方形柱蓋梁剪力銷法懸臂澆筑施工工法

1、橋梁工程-方形柱蓋梁剪力銷法懸臂澆筑施工工法Bridge project-square column cover beam shear pin method the cantilever construction methods目 次1 前言12 工法特點(diǎn)13 適用范圍14 工藝原理15 工藝流程及操作要點(diǎn)66 材料與設(shè)備87 質(zhì)量控制88 安全措施99 環(huán)保措施1010 效益分析1011 工程實(shí)例111 前言蓋梁是指為支撐、分布和傳遞上部結(jié)構(gòu)的荷載，在排架樁墩頂部設(shè)置的橫梁，又叫帽梁。主要作用是支撐橋梁上部結(jié)構(gòu)，并將全部荷載傳到下部結(jié)構(gòu)。常規(guī)的蓋梁施工方法有三種：滿堂支架法、抱箍法和剪力銷法

2、，其中滿堂支架法對(duì)地基要求比較高，一般要求對(duì)地基進(jìn)行壓實(shí)處理，對(duì)軟土地基還需要澆注混凝土地坪，因此對(duì)于地基的處理要花費(fèi)較多的人力物力。另外對(duì)于高墩不僅安裝費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且需要對(duì)支架進(jìn)行預(yù)壓以消除非彈性變形；抱箍法利用在墩柱上的適當(dāng)位置安裝抱箍產(chǎn)生的最大靜摩擦力來克服臨時(shí)設(shè)施及蓋梁的重量，但只適合于圓形墩柱的施工，且抱箍中鋼箍與墩柱之間的摩擦系數(shù)的取值難以掌握，依墩柱表面的平整度或粗糙度而異，施工時(shí)易發(fā)生抱箍滑落事故，支架能承受的荷載不高；剪力銷法受力情形相對(duì)簡(jiǎn)單，主要受剪力和彎矩作用，它的原理是把蓋梁及施工荷載的重量傳給縱梁，再由縱梁傳給橫梁，再由橫梁傳遞給橫穿于墩柱中的實(shí)心圓鋼，再由實(shí)心圓鋼將

3、荷載傳遞給墩柱，最終由墩柱承受所有力。經(jīng)過研究對(duì)比后，我集團(tuán)采用了經(jīng)濟(jì)適用的剪力銷法施工蓋梁，并經(jīng)過研究分析總結(jié)出本方形柱蓋梁剪力銷法懸臂澆注施工方法。2 工法特點(diǎn)2.1剪力銷法對(duì)地基無任何要求，消除了不良地基條件對(duì)蓋梁施工的約束。2.2剪力銷法的安裝高度不受柱高度的限制。2.3剪力銷法適應(yīng)性強(qiáng)。不論水中、岸上以及有無系梁都可以采用，適用范圍廣。2.4剪力銷法施工具有投入少、便于操作、節(jié)約工期等特點(diǎn)，從而節(jié)約了資金，降低了施工成本。2.5剪力銷法不受墩柱形狀的限制，無論圓形柱還是方形柱都可以進(jìn)行蓋梁施工。2.6剪力銷法施工時(shí)不存在支架結(jié)構(gòu)的非彈性變形，只要首次施工進(jìn)行預(yù)壓進(jìn)行檢驗(yàn)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，安

4、全高效。2.7剪力銷法施工結(jié)構(gòu)新穎，節(jié)能環(huán)保，優(yōu)質(zhì)高效。3 適用范圍剪力銷法適用于公路、鐵路、市政等墩柱蓋梁施工，尤其適用于地基承載力差、水邊、山區(qū)、墩柱較高和工程量較大的工程，以及非圓形墩等不宜采用支架法和抱箍法等情況。4 工藝原理4.1剪力銷受力分析及力學(xué)模型建立蓋梁荷載首先通過方木傳遞到槽鋼上，再通過槽鋼傳遞到工字鋼上，最后傳遞到剪力棒上，方木、槽鋼、工字鋼、剪力棒形成懸臂受力體系，對(duì)其撓度變形和剪力進(jìn)行受力驗(yàn)算。4.1.2荷載荷載包括靜荷載：蓋梁混凝土及鋼筋自重、模板、方木、工字鋼、砂箱重量；動(dòng)荷載：人員及小型機(jī)具荷載、振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載、風(fēng)載等。為了便于計(jì)算，工字鋼和剪力銷之間按

5、鉸接考慮。4.2受力驗(yàn)算4.2.1所有荷載重量計(jì)算4.2.1.1蓋梁模板的自重Q14.2.1.2蓋梁混凝土的重量Q24.2.1.3施工人員和施工機(jī)具荷載Q34.2.1.4振搗混凝土?xí)r的荷載Q44.2.1.5方木的重量Q54.2.1.6槽鋼的重量Q64.2.1.7工字鋼的重量Q74.2.1.8砂箱的重量Q84.2.2方木的受力驗(yàn)算將驗(yàn)算所得值與方木的抗彎強(qiáng)度進(jìn)行比較，驗(yàn)證是否滿足受力要求。受力體系圖彎矩圖剪力圖4.2.3槽鋼的受力驗(yàn)算W值查詢可得將驗(yàn)算所得值與槽鋼的抗彎強(qiáng)度進(jìn)行比較，驗(yàn)證是否滿足受力要求。受力體系圖彎矩圖剪力圖4.2.4工字鋼的驗(yàn)算W值可查詢得到將驗(yàn)算所得值與規(guī)范允許值進(jìn)行比較，

6、驗(yàn)證是否滿足規(guī)范要求。受力體系圖彎矩圖剪力圖 砂箱的受力驗(yàn)算將驗(yàn)算所得值與鋼的抗剪強(qiáng)度進(jìn)行比較，驗(yàn)證是否滿足受力要求。剪力棒的受力驗(yàn)算剪力棒主要承受剪力，所以只進(jìn)行剪力驗(yàn)算：（不考慮混凝土參與受力，僅作安全儲(chǔ)備）將驗(yàn)算所得值與鋼棒的抗剪強(qiáng)度進(jìn)行比較，驗(yàn)證是否滿足受力要求。4.3荷載預(yù)壓受力計(jì)算完成后，用等荷載施壓的方法進(jìn)行實(shí)際檢驗(yàn)，確定其尺寸與承受力的關(guān)系，同時(shí)驗(yàn)算支撐體系的穩(wěn)定性。5 工藝流程及操作要點(diǎn)5.1工藝流程安裝支架施工方案審批測(cè)量放樣底模鋪設(shè)鋼筋質(zhì)材料檢驗(yàn)監(jiān)理工程師檢查鋼筋骨架片成型鋼筋綁扎鋼筋驗(yàn)收支側(cè)、端模板混凝土配比審批澆注混凝土坍落度檢驗(yàn)?zāi)０宀鸪Ъ懿鸪炷翉?qiáng)度檢驗(yàn)圖5.1

7、 工藝流程圖工藝流程：預(yù)埋孔洞穿入圓鋼安裝鋼托架安裝槽鋼橫梁安裝底模板安裝鋼筋安裝側(cè)模板澆注混凝土養(yǎng)生拆側(cè)模板拆底模板拆鋼托架拆鋼棒進(jìn)入下個(gè)蓋梁施工5.2施工要點(diǎn)5.2.1剪力銷安裝墩身施工時(shí)，在墩柱預(yù)埋PVC管，預(yù)埋孔洞底面標(biāo)高=設(shè)計(jì)墩頂標(biāo)高-（底模+方木+槽鋼+工字鋼厚度+砂箱高度+圓鋼高度）。要求定位準(zhǔn)備，誤差不大于5mm。如果誤差較大時(shí)可通過楔木調(diào)整，使標(biāo)高滿足規(guī)范要求。拆模后，測(cè)量放線并放出墩頂標(biāo)高，配合汽車起重機(jī)將圓鋼在兩墩柱上穿入并固定，上面采用墩柱兩側(cè)各放一根工字鋼做橫向主梁，兩條工字鋼安裝平穩(wěn)，主梁上面安放一排間距相等的槽鋼。在槽鋼上鋪設(shè)底模板，蓋梁斜角部分可采用方木進(jìn)行支墊

8、，用木楔調(diào)平。同時(shí)搭設(shè)1m寬的施工作業(yè)平臺(tái)，平臺(tái)周圍設(shè)置護(hù)欄，并懸掛安全網(wǎng)。5.2.2蓋梁施工蓋梁鋼筋在鋼筋加工廠進(jìn)行制作，采用汽車起重機(jī)吊裝蓋梁鋼筋，由鋼筋工人輔助卸下鋼筋，按照?qǐng)D紙進(jìn)行綁扎。鋼筋綁扎自檢合格后報(bào)監(jiān)理工程師檢驗(yàn)，檢驗(yàn)合格后開始吊裝模板，進(jìn)行安裝。模板剛度、強(qiáng)度符合技術(shù)規(guī)范要求，安裝完畢后對(duì)其平面位置、頂面標(biāo)高及縱橫向穩(wěn)定性進(jìn)行檢查。模板安裝完畢經(jīng)監(jiān)理工程師檢驗(yàn)合格后開始澆筑混凝土，澆筑前將墩柱頂面用水濕潤(rùn)后再用與混凝土同一品牌和規(guī)格的水泥砂漿涂抹一層，混凝土澆筑要求一次連續(xù)完成，澆筑至蓋梁梁體頂面設(shè)計(jì)標(biāo)高后，將梁體頂面抹平。澆筑完畢后要用土工布覆蓋并定期灑水養(yǎng)生。蓋梁混凝土達(dá)

9、到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，將其表面鑿毛，測(cè)出支座墊石的位置與高程后澆筑墊石并覆蓋養(yǎng)生，允許偏差標(biāo)準(zhǔn)詳見下表 剪力銷法蓋梁施工實(shí)測(cè)項(xiàng)目允許偏差標(biāo)準(zhǔn)檢查項(xiàng)目檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法斷面尺寸（mm）20尺量：檢查3個(gè)斷面軸線偏位（mm）10全站儀或經(jīng)緯儀：縱、橫各測(cè)兩點(diǎn)頂面高程（mm）10水準(zhǔn)儀：檢查35點(diǎn)支座墊石預(yù)留位置（mm）10尺量；每個(gè)剪力銷法施工示意圖如下 剪力銷法施工示意圖5.2.3拆模、養(yǎng)護(hù)在混凝土終凝后，開始灑水養(yǎng)護(hù)，用土工布覆蓋，共養(yǎng)生7天。混凝土抗壓強(qiáng)度達(dá)到2.5Mpa后，方可進(jìn)行側(cè)模拆除，拆模時(shí)不得硬砸以免損傷混凝土面層。待混凝土抗壓強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度75%后，可進(jìn)行底模和支架的拆除。5.2.4剪力

10、銷的拆除拆除底模時(shí)，先將砂箱打開，然后取出方木和槽鋼，由于混凝土和模板的粘結(jié)力使底模牢牢的粘在蓋梁混凝土上，不受外力不會(huì)自動(dòng)脫落，方木和槽鋼拆除后，用汽車起重機(jī)將蓋梁底模兩側(cè)吊住，然后人工輕輕敲打，使其脫落坐落在工字鋼上，然后從側(cè)面滑出。6 材料與設(shè)備6.1材料表6.1 材料清單表序號(hào)材料名稱型號(hào)數(shù)量（根）備注1鋼棒90mm2剪力棒2工字鋼36b2 受力主梁3槽鋼16b20小橫梁4鋼管219mm/249mm2砂箱5方木10cm*10cm10蓋梁底模墊層6木楔子10cm*30cm高度調(diào)平層6.2設(shè)備表6.2 材料清單表序號(hào)機(jī)具名稱數(shù)量單位性能1混凝土運(yùn)輸車1輛良好225T汽車吊1輛良好3電焊機(jī)3

11、臺(tái)良好4振搗棒4個(gè)良好7 質(zhì)量控制7.1質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)城市橋梁工程施工與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范(CJJ 2-2008)；公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范(JTJ 041-2000)；7.1.3公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)（JTG F 80/1-2004）；7.1.4鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范（GB50205-2004）；7.1.5建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程（JGJ81-2002）；7.1.6低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼（GB/T1591-2000）；碳素結(jié)構(gòu)鋼（GB/T700-2002）。7.2質(zhì)量控制措施7.2.1嚴(yán)格控制蓋梁高程及各斷面尺寸在規(guī)范容許范圍內(nèi)。7.2.2支座墊塊及預(yù)埋件要在蓋梁施工時(shí)預(yù)埋，在蓋梁全部施工完成后再澆注支座墊

12、塊，以保證支座頂面標(biāo)高準(zhǔn)確無誤。7.2.3施工前合理組織機(jī)械、人員、材料，保證施工過程連續(xù)，各種材料符合規(guī)范要求；對(duì)參與施工的機(jī)械提前調(diào)試，保證施工過程中機(jī)械性能良好。7.2.4模板的剛度和加工精度及模板的定位精度是混凝土外觀線性的保證，因此在施工過程中要確保其制作及安裝精度。7.2.5施工期間，隨時(shí)與氣象部門取得聯(lián)系。不得在不利于施工的天氣條件下施工，以保證混凝土質(zhì)量及施工安全。7.2.6蓋梁施工時(shí)，要隨時(shí)觀測(cè)模板的變形，并及時(shí)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，以保證蓋梁的幾何形狀符合設(shè)計(jì)要求。8 安全措施8.1執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)8.1.1公路施工安全技術(shù)規(guī)程8.1.2建筑施工安全技術(shù)統(tǒng)一規(guī)范8.2安全控制措施項(xiàng)目設(shè)立安

13、全管理機(jī)構(gòu)，建立現(xiàn)場(chǎng)安全監(jiān)督、檢查小組，針對(duì)工序特點(diǎn)，進(jìn)行安全交底，嚴(yán)格執(zhí)行項(xiàng)目經(jīng)理部安全保證體系的有關(guān)規(guī)定，經(jīng)理部與每個(gè)作業(yè)人員簽訂安全生產(chǎn)責(zé)任書。成立以項(xiàng)目經(jīng)理為首的安全領(lǐng)導(dǎo)小組，配備專職安全工程師，負(fù)責(zé)全面的安全管理工作；建立健全安全領(lǐng)導(dǎo)小組，配備專職安全員，負(fù)責(zé)各項(xiàng)安全工作的落實(shí)；做到有計(jì)劃、有組織地進(jìn)行預(yù)測(cè)、預(yù)防事故的發(fā)生。建立健全安全生產(chǎn)責(zé)任制，實(shí)行誰主管誰負(fù)責(zé)。從項(xiàng)目經(jīng)理到生產(chǎn)工人，明確各自的崗位責(zé)任，簽定安全生產(chǎn)責(zé)任書，各專職機(jī)構(gòu)和業(yè)務(wù)部門要在各自的業(yè)務(wù)范圍內(nèi)對(duì)安全生產(chǎn)負(fù)責(zé)。加強(qiáng)全員的安全教育，使廣大職工牢固樹立“安全第一，預(yù)防為主”的意識(shí)，克服麻痹思想，組織學(xué)習(xí)有關(guān)安全方面的

14、規(guī)章制度、安全生產(chǎn)知識(shí)，做到思想上重視，生產(chǎn)上嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程。堅(jiān)持經(jīng)常和定期安全檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)事故隱患，堵塞事故漏洞；堅(jiān)持以自查為主，互查為輔，邊查邊改的原則。技術(shù)部門要嚴(yán)格按照安全生產(chǎn)的要求編制工程項(xiàng)目的施工組織設(shè)計(jì)，施工前編制各分項(xiàng)工程安全施工方案，尤其對(duì)高空作業(yè)、臨邊作業(yè)、防高空墜物、防電擊等要認(rèn)真編寫，經(jīng)審核后方可施工。8.2.6現(xiàn)場(chǎng)安全操作管理：電焊作業(yè)人員需經(jīng)考試合格后，持證上崗；施工人員上下必須采用安全爬梯或腳手架，高空作業(yè)必須佩帶安全帶；拆除工字鋼及底模時(shí)，要用鋼絲繩系牢，吊車拆除或人工倒鏈下放，嚴(yán)禁自由墜落；所有參與施工人員必須接受現(xiàn)場(chǎng)專職安全員的安全知識(shí)培訓(xùn)，遵守施工現(xiàn)場(chǎng)

15、的安全管理規(guī)定；施工現(xiàn)場(chǎng)必須有專職安全員，施工負(fù)責(zé)人是現(xiàn)場(chǎng)安全管理第一責(zé)任人。9 環(huán)保措施9.1執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)9.1.1施工中要嚴(yán)格遵守中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法（1989.12）、建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)管理?xiàng)l例（中華人民共和國(guó)國(guó)務(wù)院令第253號(hào)）等國(guó)家有關(guān)環(huán)境保護(hù)的規(guī)定，不得污染河流等當(dāng)?shù)丨h(huán)境，要采取有效環(huán)保措施保護(hù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境。9.2環(huán)?？刂拼胧┍臼┕し椒ㄓ啥罩苯映惺芗袅Π粢陨虾奢d，無需對(duì)地基進(jìn)行特殊處理，對(duì)環(huán)境要求不高，因而對(duì)環(huán)境影響很小。剪力銷法采用的設(shè)備一次投入，可多次循環(huán)使用。只需投入少數(shù)設(shè)備即可滿足工程需要，節(jié)約大量鋼材等材料。9.2.3施工現(xiàn)場(chǎng)必須保持整潔，施工機(jī)具嚴(yán)禁隨意丟棄。9.2.4工程

16、廢棄物、生活垃圾等應(yīng)定期清理，以免污染水土環(huán)境。9.2.5降低施工噪聲，盡可能地減少對(duì)周邊居民的噪聲污染。10 效益分析10.1經(jīng)濟(jì)效益本工法計(jì)劃性、程序化很強(qiáng)，技術(shù)工藝先進(jìn)，可操作性強(qiáng)，工程質(zhì)量和安全均可得到保障。蓋梁采用此法施工，能大大節(jié)省工程投資，同時(shí)可較大幅度縮短工期，并能創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，更有利于環(huán)境保護(hù)。10.2社會(huì)與環(huán)保效益采用本工法施工操作簡(jiǎn)單，節(jié)省了大量支架及勞動(dòng)強(qiáng)度。通過實(shí)踐的施工證明，剪力銷法蓋梁施工具有較好的實(shí)用性、先進(jìn)性、科學(xué)性，能夠加快施工速度，縮短工期，降低工程成本，保護(hù)環(huán)境。通過實(shí)際工程應(yīng)用證明，本工法具有較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果和較高的推廣應(yīng)用價(jià)值。11 工程實(shí)例劍邑大橋項(xiàng)目工地龍津洲大橋,墩柱為方形墩，大部分蓋梁施工采用剪力銷法進(jìn)行施工。蓋梁尺寸長(zhǎng)16.5米，寬2米，高1.9