城市高架桥工程超高支模的

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  【摘要】 广州市某高架桥工程现浇钢筋砼箱梁匝道,支模高度在15.38m~19.09m之间,属于超高支模施工。支架分为桥下不通车地段和通车地段两种,桥下不通车地段采用钢管落地满布支架搭设\桥下通车地段采用立柱贝雷架系统支模搭设。本文介绍其设计与施工方法。
  【关键词】 城市;高架桥工程;钢筋砼箱梁;超高支模;设计;施工
  【中图分类号】 TU755.22【文献标识码】 A 【文章编号】 1727-5123(2013)02-029-03
  Super-high Formwork Design and Construction for City Viaduct Project
  【Abstract】 Reinforced concrete box beam of some viaduct project in Guangzhou,formwork height 15.38m~19.09m fall super-high
  formwork construction. Stent into the opening under the bridge without opening lots,lots under the bridge is not open to traffic by full
  house steel floor Scaffording,bridge site with the opening of the frame system,formwork column erection. This article describes the
  design and construction method.
  【Key words】 City;Viaduct project;Reinforced Concrete Box Girder;Super-high formwork;Design;Construction
  1工程概况
  广州市工业大道~昌岗路立交桥Z匝道,线形设计为R=37m,圆曲线连接R=72m圆曲线,匝道计算行车速度30km/h。该工程桥面结构为3×21+27.292m四跨一联等高异形截面C40钢筋砼连续箱梁,梁高1.6~2.0m、顶宽10.4m、局部过渡段宽45.09m、悬臂2.5m,10/Z、11/Z、12/Z轴墩梁固结,由于13/Z轴处箱梁宽度达到45.09m,为减少两侧悬臂,设计横梁长度30.14m,宽2m,三墩之间间距13m。
  该工程现浇钢筋砼箱梁施工必须搭设支架,支模高度在15.38m~19.09m之间,属于超高支模施工。支模结构必须有足够的强度、刚度、稳定性,支架在承重后期弹性和塑性变形应控制在15mm以内,支架部分地基的沉降量控制在5mm以内,并按二次抛物线设置预拱度。
  图1支架横向布置示意
  该箱梁在垂直面上分两次浇筑砼,纵向整联一次浇筑。水平向施工缝设在腹板与面板变截面液角处以下20cm处,施工缝要求表面粗糙。连续箱梁的施工顺序: 地基处理→搭设支架→箱梁底板、外侧模板→绑扎底板、侧墙钢筋→安装箱梁内侧模板→浇箱梁底板、侧墙砼→安装内面板模板→安装箱梁面板钢筋→浇箱梁面板砼→防撞栏及桥面铺装层施工→拆支架。
  2选择支架及模板
  2.1施工支架。对于该工程连续箱梁超高支模的设计,我们把支架分为9/Z-12/Z轴不通车地段和12/Z-13/Z轴通车地段两种设计方案。不通车地段采用落地满布Φ48*3.5mm钢管支架;桥下宽度约12m通车地段采用立柱贝雷架(贝雷架横梁、Φ630钢管立柱)。
  对于Φ48*3.5mm钢管满布支架,另加纵横连接杆和剪刀撑,用“井”字箍与墩柱连成整体。支架按施工顺序方向由下而上、由一边向另一边分层搭设。搭好支架后,采用可调托架进行调整,使支架达到设计标高。
  2.2模板结构。
  2.2.1外模结构:连续箱梁外模面板采用厚18mm、0.9m×1.8m的胶合板,以适应立杆布置间距。面板直接钉在横桥向方木上,横向采用80×100mm方木,间距25cm;纵向方木80×100mm间距与横向一致。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80×100mm方木上,方木间距30cm。为保证箱梁底板倒角处砼线型顺畅,在竖向支撑内与腹板底部顺桥向布置一条80×100mm方木,方木钉在底模横桥向方木上,并与斜支撑顶紧。
  2.2.2内模结构:连续箱梁内模采用方木作骨架支撑,采用厚18mm、0.9m×1.8m的胶合板。内模上下面板骨架采用80×100mm方木,间距0.3m。上下模板间设四个80×100mm竖向方木托撑及四个斜向方木托撑,上、下方木间采用扒钉固定,通过顺桥向上、下方木形成内模空间骨架。
  3落地满布支架的设计
  3.1钢管间距及步距。已经硬化的砼面上铺垫4×20cm木板作为支架立杆底座,在已放置好的底座上搭设扣件式钢管支架,支架布置主要分二个区域进行布设:箱梁底板立杆纵横向间距0.6m;翼板范围内立杆横向间距0.9m、纵向间距0.6m。
  整个支架外围四周设剪刀撑,支架中间也设一道剪刀撑,纵向共设3道,分上下两层布设,通过可调托座调节支架设计标高,如图1。横向剪刀撑,每隔3.6m设一组。
  3.2落地满布支架基础。将原地面腐植地表层上耕植土清除,然后用挖掘机平整,用重型压路机压实,压实度>85%;按2%横向排水坡(桥中心两侧排水)填筑岩渣30cm,用重型压路机压实,压实度>90%;为防止流水软化地基,将立杆传递的压力更好的分散给下部地基土,浇筑15cm厚的C15砼封闭硬化层;在支架搭设范围地基基础四周80~160cm范围内设顺桥向60×80cm排水沟,排水沟纵坡3%。如图2:   图2落地支架基础剖面图
  4立柱贝雷架系统设计
  4.1立柱贝雷架体系。该工程桥下需要通车跨度净宽10.8m,把该段跨度按12m立柱贝雷架体系设计。贝雷桁架按国标尺寸制造,由2[10钢、4[10钢与ΙⅠ8钢等构件拼装组成,每片为1.5×3.0m。
  采用双排贝雷架主梁,间距为160cm,每组贝雷架由[16号槽钢连结,采用Φ16螺栓紧固而形成一个整体,主梁采用2根36#工字钢放置在钢管立柱上。支架立柱采用Φ630钢管,壁厚10mm。
  4.2立柱基础。按该工程的现在实际情况,我们立柱基础立于路边不易被来往车辆碰撞的路面上,地基要求容许承载力250kpa,选择钢筋砼柔性基础,钢筋砼基础放线后浇筑前,在原来沥青砼路面上植筋,植筋采用Φ28、L=800,@250,钻孔穿过原来砼路面,植入50cm。
  5搭设与拆除
  5.1支架及模板搭设。开始搭架时,钢管在基础面上纵向每0.6m位置每排列用十字扣一道纵向钢管拉杆,横向每0.6m与0.9m的纵向钢管扣紧,在顶层架顶下500mm纵横各扣一道钢管拉杆,纵横钢管交接处用钢管扣扣住。在第一层钢管横杆中间处用一道通长钢管与立杆相扣,第二层钢管横杆中间又用一道通长钢管与立杆相扣,第三层也一样依次搭设。这样,整个支架高度有10~12道水平拉杆通长顶住,可以保证整体性与稳定性。
  支架水平纵横拉杆按设计1.5m的步距设置,地面第一道水平纵横拉杆为扫地杆,离距地面200mm。立杆下垫80×100 mm木枋,让钢管受力均匀传到地基上。支架四周边缘,纵横向都设置垂直剪刀撑,其间距为不大于6m。内摸板支撑详见图3。
  支架与模板允许偏差见表1。另在安装箱梁内外模板时,每跨室设置一个70×100的洞口,在顶板砼浇注完成后,通过洞口拆除室内模板,然后采用反吊的方式浇筑剩余砼。
  图3箱梁内支模剖面图
  5.2支架验收使用。在浇筑砼前由专项小组检查验收允许偏差及支架体系中各种杆件的坚固程度,浇注砼时专人看护。发现紧固件滑动或杆件变形异常时,应立即报告,由值班施工员组织人员,采用事前准备好的千斤顶,把滑移部位顶回原位,加固变形杆件。
  立模前充分平整场地,夯实地基,并在正式浇筑连续箱梁前对支架进行预压以消除塑性变形,保证支架有足够的强度、刚度及稳定性。预压荷载为箱梁自重的100%,待非弹性变形消除后浇筑箱梁砼(预压荷载采用砂袋的方式进行),浇筑顺序按底板、横梁、腹板及顶板。
  该工程采用1台落地泵和1台布料杆浇捣楼面砼。施工过程中必须严格执行如下要求:砼不得堆放过高及过分集中,并及时拨开;振动时不得用振动棒撬住模板或钢筋振动;砼浇筑顺序有序,均匀进行,不能过于集中,其横断面浇筑顺序为第一次施工底板、腹板,然后施工面板;纵向一次浇筑成型;在浇捣砼过程中,要安排木工及施工员跟班,随时观察模板体系变形情况,特别是钢管有无弯曲而造成失稳或木枋挠度过大等异常情况。在第一次浇筑箱梁底板和梁肋时,浇筑顺序为先底板后梁肋,在每一位置的振动延续时以能使砼获得足够的密实度为宜。
  5.3模板支架拆除。箱梁侧板与横隔梁模板在砼浇筑完后10~12h即可拆除,底板及翼板模板在顶板砼达到设计强度的100%后方可拆除。施工中在施工现场作好试块,与结构砼同条件养护,经试验确定具体的拆模时间。
  模板拆除的顺序和方法,应按照先支后拆、后支先拆、先非承重部位后承重部位。该工程箱梁模板的拆除是先侧板后底板,侧板的拆除是先降低支架或打掉楔块,然后使底板降到支架上逐块拆下模板。模板拆除后,先拆除纵横方木、再拆除满布钢管支架,最后拆除贝雷架及立杆。
  在砼浇筑时,预留多几组砼试件,砼养护条件下7~28天陆续对这些砼试件进行强度检测,确保砼强度达到设计要求的100%后才能拆除模板。拆除时的应使砼表面及棱角不受损伤,严禁站在悬臂结构上面敲拆底模,严禁在同一垂直平面上操作,模板拆除时不应对箱梁形成冲击荷载。
  5.4模板堆放。从总平面布置图中规划出专门堆放场地,该场地要求地势高,不易存水,交通方便,有利于防火,搭棚防晒,防止太阳暴晒造成模板变形。最下一块模板应垫起离地200mm高,保持通风防止受潮。模板分类整齐堆放,上下层模板之间应用木块垫开,上下应对齐,防止模板受压变形。模板堆放不宜过高,防止失稳倒塌。
  6超高支模的管理
  6.1防止车辆冲撞措施。在支架两端5m位置设防撞墩,并在贝雷架支柱上设明显的反光警示标牌,采用15#槽钢焊接框架设4.5m的限高标志。反光示警牌每5m设置1块,设于围蔽板靠车道一侧。
  取得当地交警部门的支持,在施工区域外围路网各主要道路的合适位置上增设前置式施工引导标志,从外围引导一定数量的车辆绕行其它道路,减轻施工路段的交通流量压力。向附近通告施工疏导情况,让广大驾驶员了解施工区域的交通组织。现场设规范的施工预告牌、交通导向牌、减速与走向指示线等。
  在各工地进出路口,做好封闭和车辆导向、值班指挥工作,夜间悬挂交通指示灯,全天24h指派专人轮班指挥交通,设置施工期间的交通导向、警示标志牌,防止社会车辆误入造成交通意外。
  6.2模板及支架的检查。在支架搭设过程中,实测并记录支架的步距、垂直度、纵横拉结及高度,未达到有关要求应进行返工。模板安装前要及时对标高进行复核,确定梁高位置,在明显位置标明截面尺寸,并应与图纸及要求相同。模板安装完成后要进行全面检查,在自检合格后才允许工序交接入下工序施工。
  模板安装完毕后,应对其平面位置、顶部标高、节点联系及纵横向稳定性进行检查,签认后方浇筑砼。浇筑时,发现模板有超过允许偏差变形值的可能时,应及时纠正,模板安装过程中,必须设置防倾覆设施。桥面顶架必须保证其承载力和整体的稳定性。搭设完毕,必须进行全面检查,浇筑过程中,派人检查支架和支承情况,发现下沉、松动和变形情况时应及时排除险情。   日常检查的重点部位:钢管或贝雷架的设置和连接、连墙件、支撑、剪刀撑等构件是否符合要求;地基是否积水,底座是否松动,立杆是否悬空;连接扣件是否松动;架体是否有不均匀的沉降、垂直度;施工过程中是否有超载现象;安全防护措施是否符合要求;支架与杆件是否有变形的现象。发现问题及时处理。支架在承受六级大风或大暴雨后必须进行全面检查。
  6.3支模系统监测。监测项目包括立杆顶水平位移、支架整体水平位移及立杆的基础沉降。监测点布设按监测项目分别选取在受力最大的立杆及周边稳定性薄弱的立杆。监测仪器精度应满足现场监测要求,并设变形监测变形允许值和报警值如表1,监测点平面布置如图4。
  在浇筑砼过程中、在砼初凝前后及砼终凝前后也应实施监测,监测频率可按现场实际情况进行调整,一般监测频率不宜超过 20~30min一次。监测周期应控制在开始使用至砼终凝后至少达到设计强度的85%。
  当监测数据超过表1中预警值时,必须立即停止浇筑砼,疏散人员,并加固处理。
  表1搭设允许偏差及监测变形允许值、预警值一览表
  图4监测点平面布置图
  7结语
  高支模的设计与施工,属于风险性较大的工程。该工程钢筋混凝土箱梁结构采用支架现浇施工,其中不通车地段采用落地满堂钢管支架,桥下通车地段采用立柱贝雷架支架。该工程钢筋混凝土箱梁结构采用支架现浇施工,从安全、质量、经济等方面都取得了成功。从该工程的成功实践中,我们总结了如下经验:
  近年来,大量房屋建筑与市政路桥工程的建设,采用高支模(支模高度≥4.5m)与超高支模(支模高度≥8.0m)很多,安全事故也屡有发生。为杜绝类似工程的安全事故,高支模设计首先必须考虑安全、科学与合理。但在实际工程中,往往出现一味考虑安全而忽视经济、或者出现只图省工料而不顾安全得两种倾向。避免这两种局端倾向的方法,笔者认为要通过合理的设计与施工,希望本文可为同类工程提供参考。
  参考文献
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