软土地基现浇盖梁支架设计及施工关键技术
2021-12-06胡轲鸣万冰瑶邓明菊
胡轲鸣 万冰瑶 邓明菊
摘 要:本文结合宁波机场快速路南延工程现浇盖梁支架设计、施工,分析软土地基现浇盖梁支架设计、施工中的关键技术,为类似工程提供了参考。
关键词:现浇盖梁;支架;地基;预压;支架搭拆
引言
随着我国城镇化快速推进,城市快速路建设高架桥梁越来越多的被各地政府采用,高架桥梁施工中现浇盖梁由于其自重大,施工工艺复杂,风险因素多,一直是参建各方控制的重点,特别是现浇盖梁支架,更是现浇盖梁施工控制的关键。本文对现浇盖梁支架施工关键技术及应用进行了详细的研究,希望可以为广大工程技术人员提供参考。
1 工程概况
机场快速路南延南段(绕城高速-岳林东路)工程位于宁波市奉化区东环北路,采用“主线高架+地面辅道”建设形式,设双向6车道,道路标准段宽度25.5m,标准段采用盖梁结构,盖梁长24m,宽2.85m,高1.9m。
2 高架盖梁支架设计
盖梁支架形式根据高度不同分为两种形式:
(1)主线盖梁和高度≥15m的匝道盖梁采用型钢+碗扣钢管支架组合。结构形式自上而下为盖梁底模板(1.2mm竹胶板)+横向方木10×10cm +Φ48.3(壁厚3.5mm)双钢管+顶托+碗扣钢管支架+纵向25a工字钢+横向双拼40a工字钢+Φ609×12mm钢管柱+条型混凝土基础。
支架从上自下为:碗扣支架采用Φ48.3(壁厚3.5mm)钢管,布置为60×60×120cm,靠近上立柱两侧的碗扣支架布置为30×60×120cm,纵向工字钢(采用25a工字钢,间距60cm),横向双拼40a工字钢,纵向间距2.8m,下部采用Φ609×12mm钢管,横向布置二排,以承台纵向轴中心线对称排布,横向每排布置7根Φ609×12mm钢管,横向间距4.3m,纵向间距2.8m,相邻钢管之间上下用10#槽钢焊接成为桁架形式,焊接槽钢间距不大于5m,见下图:
(2)高度<15m的匝道盖梁采用满堂碗扣钢管支架。自上而下为盖梁底模板(1.2mm竹胶板)+10×10cm方木+Φ48.3(壁厚3.5mm)双钢管+顶托+碗扣支架+底座。
采用满堂碗扣钢管支架,碗扣支架采用Φ48.3(壁厚3.5mm)钢管,盖梁承重区域碗扣支架布置为60cm(横向)×30cm(纵向)×120cm(步距),外侧非承重区域布置为60cm(横向)×60cm(纵向)×120cm(步距)。在高度方向横杆步距120cm,使所有立杆联成整体,为确保支架的整体稳定性,纵横和水平方向都设置剪刀撑。支架搭设好后,用可调顶托来调整支架高度或拆除盖梁底模板用。支架安装好后,在可调顶托上纵向铺设Φ48.3mm(壁厚为3.5mm)的双钢管,间距60cm,双钢管上横向铺设10cm×10cm方木,间距30cm,然后在其上铺设12mm竹胶板底模。
(3)剪刀撑布置见下表:
3 现浇盖梁支架施工准备
技术准备:熟悉设计图纸及现场实际情况,根据施工需要,提前做好施工前的技术交底和安全技术交底。
现场准备:对现场地基进行处理,处理结果应符合相关要求;进行保通道路翻交保障墩柱、盖梁施工空间;接入施工所需水电的,为墩柱、盖梁施工创造条件。
材料准备:提前进行钢模设计及制作、木模及木方采购加工、梯笼脚手架等材料准备;提前做好支架及其他材料检测工作。所使用的钢筋、钢材、焊条等须有出厂合格证,材料进场后按规范和设计要求进行委托检测。
4 地基类型及处理方法
在宁波区域,常见高架桥梁盖梁支架基础为三种类型,分别为现状沥青路面,承台及周边地基和原状土区域地基三种。
4.1现状沥青路面及处理方法
对于现状道路改造快速路,盖梁支架的部分支架支撑在现状沥青路面上。现有道路为一级公路,公路一级车辆荷载集中荷载标准值为550KN,按照《公路工程技术标准》中车辆荷载技术指标,路面承载力大于500KPa,在道路基础完好的情况下,其路面承载力完全能满足支架搭设地基要求。故可以直接搭设,不用进行地基处理。
4.2承台及周边地基及处理方法
承台范围内的支架钢管可以直接支撑在承台上,对部分位于承台四周位置的地基,按设计要求进行级配碎石分层回填压实,压实度达到道路施工压实标准,然后浇20㎝厚C25混凝土地坪作为支架基础。
4.3原状土区域地基及处理方法
对部分支架处于现状素填土地面,采用换填不小于60㎝厚塘渣,用20T压路机碾压密实,然后浇筑20㎝厚C25混凝土面层作为支架基础。
4.4地基处理注意事项
支架基础处理范围为支架范围两侧各加宽1m。
地基应该坚实、平整,场地应有排水措施,不应有积水。
5 支架基础、支架预压及模板预拱度的设置
5.1预压目的
由于在支架安装过程中,各支柱、杆件与等各结点之间存在一定的间隙,在荷载作用下,除弹性变形外还将产生部分非弹性变形,所以必须对支架进行不小于施工总重量进行模拟预压,按照梁體混凝土重量的120%等效荷载进行充分预压,以消除非弹性变形,同时测出弹性变形,绘制出荷载—变形曲线,以找出支架对应于承担荷载情况的支架下沉量,以便为确定底模预拱度提供依据。
5.2预压方法
预压采用混凝土块预压(也可用其他同重量的材料代替)的方法进行,加载时采用汽车吊吊装人工配合堆放。
5.3预压要求:
预压荷载按梁体自重的120%进行,加载分三级进行,即60%、80%、100%的加载总重,加载过程要求平衡对称进行。
5.4沉降观测:
试压时在跨1/4L、1/2L和梁体两端设置观测点,每个断面3点,每个测点对应的混凝土支架基础上设一测点。顶部测点采用铅垂细钢丝绳系在梁底方木上,距地面1m位置坐好标记。预压荷载施加前,应先监测并记录各监测点的初始标高。每级加载后,应先停止下一级加载,每间隔12h对支架沉降量进行一次监测。当支架顶部监测点12h的沉降量平均值小于2mm时,可进行下一次加载。全部预压荷载施加完毕后,每隔24小时观测1次,记录各监测点标高、计算沉降量。沉降量的测量采用高精度水准议,预压时设专人观测,记下各阶段的高程值,然后计算沉降量,若沉降量不满足要求时,需对基础和支架进行加固措施,再进行试验,直到满足要求为止。
5.5卸载
卸载时用汽车吊配合人工吊装,从先加载的一端开始,卸载混凝土块时要垂直起落,不得在模板上拖拉。
(1)支架基础卸载
对支架基础的预压监测过程中,各监测点连续24h的沉降量平均值小于1mm或连续72h的沉降量平均值小于5mm时,判定支架基础预压合格,可卸载。
(2)支架卸载
在全部加载完成后的支架预压监测过程中,各监测点最初24h的沉降量平均值小于1mm或最初72h的沉降量平均值小于5mm时,判定支架预压合格,可卸载。
卸载后,监测各监测点的标高,并计算支架基础的弹性变形量。
5.6预拱度设置
预拱度数值根据施工设计和实测的加载试验数据来定,按照观测结果进行底模标高调整及纵横向施工预拱度预留。模板标高调整时,先对观测点处标高进行调整,每一点调高的高度为该点的非弹性变形值与弹性变形值之和,然后对观测点之间的模板标高进行调整,经调整后的底模应平整、线条流畅。
6 支架搭拆技术措施
6.1支架材料选用及要求
(1)碗扣式支架用钢管应采用符合现行国家标准的《碳素结构钢》GB/T 700 Q235级普通钢管,其材质性能应符合现行国家标准的规定,钢管表面应平直光滑,不应有裂纹、分层、J结疤和毛刺。
(2)可调托撑及可调底座质量要求
①可调托撑受压承载力设计值不小于100KN,要有产品质量合格证、质量检验报告;
②可调托撑螺杆外径不应小于38mm,可调托撑螺杆与螺母旋合长度不得小于5扣,螺母厚度不小于30mm,支托板厚不小于5mm,变形不大于1mm,螺杆与支托板焊接要牢固;
③支托板、螺母有裂缝的严禁使用。
(3)上碗扣、可调底座及可调托撑螺母采用可锻铸铁或碳素铸钢制造,其材质机械性能应符合国家标准。
6.2支架搭设要求
(1)顶部应设置可调托撑,托撑伸出顶层水平杆的悬臂长度不应超过650mm。可调托撑和可调底座螺杆插入立杆长度不得小于150mm,伸出立杆长度不宜大于300mm。安装时螺杆应与立杆钢管上下同心,且螺杆外径与立杆钢管内径的间隙不应大于3mm。
(2)上主楞支撑梁应居中设置,接头宜设置在U形托板上,同一断面上主楞支撑梁接头数量不应大于50%。
(3)架体周边、内部纵向和横向每隔4-6m各设置一道竖向剪刀撑。在架体顶层水平杆位置层、竖向每隔不大于8m设置水平剪刀撑,剪刀撑应在架体水平面周边,内部纵向和横向每隔不大于8m设置一道。
(4)支撑架顶面四周应设置作业平台,作业层宽度不应小于900mm。
(5)支撑架应按先立杆、后水平杆、再斜杆的顺序搭设成基本架体单元,以基本架体单元逐排、逐层扩展搭设成整体支撑体系,每层搭设高度不大于3m。搭设过程中斜撑杆、剪刀撑等加固件应随架体同步搭设,不得滞后安装。
(6)地基应坚实,均匀,满足承载力要求。
6.3拆除要求
(1)支架拆除时,结构混凝土强度必须达到混凝土结构施工规范要求,预应力构件的架体拆除应在预应力施工完成后进行。
(2)先拆除后搭部分,后拆除先搭部分,架体拆除必须自上而下逐层进行,严禁上下层同时拆除作业,分段拆除的高度不应大于两层。
(3)梁下架体的拆除,从跨中开始,对称地向两端拆除。
(4)脚手架拆除前,清理作业层上的施工机具及多余的材料和杂物。
(5)拆除作业时设专人指挥,当有多人同时操作时应明确分工、统一行动,且应具有足够的操作面。
(6)拆除的脚手架构配件分类堆放,并便于运输、维护和保管。
(7)预应力混凝土构件的架体拆除在預应力施工完成后进行。
7 结束语
通过宁波机场路南延成功实践,证明了本支架方案设计、施工技术的合理性、可行性。但现浇盖梁高大支模架设计与施工,由于每个工程都有其特点与特殊性,本文只是结合项目实际情况,提出来现浇盖梁支架设计与施工关键技术,希望能为广大技术人员提供参考依据,在具体施工时,一定要结合项目具体情况,制定切实可行的施工技术方案。
参考文献:
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