大跨徑三角剛構現澆組合支架施工工法

曾招雄

中鐵十五局集團第一工程有限公司 陜西 西安 710018

1 前言

由中鐵十五局集團第一工程有限公司施工的渼陂湖水系生態項目水利設施二標段,萯陽門大橋作為標段最大的單體結構物,橫跨澇河,長139m,雙幅寬35m,雙向橫坡1.5%。上部結構剛構＋掛孔(50＋39＋50)m,兩側對稱布置混凝土三角剛構體系,中間設一聯長39m鋼箱梁簡支掛梁,兩側三角剛構體系中橋面系梁為預應力混凝土結構,縱坡4.5%,采用分離式箱形截面,截面為三箱單室直腹板,高度1.8m,單幅寬17.5m,懸臂長2m,斜撐為普通鋼筋混凝土結構。斜撐與橋面系梁在橋臺處和鋼箱梁掛孔處通過橫梁連為一體。下部結構為樁基接承臺或橋臺,承臺上設置與斜撐連接的基座,基座上為墩柱。

2 工法特點

2.1 施工支架采用鋼筋混凝土樁基、鋼管柱、橫梁、貝雷梁、分配梁、滿堂碗扣支架組合而成。

2.2 鋼筋混凝土樁基可以增加承載力,減少沉降,比鋼管樁節省了大量的成本。

3 適用范圍

3.1 該工法適用于鋼筋混凝土現澆拱橋及類似結構。

3.2 地基較為軟弱,以細砂和粉質粘土為主,橋下凈空較低,采用滿堂支架高度太大、穩定性、沉降無法滿足梁體施工要求的項目。

4 工藝原理

4.1 下部采用樁基接鋼管柱支架提高了支架的高度,滿足河道中洪期施工要求,且能跨越障礙物并保證承載力、沉降、穩定性。

4.2 按照設計要求進行分段分層搭設支架,相互不受干擾,立模、綁扎鋼筋、澆注混凝土、上層支架搭設可以交錯進行。

5 施工工藝及操作要點

5.1 施工工藝流程

5.2 施工準備

5.2.1 制定組合支架方案,對地質情況進行分析計算,通過自重和支架等其它荷載進行分析,確定樁徑樁長。

5.2.2 通過水文資料確定流水斷面高程,確定鋼管柱頂高程。

5.3 通過荷載確定組合支架(鋼管柱、貝雷片、橫梁、分配梁、工字鋼、碗扣架)等型號和間距,鋼料必須滿足國家Q235鋼材質量要求。

5.4 樁基及橋臺處硬化施工 樁基施工采用反循環鉆機施工,在樁基施工前將場地平整,在合適的位置挖泥漿池。

5.5 鋼管柱連接 鋼管柱采用630*10mm型號,材質均為Q235B,立柱與樁基相連的地方采用與預埋鋼板焊接,與承臺相連的地方采用膨脹螺栓與混凝土連接。

5.6 縱、橫梁、分配梁、碗扣架安裝 鋼管柱施工完畢后,進行縱、橫梁安裝。橫向鋼梁采用工56a雙拼工字鋼,材質均為Q235B,制作時工字鋼縱縫連接應進行滿焊,接長先采用坡口焊接,兩側再用10mm鋼板滿焊成型,工字鋼腰板處加設加勁板。

5.6.1 工字鋼安裝

5.6.1.1 首先檢查鋼管樁的垂直度確保無誤后,在鋼管樁上劃分出工字鋼的位置。

5.6.1.2 吊裝設備的準備與檢驗,QTZ80塔吊及其吊裝輔助工具,并檢驗其完好性。*

5.6.2 貝雷梁安裝 貝雷梁采用標準321貝雷片通過標準花架和支撐豎桿組合拼接而成,材質為16Mn。

5.6.3 分配梁安裝 分配梁采用工20b鋪設,平鋪在貝雷梁上面,局部沒有貼緊的部位墊厚度不等的鐵片,保證分配梁與貝雷梁之間沒有空隙,分配梁的間距根據荷載大小分為30cm和60cm兩種間距。

5.6.4 碗扣支架搭設■ 檢查碗扣架鋼管有無彎曲,有無斷裂現象,碗扣支架通過平托落在分配梁上面,橋臺硬化處頂托下鋪10*10cm方木,要嚴格控制好頂、底托絲杠的外露長度不超過規范20cm的規定,碗口支架橫桿步距為600mm,縱橋向立桿間距均為60cm,其上縱向鋪設工10型鋼,工字鋼上鋪10×10cm方木,與底模系統連為一體。箱梁處間距為60cm,在頂板下方為900mm,跨中牛腿處,因為混凝土高度約為4.6m,此處立桿縱向為30cm。

5.7 支架預壓 碗扣支架檢驗合格后預壓測量支架的彈性變形以及消除支架的非彈性變形。

5.8 模板安裝加固

5.8.1 為了保證主拱圈外表面混凝土的光潔和平整,其內外模板均采用δ＝15mm的竹膠板。

5.8.2 在鋪設梁底模時根據預壓彈性變形設置預拱度。

5.8.3 內模安裝應在底板鋼筋安裝好后進行。

5.9 混凝土澆筑

5.9.1 澆筑混凝土時要設置沉降標志,模板要派專人看模。

5.9.2 由于斜撐坡度最大達1：1,混凝土澆筑成型困難,混凝土澆筑前在底板上下層鋼筋橫向綁扎間距100cm鐵絲網,防止混凝土振搗時下滑,澆筑混凝土時從下往上澆筑,先澆筑底板至腹板倒角處。

5）本工程裙房縱向長度為52.60m，為減小溫度變化和混凝士收縮對結構的影響，在結構平面縱向中部增設混凝土膨脹加強帶，膨脹加強帶中混凝土強度等級與兩側相同，摻加適量的膨脹劑，與兩側混凝土同時澆筑[2]。

5.10 橋面系梁支架提升

5.10.1 連接系加固：待斜撐混凝土澆筑完畢進行橋面系梁支架安裝,首先安裝鋼管柱的連接系,連接系通過325*7.5mm鋼管和斜撐預埋鋼板之間焊接,每個鋼管柱四個連接點,彼此夾角為90°。

5.10.2 牛腿加工：牛腿采用20mm鋼板與鋼管柱打孔焊接,上接牛腿鋼板,下面焊接加勁板。

5.10.3 橫梁安裝：橫梁采用工56cm型鋼,分別擱置在牛腿和鋼管柱頂板上,連接部位滿焊。

6 質量控制

6.1 材料進場必須通過檢驗,樁基和鋼管柱位置嚴格控制,防止與結構沖突。

6.2 鋼結構所有焊接必須持證上崗,嚴格按交底焊接。

7 環保措施

7.1 遵守當地有關環衛、市容、文明施工的規定,確保工地現場達到當地文明施工管理標準。

7.2 建筑垃圾實行袋裝化,封閉管理,使現場無直接外露建筑垃圾。

7.3 樁基施工時泥漿嚴禁排到河道中。

7.4 施工完成后,按計劃撤除所有臨建、機械及剩余建筑材料,清理建筑垃圾。

7.5 在支架上高空作業時嚴禁向外向下拋物污染河流。

8 效益分析

本工法利用的貝雷梁、鋼管柱、工字鋼等各自的優點,搭配使用,具有承載力大,構件輕巧、拼裝靈活快捷等優點,利用混凝土樁價格低廉,達到節省費用的目的；利用鋼管柱承載力大,達到過水凈空要求；利用貝雷梁承載力大,達到節省材料的目的；利用碗扣架搭設方便,達到調整線性作用；利用工字鋼縱梁截面積小,達到凈空小部位使用。

9 工程實例

中鐵十五局集團一公司施工的西安渼陂湖生態項目萯陽門大橋三角剛構存在斷面結構復雜,凈空狹小,工期任務緊,項目部根據現場地質和結構特點,采用組合支架施工,合理組織、精心施工,編制了萯陽門大橋三角剛構現澆支架施工方案并順利通過專家組的評審。本工藝通過現場實施和不斷優化改進,取得了預期目標。