簡易式整體提升外架在橋梁墩柱施工中的應用

熊中慶(貴州路橋集團有限公司)

簡易式整體提升外架在橋梁墩柱施工中的應用

熊中慶
(貴州路橋集團有限公司)

摘要:近年來，隨著橋梁建設規模的不斷擴大，雙薄壁空心墩的運用變得越來越廣泛。在雙薄壁空心墩施工中，外腳手架是影響其施工的重要因素之一。因為傳統的搭設腳手架的方法存在一系列的問題，不利于橋墩的施工和發展。因而，在雙薄壁空心墩施工中，越來越多的運用簡易式整體提升外架，該施工技術的主要優點是工序簡單，節約工期以及投資小等，具有較強的實用性和一定的經濟性。主要闡述了簡易式整體提升外架在交梨河特大橋主橋橋墩中的具體運用。

關鍵詞:簡易式;整體;提升;外腳手架;橋墩

中圖分類號:U445

文獻標識碼:C

文章編號:1008－3383(2015)04－0127－01

1　工程概況

交梨河特大橋位于廈蓉高速貴州境榕江格龍至都勻段BT15合同段內，處于貴州省黔南州三都縣交梨鄉與黔東南州丹寨縣龍泉鎮之間交界處。橋位起訖樁號分別為ZK164 +925～K166 +691及YK164 +915．516～K166 +691。全橋長1 766 m(以左幅計)，最大橋高143 m，最大墩高126 m。左右幅橋型為先分后合的形式，在K166 + 165．452(YK166 +153．966)合并，布置形式相同: 4×(5×30) +2×(3×40) + (85 +2×160 +85) + (85 +160 +85) + (3×30) m。

主橋橋墩采用雙薄壁空心墩，基礎為群樁承臺基礎。引橋采用預制T梁先簡支后連續，T梁長30 m、40 m。橋墩墩高小于60 m采用實體墩身，大于60 m采用薄壁箱形墩身，基礎為群樁承臺基礎。橋臺均為U型橋臺，基礎為明挖擴大基礎。

2　施工方案及特點

2．1施工方案

交梨河特大橋主橋與引橋橋墩高度均較大，主墩為雙肢薄壁空心墩，施工難度大，投入設備多，是施工中的關鍵性工程。選用經濟、合理的外腳手架方案顯得尤為重要，根據本工程橋梁結構特征，綜合分析，仔細研究，主橋墩采用整體提升外架，翻模施工工藝施工。

2．2簡易式整體提升腳手架的特點

(1)其結構具有較好的穩定性以及整體性，能夠與橋梁結構有可靠的拉結，有防墜即停，抗傾覆裝置;

(2)具有非常可靠的安全防護措施;

(3)能夠有效的避免在沒有任何征兆的情況和環境下發生突然的破壞;

(4)桿件及其節點構造合理，受力明確，能較好的發揮材料的承載性能，且承載能力有適當的安全儲備;

(5)對整個工程腳手架的投入成本得到了有效的降低; (6)對工人搭拆的重復勞動進行了避免;

(7)本工程所采用的簡易式整體提升腳手架，安全性能高，成本造價低，與傳統的外挑架比較有明顯的優勢:外挑腳手架在搭設和使用階段危險性均較大，各種桿件每層均應符合計算要求，且結構施工完成后，大多不能用于裝飾工程，待裝飾階段還需重新搭設，且腳手架鋼管設施投入很大。整體提升外架只需在搭設前驗算一次，且提升安全可靠，架體提升時用于主體施工，架體下降時經過改裝可用于裝修施工，架體設施料投入少，重復勞動少，安全可靠，在工程實踐中取得了明顯的經濟效益和社會效益。

3　墩柱施工外提升支架的組成

3．1底桁架

底桁架為整個外支架的承重體系，承擔外支架及一層模板的重量，外支架為墩柱施工時的外操作系統，作為模板提升及鋼筋的安裝平臺，整個外支架為全封閉結構，四周懸掛安全網，保證了施工過程的安全。

3．2外支架

外支架主承重桁架由［22a雙槽鋼組成，外挑梁由單根22a雙槽鋼組成，外挑梁用［8槽鋼連結成整體。外支架由立柱、水平縱管、水平橫管及斜撐組成，斜撐采用Ф22鋼筋和鋼管。側面斜撐用鋼管形成，布置應合理。其余均采用外徑為Ф48的鋼管。立柱支撐在承重桁架上，立柱鋼管與主桁架進行焊接。外架總高度為18 m，每層高度為1．7 m，共計有10層，高17 m，頂部設有1 m高的外防護攔，以保證施工人員在施工過程中的安全。外架頂部三層設縱橫向水平管，將整個外架形成一個整體，以保證外支撐架的整體穩定性。在外支架頂部鋪設模板，作為施工人員操作的平臺。當模板提升后，外支架可以作為混凝土表面修飾的外架，人員操作安全。支架底桁架四周距墩柱四周的距離為5厘米，保證了支架提升過程中的安全。

4　提升支架施工要點

4．1提升支架的提升及安裝

(1)底桁架拼裝

支模應與外架施工密切配合，預埋好各種預埋件及預留各種孔道。當混凝土強度達到≥10 MPa以上時應及時拆模，保證拉桿有拉結點，確保升降、爬升工作順利進行。預埋位置的支模板應采用活動小模板，可以提前早拆。模板拆除后，先進行底桁架的拼裝。底桁架的四個桁架在加工廠加工成形，運到施工現場進行組拼。底桁架拼裝時要保證桁距墩柱邊緣的距離為5 cm左右，以保證提升過程中發生脫鉤及斷鏈事故，提升架一旦發生傾斜，由于周邊間距很小，整個支架就會及時卡住墩身，保證了提升架在整個提升過程中的安全性。在底桁架四邊設四個下吊點，在墩柱內側主筋外安裝Ф80的圓鋼棒，用鋼絲繩與鋼棒和鏈條滑車連結，作為提升上掛支撐點。

(2)外支架的提升

在每節混凝土施工完成，模板拆除提升就位，混凝土外觀修飾完成后，即可進行外支架的提升。支架的提升采用四個10 t的鏈條葫蘆作為提升動力，每個鏈條滑車由兩個工人

操作，作好各項準備工作后，即可進行提升。提升通過人工收拉鏈條滑車，逐步往上提升墩柱施工外架。在整個提升過程中，要配備專人指揮，確保四個滑車均衡受力，保證外提升支架的平穩提升，防止桁架卡住墩柱。待提升支架提升至預留孔上方時，用Ф80的圓鋼棒插入預留孔，松動鏈條滑車，將整個支架的力傳到鋼棒上，從而完成整個提升工作。

4．2提升支架的拆除

當墩柱施工達到設計標高后，采用塔吊配合人工進行拆除。由于墩柱較高，又有橫系梁，因此桁架采用在高空分解為四片，用塔吊配合拆除。拆除過程中要加強安全措施，保證拆除過程的施工安全。

4．3外提升架提升過程的安全措施

(1)提升架提升動力系統采用四個10 t的鏈條滑車提升，提升能力為提升重量的四倍，提升安全系數達到了四倍。

(2)外桁架與墩柱四周間距較小，即使發生斷鏈及脫鉤事故，桁架會自動卡住墩柱，不會發生下落事故。

(3)鏈條滑車、鋼絲繩等起重設備采用有質量保證的產品，而且為新購，且經過性能試驗，各項指標合格后才能使用。

(4)施工過程中，遇六級以上大風時嚴禁提升。

(5)所有參與提升架施工的人員均應經過崗前培訓，且為熟練工人。

(6)吊環禁止使用螺紋鋼筋，必須使用厚鋼板鉆孔，孔四周磨坊圓滑，并對吊點處的鋼絲繩作好保護措施。

5　墩柱施工外提升支架受力計算

支架計算采用計算軟件MIDAS進行計算，分為鋼管外支架驗算、桁架承重能力驗算、鋼棒的抗剪驗算。驗算荷載考慮支架自重、施工人員及機具重量按2．5 kN/m2，風力按0．275 kN/m2、驗算鋼棒承載力時考慮一層模板重量(110 kg/m2)，計算結果如下:

5．1模板重量G1

G1=9×2×2×110 + 5×2×2×110 = 3 960 + 2 200 = 6 160 kg =61．6 kN

q =61．6 kN/28 =2．2 kN/m。

5．2鋼管支架重量

G2=3．035 +5．819 +0．235 =9．089 t

G2=90．89 kN。

5．3人群機具

G3= (9．848 +5．1)×2×0．8×2．5 =59．792 kN

G合計=90．89 +59．792 =150 kN

支撐點為48個，按集中荷載分配給每個支撐點，則每個點承擔的集中力為:

P1 =150/48 =3．125 kN，支點力由各外伸槽鋼傳遞給主梁。

6　結語

綜上所述，在交梨河特大橋主橋橋墩施工中，采用簡易式整體提升外架與翻模施工工藝結合的施工方案，具有較強的合理性以及優越性，尤其是簡易式整體提升外架具有安全穩定、操作簡單、設計合理、施工速度快、提升快速、工序干擾小以及經濟實用強的特點，在施工中取得了較強的社會效益以及經濟效益，在高橋墩施工中具有非常廣闊的運用前景。

參考文獻:

［1］李躍，甲生，郭欣，等．廣州新光大橋主跨主拱中段大段整體提升架設［J］．中外公路，2006，(2) : 12－13.

［2］郭正興．升降腳手架的型式與發展綜述［J］．建筑技術，1998，(9) : 67－68.

［3］羅強，嚴永積．整體提升外腳手架的應用［J］．建筑技術，1997，(10) : 45－46.

［4］劉震．整體提升外墻腳手架安全防護技術及管理［J］．住宅科技，1997，(2) : 23－24.

作者簡介:熊中慶(1967－)，男，貴州水城人，高級工程師，主要從事高速公路建設工作。

收稿日期:2014－07－08