斜腿刚构桥综合项目施工新工法.doc

设置拱型钢管浇注钢筋砼拱桥施工工法1、序言伴随桥梁技术发展，桥梁造型越来越受到大家重视，适用、优美、多样化、和公路沿线地形地貌友好统一，降低行车疲惫，给人以美享受，多种拱式天桥含有结构新奇、造型美观优点，该桥型采取为xx高速公路增加了一道道靓丽风景线，xxx企业负担xx高速公路第三协议段8.7Km施工任务，线内共设计人行天桥（或兼渡槽）共设计7道（其中斜腿刚构桥3道），梁体结构为现浇钢筋混凝土板拱或坦拱结构。经过施工实践比较，采取本工法进行施工，方便快捷，工程成本显著降低，取得了良好社会效益和经济效益。本工法就是经对该类工程总结、提升后形成。下面以板拱式斜腿刚构桥为例叙述该工法。2、工法特点2.0.1 支架采取碗扣式钢管支架，拱部支架、模板则采取顶托、横钢管、拱型钢管、建筑组合钢模板，上铺设一层五合板及一层光面薄厘板形成，替换了传统横木、拱型木及大量竹胶板进行拱桥施工方法，本工法能大量缩短施工工期、降低大量人工及木材用量，降低施工成本。2.0.2 该工法更方便进行拱部结构施工过程中高程调整控制，愈加好确保拱桥施工质量。3、适用范围3.0.1 本工法适适用于石砌、钢筋混凝土拱桥、斜腿刚构桥施工。4、工艺原理4.0.1 经过结构计算及碗扣钢管尺寸模数进行支架横纵间距确实定。4.0.2 顶部采取顶托作为顶部横向钢管支撑，愈加方便标高调整控制，经过结构计算确定横向钢管及拱型钢管间距，确保拱部结构满足受力要求。5、施工工艺5.1 工艺步骤 见图1 5.2 施工关键点：5.2.1 支架结构计算。xx高速公路K24+850斜腿刚构天桥全长47m，跨径为10.5m (悬臂) +22m (中跨) +105m (悬臂)，桥宽3.5m，桥型部署图1所表示：5.2.1-1 斜腿刚构桥型部署图斜腿刚构天桥上部采取一次性浇注混凝土斜腿刚构，斜腿撑座采取钢筋混凝土。本天桥为超静定结构，两端悬臂长度为中跨跨度05倍；梁体采取变高度异型板梁，根部梁高为跨中梁高163倍，所以主梁悬臂不是太长，且根部梁高和跨中梁高比值不是太大情况下，使得主梁承受正弯矩值较大，故对基础会产生较大水平推力和次内力。同时，施工过程中，混凝土收缩、温度改变、墩台不均匀沉降等原因影响和作用，产生附加力会更大，所以施工中除严格控制撑座和桥台施工外，还要关键控制对现浇主梁搭建支架施工质量。1 拱型钢管结构计算：钢管立柱纵向间距为0.60，横向间距为0.60m，所以拱型钢管计算跨径取0.60m，忽略模板自重，在顺桥向单位长度内混凝土重量为：q1=1.20.525=15 (KN/m)倾倒混凝土和振捣混凝土产生荷载均按2KN/m2计算，作用在拱型钢管上均布荷载为：q=q1+20.5=16(KN/m)弯曲强度：=qL12/(10W)=113=215MPa挠度：f=qL14/(150EI)=0.543mm以上结构处于安全受力状态。2 横杆（拱型钢管下横杆）结构计算：纵向每排顶托上均架设一根钢管，间距为60cm。考虑到支架钢管使用次数较多，工人操作不太熟练等原因，为了安全施工，计算中采取简支结构进行计算：计算简图以下：p1=(0.15+0.175)1.20.625=5.85(KN)倾倒混凝土和振捣混凝土产生荷载均按2KN/m2计算，作用在横钢管上均布荷载为：p=p1+20.60.325=6.24(KN/m)Mmax=pL(2c+b)X=1.8KN.m(当X=a时弯矩最大)弯曲强度：=MW=211=215MPa挠度：f=pa(6EIL)(2a+c)L2-4a2L+2a3-a2b-c3=0.0073mm 以上结构处于安全受力状态。3 立杆钢管结构计算 按钢管纵、横均为O6m间距考虑，立杆承受横杆传来荷载，所以，N=2P=26.24=12.48(KN), 大横杆步距拟采取1.2m，长细比=L/i=1200/12.48=96.2,查路桥施工计算手册附录三P790，得=0.55，那么有N=A=0.55489215=57824N，即为57.82KN。由NN, 可见，立柱钢管处于安全状态。4 通道工字钢结构设计计算： 过道顶部工字钢设置5根，架设于加密立柱钢管上，工字钢上放置20cm20cm枕木，枕木上再支立钢管架。工字钢计算结构简图以下:工字钢跨径为4米，间距为0.5m，忽略模板自重，在顺桥向单位长度内混凝土重量为：q1=1.20.525=15 (KN/m)倾倒混凝土和振捣混凝土产生荷载均按2KN/m2计算，作用在工字钢上均布荷载为：q=q1+20.5=16 (KN/m) 选择20a工字钢，W=237cm3弯曲强度：=qL12/(10W)=108=215MPa挠度：f=qL14/(150EI)= 0.553mm可见，工字钢处于安全状态。从上部荷载传至底托(接触面10cm10cm)上最大值12.48KN，可知地基承载力为：12.48(0.30.3)14(集中荷载传力系数) 20(安全度系数)=388.3kPa。搭建支架前，首先对基底进行整平压实(压实度满足96%)，上面铺一层15cm厚C20混凝土层能满足此承载条件，钢管底部加垫20cm20cm枕木。结论：本斜腿刚构支撑体系为60cm60cm立柱双向排列，沿立柱高度每1.2m双向设水平横杆，中间留出车辆通道支架上设置5根20a工字钢考虑。5.2.2 支架基础处理因该斜腿刚构桥设于挖方地段，底部为基岩，支架基础情况良好，为了预防基础受雨水浸泡造成支架下沉变形，支架基础采取浇注8cm厚C25混凝土处理。5.2.3 预拱度设置本斜腿刚构模板体系在梁板跨中设置预拱度，为了预防因支架沉降、变形等原因造成结构影响，在支架顶部按二次抛物线设置预拱度给予赔偿，按Y=4f拱X(L-X)/L2(其中f拱为2200/400=5.5cm)，跨中最大预拱度为5.5cm。按梁底曲线渐变率逐步向两端渐变，施工中推算出每根顶托控制高程。见表5.2.3-1表5.2.3-1 预拱度设置及顶托控制高程计算表X 0.00 0.80 1.60 2.40 3.20 4.00 4.80 5.60 6.40 7.20 8.00 8.80 9.60 10.40 11.00 Y1 0.000 0.070 0.135 0.195 0.249 0.298 0.341 0.380 0.413 0.440 0.463 0.480 0.492 0.499 0.500 Y2 1.31.3041.3081.3121.3161.321.3241.3281.3321.3361.341.3441.3481.3521.3568Y1设计高程 382.925 382.995 383.060 383.120 383.174 383.223 383.266 383.305 383.338 383.365 383.388 383.405 383.417 383.424 383.425 Y2设计高程 384.225385.529385.533385.537385.541385.545385.549385.553385.557385.561385.565385.569385.573385.577385.582 Y1计算预拱度 0.000 0.006 0.013 0.020 0.026 0.031 0.036 0.041 0.045 0.048 0.050 0.052 0.054 0.055 0.055 Y2计算预拱度 0.000 0.006 0.013 0.020 0.026 0.031 0.036 0.041 0.045 0.048 0.050 0.052 0.054 0.055 0.055 Y1实际高程 382.925 383.001 383.073 383.139 383.200 383.254 383.303 383.345 383.382 383.413 383.438 383.457 383.471 383.478 383.480 Y2实际高程 384.225 385.535 385.546 385.557 385.567 385.576 385.585 385.594 385.602 385.609 385.615 385.621 385.627 385.632 385.637 顶托标高382.773 382.843 382.908 382.968 383.022 383.071 383.114 383.153 383.186 383.213 383.236 383.253 383.265 383.272 383.273 5.2.4 模板、支架工程施工模板应含有足够强度、刚度和稳定性，表面平整，接缝严密不漏浆，确保构件形状和尺寸正确，且表面平整美观、没有缺点。桥台基础模板采取组合式钢模板，撑座、桥台外露结构物用竹胶板，模板立柱采取108cm木枋, 围楞采取48钢管，每排两根，间距不超出80cm，内穿14对拉钢筋，外面采取蝴蝶扣固定于围楞钢管上，图5.2.4-1外露模板固定结构图所表示。模板和混凝土接触面应涂刷脱模剂。基础模板采取地锚支撑牢靠，不变形、不松动、不漏浆且轻易拆装。为了斜腿及梁体外表美观，降低施工成本底模采取建筑组合钢模板+5合板+光面薄厘板，侧模采取1.2cm竹胶板。支撑脚手架地基必需严格压实，并垫15cm厚C20混凝土。脚手架搭设必需牢靠可靠，加设斜撑、剪刀撑，以确保整体稳定。图5.2.4-1 外露模板固定结构图斜腿及现浇梁体支架均采取为碗扣式钢管架，下设底托，上设顶托，高度依据不一样跨高由立杆及柱顶、底托进行调整，模板支架设计见图图5.2.4-2：图图5.2.4-2 模板支架示意图模板、支架计算以下：本实体结构部分为钢筋混凝土实心板，厚度按最大截面高度1.2m，宽度为2m进行计算，整体浇注施工，支架采取碗扣式支架，钢管外径为48mm，壁厚t为3.5mm，支架直接支承混凝土垫层上。因斜腿构件和支撑体系不是正交，而钢管支撑系和地面也不是垂直面，斜腿是43度角，钢管是90度角，为了确保受力要求，在斜腿下钢管上按垂直斜腿方向增加斜撑钢管。为方便计算，力分解省略(对安全系数有利)。5.2.4 混凝土浇筑施工混凝土搅拌采取集中拌和，混凝土输送车运输，拌和时严格按确定配合比下料，掺加05缓凝型减水剂，多种集料用混凝土配料机送料，多种材料应正确计量，加水均匀，严格控制施工坍落度。混凝土搅拌后立即送至浇注部位，间隙时间不得超出3O分钟，浇注混凝土采取汽车混凝土输送泵，有效地避免了混凝土离析。混凝土应分层阶梯法浇注，每层厚度不应超出30cm。混凝土振捣采取插入式振捣器振捣，振动棒应和侧模板保持510cm距离，并不能直接振动钢筋骨架，振动棒应快插慢拔，振到混凝土停止下沉，不再冒泡，表面泛浆平坦时为止，切勿漏振或过振。混凝土浇注至顶层时用平板振捣器振捣至表面平整密实，再用人工抹面，定浆后再二次抹面，使表面平整。在混凝土收浆后应立即洒水养护，并覆盖养生，养生时间不少于7天。混凝土强度达成15MPa后(通常二十四小时)可拆除侧模板。混凝土浇注过程中应安排木工、电工、钢筋工和试验员在现场跟班生产，发觉问题立即处理。混凝土强度试件应在现场浇注地点随即制取，每工作班应制取不少于3组。桥梁在施工阶段，斜腿下端20cm范围设置模板及支撑来设置铰接支撑，待上部结构施工全部完成，且变形稳定后，将铰接部位浇注混凝土变成固接，实现桥梁体系转换。新老混凝土结合面，必需将其进行凿毛、冲洗，确保新老混凝土结合质量。主梁浇注根据先浇注跨中梁段，然后浇注两侧边跨梁段，两侧边跨梁段则向支点方向次序进行浇注，最终浇注偶节点，确保一次浇筑成形。因为上部结构空心部直径较大，可采取竹笼芯模，经济实用。5.2.5 支架卸落待斜腿底部固铰部分砼强度大于设计强度90%方能卸除拱架，卸架程序：1 卸跨中梁段，由跨中向斜腿方向对称均匀卸架；2 两侧边跨梁段由斜腿向支点方向对称卸架；3 卸斜腿支架，由斜腿顶部向底部方向斜架。拆时严禁抛扔，侧模拆模时间不宜过早或过晚，以确保砼构件不被损坏，最好在模板轻易脱落时为宜且砼强度最少达成2.5Mpa才能够拆模。底模拆除，卸落支架时，不许可用猛烈地敲打和强扭等方法进行。模板、支架拆除后，应维修整理，分类妥善存放。6 材料及机具设备6.1 关键材料一览表 见表6.1-1表6.1-1 K24+850天桥施工材料表序号名称规格单位数量序号名称规格单位数量长度宽度厚度长度宽度厚度1竹胶板2.441.220.012块557竖向钢管2根288主梁底模底部钢模板1.50.30.05块2808竖向钢管5根112薄厘板m29竖向钢管4根64U型卡个140010竖向钢管6根44斜腿底模底部钢模板1.50.30.05块9811翼板小钢管1根412薄厘板m212翼板竖钢管2根206U型卡个49013大横钢管6根2052顶部横向钢管414小横钢管4根256 顶部纵向钢管6根4215外斜钢管6根24对接扣件个4216里斜钢管6根323顶托个100017扣件十字扣件个30004翼板横木10.10.1根20618旋转扣件个3005翼板竖木1.40.10.1根2061928a工字钢5根46翼板小横木不限0.50.5米16420外径55cm 竹笼3个821塑料布m2506.2 机具设备 见表6.2-1表6.2-1 机具设备序号项目名称型号单位数量用途备注1桥台施工挖掘机PC220台1基坑开挖砂浆搅拌机JZC350台2桥台砌筑1混凝土工程发电机GF350台12混凝土拌和机JUZ350台2拌和混凝土3混凝土运输车HNJ5241台3混凝土运输4汽车混凝土输送泵BHT40台1混凝土浇注混凝土输送压力5.6MPa5插入式振捣器台4混凝土捣实棒头直径5cm6钢筋工程钢筋弯曲机GW-40台1钢筋加工7钢筋调直机GT-8山台1钢筋加工8钢筋弯切断机QJ40-1台1钢筋加工9电焊机ZXG-500台3钢筋加工10测量仪器全站仪620SA台1中线控制11自动安平水准仪AT-G2台2高程控制12水平塔尺根213对讲机TK2107台47 质量控制本工法除实施设计图纸及桥涵施工技术规范外，还要做到以下几点：7.0.1 成立QC小组，编制作业指导书，明确岗位职责。严格实施首相工程认可制，做好现场施工技术交底。7.0.2 桥梁在施工阶段，斜腿下端20cm范围设置模板及支撑来设置铰接支撑，待上部结构施工全部完成，且变形稳定后，将铰接部位浇注混凝土变成固接，实现桥梁体系转换。新老混凝土结合面，必需将其进行凿毛、冲洗，确保新老混凝土结合质量。7.0.3 现浇施工严格遵守对称浇注标准。主梁浇注根据先浇注跨中梁段，然后浇注两侧边跨梁段，两侧边跨梁段则向支点方向次序进行浇注，最终浇注偶节点，确保一次浇筑成形。7.0.4 若支架基础土质情况较差,则需要采取沙袋预压方法进行，避免因地基沉降造成梁体变形。7.0.5 为愈加好地确保梁体外观质量，在钢筋制作完成后，再将粘贴好五合板+光面薄厘板放置于组合钢模板上，并将板缝拼接严实，板缝不得大于2mm。7.0.6 拱部横向钢管必需放置和顶托中部，并和顶托连接牢靠，拱型钢管接头必需设置对接扣连接牢靠。组合钢模板铺设完成后，初步进行高程调整控制，待钢筋绑扎基础完成后，再进行正确控制，采取顶托进行调整至控制标高，偏差不得大于5mm。7.0.7 严格在施工监控指导下进行工序施工，不得盲目施工，发觉异常，要停止施工，查明问题采取方法后再继续施工。8安全方法8.0.1 开工前，对全体施工作业人员做好现场施工安全技术交底。8.0.2 严格遵守多种安全操作规程，机械设备严格根据操作规程使用，按要求设置限高等多种醒目标安全标志，顶部周遍设置栏杆及挂设防抛网。8.0.3 施工人员必需佩带安全帽，高空作业必需系安全带。8.0.4 施工时严禁底部站人，顶部机具、材料放置牢稳，严禁从高空抛掷物体。8.0.5 支架立杆搭设前，必需在底部混凝土上放样弹线，严格按放样线进行支立，底托长度不宜超出30cm。边坡上立杆除挖设平台外，必需设置斜撑杆件和路基上立杆相连，预防边坡上支架失稳。8.0.6 支架过道上工字钢必需于立杆顶部顶托上，严禁放置于横杆,避免因横杆接头受力破坏后支架跨塌，出现安全事故。8.0.7 斜腿底部固铰部分砼强度大于设计强度90%方能卸除拱架，并严格按要求次序进行拆除，确保支架拆除安全。9环境保护方法9.0.1 避免施工噪音对周围居民造成不良影响。9.0.2 基坑开挖出不能利用类土，弃至指定弃土场，推平进行碾压好，待弃土结束后植草绿化。9.0.3 工地现场设置足够临时卫生设施，做好施工现场卫生管理工作，建筑、生活垃圾要堆放在指定地点，按要求立即清理或处理。施工及生活废水必需经过处理后再排入指定排水系统。9.0.4 临时道路施工期间要洒水，以避免尘土飞扬污染环境。10资源节省施工中支架采取碗式支架，支架高度平均4.8m。支架底部采取15cm厚混凝土进行硬化，顶托上架设横向受力钢管，再在横向钢管上设置拱型钢管，底模采取组合钢模板+5合板+光面薄厘板组合而成，侧模为1.2cm厚竹胶板。这么，在确保施工质量前提下，较通常施工中顶托上设置横木，横木上设置拱型木，再铺设竹胶板作为底模能大量节省人工、机具及材料费用，缩短了施工工期。11效益分析拱部结构经过采取顶托上架设横向受力钢管，再在横向钢管上设置拱型钢管，底模采取组合钢模板+5合板+光面薄厘板组合而成，侧模为1.2cm厚竹胶板，结构简单，大量节省了人工、材料及机具费用，降低了工程一次性投入，经过测算，全线7道天桥，节省施工成本达33.5万元。12应用实例在xx企业施工成（全部）南（充）高速公路E4协议段进行斜腿刚构桥施工，得到了监理企业和建设单位赞扬，社会效益和经济效益显著。-在xx企业施工xx高速采取此工法进行了三道斜腿刚构桥施工，同时，在xx高速公路LJ3建设中，采取本工法，保质保期完成了四道坦拱结构天桥施工，节省了工程成本，缩短了施工工期。