斜腿剛構(gòu)橋施工工法

1、設(shè)置拱型鋼管澆注鋼筋砼拱橋施工工法1、前言隨著橋梁技術(shù)的發(fā)展，橋梁造型越來(lái)越受到人們的重視，適用、優(yōu)美、多樣化、與公路沿線地形地貌的和諧統(tǒng)一，減少行車疲勞，給人以美的享受，各種拱式天橋具有結(jié)構(gòu)新穎、造型美觀的優(yōu)點(diǎn)，該橋型的采用為xx高速公路增加了一道道靚麗的風(fēng)景線，xxx公司承擔(dān)xx高速公路第三合同段8.7km施工任務(wù)，線內(nèi)共設(shè)計(jì)人行天橋（或兼渡槽）共設(shè)計(jì)7道（其中斜腿剛構(gòu)橋3道），梁體結(jié)構(gòu)為現(xiàn)澆鋼筋混凝土板拱或坦拱結(jié)構(gòu)。通過施工實(shí)踐比較，采用本工法進(jìn)行施工，方便快捷，工程成本顯著降低，取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。本工法就是經(jīng)對(duì)該類工程的總結(jié)、提高后形成的。下面以板拱式斜腿剛構(gòu)橋?yàn)槔龜⑹鲈?/p>

2、工法。2、工法特點(diǎn)2.0.1 支架采用碗扣式鋼管支架，拱部支架、模板則采用頂托、橫鋼管、拱型鋼管、建筑組合鋼模板，上鋪設(shè)一層五合板及一層光面薄厘板形成，取代了傳統(tǒng)的橫木、拱型木及大量的竹膠板進(jìn)行拱橋施工方法，本工法能大量縮短施工工期、減少大量人工及木材用量，降低施工成本。2.0.2 該工法更方便進(jìn)行拱部結(jié)構(gòu)施工過程中高程的調(diào)整控制，更好的保證拱橋的施工質(zhì)量。3、適用范圍3.0.1 本工法適用于石砌、鋼筋混凝土拱橋、斜腿剛構(gòu)橋的施工。4、工藝原理4.0.1 通過結(jié)構(gòu)計(jì)算及碗扣鋼管尺寸模數(shù)進(jìn)行支架橫縱間距的確定。4.0.2 頂部采用頂托作為頂部橫向鋼管支撐，更加方便標(biāo)高調(diào)整控制，通過結(jié)構(gòu)計(jì)算確定橫

3、向鋼管及拱型鋼管的間距，確保拱部結(jié)構(gòu)滿足受力要求。5、施工工藝5.1 工藝流程 見圖1 5.2 施工要點(diǎn)：5.2.1 支架結(jié)構(gòu)計(jì)算。xx高速公路k24+850斜腿剛構(gòu)天橋全長(zhǎng)47m，跨徑為10.5m (懸臂) +22m (中跨) +105m (懸臂)，橋?qū)?.5m，橋型布置如圖1所示：5.2.1-1 斜腿剛構(gòu)橋型布置圖斜腿剛構(gòu)天橋上部采用一次性澆注混凝土斜腿剛構(gòu)，斜腿撐座采用鋼筋混凝土。本天橋?yàn)槌o定結(jié)構(gòu)，兩端懸臂長(zhǎng)度為中跨跨度的05倍；梁體采用變高度異型板梁，根部梁高為跨中梁高的163倍，因此主梁懸臂不是太長(zhǎng)，且根部梁高與跨中梁高比值不是太大的情況下，使得主梁承受的正彎矩值較大，故對(duì)基礎(chǔ)會(huì)產(chǎn)

4、生較大的水平推力和次內(nèi)力。同時(shí)，施工過程中，混凝土收縮、溫度變化、墩臺(tái)不均勻沉降等因素的影響和作用，產(chǎn)生的附加力會(huì)更大，因此施工中除嚴(yán)格控制撐座和橋臺(tái)的施工外，還要重點(diǎn)控制對(duì)現(xiàn)澆主梁搭建的支架施工質(zhì)量。1 拱型鋼管結(jié)構(gòu)計(jì)算：鋼管立柱的縱向間距為0.60，橫向間距為0.60m，因此拱型鋼管的計(jì)算跨徑取0.60m，忽略模板自重，在順橋向單位長(zhǎng)度內(nèi)混凝土重量為：q1=1.20.525=15 (kn/m)傾倒混凝土和振搗混凝土產(chǎn)生的荷載均按2kn/m2計(jì)算，作用在拱型鋼管上的均布荷載為：q=q1+20.5=16(kn/m)彎曲強(qiáng)度：=ql12/(10w)=113=215mpa撓度：f=ql14/(15

5、0ei)=0.543mm以上結(jié)構(gòu)處于安全受力狀態(tài)。2 橫桿（拱型鋼管下橫桿）結(jié)構(gòu)計(jì)算：縱向每排頂托上均架設(shè)一根鋼管，間距為60cm。考慮到支架鋼管使用次數(shù)較多，工人操作不太熟練等因素，為了安全施工，計(jì)算中采用簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算：計(jì)算簡(jiǎn)圖如下：p1=(0.15+0.175)1.20.625=5.85(kn)傾倒混凝土和振搗混凝土產(chǎn)生的荷載均按2kn/m2計(jì)算，作用在橫鋼管上的均布荷載為：p=p1+20.60.325=6.24(kn/m)mmax=pl(2c+b)x=1.8kn.m(當(dāng)x=a時(shí)彎矩最大)彎曲強(qiáng)度：=mw=211=215mpa撓度：f=pa(6eil)(2a+c)l2-4a2l+2a3

6、-a2b-c3=0.0073mm 以上結(jié)構(gòu)處于安全受力狀態(tài)。3 立桿鋼管結(jié)構(gòu)計(jì)算 按鋼管縱、橫均為o6m間距考慮，立桿承受橫桿傳來(lái)的荷載，因此，n=2p=26.24=12.48(kn), 大橫桿步距擬采用1.2m，長(zhǎng)細(xì)比=l/i=1200/12.48=96.2,查路橋施工計(jì)算手冊(cè)附錄三p790，得=0.55，那么有n=a=0.55489215=57824n，即為57.82kn。由nn, 可見，立柱鋼管處于安全狀態(tài)。4 通道工字鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算： 過道頂部工字鋼設(shè)置5根，架設(shè)于加密立柱鋼管上，工字鋼上放置20cm20cm的枕木，枕木上再支立鋼管架。工字鋼計(jì)算結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下:工字鋼跨徑為4米，間距為0

7、.5m，忽略模板自重，在順橋向單位長(zhǎng)度內(nèi)混凝土重量為：q1=1.20.525=15 (kn/m)傾倒混凝土和振搗混凝土產(chǎn)生的荷載均按2kn/m2計(jì)算，作用在工字鋼上的均布荷載為：q=q1+20.5=16 (kn/m) 選用20a的工字鋼，w=237cm3彎曲強(qiáng)度：=ql12/(10w)=108=215mpa撓度：f=ql14/(150ei)= 0.553mm可見，工字鋼處于安全狀態(tài)。從上部荷載傳至底托(接觸面10cm10cm)上的最大值12.48kn，可知地基承載力為：12.48(0.30.3)14(集中荷載傳力系數(shù)) 20(安全度系數(shù))=388.3kpa。搭建支架前，首先對(duì)基底進(jìn)行整平壓實(shí)(

8、壓實(shí)度滿足96%)，上面鋪一層15cm厚c20混凝土層能滿足此承載條件，鋼管底部加墊20cm20cm枕木。結(jié)論：本斜腿剛構(gòu)的支撐體系為60cm60cm立柱雙向排列，沿立柱高度每1.2m雙向設(shè)水平橫桿，中間留出的車輛通道支架上設(shè)置5根20a工字鋼考慮。5.2.2 支架基礎(chǔ)處理因該斜腿剛構(gòu)橋設(shè)于挖方地段，底部為基巖，支架基礎(chǔ)情況良好，為了防止基礎(chǔ)受雨水浸泡造成支架下沉變形，支架基礎(chǔ)采用澆注8cm厚c25混凝土處理。5.2.3 預(yù)拱度設(shè)置本斜腿剛構(gòu)模板體系在梁板跨中設(shè)置預(yù)拱度，為了防止因支架沉降、變形等因素造成結(jié)構(gòu)影響，在支架頂部按二次拋物線設(shè)置預(yù)拱度予以補(bǔ)償，按y=4f拱x(l-x)/l2(其中f

9、拱為2200/400=5.5cm)，跨中最大預(yù)拱度為5.5cm。按梁底曲線漸變率逐漸向兩端漸變，施工中推算出每根頂托控制高程。見表5.2.3-1表5.2.3-1 預(yù)拱度設(shè)置及頂托控制高程計(jì)算表x 0.00 0.80 1.60 2.40 3.20 4.00 4.80 5.60 6.40 7.20 8.00 8.80 9.60 10.40 11.00 y1 0.000 0.070 0.135 0.195 0.249 0.298 0.341 0.380 0.413 0.440 0.463 0.480 0.492 0.499 0.500 y2 1.31.3041.3081.3121.3161.321.

10、3241.3281.3321.3361.341.3441.3481.3521.3568y1設(shè)計(jì)高程 382.925 382.995 383.060 383.120 383.174 383.223 383.266 383.305 383.338 383.365 383.388 383.405 383.417 383.424 383.425 y2設(shè)計(jì)高程 384.225385.529385.533385.537385.541385.545385.549385.553385.557385.561385.565385.569385.573385.577385.582 y1計(jì)算預(yù)拱度 0.000 0.0

11、06 0.013 0.020 0.026 0.031 0.036 0.041 0.045 0.048 0.050 0.052 0.054 0.055 0.055 y2計(jì)算預(yù)拱度 0.000 0.006 0.013 0.020 0.026 0.031 0.036 0.041 0.045 0.048 0.050 0.052 0.054 0.055 0.055 y1實(shí)際高程 382.925 383.001 383.073 383.139 383.200 383.254 383.303 383.345 383.382 383.413 383.438 383.457 383.471 383.478 38

12、3.480 y2實(shí)際高程 384.225 385.535 385.546 385.557 385.567 385.576 385.585 385.594 385.602 385.609 385.615 385.621 385.627 385.632 385.637 頂托標(biāo)高382.773 382.843 382.908 382.968 383.022 383.071 383.114 383.153 383.186 383.213 383.236 383.253 383.265 383.272 383.273 5.2.4 模板、支架工程施工模板應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，表面平整，接縫嚴(yán)密不

13、漏漿，確保構(gòu)件形狀和尺寸的準(zhǔn)確，且表面平整美觀、沒有缺陷。橋臺(tái)基礎(chǔ)模板采用組合式鋼模板，撐座、橋臺(tái)外露的結(jié)構(gòu)物用竹膠板，模板的立柱采用108cm的木枋, 圍楞采用48鋼管，每排兩根，間距不超過80cm，內(nèi)穿14的對(duì)拉鋼筋，外面采用蝴蝶扣固定于圍楞鋼管上，如圖5.2.4-1外露模板固定結(jié)構(gòu)圖所示。模板與混凝土接觸面應(yīng)涂刷脫模劑?；A(chǔ)模板采用地錨支撐牢固，不變形、不松動(dòng)、不漏漿且容易拆裝。為了斜腿及梁體外表美觀，降低施工成本底模采用建筑組合鋼模板+5合板+光面薄厘板，側(cè)模采用1.2cm竹膠板。支撐腳手架的地基必須嚴(yán)格壓實(shí)，并墊15cm厚c20混凝土。腳手架搭設(shè)必須牢固可靠，加設(shè)斜撐、剪刀撐，以保證

14、整體穩(wěn)定。圖5.2.4-1 外露模板固定結(jié)構(gòu)圖斜腿及現(xiàn)澆梁體支架均采用為碗扣式鋼管架，下設(shè)底托，上設(shè)頂托，高度依據(jù)不同跨高由立桿及柱頂、底托進(jìn)行調(diào)整，模板支架設(shè)計(jì)見圖圖5.2.4-2：圖圖5.2.4-2 模板支架示意圖模板、支架計(jì)算如下：本實(shí)體結(jié)構(gòu)部分為鋼筋混凝土實(shí)心板，厚度按最大截面高度1.2m，寬度為2m進(jìn)行計(jì)算，整體澆注施工，支架采用碗扣式支架，鋼管外徑為48mm，壁厚t為3.5mm，支架直接支承混凝土墊層上。因斜腿構(gòu)件和支撐體系不是正交，而鋼管支撐系與地面也不是垂直面，斜腿是43度角，鋼管是90度角，為了保證受力要求，在斜腿下鋼管上按垂直斜腿方向增加斜撐鋼管。為方便計(jì)算，力的分解省略(

15、對(duì)安全系數(shù)有利)。5.2.4 混凝土澆筑施工混凝土攪拌采用集中拌和，混凝土輸送車運(yùn)輸，拌和時(shí)嚴(yán)格按確定的配合比下料，摻加05緩凝型減水劑，各種集料用混凝土配料機(jī)送料，各種材料應(yīng)準(zhǔn)確計(jì)量，加水均勻，嚴(yán)格控制施工坍落度?；炷翑嚢韬蠹皶r(shí)送至澆注部位，間隙時(shí)間不得超過3o分鐘，澆注混凝土采用汽車混凝土輸送泵，有效地避免了混凝土離析?；炷翍?yīng)分層階梯法澆注，每層厚度不應(yīng)超過30cm?；炷琳駬v采用插入式振搗器振搗，振動(dòng)棒應(yīng)與側(cè)模板保持510cm的距離，并不能直接振動(dòng)鋼筋骨架，振動(dòng)棒應(yīng)快插慢拔，振到混凝土停止下沉，不再冒泡，表面泛漿平坦時(shí)為止，切勿漏振或過振?；炷翝沧⒅另攲訒r(shí)用平板振搗器振搗至表面平整

16、密實(shí)，再用人工抹面，定漿后再二次抹面，使表面平整。在混凝土收漿后應(yīng)盡快灑水養(yǎng)護(hù)，并覆蓋養(yǎng)生，養(yǎng)生時(shí)間不少于7天?；炷翉?qiáng)度達(dá)到15mpa后(一般24小時(shí))可拆除側(cè)模板。混凝土澆注過程中應(yīng)安排木工、電工、鋼筋工和試驗(yàn)員在現(xiàn)場(chǎng)跟班生產(chǎn)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理?；炷翉?qiáng)度試件應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)澆注地點(diǎn)隨即制取，每工作班應(yīng)制取不少于3組。橋梁在施工階段，斜腿下端20cm范圍設(shè)置模板及支撐來(lái)設(shè)置鉸接支撐，待上部結(jié)構(gòu)施工全部完成，且變形穩(wěn)定后，將鉸接部位澆注混凝土變成固接，實(shí)現(xiàn)橋梁體系轉(zhuǎn)換。新老混凝土的結(jié)合面，必須將其進(jìn)行鑿毛、沖洗，保證新老混凝土的結(jié)合質(zhì)量。主梁澆注按照先澆注跨中梁段，然后澆注兩側(cè)邊跨梁段，兩側(cè)邊跨梁段

17、則向支點(diǎn)方向的順序進(jìn)行澆注，最后澆注偶節(jié)點(diǎn)，確保一次澆筑成形。由于上部結(jié)構(gòu)空心部直徑較大，可采用竹籠芯模，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。5.2.5 支架卸落待斜腿底部固鉸部分砼強(qiáng)度不小于設(shè)計(jì)強(qiáng)度90%方能卸除拱架，卸架程序：1 卸跨中梁段，由跨中向斜腿方向?qū)ΨQ均勻卸架；2 兩側(cè)邊跨梁段由斜腿向支點(diǎn)方向?qū)ΨQ卸架；3 卸斜腿支架，由斜腿頂部向底部方向斜架。拆時(shí)嚴(yán)禁拋扔，側(cè)模的拆模時(shí)間不宜過早或過晚，以保證砼構(gòu)件不被損壞，最好在模板容易脫落時(shí)為宜且砼強(qiáng)度至少達(dá)到2.5mpa才可以拆模。底模的拆除，卸落支架時(shí)，不允許用猛烈地敲打和強(qiáng)扭等方法進(jìn)行。模板、支架拆除后，應(yīng)維修整理，分類妥善存放。6 材料及機(jī)具設(shè)備6.1 主要材

18、料一覽表 見表6.1-1表6.1-1 k24+850天橋施工材料表序號(hào)名稱規(guī)格單位數(shù)量序號(hào)名稱規(guī)格單位數(shù)量長(zhǎng)度寬度厚度長(zhǎng)度寬度厚度1竹膠板2.441.220.012塊557豎向鋼管2根288主梁底模底部鋼模板1.50.30.05塊2808豎向鋼管5根112薄厘板m29豎向鋼管4根64u型卡個(gè)140010豎向鋼管6根44斜腿底模底部鋼模板1.50.30.05塊9811翼板小鋼管1根412薄厘板m212翼板豎鋼管2根206u型卡個(gè)49013大橫鋼管6根2052頂部橫向鋼管414小橫鋼管4根256 頂部縱向鋼管6根4215外斜鋼管6根24對(duì)接扣件個(gè)4216里斜鋼管6根323頂托個(gè)100017扣件十字

19、扣件個(gè)30004翼板橫木10.10.1根20618旋轉(zhuǎn)扣件個(gè)3005翼板豎木1.40.10.1根2061928a工字鋼5根46翼板小橫木不限0.50.5米16420外徑55cm 竹籠3個(gè)821塑料布m2506.2 機(jī)具設(shè)備 見表6.2-1表6.2-1 機(jī)具設(shè)備序號(hào)項(xiàng)目名稱型號(hào)單位數(shù)量用途備注1橋臺(tái)施工挖掘機(jī)pc220臺(tái)1基坑開挖砂漿攪拌機(jī)jzc350臺(tái)2橋臺(tái)砌筑1混凝土工程發(fā)電機(jī)gf350臺(tái)12混凝土拌和機(jī)juz350臺(tái)2拌和混凝土3混凝土運(yùn)輸車hnj5241臺(tái)3混凝土運(yùn)輸4汽車混凝土輸送泵bht40臺(tái)1混凝土澆注混凝土輸送壓力5.6mpa5插入式振搗器臺(tái)4混凝土搗實(shí)棒頭直徑5cm6鋼筋工程鋼

20、筋彎曲機(jī)gw-40臺(tái)1鋼筋加工7鋼筋調(diào)直機(jī)gt-8山臺(tái)1鋼筋加工8鋼筋彎切斷機(jī)qj40-1臺(tái)1鋼筋加工9電焊機(jī)zxg-500臺(tái)3鋼筋加工10測(cè)量?jī)x器全站儀620sa臺(tái)1中線控制11自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀at-g2臺(tái)2高程控制12水平塔尺根213對(duì)講機(jī)tk2107臺(tái)47 質(zhì)量控制本工法除執(zhí)行設(shè)計(jì)圖紙及橋涵施工技術(shù)規(guī)范外，還要做到以下幾點(diǎn)：7.0.1 成立qc小組，編制作業(yè)指導(dǎo)書，明確崗位職責(zé)。嚴(yán)格執(zhí)行首相工程認(rèn)可制，做好現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)交底。7.0.2 橋梁在施工階段，斜腿下端20cm范圍設(shè)置模板及支撐來(lái)設(shè)置鉸接支撐，待上部結(jié)構(gòu)施工全部完成，且變形穩(wěn)定后，將鉸接部位澆注混凝土變成固接，實(shí)現(xiàn)橋梁體系轉(zhuǎn)換。新老

21、混凝土的結(jié)合面，必須將其進(jìn)行鑿毛、沖洗，保證新老混凝土的結(jié)合質(zhì)量。7.0.3 現(xiàn)澆施工嚴(yán)格遵守對(duì)稱澆注原則。主梁澆注按照先澆注跨中梁段，然后澆注兩側(cè)邊跨梁段，兩側(cè)邊跨梁段則向支點(diǎn)方向的順序進(jìn)行澆注，最后澆注偶節(jié)點(diǎn)，確保一次澆筑成形。7.0.4 若支架基礎(chǔ)土質(zhì)情況較差,則需要采用沙袋預(yù)壓的方法進(jìn)行，避免因地基沉降造成梁體變形。7.0.5 為更好地保證梁體的外觀質(zhì)量，在鋼筋制作完畢后，再將粘貼好的五合板+光面薄厘板放置于組合鋼模板上，并將板縫拼接嚴(yán)實(shí)，板縫不得大于2mm。7.0.6 拱部橫向鋼管必須放置與頂托中部，并與頂托連接牢固，拱型鋼管接頭必須設(shè)置對(duì)接扣連接牢固。組合鋼模板鋪設(shè)完畢后，初步進(jìn)行

22、高程調(diào)整控制，待鋼筋綁扎基本完畢后，再進(jìn)行準(zhǔn)確控制，采用頂托進(jìn)行調(diào)整至控制標(biāo)高，偏差不得大于5mm。7.0.7 嚴(yán)格在施工監(jiān)控的指導(dǎo)下進(jìn)行工序施工，不得盲目施工，發(fā)現(xiàn)異常，要停止施工，查明問題采取措施后再繼續(xù)施工。8安全措施8.0.1 開工前，對(duì)全體施工作業(yè)人員做好現(xiàn)場(chǎng)施工安全技術(shù)交底。8.0.2 嚴(yán)格遵守各種安全操作規(guī)程，機(jī)械設(shè)備嚴(yán)格按照操作規(guī)程使用，按規(guī)定設(shè)置限高等各種醒目的安全標(biāo)志，頂部周遍設(shè)置欄桿及掛設(shè)防拋網(wǎng)。8.0.3 施工人員必須佩帶安全帽，高空作業(yè)必須系安全帶。8.0.4 施工時(shí)嚴(yán)禁底部站人，頂部機(jī)具、材料放置牢穩(wěn)，嚴(yán)禁從高空拋擲物體。8.0.5 支架立桿搭設(shè)前，必須在底部混凝土上放樣彈線，嚴(yán)格按放樣線進(jìn)行支立，底托長(zhǎng)度不宜超過30cm。邊坡上立桿除挖設(shè)平臺(tái)外，必須設(shè)置斜撐桿件與路基上立桿相連，防止邊坡上支架失穩(wěn)。8.0.6 支架過道上的工字鋼必須于立桿頂部頂托上，嚴(yán)禁放置于橫桿,避免因橫桿接頭受力破壞后支架跨塌，出