预制箱梁钢台座施工工法.pdf

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1、预制箱梁钢台座施工工法预制箱梁钢台座施工工法1 前言1 前言 在中国高等级公路建设过程中，采用预制小箱梁的桥梁比较普遍，传统的小箱梁预制施工台座多采用混凝土基座上铺薄钢板的方法，一次建造成本较高，箱梁预制结束后产生大量的建筑垃圾；而且，混凝土台座施工过程中预留的箱梁负拱值因混凝土的流动性很难达到理论上的抛物线弧度，一旦硬化成型修正十分困难。河惠莞高速三标主线路基 8.56 公里，其中桥梁 1.287 公里。预制梁共 373片，其中预制箱梁 303 片。预制箱梁台座施工中项目采用了钢台座施工工法，该工法削除因热胀冷缩所产生的钢板内应力变化，保证箱梁底板的平整度确保预拱度设置的精度；将不可回收的钢

2、筋混凝土底座用钢结构替换，周期短、容易拆除，减少了混凝土的浪费，加快了施工工期；钢台座内预埋可伸缩式的喷淋养护系统，养护效果好，节约用水。工法具有明显的经济效益和社会效益。2 工法特点2 工法特点 2.0.1 钢结构框架及面板可以模块化拆装、周转使用。2.0.2 施工周期短、工艺简单、预拱度设置精度高、容易拆除。2.0.3 可调节底模的长度，使台座能够共用，节约台座和底模的投入，并可节约临时用地，起到一定的经济效益。2.0.4 拆除后可减少大量的建筑垃圾，起到保护环境的作用。2.0.5 可伸缩式养护系统养护效果好，节约用水。3 适用范围3 适用范围 可用于箱梁预制、空心板梁预制、T 型梁预制、

3、I 字型梁等梁预制施工。4 工艺原理4 工艺原理 单元组合式轻钢结构台座是通过单元化设计，使其成为工具台模，台座钢结构框架及面板可以模块化拆装，周转利用。从节约、环保角度出发，将不可回收的混凝土底座用钢结构代替，节约了成本和施工周期。单元组合式轻钢结构台座由角钢支撑、面板结构、防漏浆装罝三部分组成，面板结构分刚度框架和面板，刚度框架采用型钢焊接而成型方钢纵横向排列间距根据单位面积荷载计算确定；面板采用 6mm 厚钢板，与刚度框架焊接为一体，施工时根据不同的设计要求，调节预拱度；先浇筑少量混凝土作为基座，在基座内预埋角钢。在基座上通过 16#工字钢和 5#槽钢焊接形成刚度框架，在框架上焊接 6m

4、m 不锈钢板。图图 4-1 台座立面图台座立面图 图图 4-2 台座端头剖面图台座端头剖面图 图图 4-3 台座中部剖面图台座中部剖面图 图图 4-4 台座平面图台座平面图 5 施工工艺流程及操作要点5 施工工艺流程及操作要点 5.1 施工工艺流程5.1 施工工艺流程 图 5.1-1 预制箱梁钢台座施工工艺流程图 5.1-1 预制箱梁钢台座施工工艺流程 5.2 操作要点5.2 操作要点 5.2.1 选址工作5.2.1 选址工作 1）移梁运梁方便；2)面积满足工程施工需要；3)地基承载力应满足设计要求4）场地给排水方便。5.2.2 测量定位5.2.2 测量定位 基坑开挖测量定位绑扎钢筋、下层混凝

5、土浇筑 制作刚度框架和面板结构喷淋养护系统的安装场面布置和测量放样，台座间距不小于两倍梁宽，端部间距不小于 600cm 有条件可错位布置；测量放样要勤测勤放。5.2.3 基坑开挖5.2.3 基坑开挖 基坑开挖长度长于最长梁 100cm，宽度不小于顶板梁宽，梁端受力区域挖深30cm，梁中部挖 10cm 深。图 5.2.3-1 基坑开挖图 5.2.3-1 基坑开挖 5.2.4 绑扎钢筋、下层混凝土浇筑5.2.4 绑扎钢筋、下层混凝土浇筑（1）钢筋绑扎按图纸绑扎钢筋，台座基础内 5#角钢应与 N7 钢筋焊接牢固，并露出砼顶面约 5mm，以便 16#工字钢与之焊接。台座端部焊接5#角钢图 5.2.4-

6、1 台座端部钢筋布置示意图图 5.2.4-1 台座端部钢筋布置示意图 台座中部焊接5#角钢图 5.2.4-2 台座中部钢筋布置示意图图 5.2.4-2 台座中部钢筋布置示意图 图 5.2.4-3 钢筋绑扎及 5#角钢的定位图 5.2.4-3 钢筋绑扎及 5#角钢的定位（2）下层混凝土浇筑钢筋绑扎完成后，根据方案进行混凝土浇筑工作。（混凝土数量比传统台座相比大幅减少）。图 5.2.4-4 台座端部混凝土浇筑示意图图 5.2.4-4 台座端部混凝土浇筑示意图 图 5.2.4-5 台座中部混凝土浇筑示意图图 5.2.4-5 台座中部混凝土浇筑示意图 5.2.5 制作刚度框架和面板结构5.2.5 制作

7、刚度框架和面板结构（1）面板结构采用刚度框架和面板组合结构焊接，面板采用 6mm 厚钢板，刚度框架采用由 5#槽钢与 16#工字钢组成；6mm不锈钢板5*5cm止浆条5#槽钢16#工字钢C25砼C30砼图 5.2.5-1 刚度框架与面板焊接示意图图 5.2.5-1 刚度框架与面板焊接示意图（2）刚度框架预先按设计尺寸在钢筋场集中加工成单元，并运至现场安装；图 5.2.5-2 刚度框架的焊接图 5.2.5-2 刚度框架的焊接（3）刚度框架与支撑角钢焊接时按设计要求设计好预拱度，再铺设钢板。面板结构完成后，角钢与面板之间形成两道 U 槽，梁板预制时在 U 槽内塞入止浆条，形成防漏浆措施；图 5.2

8、.5-3 钢板的铺设及 U 槽内的止浆条图 5.2.5-3 钢板的铺设及 U 槽内的止浆条（4）面板焊接时注意焊接时的焊接顺序和焊接温度，避免面板结构出现过大的应力，破坏面板结构。图 5.2.5-4 刚度框架与面板结构焊接图图 5.2.5-4 刚度框架与面板结构焊接图图 5.2.5-5 刚度框架与面板结构焊接图图 5.2.5-5 刚度框架与面板结构焊接图5.2.6 喷淋养护系统的安装5.2.6 喷淋养护系统的安装（1）在场地硬化之前，合理的设计喷淋养护管道的走向和分布；（2）下层混凝土浇筑时，预埋喷淋养护管道；图 5.2.6-1 喷淋养护管道的预埋和分布图图 5.2.6-1 喷淋养护管道的预埋

9、和分布图（3）安装喷头，该款喷头是在原有的地埋喷头上改进后适用于梁场养护水泥用的喷头，喷嘴采用可转动的圆球设计，可根据实际需要调节喷嘴的出水角度。图 5.2.6-2 可旋转式喷头图 5.2.6-2 可旋转式喷头图 5.2.6-3 可旋转式喷头安装图 5.2.6-3 可旋转式喷头安装图 5.2.6-4 喷淋效果图 5.2.6-4 喷淋效果5.3 劳动力组织5.3 劳动力组织 现场施工劳动力如表 5.3-1 所示 表 5.3-1 劳动力组织表表 5.3-1 劳动力组织表 序号 工种 所需人数 备注 1 项目经理 1 施工现场总负责 2 技术负责人 1 技术指导 3 项目管理人员 5 现场具体负责

10、4 钢筋工 30 钢筋下料、安装、绑扎 5 模板工 20 模板加工、安装 6 混凝土工 15 砼浇筑 7 操作工 4 现场起重、安装 6.材料与设备6.材料与设备6.1 使用设备与材料，本工法无需特别说明的材料，采用的机具设备见表 6.1-1 6.1-1 机具设备表 6.1-1 机具设备表 7 质量要求7 质量要求 7.1 底模制作质量控制标准7.1 底模制作质量控制标准 7.1.1 箱梁底钢模板制作质量控制按 公路桥涵施工技术规范 JTG F50-2011，允许偏差按表 7.1.1 要求执行，序号 设备名称 设备型号 单位 数量 用途 1 全站仪 滨得 R202N 台 1 场地及台座放样 2

11、 水准仪 DSZ-1 台 1 现场抄平 3 3m 直尺 JI7LIC 把 1 测模板平整度 4 游标塞尺 南方 把 1 测模板平整度 5 动力触探仪 LD-100N 台 1 地基检测 6 挖掘机 CAT320C 台 1 挖土方，平场地 7 运土车 12m3 辆 3 调运土石方 8 振动压路机 常林 20t 台 1 场地碾压 9 平板振动器 2.2KW 台 1 基础混凝土振捣 10 振动棒 50 台 2 台座支墩混凝土振捣 11 多功能木工机 3KW 套 1 台座基础模板制作 12 水泵 2KW-30 台 1 抽水养护 13 电悍机 BX-300 否 3 钢筋及底模焊接 14 钢筋弯曲机 GW4

12、00 台 1 钢筋制作 15 割具 套 2 型钢及钢板切割 16 竹胶板 18mm m2 100 基础及台座用模板 17 木方 1010 m3 10 基础及台座用 18 复合钢板 5+1 t 6 基础及台座用 19 槽钢 5050 t 3 基础及台座用 20 扁钢 870 t 1 基础及台座用 21 工字钢 16#工字钢 t 6 台座用 7.1.1-17.1.1-1 钢模板制作允许偏差表钢模板制作允许偏差表 检验频率 项 目 允许偏差(mm)范围 点数 模板的长度和宽度 0-1 4 肋高 5 2 检验方法 面板端偏斜 0.5 2 用水平尺量 孔中心与板面间距 0.3 板端孔中心与板端的间距 0

13、-0.5 连接配件（螺栓、卡子等）的孔眼 位置 沿板长宽方向的孔 0.6 用钢尺量 板面局部不平 1.0 4 用 3m 直尺和塞尺量 钢模板 板面和板侧挠度 1.0 每个构件及底模整体 1 用水准仪和拉线量 表表 7.1.1-27.1.1-2 台座总体质量控制允许偏差台座总体质量控制允许偏差 7.7.2 2 质量保证措施质量保证措施 预制箱梁的框架台座为承重结构，为保证其施工质量，除按照项目总体施工组织设计中的“质量保证措施”对其进行质量控制之外，还需要采取如下专项技术措施：7.2.l 为满足箱梁在制梁施工过程的受力要求，框架制梁台座设计为载重结构，梁体在完成浇筑后为均受力于台座和处模上，外模

14、拆除后梁体荷载由支墩均检验频率 项 目 允许偏差(mm)范围 点数 检验方法 基础及台座混凝土强度 不低于设计值 每次 2 组 试件压力试验 支墩相邻间距 2.0 全部 2 钢尺量 底底模安装轴线 1.0 每台座 3 全站仪测量 底模安装平整厚 1.0 每节 2 用 3m 直尺和塞尺量 底模安装反拱 1.0 每 2m 2 用水准仪和拉线量 用 3m 直尺和塞尺量 底模温差产生应力变型 1 每节 1 每天两次 布承担，施加预应力后转换为梁端台座集中承载，梁体浇筑至施加预应力约 10天时间里，如出现地基不均匀沉降，梁体会出现竖向裂缝，严重影响工程质量。因此必须保证地基处理的质量，定期对地基沉降的观

15、测来计算和检测地基的承载力是否满足设计要求。7.2.2 对集中荷载梁体端部基础进行等载预压试验，获取参数后再进行大面基础施工，保证混凝土施工质量。7.2.3 严格控制支墩的几何尺寸，位置、高度、顶面平整度和混凝土的强度。7.2.4 加强钢底模的制作过程控制，所有的型钢板材下料必须准确，板材下料对角线、宽度误差控制在 1mm 以内，两侧止浆条槽钢控制安装宽度在-1mm-3mm 之间，钢与钢之间均采用焊接，焊缝高度 6mm 长度为接触面长度。焊缝质量要求：无裂纹和未熔合现象，表面气孔、夹渣、弧坑等缺陷的长度总量不大于每条焊缝长度的 10。7.2.5 底模安装接缝必须平顺，模板与支墩之间支垫必须稳固

16、密帖，位置准确。8 8 安全措施安全措施 8.1 认真贯彻“安全第一，预防为主”的方针，根据国家有关规定、条例，结合施工单位实际情况和工程的具体特点，组成专职安全员和班组兼职安全员以及工地安全用电负责人参加的安全生产管理网络，执行安全生产责任制，明确各级人员的职责，抓好工程的安全生产。8.2 施工现场按符合防火、防风、防雷、防洪、防触电等安全规定及安全施工要求进行布置，并完善布置各种安全标识。8.3 各类房屋、库房、料场等的消防安全距离做到符合公安部门的规定，室内不堆放易燃品；严格做到不在木工加工场、料库等处吸烟；随时清除现场的易燃杂物；不在有火种的场所或其近旁堆放生产物资。8.4 氧气瓶与乙

17、炔瓶隔离存放，严格保证氧气瓶不沾染油脂、乙炔发生器有防止回火的安全装置。8.5 施工现场的临时用电严格按照施工现场临时用电安全技术规范的有关规范规定执行。(1)电工操作人员必须持证上岗。(2)场内架设的电线应绝缘良好，悬挂高度及线间距必须符合电业部门的安全规定，现场架设的临时线路必须用绝缘物支持，不得将电线缠绕在钢筋、树木或脚手架上。(3)施工现场专用的中性点直接接地的电力线路中必须采用 TNS 接零系，施工现场电力系统严禁利用大地做相线或零线。(4)保护零线不得装设开关或熔断器；保护零线的统一标志为绿黄双色线，在任何情况下不得使用绿黄双色做负荷线。(5)各种电器设备应配有专用开关，开关、插座

18、应外装防水箱并加锁，在操作处设绝缘垫层。(6)各种电气设备进行检修时必须由电工进行，一般应停电作业，如必须带电作业时，应有可靠安全措施并派专人监护，大型电气设备检修时，还应在开关处设置警示牌，工作完成后方可拆除。(7)现场配电设备处，必须配备有灭火器材和高压安全用具，非电工人员严禁接近带电设备。(8)开关箱中必须装设漏电保护器，漏电保护器应装设在配电箱电源隔离开关的负荷侧和开关箱电源隔离开关的负荷侧。(9)施工现场的低压电力线路网必须采用两级漏电保护系统，其额定漏电动作电流和额定漏电动作时间应合理配合，并具有分极分段保护的功能；漏电保护器按产品说明书安装、使用和定期检查，确保动作灵敏、可靠、保

19、护有效。(10)使用照明行灯时，行灯电压一般不超过 36 伏，在钢模架支撑密集或特别潮湿的环境不得超过 12 伏。(11)照明行灯及机电设备的移动电线路，要使用橡套电缆，并定期检查测试，不得使用绝缘老化或破损的器具和器材。(12)照明灯具的金属外壳必须做保护接零。单相回路的照明开关箱必须装设漏电保护器。8.6 施工机械、机具安全控制措施(1)所有施工机械、机具进场必须经验收合格后方可投入施工使用。(2)各类机械、机具才做人员必须持证上岗，不得操作与操作证不相符合的机械，不得将机械设备交给没有本机种操作证的人员操作，操作工作中不得擅离岗位。(3)各类机械、机具操作严格按照相关的操作规程进行，不得

20、违章操作，操作规程按照机械使用安全技术规程执行。(4)操作人员必须按机械、机具说明书规定，严格执行工作前的检查制度和工作中柱意观察及工作后的检查保养制度。(5)驾驶室或操作室内应保持整洁，严禁存放易燃、易爆物品，严禁酒后操作机械，严禁机械带故障运转或超负荷运转。(6)机械、机具设备在施工现场(平台、浮吊)停放时，应选择安全停放地点并固定，要拉上驻车制动闸，关闭好驾驶室。(7)用手柄起动的机械应注意手柄倒转伤人。(8)严禁对运转中的机械设备进行维修、保养、调整等作业。(9)指挥施工机械作业人员，必须站在可让人瞭望的安全地点并明确规定指挥联络信号。8.7 其它安全措施(1)对各工种要及时进行安全操

21、作规程教育，做好岗前安全培训。(2)所有进入施工现场的人员必须佩戴好安全帽，并按规定佩戴劳动保护用具，如安全带等安全工具。(3)作业人员不得穿拖鞋、高跟鞋、硬底鞋、易滑鞋和裙子上班进入施工现场。(4)氧气瓶不得沾染油脂，乙炔发生器必须有防止回火的安全装置，氧气瓶与乙炔发生器要隔离存放，距离大于 5 米。(5)施工现场的临时用电，严格按施工现场临时用电安全技术规范的有关规定执行。(6)临时用电线路的安装、维修、拆除，均由经过培训并取得上岗证的电工完成，非电工不准进行电工作业。(7)电缆线路应采用“三相五线制”接线方式，按照“一机一闸一漏电保护”的原则安装：电气设备和电气线路必须绝缘良好，场内架设

22、的电力线路其悬挂高度及线距符合安全规定，并应架在专用电杆上。(8)各类电器开关和设备的金属外壳，均设接地或接零保护。(9)配电箱要求能防火、防雨，箱内不得存放杂物并应设门加锁，专人管理。(10)移动的电气设备的供电线，应使用橡胶电缆，穿过场内行车道时，应穿埋埋地敷设，破损电缆不得使用。(11)检修电气设备时必须停电作业，电源箱或开关握柄上挂“有关操作、严禁合闸”的警示牌并设专人看管。(12)现场架设的电力线路，不得使用裸导线，临时敷设的电线路，不准挂在钢筋模板和脚手架上面，必须安设绝缘支承物，严禁裸露闸刀，严禁私拉乱接电线。(13)严禁用其他金属丝代替熔断丝。8.8 建立完善的施工安全保证体系

23、，加强施工作业中的安全检查，确保作业标准化、规范化。9 环保措施9 环保措施 9.0.1 成立对应的施工环境卫生管理机构，在工程施工过程中严格遵守国家和地方政府下发的有关环境保护的法律、法规和规章，加强对施工燃油、工程材料、设备、废水、生产生活垃圾、弃渣的控制和治理，遵守有防火及废弃物处理的规章制度，做好交通环境疏导，充分满足便民要求，认真接受城市交通管理，随时接受相关单位的监督检查。9.0.2 将施工场地和作业限制在工程建设允许的范围内，合理布置、规范围挡，做到标牌清楚、齐全，各种标识醒目，施工场地整洁文明。9.0.3 对施工中可能影响到的各种公共设施制定可靠的防止损坏和移位的实施措施，加强

24、实施中的监测、应对和验证。同时，将相关方案和要求向全体施工人员详细交底。9.0.4 设立专用排浆沟、集浆坑，对油污染水进行集中，认真做好无害化处理，从根本上防止施工废水乱流。9.0.5 定期清运沉淀泥砂，做好泥砂、弃渣，废水除按环境卫生指标进行处理达标外，并按当地环保要求的指定地点排放。弃渣及其它工程废弃物按工程建设指定的地点和方案进行合理堆放和处治。9.0.6 优先选用先进的环保机械。采取设立隔音墙、隔音罩等消音措施降低施工噪音到允许值以下，同时尽可能避免夜间施工。9.0.7 对施工场地道路进行硬化，并在晴天经常对施工通行道路进行洒水，防止尘土飞扬，污染周围环境。10 资源节约10 资源节约

25、 单元组合式轻钢结构台座美观、轻巧、实用、坚固：所预制的箱梁符合规范 及验评要求。框架边缘焊接角钢，角钢与面板形成的 U 槽填塞胶管防土漏浆，效果极好，彻欣解决了底板边缘易漏浆，易烂边的梁板预制质量通病。单元组合 式钢结构台座为箱梁预置下拱度提供修正条件，使控制精度更精准。工艺相对简单，现场操作简便、快捷，可节约施工时间，提前开始箱梁预制；采用的角钢、方钢、钢板等材料都可多次周转使用，模块化设计方便拆装及装卸运输。降低台座混凝土使用量，不仅节约成木，而且减少废弃建筑材料对环境的污染。以 30m箱梁预制台座为例，单个台座减少建筑垃圾约 8m,建筑垃圾下降 43%；钢结构台座回收率为 56.3%，

26、回收部分可周转使用，经济效益较好。1111 效益分析效益分析 河惠莞高速三标主线路基 8.56 公里，其中桥梁 1.287 公里。预制梁共 373片，其中预制箱梁 303 片。预制箱梁台座施工中项目采用了钢台座施工工法，该工法削除因热胀冷缩所产生的钢板内应力变化，保证箱梁底板的平整度确保预拱度设置的精度；将不可回收的钢筋混凝土底座用钢结构替换，周期短、容易拆除，减少了混凝土的浪费，加快了施工工期；钢台座内预埋可伸缩式的喷淋养护系统，养护效果好，节约用水。工法具有明显的经济效益和社会效益。16个预制箱梁钢台座主要材料清单序号材料名称单位数量单价（元）合计（元）备注112钢筋kg8022.44.7

27、137785.504新购216钢筋kg9657.64.7145487.296新购3C25砼m3348.8455.88159010.944现浇4C30砼m3137.6468.6464484.864现浇516#工字钢kg20519.684.7853132731.00997新购，按周转三次计算65#槽钢kg10298.884.8027816487.75163新购，按周转三次计算75#角钢kg4622.724.802787400.635721新购，按周转三次计算86mm厚不锈钢板kg21602.18884.6149433230.93506新购合计396618.9404 相比于混凝土台座，钢台座主要材料

28、节省费用为：580199.081-396618.9404=183580.1406 元 考虑到后期混凝土破除机械台班费的节省，采用本工法至少可以节省成本20W 以上。12 应用实例12 应用实例 12.1 广东省河惠莞高速公路龙川至紫金段第三合同段12.1 广东省河惠莞高速公路龙川至紫金段第三合同段 路线起点位于广东省龙川县上坪镇金龙村（与江西省宁都至定南高速公路对接），终于紫金县紫城镇黄金坑（与汕湛高速紫金连接线对接），采用双向四车道高速公路标准，整体式路基宽度 26m，桥梁宽度采用(12.52)m。我公司承建的第三合同段主线路基 8.56 公里，其中桥梁 1.287 公里。路基挖方 318.

29、33 万方、填方 272.37 万方，涵洞通道 37 道、圆管涵 1 座。大桥 8 座，中桥 2 座，其中桩基 262 根，预制箱梁 303 片、预制 T 梁 70 片。单元组合式轻钢结构台座很适用于小箱梁预制施工台座，与传统圬工台座相比，施工周期短、工艺简单、容易拆除。具有明显的先进性，可取代传统圬工台座，广泛用于建设项目中。但该形式台座对地基承载力要求较高，要求预制场必须平整。有足够的地基承载力，当承载力不足时，需要增加地基处理方案。河惠菀高速 TJ3 标，运用本工法使用提前工期 15 天开始预制梁板，节约成本 20 万元以上且工程质量优良，外观质量良好，收到业主和监理对的表彰和奖励，经济

30、效益显著。16个预制箱梁混凝土台座主要材料清单序号材料名称单位数量单价（元）合计（元）备注112钢筋kg9899.64164.7146627.31194新购216钢筋kg120724.7156859.12新购3C25砼m3504455.88229763.52现浇4C30砼m3288468.64134968.32现浇55#槽钢kg51844.802788299.20384新购，按周转三次计算650PVC管m7205.543988.8新购76mm厚不锈钢板kg21602.18884.6149499692.80518租赁合计580199.081图 12.1 完工后预制箱梁图 12.1 完工后预制箱梁

31、12.2 77 省道延伸线龙湾至洞头疏港公路工程港区段桥梁变更施工标段12.2 77 省道延伸线龙湾至洞头疏港公路工程港区段桥梁变更施工标段 起讫桩号为：K31+134-K32+853.66，路线全长 1.720 km。新增桥梁孔跨布置为：左幅桥桥梁起终点桩号为 K31+134-K32+853.66，桥跨布置为 320+10(420)+(220+18.4)+420+320+5(420)+419.065+3(320)m，后接深门特大桥第一联左幅 430m 现浇连续箱梁；右幅桥桥梁起终点桩号为 K31+154-K32+854.910，桥跨布置为 2(320)+9(420)+(220+18.4)+320+6(420)+419.065+2(320)+(20+21.25+20)m，后接深门特大桥右幅（28.75+330）m 现浇连续箱梁。新增桥梁上部结构均采用 20m 左预制梁结构。在预制梁施工过程中台座采用钢台座，加快了施工工期，节约了混凝土用量，减少了后期混凝土破除量，产生了较好的经济和社会效益。