橋墩及橫系梁同步施工工法

橋墩與橫系梁牛腿托架同步施工工法中鐵二局第一工程有限公司何壽海劉漢龍?zhí)平汽惾阒芾蚯把詷蛄焊叨赵O(shè)計時需要在兩墩柱間設(shè)置橫系梁以增加墩身橫向剛度避免墩身橫向失穩(wěn)。高墩橫系梁傳統(tǒng)的施工方式有支架法、鋼棒法和抱箍法等。鋼棒法和抱箍法需要先將墩柱施工完畢，在墩柱上穿設(shè)鋼棒或安裝抱箍后安裝系梁施工平臺再施工系梁，即墩柱與橫系梁按兩道工序分開組織施工；支架法可采取墩柱與橫系梁分開或同步施工，需將墩柱模型或墩柱混凝土施工完成后方能搭設(shè)支架。橫系梁傳統(tǒng)施工方式存在施工周期長、施工速度慢、施工工序繁瑣等缺點，不能達(dá)到墩柱與橫系梁同步、快速、簡便的施工。在汕昆高速公路貴州境板壩（桂黔界）至江底（黔滇界）第一合同段橋梁下構(gòu)施工中，課題小組通過對墩身及橫系梁施工工序、模型結(jié)構(gòu)進(jìn)行深切研究，總結(jié)形成橋墩與橫系梁牛腿托架同步施工技術(shù)，實現(xiàn)橋墩與橫系梁同步、快速施工，加速橋梁下構(gòu)施工進(jìn)度，提高施工效率。通過該項目成功應(yīng)用，總結(jié)形成此工法。工法特點墩柱與橫系梁同步施工橫系梁利用墩柱模型作為支撐柱，改變傳統(tǒng)方式依托墩柱支撐的方式，實現(xiàn)墩柱和橫系梁混凝土同步施工。操作簡便、施工進(jìn)度快牛腿事前焊接在墩柱模型上，墩柱模型安裝到位后，在牛腿上安裝型鋼搭設(shè)系梁施工平臺，然后安裝系梁底模、鋼筋、側(cè)模，同步施工墩柱、系梁混凝土，減少傳統(tǒng)方式穿設(shè)鋼棒、搭設(shè)支架安裝系梁施工平臺時刻，操作簡便、施工進(jìn)度快。施工本錢底牛腿托架法施工橫系梁從材料的投入上分析，較傳統(tǒng)施工方案投入的材料費用低，同時橫系梁平臺材料可全數(shù)倒用于蓋梁施工，材料的周轉(zhuǎn)利用率高，施工本錢底。適用范本工法適用于公路和市政橋梁橋墩設(shè)有橫系梁的施工。

工藝原理雙柱式橋墩與橫系梁牛腿托架同步施工工法原理為墩柱模型即作為墩身混凝土施工的外模又作為橫系梁施工的支撐柱，同時經(jīng)受墩柱混凝土、系梁及施工平臺的施工荷載。事前在墩柱模型上焊接牛腿墩攵柱模型安裝就位后在牛腿上安裝橫系梁施工平臺安裝系梁鋼筋、模型，系梁混凝土和墩身混凝土同步澆筑；砼達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后，拆除系梁模型、托架平臺、墩柱模型倒用至該墩位上一節(jié)墩柱和橫系梁一樣方式完成上一節(jié)墩柱和上一道橫系梁的施工，直至該墩位施工完成。施工工藝流程及操作要點施工工藝流程見圖圖施工工藝流程圖操作要點圖施工工藝流程圖牛腿施工牛腿設(shè)計：牛腿采用兩根長500mm、200mm的［20a槽鋼焊接成"口"字型；槽鋼頂部安放墊板，采用200x200mm、8=20mm鋼板制作并與槽鋼焊接,用來擱置千斤頂；焊縫間滿焊。牛腿設(shè)計見圖。牛腿與墩身模型連接牛腿與墩柱模型連接采取焊接方式焊接在半圓形墩柱中間位置，豎向距模型頂1170mm（焊接位置由系梁托架平臺千斤頂、工字鋼、槽鋼及系梁底模厚度肯定）；牛腿長邊與墩身模型豎向肋（墩身模型設(shè)計采用［80槽鋼）焊接，焊接長度不小于400mm，焊縫厚度不小于5mm（經(jīng)驗算焊縫長度200mm能知足設(shè)計要求，安全系數(shù)按

2倍考慮）；為增強(qiáng)模型結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固，對牛腿連接處的一節(jié)墩柱模型的豎向肋與面板焊縫滿焊處置。牛腿與墩柱模型連接見圖。槽鋼僧鋼wLn槽鋼僧鋼wLn圖牛腿與墩柱連接圖圖牛腿與墩柱連接圖圖牛腿設(shè)計圖墩柱鋼筋模型安裝1鋼筋安裝：墩柱鋼筋在鋼筋加工廠集中加工，采用平板運(yùn)輸車運(yùn)至施工現(xiàn)場，再采用吊車起吊安裝就位；鋼筋吊裝前，在鋼筋籠周圍布設(shè)砼墊塊，墊塊按梅花形、很多于4個/m2布置。2模型制作與安裝1） 模型設(shè)計：墩柱模型設(shè)計為大塊鋼模、分控制作（節(jié)段長和）每節(jié)由兩個半圓形組合。面板采用85mm鋼板、橫向連接法蘭采用12mm鋼板氣割而成、豎向連接法蘭采用75x8mm角鋼、豎向增強(qiáng)筋采用80x8mm扁鋼和8號槽鋼（距離設(shè)置1水平筋板采用80x8mm扁鋼；周邊設(shè)置中18mm、間距200mm螺栓孔，通過中16mm螺栓連接。焊接要求：水平筋板雙面焊接，筋板與面板之中斷焊，距離150-200mm、焊接長度40-50mm。2） 模型安裝：依照墩柱設(shè)計高度，對模型進(jìn)行現(xiàn)場組拼；墩柱模型按半圓形方式組拼，采用汽車吊車一次起吊安裝就位。墩柱模型組拼時，按照系梁設(shè)計高程推算組拼模型高度，然后肯定所需組拼模型模數(shù)（節(jié)數(shù)及節(jié)長度），并將事前焊接有牛腿的一節(jié)墩柱模型置于頂部。3） 模型固定：墩柱模型采取纜風(fēng)固定，在模型上部拉設(shè)三處（模型周邊均散布設(shè)）設(shè)置角度45~60°,以保證模型穩(wěn)固。墩柱模型安裝完成后，在墩柱一側(cè)安裝定制的安全爬梯作為操作人員上下通行通道。安全爬梯沿墩柱豎向搭設(shè)，采用中10鋼筋、每間距5m在墩柱上固定一道，以保證爬梯穩(wěn)固性；同時爬梯周圍掛設(shè)安全密目網(wǎng)，采用扎絲嚴(yán)實綁扎在爬梯上，爬梯底部四腳采用10X10cm方木支墊，方木安放在實地上，以保證架體的穩(wěn)固?，F(xiàn)場安全爬梯搭設(shè)見圖。注意事項：必需在中部位置布設(shè)一道［8號槽鋼作豎向增強(qiáng)筋，利于牛腿焊接；模型每處螺栓孔位置必需依照設(shè)計采處螺栓孔位置必需依照設(shè)計采圖安全爬梯搭設(shè)圖系梁托架平臺安裝托架平臺由QLD50螺旋千斤頂（最大頂伸長度150mm，經(jīng)驗算32噸螺旋千斤頂能知足設(shè)計要求）I45a工字鋼（長度12m）和［14b槽鋼（長度4m,考慮了雙側(cè)操作平臺所需寬度）組成。系梁施工完后，千斤頂、工字鋼和槽鋼可用于蓋梁施工，系梁托架平臺兼做工人操作平臺。墩柱模型依照設(shè)計位置校正后，安裝系梁托架平臺。具體操作步驟及要點如下：1千斤頂安裝：先旋出千斤頂?shù)穆菪龡U，旋出長度7?10cm，然后將千斤頂安放在牛腿上；測量千斤頂螺旋桿頂部高程是不是知足設(shè)計要求，若與設(shè)計高程有誤差，則調(diào)節(jié)千斤頂使螺旋桿頂部高程知足設(shè)計要求。2工字鋼安裝與加固：采用汽車吊車起吊工字鋼，并將其安放在墩柱模型雙側(cè)的千斤頂上。工字鋼的固定辦法為別離在距工字鋼兩頭位置采用中20mm拉桿將其緊固在墩柱模型上。將工字鋼固定完畢后，方能進(jìn)行下道工序施工。3槽鋼安裝：槽鋼采用汽車吊車起吊安裝，在工字鋼上按間距45cm均勻安放。系梁托架平臺設(shè)計見圖，現(xiàn)場系梁托架平臺安裝見圖。

圖系梁托架平臺設(shè)計圖圖現(xiàn)場系梁托架平臺安裝圖圖系梁托架平臺設(shè)計圖圖現(xiàn)場系梁托架平臺安裝圖系梁模型鋼筋安裝托架平臺安裝完畢后，對高程、平面位置等進(jìn)行檢測，檢查合格后進(jìn)行下道工序施工。具體施工順序為：橫系梁底模安裝一橫系梁鋼筋安裝一橫系梁側(cè)模安裝。系梁底模、側(cè)模設(shè)計成大塊鋼模。底模安裝完成后測量放樣，進(jìn)行系梁鋼筋和側(cè)模安裝。具體見圖所示。橫系梁底模安裝完成后，及時安裝操作平臺。托架平臺設(shè)計時，已將［14槽鋼加長至4m，操作平臺充分利用橫系梁雙側(cè)的空余空間（每側(cè)）設(shè)置；在平臺槽鋼上鋪設(shè)凰2mm木板，槽鋼端部豎向焊接長鋼管，鋼管中部、頂部橫向焊接中16鋼筋，外側(cè)掛設(shè)安全密目網(wǎng)。施工注意事項：為了便于上一節(jié)墩柱模型的定位連接及系梁模型的倒用在系梁模型上再增加一節(jié)長度或的墩柱模型。增加一節(jié)墩柱模型的長度需按照施工的上一節(jié)墩柱的長度肯定，同時注意墩柱鋼筋下料時也隨之加長。圖橫系梁模型安裝圖墩身系梁砼澆筑對模型垂直度、中線位置、墩柱模型加固、系梁平臺加固等查驗合格后進(jìn)行下道工序混凝土施工?；炷猎诎韬驼炯邪柚?，罐車運(yùn)至現(xiàn)場，吊車起吊入模。模型內(nèi)掛設(shè)串筒，混凝土對稱、水平分層澆筑，層厚控制50cm，采用插入式振搗器搗固?；炷敛捎猛凉げ几采w灑水養(yǎng)生，模型拆除后纏裹塑料薄膜養(yǎng)生，養(yǎng)護(hù)時刻很多于14天。施工注意事項：為減小混凝土入模時產(chǎn)生的沖擊荷載對托架平臺的影響，系梁混凝土從雙側(cè)墩柱位置入模，并保證對稱施工。模型拆除待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后進(jìn)行模型拆除。模型拆除采取人工配合汽車吊車進(jìn)行拆除，依照后支先拆、先支后拆的原則順序進(jìn)行，具體為橫系梁側(cè)模一橫系梁底模及托架平臺一墩柱模型。拆除后的系梁、墩柱模型就近倒用到該墩位上一節(jié)墩柱和橫系梁的施工。橫系梁、墩柱模型的倒用見圖，現(xiàn)場墩柱及橫系梁施工完成圖片見圖。施工注意事項：橫系梁頂增加的一節(jié)墩柱模型保留不拆除，便于上一節(jié)墩柱模型的定位連接。圖橫系梁、墩柱模型倒用 圖現(xiàn)場墩柱及橫系梁施工完成圖勞動力組織

本工法需要的勞動力按鋼筋制安、模型托架安裝、混凝土施工等工序劃分，需要勞動力見表勞動力配置表。表勞動力配置表序號工種人數(shù)（人）工作內(nèi)容備注1現(xiàn)場負(fù)責(zé)人1現(xiàn)場指揮、協(xié)調(diào)2技術(shù)員1施工技術(shù)指導(dǎo)3試驗員1試驗檢測4安全員1現(xiàn)場安全檢查5吊車指揮員1吊車操作指揮6鋼筋工6鋼筋制作安裝7模型工6模型、托架平臺的安裝及拆除8混凝土工4混凝土澆筑合計21主要設(shè)備本工法需要的設(shè)備主要有：鋼筋加工設(shè)備、模型托架平臺安拆設(shè)備、砼拌制運(yùn)輸設(shè)備、砼搗固設(shè)備等。需要設(shè)備見主要設(shè)備配置表。表主要設(shè)備規(guī)格數(shù)量表序號設(shè)備名稱規(guī)格單位數(shù)量（臺）備注1砼拌和設(shè)備套12鋼筋加工設(shè)備套13汽車吊車25噸臺14砼罐車12m3臺25插入式振搗器ZDN80臺31臺備用主要材料本工法無特殊材料，利用的工程材料主要有：Q345鋼筋，鋼模型，QLD50螺旋千斤頂、I45aT字鋼、［14槽鋼。質(zhì)量控制質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)雙柱式橋墩與橫系梁牛腿托架同步施工質(zhì)量控制執(zhí)行《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTGTF50-2011）相關(guān)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。質(zhì)量控制要點經(jīng)現(xiàn)場施工總結(jié)，雙柱式橋梁墩身與橫系梁牛腿托架同步施工質(zhì)量控制要點有幾個方面：牛腿長邊與墩身模型豎向肋（［80槽鋼）焊接，焊接長度不小于400mm，焊縫厚度不小于5mm；肋筋與面板焊縫滿焊處置（只針對牛腿連接處的一節(jié)墩柱模型），以增強(qiáng)模型結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固。必需在中部位置布設(shè)一道［8號槽鋼作豎向增強(qiáng)筋，利于牛腿焊接；模型每處螺栓孔位置必需依照設(shè)計采用的螺栓進(jìn)行連接，嚴(yán)禁漏連。千斤頂安裝完成后測量螺旋桿頂部高程知足設(shè)計要求，誤差控制在±10mm范圍內(nèi)。安全辦法墩柱系梁施工屬高空作業(yè)，整個施工進(jìn)程操作工人仍應(yīng)按規(guī)定要求配戴安全帽、安全繩等安全設(shè)施。施工工程中，搭設(shè)定制安全爬梯作為上下通行通道。安全爬梯沿墩柱豎向采用@0鋼筋、間距5m在墩柱上固定一道，以保證爬梯穩(wěn)固性;同時爬梯周圍掛設(shè)安全密目網(wǎng)，用扎絲嚴(yán)實綁扎在爬梯上，爬梯底部四腳用10x10cm方木支墊，方木安放在實地上。托架平臺工字鋼采用物0mm拉桿緊固在墩柱模型上，未固定完畢之前，不能進(jìn)行下道工序施工。橫系梁底模安裝完成后，及時安裝操作平臺，以保證后續(xù)工序的施工操作人員的安全。環(huán)保辦法施工便道采用灑水車灑水，避免揚(yáng)塵?；炷翝仓瓿珊笕粲惺Ｓ啵砂韬驼菊{(diào)度人員統(tǒng)一安排處置，嚴(yán)禁隨意傾倒在施工現(xiàn)場。養(yǎng)護(hù)完成后，將覆蓋的土工布、塑料薄膜集中搜集堆放，避免其在施工現(xiàn)場隨意飄散影響環(huán)境。效益分析經(jīng)濟(jì)攵益本工法不僅為墩柱與橫系梁同步快速施工提供了技術(shù)支撐，而且創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益，具體分析情形如下：本工法與支架法相較，從材料的利用上分析，兩種方式只是在橫系梁平臺的支撐上利用不同的方式，本工法采用牛腿、千斤頂加工字鋼方式、支架法采用滿堂架作方式，上部平臺利用的材料槽鋼均一樣；從施工時刻分析，支架法施工需要先安裝墩柱模型，然后搭設(shè)支架安裝系梁施工平臺再施工系梁，但本工法能實現(xiàn)墩柱模型安裝完成后當(dāng)即進(jìn)行系梁施工平臺的搭設(shè)，經(jīng)現(xiàn)場實施情形統(tǒng)計支架法施工循環(huán)周期為9天，對比后一個循環(huán)本工法較支架法減少施工時刻2天。與支架法相較，本工法節(jié)約本錢費用萬元（針對本項目），節(jié)約施工時刻約30%，本錢費用分析見表。本工法與穿鋼棒施工方式相較，從材料的利用上分析，兩種方式只是在橫系梁平臺的支撐上利用不同的方式，本工法采用牛腿加千斤頂方式、穿鋼棒法采用鋼棒加千斤頂方式，上部平臺利用的型鋼材料均一樣（工字鋼、槽鋼）；從施工時刻分析，穿鋼板施工需要先將墩柱施工完畢后，再穿設(shè)鋼棒安裝系梁施工平臺再施工系梁，即墩柱與系梁分兩道工序組織施工，但本工法能實現(xiàn)同步施工，減少一道橫系梁循環(huán)施工周期，經(jīng)現(xiàn)場實施情形統(tǒng)計本工法施工循環(huán)周期（含砼養(yǎng)生期）為7天，穿鋼棒施工循環(huán)周期為11天，對比后一個循環(huán)本工法較鋼棒法減少施工時刻4天。與穿鋼棒法相較，本工法節(jié)約本錢費用萬元（針對本項目）,節(jié)約施工時刻約50%，本錢費用分析見表。本工法與抱箍施工方式相較，從材料的利用上分析，兩種方式只是在橫系梁平臺的支撐上利用不同的方式，本工法采用牛腿加千斤頂方式、抱箍法采用抱箍加千斤頂方式，上部平臺利用的型鋼材料均一樣（工字鋼、槽鋼）；從施工時刻分析，抱箍施工需要先將墩柱施工完畢后，再安裝抱箍安裝系梁施工平臺再施工系梁，即墩柱與系梁分兩道工序組織施工，但本工法能實現(xiàn)同步施工，減少一道橫系梁循環(huán)施工周期，經(jīng)現(xiàn)場實施情形統(tǒng)計本工法施工循環(huán)周期（含砼養(yǎng)生期）為7天，抱箍施工循環(huán)周期為11天，對比后一個循環(huán)本工法較抱箍法減少施工時刻4天。與抱箍法相較，本工法節(jié)約本錢費用萬元（針對本項目），節(jié)約施工時刻約50%，本錢費用分析見表。表本錢費用比較表序號施工方案每道橫系梁一套支撐體系材料費用（萬元）擬投入數(shù)量（套）費用（萬元）備注1支架法122鋼棒法143抱箍法14按墩徑計算4牛腿托架法9本工法較支架法節(jié)約成本費用萬元、較穿鋼棒法節(jié)約成本費用萬元、較抱箍法萬元。注：1.以上費用計算按照本工程所在地材料價錢計算，上表不含工期節(jié)約的本錢費用。2.上表投入套數(shù)按照本項目工期安排計算。社會效益采用墩身與橫系梁牛腿托架同步施工方式安全、質(zhì)量靠得住，且施工工藝簡便、施工進(jìn)度快、本錢低，效