论文运用满堂支架进行施工技术孔王

#运用满堂支架进行预应力混凝土

连续箱梁现浇施工技术中铁十三局四处孔祥平王涛［内容提要］满堂支架支承体系属多支点支承体系，以多支点分散荷载，将荷载传向地基，因此要求地基必须具有足够的承载力，能将现浇混凝土施工过程中支架下沉量控制在允许范围内，同时，更重要的是要求所有支点均匀下沉，以预防梁体由于不均匀下沉而产生开裂。下面就满堂支架设计与施工、预留拱度、地基处理及预压试验、沉降观测等方面进行技术分析和总结。［关键词］满堂支架连续箱梁现浇技术总结1．工程概况成都市三环路工程是国家西部大开发的重点建设项目，我处承建的三环路——老川藏路跨线桥位于成都市八一家俱城中心侧，连续上跨老川藏路和五七 0一厂专用铁路，与老川藏路相交里程为 K26+422.569,与五七 0一厂专用铁路相交里程为K26+864.8551本桥设计为 6口25.75+35+25口25.75M现浇预应力钢筋混凝土箱型连口梁桥，全桥长835.05M,每4孔为一联，全桥共8联，分为分离式的左右两幅 ，每幅梁宽16.86M,中央间隔7.14M部分不设盖板以增加桥下采光口口径25.75M梁体为宽翼缘箱型截面 ，口高1.40M,箱梁为单箱四室 ，翼缘箱板悬臂宽2.93M,箱底宽11M,箱梁腹板厚0.4M,箱室宽2.25M,顶底板厚度为 0.18M1主孔35M跨对应主墩范围内的梁体根部增加承托，其根部 3M宽隐形盖梁高为1.70M,两侧为 0.30口5.50M的承托，其线型按直线变化 ，腹板厚为0.55M,顶底板厚度为0.20M,除口腹板外，口中腹口中线均与 25.75M跨腹板中线对应口口区地质情况为： 表层为稻田地或杂填土， 地表以下4M范围内为粘土或亚粘土，再往下为砂卵石层，厚为 20M左右口本桥的设计荷载为城—— A级汽车荷载1．满堂支架设计在连续箱梁灌注混凝土施工过程中，支架的强度、刚度、稳定性和沉降量是保证梁体灌注质量的关键问题，设计支架时，在支架强度、刚度和稳定性方面容易满足，着重考虑的是支架的变形和下沉，特别是支架均匀沉降方面尤为重要，要求地基必须具有足够的承载力并且要进行预压1满堂支架设计按照《公路桥涵施工技术规范》 JTJ041-89第八章第二节：模板、拱架和支架的设计进行， 其中荷载计算按照 《公路桥涵施工技术规范》 JTJ041-89附录8-1：普通模板荷载计算参考资料进行12．1方案比选2．1．1荷载计算及荷载组合以25.75M标准跨为例进行支架荷载计算。第一部分工程概况中已经明确：每幅口宽16.86M,其中箱梁底宽11.00M,翼口箱板悬臂宽度 2.93M,由于箱梁底宽11.00M范围内的荷载集度要比翼口箱板的荷载集度大得多 ，因此取箱梁底宽 11.00M部分作为荷载计算和支架设计的控制依据。以下的荷载计算均为每口箱梁底宽 11.00M部分的计算数据。⑴模板和支架自重 115.31KN/每跨⑵新浇注钢筋混凝土的重力 5725.85KN/每跨⑶施工人员和施工料 、具等行走运输或堆放的荷载 283.25KN/每跨⑷振捣混凝土时产生的荷载 566.5KN⑸防雨\养生等用具\用料产生的荷载 13.88KN计算强度荷载组合为 ：⑴+⑵+⑶+⑷+⑸=6704.79KN/每口，验算刚度荷载组合为 ：⑴+⑵+⑸=5855.04KN/1O2．1．2方案初选按九种情况考虑比较。见表一。通过比较，方案③、方案⑤、方案⑦支架强度均可满足要求，方案③、方案⑤、方案⑦支架方案要求地基承载力分别为 199.56Kpa、115.13Kpa、149.69Kpa,方案③要求地基承载力最高 ，方案⑤要求地基承载力最低 ，方案⑦要求地基承载力适中 ;九种情况支架设计技术数据比较分析表 表口稳定性考虑，方案⑤长细比较方案⑦大 ，要求剪刀口数量多 ，故优先选择方案⑦。2．2支架强度、刚度和稳定性检算2．2．1支架方案描述

满堂支架顺桥向立柱排距0.9M,横桥向立柱排距1.2M，满堂支架顺桥向立柱排距0.9M,横桥向立柱排距1.2M，水平杆步距1.2M；箱梁牛腿处及隐形盖梁实心段支架布置加密，口桥向立柱排距 0.45M,横桥向立柱排距0.6M,水平杆步距仍为 1.2M；底口横桥向承重方木采用 15CM口12CM方木，承重方木中心间距为0.9M,顺桥向分布方木采用 8CM口10CM方木，分布方木中心间距为 0.3M,底模采用12MM厚竹胶板；为保证满堂支架整体稳定 ，在箱梁下每四排立柱设置一排横桥向剪刀撑,每三排立柱设置一排顺桥向剪刀撑(详见图一) 。2．2．2强度、刚度和稳定性检算222立柱稳定性与轴向力检算长细比：入二h/i i=口I/A其中，h代表步距，取 1.2m,钢管外径 48mm,内径41mm.I=n1484-414)/64 A=n1482-412)/4所以 i二口I/A二口(482+412)/16=15.78mm人=1200/15.78=76.05<[入]=150稳定安全系数1.972,立柱稳定。轴向力安全系数： 30/23.95=1.253,轴向力满足。2．2．2．2方木挠度检算⑴顺桥向分布方木挠度检算由满堂支架设计图可将分布方木受力图式简化为 :图二分布方木挠度检算图单位(:由满堂支架设计图可将分布方木受力图式简化为 :图二分布方木挠度检算图单位(:根据公路桥涵设计手册 <<基本资料>>中关于简支梁的挠度计算公式f=5ql4/384EI其中:E=10GpaI=0.08x0.13/12q=5855.04/(25.75x37)=6.14KN/m所以f=5x6.14x1000x0.94/(384x10x109x0.08x0.13/12)=0.79mm<[l/400]=2.25mm⑵横桥向承重方木挠度检算根据满堂支架设计图可将承重方木受力图式简化为 :图三 承重方木挠度检算图 单位根据公路桥涵设计手册 <<基本资料>>推得:f=5Pl3/162EI其中:P=5855.04x0.9/(25.75x37)=5.53KNE=10GPaI=0.12x0.153/12所以f=5x5.53x1000x1.23/(162x10x109x0.12x0.153/12)=0.87mm<[l/400]=3mm底2模.板3强度与刚度检算根据公路桥涵设计手册 <<基本资料>>:f=0.00253xql4/BC其中:BC=Eh3/12=10x109x0.0123/12h为竹胶板厚度 12mmq=5855.04x(0.9x0.3)/(25.75x11)=5.58KN所以 f=0.00253x5.58x103x0.94/(10x109x0.0123/12)=0.6mm满足挠度要求。M=0.04ql2=0.04x5.58x103x0.92W=bh2/6=0.3x0.0122/66=M/W=25.11MPa<[6]=33MPa通过检算，立柱的强度、长细比及支架的整体稳定性满足要求，承重方木、分布方木及底模的强度和刚度满足要求。2．3预拱度的计算根据《公路桥涵施工技术规范》 JTJ041-89第8.4.2条规定，在确定预留施工拱度时，应考虑以下因素：(1)、超静定结构由混凝土收缩、徐变及温度变化而引起的挠度；(2)、由结构重力引起梁的弹性挠度，以及 1/2的汽车荷载(不计冲击力)引起梁的弹性挠度；以上两项挠度根据设计要求： “经结构变形计算，梁体上拱和下挠变形均较小，不设预拱度，但施工单位搭架时，应结合桥下地基、支架和模板变形等实际情况考虑此部分下沉变形的影响。 ”(3)、支架承受施工荷载作用引起的弹性变形每根立柱承受施工荷载作用引起的弹性变形口 L用虎口定律公式计算：

式中： N——式中： N——每根立柱所承受的施工荷载，L——每根立柱的长度，E——立柱的弹性模量，A——立柱的横截面积，则立柱承受施工荷载后的弹性变形口口△L=NL/EAN=23.95KN/每根L=6ME=210GPaA=4.893口10-4M2L=1.4MM(4)．受载后由于杆件接头的挤压和卸落设备压缩而产生的非弹性变形按《公路"采桥涵施工技术规范》 JTJ041—89第8.4.2条表8.4.2"预留施工沉落值参考数据"采用。(a)接头承压非弹性变形木与木(横纹) 1.5MM/接头 等效荷载试验确定值木与钢 2MM/接头(b)卸口设备的压缩变形木楔接缝压缩 1MM(5).支架基础在受载后的非弹性沉陷通过地基预压试验曲线分析确定平均取 6MM,后面详述。(6)．经分析计算，并结合现场地基处理的实际情况及地基预压试验结果确定：25.75M标准跨口中底模最大预留拱度值 12MM,其余各点按二次抛物线分配。．满堂支架施工3．1地基处理200KPa；6MM200KPa；6MM。30CM,然后用压路机进行碾压，25CM,采26T),先静压4口，再强口碾压⑴通过满堂支架的设计计算，要求地基承载力不小于⑵通过地基预压试验确定，要求地基在受载后的非弹性沉陷不大于.．地基处理方法⑴将原地面的腐植地表层土、耕植土清除不少于压实度不低于 93%；⑵按 2%横向排水坡(桥中心向两侧排水)填筑连砂石，每层虚铺厚度用14T轮胎式震动压路机(震动轮的激振力不小于12遍，要求压实度不低于95%，12遍，要求压实度不低于层。连砂石填筑厚度根据现场实际情况确定。⑶压路机碾压过程中，对出现回弹、沉陷现象的部位必须进行换填处理，换填处理后的部位必须达到要求的压实度。⑷地基处理完成后的结果根据地基预压试验确定是否满足要求，如不满足要求，需分析原因，继续处理，直至满足支架要求的承载力和地基沉降量。⑸桥梁地基两侧设纵向排水边沟，同时为防止支架下的地基被水浸泡，支架下的地面应采取隔水措施，如覆盖彩条布，要求彩条布的边缘必须与排水边沟的边缘搭接，以利于桥区排水。地基预压试验为了保证连续箱梁施工过程中准确地掌握地基沉降量并将其控制在允许偏差范围内，必须对地基进行与梁部施工条件相同的等效预压试验。3.2.1实验平台结构由基础垫块、支承立柱、承重梁、分布方木及面板组成。 （详见图四）⑴基础垫块：采用 40cm口40cm口15cmC砼预制块，共计 4块；⑵支承立柱：采用口 32a字钢，共计40,0000 50cm；⑶承重梁：采用口 32a字钢，共计20,每根长度2.5m;⑷分布方木：采用 12cm口12cm方木，共计90,每根长度2.1m;⑸面板：采用 2.5m口2.1m口4mm钢板。基础垫块、支承立柱、承重梁、分布方木、面板的强度及刚度均分别进行了检算,结果均满足要求。计算过程从略。3.2.2实验过程⑴实验开始前，要求实验部位地基压实度与梁口施工期间地基压实度基本一致，并在实验地基上铺设约 2cm的粗砂垫层找平。（2）实验的加荷标准第一级荷载（包括实验平台自重）宜接近于所卸除土的自重应力（即实验面以上土的自重应力） ,其相应的沉降不计。每级荷载增量为 2.4T。加载要均衡,保证四0立柱均匀受压。沉降观测施加每级荷载后,每隔 20分钟观测沉降一次,直至沉降相对稳定为止。沉降相对稳定的标准,一般规定：最后 30分钟（砂土） -60分钟（粘性土）内观测沉降量不大于0.1mm.。实验过程中如发现有下列情况者即可认为土已达到极限状态, 此时应立即停止施加荷载。⑴立柱下基础垫块周围土体有明显侧向凸出、挤出口砂土）或出现裂纹（粘性土）。⑵荷载增加很小，但沉降值 S却急骤增大，即 P-S曲线出现陡降现象。⑶荷载不变而24小时内沉降值随时间近于等速增加。（4）当荷载沉降值是压缩土层厚度的 1%时。地基预压试验测试记录见表二。地基预压R~S曲线地基预压R~S曲线见图五。通过 R~S曲线可以看出， R=149.69KPa对应的地基沉降量为6mm。3．3满堂支架搭设支架搭设严格按照支架设计图进行施工。首先按支架设计位置在地基上铺设40CM]40CMD15CM的C20混凝土预制垫块， 然后在垫口上安放支架立杆可口底座， 进

行支架搭设。碗扣式满堂支架安装时，在可调底座基础架上先立定位立杆，再将横杆接头插入立杆的碗扣内，压紧并旋转上碗扣锁固，按照由底层向上的顺序安装。当支架搭设接近于设计标高时，采用立杆可调托盘进行调平，此时支架顶部要预留10~20CM的可调范围，为标高调整和拆模提供空间。 施工过程中，必须严格控制可调地基预压试验测试记录数据表表二项目加载次数加载时间(min)观测时间(min)荷 载每级荷载沉降量(mm)累计沉降量(mm)(KNDR0.4*0,4*4(Kpa)16:206:402437.51.42.87S0057:200.37:400.38:000.28:200128:208:4048750.33.99:000.39:200.29:400.210:0001310:0010:2072112.50.44.910:400.311:000.211:200.1411:2011:40961500.36.012:000.312:200.212:400.213:000.1513:0013:20120187.50.57.313:400.314:000.214:200.214:400.1614:4015:001442250.68.915:200.315:400.216:000.216:200216:4001注：实验平台自重为 11.83KN,分级加载重量为 24KN.底座和可口托盘的螺杆留在立柱内的长度不得少于 25CM,避免局部失稳。剪刀口应随支架的搭设和拆除同步进行，以免支架整体失稳。4浇.筑箱梁混凝土箱梁混凝土采用混凝土输送泵方式运输。根据设计要求，箱梁混凝土分两层浇

筑：第一层浇筑底板及腹板混凝土，及底板以上混凝土，见图六。每层均以一联为单位一次性连续浇筑完成。为了保证混凝土的浇95cm处，第二层浇筑顶板及翼缘板筑质量，我们采取了以下措施：95cm处，第二层浇筑顶板及翼缘板40 225 40 225 40 225 40 225 40' 293 1100 293 ।图六混浇筑分层示意图(1)、混凝土中掺入泵送剂，不仅能使混凝土在支架变形后凝结，而且能改善混凝土的和易性，提高输送泵的泵送效果，有利于混凝土的施工。(2)、混凝土原材料进行严格把关，水泥、中粗砂、碎石、拌和用水及泵送剂均经过检验合格后方可使用。(3)、采用自动计量配料装置，确保拌和出的混凝土配合比准确。(4)、用混凝土输送泵直接将混凝土输送到梁上，保证了混凝土的浇筑时间浇筑质量。在进行泵送混凝土时，控制以下几点：(a)严格控制混凝土的坍落度(b)搅拌不匀、坍落度不符合要求、和易性不好的混凝土均要重新搅拌或弃之不用。(5)、由于梁腹板钢筋比较密，四个箱室安排 5个熟练有经验的振捣工振捣， 4个人每人负责一箱进行振捣，一个人在后面进行复查、二次振捣，以免出现漏振与振捣不密实现象。(6)、安排专人观测支架的变形与模板的变形。(7)、安排专人养生。(8)、拆卸模板与支架的