满堂支架现浇连续箱梁技术在高架桥工程中的应用
2024-05-19王洪滨
摘要:本文以某高速公路桥梁建设工程作为研究案例,对公路桥梁施工过程中的满堂支架现浇梁施工工艺展开研究分析,对桥梁工程现浇箱梁盘扣式满堂支架施工中的支架布置、支架搭设、支架预压及变形观测、支架预拱度设置等技术进行了分析和总结,旨在更好地确保该桥梁工程现浇箱梁盘扣式满堂支架的施工质量,为项目的顺利竣工提供保障。使用满堂支架现浇梁施工工艺可以取得理想的应用效果。
关键词:现浇;连续箱梁;满堂支架;施工技术
中图分类号:U445 文献标识码:A""" 文章编号:
Application of Cast-in-Place Continuous Box Girder Technology with Full Frame Bracket in Viaduct Engineering
Abstract:Taking a highway bridge construction project as a case study,this paper studies and analyzes the construction technology of cast-in-place girder with full support in the construction process of highway bridge,and analyzes and summarizes the technologies of support layout,support erection,support precompression and deformation observation,and support prearch setting in the construction of tray buckle full support of bridge engineering,the purpose is to better ensure the construction quality of the cast-in-place box beam tray buckle full hall support for the smooth completion of the project.The ideal application effect can be obtained by using the construction technology of cast-in-place beam with full support.
Keywords:cast-in-place;continuous box girder;full frame bracket;construction technique
0 引言
随着我国市政道路建设的日益深入,我国修建大量高架桥、互通天桥,连续梁桥的施工技术也不断完善,而陆地上的连续箱梁则以满堂支架现浇为主。满堂支架是一种传统的支护方式,具有通用性强、承载能力强、工艺简单等优点。作为现浇箱梁施工的一个关键工序,支架必须保证具有足够的安全性,因此,对满堂支架施工技术的要求就尤为严格。
1 工程概况
本文以山西省太原市滨河东路南延二期工程为例,该标段线路长度为K5+500至K7+850,长度为2.35 km。包括北格街高架,该高架桥全长1 099 m,桥面宽23.5 m,该高架桥为现浇预应力混凝土箱梁和钢箱梁的结合体,全桥共11联,其中10座是现浇预应力混凝土箱梁,1座是30 m+40 m+30 m的钢箱梁,跨径布置4×30 m+(36 m+56 m+36 m)+3×30 m+3×30 m+3×30 m+4×30 m+(30 m+40 m+30 m)+3×29 m+(36 m+56 m+36 m)+3×30 m+2×28 m,本次施工技术只适用于10联现浇预应力混凝土箱梁。
2 满堂支架现浇连续箱梁技术
2.1 满堂支架地基处理
支架基础要求其可承受箱梁混凝土、模板、施工人员及其他施工设备重量,各梁段预应力钢索张拉及落梁过程中产生的额外附加荷载、风载及其他可能出现的荷载;同时支架基础的强度及稳定性需满足施工的各项要求,确保施工安全,支架基础的施工完成后不会出现不均匀沉降。支架地基位于②1层,粉质粘土(Q4al+pl)层,地基承载力特征值80 kPa,现场实测值140 kPa,支架基础处理后标高与承台顶面标高齐平。
在进行基底处理时,分2层共填筑70 cm厚的卵石填料,在碾压之后,对地基承载力进行测量,确保地基承载力满足施工要求,在其上面,再浇筑1层10 cm厚的素混凝土封层,最终形成满堂支架的基础。
满堂支架由碗扣式多用途脚手架支撑,并由人工进行安装。在此基础上,根据基础标高及梁底平面标高,决定支架的安装高度及节段长度;根据连续箱梁的自重及施工荷载,决定支架的竖向、横向间距。在支架安装完成后,对其底部模板进行等载荷预压,测量其单向变形,并排除其非弹性形变,以上操作为确定其施工预拱度提供了理论依据。
在回填承台基坑时,要确保支架不会出现沉降现象,使用碎石进行回填处理,施工时需进行分层夯实,并确保压实度≥95%,使地基承载力应≥220 kPa。在泥浆池的回填中,使用碎石进行回填,可以有效增强基础的承载力。基础顶部采用70 cm粗粒垫层+30 cm级配碎石+20 cmC25混凝土硬化层,以增加应力扩散面积,单向找坡0.5%。在基坑表面周围,应设50 cm×50 cm的排水沟,以确保基坑表面没有积水[1]。混凝土搅拌站集中拌合并由运输车运送,用泵送至模具内,并用插入式振捣器振捣,且需洒水养护。
2.2 支架搭设
2.2.1 盘扣式支架搭设
项目箱梁采用承插型盘扣式支架,箱梁模板支架体系由模板、方木、铝合金梁、顶托、底托、盘扣支架及基础组成。模板采用15 mm厚木胶板,次龙骨采用100 mm×150 mm方木,次龙骨间距为200 mm,主龙骨采用铝合金梁,横梁、腹板底、箱室及翼缘板底次龙骨间距均为200 mm;翼缘板下方围弧钢管(φ48 mm×3.0 mm)间距分别为200 mm,100 mm(实心段);在腹板、箱室及翼缘板处立杆横向间距分别为600 mm,1 200 mm,1 200 mm;箱梁立杆纵向间距为1 200 mm(中横梁梁底纵向间距为600 mm);立杆步距为1 500 mm。主龙骨下部设置盘扣满堂支架,盘扣架型号为φ60 mm×3.2 mm,材质为Q345A,箱梁下架体搭设高度为4 m~9 m(见图1)。
在进行支架搭设之前,需要测量组将承插型盘扣式支架的纵横中心线及边线位置进行定位,按照立杆、横杆、斜杆的顺序,逐层进行搭设,每次抬升的高度≤3 m。
在施工过程中,对竖向立柱的垂直度,横杆、斜杆的个数及间隔进行了严格的控制。在安装时,竖杆与横杆、斜杆的联接机构,要保证联接机构的联接牢固。支架的安装顺序:竖杆→横杆→接头锁定→脚手板→上部竖杆→竖杆连接销→横杆→斜撑→剪刀撑。
支架的搭设,应按照垂直方向,每3 m作为一个验收单元,搭设时需由工程技术部进行验收,并由监理方签署合格意见后,方可进行施工。
模板支架的可调托座从顶层的水平柱中伸出的长度≤450 mm,并且丝杆的外露长度≤400 mm,可调托座插入立杆的深度≥150 mm。模板支架可调底托丝杆插入立杆的长度≥150 mm,丝杆外露长度≤300 mm,用作扫地杆的最底层水平杆中心线距离可调底座的底板≤550 mm。
在支架搭建高度>8 m且周边存在原有建筑物的情况下,每4个~6个步距与周边原有建筑物进行可靠连接[2]。
该工程在设计时不单独设置扫地杆,采用最底层水平杆作为扫地杆,且距离地面高度为350 mm。
竖向斜杆应满布设置,水平杆的步距≤1.5 m,竖向每隔4个~6个步距应设置水平层斜杆。
2.2.2 爬梯设置
1) 为方便施工,在支架架设时应设置梯子,供施工人员同时上下爬升。禁止施工人员直接攀爬支架。
2) 在支架安装完毕后,每联连续梁在主墩外侧设置1个爬梯,同时需做好安全措施,在梯子的上部和下部都应设有一扇逃生门,钥匙应交由现场的安全员保管。
3) 爬梯安装过程:预埋基础→安装第1层平台→安装第1层立柱→安装第2层平台→安装第1层梯架→安装1层防护网→安装附墙→安装安全门→调整立柱螺栓→安装辅助平台。
4) 搭建检查与验收。①搭建之前,必须对爬梯支架的基础进行核查,基础须符合设计要求,并应平整、牢固、可靠;②元配件的规格、品种必须达到设计的标准,安装必须完整,连接和挂钩必须牢固,爬梯支架在安装2个楼层时,应对安装过程中的施工质量和安全性进行一次全面的检查;③在进行施工质量的现场验收时,应着重检查框架垂直度和水平度是否符合要求,安全网的张挂应完整、牢固,并在验收报告中记录。
2.3 支架预压
1) 对支架进行预压前的检验。在支架安装完成之后,要组织质检组对其进行检验和验收,测量组要对支架的垂直度、标高等进行测量并做好记录,若发现其不符合规定,应立即进行返工或返修。
2) 加载程序。支架预压主要采用堆码砂袋的方法加载,砂袋采用防水砂袋,应避免雨天时进行预压,因为雨水将导致砂含水量增大,加载超载。预压根据箱梁现浇分段长度,分段分级加载,预压最大荷载按截面混凝土结构与模板自重之和的1.1倍施加。预压过程进行变形观测,并根据观测结果制定可行的支架调整、加固措施。装载物料为沙袋,每袋重约1.5 t。由于变截面箱梁不同部位荷载不同,故按模拟混凝土施工顺序进行加载。腹板、底板和翼缘板的位置根据梁段重量分别受力。装车时,安排技术人员计算装车重量,指导砂袋放置在合理位置。
3) 注意事项。在每个阶段的荷载作用下,模拟了混凝土的浇注作用,在每个阶段荷载结束后,每12 h监测一次支架的沉降量。在12 h内,在支架顶端监测点平均沉降值<2 mm的情况下,即可开始下一步的加载。
2.4 支架的拆除
在箱梁混凝土达到设计强度100%后且所有预应力筋张拉压浆完成后,再行拆模板和支架。支架拆除,应在管道压浆强度达到设计强度100%,方可进行,对盘扣支架的拆除,要从两端向中间对称进行[3]。
1) 拆除支架前的准备工作:全面检查支架,选用专业人员进行拆除,施工前进行培训及交底,重点检查扣件连接固定、支撑体系等是否符合安全要求;根据拆除现场的情况,设围栏或警戒标志,并有专人看守;清除支架中留存的材料、电线等杂物。拆除架子的工作地区,严禁非操作人员进入。
2) 拆除顺序应是后搭设的部件先拆,先搭设的部件后拆,严禁采用推倒或拉倒的拆除做法。
3) 固定件应随支架逐层拆除,当拆除至最后一节立管时,应先搭设临时支撑加固后,方可拆固定件与支撑件。
4) 拆除的支架部件应及时运至地面,严禁从空中抛掷。
5) 运至地面的支架部件,应及时清理、保养,并按品种、规格入库堆放。
2.5 模板安装
1) 木模板安装顺序。安装底模及外侧模、翼缘底模→底板、腹板钢筋绑扎完后安装内模→顶板钢筋→封端模。
以调整好的底模作为基准标高来安装箱梁梁腹板模板架及腹板模板。腹板模板安装完毕后,底、腹板钢筋和波纹管安装完毕后以腹板架为依据安装翼缘板木板。内模在绑扎完底板和腹板钢筋后安装,内模及支架先期拼装完毕。安装内模时先焊接内模支架的定位钢筋,再将拼装好的内模放在定位钢筋上,最后锁紧横向连接支撑杆。模板全部安装完毕后由测量人员仔细测控模板位置及标高,工人配合调整至准确位置。
2) 底模安装。底模安装前,需对各立杆可调托撑顶标高进行计算,计算时考虑基础沉降和支架变形。
盘扣支架搭设完成后在支架顶端托撑上横桥向放置底模分配梁(主龙骨),再在分配梁(主龙骨)上排放底模背肋(次龙骨),由于箱梁底板为曲线变化,需在分配梁(主龙骨)与背肋(次龙骨)之间垫以3 cm高的木锲,使木背在支点处受力面积增大。
面板采用木胶板,面板拼缝处采用密封胶密封。底板板面标高根据计算预设拱度,待预压过后再采用可调托撑进行调整。
3) 外侧模安装及加固。外侧模安装在支架预压后且在翼缘板范围盘扣架搭设完毕后进行。外侧模安装采用梁上组装的方式施工[4]。
外侧模加固采用内外模对拉方式抵消混凝土浇筑侧向力,并采用水平钢支撑加强。
4) 内模安装。箱梁内模采用箱型结构,采用厚15 mm木胶板和80 mm×80 mm方木拼装。底板不设模板,底板浇筑混凝土后抹平,模板在底板上采用撑筋与混凝土垫块共同作用来支撑模板重量,模板内腔用支架搭设井字架支撑,横杆之间间距为0.6 m,横桥与立杆之间的间距为0.6 m,纵桥向立杆之间的间距为0.9 m(见图2)。
腹板施工,采用拉杆抵消混凝土浇筑产生的侧向力,采用15 mm厚木胶板,内龙骨(竖肋)采用80 mm×80 mm木方,间距为250 mm,外龙骨(水平背楞)采用φ48 mm×3.2 mm双钢管,间距为500 mm,对拉螺栓采用φ16 mm拉结固定,竖向、水平间距均为500 mm。
5) 端模安装。端模采用木胶板制作,木胶板两侧留梳型槽,便于梁部纵向钢筋穿过;同时在有预应力通过的位置预留孔洞,便于预应力管道通过;若截面上有预应力锚固,则需在端模上安装锚盒。端模一般采用梁体纵向钢筋与侧模系统共同加固。
3 结语
满堂支架现浇梁施工工序相对比较复杂,本文着重的对支架搭设进行介绍,并对满堂支架现浇梁施工工艺的技术关键点进行阐述。本文所选项目采用了现浇箱梁法,可以就地取材,安装和拆除都比较方便,具有显著的经济效益。而且在施工过程中,噪声和其他干扰也较少。满堂支架现浇梁施工技术具备良好的可靠性,且装卸便捷,可以有效保证桥梁的整体性,可在同行业内进行推广。
参考文献
[1]郭勇.软土地基现浇连续箱梁支架搭设施工技术探析[J].工程建设与设计,2022(3):198-201.
[2]徐小霞.满堂支架在高架桥现浇连续箱梁施工技术中的应用[J],城市建设,2011(3):54-55.
[3]张远,甘戈金,王斌,等.满堂支架现浇预应力混凝土连续箱梁施工关键技术研究[J].粉煤灰综合利用,2018(6):102-105.
[4]赵维刚.桥梁工程现浇箱梁满堂支架施工技术[J].设备管理与维修,2021(24):149-151.