G204分离式立交桥现浇箱梁支架施工技术.doc

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1、现浇箱梁满堂支架设计与验算单位：中铁二十三局集团第一工程有限公司 作者：李振飞摘要：以日照市疏港高速公路2合同段G204分离立交为例，介绍了现浇箱梁桥支架布设及验算的一般方法，对支架、立杆和剪刀撑的布置方法及支架搭设注意事项进行了说明。关键词：现浇箱梁 满堂支架 设计 验算1 工程概况日照市疏港高速公路2合同段G204分离立交起止桩号为K9+495.46K9+962.54，桥梁总长467m，共五联15跨，跨径组合为2(330)+27(33)+40+33(27)+2(330)m，设计夹角90；其中第一、二、四、五联梁体为单箱三室，预应力混凝土等截面斜腹板连续梁，翼缘板宽2.5m，梁体为等高1.6

2、m，顶板宽16.5m，底板宽10.18m。现浇连续箱梁横坡由顶板旋转而成，顶底板横坡同桥面。箱梁纵向预应力束为j15.2mm高强度低松弛钢绞线()，张拉控制应力为1395，单端张拉。现浇连续梁混凝土采用C50号混凝土浇筑，支座采用GPZ（II）系列盆式支座。箱梁采取二次浇注，第一次浇注到箱梁翼板根部，第二次浇筑顶板。第三联以外的现浇连续箱梁全部采用布架灵活、搭拆方便、承载力大的WDJ碗扣式多功能钢支架搭设满堂支架现浇。2 地基处理将原地面腐植地表层上耕植土清除15cm，推土机推平，重型压路机碾压，碾压密实，表面平整无轮迹，如果发现弹簧土须及时清除，并回填合格的砂类土或石料进行整平压实，箱梁宽度

3、范围内泥浆坑、承台基坑软弱部分进行挖除分层换填石渣压实。压实后检测地基承载力是否符合支架承载要求后，上按1%横向排水坡分层填筑30cm厚级配碎石，每层厚度15cm，采用YZ18吨振动压路机进行碾压密实。在压实后的地基上浇筑10cm厚C15混凝土硬化封闭，承台基坑处混凝土厚度为20cm，支架搭设在混凝土硬化后地基上。为避免处理好地基受水浸泡，造成地基不均匀沉降，引起支架失稳，地基处理完后，在支架搭设范围地基基础四周80160cm范围内设顺桥向排水沟（水沟横断面为：6080cm），排水沟根据现场情况设置好排水纵坡，确保地基基础不受雨水浸泡。3 支架结构形式在混凝土硬化好的基础顶面放置1012cm方

4、木作为支架立杆底座，在已放置好的底座上搭设WDJ碗扣式多功能钢支架，碗扣式可调支架由底座、立杆、纵横向水平杆、纵横向扫地水平杆、纵横向剪刀撑、顶托联结件组成。立杆采用单立杆形式，立杆接长采用2个旋转扣件进行两立杆绑接。根据支架的承重量及现场情况，初步拟定立杆布置为：在中墩轴线两侧对称各1m范围为中横梁，1m3.5m为底板、腹板渐变段，支架立杆在墩轴线两侧各3.5m长度范围内按照纵距60cm、横距60cm布置；跨中部分除腹板下按照纵距90cm、横距60cm外，其余按纵距90cm、横距90cm 布置立杆。水平横杆按照120cm 步距布置，内部沿纵向每隔2排立杆在横断面设连续剪刀撑，沿横向每隔3排立

5、杆设置纵向连续剪刀撑，两侧面及端面分别设置剪刀撑。支架高度通过可调托座和可调底座调节。4模板结构及支撑体系4.1外模结构外模面板均采用厚为15mm的竹胶板，面板尺寸1.22m2.44m，面板直接钉在横桥向方木上，横桥向方木采用100100mm方木，间距30cm；横向方木置于纵向150150mm方木上，纵向方木间距应与立杆纵向间距一致。在钉面板时，每块面板应从一端赶向另一端，以保证面板表面平整。腹板及翼板面板分别固定在竖向和横向方木上，方木间距30cm。4.2内模结构预应力连续箱梁内模均采用方木作骨架支撑，高压竹胶板作面板。内模上、下面板骨架采用100100mm方木，间距0.3m。上下模板间设两

6、道交叉钢管支撑内模，通过顺桥向上、下方木形成内模空间骨架。图箱梁横断面及支架图图箱梁纵断面及支架图5 支架预压为保证箱梁砼结构的质量，支架搭设完毕铺设底模板后必须逐孔进行预压处理，以消除支架、支撑方木和模板的非弹性变形和地基的压缩沉降影响，同时取得支架弹性变形的实际数值，作为梁体立模的抛高预拱值数据设置的参考。预压方法依据箱梁砼重量分布情况，在搭好的支架上的堆放重量为梁跨荷载1.2倍的砂袋，预压时间视支架地面沉降量定，一般梁跨预压时间为三天。待消除支架非弹性变形量及压缩稳定后测出弹性变形量，即完成支架压重施工。撤除压重砂袋后，设置支架施工预留拱度，调整支架底模高程，并开始箱梁施工。序号项目计算

7、及取值备注1支架卸载后由上部构造自重及活载一半产生的竖向挠度f1也可以由设计院提供2支架在荷载作用下的弹性压缩f2通过计算纵梁挠度和立柱压缩值得出3支架在荷载作用下的非弹性压缩f3=12mm主要据底模抄垫情况得出4支架基底在荷载作用下的非弹性沉陷f4=15mm以桥位地质及地基受力情况计算5预拱度f=f1+f2+f3+f46预拱度值设置fx=4f*x*（L-x）/L2按二次抛物线法分配表1 立交箱梁支架预拱度理论计算与设置序号项目计算及测量值备注1支架卸载后由上部构造自重及活载一半产生的竖向挠度f1也可以由设计院提供2支架在荷载作用下的弹性压缩f2压重卸载后底模测量值与压重时测量值之差3支架在荷

8、载作用下的非弹性压缩f3压重卸载后支架高程测量值与压重前测量值之差，扣除基底沉陷值4支架基底在荷载作用下的非弹性沉陷f4基座压重前后高差5预拱度f=f1+f2+f3+f46预拱度值设置fx=4f*x*（L-x）/L2按二次抛物线法分配表2 立交箱梁支架压重后预拱度设置6 支架结构检算6.1荷载计算及荷载的组合跨中段梁体钢筋混凝土纵向延米重量为10.4126=270.66kN/m，梁底宽10.18m，该段梁体自重取；中横段梁体钢筋混凝土纵向延米重量为16.326=424kN/m，梁底宽10.18m，该段梁体自重取模板自重取0.15t/m支架自重=0.04kN/m10m=0.4kN施工人员及机具重

9、量=0.33t/m混凝土灌注振捣=0.25t/m倾倒混凝土时产生的冲击荷载： 0.2 t/m6.2满堂支架计算钢管截面特性钢管的内径40mm外径47mm。断面积转动惯量回转半径截面模量钢材弹性系数钢材容许应力立杆强度计算跨中段支架步距按120cm、纵距、横距均按90cm检算，中横梁段支架步距按120cm检算,纵距、横距分别按60cm计算。每根立柱所承受的坚向力按其所支撑面积内的荷载计算，则大楞传递的集中力：跨中段（均以跨度0.9米计算）: N1= 1.2(27+1.5)+1.4（3.3+2.0+2.5） 0.9*0.9+0.4=36.9 kN中横梁段: N2=1.2(41.7+1.5)+1.4

10、（3.3+2.0+2.5） 0.60.6+0.4=23 kN式中：安全系数；支架钢管设计抗压强度；钢管有效截面积；立杆的压力。参见路桥施工计算手册。结论：立杆强度满足立杆计算长度a-模板支架立杆伸出顶层水平杆中心线至模板支撑点长度，取0.3m。立杆稳定性计算长细比，查表知稳定性系数=0.47结论：立杆稳定性满足经计算，满堂支架结构设计满足施工规范要求。6.3底模检算底模采用15 mm的竹胶板,直接搁置于间距L=0.30米的方木小楞上,按三等跨20cm连续梁考虑,取单位长度(1.0米)板宽进行计算。 荷载组合跨中段: 中横梁段: 截面参数及材料力学性能指标 竹胶板容许应力=80MPa,E=610

11、3MPa。 承载力检算 强度如图,Mmax0.251kNm0 满足 刚度荷载: ,按三等跨20cm连续梁计算。如图，fmax0.281mmf0200/4000.5mm 满足6.4方木小楞检算方木搁置于方木大楞上,小楞方木规格为100100mm,小楞全部按三跨90cm连续梁考虑。 荷载组合中横梁段： 截面参数及材料力学性能指标W=a3/6=1003/6=1.67105mm3I=a4/12=1004/12=8.33106mm3方木的力学性能指标按公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ025-86）中的A-3类木材并按湿材乘0.9的折减系数取值，则： 120.910.8MPa,E=91030.9=8

12、.1103MPa。 承载力计算计算简图见下图。 强度如图, Mmax1.531kNm0 满足 刚度荷载: 如图，fmax0.87mmf0900/4002.25mm 满足6.5方木大楞检算大楞规格为150150mm的方木，大楞在跨中段按90cm跨度简支梁计算，在中横梁段按60cm跨度简支梁计算。 荷载组合中横梁段小楞所传递给大楞的集中力为：P1=18.90.6=11.3kN跨中段小楞所传递给大楞的集中力为：P1=(0.645.1+0.06)0.9=12.2kN大楞方木自重：g60.150.150.072 kN/m 截面参数及材料力学性能指标 方木的力学性能指标按公路桥涵钢结构及木结构设计规范（J

13、TJ025-86）中的A-3类木材并按湿材乘0.9的折减系数取值，则： 120.910.8MPa,E=91030.9=8.1103MPa。 承载力计算 强度跨中段按最大正应力布载模式计算为最不利位置。 如图，最大跨中弯距 Mmax5.2kNm0 满足 刚度如图，fmax1.068mmf0900/4002.25mm 满足7 地基承载力计算桥址区主要地层上部为第四系人工填土及冲击成因的粉质黏土，厚1.23米，地基土容许承载力0130KPa，土质较好。在夯实的黏土层上填筑级配碎石垫层并浇注10cm厚C15砼进行硬化。上部结构传至基础顶面的轴心力为N=36.9kN基础应力为：max= 结论：地基承载力

14、满足8 支架施工注意事项及要求8.1组装方法及要求首先在硬化地面测设出桥梁各跨的纵轴线和桥墩横轴线，放出设计箱梁中心线。按支架平面布置图及梁底标高测设支架高度，搭设支架，采用测设四角点标高，拉线法调节支架顶托。根据支架设计，在已处理好的地基上放置垫木，在垫木上安放立杆底座（立杆垫座或立杆可调座），然后将立杆插在其上。当地势不平时，支架底部应用立杆可调座；当相邻立杆地基高差小于0.6m，直接用立杆可调座调整立杆高度，使立杆碗扣接头横杆处于同一水平面内；当相邻立杆地基高差大于0.60m时，则先调整立杆节间（即对于高差超过0.60m的地基，立杆相应增长一个节间0.60m），使同一层碗扣接头高差小于0

15、.60m，再用立杆可调座调整高度，使其处于同一水平面内。立杆与扫地横杆同时安装，将所装立杆连成一整体，以保证立杆的整体稳定性。立杆同横杆的连接是靠碗扣接头锁定，连接时，先将上碗扣滑至限位销以上并旋转，使其搁在限位销上，将横杆接头插入下碗扣，待应装横杆接头全部装好后，落下上碗扣并预锁紧。碗扣式支架的底层组架最为关键，其组装的质量直接影响到整体支架的质量，因此，要严格控制搭设质量。当组装完两层横杆后，首先应检查并调整水平框架的直角度和纵向直线度（对曲线布置的支架应保证立杆的正确位置）；其次应检查横杆的水平度，并通过调整立杆可调座使横杆间的水平偏差小于1/400L；同时应逐个检查立杆底脚，并确保所有

16、立杆不松动。当底层架子符合搭设要求后，检查所有碗扣接头，并锁紧。在搭设过程中，应随时注意检查上述内容，并调整。立杆的接长是靠焊于立杆顶端的连接管承插而成，立杆插好后，使上部立杆底端连接孔同下部立杆顶端连接孔对齐，插入立杆连接销并锁定。8.2搭设注意事项 碗扣接头是碗扣式支架的核心构造，支架立杆同横杆靠碗扣接头连接，其连接质量直接关系支架整架的组装质量，因此应确保碗扣接头锁定牢靠。组装时，先将上碗扣搁置在限位销上，将横杆插入下碗扣，使接头弧面与立杆密贴，待全部接头插入后，将上碗扣套下，并用榔头顺时针沿切线敲击上碗扣凸头，直至上碗扣被限位销卡紧不再转动为止。如发现上碗扣扣不紧，或限位销不能进入上碗

17、扣螺旋面，应检查立杆与横杆是否垂直，相邻的两下碗扣是否在同一水平面上（即横杆水平度是否符合要求）；下碗扣与立杆的同轴度是否符合要求；下碗扣的水平面同立杆轴线的垂直度是否符合要求；横杆接头与横杆是否变形；横杆接头的弧面中心线同横杆轴线是否垂直；下碗扣内有无砂浆等杂物充填等等；如是装配原因，则应调整后锁紧；如是杆件本身原因，则应拆除，并送去整修。8.3杆件组装顺序在已处理好的地基或基垫上按设计位置安放立杆垫座或可调座，其上交错安装不等长立杆，调整立杆可调座，使同一层立杆碗口处于同一水平面内，以便装横杆。组装顺序为：立杆底座立杆横杆接头锁紧上层立杆立杆连接销横杆。支架组装以34人一小组，其中12人递

18、料，另外两人共同配合组装，每人负责一端。组装时，要求至多二层向同一方向，或由中间向两边推进，不得从两边向中间合拢组装。碗扣式支架的组装关键是要把好底部支架（即第13步架）的组装质量关，因为头两步架的搭设质量不仅关系到整架的组装质量，而且也关系到整架的组装速度，要求搭设头两步架时，必须保证立杆的垂直度和横杆的水平度，使碗扣接头连接牢靠，待将头两步架调整好以后，将碗扣接头锁紧，再继续搭设上部支架。8.4组装注意事项所有构件都应按设计及支架有关规定设置。在支架使用过程中，严禁在其底部位置附近开挖沟槽，否则应采取加固措施。在搭设过程中，应注意调整整架的垂直度，要求整架垂直度小于1/500L。支架搭好后

19、认真检查碗扣是否旋紧，横杆连接是否牢固。在搭设、拆除或改变作业程序时，禁止人员进入危险区域。8.4使用管理支架由专业施工队伍进行施工并设专人负责，设安全监督检查人员，确保支架的搭设和使用符合设计和有关规定要求。在使用过程中，定期对支架进行检查，严禁乱堆乱放，及时清理各层堆积的杂物。不得将支架构件等物从过高的地方抛掷，不得随意拆除已投入使用的支架构件。8.5支架拆除当混凝土强度达到设计强度的90%且龄期不少于7天后，进行预应力筋张拉、注浆完成后，制订拆除方案，拆除前对支架作一次全面检查，清除所有多余物件，并设立拆除区，禁止非搭立支架人员进入。拆除顺序自上而下逐层拆除，不允许上、下两层同时拆除。支

20、架拆除宜分两阶段，先从跨中对称向两端松一次架，再对称从跨中向两端拆，在整个拆架过程中必须有技术人员跟班指挥与检查，以防拆架产生过大的瞬时荷载引起施工裂缝，对结构产生不利。拆除的支架及模板应用吊具吊下、或人工递下，严禁抛掷。拆除的支架和模板应及时分类堆放，以便运输、保管。 9 支架安全技术标准 9.1搭设支架安全基本要求作业平台有足够的面积，支架必须达到稳定、坚固，保证在各种荷载和气候条件下不产生变形、倾斜和摇晃。 使用的材料规格和型号必须符合安全要求。 搭设结构符合规定，支架杆件连接处要固定牢靠。 作业层脚手板要铺满、铺稳，绑扎牢固，无探头板。 必须有完善的安全防护措施，按规定设置防护栏，安全

21、挡板以及安全网等。 钢支架必须有良好的接地防触电措施和避雷装置。 9.2拆除支架安全基本要求拆除支架时，禁止无关人员进入危险区域。拆除应按顺序由上而下，一步一清，不准上下同时作业。拆除支架大横杆、剪刀撑，应先拆中间扣，再拆两头扣，由中间操作人员往下顺杆子。拆下的材料，应向下传递用绳吊下，禁止往下投扔。 拆除支架人员进入作业区后，要系好安全带，安全带必须高挂低用。 拆除支架要统一指挥，上下应动作协调。10 结语 G204分离立交完工后经检验，相邻两块模板混凝土表面高差均不大于2mm，线条圆顺，质量符合要求。结合支架的施工控制得出如下结论：（1）WDJ碗扣型支架受力明确，承载力大，简化了结构计算；（2）本方案支架强度和稳定性满足要求，支架施工方案切实可行。