桥梁支架现浇法质量与安全控制.doc

桥 梁 支 架 现 浇 法

质
量
及
安
全
控
制

2011-3-27
桥梁支架现浇法质量及安全控制
主讲：卢国勇 整理：张鹏、杨磊
桥梁支架现浇法，就是在桥梁下部结构施工完成后，在连续梁桥位处搭设满堂支架，支架经过预压，消除非弹性变形后，安装永久支座，设置临时锚固、安装模板、钢筋及预应力系统，按照设计要求，对称现浇分段梁段，每一对称现浇梁体混凝土达到设计要求后，拆除模板，进行预应力张拉压浆施工；然后进入下一分段现浇施工，最后进行中跨合拢段施工并完成体系转换，拆除支架。
一、 支架现浇法施工流程
1. ①清理场地，备料；
②施工钻孔桩，承台及墩身。
2. ①临时墩施工；搭设跨路膺架桥；其他部分搭设满布支架。
②支架及贝雷梁按梁重1.2倍预压，清除支架及基础非弹性变形，并测得支架的弹性刚度。
3. ①对称浇筑两个第一现浇段并养生，施加2号与3号临时固结约束。
②待混凝土强度与弹性模量达到设计要求后，依次张拉并锚固该现浇段预应力钢束，孔道压浆。
③张拉并锚固横、竖向预应力钢束（筋），孔道压浆。
4. ①对称浇筑四个第二现浇段并养生。
②待混凝土龄期强度与弹性模量达到设计要求后，依次张拉并锚固该现浇段预应力钢束，孔道压浆。
③张拉并锚固横、竖向预应力钢束（筋），孔道压浆。
5. ①对称浇筑两个第三现浇段并养生，安装1号与4号的正式支座。
②待混凝土强度与弹性模量达到设计要求后，依次张拉并锚固该现浇段预应力钢束，孔道压浆。
③张拉并锚固横、竖向预应力钢束（筋），孔道压浆。
6. ①安装中跨跨中临时刚性连接构造，临时张拉该段控制预应力束。
②解除2号与3号墩临时固结约束，安装正式支座。
③浇注跨中合拢段。
7. ①待混凝土强度与弹性模量达到设计要求后，补张拉并锚固合拢段预应力钢束，孔道压浆。
②依次张拉并锚固其余顶板预应力钢束，孔道压浆。
③拆除满布支架、膺架、临时墩，满布支架应从跨中与边支点向主墩依次拆除。
④依次张拉并锚固其余腹板及底板预应力钢束，孔道压浆。
⑤张拉并锚固横竖向预应力钢束（筋），孔道压浆。
8. ①存梁。
②通行架桥机。
③桥面附属施工。
④成桥。
二、 支架现浇法施工安全防护
1. 采用支架法现浇施工的连续梁跨域公路时，支架要根据交通流量及净空，要求留足车辆通行空间，在支架两侧设置混凝土墩等防护设施，防止车辆撞击支架发生意外。车道上方支架净空高度不满足设计要求时，两侧设置限高。
2. 支架现浇法连续梁段跨越既有线铁路施工时，要制定详细的施工方案，支架的架设结构，形式、支架基础、主柱设计等要不影响铁路正常行车，保证铁路行车安全。施工方案及措施要报铁路有关部门批准，施工时要在铁路设备主管单位监控下进行，不得未经批准擅自施工。
3. 跨越公路支架吊装前方案须经公路管理部门批准，需交通导改或临时封道进行支架吊装作业时，应制定详细的交通疏导方案报交通管理部门批准后方可进行。
4. 连续梁外侧模板加工时，要考虑设置防护支架，防护支架布在侧模外翼缘侧，高度不小于2.0m，挂防护密网。
三、 地基处理
1. 基础必须具有足够的承载力，不得出现不均匀沉降。其基础类型、面积与厚度应根据支架结构形式、受力情况、地基承载力等条件确定。地基处理时保持支架体系稳定是关键。应确保处理后的地基基底没有空洞，无软基下卧层等不良地质、地基表层硬化处理后，可在立杆下铺垫钢板或枕木，保证重力能均匀地传递到地基。
2. 地基处理的方法，通常是将地基换填（如掺入石灰5-8%、碎石或片石）用压路机碾压平整，压实度≥95%，无弹簧现象，视持力层情况在上面浇标号不低于C20的混凝土层，混凝土层厚度一般为15-20cm，将表面抹平并设4%的排水坡，精心养护，同时须做好地面的排水处理，两侧设排水沟，避免由于地表水下渗造成底层下陷。
四、 支架材料的选择
支架结构所有材料应为钢结构，构件应符合国家有关部门的有关标准与要求。
五、 支架类型的选择
一般应根据桥的长度、桥下净空、支架基础类型、通车要求及各种定型尺寸及受力条件确定。
六、 支架计算要点
1. 支架应具有足狗的承载力与整体稳定性。对支架的承载力与稳定性必须进行检算。支架设计检算应考虑以下荷载：梁体模板、支架的重量；施工荷载；风荷载；冬季施工还应考虑雪荷载与保温养护设施荷载。支架杆件力安全系数应大于1.3，稳定性安全系数应大于1.5.
2. 超静定结构由于混凝土收缩徐变及温度变化引起挠度。
3. 受荷后由于杆件接头的挤压与卸落设备压缩而产生的非弹性变形。
4. 支架基础沉陷
施工时，应根据对预压观测记录的整理、分析结果，设置合理的支架预拱度，计算出调整后的底模顶面高程。
七、 支架设计荷载
1. 支架设计荷载
1） 梁的自重、模板、施工荷载、振动荷载、雪、风等荷载。
2） 施工荷载:主要由钢筋混凝土自重、模板自重、施工人员、与施工机具荷载（2KN/m2）、倾倒混凝土时产生的冲击荷载、振捣混凝土时产生的荷载（2KN/m2）、混凝土泵冲击力（2KN/m2）、养护荷载（0.3kn/m2）组成。
2. 底模高程调整公式
H’=h+r+P,其中，H’为底模顶面根据预拱度调整后的高程，r为设计预留拱度，P为预压卸载后的反弹值，H为设计高程。
八、 支架搭设及拆除
1. 进场材料的检验
在前期地基处理结束后，对进场材料进行检查合格，才能根据搭设方案与支架计算书的要求进行支架搭设。
2. 做好安全技术交底工作
支架搭设前，要认真做好安全技术交底工作。一线工人中，农民工占有很大的比例，这个群体文化素质普遍不高，安全防护意识大多来源于事故教训，受经济利益驱动，往往忽视安全规则。施工现场可通过墙板、图片、广播、考试、检查等形式，大力宣传安全知识，播放安全生产警示片，组织全体职工收看，教育广大施工人员提高自我保护意识，安全帽、安全绳、安全网要齐全，促使职工提高安全意识。
3. 在已经硬化的混凝土表面用墨线弹出支架的搭设的方向线，然后在墨线的十字交叉点上立碗扣支架。
组合支架上搭满堂大支架时，首先要保证支承碗扣支架的型钢间距的均匀与稳固性。
4. 预拱度的设置
应根据检算的变形量，预留适当的施工预拱度，确保梁体线形符合设计要求。预留拱度最大值设在梁的跨中位置，以梁跨内的中心点为最大值，两端为零，按二次抛物线比例分配加设预拱高度，计算出各点的底模顶面调整高程值。通过调整支架顶端可调整托座与底模横木，调整好顶模顶面高程。
5. 满堂式支架搭设
满堂式支架可采用扣件式钢管脚手架、门式脚手架搭设。采用钢管脚手架搭设时应满足相应规范要求与规定要求：
① 在支架基础施工完成后，支架在搭设前对箱梁支架进行放样，确定其平面位置，同时必须挂好每孔的纵向中心线，沿中心线的两侧对称搭设支架。
② 确保支架的整体强度、刚度与稳定性。对于每根竖向钢管用纵横钢管水平相连结，一定距离设置顺桥向通长剪刀撑、顺桥向每隔一定距离设定剪刀撑。剪刀撑及碗口支架立杆、水平杆相交处杆件的相互连接必须紧密。
③ 按作业要求设置防护栏及连接、加固杆件。可调顶托调整高度严格控制在30cm以内，以确保架子顶自由端的稳定。
④ 每联支架搭设至设计规定的部位。底托安放时必须用硬木楔垫平，以保证立杆的垂直度。
⑤ 浇注顶板混凝土时需留设施工平台、过道，支架在搭设时要有一排延伸到翼缘板的外侧，并保证翼缘板下横桥向有2-3排支撑。
⑥ 搭设竖杆要求每根竖直。立竖杆后及时加纵、横平面钢管固定，确保满堂支架具有足够的的强度、刚度及稳定性。
⑦ 满堂钢支架搭设完毕后，应测量放样确定每根钢管的高度并在钢管上标记，保证整个支架高度一致并满足设计要求。在支架顶部横桥向设横向钢管，在横向钢管的扣件的下部紧设纵向钢管，要求横向钢管扣件紧贴在纵向钢管扣件之上，在纵向钢管扣件下紧贴着增设一个加强扣件，保证横向钢管及竖向钢管的扣件连接具有足够的强度来承受施工荷载。
⑧ 脚手架外侧搭设施工人员上下工作梯，并在支架两侧设置1.2m宽的工作、检查平台，工作梯与平台均要安装1.2m高的护栏。
6. 梁式支架的搭设
① 支墩安装施工：支墩之间要用水平撑、斜拉撑及支墩上的拼接钢板（T形、十字形）联结，上端及垫梁，下端及预埋钢板螺栓联结，加固成排架，提高整体稳定性。临时支墩可采用钢管加固基础。
② 贝雷桁架安装施工：采用工地现场拼接，整片吊装的方法。在地面上将标准三角、端构架、撑杆、斜弦杆等用钢销连接成 一片完整的支架；垫梁可选用工字钢或贝雷架拼装。梁的纵向钢管销栓接，横向用连续系槽钢或钢管联系成整体，提高整体稳定性与抗扭转能力。
③ 型钢梁安装施工：箱梁支架基础完成后，在其上搭设贝雷片墩或型钢立柱，墩顶上安置卸落支架用的钢制砂筒，砂筒上安放工字钢的横盖梁。支架采用型钢做纵梁，型钢上铺设加强弦杆或方木。
7. 支架拆除
① 拆除现场必须设警戒区域，挂醒目的警戒标志。警戒区域内严禁非操作人员通行或在支架下方继续组织施工。地面监护人员必须履行职责，并配备良好的通讯装置。
② 仔细检查吊运机械包括索具是否安全可靠。吊运机械不允许搭设在支架上，应另立设置。
③ 如遇强风、雪、雨等特殊气候，不应进行支架拆除。夜间实施拆除作业，应具备良好的照明设备。
④ 所有高处作业人员，应严格按高空作业规定执行，严格遵守施工操作安全纪律。
8. 支架施工除应符合安全规范要求外还应满足如下具体要求：
1) 安排专业人员进行安装、吊装操作，施工人员从事安装、吊装前必须进行专业安全培训，合格后颁发上岗证，持证上岗；
2) 杆件安装与拆除必须按照施工方案规定与施工技术规范进行操作；
3) 起吊设备施工前须检查吊机各关键部件的可靠性与安全性，并进行试吊；
4) 施工人员必须佩戴安全帽、安全带。支架两侧设置栏杆并悬挂安全网与警示牌；
5) 禁止酒后或带病进行支架搭设拆除作业。禁止上下交叉重叠作业；
6) 在交叉道路口进行支架施工时，要设置安全栏与警戒区，设专人警戒，禁止非施工人员入内。吊装作业区禁止非施工人员入内；
7) 支架上的垃圾应及时清除，已减轻支架自重并防止坠物伤人；
8) 禁止任意改变构架结构及尺寸，禁止架体倾斜或连接点松弛，禁止不按规定的程序与要求进行搭设与拆除工作；
9) 不得将模板支架、缆风绳、泵送混凝土输送管等固定在支 架上，严禁悬挂起重设备；
10) 不得在六级以上大风、雷电与雨雪天气继续施工；
11) 钢管支架应采取防电、避雷措施：
a) 钢管支架在搭设与使用期间要严防及带电体接触，应采取可靠的绝缘措施。
b) 夜间照明线路通过钢管时，电线及钢管隔离，有条件时应使用低压照明。
c) 接地装置安设完毕后应及时用电留表测定是否符合要求。
12）现场操作应符合兰新公司相关文件规定，接受监理单位的监督管理。
九、 支架预压与施工预拱度
1. 混凝土浇筑前，应对支架进行预压，预压荷载不得小于梁体自重（包括施工荷载）的1.2倍。根据预压情况测得支架的弹性刚度，在立模过程中考虑支架的影响，并采取有效措施消除支架及基础变形对梁体线形的影响。
2. 支架预压前应编制支架预压方案报请监理工程师批准后实施。支架预压方案应包括：支架预压荷载及范围、预压材料及加载总重、加载程序、预压顺序、卸载顺序、沉降观测等方面内容。
3. 施工时应根据施工荷载、设计荷载、支架选用情况及支架的实测弹性变形等设置施工预拱度。
4. 支架预压
⑴ 在搭设支架底模时，按估算预留拱度搭好后，按设计要求进行加载预压，可采用钢筋、沙袋、土袋等作加载物，使加载强度及梁的荷载强度分布一致。
⑵ 当支架预压沉降稳定且支架的非弹性变形消除后，记录各观测点最终标高，推算出底模各观测点的沉降值然后卸载。卸完载后，精确侧出底模各测点的标高、支架支撑的弹性变形值，计算出变形结果，对底模标高进行调整后方可进行混凝土浇注。
⑶ 支架预压前，要制定详细的安全技术措施，以确保预压安全。
十、 模板施工
⒈ 底模系统
① 箱梁模板可采用胶合模板，根据箱梁结构尺寸现场加工。
② 曲线梁模板加工时可根据箱梁形曲线及宽度将模板分段制作。
⒉ 外侧模系统
① 外侧模板与翼缘模板必须采用钢模，钢模由专业模板加工厂加工制作，如采用木模时，必须选用优质的外模版。
② 钢模外侧模板及翼缘模板安装时，可采用吊车等起重设备吊起，模板起吊前，要将相应的连接杆联接好。
③ 模板之间的间隙可采用橡胶条或玻璃胶进行堵塞，不留缝隙。
④ 模板设计时要考虑内模与外模之间的连接，确保模板的强度、刚度与稳定性。
⑤ 底模施工时，应随时用水准仪检查底板的标高，平整度，不符合规定应及时调修。
⑥ 模板拼装时，尽量减少拼缝宽度，在混凝土浇注前清除底模上焊渣，杂物等。特别要注意底模两边及腹板底部倒角处的短钢筋头、电焊渣、锯木屑等杂物，如果此处不清理干净，拆模后外倒角破损，修补相当难看。
⒊ 端模系统
端模模板可采用钢模、木模。
① 堵头模板因有钢筋及预应力管道孔眼，可采用木模进行加工。
② 孔眼必须按钢筋及预应力管道位置精确定位切割。每个预应力预留孔位要编号，以便在下节段浇施中快准确定位。
③ 竖向及横向预应力槽口：竖向及横向预应力张拉端槽口及位置要求准确。
④ 端模安装应保证其垂直度，防止形变。
⑤ 施工时要加强对端头模板尺寸与背肋加固质量的检查，确保端头模板不出现跑模、涨模。
⒋ 内模系统
① 箱梁内模可以采用木模加工，也可以采用组合钢模。为了保证箱梁内模位置与钢筋保护层厚度，内模及钢筋间需设置混凝土垫块作为支撑。
② 固定内模使其不偏移轴线位置，采用方木及三角楔将内模及外模顶牢，在浇注混凝土时将木撑逐步拆除。箱梁顶板施工可采用钢管支架支模，支架直接支撑在底板。
⒌ 模板拆除
① 内模拆除：内模须在混凝土强度达到规范与设计要求时方可拆除。
② 侧模及端模拆除：当梁体混凝土强度达到设计要求，混凝土芯部及表层、箱内及箱外、表层温度及环境温度之差不大于15℃时，方可拆除侧模与端模。气温急剧变化时不宜进行拆模作业。
③ 拆模时，严禁重击或硬橇，避免造成模板局部变形或损坏混凝土棱角。
④ 模板拆下后，应及时清除模板表面与接缝处的残余灰浆并均匀涂刷隔离剂，及此同时还应清点、维修、保养、保管好模板零部件。
十一、 钢筋工程
钢筋工程宜在加工棚内加工，运至现场绑扎。梁体钢筋应整体绑扎，先进行底板钢筋及腹板钢筋的绑扎，然后进行顶板钢筋的绑扎。当梁体及预应力钢筋相撞时，可适当移动梁体钢筋或进行适当弯折，梁体钢筋最小净保护层要满足设计要求。绑扎铁丝的尾段不应伸入保护层内。所有梁体预留孔处均增设相应的环状钢筋；桥面泄水处钢筋可适当移动，并增设井字形钢筋进行加强；施工中为确保腹板、顶板、底板钢筋的位置正确，应根据实际情况加强架立筋数量或增设W型或矩形的架立筋等措施，当采用垫块控制净保护层厚度的时，垫块应采用及梁体同等寿命的材料，且确保梁体的耐久性。
1． 钢筋的材料与施工的具体要求参见有关的规范与图纸。
① 钢筋的材料与施工的具体要求参见相关的规范与图纸。
② 现场绑扎钢筋有关规定
⑴ 钢筋的交叉点应用铁丝绑扎结实，必要时，也可用点焊焊牢。
⑵ 除设计有特殊规定外，梁中的钢筋应及主筋垂直。
⑶ 钢筋的末端应向内弯曲；箍筋转角及钢筋的交接点均应绑扎牢。
⑷ 箍筋的接头（弯钩结合处），在梁体中应沿纵向线放向交叉布置。
⑸ 绑扎用的铁丝要向里弯，不得伸向保护层内。
③ 钢筋的安装允许偏差
序号
项目
允许偏差（mm）
1
桥面主筋间距及位置偏差（拼装后检查）
15
2
底板钢筋间距及位置偏差
8
3
箍筋间距及位置偏差
15
4
腹板箍筋的不垂直度（偏离垂直位置）
15
5
混凝土保护层厚度及设计值偏差
+5，0
6
其他钢筋偏移量
20

2． 钢筋施工注意事项
① 钢筋加工应严格按照规范与图纸要求进行，确保每一节段纵向钢筋连接准确。
② 施工前加强对钢筋图纸的审核，施工时尽量减少普通钢筋对预应力钢筋的干扰，保证预应力钢筋位置的准确。
③ 钢筋加工前根据现场的实际条件确定钢筋吊装与绑扎方案，钢筋吊装时尽量减少吊装作业对铁路、公路等行车的影响。
④ 由于钢筋、管道密集，如钢绞线、竖向预应力钢筋管道位置不动。
⑤ 钢筋加工、存放场地必须进行硬化处理，保证钢筋加工规范施工。
十二、 混凝土工程
1． 混凝土材料与一般要求见《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》。
2． 连续梁混凝土支架法施工注意事项
① 混凝土施工前，应对支架、模板、钢筋与预埋件进行检查，并做好记录，符合设计要求后方可浇筑。模板内的杂物、积水与钢筋上的污垢应清理干净。模板如有缝隙，应填塞严密，模板内面应涂刷脱模剂。浇筑混凝土前，应检查混凝土的均匀性与坍落度。
② 各段梁体应一次浇筑完成。混凝土自流高度不宜超过2m；当混凝土自流高度大于2m时，必须采用流槽或导管，出料口下面混凝土堆积高度不宜超过1m。
3． 混凝土应按一定厚度、顺序与方向分层浇筑，应在下层混凝土初凝前浇筑完成上层混凝土。上下层同时浇筑时，上层及下层前后浇筑距离应保持1.5m以上。在倾斜面上浇筑混土时，应从低处开始逐层扩展升高，保持水平分层。混凝土分层浇筑厚度不宜超过下图。
混凝土分层浇筑厚度
振捣方式
浇筑层厚度（mm）
用插入式振动器
300
用附着式振动器
300
用表面振动器
无筋或配筋稀疏时
250
配筋较密时
150
人工捣实
无筋或配筋稀疏时
200
配筋较密时
150
注：表列规定可根据结构物与振动器型号等情况适当调整
4． 浇筑混凝土期间，应设专人检查支架、模板、钢筋与预埋件等稳固情况，当发现有松动、形变、移位时，应及时处理。
5． 混凝土的浇筑应连续进行，如因故必须间断时，其间断时间应小于前层混凝土的初凝时间。混凝土的运输、浇筑及间歇的全部时间不得超过混凝土的初凝时间。
6． 采用全断面浇筑混凝土时，混凝土浇筑顺序纵向由悬臂端向像施工缝端进行，分层浇筑，每层30cm，每段梁横断面混凝土浇筑顺序为先浇底板，在浇腹板，最后浇顶板。混凝土的振捣采用插入式振动棒与平板式振捣器。在前层混凝土初凝之前，将次层混凝土浇筑完毕，无层间冷缝，混凝土的振捣严格按振动棒的作用范围进行，严防漏振、欠振与过度振捣，到预应力管道密集，空隙小时，配备小直径30型的插入式振捣器，振捣时不可在钢筋上平托，不可碰撞预应力管道、模板、钢筋、辅助设施（如定位架等）。
十三、 预应力施工
预应力施工时应严格按照图纸与规范要求进行预应力张拉。预应力张拉工艺及要求参考相关规定。
十四、 支架法现浇施工注意事项
1. 满堂支架施工时，浇筑步骤及现浇分段长度应按图纸设计要求进行，并注意张拉相应的预应力钢束。
2. 施工过程中应根据具体的合拢温度、预应力情况、施工工期等因素确定合理的支座预偏量。
3. 支架现浇梁为三向预应力体系，由于钢筋、管道密集，如钢绞线、竖向预应力钢筋等管道、普通钢筋发生冲突时，允许进行局部调整，调整原则是先普通钢筋，再竖向预应力钢筋，然后是横向预应力钢筋，保持纵向预应力钢筋管道位置不动，横向预应力钢筋张拉槽处的梁体钢筋可切断，同时应注意加强捣固，不得存在空洞或漏捣。梁体腹板箍筋及预应力钢束干扰时，若切断腹板箍筋，需采取补强措施。在张拉槽口内被截断的钢筋在封锚时应恢复原位并按要求焊接。
4. 钢束管道位置用定位钢筋固定，应保证钢筋牢固焊接在钢筋骨架上，如管道位置及骨架钢筋相撞时，应保证管道位置不变，仅将钢筋稍加移动，定位钢筋基本间距要满足设计要求并应保证管道位置正确。锚具垫板及喇叭管尺寸应正确，喇叭管的中心线要及锚具垫板保持垂直，喇叭管与波纹管的衔接要平顺，不得漏浆，防止堵塞孔道。
5. 为保证压浆质量，压浆管道必须严格按设计图纸进行设置。
6. 所有预埋件应位置准确并进行渗锌或锌铬涂层防腐处理，预埋钢筋应绑扎牢固。泄水管及梁端封锚现浇处应注意防水封边处理，防止渗水，锈蚀梁体钢筋或锚具。
7. 设计若留有备用孔道，则备用孔道必须经过设计单位同意后方可使用；若不使用，在桥面二期恒载上桥前，孔道作真空压浆填实处理。
十五、 支架现浇梁质量安全控制检查的重点
1. 支架基础必须置于可靠的基础上，具有足够的承载力。
2. 施工前应制定专项施工方案，对托架或支架的强度大于2.0进行检算。
3. 托架或支架必须进行预压。
4. 预应力张拉应按设计要求的顺序进行，预应力张拉设备应定期检定。
5. 预应力管道规格、材质符合要求，管道定位准确，管道及结构钢筋冲突时，合理调整钢筋位置。
6. 施工时应进行线型监控，超出偏差及时调整。
7. 梁体混凝土的收缩与徐变的观察方法、频次与期限满足要求。
8. 跨等级公路、铁路等立交施工时，应制定转型安全防护方案，落实安全防范措施，确保施工安全。
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