高墩現(xiàn)澆箱梁支架施工工藝工法

1、高墩現(xiàn)澆箱梁支架施工工藝工法1、 前言在進行現(xiàn)澆梁施工時，一般的施工方法是對地基加固處理，然后搭設滿堂支架。但對于地勢陡峭、墩身高達40m的現(xiàn)澆箱梁而言，采用滿堂支架施工不僅地基處理難度較大，安全性降低，而且材料、人員投入也較大。貝雷梁柱式支架是現(xiàn)澆箱梁施工中常用的一種支架形式，尤其在重荷載、高墩柱、跨度大的情況時，則是較為經(jīng)濟安全的一種支架型式。宜巴高速公路第十九標合同段興山互通3、4、5、6、7#橋均為20m現(xiàn)澆梁，其下構為薄壁墩，地形陡峭，墩柱最高達42.5m，上構屬單箱單室現(xiàn)澆箱梁，采用貝雷梁柱式支架施工，在支架施工過程中，項目部技術人員對支架基礎處理、剪刀撐連接、貝雷片安裝及施工機械

2、的綜合運用不斷分析，總結形成高墩現(xiàn)澆箱梁貝雷梁柱式支架施工工法。2、 工法特點2.0.1 施工工藝及條件相對簡單，安全、質(zhì)量容易控制； 同滿堂腳手架施工相比，貝雷梁柱式支架施工在重荷載、高墩柱、大跨度現(xiàn)澆箱梁的情況下，則更為經(jīng)濟安全；2.0.3 能夠避免大面積處理地基，能夠減少人員投入；2.0.4 基本是機械配合人工作業(yè)，施工效率高，施工速度快，工期上能滿足要求。2.0.5 在直線地段或曲線上縱、橫坡較大的現(xiàn)澆箱梁，處理較簡單。3、適用范圍 本工法適應于公路、市政、鐵路橋梁直線地段和曲線地段的連續(xù)現(xiàn)澆箱梁及其它現(xiàn)澆構件的施工。4、工藝原理 貝雷梁柱式支架結構主要有混凝土基礎、鋼管立柱、工字鋼橫

3、梁、貝雷片縱梁、鋼管架組成。支架結構傳力途徑為：模板方木頂托鋼管架貝雷片縱梁工字鋼橫梁鋼管立柱混凝土基礎地基。 利用鋼管柱作臨時支撐，貝雷片作梁 鋼管立柱垂直方向每隔6米在平面上設置了平面聯(lián)系，減小了鋼管立柱的自長度，增加了鋼管立柱的整體性。 貝雷支架總體布置圖 5、施工工藝流程及操作要點5.1 施工工藝流程貝雷片橫向連接設置預拱度鋼管架平連觀察預壓數(shù)據(jù)焊接質(zhì)量自檢 支架預壓貝雷片上鋪16槽鋼搭設鋼管架安裝加強弦桿、連接貝雷片安裝貝雷片縱梁加工工字鋼橫梁安裝工字鋼橫梁鋼管樁加工連接橫撐、剪刀撐檢測鋼管樁垂直度、連接質(zhì)量支立鋼管樁基礎鋼筋綁扎基礎預埋件制作擴大基礎澆筑測量放樣基礎地基處理（換填）

4、施工準備貝雷梁柱式支架施工工藝流程圖5.2 操作方法及要點 地基處理地基處理工作主要是清除支架地段原地面雜物、淤泥及承臺基坑積水等，采用含水量合適的素土、或石灰土、或碎石土分層回填壓實至設計標高；或?qū)υ孛嬲接脡郝窓C壓實，必要時對原地面20cm范圍做5%摻灰處理。具體要求為：地基壓實度85%，用壓路機壓實后無“彈簧”土，平整度30mm。5.2.2 擴大基礎設置 基礎設置為方形基礎，邊長為2.4m，高1.2m，上下設置加強鋼筋網(wǎng)（如圖所示），在施工基礎前對地基承載力試驗，擴大基礎處地基承載力必須達到350kpa。鋼管柱基礎施工圖5.2.3 鋼管柱安裝在基礎施工完成后，進行鋼管柱安裝。鋼管立柱采

5、用直徑630mm鋼管柱（壁厚10mm），鋼管安裝前，在基礎上先用全站儀對平面控制點位置進行精確放樣，擰緊首節(jié)與基礎的預埋螺栓，鋼管分段吊裝空中豎向連接，鋼管柱兩端焊接法蘭盤，法蘭盤用8mm厚鋼板，采用螺栓連接，當采用焊接連接時應嚴格控制其對接的精確度，安裝時嚴格控制鋼管的傾斜度小于0.1%。每安裝6m高設置一個鋼抱箍，抱箍四面焊接橫、縱、斜向聯(lián)系，聯(lián)系采用16號槽鋼，并設置抗傾覆抱箍與該平面墩身連接，使其連為整體，增強其穩(wěn)定性。鋼管柱的頂部采用80cm80cm1.5cm的鋼板作為法蘭與工字鋼橫梁焊牢，以增強橫梁的穩(wěn)定性。 鋼抱箍施工圖（單位：cm）5.2.4 貝雷片安裝 在鋼管柱和橫梁安裝完畢

6、并經(jīng)過檢查驗收合格后，進行貝雷片吊裝。貝雷片的吊裝采用兩種方法。在場地條件好，貝雷片補償并且塔吊或吊車有足夠的起吊能力的情況下，可在地面先拼接貝雷片后，整聯(lián)雙排吊裝，如果場地場地條件不好，貝雷片又過長，塔吊或吊車的起吊能力有限時，可將雙排貝雷片縱向分為幾節(jié)，分跨吊裝拼接。安裝順序為先吊裝中間，后對稱吊裝兩邊的貝雷片，吊裝完成后，按設計用角鋼作為橫向聯(lián)系，增強貝雷片的橫向剛度。吊裝作業(yè)必須又專人指揮，起吊和下落須平穩(wěn)，避免對立柱等結構造成沖擊，以確保安全。貝雷桁架片兩兩組合成一幅，每兩片用支撐架連為整體，同時用L75758cm的角鋼每隔3米將全部貝雷梁兩兩連接，保證貝雷片的整體性。貝雷片安裝完畢

7、后，在貝雷片上鋪設16#槽鋼，安裝鋼管支架，鋼管支架橫向按貝雷片的間距布置，縱向按90cm間距布置，然后安裝頂托，鋪設橫向方木，最后鋪設底模。5.2.5 支架預壓1、支架預壓主要是收集支架、地基的變形數(shù)據(jù)，作為檢驗和調(diào)整預拱度設置的依據(jù)， 本項目安排在互通6#橋3#4#墩處，采用砂袋進行預壓，預壓荷載按照設計要求取1.2倍的梁體自重。做法如下：2、在預壓段，按計算荷載擺放砂袋，砂袋密度按1.7t/ m3，經(jīng)計算翼緣板頂面砂袋堆放高度為1.0m1.2m（自邊緣向中間遞增），而墩頂橫梁處砂袋堆放高度為1.2+1.8=3m。為確保預壓荷載與現(xiàn)澆砼時加載型式一致，先在腹板處堆疊砂袋，然后再在腹板內(nèi)側，

8、最后在翼緣板頂面堆疊砂袋。3、觀測： 預壓前每隔5米設一個觀測斷面，每個斷面設置3個測點（均位于腹板底下部位），每個測點吊掛一個垂球。在支架未施加預壓荷載前實施第一次觀測，記為D1，而后勻速加載；當全部加載完成后，每12小時觀測一次，直至沉降穩(wěn)定后進行卸載，并記錄卸載之前的最后一次觀測值記為D2；卸載后進行第三次觀測，記為D3；砼澆筑完成后，開始卸架，卸架后進行第四次觀測，記為D4。4、觀測成果及預拱度調(diào)整：通過（D3-D2）觀測值計算，可求的卸架前支架、基礎的彈性及非彈性變形值，即：支架在一期恒載作用下的彈性變形、非彈性變形和基底沉降f4；通過（D4-D2）觀測值計算，可求的卸架后梁體自身的

9、擾度值，并進行相應預拱度調(diào)整。5.2.6 預拱度設置和擾度控制 1、預拱度值主要考慮因素有：支架變形沉降、箱梁自重、施工荷載、混凝土收縮和徐變等，包括：卸架后一期恒載產(chǎn)生的繞度f1；卸架后二期恒載產(chǎn)生的繞度f2；成橋后3年內(nèi)砼收縮和徐變產(chǎn)生的繞度f3；支架在一期恒載作用下的彈性變形、非彈性變形和基底沉降f4，其中f4值設置如下：1） 貝雷支架承受施工荷載引起的彈性變形1=f撓=1.0cm。2）基礎、鋼管墩與工字鋼在荷載作用下的非彈性壓縮2取1.5cm。3） 模板在荷載作用下的非彈性壓縮3為砼下沉量及各接觸面變形量總和： 1 為砼下沉量，取0.2cm；2 為貝雷片與分配梁接觸面變形量，取0.2c

10、m；3 為分配梁與木楔接觸面變形量，取0.2cm；4 為木楔與木楔接觸面變形量，取0.2cm；5 為木楔與小方木接觸面變形量，取0.3cm。3 =1+2+3+4+5=0.2+0.2+0.2+0.2+0.3=1.3cm則非彈性變形值為：4=3+2=1.5+1.3=2.8 cm2、卸架前跨中彈性變形1=1.0cm從中間（20m跨）向兩邊按二次拋物線進行分配，兩支點處預拱度值為零，拋物線方程為：Y=-0.001x2+0.2x y 1.0cm 0 10 x（m）3、卸架后箱梁只有兩個承載點，產(chǎn)生的跨中（20m跨）繞度f5=f1+f2+f3，按經(jīng)驗取值為1.4cm（其中f1=1.0cm，f2+f3=0.

11、4cm），兩端墩頂處預拱度值為零，拋物線方程為：Y=-0.014x2+0.28x y 1.4cm 則累加預拱度計算見下表： 0 10 X（m）Xy 03.336.669.9913.3216.65202+32.82.82.82.82.82.82.8卸架前1分布值00.60.91.00.90.60卸架后f5分布值00.81.21.41.20.80合計2.84.24.95.24.94.22.85.2.7 支架的拆除 1、支架的拆除為支架搭設的逆工序，先降低頂托落模，人工拆除模板及方木。先拆除貝雷片的橫向聯(lián)系，再將翼板下的貝雷片用塔吊或吊車吊走，底板下的貝雷片用倒鏈向兩側橫移，用同樣辦法吊走。工字鋼橫

12、梁和鋼管立柱的拆除可以通過在箱梁施工時預留卸架孔，用卷揚機吊走、結構驗算a、在梁距端12.5米的范圍內(nèi)為線型變化荷載，梁端為7.0*26=182kN/m, 其中腹板重：（0.5+0.7）*1.4*2*26）/4.5*2=9.7kN/m2 ；梁中為4.3*26=111.8kN/m, 其中腹板重：（0.5*1.4*2*26）/4.5=8.1kN/m2 。翼緣板每米重:(0.15+0.4)2/22.62=2.86T ，計0.715T/ m2，翼緣板處荷載q=7.15+2.5+1+2=12.65 KN/m2。 b、方木、模板自重1. 0KN/ m2。 c、施工人員和施工機具行走荷載：2 .5KN/ m

13、2。 d、振搗砼產(chǎn)生的荷載：2 KN/ m2。 e、貝雷梁自重：270kg/每片6片18組/20m=1.458t/m1、貝雷梁受力計算1）標準國產(chǎn)貝雷梁桁片允許彎矩788kN.m，假設每片貝雷片均勻受力，Mmax/ M0=7875/788=10片。根據(jù)施工及受力需要布置12排貝雷片，因梁體的主要荷載在腹板上，所以在布置貝雷片時在腹板位置10排貝雷片，兩邊翼緣板處各一排。 施工立面圖共設置12排貝雷片，滿足施工要求。2、貝雷梁撓度計算：假設所有荷載為中間10片雙層貝雷梁承擔，以均布荷載q=175/10=17.5kN/m，跨度L=18米的簡支梁計算，f=5*qL4/(384*EI)=5*17.5*

14、103*184/(384*2.1*105*106*250500*10-8)=45.4mm20/400=50mm。滿足要求。3、大橫梁驗算大橫梁為兩根40b型工字鋼如下圖焊接： 鋼管柱頂大橫梁（兩根40b工字滿焊）圖A=2*94.07cm2,Ix=2*22781cm4 ,Wx=2*1139 cm3。工字鋼最大跨徑為4.5米，根據(jù)受力分析得：根據(jù)受力分析得最大彎矩Mmax=439.97KN.M， 最大剪力=185.25KN， 剪應力max=Qmax/A=185.25/(2*94.07)=9.8MPa96.56 MPa所以采用二根40b工字鋼能滿足要求.4、鋼管立撐受力計算按鋼管柱布置圖，現(xiàn)假設該立

15、撐采用4根直徑630mm，壁厚10mm的鋼管，高度按最高40m考慮，平面距離均為4.5m，沿高度方向用I20a工字鋼按4m間距將鋼管連接成整體，水平工字鋼之間焊斜撐，以保證其穩(wěn)定受力，將該鋼管立撐采用4肢格構柱進行計算，計算式如下。1）整體穩(wěn)定性驗算lox= loy=4000cm換算長細比根據(jù)ox查表得軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)根據(jù)計算中該梁考慮自重的力為300t，考慮1.3的安全系數(shù)即該格構柱的頂部受力為390t，假設最大有10cm的偏心，偏心受壓彎M=153KN.M，鋼管抗彎截面系數(shù)W=4.17106mm3，計算過程略。整體穩(wěn)定性滿足要求2）格構柱單肢穩(wěn)定性驗算l=400cm單肢穩(wěn)定性滿足要求5.2

16、.9勞動力（見表1）勞動力情況表 表1序號崗位與職責人數(shù)備注1施工負責人1安排施工任務2技術員3負責技術工作3安全員1負責安全檢查4質(zhì)檢員1負責質(zhì)量檢查5測量員2負責測量6塔吊司機2塔吊操作及保養(yǎng)7汽車吊司機2汽車吊操作及保養(yǎng)8班組長3負責立管樁、剪刀撐、貝雷片施工9電工1負責電路10焊工20切割、焊接鋼管樁、剪刀撐、11架子工15搭設鋼管架、安裝貝雷片12模板工6基礎混凝土澆筑13機修工2配件加工、機械維修14普工10文明施工、安全防護、材料運輸?shù)?、材料與設備6.1 材料（見表2） 貝雷梁柱式支架材料用量表 見表2 序號物資名稱規(guī)格單位單位重量數(shù)量重量結構名稱1螺旋管Q235 D630*1

17、0 L-7500mmt900m立柱2工字鋼Q235 I40b L-9000mmt126m橫梁3槽 鋼Q235 16at1200m立柱連接4鋼 板Q235 800*800*16mmt125.6kg/m220m22.5立柱頂心5鋼 板 Q235 10mmt78.5kg/m2100 m27.85立柱加強6聯(lián)接片L75758 45cmt9.03kg/m8808.184貝雷片連接7聯(lián)接片L75758 90cmt9.04 kg/m3423.09貝雷片連接8聯(lián)接片L75758 150cmt9.05 kg/m94.320.85貝雷片連接9貝雷片321 16Mnl3000mmt270kg/片28877.710貝

18、雷銷子30CrMnTi50*200套840套11加強弦桿321 16Mnl3000mm根270套12弦桿螺栓45#鋼M36*120套540套13角 鋼L75*75*8t9.03kg/m235m2.13貝雷片間連接14鋼 管直徑4.8cm、壁厚3.5mmt1000m15高強螺絲8.8級套600166.2 主要施工機具和設備（見表3） 貝雷梁柱式支架施工主要機具和設備表 表3序號名 稱規(guī)格及型號單 位數(shù) 量備 注1塔吊TC5100臺12汽車吊QY-25臺1倒運材料、配合塔吊作業(yè)3電焊機BX1-500臺12焊接鋼管樁、剪刀撐4氧氣、乙炔切割設備套105臨時性變壓器315KVA臺16發(fā)電機120KW臺

19、2備用電源7全站儀NiKon DTM-452C臺1測量定位8水準儀徠卡臺19插入式振動棒50型臺2基礎混凝土澆筑10手拉葫蘆5t個811卷揚機2t臺7、質(zhì)量控制7.1 規(guī)范與標準 公路橋涵施工技術規(guī)范JTJ0412000 鋼結構設計規(guī)范（GB500172003） 鋼結構工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范（GB502052001） 建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范（JGJ1302001）7.2 質(zhì)量控制措施 針對工程的具體情況編制有針對性的施工方案，由項目部技術負責人組織專業(yè)施工人員認真審學圖紙，并組織工長和技術工人學習施工方案，對工人進行質(zhì)量技術培訓，進行詳實的質(zhì)量技術交底，確保工人吃透操作要點。7.2

20、.2 嚴格控制材料質(zhì)量，材料進場后應提供質(zhì)量證明文件、檢測報告，需要復試的應按規(guī)范要求進行復試。7.2.3 支架剪刀撐搭設要嚴格按照施工方案和規(guī)范進行檢查驗收。 編制貝雷梁柱式支架施工作業(yè)指導書，嚴格按照貝雷梁柱式支架施工作業(yè)指導書操作。8、安全措施貝雷梁柱式支架施工為高空作業(yè)，為確保工程順利進行，保證施工人員及設備交通安全，特擬定以下安全保證措施：8.1總體措施8.1.1認真貫徹執(zhí)行“安全第一、預防為主”的方針政策，嚴格執(zhí)行中華人民共和國安全生產(chǎn)法、建筑法及建設工程安全生產(chǎn)管理條例等法律法規(guī)和建設部頒發(fā)實施的JGJ5999建筑施工安全檢查標準。加強對所有參加施工的人員進行“三級”安全教育，學習有關安全操作規(guī)程，提高大家的安全意識，增強安全觀念。切實做好安全自身保護工作。建立健全各種規(guī)章制度，制定各種安全操作規(guī)程，重要部位、特殊工序制定專項安全措施，持證上崗。加強安全生產(chǎn)管理，健全安全責任制，以人為本，科學地搞好安全生產(chǎn)文明施工。做好建筑工地消防安全工作，落實防火措施，配備消防器材，制定消防安全應急處置預案以及交通安全。8.2、具體措施施工現(xiàn)場建立安全管理網(wǎng)絡，設立專職安全員，處理安全和勞動保護問題及可能發(fā)生的事故、事苗。施工人員進入現(xiàn)場，必須戴好安全帽和其他必要的防護用品。施工現(xiàn)場和其他有危險的地方要設立明顯的示警標志，基坑和溝槽四周