确山特大桥碗扣式钢管脚手架现浇连续梁施工方案研究 2010-03-25 11:40:43| 分类： 默认分类 | 标签： |字号大中小 订阅 摘 要 石家庄至武汉铁路客运专线确山特大桥（19#～22#墩）32+48+32m连续梁，采用支架一次现浇法进行
施工，本文以确山特大桥施工为例，对碗扣式钢管脚手架现浇连续梁结构形式及施工方法进行探讨，从而突出碗扣式钢
管脚手架的优点。 关键词 确山特大桥 32+48+32m现浇连续梁 碗扣式钢管脚手架 1 概 述 1．1桥型和结构 确山特大桥，中心里程DK934＋653.10。其中DK933+570.65～DK933+684.05段（19#～22#墩）32+48+32m连续梁,截面类型为单箱单室等高度，顶板、底板及腹板局部向内侧加厚，桥面板宽12.0m，梁高为3.25m，边支座中心线至梁端0.75m，横桥向边支座中心距为4.4m，横桥向中心支座中心距为5.0m。采用支架一次现浇法进行施工，梁的
侧模采用定型钢模；底模采用竹胶板，内模采用竹胶板刚性支撑，混凝土施工采用泵送混凝土。 施工重点是支架法的地基处理、支架预压、连续箱梁砼施工质量控制，张拉、施工过程沉降变形观测。 1．2自然、地理状况 该地区主要为黄淮冲积平原，为第四系地层覆盖，系江河、湖泊沉积形成，为粉土、粉质粘土、粘土、粉细砂、砂砾石、卵石土层，软土和松软土分布广泛，工程地质条件较差。 2 提出基于当前建设技术的可行性方案 2．1现浇支架可行性方案的提出 目前现浇梁的施工方法主要有：碗扣满堂脚手架施工方法，贝雷梁钢管支架施工方法，钢管型钢支架施工方法，以及移动模架施工方法。不同的施工方案有其不同的适用范围，根据不同的工程特点和施工环境，从安全、质量、工期、经济等方面论证比较选出最优施工方案，这样才能更好的完成施工建设任务。 在现浇梁支架施工方案设计中将根据工程的进度、水文地质、经济性及建设条件综合考虑这四种技术方案的可行
性。 2．2现浇支架按设计需要重点考虑的问题 （1）经济性：根据现场的施工情况，在不影响整体工期的前提下尽量节约成本，仔细研究比较材料的购置和租
赁费用，并综合考虑材料的周转及其他分项工程的使用。 （2）施工难度：在支架施工过程中尽量减少大规模吊装作业以保证施工安全，对支架结构的强度、刚度及稳定性做精确的计算确保结构安全，根据施工现场的具体情况选用工艺简便具有可操作性的施工方案。 （3）施工进度：重点考虑架梁通道的畅通，不影响确山特大桥的架梁任务：其次考虑支架材料的周转使用，下场材料用于悬灌梁直线段支架施工；还应考虑跨334省道门洞早日解除以保证交通安全和减少安全控制的投入。 （4）质量保证：尽量选用承载力大，安全可靠，高功效、沉降小的支架形式，。 3 方案比选
碗扣式满堂脚手架、钢管型钢支架、贝雷梁钢管支架和移动模架四种方案中，首先排除移动模架施工方案，原因是本连续梁不等跨，而且一连三跨不能形成规模施工。其他三个现浇施工方案均有可行性，采取合理的设计和施工，加强现场组织管理力度，都是可以用于现浇梁支架施工。为使所采取的方案达到最优化，从施工成本、施工工期、施工难
度进行比较。 3．1施工成本 项 目 材料费（万元） 人工费（万元） 机械费（万元） 总量（万元） 碗扣式满堂脚手架 36（租金） 70 10 116 钢管型钢支架 192 50 28 270 3．2施工工期 项 目 工期（月） 碗扣式满堂脚手架 3 钢管型钢支架 4 3．3施工难度 项 目 施工情况 碗扣式满堂脚手架 操作方便，劳动效率高， 施工难度小，支架基础简单处理即可。 机械设备使用 小型吊装设备可满足施工要求，吊装作业少。 支架的整体稳定性 强度及稳定性安全可靠 需大型吊装设备，吊装作业多。 支架稳定性难控制，需加需要大型吊装设备，吊装难度大，吊装作业较多。 钢管桩及贝雷梁稳定性钢管型钢支架 操作较复杂，钢管桩基需贝雷梁钢管支架 操作复杂，钢管桩基需要贝雷梁钢管支架 3.5 贝雷梁钢管支架 150 60 32 242 要做钢筋混凝土基础，基础上作做钢筋混凝土基础，基础上作预预埋件；需要做落架系统。 埋件；需要做落架系统。 大钢管及稳定构件的数量，施工难控制，钢管桩和贝雷梁的稳定精度要求高。 支架拆除 快速省力 难。 3．4综合比较 项 目 施工成本 施工工期 碗扣式满堂脚手架 低 短 钢管型钢支架 高 较长 贝雷梁钢管支架 较高 较短 需要吊装设备，拆除较体系施工精度要求高。 需要吊装设备，贝雷梁容易失稳，拆除难
施工风险 低 较高 高 综合考虑，（32+48+32m）现浇连续梁采用碗扣式钢管脚手架施工方案。 4 确山特大桥（38+48+32）连续梁碗扣式钢管脚手架施工方案采用情况 根据工程情况对碗扣式钢管脚手架方案的技术设计，分为设计检算、施工两部分。 4.1 碗扣式钢管脚手架设计检算 4.1.1 梁体总荷载 主梁混凝土总方量为1411立方，其中墩顶部分荷载应有桥墩承受，为保守计算，认为全部混凝土沿桥长均匀分布，则每延米混凝土为12.5立方。 （1）混凝土重量 12.5×26=325KN/m （2）模板重量 模板重量按1KN/m2计 外模部分：15.53×1=15.53KN/m 内模部分：13×1=13KN/m 合计：13+15.53=28.53KN/m （3）施工人员、机具运输、堆放荷载 按1.0KPa取值 1×12=12KN/m (4)倾倒混凝土时冲击荷载 取2.0Kpa 2×12=24KN/m （5）振捣混凝土荷载 取2.0Kpa 12×4=24KN/m 荷载组合 N=1.2(混凝土重量+模板重量)+1.4(施工人员及机具+倾倒混凝土+振捣混凝土)=1.2(325+28.53)+1.4(12+24+24)=508.24KN/m 4.1.2 支架的受力计算 （1）主梁体部分 根据WDJ碗扣件立杆的设计荷载，当横杆步距为0.6m时，框架立杆的承受荷载为40KN／根，即4t／根，当横杆步距为1.2m时，框架立杆的承受荷载为30KN／根，即3t／根按照全梁荷载都集中在底板5.4m范围内计算： 508.24 KN/m×(32.65-3.3)m=14916.8KN=1500T 1500t／4t＝375个结点，即垂直与顺桥方向都是0.6m时所需结点数。 5.4m／0.6m＝9个，32m／0.6m＝53.3≈54个； 5.4m／0.9m＝6 个，32m／0.6m＝53.5≈54个。 如果垂直桥方向布置为0.9m即6个结点，顺桥方向布置0.6m即54个结点，6×54＝324个，还不能满足荷载要求，因此，在主梁体底部，布置为顺桥与垂直桥方向均是0.6m，即共9×54＝486个结点，完全能满足梁体荷载的要求，实际施工时采用腹板下面采用横桥向为0.3m。 （2）翼缘板部分 每一翼缘板边的荷载只有10%，按15%考虑，1500t×15%＝225t。计算： 225t／4t＝56.25≈57个结点，即垂直与顺桥方向都是0.6m时所需结点数； 225t／3t＝75个结点，即垂直与顺桥方向都是1.2m时所需结点数。
3.3m／0.9m＝3.67≈4 个，32m／0.6m＝54个。 如果顺桥方向布置为0.6m，垂直桥方向为0.9m，则所需结点数为54×4＝216个＞75个（75为垂直与顺桥方向
都是1.2m时所需结点数）。支架布置 根据前面的计算，满堂支架布置见下（图一）。 4.1.3地基承载力验算 （1）梁体总荷载为508.24KN/m （2）满堂支架自重以边跨墩高10米为例考虑，根据上图支架图 顺桥向排数为49排，横桥向为22排，总数量为49×22=1078副 连接杆：顺桥向29.4×22=646.8m；横桥向12×49=588米，共8层。 总重为1078×10×4.01+（588+646.8）×8×4.01=82840.18kg 每延米自重为：82840.18×10/29.4=28.177KN/m （3）每延米15cm混凝土板G=13×0.15×26=50.7 KN/m （4）基础应力验算 σ=（N+G）/A=(508.24+28.177+50.7) /13=45Kpa 计承载力要求后，在支架基础四周挖好排水沟，做好两侧的排水系统。 4.2.2支架搭设 （1）搭设支架 所需各部分构件为：立杆、横杆、斜杆、可调底座、可调U托（顶托）。 检查构件有无弯曲、接头开焊、断裂等现象，无误后可实施拼装。 按横向、纵向间距安放可调底座，底座直接座于混凝土表面，并按计算高度调整好底座上的可调螺帽位置，使螺 帽顶面位于同一水平面上。 拼装时，立杆必须保证垂直度。尤其重要的是必须在第一层所有立杆与横杆均拼装调整完成无误后方可继续向上拼装，否则会引起以后各层的拼装困难。竖杆与竖杆之间必须搭斜撑，以增强结构的整体稳定性。 拼装到顶层立杆后，装上顶层可调顶托，并依设计标高将各顶托顶面调至设计标高位置。 为保证碗扣支架顶部稳定性，碗扣支架立杆上部自由高度不能大于60cm，超出必须增加一步横杆，严格按设计 横纵距离布设。 碗扣架搭设时，必须保证纵、横成线，做到横平竖直。纵横向杆件要用扣碗扣紧，不移动，形成牢固的纵、横、竖三维网架。为加强支架整体稳定性，按桥轴线纵横方向设置φ48钢管剪刀撑，剪刀撑左右上下连通，横向剪刀撑沿纵 向每5米一道，纵向剪刀撑设置5道，其中外侧两道，腹板梁正下两道，腹板梁中心线一道。 支架搭设宽度要超出梁顶设计宽度两侧各0.5—1.5m作为施工工作平台。 （2）铺设顶层方木 铺设顶层纵向方木，在铺设时注意使其两纵向方木接头处位于顶托可调支撑处。 铺设顶层横向方木，铺设间距按设计进行，使用水准仪检查标高，使用木楔调整标高，无误后可拼装底模。 4.2.3支架预压试验 考虑梁体自重、地面下沉及支架的弹性和非弹性变形等因素影响，需对支架进行预压。为减少对箱梁底模板的损伤，准备在支架搭设完成并铺设完方木、楞木，未铺底模前即对支架进行预压。预压采用在支架顶面堆码砂袋的方式，砂袋的重量须达到施工荷载的1.2倍，用吊车吊装，荷载分布与箱梁施工荷载分布相同。 砂袋应逐袋称量，要设专人称量、专人记录；称量好的沙袋一旦到位就必须采用防水措施，要准备好防雨布。加载时，派专人观察支架变化情况，一旦发现异常，立即进行补救。加载应分级进行，并及时进行测量、观测，加载的顺 序应尽量接近于浇筑砼的顺序，不可随意堆放。卸载也应分级进行并测量，对以上测量过程作详细记录。 测点布设：每跨纵桥向设5个断面(约间隔5m设1个)，每个断面设10个测点，上下各5个，上部5个测点分别设在两侧翼缘板各1个、两腹板处各1个，梁中心线底板处1个；下5个测点分别设在对应上5个的水平投影位置左右，并且在方木上。对各测量点进行编号，以便预压时进行对比观测，控制模板立模标高。 按加载前、加载20%、加载50％荷载、加载100％荷载、加载120％荷载进行沉降观测。加载完毕后规定每天 观测两次，早晚各一次，并做好沉降观测记录，以备支架预设预拱度时计算所用。沉降观测应选择每天的气温较低时，大致时间为早上8：00下午5：00左右。支架的预压时间无严格要求，一般以全部加载完毕后连续两天的沉降不大于 2mm即可说明支架沉降已稳定。 卸载按照荷载的100%、荷载的50%、卸载后进行观测。 预压结束后算出支架的非弹性变形、基础沉降变形及弹性变形值，用以计算模板标高调整时的预留值。预应力混凝土简支箱梁根据跨度、混凝土收缩徐变以及预计二期荷载等因素，确定需预设反拱的数值，必须严格按计算好的数据 控制好各部支架的标高，确保预拱度符合要求。 5 结束语 石武客专确山特大桥（19#～22#墩）32+48+32m连续梁现浇支架方案设计中，借鉴了国内同类工程施工经验，结合中铁十八局技术人员的智慧，通过施工单位的努力，形成了技术可靠的施工方案。在确山特大桥（19#～22#墩）32+48+32m连续梁现浇支架施工中，充分的体现了碗扣式钢管脚手架多功能、高功效、承载力大、安全可靠、成本低 的优越性及可行性，为同类现浇梁施工积累了经验。 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容