拼缝设计在桥梁中心线上，这样可保证中心线两侧模板宽度相等，然后根据半径及梁底宽度，在CAD图形上模拟每块底模内外尺寸，在施工中，我们根据清水板尺寸在CAD图形上，模拟出底模的尺寸，根据模拟将底模清水板裁成两种统一尺寸，然后进行拼接，既有利于模板的倒运，有可以保证桥梁的线性。（见图5）图5匝道箱梁底模尺寸图侧模本工程侧模采用清水板，为确保箱梁线性，我们利用角钢及槽钢加工了如图6所示桁架，桁架在箱梁标准段每90cm设一道，加厚段每70cm设置一道。桁架上先铺设6×9cm方木，再铺设清水板。图6侧模桁架图侧模及翼缘板模模板安装：：在底模铺铺设完成后后，对箱梁梁的侧面边边线位置进进行放样，确确定出底模模边线的准准确位置。然然后立桁架架，桁架距距边线的位位置留出66×9cmm方木及清清水板的距距离(实际施工工调整时，可可用小块清清水板下订订30cmm长6×9cmm距边线量量出)。桁架安安放完成后后，进行标标高调整，调调整时先用用全站仪每每5m一点测测出箱梁边边线的位置置，再测出出每个5mm点桁架的的标高，在在两点之间间拉线调整整中间桁架架高度。为为方便拆除除桁架，标标高可用木木楔子进行行调整。标标高调整完完成后再其其上铺设6×9cmm方木（见图7），方木用用铁线绑扎扎在桁架上上。为了保保证箱梁线线性，将66×9cmm用铁线绑绑扎在固定定好桁架上上，最后在在6×9cmm方木上钉钉清水板。两两桁架上、下下口之间用用拉杆进行行连接。在底模、侧模及及翼缘板模模板安装完完成后，清清除模板上上杂物，用用清水将模模板拭擦干干净，待水水迹完全晾晾干后，涂涂模板漆（图8）。图7图8内模在绑扎完底板、腹腹板钢筋后后即可安装装内模。内模采用木木板做成箱型型，分块吊拼拼成型。表表面用五彩彩布包裹防防止漏浆，安安装时先测测量放样，各各节内模之间若若有空隙，需需用木条塞塞满。由于匝道桥为曲曲线桥，在在内模制作作时，考虑虑以直代曲曲的方法进进行施工。在在设计内模模时根据图图纸设计半半径及位置置，在CAD上对内模模进行模拟拟，要确保保内模安装装后腹板的的厚度偏差差在规范允允许范围之之内。同时时为了避免免内模拼装装缝隙，将将内模制作作成楔形，具具体见图9。图9芯模尺寸模拟图图钢筋施工钢筋检验钢筋必须按不同同种类、等等级、牌号号、规格及及生产厂家家分批验收收、分别堆堆放，不得得混杂，且且应立标牌牌以示识别别。钢筋在在运输、储储存过程中中，应避免免锈蚀和污污染，并堆堆置在钢筋筋棚内。对对进场的每每一批钢筋筋，均按相相关规范进进行有关力力学性能试试验，不合格的的钢筋不得用用于施工中中。钢筋加工一般钢筋加工钢筋制作主要是是弯筋和焊焊接，受力力筋直径较较粗的采用钢筋筋弯曲机，直直径较小的的钢筋采用人人工弯制。由由于连续箱箱梁中顶板板、腹板、底板板的受力筋筋较长，采采用分段加加工，再运到桥上上焊接成形形。钢筋的的焊接采用用双面搭接接焊，焊接接接头要求求满足设计计及规范要要求。钢筋筋加工必须须按设计图图纸尺寸进进行下料，其其弯制尺寸寸要满足规规范要求。粗粗钢筋焊接接前必须先先经过焊接接试验，待待全部合格格后方可批批量生产。弯弯制好的钢钢筋要分类类、编号、整整齐有序堆堆放，并加加以遮盖。钢筋绑扎前由测量人员复测模板的平面位置及高程，，无误后方进行钢筋绑扎。骨架钢筋加工腹板钢筋骨架由于腹板钢筋骨骨架较长，故故在骨架加加工前先将将骨架进行行分段，分分段即要满满足规范的的搭接要求求，又要便便于施工吊吊装。在本本工程施工工中，我们们根据每个个钢筋骨架架的设计位位置，根据据轴线半径径，计算出出每个钢筋筋骨架所在在的半径，然然后在CAD图上绘制制出每个钢钢筋骨架的的平面位置置，由于箱箱梁为曲线线斜腹板，故故每片钢筋筋骨架长短短及弯起筋筋位置均不不相同。根根据CAD图形，我我们量出每每片骨架的的长度并根根据吊装进进行分段，分分段时注意意断开点的的位置即要要满足规范范的错开，又又要满足吊吊装（每段段30m左右右）。为了保证钢筋骨骨架的线性性及弯起筋筋的位置，在在施工中我我们根据轴轴线半径、箱箱梁骨架的的高度、腹腹板的角度度做成了如如图10所示胎膜膜，再根据据骨架分段段长度在胎胎膜曲面上上进行骨架架的制作，这这样即保证证了钢筋骨骨架线性及及弯起筋位位置的准确确，又大大大提高钢筋筋加工及安安装质量，确确保了桥梁梁的施工质质量。施工时应注意，由由于钢筋骨骨架安装时时由一定的的误差，故故骨架分段段后，在加加工时每端端头预留出出10～20cm钢筋，以以防止安装装完成后，由由于安装误误差，造成成骨架搭接接长度不够够。图10钢筋骨架架加工胎膜膜横隔梁钢筋骨架架由于横隔梁为横横向张拉，在在隔梁两端端有P锚和锚垫垫板，为了了保证横隔隔梁钢筋骨骨架的尺寸寸及锚垫板板位置的准准确，将横横隔梁钢筋筋根据锚槽槽尺寸进行行弯制（施施工时注意意保护层预预留，如图图11所示）。这这样既保证证了横隔梁梁钢筋的位位置及尺寸寸，又保证证了锚垫板板的位置的的准确。图11钢筋安装钢筋安装顺序钢筋布置按设计计图纸，待待箱梁底模模施工完毕毕，安装侧模后后，进行测量量放线，准准确定出箱箱梁边缘轮轮廓线，腹腹板、横梁梁及横隔梁梁的位置。绑绑扎时先铺铺设底板底底层钢筋，然然后吊装腹腹板钢筋骨骨架，穿腹腹板箍筋，腹腹板钢筋就就位、安装装横隔梁骨骨架，预应应力孔道及及预应力筋筋安装，横横膈梁箍筋筋安装，绑绑扎底板顶顶层钢筋同同时进行预预应力孔道道定位。为为保证钢筋筋保护层的的厚度，在在钢筋与模模板间设置置塑料垫块块，垫块用用绑线与钢钢筋扎牢，并并互相错开开布置底板钢筋安装：：分顶、底底两层。安安装底板钢钢筋时，先先在底模上上画出底板板外边缘，使使底板钢筋保证保护层厚度度，先铺底底层横向钢钢筋，铺完完横向筋后后再铺纵向向筋。由于于纵向筋较较长，采用用分段安装装时，两单单元筋应同同心焊接，纵纵向筋与桥桥方向平行行，可以以以底板外边边缘为准，定定出纵向筋筋的位置。铺铺底板顶层层时，先架架设架立筋筋，再铺横横向筋，使使底板钢筋筋能形成一一个封闭的的整体。绑绑扎时，钢钢筋上铺脚脚手板，防防止钢筋变变形。腹板钢筋安装：匝道道桥受力筋筋在钢筋场场地加工成成骨架，每段段20m～30m，吊吊装时将骨骨架与有足足够刚度的的钢管架绑绑扎在一起起以保证骨骨架的完整整不变形，吊吊装采用16吨吊车（见见图12）。首先将将单元骨架架立于底板板底层钢筋筋，以底板板外边缘为为准，按其其间距将骨骨架固定在在底板底层层钢筋上，再再将另一单单元骨架立立于底板底底层钢筋上上，与前一一单元骨架架连接焊好好，连接采采用双面帮帮条焊，帮帮条长度不不小于10d。以此工序序循环，完完成骨架连连接。绑扎钢筋筋时采用脚脚手架做支支架，将钢钢筋骨架支支起，再将将箍筋套好好，箍筋弯弯钩的叠合合处，沿桥桥向置于上上面并错开开布置按间间距绑扎。骨架绑扎成型后落架并调整好钢筋骨架的位置。并控制好保护层厚度。落架就位后，绑扎底板顶层钢筋。（见图13）横隔梁板钢筋安安装：在横隔梁梁安装中，以以支座中心心线为中点点，按图纸纸拉线放线线。先将受受力筋焊接接