论大纵坡、横坡现浇箱梁底板砂箱施工技术.doc

论大纵坡、横坡现浇箱梁底板砂箱施工技术
(黑龙江省龙建路桥第一工程有限公司）
摘要： 当现浇箱梁的纵、横坡度较大,不论选择何种支架形式，消除由于现浇箱梁横坡产生的水平推力且由于桥梁横坡大，现浇箱梁支架很容易形成单点受力状态，对现浇箱梁支架的受力不利，容易造成现浇支架整体失稳，发生安全事故。本文重点讲述采用砂箱调整现浇箱梁底板横、纵坡,使得整个现浇支架只承受竖向力，消除了现浇箱梁水平分力对支架的影响，提高了现浇支架的稳定性。
关键词: 大纵横坡； 砂箱； 稳定性; 安全性
1、工程简介：
建抚高速公路B1标段互通式立体交叉桥AK0+631.338匝道桥跨径布置为（4×25）+（30+32+30）+(25+32+25）+(4×25)+（4×25）m单箱双室预应力斜腹板现浇箱梁，桥梁最大纵坡为3。48%，横坡为6％最小曲线半径为300米，竖曲线半径为3000米，箱梁底板距地面最大高度为14.7米.原始的施工工艺前期脚手架支立对稳定性要求特别严格，且很容易形成单点受力状态，对现浇箱梁支架的受力不利，经所有相关技术人员一起研究出砂箱调整现浇箱梁底板横、纵坡的施工方法，使得整个现浇支架承受竖向力，很好的避免现浇箱梁浇筑砼时水平分力对支架的影响,提高稳定性。并保证了箱梁结构的整体性,减少了工序，减少了污染,还节约了成本。
2、大纵坡、横坡现浇箱梁底板砂箱施工技术
2。1、技术原理
由于桥梁横坡大，现浇箱梁支架很容易形成单点受力状态,对现浇箱梁支架的受力不利，容易造成现浇支架整体失稳，发生安全事故。所以在整个现浇箱梁支架设计中，怎么考虑消除由于现浇箱梁纵、横坡产生的分力是支架设计中的重点.（附图）

2。1。1、现浇箱梁水平分力的消除
对于现浇箱梁产生的水平分力的消除，根据现浇箱梁的纵、横坡的不同，采取了不同的方法进行调整。
（1） 现浇箱梁纵坡的调整
本现浇箱梁设计纵坡为3。48%，现浇箱梁是以联为单位进行施工的,通过计算最大高差87厘米，所以按高差40厘米进行控制，采用分台阶的形式对满堂支架上部进行调整，每级台阶长度根据实际每孔现浇箱梁的高差,在每级台阶范围内现浇箱梁的纵坡通过调整支架顶托和砂箱高度来完成,支架顶托长度控制在20厘米。对于箱梁纵坡产生的水平推力考虑通过加固支架，布置剪刀撑来抵消由于纵坡产生的水平推力。
（2） 现浇箱梁横坡调整
现浇箱梁设计横坡为6％，底板宽度为8米，箱梁底板横桥向高差为48厘米，高差过大，单单通过调整支架顶托或底托很难达到要求,并且支架横向宽度小,如果单纯采用支架顶托和底托进行横坡设置会产生支架顶托单点受力，对于现浇箱梁支架的整体受力不利。经过研究决定采用砂箱的形式制作三角垫层找平层,使得现浇箱梁支架整体受力而不是单点受力。从整体上看虽然增加了支架上部的荷载，但整个支架只承受竖向力，消除了由于现浇箱梁横坡产生的水平分力,提高了现浇箱梁支架的整体性。
2。1.2、现浇箱梁支架计算
现浇支架采用碗扣式脚手架进行拼装，在脚手架顶部和底部分别采用顶托和底托进行高度，现浇支架横坡找平层采用钢模板制作框架，框架内用水撼砂，采用高标号砂浆进行罩面，砂浆上铺设竹胶板作为现浇箱梁的底模。
（1） 支架荷载参数
现浇箱梁混凝土荷载，偏于安全考虑将箱梁混凝土均折合在底板8米宽度范围内进行受力计算，折合实体混凝土厚度为1。076米,钢筋混凝土自重按26KN/m3，找平层自重按15。8KN/m3计算，找平层高度按8米宽范围内的平均高度计算，高度为0.24米，折合成混凝土厚度为0.146米；模板与型钢自重(KN/m2）:1.85，倾倒混凝土荷载标准值（KN/m2）:2。0，施工均布荷载标准值（KN/m2）:1.0。
立杆的稳定性计算:
立杆的稳定性计算公式(考虑到风荷载作用）:
σ= = =11 N/mm2
其中 N ---- 立杆的轴心压力设计值(kN） ：N = 25。973 kN;
σ———- 轴心受压立杆的稳定系数，由长细比 lo/i 查表得到；
i ---— 计算立杆的截面回转半径（cm) ：i = 1.59 cm;
A -—-— 立杆净截面面积（cm2）：A = 4。24 cm2；
W ---- 立杆净截面模量（抵抗矩）(cm3):W=4。49 cm3；
σ———————- 钢管立杆抗压强度计算值 (N/mm2)；
[f]-——- 钢管立杆抗压强度设计值 ：［f］ =205.000 N/mm2；
Lo---- 计算长度 （m）；
——计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩（N。m）
—-风荷载标准值
—-立杆纵距
——立杆步距
如果完全参照《扣件式规范》，由公式(1）或(2)计算
lo = k1uh (1)
lo = (h+2a） （2）
k1———- 计算长度附加系数，取值为1.155；
u ---— 计算长度系数，参照《扣件式规范》表5。3.3；u = 1。700；
a -——- 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a = 0。200 m;
公式（1)的计算结果:
立杆计算长度 Lo = k1uh = 1。155×1。700×0.600 = 1.178 m；
Lo/i = 1178。100 / 15。900 = 74。000 ；
由长细比 Lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ= 0。755 ；
钢管立杆受压强度计算值 ；σ=25973/（0。755×424.000) +11= 92。135 N/mm2；
立杆稳定性计算 σ= 92。135N/mm2 小于 ［f］ = 205.000满足要求！
公式（2）的计算结果：
立杆计算长度 Lo = h+2a = 0.600+0。200×2 = 1。000 m；
Lo/i = 1000.000 / 15。900 =62。89；
由长细比 Lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ= 0。806 ；
钢管立杆受压强度计算值 ;σ=25973/（0。806×424.000）+11 =87。001 N/mm2;
立杆稳定性计算 σ= 87。001N/mm2 小于 [f］ = 205。000满足要求！
如果考虑到高支撑架的安全因素，适宜由公式(3)计算
lo = k1k2(h+2a) （3)
k1 -- 计算长度附加系数按照表1取值1.217；
k2 -- 计算长度附加系数，h+2a = 1.000 按照表2取值1.029 ;
公式(3）的计算结果：
立杆计算长度 Lo = k1k2（h+2a) = 1.217×1。029×（0。600+0.200×2） = 1。252 m;
Lo/i = 1252/ 15.900 = 78。742；
由长细比 Lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ= 0.728；
钢管立杆受压强度计算值 ;σ=25973/（0.728×424。000）+11 = 95.144N/mm2；
立杆稳定性计算 σ= 95。144N/mm2 小于 ［f］ = 205.000满足要求！
2.2、施工工艺流程及操作要点
2.2.1施工工艺流程
施工工艺流程见工艺流程图（图5-1)
支立满堂红支架

铺设砂箱底模、支立侧模

测量现浇梁底板高程
填水撼砂

浇筑砂箱砂浆垫层

铺设现浇梁底模

2.3操作要点
2。3。1支立满堂红支架
1。支架的地基处理：在原地面基础上深挖1m，换填1m碎石土，在此基础上加高0。5m碎石土基础，并铺设0.05m中砂找平层，并用彩条布进行覆盖做为防水措施。
2.支架步距：横向间距或排距（m)：0.60；纵距(m):0.90；步距(m)：0。60；立杆上端伸出至模板支撑点长度(m）:0.50；脚手架搭设高度(m）:12.00；采用的钢管（mm):Φ48×3。5 ; 扣件连接方式：双扣件，扣件抗滑承载力系数:0。80；板底支撑连接方式：型钢支撑。
2.3。2填水撼砂
向砂箱模板内填注完水撼砂，用振捣棒进行人工振捣撼实,振捣要均匀不能有漏振现象，以防止砂箱沉降。在砂箱顶部铺盖塑料布，防止雨水及养生用水进入砂层导致砂子流失。
3.2。3控制现浇梁底板高程
在水撼砂中按横向步距1.2m一道设置长条木方，按图纸设计测量现浇梁底板高程，通过调节水撼砂来控制木方顶面高程使其与现浇梁底板高程一致。木方高程调整完毕后，按木方顶面高程来浇筑砂浆垫层，待砂浆强度达标后将现浇梁底模钉在水撼砂木方上、铺在垫层上.
3、质量控制
JTG F80/1—2004 《公路工程质量检验评定标准》，JTJ /T F50-2011《公路桥涵施工技术规范》等。
3。3。1通过水准测量严格控制砂箱标高及平整度.
3.3。2严格控制砂箱砂子的水撼密实,防止砂箱沉降。
3.3。3控制砂箱边模的稳固性，防止砂箱变形，损坏。
3。3.4在砂箱顶部铺盖塑料布，防止雨水及养生用水进入砂层导致砂子流失.
4、安全措施
4。1在施工前对全体施工人员进行技术交底.
4.2由于现浇梁底板砂箱施工是在满堂红支架上进行，属于高空作业，人员施工时系好安全带,戴好安全帽预防坠落事故和砸伤。
4.3在支架边缘设置护栏及防护网，对高空施工人员进行身体检查，发现有不适宜高空作业的病症，不得从事高空作业。
4。4由于砂箱、模板属于木质材料，在钢筋焊接时注意氧气乙炔的使用及焊渣掉落，避免引起高空火灾。
4.5在现浇梁底板砂箱施工，配有副经理进行现场指挥及专职安全员1名负责施工现场的安全工作。
5、环保措施
5.1工程施工过程中严格遵守国家和地方政府下发的有关环境保护的法律、法规和规章，加强对施工燃油、工程材料、设备、废水、生产生活垃圾的控制和治理，遵守有关防火及废弃物处理的规章制度。
5。2现浇梁底板砂箱施工过程中产生的垃圾、废物按环保部门要求堆放在指定地点，避免乱堆乱弃，污染周围环境。
5。3搅拌站材料根据规划堆放整齐,采用苫布覆盖避免粉尘污染周围环境。
5.4加强水土保持工作，不乱挖乱掘水井、场区内废水污水按要求进行处理后合理排放，工程完工后及时复垦临时用地。
6、结论
采用砂箱施工法比传统工艺施工更易控制桥梁高程，调整现浇箱梁底板横、纵坡,使得整个现浇支架至承受竖向力，避免了现浇箱梁水平分力对支架的影响，提高了现浇支架的稳定性及支架结构安全性，提高了现浇梁底板施工质量，通过砂箱控制底板高程及平整度使现浇梁线型及坡度更加精准。