许建欣申成路桥建设集团有限公司摘 要:为提高公路桥梁现浇混凝土箱梁钢管桩支架施工质量,结合工程实例,在对支架受力进行计算分析的基础上,从地基处理、钢管桩支架施工、模板安装、支架预压、钢筋加工及安装、钢绞线安装、混凝土浇筑等方面对现浇混凝土箱梁钢管桩支架施工要点进行探讨。
结果表明,钢管桩支架法的应用,有效确保了该桥梁工程的施工质量,竣工验收合格,取得了较好的经济效益和社会效益关键词:现浇混凝土箱梁;钢管桩;支架;作者简介:许建欣(1984—),男,河北保定人,工程师,从事公路桥梁施工工作。
;0 引言在公路桥梁施工过程中,桥梁预应力现浇箱梁施工常采用满堂支架法,但该施工方法所使用的支架模板消耗量大AAC、工期长,对山区桥梁及高墩有很大的局限性因此,为解决满堂支架法施工中存在的问题,采用钢管桩支架法进行施工,可减少材料的使用,节约工程造价,克服由于地基沉降对现浇箱梁施工线形的影响。
1 工程概况某公路桥梁工程设计跨径为24.298m+(24.408+24.572+24.735)m+(24.901+25.072+25.246)m+3×25m+4×25m+25m,设计长度为378.732m。
桥梁上部构造形式为25m预制混凝土简支小箱梁和现浇预应力混凝土连续箱梁,第四联为现浇混凝土连续箱梁,设计高度为1.6m,桥面宽为24.392~27.684m全桥只有墩台顶部位置依次布设中横梁和端横梁,箱梁顶板和底AAC板结构沿车道横坡设置,腹板为铅垂结构。
2 支架受力计算在现浇混凝土箱梁钢管桩施工之前,需要根据现场的实际情况,对支架受力进行模拟计算,确定支架受力在合理的范围内后,方可开展施工2.1 施工荷载计算支架施工荷载主要由混凝土施工荷载、混凝土堆积荷载、人和机器荷载组成,可以采用以下公式进行计算:。
式(1)中:g为支架施工荷载(kN/m);g1为混凝土施工荷载(kN/m),该现浇混凝土箱梁施工荷载为41.6kN/m;g2为混凝土堆积荷载(kN/m),取值为2.0kN/m;g3为人和机器荷载(kN/m),取值为2.0kN/m。
2.2 钢管桩支架受力计算该工程设计钢管桩和贝雷梁高度分别为12m和1.5m,AAC支架高度为5.3~6.5m,宽30m,高度、宽度之间的比值不超过2,其中钢管桩的横向布置如图1所示按照《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ 166—2016)的要求,在本项目中,风荷载对钢管桩支架的影响可忽略不计。
根据全国基本风压系数标准,当钢管桩桩径为0.63m,高度为12m时,其单桩承受风荷载换算成均布荷载为0.27kN/m选取中间部位的单排桩实际承载状况建立模型并进行分析,钢管桩受力计算模型中构件示意图如图2所示。
图1 钢管桩的横向布置示意(单位:cm) 下载原图
图2 钢管桩受力计算模型中的构件示意 下载原图钢管桩立杆之间通过焊接槽钢实现水平方向相互连接,并按规范要求搭设纵向AAC剪刀撑,交叉部位应满焊,实际运算时取值为1.2倍自重可以计算出支撑横、竖反向作用力极限值分别为58.2kN和1 680.7kN,该位置弯矩影响下纵向水平作用力极限值为49.1kN、剪切极限值为76.1kN。
桩体受力面积为0.018m2,剪力为τ=4.1MPa,远低于Q235钢各项力学性能指标,水平向承载能力满足规范要求该桥梁工程现浇混凝土箱梁钢管桩支架体系,经稳定性验算,得出以下结果:钢管桩支架构件长细比为λ=54.3<[λ]=150,满足要求;外部荷载P=73.5MPa<[σ]=140MPa,承载性能符合设计要求;截面轴心受压构件的纵向弯曲系数υ=89.9MPa<[υ]=215MPa,稳定性AAC符合设计要求。
3 施工要点3.1 地基处理对地基进行平整并碾压,然后根据设计方案要求实施沉桩施工,沉桩过程中实时监测桩身位置和垂直度,出现偏差应立即进行调整每排桩沉桩到位后及时对桩顶标高进行测量,并将桩顶位置切割平整,根据设计要求在顶部设置1.5m×0.6m的钢筋混凝土水平系梁,并进行钢板埋设,确保钢管桩支架处地基稳定。
3.2 钢管桩支架施工钢管桩支架采用长为12.0m、管径为φ630mm、壁厚为10mm的钢管进行施工,按照桩点布置情况运用25t汽车吊将其运至指定部位并焊接,在各桩顶部分别焊接规格为65cm×65cm钢托,并在各排桩之间按规范要求布设纵向剪刀撑。
设置完每排钢管桩后,应在其墩顶位AAC置水平安装工字钢,并通过焊接加强肋板使其与钢板牢固连接根据设计图纸现场完成贝雷梁的组装工作,并通过吊装设备将其准确安装至横梁指定位置贝雷梁上方设置工字钢分配梁,通过骑马螺栓或卡扣实现工字钢和贝雷梁之间的可靠连接,最后进行碗扣支架搭设。
结合现场实际情况,分别选择LG60、LG90、LG120、LG300型立杆进行组合使用为有效确保立杆接头位置不在同一连接区段,最大限度提升支架稳定性和可靠性,分别选用长度为1.2m、3.0m立杆搭设首层支架,错开接头位置,并采用立杆进行接长处理,在顶部位置安装顶杆,便于顶托安装。
安装完毕后,根据规范及设计要求进行纵、横向剪刀撑设置,以有效提升支架整体的稳定性和可靠AAC性支架搭设完成后在顶托上方布设纵、横向方木,准备模板拼装在实施预压前必须对全部连接位置进行检查,防止出现松动、脱扣现象,影响施工质量和安全。
3.3 模板安装箱梁外模使用规格为1.22m×2.44m×15mm的整块覆膜竹胶板,长边沿纵向布置支架体系搭设合格后,在顶托上方纵向布置[10方形槽钢,然后在其上部交叉铺设方木,并将顶托调节至标准位置;所用方木规格为10cm×10cm,铺设间距为30cm,有效确保方木与模板牢固连接。
针对腹板侧模及翼缘板底模,使用规格为10cm×10cm标准方木,按照30cm间距设置加强肋箱梁内部使用木模板,通过加工制作的木质支架进行支撑,支架应用5cm×8cm和10cm×AAC10cm的方木拼装而成为有效避免腹板混凝土浇筑时漏浆污染底板,在进行腹板模板制作时将其底脚位置增加20cm充当压浆板。
内模设置混凝土垫块和钢马镫,钢马镫应用直径20mm的钢筋现场加工制作,在内模支架的各个立杆位置均应合理设置3.4 支架预压为防止地基和支架产生非弹性变形,并准确测量其弹性变形值,在实际施工中通过水袋预压法对支架体系实施超载预压试验,预压加载为总荷载的110%。
3.4.1 加载顺序对支架受力情况进行模拟加载,具体分为5个加载等级,总荷载为箱梁自身重力荷载1级加载为总荷载的10%,2级加载为总荷载的50%,3级加载为总荷载的75%,4级加载为总荷载的100%,5级加载为总荷载的11AAC0%。
3.4.2 观测点布设在三跨贝雷梁跨中及满堂支架端部的左、中、右3个部位分别设置沉降观测点,将其稳定设置于顶托木方上方3.4.3 预压观测将荷载增加到总荷载的10%,记录观测点的高程荷载增加到50%后对高程进行测量,间隔1h后复测1次;荷载增加到75%后对高程进行测量,间隔1h后复测1次;荷载增加到100%后对高程进行测量,间隔2h复测1次。
若连续两次测得的高差低于2mm,可判定为沉降不再发展经总监理工程师确认,将荷载增加至总荷载的110%,重复进行沉降观测,直至沉降逐渐稳定如果当天沉降量不超过2mm或连续3d沉降累加值不超过5mm,则可移除荷载。
3.4.4 卸载及支架调整按照加载的相反AAC顺序实施分级卸载,结合观测数据对支架形变量进行计算,根据起拱度合理调节梁底杆高度3.5 钢筋加工及安装骨架钢筋焊接必须严格控制钢筋位移及变形骨架焊接提前在钢筋料场制作,并安装可固定骨架的型钢,根据骨架规格在焊接体系上放样。
在对骨架实施焊接时,要采用点焊的方式从中间向两侧对称焊接,并采用自下而上的顺序实施焊接各焊缝必须一次焊接成型,相邻焊缝必须采用对称间隔焊接方式,严禁沿同一方向持续施焊应用22#铁丝采用一面顺扣法进行绑扎作业,并确保铁丝头向下弯曲埋入混凝土内部。
保护层采用塑料垫块,按照梅花形进行设置3.6 钢绞线安装波纹管必须根据图纸设计位置进行准确定位,通过提前加工好的钢筋井字架实施固定,并AAC焊接牢固由于预应力束长且存在弯曲,混凝土浇筑完成后不易进行穿束,决定采用先张法施工。
待波纹管安装合格后立即展开穿束工作,全面结合现场实际情况进行钢束制作,安装时要采用人、机配合的方式一步到位3.7 混凝土浇筑箱梁混凝土分两次浇筑完成首次浇筑至腹板和翼缘板交界上方2cm位置,待凿毛完成及绑扎完顶板钢筋,并布设好标高控制点后再进行两次混凝土浇筑。
浇筑顺序沿箱梁纵向从一端依次推进,先低处后高处,由中间向两侧对称施工,即:通过纵向分段、竖向分层的方式进行施工混凝土入模温度超过30℃时要立即暂停浇筑,采取降温措施,待温度满足入模条件后方可继续进行施工。
混凝土由商混站生产,并采用8m3商混车送到现场,通过AAC汽车泵输送入模泵车需性能良好,具有足够的扬程浇筑过程中严格控制出料口与浇筑面之间的高度,确保不得超过2m,严格根据提前划分的施工段有序实施浇筑各作业面配备10名专业振捣人员进行振捣,分别配备50型振动棒5台、30型振动棒2台参与施工作业。
在钢筋间距较小的位置选择30型振动棒实施振捣,其余位置使用50型振动棒振捣合理掌控振捣时间,确保混凝土振捣到位振捣时严格遵循“三不靠”原则,一是振捣时不要碰到模板、二是不要碰到钢筋、三是不要碰到预埋件,同时避免出现漏振、过振现象。
4 结语综上所述,本文以工程实践为依托,根据现场施工条件,利用钢管桩、贝雷梁设计了现浇箱梁钢管桩支架支撑系统,总结了现浇箱梁钢管桩支AAC架施工要点,具体包括支架搭设、支架预压、钢筋加工、钢绞线安装、混凝土浇筑等。
钢管桩支架法能有效弥补常规满堂支架法的劣势,适用于类似桥梁工程项目中参考文献[1] 李文菊.现浇箱梁膺架钢管+贝雷支架支撑体系施工分析[J].交通世界,2022(8):107-108.[2] 郭太山,钱小龙,张凯,等.小半径曲线现浇箱梁贝雷支架组合设计与计算[J].科学技术创新,2022(2):133-136.
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