掛籃和支架組合施工工法

掛籃和支架組合施工工法前言現(xiàn)今橋梁施工向大跨徑發(fā)展，如跨河，跨鐵路，跨公路等，混凝土有結(jié)構(gòu)不耐拉，體積大，重量大等固有缺點(diǎn)。鋼結(jié)構(gòu)因其重量輕，可以任性造型，滿足美學(xué)要求，但由于經(jīng)濟(jì)因素，現(xiàn)大跨徑橋梁大多采用鋼混結(jié)構(gòu)。而鋼混結(jié)合段施工時(shí)撓度過(guò)大，單獨(dú)采用懸澆法存在較大安全風(fēng)險(xiǎn)，并造成施工成本增加。中交一公局第三工程有限公司在南京中興路北延跨秦淮新河大橋個(gè)鋼混結(jié)合段施工中，采用了掛籃和支架組合支撐體系施工，滿足了大懸臂端結(jié)合段的施工，保證了橋梁線性的設(shè)計(jì)要求，同時(shí)對(duì)河道斷面占用小，滿足河道的通航要求和泄洪要求。該工法在梁拱組合橋?qū)挿摶旖Y(jié)合梁施工技術(shù)研究中起到關(guān)鍵作用，被中國(guó)公路建設(shè)行業(yè)協(xié)會(huì)鑒定為國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，并獲評(píng)三等獎(jiǎng)；形成實(shí)用新型專(zhuān)利一項(xiàng)：ZL201721396530.8牛腿托架及橋梁承載結(jié)構(gòu)。工法特點(diǎn)有效的解決了結(jié)合段施工時(shí)撓度過(guò)大和通航要求的問(wèn)題。結(jié)構(gòu)受力簡(jiǎn)單、明確，利于受力分析，安全性好；懸澆與鋼管支架同步施工，工序銜接緊密，有效的節(jié)約了施工時(shí)間；工，降低施工成本；適用范圍適用于各種類(lèi)型結(jié)合梁段施工。特別適用于有通航要求且懸臂較大的鋼混結(jié)合梁段的施工。工藝原理采用現(xiàn)狀三角掛籃+鋼管支架的方式進(jìn)行鋼混結(jié)合段施工。其主要讓三角掛籃承受鋼筋、混凝土重量，鋼管支架承受鋼箱梁重量。使得該支撐體系與三角掛籃共同受力來(lái)滿足施工的要求。施工工藝流程及操作要點(diǎn)施工工藝流程鋼管樁平聯(lián)安裝鋼管樁搭設(shè)、接長(zhǎng)測(cè)量放樣、定位測(cè)量放樣、定位機(jī)械設(shè)備進(jìn)場(chǎng)、檢修報(bào)驗(yàn)鋼管樁平聯(lián)安裝鋼管樁搭設(shè)、接長(zhǎng)測(cè)量放樣、定位測(cè)量放樣、定位機(jī)械設(shè)備進(jìn)場(chǎng)、檢修報(bào)驗(yàn)施工準(zhǔn)備施工準(zhǔn)備鋼管樁加工鋼管樁加工分配梁安裝分配梁安裝鋼管樁預(yù)壓試驗(yàn)鋼管樁預(yù)壓試驗(yàn)完成平聯(lián)、剪刀撐、分配梁安裝完成平聯(lián)、剪刀撐、分配梁安裝鋼箱梁段吊裝并固結(jié)鋼箱梁段吊裝并固結(jié)掛籃前移1m掛籃前移1m鋼筋、模板、預(yù)應(yīng)力筋、預(yù)埋件安裝混凝土澆筑及養(yǎng)護(hù)圖5.1-1掛籃和支架組合施工鋼混結(jié)合段施工工藝流程圖混凝土澆筑及養(yǎng)護(hù)操作要點(diǎn)支架設(shè)計(jì)20架進(jìn)行預(yù)壓、接鋼管支架、型鋼分配梁、砂箱安裝。整個(gè)支架結(jié)構(gòu)體系用以支撐結(jié)合段鋼箱梁，待鋼混結(jié)合段梁體施工完成后，拆除鋼管支架。支架施工鋼管樁位于河道內(nèi)，且承載的鋼混結(jié)合段重量大，現(xiàn)場(chǎng)使用浮吊結(jié)合振動(dòng)錘進(jìn)行定位412根Ф630mm10mm鋼管立柱組成，縱橋向間距為2.5m，橫橋向間距約為6m，鋼管樁上橫橋向布置分配梁，沙箱置于分配梁40a20a63a工字鋼，一組4根，保證分配梁中心、沙箱中心與鋼柱中心重合，使得鋼管樁頂部分配梁受力的均勻傳遞。在鋼管支架施工完成前完成最后一節(jié)懸澆段混凝土箱梁施工。

圖5.2.2-1鋼管支架立面圖在水中進(jìn)行鋼管樁預(yù)壓，待鋼管樁露出水面后，以4根鋼管為一組，采用平聯(lián)連接進(jìn)行鋼水箱預(yù)壓，預(yù)壓布設(shè)點(diǎn)分別設(shè)在水箱的四個(gè)角點(diǎn)，以下以K6段5#預(yù)壓數(shù)據(jù)為例觀測(cè)臨時(shí)支架的沉降。預(yù)壓其主要目的就是檢查支架的安全性，確保施工安全并消除地基非彈性變形和支架非彈性變形的影響，為支架的合理起拱提供依據(jù)。確保鋼梁安裝及混凝土成形后，撓度太大而影響美觀。表5.2.3-1一組支架預(yù)壓沉降數(shù)據(jù)鋼管預(yù)壓沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)號(hào)2016.9.12016.9.202016.9.212016.9.222016.9.232016.9.242016.9.2519.8739.8669.8669.8649.8679.8679.86729.8769.8619.869.869.8629.8629.86239.8369.8199.8169.8179.8179.8169.81649.8729.8569.8559.8569.8559.8549.854結(jié)合段鋼梁吊裝1）K6/7A/C200.6t29030*4500*3200mm，采用一500t浮吊吊裝，浮吊及梁車(chē)站位如下圖所示，浮吊工況：506043.325255t，滿足吊裝要求。2）待運(yùn)梁船及浮吊準(zhǔn)備就位后，按下圖所示，將結(jié)合段吊裝就位。圖5.2.4-1結(jié)合段吊裝浮吊站位結(jié)合段鋼箱梁定位20槽鋼并布置在橋橫縱向兩個(gè)方向，主要用于固定結(jié)合段橫縱向的就位，限位裝置底部與分配梁焊接，確保了限位裝置在吊裝過(guò)程不中產(chǎn)生移動(dòng)。在通過(guò)限位裝置初步定位后，利用全站儀對(duì)控制點(diǎn)坐標(biāo)精確測(cè)量定位。內(nèi)砂子多少來(lái)精確調(diào)整結(jié)合段的標(biāo)高，在調(diào)節(jié)過(guò)程中結(jié)合段標(biāo)高隨時(shí)用全站儀進(jìn)行監(jiān)控，防止用于調(diào)節(jié)過(guò)量造成標(biāo)高低于設(shè)計(jì)值，利用砂箱調(diào)整標(biāo)高既起到簡(jiǎn)單操作又起到了精準(zhǔn)定位標(biāo)高。

圖5.2.5-1砂箱示意圖1m定位，后錨點(diǎn)錨固。精確定位。結(jié)合段與混凝土梁之間的濕縫進(jìn)行混凝土澆筑及張拉。澆筑及張拉過(guò)程中用全站儀監(jiān)控結(jié)合段位置的變化?；炷翝仓M合支撐體系安裝就位后，進(jìn)行鋼筋、模板、預(yù)應(yīng)力等安裝。箱梁混凝土采用C55無(wú)收縮商品混凝土，采用無(wú)收縮混凝土其主要作用可以抵抗結(jié)構(gòu)性的拉伸和巨大的動(dòng)態(tài)荷載，并且具有更高的穩(wěn)定性和流動(dòng)性。鋼混結(jié)合段無(wú)收縮混凝土的澆筑必須選擇在非溫度變化劇烈的時(shí)間段進(jìn)行施工。澆筑時(shí)由前端向已澆筑節(jié)段澆筑，單個(gè)鋼格室一次澆筑，結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)澆筑。控制時(shí)間及澆筑方法主要是為保證鋼混結(jié)合段內(nèi)無(wú)收縮混凝土澆筑的密實(shí)度。其次靠近承壓板端頭位置鋼筋密集、管道眾多，振搗宜采用附著式振動(dòng)器配合插入式振搗器的施工工藝，特殊位置需要加強(qiáng)振搗，鋼格室澆筑完成后還必須復(fù)振并逐個(gè)出氣孔檢查，確保鋼格室頂板鋼板下空氣與水泥漿排除干凈。選擇合適的時(shí)間及施工方法施工是使得無(wú)伸縮砼更為密實(shí)從而保證了砼整體結(jié)構(gòu)性性8T20T夠較為有效的控制掛籃下?lián)?，保證結(jié)構(gòu)線形符合設(shè)計(jì)要求。材料與設(shè)備

圖6-1一個(gè)結(jié)合段施工設(shè)備材料表名稱(chēng)數(shù)量型號(hào)/材料備注掛籃1套采用現(xiàn)有掛籃浮吊1艘500T（依據(jù)結(jié)合段鋼梁選用）運(yùn)輸船1艘液壓振動(dòng)錘1臺(tái)VH250鋼管支架4組Φ630鋼管、I40工字鋼、[20槽鋼、沙箱質(zhì)量控制鋼管預(yù)壓41個(gè)觀測(cè)點(diǎn)。7120t。3級(jí)加載，360%、80%、100%。每級(jí)加載完成后，應(yīng)先停止下一級(jí)加載，并應(yīng)每間隔12h對(duì)支架沉降量進(jìn)行一次監(jiān)測(cè)，當(dāng)支架頂12h2mm時(shí)，可進(jìn)行下一級(jí)加載。沉降觀測(cè)布置好觀測(cè)點(diǎn)后，按預(yù)壓重量進(jìn)行預(yù)壓，觀測(cè)程序如下：加載前觀測(cè)一次；加載完畢測(cè)一次，以后每4h觀測(cè)一次，當(dāng)滿足下列條件時(shí)，應(yīng)判定支架預(yù)壓合格：A、各監(jiān)測(cè)點(diǎn)最初24h的沉降量平均值小于1mm；B、各監(jiān)測(cè)點(diǎn)最初72h的沉降量平均值小于3mm。支架預(yù)壓可一次性卸載，預(yù)壓荷載應(yīng)對(duì)稱(chēng)、均衡、同步卸載。卸載6h后，監(jiān)測(cè)各測(cè)點(diǎn)標(biāo)高，并計(jì)算支架各測(cè)點(diǎn)的彈性變形量。安全措施燈、警示燈，引導(dǎo)船只通行；應(yīng)急預(yù)案。點(diǎn)、掛籃的前吊點(diǎn)、吊桿的錨固點(diǎn)、反力架的焊縫，承壓點(diǎn)等。安排專(zhuān)人檢查支架連接位置的焊接情況，保證焊接質(zhì)量滿足要求。他人員需遠(yuǎn)離吊裝現(xiàn)場(chǎng)。環(huán)保措施本工法占用河道過(guò)水面積小，基本對(duì)水體質(zhì)量無(wú)影響。施工時(shí)間短，對(duì)周?chē)h(huán)境和居民影響小。施工前，對(duì)需進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)的船舶、機(jī)械進(jìn)行檢查驗(yàn)收，防止漏油影響水體和箱梁質(zhì)量。資源節(jié)約該工法采用掛籃和支架組合施工工藝，節(jié)約了大量、人力和設(shè)備投入，且因秦淮新河有通航要求，該工法對(duì)河道斷面占用少，滿足河道的通航要求和泄洪要求，研發(fā)實(shí)用新型專(zhuān)利：牛腿托架及橋梁承載結(jié)構(gòu)對(duì)掛籃系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，節(jié)約了掛籃材料。效益分析對(duì)于大懸臂端結(jié)合段鋼箱梁施工情況受力分析，現(xiàn)有掛籃不能滿足施工受力要求，考慮采用掛籃加支架組合支撐施工，或?qū)F(xiàn)有掛籃進(jìn)行組拼。本工法較好地解決了大懸臂端鋼混結(jié)合段的施工問(wèn)題，與將現(xiàn)有掛籃改成雙拼掛籃相比，工期短、費(fèi)用低，梁段撓度小、安全性高、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，有很強(qiáng)的推廣價(jià)值。工期短本工法的鋼管支架可以與最后一節(jié)懸澆混凝土箱梁同時(shí)施工，不占用關(guān)鍵線路上的工作時(shí)間，節(jié)約工期。同時(shí)，采用掛籃和支架組合支撐施工，掛籃采用現(xiàn)有掛籃，支架施工工藝成熟，質(zhì)量安全能夠有效保證。經(jīng)濟(jì)效益好采用組合體系施工與掛籃改裝相比較，不需專(zhuān)業(yè)人員操作，結(jié)構(gòu)檢查簡(jiǎn)單，施工方便，不占用主線工期。從而節(jié)約了大量、人力和設(shè)備投入，大大縮短了施工工期，費(fèi)用相對(duì)較低。在水中施工有通航要求，且大懸臂端掛籃不能滿足結(jié)合段鋼梁施工受力需要時(shí)，此工法的經(jīng)濟(jì)效益更為明顯。下表以南京中興路北延跨秦淮新河大橋?yàn)槔?，分析掛籃加支架組合體系施工與掛籃改裝費(fèi)用。表3費(fèi)用對(duì)比表項(xiàng)目掛籃加支架組合掛籃改裝雙拼結(jié)果備注工期15天45天節(jié)約30天費(fèi)用鋼管樁插打+鋼管樁連接橫梁安裝+砂桶制作+鋼管樁材料+鋼管樁拆除=50萬(wàn)元+10萬(wàn)元+5萬(wàn)元+40萬(wàn)元+30萬(wàn)元=135萬(wàn)掛籃改裝+增加12片三角桁架+壓重+應(yīng)力測(cè)試+放置底模平板船=72萬(wàn)元+60萬(wàn)元+5萬(wàn)元+2萬(wàn)元+10萬(wàn)元=149萬(wàn)元節(jié)約14萬(wàn)元未計(jì)入材料損耗應(yīng)用實(shí)例中興路北延跨秦淮新河大橋工程是連接軟件谷西園片區(qū)與河西新城南部地區(qū)承上啟下的重要干軸，穿越兩個(gè)新城片區(qū)的中心地帶，建立了城市發(fā)展的聯(lián)系紐帶?？缜鼗葱潞犹幉捎?5+139+151+65m=42