高墩现浇箱梁支架施工工艺工法

1、高墩现浇箱梁支架施工工艺工法1、前言1.0.1 在进行现浇梁施工时，一般的施工方法是对地基加固处理，然后搭设 满堂支架。但对于地势陡峭、墩身高达 40m 的现浇箱梁而言，采用满堂支架施 工不仅地基处理难度较大，安全性降低，而且材料、人员投入也较大。贝雷梁柱 式支架是现浇箱梁施工中常用的一种支架形式， 尤其在重荷载、 高墩柱、 跨度大 的情况时，则是较为经济安全的一种支架型式。宜巴高速公路第十九标合同段兴山互通 3、4、5、6、7#桥均为 20m 现 浇梁，其下构为薄壁墩，地形陡峭，墩柱最高达42.5m,上构属单箱单室现浇箱梁，采用贝雷梁柱式支架施工， 在支架施工过程中， 项目部技术人员对支架基

2、础 处理、剪刀撑连接、 贝雷片安装及施工机械的综合运用不断分析， 总结形成高墩 现浇箱梁贝雷梁柱式支架施工工法。2、工法特点2.0.1 施工工艺及条件相对简单，安全、质量容易控制；2.0.2 同满堂脚手架施工相比，贝雷梁柱式支架施工在重荷载、高墩柱、大 跨度现浇箱梁的情况下，则更为经济安全；2.0.3 能够避免大面积处理地基，能够减少人员投入；2.0.4 基本是机械配合人工作业，施工效率高，施工速度快，工期上能满足 要求。2.0.5 在直线地段或曲线上纵、横坡较大的现浇箱梁，处理较简单。3、适用范围3.1.1 本工法适应于公路、市政、铁路桥梁直线地段和曲线地段的连续现浇 箱梁及其它现浇构件的施

3、工。4、工艺原理4.1.1 贝雷梁柱式支架结构主要有混凝土基础、 钢管立柱、 工字钢横梁、 贝 雷片纵梁、 钢管架组成。 支架结构传力途径为： 模板方木顶托钢管架贝 雷片纵梁工字钢横梁钢管立柱混凝土基础地基。4.1.2 利用钢管柱作临时支撑，贝雷片作梁钢管立柱垂直方向每隔6米在平面上设置了平面联系，减小了钢管立 柱的自长度，增加了钢管立柱的整体性。贝雷支架总体布置图5、施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程贝雷梁柱式支架施工工艺流程图5.2操作方法及要点地基处理地基处理工作主要是清除支架地段原地面杂物、淤泥及承台基坑积水等，采 用含水量合适的素土、或石灰土、或碎石土分层回填压实至设计标高；或

4、对原地 面整平用压路机压实，必要时对原地面 20cm范围做5%掺灰处理。具体要求为： 地基压实度85%用压路机压实后无“弹簧”土，平整度土 30mm扩大基础设置基础设置为方形基础，边长为 2.4m,高1.2m,上下设置加强钢筋网（如图 所示），在施工基础前对地基承载力试验，扩大基础处地基承载力必须达到350kpa。24Q甲便：如钢管柱基础施工图钢管柱安装在基础施工完成后，进行钢管柱安装。钢管立柱采用直径630mn钢管柱（壁 厚10mm，钢管安装前，在基础上先用全站仪对平面控制点位置进行精确放样， 拧紧首节与基础的预埋螺栓，钢管分段吊装空中竖向连接，钢管柱两端焊接法兰 盘，法兰盘用8mm厚钢板，

5、采用螺栓连接，当采用焊接连接时应严格控制其对接 的精确度，安装时严格控制钢管的倾斜度小于0.1%。每安装6m高设置一个钢抱箍，抱箍四面焊接横、纵、斜向联系，联系采用16号槽钢，并设置抗倾覆抱箍与该平面墩身连接，使其连为整体，增强其稳定性。钢管柱的顶部采用80cmx80cmx 1.5cm的钢板作为法兰与工字钢横梁焊牢，以增强横梁的稳定性。钢抱箍施工图（单位：cm）5.2.4 贝雷片安装 在钢管柱和横梁安装完毕并经过检查验收合格后，进行贝雷片吊装。贝 雷片的吊装采用两种方法。 在场地条件好， 贝雷片补偿并且塔吊或吊车有足够的 起吊能力的情况下， 可在地面先拼接贝雷片后， 整联双排吊装， 如果场地场

6、地条 件不好，贝雷片又过长， 塔吊或吊车的起吊能力有限时， 可将双排贝雷片纵向分 为几节，分跨吊装拼接。安装顺序为先吊装中间，后对称吊装两边的贝雷片，吊 装完成后， 按设计用角钢作为横向联系， 增强贝雷片的横向刚度。 吊装作业必须 又专人指挥，起吊和下落须平稳，避免对立柱等结构造成冲击，以确保安全。贝 雷桁架片两两组合成一幅，每两片用支撑架连为整体，同时用L75X 75 X 8cm的角 钢每隔 3 米将全部贝雷梁两两连接，保证贝雷片的整体性。贝雷片安装完毕后， 在贝雷片上铺设 16#槽钢，安装钢管支架，钢管支架横向按贝雷片的间距布置， 纵向按90cm间距布置，然后安装顶托，铺设横向方木，最后铺

7、设底模。5.2.5 支架预压1、支架预压主要是收集支架、地基的变形数据，作为检验和调整预拱度设 置的依据， 本项目安排在互通 6#桥 3#4#墩处，采用砂袋进行预压，预压荷载 按照设计要求取 1.2 倍的梁体自重。做法如下：2、 在预压段，按计算荷载摆放砂袋，砂袋密度按 1.7 m3经计算翼缘板 顶面砂袋堆放高度为1.0m1.2m （自边缘向中间递增），而墩顶横梁处砂袋堆放 高度为1.2+1.8=3m。为确保预压荷载与现浇砼时加载型式一致，先在腹板处堆 叠砂袋，然后再在腹板内侧，最后在翼缘板顶面堆叠砂袋。3、观测： 预压前每隔 5米设一个观测断面，每个断面设置 3个测点（均位于腹板底下部位），

8、每个测点吊挂一个垂球。在支架未施加预压荷载前实施第一 次观测，记为D1，而后匀速加载；当全部加载完成后，每 12小时观测一次，直 至沉降稳定后进行卸载，并记录卸载之前的最后一次观测值记为D2;卸载后进行第三次观测，记为 D3;砼浇筑完成后，开始卸架，卸架后进行第四次观测， 记为 D4。4、 观测成果及预拱度调整：通过（D3-D2）观测值计算，可求的卸架前支架、 基础的弹性及非弹性变形值， 即：支架在一期恒载作用下的弹性变形、 非弹性变 形和基底沉降f4 ;通过（D4-D2）观测值计算，可求的卸架后梁体自身的扰度值，并进行相应预拱度调整526预拱度设置和扰度控制1预拱度值主要考虑因素有：支架变形

9、沉降、箱梁自重、施工荷载、混凝土收缩和徐变等，包括：卸架后一期恒载产生的绕度fl ;卸架后二期恒载产生的绕度f2 ;成桥后3年内砼收缩和徐变产生的绕度f3 ;支架在一期恒载作用下 的弹性变形、非弹性变形和基底沉降f4，其中f4值设置如下：1） 贝雷支架承受施工荷载引起的弹性变形S 1=f挠=1.0cm。2） 基础、钢管墩与工字钢在荷载作用下的非弹性压缩S 2取1.5cm。3） 模板在荷载作用下的非弹性压缩 S 3为砼下沉量及各接触面变形量总 和： 1为砼下沉量，取0.2cm； 2为贝雷片与分配梁接触面变形量，取 0.2cm； 3为分配梁与木楔接触面变形量，取 0.2cm； 4为木楔与木楔接触面

10、变形量，取 0.2cm； 5为木楔与小方木接触面变形量，取 0.3cm。S 3 = + 2+4 3+4 4+4 5=0.2+0.2+0.2+0.2+0.3=1.3cm则非弹性变形值为：S 4=S 3+ S 2=1.5+1.3=2.8 cm2、卸架前跨中弹性变形S仁1.0cm从中间（20m跨）向两边按二次抛物线进 行分配，两支点处预拱度值为零，抛物线方程为：1.0cmY=-0.001x2+0.2x10 x绕度 f5=f1+f2+f3 ，3、卸架后箱梁只有两个承载点，产生的跨中（20m跨）按经验取值为1.4cm （其中f1=1.0cm，f2+f3=0.4cm ），两端墩顶处预拱度值为零,抛物线方程

11、为:Y=-0.014x 2+0.28xy 1.4cm03.336.669.9913.3216.6520y则累加预拱度计算见下表:010 XS 2+S 32.82.82.82.82.82.82.8卸架前S1分布值00.60.91.00.90.60卸架后f5分布值00.81.21.41.20.80合计2.84.24.95.24.94.22.8527支架的拆除1 、支架的拆除为支架搭设的逆工序，先降低顶托落模，人工拆除模板及方木。 先拆除贝雷片的横向联系，再将翼板下的贝雷片用塔吊或吊车吊走，底板下的贝雷片用倒链向两侧横移，用同样办法吊走。工字钢横梁和钢管立柱的拆除可以通 过在箱梁施工时预留卸架孔，用

12、卷扬机吊走、结构验算a、在梁距端12.5米的范围内为线型变化荷载，梁端为7.0*26=182kN/m,其 中腹板重：（0.5+0.7 ） *1.4*2*26 ）/4.5*2=9.7kN/m2;梁中为 4.3*26=111.8kN/m,其中腹板重：（0.5*1.4*2*26 / /4.5=8.1kN/m2 。翼缘板每米重：（0.15+0.4） X 2/2 X 2.6 X 2=2.86T，计 0.715T/ m2 翼缘板处荷载 q=7.15+2.5+1+2=12.65 KN/m2b、方木、模板自重1.0KN/ m2。c、 施工人员和施工机具行走荷载：2 .5KN/ m2。d、 振捣砼产生的荷载：2

13、 KN/ m2。e、贝雷梁自重：270kg/每片X 6片X 18组/20m=1.458t/m1、贝雷梁受力计算1）标准国产贝雷梁桁片允许弯矩788kN.m,假设每片贝雷片均匀受力，Mmax/ M0=7875/788=10片。根据施工及受力需要布置12排贝雷片，因梁体的主要荷载 在腹板上，所以在布置贝雷片时在腹板位置10排贝雷片，两边翼缘板处各一排。槽钢工字钢直径48壁厚3.5钢管3X 1.5贝雷梁施工立面图共设置12排贝雷片，满足施工要求。2、贝雷梁挠度计算：假设所有荷载为中间10片双层贝雷梁承担，以均布荷载 q=175/10=17.5kN/m， 跨度 L=18 米的 简支梁 计算，f=5*q

14、L4/(384*EI)=5*17.5*103*184/(384*2.1*105*106*250500*10-8)=45.4mm 20/400=50mm满足要求。3、大横梁验算大横梁为两根40b型工字钢如下图焊接：钢管柱顶大横梁(两根40b工字满焊)图A=2*94.07cm2,lx=2*22781cm4 ,Wx=2*1139 cm3。工字钢最大跨径为4.5米，根据受力分析得：根据受力分析得最大弯矩最大剪力=185.25KN,剪应力 T max=Qmax/A=185.25/(2*94.07)=9.8MPa96.56 MPa所以采用二根40b工字钢能满足要求.4、钢管立撑受力计算按钢管柱布置图，现假

15、设该立撑采用 4根直径630mm壁厚10mm勺钢管， 咼度按最咼40m考虑，平面距离均为4.5m，沿咼度方向用120a工字钢按4m间 距将钢管连接成整体，水平工字钢之间焊斜撑，以保证其稳定受力，将该钢管立 撑采用4肢格构柱进行计算，计算式如下。1）整体稳定性验算2 兀汉 63463 2 4Ix = ly =4(lx 4A (4500/2)2)= 41 -()46463兀汉 63263 2 24500 2441-()2 ()2 = 398 仃217cm44632lox= loy=4000cmx=iylx =39817217A - 4 194.8=226cmox1 4000226= 17.7换算长

16、细比2 A /24 x194 8x 4017.72 4027.4 ： =150Ax2 35.578根据入ox查表得轴心受压稳定系数即-0.946根据计算中该梁考虑自重的力为 300t，考虑1.3的安全系数即该格构柱的 顶部受力为390t，假设最大有10cm的偏心，偏心受压弯 M=153KN.M钢管抗弯 截面系数W=4.17 106mm3，计算过程略。二= M 52 .8Mpa :二=215 Mpa申ARWhlH整体稳定性满足要求2）格构柱单肢稳定性验算l=400cmlx63 1_(63-2)464 263= 21.9cm63 1-(63-2)26463J l 1 40018.3 :0.7 ox

17、=0.7 27.4 =19.2 21.9单肢稳定性满足要求劳动力（见表1）劳动力情况表表1序号岗位与职责人数备注1施工负责人1安排施工任务2技术贝3负责技术工作3安全员1负责安全检查4质检员1负责质量检查5测量员2负责测量6塔吊司机2塔吊操作及保养7汽车吊司机2汽车吊操作及保养8班组长3负责立管桩、剪刀撑、贝雷片施工9电工1负责电路10焊工20切割、焊接钢管桩、剪刀撑、11架子工15搭设钢管架、安装贝雷片12模板工6基础混凝土浇筑13机修工2配件加工、机械维修14普工10文明施工、安全防护、材料运输等6、材料与设备6.1材料（见表2）贝雷梁柱式支架材料用量表见表2序号物资名称规格单位单位重量数

18、量重量结构名称1螺旋管Q235 D630*10L-7500mmt900m立柱2工字钢Q235 I40b L-9000mmt126m横梁3槽钢Q23516at1200m立柱连接4钢板Q235 800*800*16mmt2125.6kg/mcc 220m2.5立柱顶心5钢板Q235 10mmt278.5kg/m100 m27.85立柱加强6联接片L7 5X 75 X 8 45cmt9.03kg/m8808.184贝雷片连接7联接片L75 X 75 X 8 90cmt9.04 kg/m3423.09贝雷片连接8联接片L75 X 75 X 8150cmt9.05 kg/m94.320.85贝雷片连接9

19、贝雷片321 16M nl 3000mmt270kg/片28877.710贝雷销子30CrM nTi50*200套840套11加强弦杆321 16M nl 3000mm根270套12弦杆螺栓45#钢 M36*120套540套13角钢L75*75*8t9.03kg/m235m2.13贝雷片间连接14钢管直径4.8cm、壁厚3.5mmt1000m15高强螺丝8.8级套600166.2 主要施工机具和设备（见表3）序名称规格及型号单数备注贝雷梁柱式支架施工主要机具和设备表表3序 名 称规格及型号单数备注号位量1塔吊TC5100台12汽车吊QY-25台1倒运材料、配合塔吊作业3电焊机BX1-500台1

20、2焊接钢管桩、剪刀撑4氧气、乙炔切割设备套105临时性变压器315KVA台16发电机120KW台2备用电源7全站仪NiKo nDTM-452C台1测量定位8水准仪徕卡台19插入式振动棒50型台2基础混凝土浇筑10手拉葫芦5t个811卷扬机2t台7、质量控制7.1规范与标准 公路桥涵施工技术规范JTJ04120007.1.2 钢结构设计规范(GB50012003)7.1.3 钢结构工程施工质量验收规范 (GB50202001)建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)7.2质量控制措施针对工程的具体情况编制有针对性的施工方案， 由项目部技术负责人 组织专业施工人员认真审学图纸

21、， 并组织工长和技术工人学习施工方案， 对工人 进行质量技术培训，进行详实的质量技术交底，确保工人吃透操作要点。严格控制材料质量，材料进场后应提供质量证明文件、 检测报告，需要复试的应按规范要求进行复试7.2.3 支架剪刀撑搭设要严格按照施工方案和规范进行检查验收。7.2.4 编制贝雷梁柱式支架施工作业指导书， 严格按照贝雷梁柱式支架施工 作业指导书操作。8、安全措施贝雷梁柱式支架施工为高空作业， 为确保工程顺利进行， 保证施工人员及设备交通安全，特拟定以下安全保证措施：8.1 总体措施8.1.1 认真贯彻执行“安全第一、预防为主”的方针政策，严格执行中华人 民共和国安全生产法、 建筑法及建设

22、工程安全生产管理条例等法律法规和建设部 颁发实施的 JGJ59 99建筑施工安全检查标准 。8.1.2 加强对所有参加施工的人员进行“三级”安全教育，学习有关安全操作规程，提高大家的安全意识，增强安全观念。切实做好安全自身保护工作。8.1.3 建立健全各种规章制度，制定各种安全操作规程，重要部位、特殊工 序制定专项安全措施，持证上岗。8.1.4 加强安全生产管理，健全安全责任制，以人为本，科学地搞好安全生 产文明施工。8.1.5 做好建筑工地消防安全工作，落实防火措施，配备消防器材，制定消 防安全应急处置预案以及交通安全。8.2 、具体措施8.2.1 施工现场建立安全管理网络，设立专职安全员，处理安全和劳动保护问题及可能发生的事故、事苗。8.2.2 施工人员进入现场，必须戴好安全帽和其他必要的防护用品。8.2.3 施工现场和其他有危险的地方要设立明显的示警标