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【摘要】通过采用膺架法的施工工艺,在施工过程中进度、安全及成本效益取得良好效果,为今后此类施工奠定良好基础。
【關键词】 膺架法;满堂脚手架;现浇梁;支架;贝雷梁
1、工程概况
青岛蓝色硅谷城际轨道交通工程06标,共有两个区间,土寨河站~蓝色硅谷站区间,共有五联现浇连续箱梁,连续梁现浇模板支架采用梁式支架,其体系组成:支架基础+ф800mm螺旋钢管+落砂筒(直径630mm)+I45b工字钢+321型贝雷梁+I16工字钢+100mm*100mm木方+底模(1.5cm厚木模板)。
膺架法是采用碗扣式的脚手架,在主桁两侧的系杆底纵桥来设置系杆以及拱肋承重支架,而且还要在横梁底部设置纵桥,以便形成稳定、受力均匀的支撑结构。本工程采用膺架法与满堂脚手架组合支撑体系。满堂支架是工程施工的主要风险源之一,是整个连续箱梁施工的关键点。因此,保证满堂支架的稳定和安全是连续箱梁施工的重难点。
2、膺架法与满堂脚手架组合支撑体系在现浇梁施工中的应用
采用膺架法施工首先要做好地基与基础处理工作,之后搭设支架,包括钢管支柱的安装、工字钢的布设、贝雷梁的安装等,最后在安装好底模和侧模后,进行钢筋绑扎、预应力钢绞线穿束和混凝土浇筑一系列工作,才算完成了膺架法施工。
2.1地基与基础处理
地基与基础处理工作的重要性毋庸置疑,只有支架的基础处理好了,才能为支架提供一个稳定的支撑环境,除此之外,还可以防止梁底的混凝土出现较大面积的裂缝。本工程土蓝区间5联连续梁正好位于滨海公路上,本身地基状况良好,因此没有必要再进行处理。但是王土区间一联连续梁基础则需进行细致的处理。处理的思路如下:一是针对承台开挖部分,该部分首先要使用级配碎石进行分层回填,然后按照相关要求进行夯实,最后浇筑混凝土条基,浇筑后的路面要与原路面保持齐平状态;二是针对原地面部分,由于存在一定程度的软土地基,因此需要进行表土换填,本工程采用了水泥稳定碎石作为换填材料,最终的承载力不能小于160kpa。
2.2支架搭设
2.2.1钢管安设方法
条形基础施工完后,混凝土强度达到设计强度的80%以上,钢管柱安装时,采用25T汽车吊把钢管吊起,下部对准条基上法兰底座。用螺丝拧紧,在汽车吊吊装前,在钢管上部等角焊3个防倾吊环,在上面拴上钢丝绳,在钢管安装完毕后,吊车摘钩前,将钢丝绳固定在预先设置好的地锚上。所有钢管安装完毕后,再进行落砂筒、工字钢及贝雷梁的安装。
2.2.2落砂筒
落砂筒采用Φ630mm,壁厚10mm钢管制作,内装标准砂,高370cm,侧下部设置漏砂孔,孔径Φ25mm,预先采用螺栓封堵。落砂筒上下设置法兰,下部采用Φ1000mm,厚10mm钢板制作,法兰孔和下部钢管法兰孔对应,采用Φ25mm螺栓固定。上部法兰采用Φ1000mm厚10mm钢板制作。和工字钢下法兰对应设置,采用Φ25mm螺栓固定。
2.2.3工字钢安装
落砂筒上部工字钢采用I45 双拼,焊接连接,工字钢横桥向布置,下设 Φ 1000mm法兰,法兰孔和落砂筒孔对应,采用Φ25mm螺栓固定。在每排钢管柱沙箱顶部设双拼I45b工字钢作枕梁,两根工字钢沿拼接缝进行焊接。
2.2.4贝雷梁的安装
在I45b双拼工字钢上部,采用贝雷梁,根据梁体荷载分布布置,间距为:1.5m、0.9m两种间距,纵向跨度为9m和12m。横向间距为:1.5m*2+0.9*8+1.5m*2,共计13片。贝雷梁和I45B工字钢用骑马螺栓连接。
贝雷梁支架弯曲抗拉强度核算如下;
①求得跨中最大弯矩:
Mmax==1/8ql2=1/8*362.46*12002=65242800kg-cm;
②贝雷架最大弯曲拉应力:
σmax=Mmax/∑W=65242800kg-cm/(3578.5*9)=2025.76kg/cm2≈203Mpa;
小于16锰钢,允许拉应力、压应力及弯应力为1.3×210=273 MPa;
③核算跨中最大挠度:
小于最大挠度,取值2.4cm,计算结构不超标。
通过以上计算,梁底及腹板处9片贝雷梁满足支架钢结构设计要。
贝雷梁安装之前要先行进行拼装,用一个支撑架连接两片贝雷梁使之成为一个整体,编为一组,吊装之后方可实施对接施工。需要注意的是,贝雷梁连接要保证牢固,必须要将贝雷销打紧,并且要在每个贝雷销上安装卡扣进行固定,还要检验支撑架的螺栓是否紧固。本工程采用10号槽钢来连接相邻的两组贝雷梁。
为保证贝雷梁安装的间距符合要求,首先要对每组贝雷梁的安装位置进行定位,可以采取在工字钢顶部标定位线的方法,能够保证后期贝雷梁的安装间距准确无误。安装好的贝雷梁要进行固定,否则容易发生移位。针对最外侧的贝雷梁和工字钢接触部位,焊接端钢筋;在中间部位的接触面焊接竖向限位钢筋,一般设置两道即可满足固定要求。
为方便后期拆卸,在吊装贝雷梁的时候要注意将贝雷梁与混凝土桥墩保持一定距离。另外,考虑支架在预压时容易发生整体移位的问题,需要在施工时采用10号槽钢将其与混凝土墩进行加固处理。
2.3支架预压
支架预压的最终目的是保证基础和支架的稳定,最大限度的确保两者的安全。
预压荷载为:(钢筋砼自重+模板重量)×110%,(Q=(砼高度×26KN/m?+模板)×1.1)。预压荷载分为三级进行加载,按钢筋砼的实际自重加载。预压荷载按照三级加载的方式实施,依据为钢筋混凝土的自重。将整个预压的区域划分为多个预压单元,对预压单元内的实际荷载强度有具体的要求,荷载强度的最大值不应超过该预压单元内预压荷载强度的110%。 第一级加压为预压荷载值的60%,监测12小时;
第二级加压到预压荷载值的80%,监测12小时;
第三级加压到预压荷载值的100%,监测12小时;
完成每个等级的加载之后,最重要的工作便是监测支架的沉降量,监测的时间为12小时一次;如果某个测点的支架沉降差连续两次监测都小于2mm,那么这时可进行下一级假造。
2.4钢筋绑扎
钢筋绑扎时在底模上放线定位各钢筋骨架位置,调整好主筋间距,然后开始绑扎主筋,其他钢筋的绑扎要求应符合设计及规范要求,均匀设置垫块,保证保护层厚度满足设计及规范要求。如果出现了梁体钢筋与预应力钢筋相碰的情况,就要将梁体钢筋进行适当移动,也可以将梁体钢筋进行一定程度的弯折。所有梁体预埋孔处要设置相应的螺旋箍筋,可将桥面泄水孔处钢筋进行一定程度的移动。
2.5混凝土浇筑
现浇连续箱梁4×22m(J0~J4)混凝土浇筑分两次进行)。第一次浇注梁段A,A段张拉后再浇筑梁段B,B段张拉后完成封锚再拆除支架。需要注意的是,其余的連续梁钢筋要采用一次浇筑成型的方法,浇筑的顺序为连续梁跨中向两端同时对称浇筑顺序,这样一来就能在浇筑初期将跨中挠度最大的变形完成,减少挠度变形对已浇筑的混凝土的影响。
砼罐车运输砼到现场,砼泵车泵送入模,插入式振捣棒振捣。浇筑顺序:箱梁砼按一定的厚度、顺序和方向分层浇筑,在下层砼初凝前浇筑完成上层砼,但不得出现纵向施工缝。箱梁混凝土分层浇筑时的顺序为:底板→腹板(包括横隔梁)→顶板。底板砼一般情况下超前于腹板3~5m,底板应齐头推进。为了弥补底板混凝土不足,在箱梁内模顶部中间纵向开1道长条形天窗,当底板砼由此补充浇筑完成后,将内模顶面封闭,再进行顶板砼的施工。顶板上的预留拆模人孔,待混凝土强度达到设计值的80%以上时,拆模后封口,及时复原结构钢筋并立模浇筑封孔混凝土。
2.6膺架拆除
膺架拆除的最佳时机是压浆强度达到75%之后。支架的拆除顺序也很重要,要按照正确的顺序就行拆除,先跨中后跨端、先翼板后底板,自上而下逐层,切忌上下层同时拆除;针对拆除之后的构配件要做好整理和保养工作,并按照一定的标准存放好。
结语:
贝雷梁、满堂支架相结合的支架施工工艺具有施工快速、适应性强、周转次数高的特点,即安全可靠,又节约成本,是一种成熟可靠的施工工艺。
本工程采用膺架法与满堂脚手架组合支撑体系施工,方案技术可靠、措施得当,有效保障了施工安全,达到圆满完成施工任务的目的。
参考文献:
[1]王鑫.T梁高空膺架制梁工法[J].民营科技,2013(05).
[2]王大奇.高空膺架上T梁混凝土施工技术[J].价值工程,2011(16).
【關键词】 膺架法;满堂脚手架;现浇梁;支架;贝雷梁
1、工程概况
青岛蓝色硅谷城际轨道交通工程06标,共有两个区间,土寨河站~蓝色硅谷站区间,共有五联现浇连续箱梁,连续梁现浇模板支架采用梁式支架,其体系组成:支架基础+ф800mm螺旋钢管+落砂筒(直径630mm)+I45b工字钢+321型贝雷梁+I16工字钢+100mm*100mm木方+底模(1.5cm厚木模板)。
膺架法是采用碗扣式的脚手架,在主桁两侧的系杆底纵桥来设置系杆以及拱肋承重支架,而且还要在横梁底部设置纵桥,以便形成稳定、受力均匀的支撑结构。本工程采用膺架法与满堂脚手架组合支撑体系。满堂支架是工程施工的主要风险源之一,是整个连续箱梁施工的关键点。因此,保证满堂支架的稳定和安全是连续箱梁施工的重难点。
2、膺架法与满堂脚手架组合支撑体系在现浇梁施工中的应用
采用膺架法施工首先要做好地基与基础处理工作,之后搭设支架,包括钢管支柱的安装、工字钢的布设、贝雷梁的安装等,最后在安装好底模和侧模后,进行钢筋绑扎、预应力钢绞线穿束和混凝土浇筑一系列工作,才算完成了膺架法施工。
2.1地基与基础处理
地基与基础处理工作的重要性毋庸置疑,只有支架的基础处理好了,才能为支架提供一个稳定的支撑环境,除此之外,还可以防止梁底的混凝土出现较大面积的裂缝。本工程土蓝区间5联连续梁正好位于滨海公路上,本身地基状况良好,因此没有必要再进行处理。但是王土区间一联连续梁基础则需进行细致的处理。处理的思路如下:一是针对承台开挖部分,该部分首先要使用级配碎石进行分层回填,然后按照相关要求进行夯实,最后浇筑混凝土条基,浇筑后的路面要与原路面保持齐平状态;二是针对原地面部分,由于存在一定程度的软土地基,因此需要进行表土换填,本工程采用了水泥稳定碎石作为换填材料,最终的承载力不能小于160kpa。
2.2支架搭设
2.2.1钢管安设方法
条形基础施工完后,混凝土强度达到设计强度的80%以上,钢管柱安装时,采用25T汽车吊把钢管吊起,下部对准条基上法兰底座。用螺丝拧紧,在汽车吊吊装前,在钢管上部等角焊3个防倾吊环,在上面拴上钢丝绳,在钢管安装完毕后,吊车摘钩前,将钢丝绳固定在预先设置好的地锚上。所有钢管安装完毕后,再进行落砂筒、工字钢及贝雷梁的安装。
2.2.2落砂筒
落砂筒采用Φ630mm,壁厚10mm钢管制作,内装标准砂,高370cm,侧下部设置漏砂孔,孔径Φ25mm,预先采用螺栓封堵。落砂筒上下设置法兰,下部采用Φ1000mm,厚10mm钢板制作,法兰孔和下部钢管法兰孔对应,采用Φ25mm螺栓固定。上部法兰采用Φ1000mm厚10mm钢板制作。和工字钢下法兰对应设置,采用Φ25mm螺栓固定。
2.2.3工字钢安装
落砂筒上部工字钢采用I45 双拼,焊接连接,工字钢横桥向布置,下设 Φ 1000mm法兰,法兰孔和落砂筒孔对应,采用Φ25mm螺栓固定。在每排钢管柱沙箱顶部设双拼I45b工字钢作枕梁,两根工字钢沿拼接缝进行焊接。
2.2.4贝雷梁的安装
在I45b双拼工字钢上部,采用贝雷梁,根据梁体荷载分布布置,间距为:1.5m、0.9m两种间距,纵向跨度为9m和12m。横向间距为:1.5m*2+0.9*8+1.5m*2,共计13片。贝雷梁和I45B工字钢用骑马螺栓连接。
贝雷梁支架弯曲抗拉强度核算如下;
①求得跨中最大弯矩:
Mmax==1/8ql2=1/8*362.46*12002=65242800kg-cm;
②贝雷架最大弯曲拉应力:
σmax=Mmax/∑W=65242800kg-cm/(3578.5*9)=2025.76kg/cm2≈203Mpa;
小于16锰钢,允许拉应力、压应力及弯应力为1.3×210=273 MPa;
③核算跨中最大挠度:
小于最大挠度,取值2.4cm,计算结构不超标。
通过以上计算,梁底及腹板处9片贝雷梁满足支架钢结构设计要。
贝雷梁安装之前要先行进行拼装,用一个支撑架连接两片贝雷梁使之成为一个整体,编为一组,吊装之后方可实施对接施工。需要注意的是,贝雷梁连接要保证牢固,必须要将贝雷销打紧,并且要在每个贝雷销上安装卡扣进行固定,还要检验支撑架的螺栓是否紧固。本工程采用10号槽钢来连接相邻的两组贝雷梁。
为保证贝雷梁安装的间距符合要求,首先要对每组贝雷梁的安装位置进行定位,可以采取在工字钢顶部标定位线的方法,能够保证后期贝雷梁的安装间距准确无误。安装好的贝雷梁要进行固定,否则容易发生移位。针对最外侧的贝雷梁和工字钢接触部位,焊接端钢筋;在中间部位的接触面焊接竖向限位钢筋,一般设置两道即可满足固定要求。
为方便后期拆卸,在吊装贝雷梁的时候要注意将贝雷梁与混凝土桥墩保持一定距离。另外,考虑支架在预压时容易发生整体移位的问题,需要在施工时采用10号槽钢将其与混凝土墩进行加固处理。
2.3支架预压
支架预压的最终目的是保证基础和支架的稳定,最大限度的确保两者的安全。
预压荷载为:(钢筋砼自重+模板重量)×110%,(Q=(砼高度×26KN/m?+模板)×1.1)。预压荷载分为三级进行加载,按钢筋砼的实际自重加载。预压荷载按照三级加载的方式实施,依据为钢筋混凝土的自重。将整个预压的区域划分为多个预压单元,对预压单元内的实际荷载强度有具体的要求,荷载强度的最大值不应超过该预压单元内预压荷载强度的110%。 第一级加压为预压荷载值的60%,监测12小时;
第二级加压到预压荷载值的80%,监测12小时;
第三级加压到预压荷载值的100%,监测12小时;
完成每个等级的加载之后,最重要的工作便是监测支架的沉降量,监测的时间为12小时一次;如果某个测点的支架沉降差连续两次监测都小于2mm,那么这时可进行下一级假造。
2.4钢筋绑扎
钢筋绑扎时在底模上放线定位各钢筋骨架位置,调整好主筋间距,然后开始绑扎主筋,其他钢筋的绑扎要求应符合设计及规范要求,均匀设置垫块,保证保护层厚度满足设计及规范要求。如果出现了梁体钢筋与预应力钢筋相碰的情况,就要将梁体钢筋进行适当移动,也可以将梁体钢筋进行一定程度的弯折。所有梁体预埋孔处要设置相应的螺旋箍筋,可将桥面泄水孔处钢筋进行一定程度的移动。
2.5混凝土浇筑
现浇连续箱梁4×22m(J0~J4)混凝土浇筑分两次进行)。第一次浇注梁段A,A段张拉后再浇筑梁段B,B段张拉后完成封锚再拆除支架。需要注意的是,其余的連续梁钢筋要采用一次浇筑成型的方法,浇筑的顺序为连续梁跨中向两端同时对称浇筑顺序,这样一来就能在浇筑初期将跨中挠度最大的变形完成,减少挠度变形对已浇筑的混凝土的影响。
砼罐车运输砼到现场,砼泵车泵送入模,插入式振捣棒振捣。浇筑顺序:箱梁砼按一定的厚度、顺序和方向分层浇筑,在下层砼初凝前浇筑完成上层砼,但不得出现纵向施工缝。箱梁混凝土分层浇筑时的顺序为:底板→腹板(包括横隔梁)→顶板。底板砼一般情况下超前于腹板3~5m,底板应齐头推进。为了弥补底板混凝土不足,在箱梁内模顶部中间纵向开1道长条形天窗,当底板砼由此补充浇筑完成后,将内模顶面封闭,再进行顶板砼的施工。顶板上的预留拆模人孔,待混凝土强度达到设计值的80%以上时,拆模后封口,及时复原结构钢筋并立模浇筑封孔混凝土。
2.6膺架拆除
膺架拆除的最佳时机是压浆强度达到75%之后。支架的拆除顺序也很重要,要按照正确的顺序就行拆除,先跨中后跨端、先翼板后底板,自上而下逐层,切忌上下层同时拆除;针对拆除之后的构配件要做好整理和保养工作,并按照一定的标准存放好。
结语:
贝雷梁、满堂支架相结合的支架施工工艺具有施工快速、适应性强、周转次数高的特点,即安全可靠,又节约成本,是一种成熟可靠的施工工艺。
本工程采用膺架法与满堂脚手架组合支撑体系施工,方案技术可靠、措施得当,有效保障了施工安全,达到圆满完成施工任务的目的。
参考文献:
[1]王鑫.T梁高空膺架制梁工法[J].民营科技,2013(05).
[2]王大奇.高空膺架上T梁混凝土施工技术[J].价值工程,2011(16).