建筑行业主跨m特大桥连续刚构#块托架施工工法

主跨180m特大桥连续刚构0#块托架施工工法1前言0#块作为连续刚构桥的关键节点，0#块的施工质量、安全和进度影响到后续连续梁挂篮施工，必须因地制宜，安全、经济的选择0#块施工方法，常见的0#块施工方法有落地式的满堂支架、钢管贝雷支架以及托架，本工法依托现有工程介绍有关0#块托架施工工法特点、适用范围及工艺原理和流程。2工法特点利用预埋在墩身上的钢板及主纵梁作为0#块施工的结构，过程严格控制预埋钢板的位置、主纵梁的位置，斜杆与预埋钢板的焊接质量、角度以及利用后期的托架预压检验托架的强度、刚度和稳定性。3适用范围适用于大型桥梁0#块所处位置限制、墩柱高度高、工期紧，不能采用落地式支架或采用后经济不合理的情况。4工艺原理进行主墩墩柱施工时，提前在设计墩身位置预埋托架预埋钢板及主纵梁，拆除墩柱模板后，焊接斜杆及安装托架分配梁，按规范要求预压合格后作为后续0#块施工的承重结构。5施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程施工工艺流程如图5.1-1所示。加工墩身预埋件并检查验收墩身预埋托架钢板加工墩身预埋件并检查验收墩身预埋托架钢板预埋托架主纵梁预埋托架主纵梁拆除墩身钢模板，清理预埋钢板拆除墩身钢模板，清理预埋钢板焊接斜杆、安装托架分配梁焊接斜杆、安装托架分配梁托架预压托架预压安装外侧模板、绑扎第一节段底腹板钢筋及预应力管道安装外侧模板、绑扎第一节段底腹板钢筋及预应力管道安装内侧模、端模，浇筑第一节段混凝土安装内侧模、端模，浇筑第一节段混凝土养护凿毛、安装第二节段外侧模、绑扎第二阶段腹板钢筋、安装内顶板模板、绑扎顶板钢筋及预应力管道养护凿毛、安装第二节段外侧模、绑扎第二阶段腹板钢筋、安装内顶板模板、绑扎顶板钢筋及预应力管道浇筑第二节段混凝土浇筑第二节段混凝土养护养护图5.1-1施工工艺流程图5.2主要工序及操作要点5.2.1墩身上预埋钢板及主纵梁操作要点对0#块托架进行结构设计并严格计算结构的强度、刚度及稳定性，根据0#块设计底标高、底板模板、分配梁的厚度及斜杆的角度确定主纵梁和预埋钢板的准确位置，主纵梁采用I56a工字钢,纵桥向布置，在墩柱混凝土浇筑过程中将模板开孔，安装好托架纵梁后将纵梁与墩身混凝土浇筑在一起，根据设计说明要求“同时应注意在0#块浇筑和养生过程中，墩身在温度和风荷载作用下产生的墩顶转角变形会对新浇砼产生较大危害，因此要求在0#块施工前，在墩顶结合托架结构设置临时刚性连接，以尽量消除该项危害”，则在进行托架设计时，I56a工字钢主纵梁与墩身混凝土浇筑在一起，可起到临时刚性连接的作用，以消除设计要求可能产生的不利危害，主纵梁单根接长采用等强度接长，接头布置在墩身内,单根长15m,横桥向布置6道，中心间距1.24m,外侧2个距墩侧边40cm,墩身钢板采用40cm×50cm20mm厚钢板，钢板上穿孔塞焊12根（4排3列）长60cmφ25锚筋，详见5.2-1托架纵桥向布置图和5.2-2托架横桥向布置图。图5.2-1托架纵桥向布置图图5.2-2托架横桥向布置图5.2.2托架斜杆、次分配梁等操作要点托架斜杆采用I25b工字钢，一端焊接在墩身预埋件钢板上，另一端焊接在托架主纵梁底，焊接采用15mm厚角焊缝沿接触面一周围焊。横向一次分配梁采用I56a工字钢，主墩内侧部分从中心向2侧按间距60cm布置，共布置7根；主墩外侧部分一端布置2根。一次分配梁单根长度12m（比梁宽少1m，保证侧模能安装）。一次分配梁与主纵梁之间垫20mm厚钢板调节支架高程。纵向二次分配梁采用I14工字钢，分布总宽度与梁底同宽7m，横桥向布置间距30cm，共24列。根据主纵梁与0#块底设计标高之间的空隙，分配梁的型号、间距及布置位置严格按设计位置安装，同时0#底部设计有倒角，需要单独加工倒角三角骨架，为防止次分配梁产生位移和倾斜，可将纵横向工字钢用φ16钢筋连接成一个整体。5.2.30#块反力架预压操作要点因0#块长12m,梁顶宽13m,梁底宽7m，高11m，混凝土方量达573.4立方米，重量1500t，采用常规的沙袋或者混凝土配重块进行预压会造成预压效率低下、材料用量大等情况，综合考虑，0#块采用反力架进行预压。中间部分预压反力架设计，在墩身施工过程中距墩顶50cm时在墩身内预埋JL32精轧螺纹钢，每榀托架预压采用4根螺纹钢，螺纹钢预埋端安装锚垫板和螺母，螺母拧入不少于5cm，外露长度不小于350cm。预压时在墩顶沿每榀托架纵梁顶面安装一组双拼贝雷梁（并排4列）,预埋精轧螺纹钢上部通过扁担梁用锁住贝雷梁，然后在贝雷梁与纵梁之间安装液压千斤顶用施加反力预压支架。每榀托架布置3个不小于100t的千斤顶，每榀托架预压重量采用1.2倍荷载预压，1#顶692.76KN，2#顶403.68KN，3#顶692.76KN施加的力对托架杆件产生的应力以及支点反力与托架施工中的内力和反力计算基本一致。两墩外侧各1m长梁段施工的托架预压利用两墩中间部位预压的反力架预压，其预压时和两墩中间位置预压分开进行。预压重量按1.2倍上部荷载加载，即4#和5#油顶压力为474.2KN。0#块支架预压分4级进行,预压荷载按照最大荷载值的60%、80%、100%、120%顺序加载，每个阶段均应观测支架的变形量，墩柱两端支架变形测点设置在底板前端左中右位置，墩柱中间支架变形观测点设置在托架主纵梁中心处。每期加载完毕后，应先停止下一级加载,并每隔12h对支架沉降量进行一次监测。当支架顶部监测点12h的沉降量平均值小于2mm时，可进行下一级加载。以保证安全尤其是施工人员的安全为第一要务，加载到最大荷载时，应持荷24小时，且待持续观测到支架变形已稳定后方可进行卸载。卸载可一次卸载完成，但沿主墩纵横向对称轴方向应对称、均衡、同步卸载，防止偏载情况的出现。卸载完成后，应对观测点进行观测，以便推算非弹性变形值。图5.2-3托架反力架预压现场图5.2.40#块内外模板操作要点0#块内外模板大部分采用组合钢模板，由专业模板生产厂家统一加工制作，小部分因位置特殊性采用木模板，考虑到0#外侧模板能用于后期梁段挂篮施工，在0#外侧钢模板设计时，纵向分4.8m+2.7m+4.8m三节段，两侧4.8m用于后期梁段挂篮施工，竖向分3m+3m+3m+2m四节段，模板面板采用5mm钢板，筋板采用[10槽钢，模框采用12mm钢板，模板桁架采用[12槽钢。根据梁的设计尺寸分底模和侧模进行模板组装，模板在组装时所有螺栓全部紧固以增加模板的整体刚度，模板组装过程中，其对接缝使用模板密封条堵缝，用密封胶将接缝勾平。所有梁模板缝保持在一个方向，保证拼缝美观，模板平整度、相邻模板错开高差应符合规范要求。侧模安装时左右两侧外侧模采用φ32精轧螺纹钢对拉，防止倾覆。5.2.50#块顶预埋件及预留孔操作要点0#块作为悬浇梁段的起始段，其预埋件较多，且要求较高，施工时特别予以重视。其预埋件主要有：①纵横向预应力管道，竖向预应力钢筋、锚具；张拉钢束的锚垫板；②防撞护栏钢筋；③泄水孔、通气孔、排水孔等；④挂篮吊杆预留孔；⑤其他预埋件（如后期设置反压等需要埋设的预埋件、监控元件等）；预留孔设计位置、规格完成后，派专人进行检查，确保预留位置的准确。5.2.60#块砼施工操作要点0#块中心结构高度11m，混凝土浇筑分两次施工，第一次浇筑高度6m，第二次浇筑高度5m。采用水平分层、斜向分段、横桥向全断面推进式，从低端向高端纵桥向连续浇筑。第一层浇筑先对称浇筑横隔板和腹板内的混凝土，待混凝土向底板扩散速度明显放慢时，再浇筑底板的混凝土，在振捣底板与腹板相衔接处时要注意，防止腹板内的混凝土摊出过多，待底板浇筑完成后，再浇筑横隔板和腹板内的混凝土到6m高位置，在第二次浇筑前将混凝土凿除，以保证混凝土连接面的质量，两次浇筑混凝土量分别为297.6m³、275.8m³，两次混凝土浇筑分界线如图5.2-4所示。图5.2-40#混凝土浇筑分界线图6材料与设备6.1主要材料表6.1-1主要材料表构件材料型号尺寸单位数量墩身预埋件锚板钢板Q235B50cmx40cmx2cm；块24锚筋φ25HRB400钢筋Φ2547cm/根根288托架主纵梁工字钢，Q235BI56a15m/根根6斜杆工字钢，Q235BI25b339cm/根根24横向一次分配梁工字钢，Q235BI56a12m/根根11纵向二次分配梁工字钢，Q235BI145m/根根24高程调节垫片钢板Q235B17cmx17cmx2cm；块42底模竹胶板1.5cm㎡35木方10cmx10cmm426.2主要设备表6.2-1主要设备表编号设备名称型号数量备注1汽车吊25t1台2塔吊QTZ631台3钢筋切断机GQ40型2台4手工电弧焊机ZX7—4003台5穿心千斤顶400t5个6液压油泵ZB4-5005台7振捣棒50mm6台8地泵HBT801台9混凝土运输车12m³8台7质量控制7.1质量标准（1）《公路桥涵施工技术规范》JTG/TF50-2011（2）《公路工程质量检验评定标准》JTGF80/1-2017（3）《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205－2001）（4）《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18-2012）7.2悬臂浇筑梁实测项目表7.2-1悬臂浇筑梁实测项目项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率1△混凝土强度（MPa）在合格标准内附录D检查2轴线偏位（mm）L≤100m≤10全站仪：每个节段测2处L＞100m≤L/100003顶面高程（mm）L≤100m±20水准仪：每节段测2处L＞100m±L/50004△断面尺寸（mm）高度＋5，－10尺量：每个节段测1个断面顶宽±30底宽±20顶、底、腹板厚＋10，－05合龙后同跨对称点高程差（mm）L≤100m≤20水准仪：每跨梁底对称点测6处L＞100m≤L/50006顶面横坡（%）±0.15水准仪：每节段测2处7平整度(mm)≤82m直尺：每节段每侧面测1处，测竖直、水平两个方向8相邻梁段间错台（mm）≤5尺量：测底面、侧面8安全措施安全生产贯彻“安全第一、预防为主”的原则，成立以项目经理为组长，生产经理和项目总工为副组长，工程部部长、安全部长、项目部专职安全员为成员的安全生产领导小组，各作业班（组）设兼职安全文明施工员，形成一个强有力的安全生产管理网络体系。保证安全生产的主要措施：8.1严格执行国家及交通部颁布的有关施工技术安全规程和施工安全规定，严格执行招标文件有关施工安全、文明施工的各项要求。坚持“安全第一，预防为主”的方针，确保施工安全。8.2针对本工程的特点，施工前必须向参加施工的人员进行安全技术交底,并进行岗前培训。对职工进行安全基本知识和技能教育，遵章守纪和标准化作业的教育，并认真学习“施工技术安全规则”，以及“施工安全标准”，经考试合格持证上岗。8.3现场作业人员必须遵守各种技术规范、规章、制度，定期进行体格检查，凡不适宜高空作业的人员，不得从事此项工作。进入施工操作场地，进行作业前，都必须佩戴好安全帽、安全带、救生衣和劳动防护用品。安全带必须高挂低用。严禁酒后上班，严禁穿拖鞋、硬底鞋、高跟鞋，必须穿防滑软底鞋或布鞋。8.4安装足够的照明设备，保证夜间施工有良好的照明条件，在作业地点附近设置警示标志，悬挂红色灯，以提醒作业人员，施工人员应站在安全半径外，特别是在0#块浇筑过程中夜间施工必须有足够的照明，确保施工安全。8.5起重设备（吊车和塔吊）必须由专人统一指挥。起重指挥应站在能够照顾全面的地点,信号要统一、准确；严禁任何人员在起重臂和吊起的重物下面停留或行走；起重物件应使用交互捻制的钢丝绳,有打结、变形、断丝和锈蚀的钢丝绳应及时按规定降低使用标准或报废；起吊物件应合理设置溜绳。8.6悬空作业处应有牢靠的立足处，并必须视具体情况，配置防护栏网、栏杆或其他安全设施。8.70#块托架焊接牛腿时设置安全操作平台，确保施工人员的安全，同时在0#块施工时顶板及底板周围设置安全通道和栏杆。9环保措施9.0.1严格遵守国家及地方有关环境保护的法律、法规，防止对附近周边造成环境污染9.0.2施工期间的废弃物、边角料分类存放，集中处理。9.0.3生活垃圾设置收集设施，集中处理，防止随意丢弃，污染环境。10效益分析该特大桥横跨渠江，渠江每年5月份～10月份为施工汛期，工期受汛期影响较大，利用托架进行0#块施工，工期方面较落地式的钢管贝类梁节约近1个月时间，另相比于落地式的钢