斜腿剛構(gòu)橋施工工法

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(xiàn)地形地貌的和諧統(tǒng)一,減少行車(chē)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(guān)的優(yōu)點(diǎn),該橋型的采用為##高速公路增加了一道道靚麗的風(fēng)景線(xiàn),##x公司承擔(dān)##高速公路第三合同段8.7Km施工任務(wù),線(xiàn)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(guò)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(lèi)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鲈摴し?2、工法特點(diǎn)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)一層五合板與一層光面薄厘板形成,取代了傳統(tǒng)的橫木、拱型木與大量的竹膠板進(jìn)行拱橋施工方法,本工法能大量縮短施工工期、減少大量人工與木材用量,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(guò)程中高程的調(diào)整控制,更好的保證拱橋的3、適用范圍本工法適用于石砌、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(guò)結(jié)構(gòu)計(jì)算確定橫向鋼管與拱型鋼管的間距,確保拱部結(jié)構(gòu)滿(mǎn)足受力要求.5、施工工藝5.1工藝流程見(jiàn)圖15.2施工要點(diǎn)：支架結(jié)構(gòu)計(jì)算.##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>+10．5m<懸臂>,橋?qū)?.2.1-1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0．5倍；梁體采用變高度異型板梁,根部梁高為跨中梁高的1．63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)生較大的水平推力和次內(nèi)力.同時(shí),施工過(guò)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q1=1.2×0.5×25=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+2×0.5=16<KN/m>彎曲強(qiáng)度：δ=q×L12/<10×W>=113＜[δ]=215MPa撓度：f=q×L14/<150×E×I>=0.54＜3mm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>×1.2×0.6×25=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+2×0.6×0.325=6.24<KN/m>Mmax=p÷L×<2c+b>×X=1.8KN.m<當(dāng)X=a時(shí)彎矩最大>彎曲強(qiáng)度：δ=M÷W=211＜[δ]=215MPa撓度：f=p×a÷<6×E×I×L>×[<2a+c>×L2-4×a2×L+2a3-a2b-c3]=0.007＜3mm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O．6m間距考慮,立桿承受橫桿傳來(lái)的荷載,因此,N=2×P=2×6.24=12.48<KN>,大橫桿步距擬采用1.2m,長(zhǎng)細(xì)比λ=L/i=1200/12.48=96.2,查《路橋施工計(jì)算手冊(cè)》附錄三P790,得φ=0.55,那么有[N]=φ×A×[σ]=0.55×489×215=57824N,即為57.82KN.由N＜[N],4通道工字鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算：過(guò)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20cm×20cm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0.5m,忽略模板自重,在順橋向單位長(zhǎng)度內(nèi)混凝土重量為：q1=1.2×0.5×25=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+2×0.5=16<KN/m>選用20a的工字鋼,W=237cm3彎曲強(qiáng)度：δ=q×L12/<10×W>=108＜[δ]=215MPa撓度：f=q×L14/<150×E×I>=0.55＜3mm可見(jiàn),工字鋼處于安全狀態(tài).從上部荷載傳至底托<接觸面10cm×10cm>上的最大值12.48KN,可知地基承載力為：12.48÷<0.3×0.3>×1．4<集中荷載傳力系數(shù)>×2．0<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)<壓實(shí)度滿(mǎn)足96%>,上面鋪一層15cm厚C20混凝土層能滿(mǎn)足此承載條件,鋼管底部加墊20cm×20cm枕木結(jié)論：本斜腿剛構(gòu)的支撐體系為60cm×60cm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(chē)輛通道支架上設(shè)置5根支架基礎(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.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(xiàn)設(shè)置預(yù)拱度予以補(bǔ)償,按Y=4f拱×X×<L-X>/L2<其中f拱為2200/400=5.5cm>,跨中最大預(yù)拱度為5.5cm.按梁底曲線(xiàn)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(jiàn)表-1表-1預(yù)拱度設(shè)置與頂托控制高程計(jì)算表X0.000.801.602.403.204.004.805.606.407.208.008.809.6010.4011.00Y10.0000.0700.1350.1950.2490.2980.3410.3800.4130.4400.4630.4800.4920.4990.500Y21.31.3041.3081.3121.3161.321.3241.3281.3321.3361.341.3441.3481.3521.3568Y1設(shè)計(jì)高程382.925382.995383.060383.120383.174383.223383.266383.305383.338383.365383.388383.405383.417383.424383.425Y2設(shè)計(jì)高程384.225385.529385.533385.537385.541385.545385.549385.553385.557385.561385.565385.569385.573385.577385.582Y1計(jì)算預(yù)拱度0.0000.0060.0130.0200.0260.0310.0360.0410.0450.0480.0500.0520.0540.0550.055Y2計(jì)算預(yù)拱度0.0000.0060.0130.0200.0260.0310.0360.0410.0450.0480.0500.0520.0540.0550.055Y1實(shí)際高程382.925383.001383.073383.139383.200383.254383.303383.345383.382383.413383.438383.457383.471383.478383.480Y2實(shí)際高程384.225385.535385.546385.557385.567385.576385.585385.594385.602385.609385.615385.621385.627385.632385.637頂托標(biāo)高382.773382.843382.908382.968383.022383.071383.114383.153383.186383.213383.236383.253383.265383.272383.273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)密不漏漿,確保構(gòu)件形狀和尺寸的準(zhǔn)確,且表面平整美觀(guān)、沒(méi)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10×8cm的木枋,圍楞采用φ48鋼管,每排兩根,間距不超過(guò)80cm,內(nèi)穿φ14的對(duì)拉鋼筋,外面采用蝴蝶扣固定于圍楞鋼管上,如圖-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.基礎(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.為了斜腿與梁體外表美觀(guān),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圖-1外露模板固定結(jié)構(gòu)圖斜腿與現(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)不同跨高由立桿與柱頂、底托進(jìn)行調(diào)整,模板支架設(shè)計(jì)見(jiàn)圖圖-2：圖圖-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φ48mm,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<對(duì)安全系數(shù)有利>.混凝土澆筑施工混凝土攪拌采用集中拌和,混凝土輸送車(chē)運(yùn)輸,拌和時(shí)嚴(yán)格按確定的配合比下料,摻加0．5％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.混凝土攪拌后與時(shí)送至澆注部位,間隙時(shí)間不得超過(guò)3O分鐘,澆注混凝土采用汽車(chē)混凝土輸送泵,有效地避免了混凝土離析.混凝土應(yīng)分層階梯法澆注,每層厚度不應(yīng)超過(guò)30cm.混凝土振搗采用插入式振搗器振搗,振動(dòng)棒應(yīng)與側(cè)模板保持5—10cm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(guò)振.混凝土澆注至頂層時(shí)用平板振搗器振搗至表面平整密實(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.混凝土強(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(guò)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(wèn)題與時(shí)處理.混凝土強(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)置模板與支撐來(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.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(chēng)均勻卸架；2兩側(cè)邊跨梁段由斜腿向支點(diǎn)方向?qū)ΨQ(chēng)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(guò)早或過(guò)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(lèi)妥善存放.6材料與機(jī)具設(shè)備6.1主要材料一覽表見(jiàn)表6.1-1表6.1-1K24+850天橋施工材料表序號(hào)名稱(chēng)規(guī)格單位數(shù)量序號(hào)名稱(chēng)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(jiàn)表6.2-1表6.2-1機(jī)具設(shè)備序號(hào)項(xiàng)目名稱(chēng)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(kāi)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(chē)HNJ5241臺(tái)3混凝土運(yùn)輸4汽車(chē)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(xiàn)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)圖紙與《橋涵施工技術(shù)規(guī)范》外,還要做到以下幾點(diǎn)：7.7.0.2橋梁在施工階段,斜腿下端7.0.3現(xiàn)澆施工嚴(yán)格遵守對(duì)稱(chēng)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),7.0.47.0.5為更好地保證梁體的外觀(guān)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2mm7.0.6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5mm7.0.78．安全措施8.0.8.0.2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)置欄桿與8.0.8.0.48.0.5支架立桿搭設(shè)前,必須在底部混凝土上放樣彈線(xiàn),嚴(yán)格按放樣線(xiàn)進(jìn)行支立,底托長(zhǎng)度不宜超過(guò)30cm.邊坡上立桿除挖