貝雷片鋼木組合梁法施工連續(xù)剛構(gòu)箱梁橋0#段托架工法secret.doc

貝雷片+鋼木組合梁法施工連續(xù)剛構(gòu)箱梁橋0#段托架工法一、前言連續(xù)剛構(gòu)箱梁橋0#段由于其梁段高度最高、一次性砼澆注方量最大，而且由下構(gòu)施工轉(zhuǎn)為上構(gòu)施工，需將施工作業(yè)面積擴(kuò)展數(shù)倍，施工難度極大。托架作為承受全部荷載的工作平臺(tái)，必須保證足夠的強(qiáng)度和剛度。我公司在總結(jié)和吸收各種施工方法的基礎(chǔ)上，采用貝雷片+鋼木組合梁法施工0#段托架。該方法利用制式器材貝雷片和工字鋼組合成承重平臺(tái)，并通過(guò)預(yù)埋件錨固在墩身上；底板模板則通過(guò)加強(qiáng)弦桿+方木組合結(jié)構(gòu)以伸臂梁的型式支承在工字鋼上；梁段標(biāo)高通過(guò)楔塊調(diào)整。每個(gè)0#段只需一次性投入預(yù)埋件，其它構(gòu)件均可重復(fù)使用。該技術(shù)應(yīng)用于京福高速公路福建段層溪號(hào)特大橋施工中，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益；施工技術(shù)的先進(jìn)性受到業(yè)主和社會(huì)各界的廣泛好評(píng)，我們將該技術(shù)進(jìn)行總結(jié)整理，形成本工法。本工法敘述時(shí)以層溪號(hào)特大橋0#段托架為例。二、工法特點(diǎn)1、采用貝雷片代替?zhèn)鹘y(tǒng)三角形型鋼或萬(wàn)能桿件桁架，一方面充分利用了高強(qiáng)材料，保證了工程質(zhì)量；另一方面，降低了施工難度。工字鋼則以伸臂梁的形式承受翼緣板相對(duì)較小荷載的同時(shí)，部分抵消了主跨內(nèi)的正彎矩。2、通過(guò)預(yù)埋構(gòu)件安裝貝雷片，取消了支架，解決了高墩和水上作業(yè)的施工難題。3、肋木以伸臂梁的型式代替?zhèn)鹘y(tǒng)簡(jiǎn)支梁承受上部荷載，減小了跨徑，降低了主跨正彎距，從而降低了材料性能要求。并通過(guò)模板、鋼材和方木三種材料的有效組合，充分發(fā)揮了材料的各自性能。三、適用范圍適用于鐵路、公路懸臂澆筑梁橋的0#段和現(xiàn)澆段施工，尤其在高墩、水上作業(yè)或地勢(shì)陡峭、地基軟弱等情況下，具有廣泛的適用性。四、施工工藝(一)工藝原理根據(jù)荷載最大工程部位的受力分析，布置懸臂梁的間距和伸臂梁的跨徑，在此基礎(chǔ)上合理選擇材料并分配間距，確保強(qiáng)度及剛度滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求；其它工程部位則據(jù)此計(jì)算材料數(shù)量和間距。對(duì)于預(yù)埋件，則按抗剪強(qiáng)度和局部抗壓強(qiáng)度進(jìn)行檢算。(二)托架布置圖（見(jiàn)圖1）圖1 托架布置圖(三)施工工藝流程（見(jiàn)圖2）(四)施工要點(diǎn)1、預(yù)埋鋼板安裝（1）鋼板加工貝雷片弦桿兩根槽鋼陰頭的間距為80mm，考慮安裝誤差，鋼板厚度選用30mm和10mm兩種,按230mm+110mm組合，寬度按局部抗剪強(qiáng)度計(jì)算確定，長(zhǎng)度按局部抗壓強(qiáng)度計(jì)算確定。預(yù)埋鋼板在工廠統(tǒng)一加工，重點(diǎn)保證銷(xiāo)孔成孔直徑為50mm，誤差0.5mm。鋼板加工完成并檢查無(wú)誤后，采用焊接法在地面將同一銷(xiāo)孔的鋼板連成整體。焊接時(shí)需提前將貝雷銷(xiāo)插入銷(xiāo)孔內(nèi)，保證焊連后銷(xiāo)孔中心一致、孔徑不變。最后將錨固鋼筋焊接在鋼板尾端。錨固鋼筋選用425級(jí)鋼筋，長(zhǎng)度不小于70cm。所有焊縫的長(zhǎng)度及高度必須滿足規(guī)范要求。（2）鋼板預(yù)埋位置確定平面位置：貝雷片的數(shù)量和水平位置根據(jù)各工程部位的荷載譜分析確定后，還應(yīng)與墩身鋼筋和墩頂固結(jié)精軋螺紋鋼位置比較，如有發(fā)生沖突，應(yīng)避開(kāi)豎向精軋螺紋鋼，可適當(dāng)挪動(dòng)鋼筋或貝雷片位置，嚴(yán)禁任意截?cái)噤摻睢ｎA(yù)埋鋼板的水平位置則與各貝雷片上下弦桿對(duì)應(yīng)。圖2 托架施工工藝流程圖施工準(zhǔn)備墩身模板、鋼筋安裝預(yù)埋鋼板安裝墩身砼澆筑貝雷片安裝型鋼安裝模板安裝托架預(yù)壓0#段施工拆除托架材料割除鋼板堵塞錨固槽標(biāo)高：對(duì)于底板鋼板，預(yù)埋標(biāo)高位置主要考慮以下因素：a、型鋼高度；b、方木及楔塊高度；c、模板厚度；d、線路縱坡；e、掛籃底模及其縱梁、后下橫梁必需的作業(yè)空間；對(duì)于翼緣板鋼板，由于其型鋼兩端直接支承于底板型鋼之上，因此其較底板鋼板高差正好為底板型鋼高度。(3)鋼板就位總體施工順序：先底板，后翼緣板。各部位施工順序：墩身模板、鋼筋安裝合格測(cè)量放樣定出預(yù)埋鋼板位置模板開(kāi)孔安裝上排兩側(cè)定位預(yù)埋鋼板安裝上排其他預(yù)埋鋼板安裝下排兩側(cè)定位預(yù)埋鋼板安裝下排其他預(yù)埋鋼板焊接預(yù)埋鋼板對(duì)拉鋼筋施工預(yù)留槽。(4)鋼板安裝質(zhì)量保證措施定位預(yù)埋鋼板的標(biāo)高及水平采取水準(zhǔn)儀配合水平尺檢查。并以定位鋼板的銷(xiāo)孔為基準(zhǔn)線，掛線安裝其他預(yù)埋鋼板，確保同排鋼板在同一水平面上。安裝下排鋼板時(shí)，除準(zhǔn)確丈量上下排鋼板銷(xiāo)孔的間距與貝雷片上下弦桿銷(xiāo)孔的間距（1.4m）完全一致外，還應(yīng)吊錘球檢查上下排鋼板的垂直度，以確保貝雷片在同一水平面上。全部鋼板最終固定前，應(yīng)進(jìn)一步用定位桿檢查上下排鋼板銷(xiāo)孔的間距。定位桿選取順直的角鋼按間距1.4m上下焊貝雷銷(xiāo)的方法加工而成。將定位桿依次插入上下對(duì)應(yīng)銷(xiāo)孔，如無(wú)法順利插入，應(yīng)及時(shí)調(diào)整，確保貝雷片安裝順利。根據(jù)受力分析，上排鋼板承受拉應(yīng)力，為彌補(bǔ)鋼板與砼之間的抗剪強(qiáng)度，在上排對(duì)應(yīng)預(yù)埋鋼板上加焊425級(jí)鋼筋，形成相互間的對(duì)拉。為確保日后鋼板割除不露出砼面，不致于影響墩身外觀。預(yù)埋鋼板緊貼墩身周?chē)扇≌迟N泡沫板的方法預(yù)留凹槽。為保證作業(yè)空間，凹槽深度不小于3cm，凹槽寬度應(yīng)保證距鋼板邊不小于10cm。2、貝雷片安裝墩身模板拆除且砼達(dá)到2530Mpa后，即可安裝貝雷片。吊裝采用塔式起重機(jī)和倒鏈配合進(jìn)行。貝雷銷(xiāo)打入后，應(yīng)同時(shí)將保險(xiǎn)插銷(xiāo)插入以防止銷(xiāo)子脫落。同側(cè)全部貝雷片安裝就位后，安裝上下加強(qiáng)弦桿。安裝上加強(qiáng)弦桿時(shí)需注意將弦桿螺栓孔板置于底面，使連接加強(qiáng)弦桿與桁架弦桿的弦桿螺帽不致外露。最后采用210槽鋼按貝雷片間距鉆眼，將全部貝雷片栓接于支撐架孔，以增強(qiáng)橫向穩(wěn)定性。3、工字鋼安裝工字鋼直接支承在貝雷片上，工字鋼的數(shù)量按結(jié)構(gòu)受力分析確定，水平間距則根據(jù)上承模板肋木的跨徑需要確定。工字鋼正式吊裝前首先對(duì)應(yīng)每個(gè)貝雷片支點(diǎn)處加焊厚度不小于1cm的鋼板作為加勁肋。吊裝機(jī)械設(shè)備選用塔式起重機(jī)和倒鏈。吊裝按先底板后翼緣板和先內(nèi)側(cè)后外側(cè)的順序進(jìn)行，為保證上承面積，將工字鋼兩兩拼接在一起。為確保工字鋼整體受力和抗傾覆穩(wěn)定性，可采用“騎馬螺栓”將工字鋼與貝雷片連成一體?！膀T馬螺栓”的具體作法是：采用直徑不小于20的圓鋼加工成U形，前端加工螺紋，U形鋼的長(zhǎng)度和寬度滿足將工字鋼和貝雷片卡住即可。U形鋼筋卡住后，采用厚度不小于20mm的窄鋼板兩端鉆眼穿入U(xiǎn)形鋼，并用雙螺帽反扣于貝雷片上弦桿。4、底模安裝考慮施工方便，0#段模板一般選用木模。因此，選用大塊方木加工成楔塊調(diào)整縱坡，布置方向同工字鋼。為減少非彈性變形，要求方木材質(zhì)堅(jiān)硬且表面平整。為避免失穩(wěn)，方木應(yīng)盡量選擇規(guī)格較大的以減少層數(shù)，同時(shí)，楔塊最小厚度不應(yīng)小于5cm。底模肋木如全選鋼材，受模板強(qiáng)度制約，鋼材間距不宜太大，鋼材性能不能充分發(fā)揮且造成模板難以固定；如采用木材，材料性能難以滿足強(qiáng)度、剛度要求。如采用鋼木組合成伸臂梁，則克服了上述缺點(diǎn)。施工中注意以下幾點(diǎn)：（1）根據(jù)箱梁荷載譜，底模肋木宜順橋向布置；伸臂梁的跨徑由荷載最大工程部位的受力分析確定。并根據(jù)各工程部位的受力狀況，進(jìn)一步確定鋼木數(shù)量及間距。（2）選取的型鋼和方木的高度應(yīng)一致，且鋼木組合強(qiáng)度和剛度應(yīng)同時(shí)滿足規(guī)范要求；（3）為便于底模和腹板外模固定，底板最外側(cè)和模板的縱向接縫下應(yīng)采用方木作為肋木。5、托架拆除托架的拆除按安裝的逆序進(jìn)行。為保證工程質(zhì)量和加快工程進(jìn)度，托架拆除一般可以分成三個(gè)階段。（1）0#段砼達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%后，拆除翼緣板托架；（2）0#段砼張拉完成后，視掛籃底模后錨系統(tǒng)高度及必要的操作空間，拆除底模直至工字鋼；（3）懸澆段施工到2#段，即掛籃底模系統(tǒng)推移至1#段后，即可進(jìn)行底板貝雷片拆除和預(yù)埋鋼板割除作業(yè)。最后，采用高標(biāo)號(hào)水泥砂漿將預(yù)留槽封閉。五、材料(見(jiàn)表1)表1 托架主要材料數(shù)量表序號(hào)材料名稱(chēng)規(guī)格型號(hào)單位數(shù)量說(shuō) 明1貝雷片/上下加強(qiáng)弦桿制式器材片/根24/48數(shù)量根據(jù)0#段懸臂段及施工荷載重量計(jì)算確定2工字鋼I36a12m根12用于底板，長(zhǎng)度不短于橋面寬度3工字鋼I25a12m根12用于翼緣板，長(zhǎng)度不短于0#段長(zhǎng)度4槽鋼106m/4m根4/4用于貝雷片橫向連接，長(zhǎng)度根據(jù)最外側(cè)兩片貝雷片距離確定5A3鋼板70022030/10塊(224/24)焊接成7cm厚鋼板作為貝雷片上弦桿預(yù)埋件,端部鉆250圓孔用以貝雷片和加強(qiáng)弦桿連接6A3鋼板50022030/10塊(224/24)焊接成7cm厚鋼板作為貝雷片下弦桿預(yù)埋件, 端部鉆250圓孔用以貝雷片和加強(qiáng)弦桿連接7A3鋼板厚10mm塊若干工字鋼與貝雷片支點(diǎn)處加勁肋板8II級(jí)鋼筋25根若干預(yù)埋鋼板對(duì)拉錨固鋼筋9I級(jí)鋼筋20根若干工字鋼與貝雷片支點(diǎn)處“騎馬螺栓”10方木2020cm根若干0#段縱坡調(diào)整,數(shù)量根據(jù)貝雷片與模板肋木之間高度和托架寬度確定11方木、加強(qiáng)弦桿高度h=10cm根若干模板肋木,長(zhǎng)度根據(jù)0#段懸臂段長(zhǎng)度確定,根數(shù)根據(jù)0#段懸臂段荷載重量計(jì)算確定六、機(jī)具設(shè)備(見(jiàn)表2)表2 托架使用主要機(jī)具設(shè)備表序號(hào)材料名稱(chēng)規(guī)格型號(hào)單位數(shù)量說(shuō) 明1塔式起重機(jī)QTZ40臺(tái)1材料場(chǎng)內(nèi)垂直及水平運(yùn)輸2倒鏈2T臺(tái)2構(gòu)件調(diào)整就位3倒鏈1T臺(tái)4構(gòu)件臨時(shí)固定4鋼筋切斷機(jī)GQ40臺(tái)1鋼筋加工5鋼筋彎曲機(jī)GW40臺(tái)1鋼筋加工6鋼筋調(diào)直機(jī)GT4-14CK1鋼筋加工7交流電焊機(jī)BX1-401臺(tái)2鋼筋、鋼材焊接8氣割設(shè)備套1鋼板切除9自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀臺(tái)1鋼板定位高程觀測(cè)七、勞動(dòng)組織（見(jiàn)表3）表3 托架勞動(dòng)組織安排表序號(hào)作業(yè)組主要工作內(nèi)容人 數(shù)技術(shù)人員技術(shù)工人普通工人1技術(shù)組施工組織設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)指導(dǎo)、質(zhì)量控制及安全檢查32測(cè)量組托架平面位置及高程測(cè)量123鋼筋組托架鋼筋、鋼材加工及安裝1224模板組模板制作、安裝、調(diào)整及拆除1235起重組材料吊裝及拆除154八、安全措施1、施工前應(yīng)制定詳細(xì)的施工組織設(shè)計(jì)和高空作業(yè)安全保證措施，并對(duì)起重、焊接等特殊工種的工人，進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的安全操作培訓(xùn)。所有操作人員進(jìn)行明確分工，并建立崗位責(zé)任制。勞動(dòng)分工盡可能穩(wěn)定，不準(zhǔn)在操作前臨時(shí)調(diào)換工作，以免由于技術(shù)不熟練而發(fā)生意外事故。2、施工現(xiàn)場(chǎng)懸掛醒目的安全警示牌，禁止非施工人員進(jìn)場(chǎng)。施工操作人員進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)時(shí)佩戴安全帽，作業(yè)時(shí)按規(guī)定使用勞保用品，高空作業(yè)必須系安全帶。3、根據(jù)起吊重量、高度、回轉(zhuǎn)半徑等各項(xiàng)參數(shù)，合理選擇塔吊。吊裝前必須嚴(yán)格檢查起重設(shè)備各部件的可靠性和安全性，并進(jìn)行試吊。4、吊裝現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)格實(shí)行統(tǒng)一指揮。吊裝過(guò)程中除現(xiàn)場(chǎng)指揮人員外，任何人都不得指揮操作。吊裝作業(yè)區(qū)嚴(yán)禁非工作人員進(jìn)入，所有人員均不得在起吊和運(yùn)行的吊物下站立。5、高空作業(yè)時(shí)，設(shè)置防護(hù)設(shè)施，防止落空墜落。所有多余的物件均全部清除。6、電焊機(jī)等應(yīng)有接地裝置，施焊前檢查設(shè)備和電線是否漏電。九、質(zhì)量要求1、工程施工所用的各種原材料、機(jī)具設(shè)備的試驗(yàn)、檢驗(yàn)和驗(yàn)收均執(zhí)行現(xiàn)行的公路施工技術(shù)規(guī)范和質(zhì)量驗(yàn)收評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。2、托架設(shè)計(jì)時(shí)，不僅強(qiáng)度必須滿足結(jié)構(gòu)受力的安全系數(shù)不小于2，而且懸臂端的最大彈性變形不宜大于3mm。同時(shí)對(duì)工字鋼等結(jié)構(gòu)性材料的抗傾覆穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)算。3、墩身砼強(qiáng)度達(dá)到25Mpa以上后，托架才能開(kāi)始安裝；墩身砼達(dá)到100%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，才能進(jìn)行托架預(yù)壓試驗(yàn)。4、預(yù)埋鋼板銷(xiāo)孔的加工和安裝精度作為現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制的重點(diǎn)，橫向確保銷(xiāo)孔標(biāo)高在同一水平線上，豎向確保間距與貝雷片的銷(xiāo)栓孔對(duì)應(yīng)，且在同一垂直線上。5、托架全部安裝完成后，必須按不小于100%施工總荷載對(duì)托架進(jìn)行充分預(yù)壓，以消除非彈性變形；同時(shí)分析整理出托架受力的彈性變形方程，為立模標(biāo)高提高依據(jù)。十、效益分析1、利用制式器材拼裝托架平臺(tái)，加快了材料周轉(zhuǎn)使用，減少了鋼材加工量，節(jié)約了資源。2、利用高強(qiáng)材料代替普通鋼材，光面鋼板輔助以螺紋鋼筋對(duì)拉錨固，提供了安全可靠的施工環(huán)境。3、通過(guò)預(yù)埋件安裝托架，避免了地基處理和支架搭設(shè)，降低了施工難度，加快了施工進(jìn)度。4、以京福高速公路福建段層溪號(hào)特大橋?yàn)槔捎秘惱灼?鋼木組合伸臂梁作為連續(xù)剛構(gòu)箱梁0#段和現(xiàn)澆段托架，較傳統(tǒng)三角形型鋼桁架施工0#段和支架法施工現(xiàn)澆段節(jié)約工程費(fèi)用約41.2萬(wàn)元。5、本工法在層溪號(hào)特大橋施工過(guò)程中，受到了福建省高速公路指揮部和業(yè)主的一致好評(píng)，并組織全線人員現(xiàn)場(chǎng)觀摩，為企業(yè)贏得了良好的信譽(yù)。十一、工程實(shí)例京福高速公路福建段層溪號(hào)特大橋全長(zhǎng)284.5m，橋型布置為（72.513072.5）米預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋，上部結(jié)構(gòu)為單箱單室變高度連續(xù)剛構(gòu)箱梁，采用掛籃懸澆施工。墩身均為矩形薄壁空心墩，最高墩高63m。0#段總長(zhǎng)度10m，其中懸臂長(zhǎng)度各2.75m；總高度7m。根據(jù)受力分析和現(xiàn)場(chǎng)施工條件，貝雷片（上下帶加強(qiáng)弦桿）底板每側(cè)