大跨径三角刚构现浇组合支架施工工法

曾招雄

中铁十五局集团第一工程有限公司 陕西 西安 710018

1 前言

由中铁十五局集团第一工程有限公司施工的渼陂湖水系生态项目水利设施二标段,萯阳门大桥作为标段最大的单体结构物,横跨涝河,长139m,双幅宽35m,双向横坡1.5%。上部结构刚构＋挂孔(50＋39＋50)m,两侧对称布置混凝土三角刚构体系,中间设一联长39m钢箱梁简支挂梁,两侧三角刚构体系中桥面系梁为预应力混凝土结构,纵坡4.5%,采用分离式箱形截面,截面为三箱单室直腹板,高度1.8m,单幅宽17.5m,悬臂长2m,斜撑为普通钢筋混凝土结构。斜撑与桥面系梁在桥台处和钢箱梁挂孔处通过横梁连为一体。下部结构为桩基接承台或桥台,承台上设置与斜撑连接的基座,基座上为墩柱。

2 工法特点

2.1 施工支架采用钢筋混凝土桩基、钢管柱、横梁、贝雷梁、分配梁、满堂碗扣支架组合而成。

2.2 钢筋混凝土桩基可以增加承载力,减少沉降,比钢管桩节省了大量的成本。

3 适用范围

3.1 该工法适用于钢筋混凝土现浇拱桥及类似结构。

3.2 地基较为软弱,以细砂和粉质粘土为主,桥下净空较低,采用满堂支架高度太大、稳定性、沉降无法满足梁体施工要求的项目。

4 工艺原理

4.1 下部采用桩基接钢管柱支架提高了支架的高度,满足河道中洪期施工要求,且能跨越障碍物并保证承载力、沉降、稳定性。

4.2 按照设计要求进行分段分层搭设支架,相互不受干扰,立模、绑扎钢筋、浇注混凝土、上层支架搭设可以交错进行。

5 施工工艺及操作要点

5.1 施工工艺流程

5.2 施工准备

5.2.1 制定组合支架方案,对地质情况进行分析计算,通过自重和支架等其它荷载进行分析,确定桩径桩长。

5.2.2 通过水文资料确定流水断面高程,确定钢管柱顶高程。

5.3 通过荷载确定组合支架(钢管柱、贝雷片、横梁、分配梁、工字钢、碗扣架)等型号和间距,钢料必须满足国家Q235钢材质量要求。

5.4 桩基及桥台处硬化施工 桩基施工采用反循环钻机施工,在桩基施工前将场地平整,在合适的位置挖泥浆池。

5.5 钢管柱连接 钢管柱采用630*10mm型号,材质均为Q235B,立柱与桩基相连的地方采用与预埋钢板焊接,与承台相连的地方采用膨胀螺栓与混凝土连接。

5.6 纵、横梁、分配梁、碗扣架安装 钢管柱施工完毕后,进行纵、横梁安装。横向钢梁采用工56a双拼工字钢,材质均为Q235B,制作时工字钢纵缝连接应进行满焊,接长先采用坡口焊接,两侧再用10mm钢板满焊成型,工字钢腰板处加设加劲板。

5.6.1 工字钢安装

5.6.1.1 首先检查钢管桩的垂直度确保无误后,在钢管桩上划分出工字钢的位置。

5.6.1.2 吊装设备的准备与检验,QTZ80塔吊及其吊装辅助工具,并检验其完好性。*

5.6.2 贝雷梁安装 贝雷梁采用标准321贝雷片通过标准花架和支撑竖杆组合拼接而成,材质为16Mn。

5.6.3 分配梁安装 分配梁采用工20b铺设,平铺在贝雷梁上面,局部没有贴紧的部位垫厚度不等的铁片,保证分配梁与贝雷梁之间没有空隙,分配梁的间距根据荷载大小分为30cm和60cm两种间距。

5.6.4 碗扣支架搭设■ 检查碗扣架钢管有无弯曲,有无断裂现象,碗扣支架通过平托落在分配梁上面,桥台硬化处顶托下铺10*10cm方木,要严格控制好顶、底托丝杠的外露长度不超过规范20cm的规定,碗口支架横杆步距为600mm,纵桥向立杆间距均为60cm,其上纵向铺设工10型钢,工字钢上铺10×10cm方木,与底模系统连为一体。箱梁处间距为60cm,在顶板下方为900mm,跨中牛腿处,因为混凝土高度约为4.6m,此处立杆纵向为30cm。

5.7 支架预压 碗扣支架检验合格后预压测量支架的弹性变形以及消除支架的非弹性变形。

5.8 模板安装加固

5.8.1 为了保证主拱圈外表面混凝土的光洁和平整,其内外模板均采用δ＝15mm的竹胶板。

5.8.2 在铺设梁底模时根据预压弹性变形设置预拱度。

5.8.3 内模安装应在底板钢筋安装好后进行。

5.9 混凝土浇筑

5.9.1 浇筑混凝土时要设置沉降标志,模板要派专人看模。

5.9.2 由于斜撑坡度最大达1：1,混凝土浇筑成型困难,混凝土浇筑前在底板上下层钢筋横向绑扎间距100cm铁丝网,防止混凝土振捣时下滑,浇筑混凝土时从下往上浇筑,先浇筑底板至腹板倒角处。

5）本工程裙房纵向长度为52.60m，为减小温度变化和混凝士收缩对结构的影响，在结构平面纵向中部增设混凝土膨胀加强带，膨胀加强带中混凝土强度等级与两侧相同，掺加适量的膨胀剂，与两侧混凝土同时浇筑[2]。

5.10 桥面系梁支架提升

5.10.1 连接系加固：待斜撑混凝土浇筑完毕进行桥面系梁支架安装,首先安装钢管柱的连接系,连接系通过325*7.5mm钢管和斜撑预埋钢板之间焊接,每个钢管柱四个连接点,彼此夹角为90°。

5.10.2 牛腿加工：牛腿采用20mm钢板与钢管柱打孔焊接,上接牛腿钢板,下面焊接加劲板。

5.10.3 横梁安装：横梁采用工56cm型钢,分别搁置在牛腿和钢管柱顶板上,连接部位满焊。

6 质量控制

6.1 材料进场必须通过检验,桩基和钢管柱位置严格控制,防止与结构冲突。

6.2 钢结构所有焊接必须持证上岗,严格按交底焊接。

7 环保措施

7.1 遵守当地有关环卫、市容、文明施工的规定,确保工地现场达到当地文明施工管理标准。

7.2 建筑垃圾实行袋装化,封闭管理,使现场无直接外露建筑垃圾。

7.3 桩基施工时泥浆严禁排到河道中。

7.4 施工完成后,按计划撤除所有临建、机械及剩余建筑材料,清理建筑垃圾。

7.5 在支架上高空作业时严禁向外向下抛物污染河流。

8 效益分析

本工法利用的贝雷梁、钢管柱、工字钢等各自的优点,搭配使用,具有承载力大,构件轻巧、拼装灵活快捷等优点,利用混凝土桩价格低廉,达到节省费用的目的；利用钢管柱承载力大,达到过水净空要求；利用贝雷梁承载力大,达到节省材料的目的；利用碗扣架搭设方便,达到调整线性作用；利用工字钢纵梁截面积小,达到净空小部位使用。

9 工程实例

中铁十五局集团一公司施工的西安渼陂湖生态项目萯阳门大桥三角刚构存在断面结构复杂,净空狭小,工期任务紧,项目部根据现场地质和结构特点,采用组合支架施工,合理组织、精心施工,编制了萯阳门大桥三角刚构现浇支架施工方案并顺利通过专家组的评审。本工艺通过现场实施和不断优化改进,取得了预期目标。