高墩現(xiàn)澆箱梁支架綜合項目施工基本工藝新工法(15頁).doc
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2024-01-09
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1、高墩現(xiàn)澆箱梁支架施工工藝工法1、 序言在進(jìn)行現(xiàn)澆梁施工時,通常施工方法是對地基加固處理,然后搭設(shè)滿堂支架。但對于地勢陡峭、墩身高達(dá)40m現(xiàn)澆箱梁而言,采取滿堂支架施工不僅地基處理難度較大,安全性降低,而且材料、人員投入也較大。貝雷梁柱式支架是現(xiàn)澆箱梁施工中常見一個支架形式,尤其在重荷載、高墩柱、跨度大情況時,則是較為經(jīng)濟(jì)安全一個支架型式。宜巴高速公路第十九標(biāo)協(xié)議段興山互通3、4、5、6、7#橋均為20m現(xiàn)澆梁,其下構(gòu)為薄壁墩,地形陡峭,墩柱最高達(dá)42.5m,上構(gòu)屬單箱單室現(xiàn)澆箱梁,采取貝雷梁柱式支架施工,在支架施工過程中,項目部技術(shù)人員對支架基礎(chǔ)處理、剪刀撐連接、貝雷片安裝及施工機(jī)械綜合利用不2、停分析,總結(jié)形成高墩現(xiàn)澆箱梁貝雷梁柱式支架施工工法。2、 工法特點(diǎn)2.0.1 施工工藝及條件相對簡單,安全、質(zhì)量輕易控制; 同滿堂腳手架施工相比,貝雷梁柱式支架施工在重荷載、高墩柱、大跨度現(xiàn)澆箱梁情況下,則更為經(jīng)濟(jì)安全;2.0.3 能夠避免大面積處理地基,能夠降低人員投入;2.0.4 基礎(chǔ)是機(jī)械配合人工作業(yè),施工效率高,施工速度快,工期上能滿足要求。2.0.5 在直線地段或曲線上縱、橫坡較大現(xiàn)澆箱梁,處理較簡單。3、適用范圍 本工法適應(yīng)于公路、市政、鐵路橋梁直線地段和曲線地段連續(xù)現(xiàn)澆箱梁及其它現(xiàn)澆構(gòu)件施工。4、工藝原理 貝雷梁柱式支架結(jié)構(gòu)關(guān)鍵有混凝土基礎(chǔ)、鋼管立柱、工字鋼橫梁、貝雷片縱梁、鋼管3、架組成。支架結(jié)構(gòu)傳力路徑為:模板方木頂托鋼管架貝雷片縱梁工字鋼橫梁鋼管立柱混凝土基礎(chǔ)地基。 利用鋼管柱作臨時支撐,貝雷片作梁 鋼管立柱垂直方向每隔6米在平面上設(shè)置了平面聯(lián)絡(luò),減小了鋼管立柱自長度,增加了鋼管立柱整體性。 貝雷支架總體部署圖 5、施工工藝步驟及操作關(guān)鍵點(diǎn)5.1 施工工藝步驟貝雷片橫向連接設(shè)置預(yù)拱度鋼管架平連觀察預(yù)壓數(shù)據(jù)焊接質(zhì)量自檢 支架預(yù)壓貝雷片上鋪16槽鋼搭設(shè)鋼管架安裝加強(qiáng)弦桿、連接貝雷片安裝貝雷片縱梁加工工字鋼橫梁安裝工字鋼橫梁鋼管樁加工連接橫撐、剪刀撐檢測鋼管樁垂直度、連接質(zhì)量支立鋼管樁基礎(chǔ)鋼筋綁扎基礎(chǔ)預(yù)埋件制作擴(kuò)大基礎(chǔ)澆筑測量放樣基礎(chǔ)地基處理(換填)施工準(zhǔn)備貝雷梁柱式支架4、施工工藝步驟圖5.2 操作方法及關(guān)鍵點(diǎn) 地基處理地基處理工作關(guān)鍵是清除支架地段原地面雜物、淤泥及承臺基坑積水等,采取含水量適宜素土、或石灰土、或碎石土分層回填壓實(shí)至設(shè)計標(biāo)高;或?qū)υ孛嬲接脡郝窓C(jī)壓實(shí),必需時對原地面20cm范圍做5%摻灰處理。具體要求為:地基壓實(shí)度85%,用壓路機(jī)壓實(shí)后無“彈簧”土,平整度30mm。5.2.2 擴(kuò)大基礎(chǔ)設(shè)置 基礎(chǔ)設(shè)置為方形基礎(chǔ),邊長為2.4m,高1.2m,上下設(shè)置加強(qiáng)鋼筋網(wǎng)(圖所表示),在施工基礎(chǔ)前對地基承載力試驗,擴(kuò)大基礎(chǔ)處地基承載力必需達(dá)成350kpa。鋼管柱基礎(chǔ)施工圖5.2.3 鋼管柱安裝在基礎(chǔ)施工完成后,進(jìn)行鋼管柱安裝。鋼管立柱采取直徑630mm鋼管柱5、(壁厚10mm),鋼管安裝前,在基礎(chǔ)上先用全站儀對平面控制點(diǎn)位置進(jìn)行正確放樣,擰緊首節(jié)和基礎(chǔ)預(yù)埋螺栓,鋼管分段吊裝空中豎向連接,鋼管柱兩端焊接法蘭盤,法蘭盤用8mm厚鋼板,采取螺栓連接,當(dāng)采取焊接連接時應(yīng)嚴(yán)格控制其對接正確度,安裝時嚴(yán)格控制鋼管傾斜度小于0.1%。每安裝6m高設(shè)置一個鋼抱箍,抱箍四面焊接橫、縱、斜向聯(lián)絡(luò),聯(lián)絡(luò)采取16號槽鋼,并設(shè)置抗傾覆抱箍和該平面墩身連接,使其連為整體,增強(qiáng)其穩(wěn)定性。鋼管柱頂部采取80cm80cm1.5cm鋼板作為法蘭和工字鋼橫梁焊牢,以增強(qiáng)橫梁穩(wěn)定性。 鋼抱箍施工圖(單位:cm)5.2.4 貝雷片安裝 在鋼管柱和橫梁安裝完成并經(jīng)過檢驗驗收合格后,進(jìn)行貝雷片吊6、裝。貝雷片吊裝采取兩種方法。在場地條件好,貝雷片賠償而且塔吊或吊車有足夠起吊能力情況下,可在地面先拼接貝雷片后,整聯(lián)雙排吊裝,假如場地場地條件不好,貝雷片又過長,塔吊或吊車起吊能力有限時,可將雙排貝雷片縱向分為幾節(jié),分跨吊裝拼接。安裝次序為先吊裝中間,后對稱吊裝兩邊貝雷片,吊裝完成后,按設(shè)計用角鋼作為橫向聯(lián)絡(luò),增強(qiáng)貝雷片橫向剛度。吊裝作業(yè)必需又專員指揮,起吊和下落須平穩(wěn),避免對立柱等結(jié)結(jié)組成沖擊,以確保安全。貝雷桁架片兩兩組合成一幅,每兩片用支撐架連為整體,同時用L75758cm角鋼每隔3米將全部貝雷梁兩兩連接,確保貝雷片整體性。貝雷片安裝完成后,在貝雷片上鋪設(shè)16#槽鋼,安裝鋼管支架,鋼管支7、架橫向按貝雷片間距部署,縱向按90cm間距部署,然后安裝頂托,鋪設(shè)橫向方木,最終鋪設(shè)底模。5.2.5 支架預(yù)壓1、支架預(yù)壓關(guān)鍵是搜集支架、地基變形數(shù)據(jù),作為檢驗和調(diào)整預(yù)拱度設(shè)置依據(jù), 本項目安排在互通6#橋3#4#墩處,采取砂袋進(jìn)行預(yù)壓,預(yù)壓荷載根據(jù)設(shè)計要求取1.2倍梁體自重。做法以下:2、在預(yù)壓段,按計算荷載擺放砂袋,砂袋密度按1.7t/ m3,經(jīng)計算翼緣板頂面砂袋堆放高度為1.0m1.2m(自邊緣向中間遞增),而墩頂橫梁處砂袋堆放高度為1.2+1.8=3m。為確保預(yù)壓荷載和現(xiàn)澆砼時加載型式一致,先在腹板處堆疊砂袋,然后再在腹板內(nèi)側(cè),最終在翼緣板頂面堆疊砂袋。3、觀察: 預(yù)壓前每隔5米設(shè)一個8、觀察斷面,每個斷面設(shè)置3個測點(diǎn)(均在腹板底下部位),每個測點(diǎn)吊掛一個垂球。在支架未施加預(yù)壓荷載前實(shí)施第一次觀察,記為D1,以后勻速加載;當(dāng)全部加載完成后,每12小時觀察一次,直至沉降穩(wěn)定后進(jìn)行卸載,并統(tǒng)計卸載之前最終一次觀察值記為D2;卸載后進(jìn)行第三次觀察,記為D3;砼澆筑完成后,開始卸架,卸架后進(jìn)行第四次觀察,記為D4。4、觀察結(jié)果及預(yù)拱度調(diào)整:經(jīng)過(D3-D2)觀察值計算,可求卸架前支架、基礎(chǔ)彈性及非彈性變形值,即:支架在一期恒載作用下彈性變形、非彈性變形和基底沉降f4;經(jīng)過(D4-D2)觀察值計算,可求卸架后梁體本身擾度值,并進(jìn)行對應(yīng)預(yù)拱度調(diào)整。5.2.6 預(yù)拱度設(shè)置和擾度控制 1、預(yù)拱9、度值關(guān)鍵考慮原因有:支架變形沉降、箱梁自重、施工荷載、混凝土收縮和徐變等,包含:卸架后一期恒載產(chǎn)生繞度f1;卸架后二期恒載產(chǎn)生繞度f2;成橋后3年內(nèi)砼收縮和徐變產(chǎn)生繞度f3;支架在一期恒載作用下彈性變形、非彈性變形和基底沉降f4,其中f4值設(shè)置以下:1) 貝雷支架承受施工荷載引發(fā)彈性變形1=f撓=1.0cm。2)基礎(chǔ)、鋼管墩和工字鋼在荷載作用下非彈性壓縮2取1.5cm。3) 模板在荷載作用下非彈性壓縮3為砼下沉量及各接觸面變形量總和: 1 為砼下沉量,取0.2cm;2 為貝雷片和分配梁接觸面變形量,取0.2cm;3 為分配梁和木楔接觸面變形量,取0.2cm;4 為木楔和木楔接觸面變形量,取0.10、2cm;5 為木楔和小方木接觸面變形量,取0.3cm。3 =1+2+3+4+5=0.2+0.2+0.2+0.2+0.3=1.3cm則非彈性變形值為:4=3+2=1.5+1.3=2.8 cm2、卸架前跨中彈性變形1=1.0cm從中間(20m跨)向兩邊按二次拋物線進(jìn)行分配,兩支點(diǎn)處預(yù)拱度值為零,拋物線方程為:Y=-0.001x2+0.2x y 1.0cm 0 10 x(m)3、卸架后箱梁只有兩個承載點(diǎn),產(chǎn)生跨中(20m跨)繞度f5=f1+f2+f3,按經(jīng)驗取值為1.4cm(其中f1=1.0cm,f2+f3=0.4cm),兩端墩頂處預(yù)拱度值為零,拋物線方程為:Y=-0.014x2+0.28x y 111、.4cm 則累加預(yù)拱度計算見下表: 0 10 X(m)Xy 03.336.669.9913.3216.65202+32.82.82.82.82.82.82.8卸架前1分布值00.60.91.00.90.60卸架后f5分布值00.81.21.41.20.80累計2.84.24.95.24.94.22.85.2.7 支架拆除 1、支架拆除為支架搭設(shè)逆工序,先降低頂托落模,人工拆除模板及方木。先拆除貝雷片橫向聯(lián)絡(luò),再將翼板下貝雷片用塔吊或吊車吊走,底板下貝雷片用倒鏈向兩側(cè)橫移,用一樣措施吊走。工字鋼橫梁和鋼管立柱拆除能夠經(jīng)過在箱梁施工時預(yù)留卸架孔,用卷揚(yáng)機(jī)吊走、結(jié)構(gòu)驗算a、在梁距端12.5米范圍內(nèi)為12、線型改變荷載,梁端為7.0*26=182kN/m, 其中腹板重:(0.5+0.7)*1.4*2*26)/4.5*2=9.7kN/m2 ;梁中為4.3*26=111.8kN/m, 其中腹板重:(0.5*1.4*2*26)/4.5=8.1kN/m2 。翼緣板每米重:(0.15+0.4)2/22.62=2.86T ,計0.715T/ m2,翼緣板處荷載q=7.15+2.5+1+2=12.65 KN/m2。 b、方木、模板自重1. 0KN/ m2。 c、施工人員和施工機(jī)具行走荷載:2 .5KN/ m2。 d、振搗砼產(chǎn)生荷載:2 KN/ m2。 e、貝雷梁自重:270kg/每片6片18組/20m=1.413、58t/m1、貝雷梁受力計算1)標(biāo)準(zhǔn)國產(chǎn)貝雷梁桁片許可彎矩788kN.m,假設(shè)每片貝雷片均勻受力,Mmax/ M0=7875/788=10片。依據(jù)施工及受力需要部署12排貝雷片,因梁體關(guān)鍵荷載在腹板上,所以在部署貝雷片時在腹板位置10排貝雷片,兩邊翼緣板處各一排。 施工立面圖共設(shè)置12排貝雷片,滿足施工要求。2、貝雷梁撓度計算:假設(shè)全部荷載為中間10片雙層貝雷梁負(fù)擔(dān),以均布荷載q=175/10=17.5kN/m,跨度L=18米簡支梁計算,f=5*qL4/(384*EI)=5*17.5*103*184/(384*2.1*105*106*250500*10-8)=45.4mm20/400=50mm14、。滿足要求。3、大橫梁驗算大橫梁為兩根40b型工字鋼以下圖焊接: 鋼管柱頂大橫梁(兩根40b工字滿焊)圖A=2*94.07cm2,Ix=2*22781cm4 ,Wx=2*1139 cm3。工字鋼最大跨徑為4.5米,依據(jù)受力分析得:依據(jù)受力分析得最大彎矩Mmax=439.97KN.M, 最大剪力=185.25KN, 剪應(yīng)力max=Qmax/A=185.25/(2*94.07)=9.8MPa96.56 MPa所以采取二根40b工字鋼能滿足要求.4、鋼管立撐受力計算按鋼管柱部署圖,現(xiàn)假設(shè)該立撐采取4根直徑630mm,壁厚10mm鋼管,高度按最高40m考慮,平面距離均為4.5m,沿高度方向用I20a工15、字鋼按4m間距將鋼管連接成整體,水平工字鋼之間焊斜撐,以確保其穩(wěn)定受力,將該鋼管立撐采取4肢格構(gòu)柱進(jìn)行計算,計算式以下。1)整體穩(wěn)定性驗算lox= loy=4000cm換算長細(xì)比依據(jù)ox查表得軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)依據(jù)計算中該梁考慮自重力為300t,考慮1.3安全系數(shù)即該格構(gòu)柱頂部受力為390t,假設(shè)最大有10cm偏心,偏心受壓彎M=153KN.M,鋼管抗彎截面系數(shù)W=4.17106mm3,計算過程略。整體穩(wěn)定性滿足要求2)格構(gòu)柱單肢穩(wěn)定性驗算l=400cm單肢穩(wěn)定性滿足要求5.2.9勞動力(見表1)勞動力情況表 表1序號崗位和職責(zé)人數(shù)備注1施工責(zé)任人1安排施工任務(wù)2技術(shù)員3負(fù)責(zé)技術(shù)工作3安全員1負(fù)16、責(zé)安全檢驗4質(zhì)檢員1負(fù)責(zé)質(zhì)量檢驗5測量員2負(fù)責(zé)測量6塔吊司機(jī)2塔吊操作及保養(yǎng)7汽車吊司機(jī)2汽車吊操作及保養(yǎng)8班組長3負(fù)責(zé)立管樁、剪刀撐、貝雷片施工9電工1負(fù)責(zé)電路10焊工20切割、焊接鋼管樁、剪刀撐、11架子工15搭設(shè)鋼管架、安裝貝雷片12模板工6基礎(chǔ)混凝土澆筑13機(jī)修工2配件加工、機(jī)械維修14普工10文明施工、安全防護(hù)、材料運(yùn)輸?shù)?、材料和設(shè)備6.1 材料(見表2) 貝雷梁柱式支架材料用量表 見表2 序號物資名稱規(guī)格單位單位重量數(shù)量重量結(jié)構(gòu)名稱1螺旋管Q235 D630*10 L-7500mmt900m立柱2工字鋼Q235 I40b L-9000mmt126m橫梁3槽 鋼Q235 16at117、200m立柱連接4鋼 板Q235 800*800*16mmt125.6kg/m220m22.5立柱頂心5鋼 板 Q235 10mmt78.5kg/m2100 m27.85立柱加強(qiáng)6聯(lián)接片L75758 45cmt9.03kg/m8808.184貝雷片連接7聯(lián)接片L75758 90cmt9.04 kg/m3423.09貝雷片連接8聯(lián)接片L75758 150cmt9.05 kg/m94.320.85貝雷片連接9貝雷片321 16Mnl3000mmt270kg/片28877.710貝雷銷子30CrMnTi50*200套840套11加強(qiáng)弦桿321 16Mnl3000mm根270套12弦桿螺栓45#鋼M318、6*120套540套13角 鋼L75*75*8t9.03kg/m235m2.13貝雷片間連接14鋼 管直徑4.8cm、壁厚3.5mmt1000m15高強(qiáng)螺絲8.8級套600166.2 關(guān)鍵施工機(jī)具和設(shè)備(見表3) 貝雷梁柱式支架施工關(guān)鍵機(jī)具和設(shè)備表 表3序號名 稱規(guī)格及型號單 位數(shù) 量備 注1塔吊TC5100臺12汽車吊QY-25臺1倒運(yùn)材料、配合塔吊作業(yè)3電焊機(jī)BX1-500臺12焊接鋼管樁、剪刀撐4氧氣、乙炔切割設(shè)備套105臨時性變壓器315KVA臺16發(fā)電機(jī)120KW臺2備用電源7全站儀NiKon DTM-452C臺1測量定位8水準(zhǔn)儀徠卡臺19插入式振動棒50型臺2基礎(chǔ)混凝土澆筑10手拉19、葫蘆5t個811卷揚(yáng)機(jī)2t臺7、質(zhì)量控制7.1 規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn) 公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范JTJ041 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB50017) 鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范(GB50205) 建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(JGJ130)7.2 質(zhì)量控制方法 針對工程具體情況編制有針對性施工方案,由項目部技術(shù)責(zé)任人組織專業(yè)施工人員認(rèn)真審學(xué)圖紙,并組織工長和技術(shù)工人學(xué)習(xí)施工方案,對工人進(jìn)行質(zhì)量技術(shù)培訓(xùn),進(jìn)行詳實(shí)質(zhì)量技術(shù)交底,確保工人吃透操作關(guān)鍵點(diǎn)。7.2.2 嚴(yán)格控制材料質(zhì)量,材料進(jìn)場后應(yīng)提供質(zhì)量證實(shí)文件、檢測匯報,需要復(fù)試應(yīng)按規(guī)范要求進(jìn)行復(fù)試。7.2.3 支架剪刀撐搭設(shè)要嚴(yán)格根據(jù)施工方案和規(guī)范進(jìn)行檢驗驗收20、。 編制貝雷梁柱式支架施工作業(yè)指導(dǎo)書,嚴(yán)格根據(jù)貝雷梁柱式支架施工作業(yè)指導(dǎo)書操作。8、安全方法貝雷梁柱式支架施工為高空作業(yè),為確保工程順利進(jìn)行,確保施工人員及設(shè)備交通安全,特確定以下安全確保方法:8.1總體方法8.1.1認(rèn)真落實(shí)實(shí)施“安全第一、預(yù)防為主”方針政策,嚴(yán)格實(shí)施中國安全生產(chǎn)法、建筑法及建設(shè)工程安全生產(chǎn)管理條例等法律法規(guī)和建設(shè)部頒發(fā)實(shí)施JGJ5999建筑施工安全檢驗標(biāo)準(zhǔn)。加強(qiáng)對全部參與施工人員進(jìn)行“三級”安全教育,學(xué)習(xí)相關(guān)安全操作規(guī)程,提升大家安全意識,增強(qiáng)安全觀念。切實(shí)做好安全本身保護(hù)工作。建立健全多種規(guī)章制度,制訂多種安全操作規(guī)程,關(guān)鍵部位、特殊工序制訂專題安全方法,持證上崗。加強(qiáng)安21、全生產(chǎn)管理,健全安全責(zé)任制,以人為本,科學(xué)地搞好安全生產(chǎn)文明施工。做好建筑工地消防安全工作,落實(shí)防火方法,配置消防器材,制訂消防安全應(yīng)急處理預(yù)案和交通安全。8.2、具體方法施工現(xiàn)場建立安全管理網(wǎng)絡(luò),設(shè)置專職安全員,處理安全和勞動保護(hù)問題及可能發(fā)生事故、事苗。施工人員進(jìn)入現(xiàn)場,必需戴好安全帽和其它必需防護(hù)用具。施工現(xiàn)場和其它有危險地方要設(shè)置顯著示警標(biāo)志,基坑和溝槽四面要設(shè)護(hù)欄或隔離方法,夜間應(yīng)有紅燈示警,尤其是交通要道和交叉口部位尤為關(guān)鍵,夜間施工,現(xiàn)場要有足夠燈光照明。支架外周圍須配掛安全網(wǎng),高空操作人員必需系好安全帶,(操作前應(yīng)進(jìn)行高空作業(yè)安全教育),特種高處作業(yè)人員應(yīng)持證上崗。多種機(jī)械設(shè)備22、施工工具要完好,定機(jī)定人,按操作規(guī)程進(jìn)行操作。做好安全用電管理工作,普及職員安全用電和觸電搶救知識,消除隱患,杜絕事故,電工要持證上崗。配電系統(tǒng)設(shè)總配電箱,分配電器、開關(guān)箱實(shí)施分級配電,開關(guān)箱裝漏電保護(hù)器。嚴(yán)禁不按要求程序和要求進(jìn)行搭設(shè)和拆除作業(yè)。8.2.8 雨、雪、大霧天氣及風(fēng)力大于五級以上時,應(yīng)停止支架施工,施工機(jī)具應(yīng)有防雨、防雷接地方法。9、環(huán)境保護(hù)方法9.1 成立綠色文明安全施工檢驗小組,對施工現(xiàn)場進(jìn)行全方位監(jiān)督,按工程劃分區(qū)域,明確責(zé)任到人。9.2 合理選擇作業(yè)時間,降低噪音對周圍居民影響。9.3 剩下電焊條頭應(yīng)立即回收,集中處理。10 資源節(jié)省11、效益分析11.1利用鋼管柱和貝雷片做現(xiàn)澆支架,安全可靠,施工質(zhì)量能得到充足保障,施工速度快,大大降低了人員和支架投入,經(jīng)濟(jì)效益顯著11.2 采取鋼管柱和貝雷片作為支架,可避免大面積處理地基,降低了人員投入。11.3 構(gòu)件較大數(shù)量少,較輕易確保施工安全。12、應(yīng)用實(shí)例12.1 本工法在湖北省宜巴高速十九標(biāo)應(yīng)用情況12.1.1宜巴高速公路土建工程十九標(biāo)項目互通6#橋設(shè)計為720m現(xiàn)澆箱梁,采取支架現(xiàn)澆,應(yīng)用此工法,取得良好效果。12.1.2 宜巴高速公路土建工程十九標(biāo)互通6#橋累計7跨20m現(xiàn)澆箱梁,計劃3個月完成,按本工法實(shí)施,實(shí)際使用2個月零5天,相比而言工期提前了25天。