懸挑式模板支架施工技術(shù)在水閘交通橋蓋梁中的應(yīng)用

陳先義,梁春梅

(廣東省水利水電第三工程局有限公司,廣東 東莞 523710)

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懸挑式模板支架施工技術(shù)在水閘交通橋蓋梁中的應(yīng)用

陳先義,梁春梅

(廣東省水利水電第三工程局有限公司,廣東 東莞 523710)

通過(guò)工程實(shí)例,闡明懸挑式模板支架施工技術(shù),并對(duì)施工過(guò)程中出現(xiàn)的安全和質(zhì)量問(wèn)題提出確實(shí)可行的控制措施,達(dá)到了預(yù)想的效果。結(jié)果表明蓋梁施工中采用懸挑式模板支架,可避免傳統(tǒng)滿堂腳手架模板支架工期長(zhǎng)、成本高、安全隱患多等毛??；同時(shí),在河床突發(fā)洪水時(shí),有利于行洪,減輕了防洪度汛的壓力。特別適用有交通功能要求的大中型水閘,特別適用有交通功能要求的大中型水閘,能滿足防洪度汛且能盡早實(shí)現(xiàn)交通通行。

懸挑式模板支架;施工技術(shù);蓋梁;水閘

1 工程概況

紅江攔河閘工程位于陽(yáng)東區(qū)合山鎮(zhèn)北部,是東湖灌區(qū)的水源工程之一,新建的紅江閘工程由紅江閘和斷樁山閘兩座攔河閘組成,設(shè)計(jì)過(guò)水總凈寬180 m。該工程規(guī)模屬大(2)型,工程等別為II等。新建的紅江閘主閘由五聯(lián)15孔閘孔組成,總長(zhǎng)192 m,每孔寬10 m,閘墩高9 m;新建斷樁山閘由一聯(lián)3孔閘孔和左右岸空箱組成,總長(zhǎng)55.6 m,每孔寬10 m,閘墩高9 m;電站布置3臺(tái)發(fā)電機(jī)組,總裝機(jī)容量為960 kW,年平均發(fā)電量為399.3萬(wàn)kWh。

紅江閘和斷樁山閘閘室底板高程為5.00 m,下游交通橋橋墩橋柱底高程為9.00 m,蓋梁底部高程為11.50 m,蓋梁頂高程為12.70 m,橋面高程為14.00 m。其中紅江閘交通橋15跨,蓋梁共20條,斷樁山閘交通橋3跨,蓋梁共2條。紅江閘和斷樁山閘交通橋蓋梁尺寸相同,蓋梁長(zhǎng)8.0 m,高1.2 m,寬1.2 m。橋面采用5片T型預(yù)制梁,橋面寬為8 m。交通橋的典型剖面圖見圖1。

2 蓋梁模板支撐系統(tǒng)分析

2.1 滿堂腳手架模板支撐系統(tǒng)

本項(xiàng)目交通橋?yàn)楣?Ⅱ級(jí)標(biāo)準(zhǔn) ,蓋梁模板支撐系統(tǒng)一般采用扣件式鋼管滿堂腳手架。蓋梁模板支撐搭設(shè)高度6.5 m,根據(jù)蓋梁尺寸與平面位置,排距、間距、步距均為100 cm。鋼管及其扣件一次性投入量大,成本較高。且根據(jù)水利概算定額規(guī)定,因支撐架搭設(shè)高度小于9.0 m,不增列腳手架專項(xiàng)費(fèi)用。

圖1 水閘交通橋剖面示意(單位： mm)

2.2 懸挑式模板支架系統(tǒng)

懸挑式蓋梁模板支架是在橋墩?qǐng)A柱預(yù)留孔洞,穿插鐵杵(D=100 mm,L=1500 mm),鐵杵上面架立兩根13a工字鋼作為蓋梁模板支撐系統(tǒng)。采用懸挑式蓋梁模板施工技術(shù),避免了傳統(tǒng)滿堂腳手架模板支架工期長(zhǎng)、成本高、安全隱患多等毛??；同時(shí),在河床突發(fā)洪水時(shí),有利于行洪,減輕了防洪度汛的壓力。該蓋梁模板支撐系統(tǒng)安裝拆除方便,節(jié)省了工期；插銷和工字鋼可重復(fù)利用,降低了成本。

3 懸挑式模板支架施工

3.1 施工工藝流程

蓋梁橋墩澆筑時(shí),預(yù)留插銷孔,橋墩柱拆模后進(jìn)行懸挑模板支架的搭設(shè)安裝。首先進(jìn)行鐵杵插銷和工字鋼吊裝后,再進(jìn)行蓋梁鋼筋模板安裝,最后澆筑蓋梁混凝土。具體流程見圖2。

圖2 施工工藝流程示意

3.2 主要施工方法

3.2.1 測(cè)量放樣

根據(jù)工字鋼高度和墊板厚,放樣出預(yù)留鐵杵插銷孔高程。為方便拆模,工字鋼與方木之間墊兩小塊木模板,預(yù)留鐵杵插銷孔高：H=蓋梁底高程-模板厚-方木高度-墊板厚×2-工字鋼高度

3.2.2 插銷與工字鋼安裝

插銷孔預(yù)留采用DN=110的鋼管,管兩端密封,防止?jié)仓r(shí)水泥漿流入管內(nèi)；同時(shí)在橋墩外沿鋼管底部設(shè)置兩圈直徑為8 mm的加強(qiáng)筋,防止預(yù)留孔處在吊裝時(shí)發(fā)生集中應(yīng)力破壞。工字鋼可靈活利用挖掘機(jī)或汽車吊吊裝,人工輔助就位。

3.2.3 底模安裝

模板龍骨采用80 mm×80 mm的方木,間距為20 cm。每根方木長(zhǎng)度為蓋梁寬+2×60 cm,兩側(cè)60 cm滿鋪木板,作為工作平臺(tái)。底模安裝見圖3與圖4。

3.3.3 鋼筋安裝

鋼筋在鋼筋場(chǎng)制作,同一聯(lián)兩條蓋梁的底模加固后,用汽車吊(12 t)或挖掘機(jī)將鋼筋吊運(yùn)至蓋梁,按圖紙安裝綁扎。

圖3 蓋梁縱剖面示意(單位： mm)

圖4 蓋梁橫剖面示意(單位：mm)

3.3.4 混凝土澆筑

混凝土添加早強(qiáng)劑,采用天泵入倉(cāng),振動(dòng)棒分層振搗。每一層澆筑厚度不超過(guò)60 cm,振搗充分密實(shí)。

3.3.5 工字鋼支架拆除

混凝土澆筑完,灑水養(yǎng)護(hù)14 d后[1],且下一聯(lián)橋墩?qǐng)A柱預(yù)留孔已施工完畢,將拆除蓋梁支架轉(zhuǎn)運(yùn)至下一聯(lián)橋墩?qǐng)A柱安裝。先拆除側(cè)模,然后工字鋼下的墊木敲出,工字鋼松落,人工拆除方木和底板后。利用汽車吊或挖掘機(jī)將工字鋼和鐵杵松脫,放置閘室底板,然后轉(zhuǎn)運(yùn)至閘室下一聯(lián)蓋梁。

3.3.6 插銷孔封堵

插銷孔封堵采用碎石混凝土,強(qiáng)度等級(jí)比橋墩柱高一等級(jí)，用光圓鋼筋插搗密實(shí)。

4 安全受力分析

根據(jù)施工方案,蓋梁的受力傳遞情況為：蓋梁荷載→工字鋼→柱中插銷,施工過(guò)程中主要校核工字鋼的撓度驗(yàn)算和鐵杵插銷剛度剪切驗(yàn)算。

4.1 工字鋼受力計(jì)算[2]

工字鋼主要承受蓋梁鋼筋混凝土和模板支撐系統(tǒng)自重、人和設(shè)備施工活載、澆筑時(shí)混凝土的側(cè)向壓力等。結(jié)合實(shí)際,便宜安全考慮,受力分析時(shí),可將上述荷載簡(jiǎn)化成均布荷載,間距250 mm,計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖5所示。工字鋼選用13a,型號(hào)參數(shù)為：b=65 mm,h=100 mm,δ=4.5 mm,E=2.1×103kN/m2,I=245 cm。

圖5 工字鋼受力簡(jiǎn)圖示意(單位：mm)

1) 荷載計(jì)算

蓋梁自重：g1=g×b×h=26×1.2×1.2=37.44 kN/m

模板及支架自重：q2=1.0 kN/m2(查建筑施工手冊(cè))

人原與設(shè)備自重:q3=1+2=3 kN/ m2(查建筑施工手冊(cè))

振搗混凝土的荷載：q4=2 kN/ m2(查建筑施工手冊(cè))

則蓋梁計(jì)算荷載為

Q=1.2×g1+1.05×(q2+q3+q4)×1.2

=1.2×37.44+1.05×(1+3+2)×1.2

=52.5 kN/m

2) 撓度驗(yàn)算

根據(jù)簡(jiǎn)支受力分析,取彎矩最大的跨中部位進(jìn)行撓度驗(yàn)算,查《建筑施工手冊(cè)》P52頁(yè)表2～表7,可知：

跨中最大撓度為

fmax=5QL4/384EI

=5×52.5×54/(384×2.1×103×2.45)

=0.083×10-3N/mm2≤190N/mm2

滿足剛度變形要求。

懸臂端撓度驗(yàn)算

fmax=QL4/8EI=52.5×54/(8×2.1×103×2.45)

=0.80×10-3N/mm2≤190N/mm2

滿足剛度變形要求。

4. 2 鐵杵插銷受力計(jì)算

鐵杵插銷主要承受工字鋼傳遞過(guò)來(lái)的支座反向荷載,根據(jù)施工方案,主要驗(yàn)算鐵杵插銷的抗剪能力。其計(jì)算簡(jiǎn)圖如下：

圖6 鐵杵插銷受力簡(jiǎn)圖

G=R4=52.5×(1.5+5/2)=210 kN

1) 抗剪驗(yàn)算

Vmax=G=210 kN

τ=V/A=210×103/(3.14×1002/4)

=27.5N/mm2<【τ】=235 N/mm2

滿足抗剪要求。

5 安全保證措施

1) 蓋梁施工,操作應(yīng)遵循《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》(GB 50204—2002)與圖紙的有關(guān)規(guī)定。

2 ) 編制專項(xiàng)施工方案并完善報(bào)送審批手續(xù),施工前向所有作業(yè)人員進(jìn)行技術(shù)交底

3) 工字鋼與鋼筋吊裝,由項(xiàng)目部統(tǒng)籌安排,指定現(xiàn)場(chǎng)吊裝負(fù)責(zé)人統(tǒng)一指揮,確保吊裝安全。

4) 牢固樹立安全第一的思想,確立統(tǒng)一指揮做到文明生產(chǎn),消除事故隱患,凡施工的人員須認(rèn)真按方案執(zhí)行,服從分配和指揮。

5) 進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)的人員,必須按規(guī)定戴好防護(hù)用品和必要的安全防護(hù)用具,嚴(yán)禁穿拖鞋、高跟鞋或赤腳工作(特殊規(guī)定者除外)。

6) 施工現(xiàn)場(chǎng)存放的設(shè)備、材料,應(yīng)做到場(chǎng)地安全可靠、存放整齊、通道完整,必要時(shí)設(shè)專人進(jìn)行守護(hù)。

7) 施工平臺(tái)兩側(cè),蓋梁下部等危險(xiǎn)處應(yīng)有防護(hù)設(shè)施或明顯標(biāo)志。

8) 全體施工人員必須嚴(yán)格遵守崗位責(zé)任制和交接班制度,并熟知本職工種的安全技術(shù)操作規(guī)程,在生產(chǎn)中應(yīng)堅(jiān)守工作崗位,嚴(yán)禁酒后工作。

9) 起重機(jī)在使用前要經(jīng)過(guò)試車,試車前應(yīng)注意檢查掛鉤、鋼絲繩、齒輪和電氣部分等,使用時(shí)應(yīng)設(shè)專人指揮,禁止斜吊,禁止任何人站在吊運(yùn)物品上或者在下面停留和行走,物件懸空時(shí),駕駛?cè)藛T不能離開操作崗位。

10) 嚴(yán)禁任何人在吊件下停留或工作；指揮塔吊起吊設(shè)備工作時(shí),應(yīng)遵守塔吊安全技術(shù)要求；嚴(yán)禁人員乘座塔吊吊鉤進(jìn)行升降。在指揮起重機(jī)械工作時(shí),吊鉤應(yīng)在重心線上,嚴(yán)禁在傾斜狀態(tài)下拖動(dòng)重物；起吊起的重物作水平方向移動(dòng)時(shí),應(yīng)使重物高出最高障礙物0.5 m。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)采用懸挑式模板支架,解決了紅江攔河閘蓋梁施工不影響項(xiàng)目防洪及度汛安全的問(wèn)題。該支架技術(shù)搭設(shè)簡(jiǎn)便,縮短了工期和降低了工程成本,使紅江攔河閘重建工程中的交通橋提前實(shí)現(xiàn)了通車功能。特別適用有交通功能要求的大中型水閘,能滿足防洪度汛且能盡早實(shí)現(xiàn)交通通行。

[1] 水工混凝土施工規(guī)范：DL/T 5144—2015[S]．

[2] 中國(guó)建筑工業(yè)出版社 編.建筑施工手冊(cè)(縮印本)：第4版[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2003：52．

(本文責(zé)任編輯 馬克俊)

Application of Construction Technology of Overhanging Scaffolding to Sluice Traffic Bridge

CHEN Xianyi,LIANG Chunmei

(The Guangdong NO.3 Water Conservancy and Hydro-electric Engineering Board Co,Ltd. Dongguan 523710)

Through the engineering example, construction technology of cantilever type formwork support is elaborated, and control measures to the safety and quality in the construction are put forward, and the expected effect is achieved. The results show that in the construction of cantilevered scaffolding, traditional scaffold formwork support long construction period, high cost, security risks and problems can be avoided; at the same time, in bed outburst floods, the frame is conducive to the flood, reducing the pressure of flood control. Especially for traffic function requirements of large and medium sized sluice, particularly it is suitable for traffic function requirements of large and medium-sized water gate, and can meet the flood control and can achieve as soon as possible traffic.

overhanging scaffolding； The construction technology ；Capping beam；sluice.

2016-03-04;

2016-03-22

陳先義(1983),男,本科,工程師,從事水利工程施工工作。

TU755.2

B

1008-0112(2016)02-0019-03