監(jiān)理工程師考試備考輔導現(xiàn)澆箱梁模板與支架的設(shè)計及施工質(zhì)量控制

現(xiàn)澆箱梁模板與支架的設(shè)計及施工質(zhì)量控制菏澤市雙河立交橋是220國道與327國道在菏澤交匯處的十字交通樞紐工程，該橋為3層全互通長條苜蓿葉立交，主要有主橋、引橋、人行橋等座橋梁組成，其中主橋為20+28+20=68m單箱雙室現(xiàn)澆后張法預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)，梁高l.5m，兩側(cè)懸臂均為2m，主橋?qū)抦。設(shè)計荷載為：汽車20級，掛車0，設(shè)計行車速度80km/h。工程于2000年7月開工，月1日正式竣工通車。筆者在施工監(jiān)理工作中，以控制關(guān)鍵工序為突破口，在提升總體工程質(zhì)量上做了一些工作。本文將結(jié)合雙河立交橋主橋的施工實踐，介紹現(xiàn)澆箱梁模板與支架的設(shè)計方法和施工質(zhì)量控制措施，以便同行們參考。 1.模板與支架的設(shè)計和驗算 1.1.方案選定 根據(jù)以往施工經(jīng)驗；結(jié)合箱梁的實際尺寸，模板及支架施工方案選定如下。支架采用滿布式碗扣支架。支架基礎(chǔ)分層夯實整平，采用三七灰土處理50cm，橫鋪5cm厚、25cm寬的方木，用砂漿座實。立桿縱向間距0cm、橫向間距90cm，橫桿步距090cm。碗扣支架立桿底部墊鋼板，頂部加頂托。頂托上面橫向分布cmcm方木，間距20cm，方木上釘竹膠板（厚1cm)作為底模。翼板和側(cè)模采用cmcm方木釘成框架作為支撐；框架間距l(xiāng)m，釘5cm厚木板，%考試大%其上再釘竹膠板作為側(cè)模和翼板的底模。箱梁箱室空間較小，混凝土澆筑后內(nèi)模拆除困難，采用3cm厚木板刨光配一定的方木作為內(nèi)模，混凝土澆筑后不再拆除?？紤]到橫梁、邊腹板處自重較大，立桿間距局部加密為60cm90cm。考慮到支架的整體穩(wěn)定性，在縱向每4.5m設(shè)通長剪刀撐1道，橫向每隔3跨布置剪刀撐l道。為便于高度調(diào)節(jié)，每根立桿頂部配可調(diào)頂托，可調(diào)范圍30cm。按照施工區(qū)處理后的地面高程與梁底聲程之差，采用LG300、LG0、LG0、LG0、LG90等規(guī)格的桿件進行組合安裝。 1.2.模板設(shè)計與驗算模板必須能夠正確地保證其形狀和位置，因而設(shè)計模板時必須進行強度設(shè)計和剛度驗算，確保模板具有足夠的強度和剛度。 1.2.1.底模板設(shè)計與驗算 （1）荷載計算: 模板自重：a=0.55kNm2；鋼筋混凝土自重：b=20.75kNm2；施工荷載：c2.5kNm2（集中荷載P=2.5kN)；振搗荷載：d=2.0kNm2。 （2）強度驗算 當施工荷載均布時，可近似按5跨等跨連續(xù)梁計算，即：l=0.2mq1=1.2(a+b)+1. 4(c+d)1.0=3l. 3kNm Mmax=-0.1q1l=-0.2kN.m 當施工荷載集中于跨中時，按5等跨連續(xù)梁計算設(shè)計荷載： q2=1.2(a+b)+1.4d1.0=27.8KN/m集中設(shè)計荷載P1.4(2.5/5)=0.7kNMmax=-0.1q2l2-0.8Pl=-0.9kN.m可見，施工荷載集中于跨中時，彎距。=Mmax/Wx=0.91/(10.2/6) =8.34MPa（3）剛度驗算按1m寬度計算，則q3=1.0(a+b)1.0=20.845KNE=7000MPaI=1.00.3/=0.3333-6m4?=0.644q3l4/(0EI)=0.37mm1.2.2.側(cè)模板設(shè)計與驗算側(cè)模板采用5cm厚木版內(nèi)釘1cm厚竹膠板。 （1）水平荷載計算新澆混凝土對模板的側(cè)壓力?；炷恋臐沧⑺俣?1.5m/h，混凝土初凝時間t=4h.a=0.22t121/2=35.7KPaa=h=36KPa取較大值：a=36KPa振搗荷載：b=4.0KN/m2傾倒荷載：c=2.0KN/m2 （2）強度驗算近似按3跨連續(xù)梁計算：q=1.2a+1.4(b+c)1.0=51.6KN/ml=1.0mMmax=-0.0ql2=-5.KN.m=Mmax/Wx=5.1/(1.00./6) =8.60MPa（3）剛度驗算q=1.0a1.0=36.00KNE=7000MPaI=1.00.3/=1.8-5m4=0.677ql4/(0EI)=1.3mm1.3.支架設(shè)計與驗算由于支架縱木和橫木的強度和剛度計算方法與模板類似，本文就不再累敘，下面僅就碗扣支架進行設(shè)計和驗算。 （1）荷載計算 模板自重：a=0.5KN/m2；縱木橫木自重：b=0.35 KN/m2；鋼筋混凝土自重：c=20.75 KN/m2；施工荷載：d=1.5 KN/m2；振搗荷載：e=2.0 KN/m2。q=1.2（0.5+0.35+20.75）+1.4（1.5+2.0）=30.334 KN/m2每根立柱承受荷載力P=qA=30.3341.20.9=32.76KN （2）立桿驗算以1、2節(jié)間立桿為單元進行計算。立桿為483.5鋼管，則：A=4.89cm2，Ix=. cm4，Wx=5. cm3，回旋半徑rx=1.579cm立桿細長比為：=h/rx=1.50/1.579=4（3）地基承載力驗算立桿底部為5cm厚25cm寬的木板，板底為50cm厚的夯實石灰土。板底承載力驗算。A=0.250.9=0.225m2=P/A=5.51.2m按整體受力計算，則石灰土底壓應(yīng)力：=p+H=30.334+1.70.5 =31.4KPa2.模板與支架的施工及質(zhì)量控制 2.1.支架搭設(shè)與質(zhì)量控制 2.1.1.基礎(chǔ)處理由于現(xiàn)澆箱粱在施工過程中荷載較大且菏澤地區(qū)為黃泛沖積平原，土質(zhì)較差，因此在搭設(shè)支架前對地基進行了如下處理：首先把施工區(qū)域內(nèi)的淤泥、雜物及泥漿池中的泥漿清理干凈，分層換填好土并壓實，壓實度按90%控制。局部處理合格，整體整平后，再分層填土壓實。壓實度按93%控制。最上層填50cm厚的三七灰土，分2層碾壓成型，壓實度不低于93%。 2.1.2.支架搭設(shè)在處理合格后的地基土上橫向鋪一層cmcm方木（也可鋪設(shè)一層5 cm厚的木板）。底部用水泥砂漿找平。支架采用WDJ碗扣式支架，支架底部墊0mm2mm8mm鋼板，支架底部承托均座在方木上，根據(jù)上述計算，支撐體系順橋向間距嚴格按0cm、橫橋向間距嚴格按90cm控制，對于橫梁及箱梁邊腹板處支架進行加密，即橫向間距不變，縱向間距按60cm控制。橫桿上下層的間距按不大于0cm控制，且每根立桿至少要有2層橫桿連接。為增強大架體系的穩(wěn)定性，順橋向每4.5m設(shè)1道通長剪刀撐。橫向每隔3跨沒1道剪刀撐，剪刀撐與碗扣支架立桿、水平桿相交處，轉(zhuǎn)扣設(shè)置數(shù)量按大于85%控制。最后按作業(yè)要求設(shè)置防護欄及連接、加固桿件。為便于調(diào)節(jié)支架頂部高度，在支架頂部設(shè)置了可調(diào)頂托，頂托上面橫向分布一層cmcm方木,調(diào)節(jié)可調(diào)頂托高度使方木均勻受力，在橫向方木上滿布cmcm方木，間距為20cm,并把鈀釘固定牢靠，可調(diào)頂托調(diào)整高度嚴格控制在30cm以內(nèi)。以確保架子頂自由端的穩(wěn)定。 2.2.模板施工質(zhì)量控制 2.2.1.鋪設(shè)底模板底模板采用mm優(yōu)質(zhì)竹膠模板，鋪設(shè)時，模板牢固打在方木上，模板與模板之間用海棉條填塞。底模板鋪設(shè)計完成后，清除模板表面外露海綿條，竹膠板的縱向拼縫下面必須設(shè)置通長方木，確保模板拼縫質(zhì)量。為了檢查支架的承載能力，減小和清除支架的非彈性變形及地基的沉降量，在支設(shè)模板前對支撐體系進行預(yù)壓。預(yù)壓材料為砂袋，荷載為設(shè)計荷載的1.2倍，分段加載，預(yù)壓48h，預(yù)壓時每跨5個斷面，每個斷面5個點，每6h觀測1次。觀測的方法是采用水準儀倒尺測量，測加載前標高為1,加載后標高為2,卸載后標高為3。根據(jù)觀測結(jié)果繪制出沉降曲線。由于地基處理是采用局部換填土，整平壓實后，再用50cm灰土分層壓實，%考試大%壓實度達93%以上，所以地基變形很小。2d觀測值小于1mm，故可忽略。在以后的觀測中，采用在觀測點處的縱（或橫）方木上釘一向下長木條，對應(yīng)地基上固定一向上木條，在兩木條重合處任意斷面做橫線。加載后，橫線之間的相對位移即為支架本身的彈塑性變形值。預(yù)壓后，通過可調(diào)承托精確調(diào)整底模板標高其標高設(shè)定時應(yīng)考慮設(shè)置預(yù)拱度。預(yù)拱度設(shè)置要考慮梁自重所產(chǎn)生的撓度、支架受載后產(chǎn)生的彈性變形和非彈性變形、支架基礎(chǔ)的沉降、張拉以后的反拱等因素。 2.2.2.支設(shè)側(cè)模和翼緣模板在支設(shè)完成底模板后支設(shè)側(cè)模板和翼緣模板，其支撐采用cmcm方木，制作支撐框架順橋向每隔1.0m設(shè)1個支撐，同時，在兩支撐之間加裝方木。一頭緊靠于側(cè)模上，另一頭用碗扣扣于支架上，為了使支撐成為整體共同作用，在翼緣板支撐方木下，設(shè)2道縱