大跨徑三角剛構(gòu)現(xiàn)澆組合支架施工工法

曾招雄

中鐵十五局集團(tuán)第一工程有限公司 陜西 西安 710018

1 前言

由中鐵十五局集團(tuán)第一工程有限公司施工的渼陂湖水系生態(tài)項目水利設(shè)施二標(biāo)段,萯陽門大橋作為標(biāo)段最大的單體結(jié)構(gòu)物,橫跨澇河,長139m,雙幅寬35m,雙向橫坡1.5%。上部結(jié)構(gòu)剛構(gòu)＋掛孔(50＋39＋50)m,兩側(cè)對稱布置混凝土三角剛構(gòu)體系,中間設(shè)一聯(lián)長39m鋼箱梁簡支掛梁,兩側(cè)三角剛構(gòu)體系中橋面系梁為預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu),縱坡4.5%,采用分離式箱形截面,截面為三箱單室直腹板,高度1.8m,單幅寬17.5m,懸臂長2m,斜撐為普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。斜撐與橋面系梁在橋臺處和鋼箱梁掛孔處通過橫梁連為一體。下部結(jié)構(gòu)為樁基接承臺或橋臺,承臺上設(shè)置與斜撐連接的基座,基座上為墩柱。

2 工法特點

2.1 施工支架采用鋼筋混凝土樁基、鋼管柱、橫梁、貝雷梁、分配梁、滿堂碗扣支架組合而成。

2.2 鋼筋混凝土樁基可以增加承載力,減少沉降,比鋼管樁節(jié)省了大量的成本。

3 適用范圍

3.1 該工法適用于鋼筋混凝土現(xiàn)澆拱橋及類似結(jié)構(gòu)。

3.2 地基較為軟弱,以細(xì)砂和粉質(zhì)粘土為主,橋下凈空較低,采用滿堂支架高度太大、穩(wěn)定性、沉降無法滿足梁體施工要求的項目。

4 工藝原理

4.1 下部采用樁基接鋼管柱支架提高了支架的高度,滿足河道中洪期施工要求,且能跨越障礙物并保證承載力、沉降、穩(wěn)定性。

4.2 按照設(shè)計要求進(jìn)行分段分層搭設(shè)支架,相互不受干擾,立模、綁扎鋼筋、澆注混凝土、上層支架搭設(shè)可以交錯進(jìn)行。

5 施工工藝及操作要點

5.1 施工工藝流程

5.2 施工準(zhǔn)備

5.2.1 制定組合支架方案,對地質(zhì)情況進(jìn)行分析計算,通過自重和支架等其它荷載進(jìn)行分析,確定樁徑樁長。

5.2.2 通過水文資料確定流水?dāng)嗝娓叱?確定鋼管柱頂高程。

5.3 通過荷載確定組合支架(鋼管柱、貝雷片、橫梁、分配梁、工字鋼、碗扣架)等型號和間距,鋼料必須滿足國家Q235鋼材質(zhì)量要求。

5.4 樁基及橋臺處硬化施工 樁基施工采用反循環(huán)鉆機施工,在樁基施工前將場地平整,在合適的位置挖泥漿池。

5.5 鋼管柱連接 鋼管柱采用630*10mm型號,材質(zhì)均為Q235B,立柱與樁基相連的地方采用與預(yù)埋鋼板焊接,與承臺相連的地方采用膨脹螺栓與混凝土連接。

5.6 縱、橫梁、分配梁、碗扣架安裝 鋼管柱施工完畢后,進(jìn)行縱、橫梁安裝。橫向鋼梁采用工56a雙拼工字鋼,材質(zhì)均為Q235B,制作時工字鋼縱縫連接應(yīng)進(jìn)行滿焊,接長先采用坡口焊接,兩側(cè)再用10mm鋼板滿焊成型,工字鋼腰板處加設(shè)加勁板。

5.6.1 工字鋼安裝

5.6.1.1 首先檢查鋼管樁的垂直度確保無誤后,在鋼管樁上劃分出工字鋼的位置。

5.6.1.2 吊裝設(shè)備的準(zhǔn)備與檢驗,QTZ80塔吊及其吊裝輔助工具,并檢驗其完好性。*

5.6.2 貝雷梁安裝 貝雷梁采用標(biāo)準(zhǔn)321貝雷片通過標(biāo)準(zhǔn)花架和支撐豎桿組合拼接而成,材質(zhì)為16Mn。

5.6.3 分配梁安裝 分配梁采用工20b鋪設(shè),平鋪在貝雷梁上面,局部沒有貼緊的部位墊厚度不等的鐵片,保證分配梁與貝雷梁之間沒有空隙,分配梁的間距根據(jù)荷載大小分為30cm和60cm兩種間距。

5.6.4 碗扣支架搭設(shè)■ 檢查碗扣架鋼管有無彎曲,有無斷裂現(xiàn)象,碗扣支架通過平托落在分配梁上面,橋臺硬化處頂托下鋪10*10cm方木,要嚴(yán)格控制好頂、底托絲杠的外露長度不超過規(guī)范20cm的規(guī)定,碗口支架橫桿步距為600mm,縱橋向立桿間距均為60cm,其上縱向鋪設(shè)工10型鋼,工字鋼上鋪10×10cm方木,與底模系統(tǒng)連為一體。箱梁處間距為60cm,在頂板下方為900mm,跨中牛腿處,因為混凝土高度約為4.6m,此處立桿縱向為30cm。

5.7 支架預(yù)壓 碗扣支架檢驗合格后預(yù)壓測量支架的彈性變形以及消除支架的非彈性變形。

5.8 模板安裝加固

5.8.1 為了保證主拱圈外表面混凝土的光潔和平整,其內(nèi)外模板均采用δ＝15mm的竹膠板。

5.8.2 在鋪設(shè)梁底模時根據(jù)預(yù)壓彈性變形設(shè)置預(yù)拱度。

5.8.3 內(nèi)模安裝應(yīng)在底板鋼筋安裝好后進(jìn)行。

5.9 混凝土澆筑

5.9.1 澆筑混凝土?xí)r要設(shè)置沉降標(biāo)志,模板要派專人看模。

5.9.2 由于斜撐坡度最大達(dá)1：1,混凝土澆筑成型困難,混凝土澆筑前在底板上下層鋼筋橫向綁扎間距100cm鐵絲網(wǎng),防止混凝土振搗時下滑,澆筑混凝土?xí)r從下往上澆筑,先澆筑底板至腹板倒角處。

5）本工程裙房縱向長度為52.60m，為減小溫度變化和混凝士收縮對結(jié)構(gòu)的影響，在結(jié)構(gòu)平面縱向中部增設(shè)混凝土膨脹加強帶，膨脹加強帶中混凝土強度等級與兩側(cè)相同，摻加適量的膨脹劑，與兩側(cè)混凝土同時澆筑[2]。

5.10 橋面系梁支架提升

5.10.1 連接系加固：待斜撐混凝土澆筑完畢進(jìn)行橋面系梁支架安裝,首先安裝鋼管柱的連接系,連接系通過325*7.5mm鋼管和斜撐預(yù)埋鋼板之間焊接,每個鋼管柱四個連接點,彼此夾角為90°。

5.10.2 牛腿加工：牛腿采用20mm鋼板與鋼管柱打孔焊接,上接牛腿鋼板,下面焊接加勁板。

5.10.3 橫梁安裝：橫梁采用工56cm型鋼,分別擱置在牛腿和鋼管柱頂板上,連接部位滿焊。

6 質(zhì)量控制

6.1 材料進(jìn)場必須通過檢驗,樁基和鋼管柱位置嚴(yán)格控制,防止與結(jié)構(gòu)沖突。

6.2 鋼結(jié)構(gòu)所有焊接必須持證上崗,嚴(yán)格按交底焊接。

7 環(huán)保措施

7.1 遵守當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)環(huán)衛(wèi)、市容、文明施工的規(guī)定,確保工地現(xiàn)場達(dá)到當(dāng)?shù)匚拿魇┕す芾順?biāo)準(zhǔn)。

7.2 建筑垃圾實行袋裝化,封閉管理,使現(xiàn)場無直接外露建筑垃圾。

7.3 樁基施工時泥漿嚴(yán)禁排到河道中。

7.4 施工完成后,按計劃撤除所有臨建、機械及剩余建筑材料,清理建筑垃圾。

7.5 在支架上高空作業(yè)時嚴(yán)禁向外向下拋物污染河流。

8 效益分析

本工法利用的貝雷梁、鋼管柱、工字鋼等各自的優(yōu)點,搭配使用,具有承載力大,構(gòu)件輕巧、拼裝靈活快捷等優(yōu)點,利用混凝土樁價格低廉,達(dá)到節(jié)省費用的目的；利用鋼管柱承載力大,達(dá)到過水凈空要求；利用貝雷梁承載力大,達(dá)到節(jié)省材料的目的；利用碗扣架搭設(shè)方便,達(dá)到調(diào)整線性作用；利用工字鋼縱梁截面積小,達(dá)到凈空小部位使用。

9 工程實例

中鐵十五局集團(tuán)一公司施工的西安渼陂湖生態(tài)項目萯陽門大橋三角剛構(gòu)存在斷面結(jié)構(gòu)復(fù)雜,凈空狹小,工期任務(wù)緊,項目部根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)和結(jié)構(gòu)特點,采用組合支架施工,合理組織、精心施工,編制了萯陽門大橋三角剛構(gòu)現(xiàn)澆支架施工方案并順利通過專家組的評審。本工藝通過現(xiàn)場實施和不斷優(yōu)化改進(jìn),取得了預(yù)期目標(biāo)。