hr可調(diào)重型門式支架在現(xiàn)澆橋梁工程施工中的應(yīng)用

hr可調(diào)重型門式支架在現(xiàn)澆橋梁工程施工中的應(yīng)用

0主要施工設(shè)備在當(dāng)前橋梁的設(shè)計(jì)中，滿堂式模型支架、鋼箱式鋼架梁的安裝、臨時(shí)金門支撐等是最常用的施工設(shè)備。支撐（臂）或臨時(shí)支臂的設(shè)計(jì)應(yīng)在很大程度上決定了項(xiàng)目的質(zhì)量、安全、進(jìn)度和經(jīng)濟(jì)效益。應(yīng)用HR可調(diào)重型門式支架,是橋梁工程中最常選用的施工技術(shù)方案。1項(xiàng)目總結(jié)1.1主4著力于未來(lái)城市軌道交通的平行匝道杭州市石橋路(機(jī)場(chǎng)路-石德立交)整治工程位于三里亭,南起機(jī)場(chǎng)路交叉口,北至已建石德立交,高架快速路樁號(hào)為K9+665.205-K10+641.618,總長(zhǎng)為976.413m。同時(shí)建設(shè)機(jī)場(chǎng)路北側(cè)的一對(duì)平行匝道。橋梁主線結(jié)構(gòu)形式除跨麥廟港河段采用連續(xù)鋼箱梁結(jié)構(gòu)外,其余均采用預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁形式,基準(zhǔn)跨徑為30m,標(biāo)準(zhǔn)橋?qū)?5m;機(jī)場(chǎng)路平行匝道結(jié)構(gòu)形式,采用預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁形式,匝道標(biāo)準(zhǔn)橋?qū)挒?m,主線處于圓曲線段范圍內(nèi)。1.2結(jié)構(gòu)、支架的選型(1)橋梁結(jié)構(gòu)形式。主線標(biāo)準(zhǔn)段上部結(jié)構(gòu)除Hj25-Hj28箱梁聯(lián)采用鋼箱梁外其余均采用25m寬預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁,箱梁斷面為單箱三室,梁高2.0m。箱梁變寬段,箱梁結(jié)構(gòu)根據(jù)橋?qū)挷捎脝蜗涠嗍?梁高、挑臂長(zhǎng)度、腹板厚度等結(jié)構(gòu)均與標(biāo)準(zhǔn)段同。跨越車站北段延伸線箱梁聯(lián)(Hj19-Hj22),結(jié)構(gòu)采用30+50+30m變高度箱梁,中跨支點(diǎn)梁高3.0m,中跨跨中梁高2.0m,邊跨支點(diǎn)梁高2.0m與標(biāo)準(zhǔn)段接順,其他細(xì)部結(jié)構(gòu)同標(biāo)準(zhǔn)段。(2)支架的選型。該工程原地面距梁底高度范圍3-10m,支架主要采用滿堂重型門式支架系;根據(jù)工程支架搭設(shè)高度、荷載和跨度參數(shù),該橋箱梁所用重型門式支架系HR可調(diào)重型門式支架。2旋轉(zhuǎn)軸支托設(shè)計(jì)HR100型重型門式支架的主要構(gòu)配件為:HR100型門型架、交叉拉桿、調(diào)節(jié)桿、連接棒(固定在門架下端)、可調(diào)底座、可調(diào)頂托、調(diào)整架及縱橫連接桿。該門型架兩立桿間距為1m,高1.9m,門型架的橫向跨距可通過(guò)交叉拉桿進(jìn)行調(diào)整為0.45m、0.6m、0.75m、0.9m、1.05m、1.2m六種跨距組合,調(diào)節(jié)桿長(zhǎng)1.7m,其調(diào)節(jié)孔距為0.12m,配合可調(diào)底座及可調(diào)頂托(即U型托)可調(diào)出任意平面及標(biāo)高(尤其對(duì)位于是豎曲線上的連續(xù)梁施工更為適用)。3橋梁施工的主要應(yīng)用方法如下3.1在當(dāng)前的連續(xù)箱梁設(shè)計(jì)中，作為滿廳的模型支架3.1.1變高度混凝土連續(xù)梁的確定該工程的概況和橋梁的結(jié)構(gòu)形式,橋梁主要為標(biāo)準(zhǔn)跨徑的連續(xù)箱梁,考慮到主線位于圓曲線和豎曲線內(nèi)且最大跨徑處(Hj19-Hj22)為變高度混凝土連續(xù)梁,為保證施工更安全,選擇標(biāo)準(zhǔn)斷面箱梁和Hj19-Hj22(30+50+30=110m)聯(lián)跨的50m跨徑變高度箱梁進(jìn)行支模架設(shè)計(jì)(見(jiàn)圖1)。3.1.2門架和加固桿設(shè)置根據(jù)箱梁結(jié)構(gòu)形式,現(xiàn)澆箱梁底模采用竹膠板,側(cè)板、芯模采用專用建筑橋梁模板。支架采用滿堂門架沿箱梁軸線方向展開(kāi)搭設(shè),寬度以橋面寬度的投影每側(cè)各寬出約0.5m左右。箱梁模板門式支撐架布置設(shè)計(jì)。豎向步距:1.9m即門式支架高度,加1.7m調(diào)節(jié)桿,通過(guò)可調(diào)底座、可調(diào)托座、插銷進(jìn)行調(diào)節(jié),調(diào)整成設(shè)計(jì)箱梁底面高度。門架跨距:中橫梁縱向兩側(cè)5m范圍內(nèi),箱梁兩側(cè)翼板門式支架跨距0.9m,底板兩跨門式支架間距為0.6m;5m范圍外,門式支架橫向排列30榀(25m范圍),并連續(xù)設(shè)置交叉拉桿,箱梁兩側(cè)翼板門式支架間距1.2m,腹板兩跨門式支架間距為0.6m,中間為0.9m。門架間距:門架沿梁長(zhǎng)方向設(shè)置多排門式支架,在連續(xù)梁兩端和中間部位,沿梁縱向間距為1.9m;在中墩橫梁兩側(cè)寬24m范圍內(nèi)沿梁縱向間距為1.5m;為了使門架盡量靠墩身,將門架間距部分調(diào)整為1.5m或1.4m,局部調(diào)整為1.2m。整體穩(wěn)定設(shè)置:在每榀門式支架中間加設(shè)縱、橫向連接Φ48mm×3.5mm鋼管水平桿,采用扣件連接。加固桿包括水平加固桿及剪刀撐,采用Φ48mm×3.5mm鋼管,鋼管重為0.038kN/m,剪刀撐每隔4-8m設(shè)置,水平加固桿按每步一設(shè)。支架搭設(shè)時(shí)按預(yù)壓方案中預(yù)壓試驗(yàn)結(jié)論,在立底模時(shí)設(shè)置相應(yīng)的預(yù)拱度。3.1.3滿堂支架穩(wěn)定性驗(yàn)算(1)標(biāo)準(zhǔn)跨支架承載穩(wěn)定性計(jì)算。(1)模板支架設(shè)計(jì)時(shí)考慮的荷載標(biāo)準(zhǔn)值:箱梁配筋率較高,鋼筋混凝土比重γ取26kN/m3。施工荷載:1kN/m2;振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載:2kN/m2;模板自重(底模、芯模及內(nèi)支撐):取0.5kN/m2【1】;每榀支架取自重軸心力NGK1+NGK2(豎向按6步計(jì)算):6kN。(2)模板支架的荷載分項(xiàng)系數(shù)【2】:永久荷載荷載分項(xiàng)系數(shù):1.2,可變荷載荷載分項(xiàng)系數(shù):1.4。(3)荷載計(jì)算:根據(jù)連續(xù)箱梁構(gòu)造圖和梁橫斷面圖,取箱梁截面平均荷載進(jìn)行計(jì)算。則單位面積箱梁自身重量為:NQ1K=S×γ=0.667×26=17.3kN/m2。S為單位長(zhǎng)度的混凝土平均面積。其他荷載見(jiàn)前述標(biāo)準(zhǔn)值,則荷載組合(限于篇幅,模板和方木橫梁的承載力計(jì)算本文從略):以跨距為0.9m,間距為1.9m的1榀底層門架所承受的全部軸心力為驗(yàn)算單元【2】:Nj=1.2×(6+0.9×1.9×0.5)+1.4×[0.9×1.9×(1+2+17.3)]=56.82kN。(4)滿堂支架的穩(wěn)定性計(jì)算【2】:HR100型門架的的立桿截面尺寸為φ57mm×2.5mm,高1.9m;加強(qiáng)桿為φ26.5mm×2.0mm,高1.55m,A1=428mm2,A=2×A1=856mm2;h0=1.9m,h1=1.55m;I0=π×(D4-d4)/64=1.59×105mm4;I1=π×(D4-d4)/64=1.16×104mm4;I=1.59×105+1.16×104×(1.55/1.90)=1.685×105mm4;;λ=kh0/i=1.13×1900/19.84=108調(diào)整系數(shù)k按《建筑施工門式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》表5.2.1取值;φ按《建筑施工門式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》附錄B表B.0.6取值為:0.530;φAf=0.53×856×205=93kN>Nj;同時(shí),Nj<Nd=[N](廠家提供的技術(shù)參數(shù),見(jiàn)第2節(jié))。由此可得出結(jié)論,支架的穩(wěn)定性符合要求。(2)變高度跨箱梁支架承載穩(wěn)定性計(jì)算。變高度跨最不利荷載位置為中跨支點(diǎn)梁高3.0m處。該處截面單位面積箱梁自身重量為:NQ1K=S×γ=1.274×26=33.1kN/m2。該處的門架布置方式為跨距0.6m,間距1.5m;Nj=1.2×(6+0.6×1.5×0.5)+1.4×[0.6×1.5×(1+2+33.1)]=56.82kN。由上述計(jì)算可知,支架穩(wěn)定性符合要求。3.1.4典型地基土層抗壓強(qiáng)度實(shí)際施工中采用10cm厚C15混凝土硬化層,回填30cm厚塘渣并碾壓密實(shí)。經(jīng)計(jì)算,C15混凝土局部受壓承載力、受沖切承載力均滿足要求。工程所在地的地基土容許承載力為100kPa,經(jīng)計(jì)算承載力也能滿足要求。實(shí)際施工時(shí)可選擇典型的地基土層進(jìn)行觸探試驗(yàn),或?qū)Ρ痊F(xiàn)場(chǎng)原狀地基土性質(zhì)獲得其允許承載力,對(duì)于軟土層可采用挖除換填的方式處理;但對(duì)軟土層厚度不均的位置要進(jìn)行個(gè)別計(jì)算和個(gè)別處理。3.2中間過(guò)渡臨時(shí)支墩以往的工程中常用軍用墩、貝雷梁、組合式鷹架以及其他型鋼作為臨時(shí)支墩;本工程中鋼箱梁拼裝的中間過(guò)渡臨時(shí)支墩采用的是貝雷梁,頂部設(shè)砂筒作為卸落裝置。由于材料供應(yīng)緊張貝雷梁的供應(yīng)不能滿足現(xiàn)場(chǎng)需要。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,經(jīng)對(duì)比計(jì)算,決定靠近混凝土墩處的鋼箱梁,兩支點(diǎn)端臨時(shí)支墩采用HR100重型門式支架作為臨時(shí)支墩,利用可調(diào)頂托作為卸落裝置。3.2.1工字鋼縱梁臨時(shí)支墩的最上部采用H400型鋼做承載主橫梁,H型鋼底采用“I12.6”工字鋼做傳力縱梁,工字鋼縱梁至于可調(diào)頂托上,重型門式支架沿順橋向設(shè)置,單排布置,橫橋向跨距為60cm,采用交叉拉桿連接,地面硬化并利用可調(diào)底托調(diào)平(見(jiàn)圖2)。3.2.2模板支架安裝荷載每跨鋼箱梁梁片總重量的為262t,由每個(gè)橫梁承受的總重量為:G=262/2=131t;H400型鋼的單位重量為:80.13kg/m,長(zhǎng)19.2m;I12.6工字鋼的單位重量為:14.2kg/m,長(zhǎng)1.2m;每榀重型門架頂端承受的荷載:NGK3=(131×1000×10+80.13×19.2×10)/(19.2/0.6)+14.2×1.2×10=41588.7N=41.59kN;施工荷載:1kN/m2;每榀支架取自重軸心力NGK1+NGK2(豎向按6步計(jì)算):6kN。因鋼箱梁荷載及傳力的縱、橫梁荷載可視為永久荷載,荷載組合由永久荷載效應(yīng)控制,則模板支架的荷載分項(xiàng)系數(shù)【2】:永久荷載荷載分項(xiàng)系數(shù):1.35;可變荷載荷載分項(xiàng)系數(shù):1.4;每榀底層重型門架承受的設(shè)計(jì)荷載:Nj=1.35×(6+41.59)+1.4×1=65.65kN,由3.1節(jié)可知,穩(wěn)定性符合要求。根據(jù)廠家提供的技術(shù)參數(shù),當(dāng)調(diào)整桿伸出長(zhǎng)度大于1.2m時(shí),只需用鋼管在相應(yīng)位置雙向固定,既能滿足穩(wěn)定性要求。3.2.3h型鋼與工字鋼點(diǎn)焊固定為了確保門架不產(chǎn)生偏心荷載,H400型鋼橫梁要放置在工字鋼縱向的中心(門架中心),對(duì)位后H型鋼與工字鋼點(diǎn)焊固定。工字鋼放在可調(diào)頂托上的位置也做限制移動(dòng)裝置。為預(yù)防意外撞擊等造成臨時(shí)支墩不穩(wěn),用Φ48mm×3.5mm做連墻件,將其與實(shí)體墩身連接,豎向每步一排。因門架只承受軸心力,連墻件無(wú)理論上的水平力,僅作為防止意外的安全技術(shù)措施,不再另行驗(yàn)算。4主要施工技術(shù)和流程4.1地基基礎(chǔ)的搭設(shè)主要工藝流程:施工準(zhǔn)備(方案評(píng)審)→地基及基礎(chǔ)處理→定位放樣→門架搭設(shè)→方木橫梁及模板安裝→支架預(yù)壓→支模架檢查驗(yàn)收→箱梁后續(xù)相關(guān)工序施工→卸落支架→完工清理。施工準(zhǔn)備主要包括:現(xiàn)場(chǎng)地形、地物、地質(zhì)條件調(diào)查,場(chǎng)地準(zhǔn)備及清理,施工方案自論證及比選,達(dá)到一定規(guī)模的支模架組織專家評(píng)審專項(xiàng)方案。地基及基礎(chǔ)處理主要包括:根據(jù)評(píng)審合格的專項(xiàng)方案要求,對(duì)不符合要求地基進(jìn)行換填壓實(shí),壓實(shí)度不小于93%;對(duì)地基基礎(chǔ)表面進(jìn)行硬化整平。硬化層表面需認(rèn)真找平以保證支架底座底板與硬化層面良好接觸。定位放樣:目的是為了確定方案中不同間距、不同跨距的門架的布設(shè)位置的準(zhǔn)確,確定門架整體的布設(shè)范圍,為快速而準(zhǔn)確地搭設(shè)門架提供技術(shù)保證。門架搭設(shè)宜分段分層進(jìn)行,不應(yīng)出現(xiàn)某一排門架搭設(shè)過(guò)高的情形。門架搭設(shè)時(shí)應(yīng)按規(guī)范要求同時(shí)跟進(jìn)剪刀撐及水平加固桿的搭設(shè)。方木橫梁的安裝要注意兩橫梁接頭處應(yīng)處于可調(diào)頂托上,不應(yīng)出現(xiàn)單根方木挑頭過(guò)長(zhǎng)的情況。支架預(yù)壓的過(guò)程應(yīng)按專項(xiàng)方案要求分時(shí)、分層、分級(jí)加、卸載。加、卸載過(guò)程應(yīng)認(rèn)真觀測(cè)記錄相關(guān)變形沉降數(shù)據(jù),為預(yù)留拱度及沉降量的設(shè)置提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。卸落支架時(shí)要注意從跨中向兩側(cè)對(duì)稱進(jìn)行卸落,卸落時(shí)同樣要分層進(jìn)行以保證安全,不應(yīng)出現(xiàn)整體推倒的情況。4.2鋼箱梁梁片的搭設(shè)、安裝主要工藝流程:施工準(zhǔn)備(方案評(píng)審)→地基及基礎(chǔ)處理→定位放樣→支墩門架搭設(shè)(連墻件搭設(shè))→縱、橫型鋼梁安裝→臨時(shí)支墩檢查驗(yàn)收→鋼箱梁片帶吊試安裝→鋼箱梁安裝→卸落支架→完工清理。定位放樣時(shí)除要保證其平面位置,還要確定臨時(shí)支墩位置的標(biāo)高,以保證快速確定頂部橫梁的橫坡。支墩門架搭設(shè)時(shí),應(yīng)每步同時(shí)進(jìn)行連墻件鋼管和剪刀撐的搭設(shè),完成一層門架搭設(shè)后,再進(jìn)行后一步的門架搭設(shè)。型鋼縱、橫梁的安裝可以事先在地面上為型鋼上作出定位標(biāo)記,以保證安裝時(shí)可以準(zhǔn)確的定位和對(duì)中,避免中心偏位,產(chǎn)生過(guò)大的偏心距,對(duì)門架支墩整體受力不利。第一片鋼箱梁梁片安裝,應(yīng)進(jìn)行帶吊試安裝,以觀測(cè)臨時(shí)支墩的穩(wěn)定性及變形情況,同時(shí)消除非彈性變形(型鋼縱、橫梁的安裝,已消除大部分非彈性變形)。安裝鋼箱梁時(shí),應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況,盡量從支墩中心向兩側(cè)對(duì)稱安裝。并緩慢落梁,避免產(chǎn)生沖擊荷載。箱梁整體組裝完成后,整體落梁,其利用的是支架頂部帶螺紋托桿的可調(diào)頂托。落梁時(shí)每榀支架上的帶柄螺母的回旋角度應(yīng)大致相等,可多人同步進(jìn)行,每次宜卸落1/4圈(每個(gè)頂托的卸落高差不大于1mm),直到鋼箱梁整體落到混凝土挑梁(或?qū)嶓w墩)上后,再按正常卸落支架的順序卸落支架。5支撐體系及特點(diǎn)杭州市石橋路(機(jī)場(chǎng)路-石德立交)整治工程,目前已順利通車,從該工程利用HR重型門式支架作為模板支架和臨時(shí)支墩的工程實(shí)踐情況,主要有以下施工體會(huì)。(1)該重型門式支架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,高度可調(diào)范圍大,適應(yīng)性強(qiáng)。門架主要由可調(diào)底座、門式框架、升降桿、托座、跨梁、連接棒、拉桿組