hr可调重型门式支架在现浇桥梁工程施工中的应用

hr可调重型门式支架在现浇桥梁工程施工中的应用

0主要施工设备在当前桥梁的设计中，满堂式模型支架、钢箱式钢架梁的安装、临时金门支撑等是最常用的施工设备。支撑（臂）或临时支臂的设计应在很大程度上决定了项目的质量、安全、进度和经济效益。应用HR可调重型门式支架,是桥梁工程中最常选用的施工技术方案。1项目总结1.1主4着力于未来城市轨道交通的平行匝道杭州市石桥路(机场路-石德立交)整治工程位于三里亭,南起机场路交叉口,北至已建石德立交,高架快速路桩号为K9+665.205-K10+641.618,总长为976.413m。同时建设机场路北侧的一对平行匝道。桥梁主线结构形式除跨麦庙港河段采用连续钢箱梁结构外,其余均采用预应力混凝土连续箱梁形式,基准跨径为30m,标准桥宽25m;机场路平行匝道结构形式,采用预应力混凝土连续箱梁形式,匝道标准桥宽为7m,主线处于圆曲线段范围内。1.2结构、支架的选型(1)桥梁结构形式。主线标准段上部结构除Hj25-Hj28箱梁联采用钢箱梁外其余均采用25m宽预应力混凝土箱梁,箱梁断面为单箱三室,梁高2.0m。箱梁变宽段,箱梁结构根据桥宽采用单箱多室,梁高、挑臂长度、腹板厚度等结构均与标准段同。跨越车站北段延伸线箱梁联(Hj19-Hj22),结构采用30+50+30m变高度箱梁,中跨支点梁高3.0m,中跨跨中梁高2.0m,边跨支点梁高2.0m与标准段接顺,其他细部结构同标准段。(2)支架的选型。该工程原地面距梁底高度范围3-10m,支架主要采用满堂重型门式支架系;根据工程支架搭设高度、荷载和跨度参数,该桥箱梁所用重型门式支架系HR可调重型门式支架。2旋转轴支托设计HR100型重型门式支架的主要构配件为:HR100型门型架、交叉拉杆、调节杆、连接棒(固定在门架下端)、可调底座、可调顶托、调整架及纵横连接杆。该门型架两立杆间距为1m,高1.9m,门型架的横向跨距可通过交叉拉杆进行调整为0.45m、0.6m、0.75m、0.9m、1.05m、1.2m六种跨距组合,调节杆长1.7m,其调节孔距为0.12m,配合可调底座及可调顶托(即U型托)可调出任意平面及标高(尤其对位于是竖曲线上的连续梁施工更为适用)。3桥梁施工的主要应用方法如下3.1在当前的连续箱梁设计中，作为满厅的模型支架3.1.1变高度混凝土连续梁的确定该工程的概况和桥梁的结构形式,桥梁主要为标准跨径的连续箱梁,考虑到主线位于圆曲线和竖曲线内且最大跨径处(Hj19-Hj22)为变高度混凝土连续梁,为保证施工更安全,选择标准断面箱梁和Hj19-Hj22(30+50+30=110m)联跨的50m跨径变高度箱梁进行支模架设计(见图1)。3.1.2门架和加固杆设置根据箱梁结构形式,现浇箱梁底模采用竹胶板,侧板、芯模采用专用建筑桥梁模板。支架采用满堂门架沿箱梁轴线方向展开搭设,宽度以桥面宽度的投影每侧各宽出约0.5m左右。箱梁模板门式支撑架布置设计。竖向步距:1.9m即门式支架高度,加1.7m调节杆,通过可调底座、可调托座、插销进行调节,调整成设计箱梁底面高度。门架跨距:中横梁纵向两侧5m范围内,箱梁两侧翼板门式支架跨距0.9m,底板两跨门式支架间距为0.6m;5m范围外,门式支架横向排列30榀(25m范围),并连续设置交叉拉杆,箱梁两侧翼板门式支架间距1.2m,腹板两跨门式支架间距为0.6m,中间为0.9m。门架间距:门架沿梁长方向设置多排门式支架,在连续梁两端和中间部位,沿梁纵向间距为1.9m;在中墩横梁两侧宽24m范围内沿梁纵向间距为1.5m;为了使门架尽量靠墩身,将门架间距部分调整为1.5m或1.4m,局部调整为1.2m。整体稳定设置:在每榀门式支架中间加设纵、横向连接Φ48mm×3.5mm钢管水平杆,采用扣件连接。加固杆包括水平加固杆及剪刀撑,采用Φ48mm×3.5mm钢管,钢管重为0.038kN/m,剪刀撑每隔4-8m设置,水平加固杆按每步一设。支架搭设时按预压方案中预压试验结论,在立底模时设置相应的预拱度。3.1.3满堂支架稳定性验算(1)标准跨支架承载稳定性计算。(1)模板支架设计时考虑的荷载标准值:箱梁配筋率较高,钢筋混凝土比重γ取26kN/m3。施工荷载:1kN/m2;振捣混凝土时产生的荷载:2kN/m2;模板自重(底模、芯模及内支撑):取0.5kN/m2【1】;每榀支架取自重轴心力NGK1+NGK2(竖向按6步计算):6kN。(2)模板支架的荷载分项系数【2】:永久荷载荷载分项系数:1.2,可变荷载荷载分项系数:1.4。(3)荷载计算:根据连续箱梁构造图和梁横断面图,取箱梁截面平均荷载进行计算。则单位面积箱梁自身重量为:NQ1K=S×γ=0.667×26=17.3kN/m2。S为单位长度的混凝土平均面积。其他荷载见前述标准值,则荷载组合(限于篇幅,模板和方木横梁的承载力计算本文从略):以跨距为0.9m,间距为1.9m的1榀底层门架所承受的全部轴心力为验算单元【2】:Nj=1.2×(6+0.9×1.9×0.5)+1.4×[0.9×1.9×(1+2+17.3)]=56.82kN。(4)满堂支架的稳定性计算【2】:HR100型门架的的立杆截面尺寸为φ57mm×2.5mm,高1.9m;加强杆为φ26.5mm×2.0mm,高1.55m,A1=428mm2,A=2×A1=856mm2;h0=1.9m,h1=1.55m;I0=π×(D4-d4)/64=1.59×105mm4;I1=π×(D4-d4)/64=1.16×104mm4;I=1.59×105+1.16×104×(1.55/1.90)=1.685×105mm4;;λ=kh0/i=1.13×1900/19.84=108调整系数k按《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》表5.2.1取值;φ按《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》附录B表B.0.6取值为:0.530;φAf=0.53×856×205=93kN>Nj;同时,Nj<Nd=[N](厂家提供的技术参数,见第2节)。由此可得出结论,支架的稳定性符合要求。(2)变高度跨箱梁支架承载稳定性计算。变高度跨最不利荷载位置为中跨支点梁高3.0m处。该处截面单位面积箱梁自身重量为:NQ1K=S×γ=1.274×26=33.1kN/m2。该处的门架布置方式为跨距0.6m,间距1.5m;Nj=1.2×(6+0.6×1.5×0.5)+1.4×[0.6×1.5×(1+2+33.1)]=56.82kN。由上述计算可知,支架稳定性符合要求。3.1.4典型地基土层抗压强度实际施工中采用10cm厚C15混凝土硬化层,回填30cm厚塘渣并碾压密实。经计算,C15混凝土局部受压承载力、受冲切承载力均满足要求。工程所在地的地基土容许承载力为100kPa,经计算承载力也能满足要求。实际施工时可选择典型的地基土层进行触探试验,或对比现场原状地基土性质获得其允许承载力,对于软土层可采用挖除换填的方式处理;但对软土层厚度不均的位置要进行个别计算和个别处理。3.2中间过渡临时支墩以往的工程中常用军用墩、贝雷梁、组合式鹰架以及其他型钢作为临时支墩;本工程中钢箱梁拼装的中间过渡临时支墩采用的是贝雷梁,顶部设砂筒作为卸落装置。由于材料供应紧张贝雷梁的供应不能满足现场需要。结合现场实际情况,经对比计算,决定靠近混凝土墩处的钢箱梁,两支点端临时支墩采用HR100重型门式支架作为临时支墩,利用可调顶托作为卸落装置。3.2.1工字钢纵梁临时支墩的最上部采用H400型钢做承载主横梁,H型钢底采用“I12.6”工字钢做传力纵梁,工字钢纵梁至于可调顶托上,重型门式支架沿顺桥向设置,单排布置,横桥向跨距为60cm,采用交叉拉杆连接,地面硬化并利用可调底托调平(见图2)。3.2.2模板支架安装荷载每跨钢箱梁梁片总重量的为262t,由每个横梁承受的总重量为:G=262/2=131t;H400型钢的单位重量为:80.13kg/m,长19.2m;I12.6工字钢的单位重量为:14.2kg/m,长1.2m;每榀重型门架顶端承受的荷载:NGK3=(131×1000×10+80.13×19.2×10)/(19.2/0.6)+14.2×1.2×10=41588.7N=41.59kN;施工荷载:1kN/m2;每榀支架取自重轴心力NGK1+NGK2(竖向按6步计算):6kN。因钢箱梁荷载及传力的纵、横梁荷载可视为永久荷载,荷载组合由永久荷载效应控制,则模板支架的荷载分项系数【2】:永久荷载荷载分项系数:1.35;可变荷载荷载分项系数:1.4;每榀底层重型门架承受的设计荷载:Nj=1.35×(6+41.59)+1.4×1=65.65kN,由3.1节可知,稳定性符合要求。根据厂家提供的技术参数,当调整杆伸出长度大于1.2m时,只需用钢管在相应位置双向固定,既能满足稳定性要求。3.2.3h型钢与工字钢点焊固定为了确保门架不产生偏心荷载,H400型钢横梁要放置在工字钢纵向的中心(门架中心),对位后H型钢与工字钢点焊固定。工字钢放在可调顶托上的位置也做限制移动装置。为预防意外撞击等造成临时支墩不稳,用Φ48mm×3.5mm做连墙件,将其与实体墩身连接,竖向每步一排。因门架只承受轴心力,连墙件无理论上的水平力,仅作为防止意外的安全技术措施,不再另行验算。4主要施工技术和流程4.1地基基础的搭设主要工艺流程:施工准备(方案评审)→地基及基础处理→定位放样→门架搭设→方木横梁及模板安装→支架预压→支模架检查验收→箱梁后续相关工序施工→卸落支架→完工清理。施工准备主要包括:现场地形、地物、地质条件调查,场地准备及清理,施工方案自论证及比选,达到一定规模的支模架组织专家评审专项方案。地基及基础处理主要包括:根据评审合格的专项方案要求,对不符合要求地基进行换填压实,压实度不小于93%;对地基基础表面进行硬化整平。硬化层表面需认真找平以保证支架底座底板与硬化层面良好接触。定位放样:目的是为了确定方案中不同间距、不同跨距的门架的布设位置的准确,确定门架整体的布设范围,为快速而准确地搭设门架提供技术保证。门架搭设宜分段分层进行,不应出现某一排门架搭设过高的情形。门架搭设时应按规范要求同时跟进剪刀撑及水平加固杆的搭设。方木横梁的安装要注意两横梁接头处应处于可调顶托上,不应出现单根方木挑头过长的情况。支架预压的过程应按专项方案要求分时、分层、分级加、卸载。加、卸载过程应认真观测记录相关变形沉降数据,为预留拱度及沉降量的设置提供准确数据。卸落支架时要注意从跨中向两侧对称进行卸落,卸落时同样要分层进行以保证安全,不应出现整体推倒的情况。4.2钢箱梁梁片的搭设、安装主要工艺流程:施工准备(方案评审)→地基及基础处理→定位放样→支墩门架搭设(连墙件搭设)→纵、横型钢梁安装→临时支墩检查验收→钢箱梁片带吊试安装→钢箱梁安装→卸落支架→完工清理。定位放样时除要保证其平面位置,还要确定临时支墩位置的标高,以保证快速确定顶部横梁的横坡。支墩门架搭设时,应每步同时进行连墙件钢管和剪刀撑的搭设,完成一层门架搭设后,再进行后一步的门架搭设。型钢纵、横梁的安装可以事先在地面上为型钢上作出定位标记,以保证安装时可以准确的定位和对中,避免中心偏位,产生过大的偏心距,对门架支墩整体受力不利。第一片钢箱梁梁片安装,应进行带吊试安装,以观测临时支墩的稳定性及变形情况,同时消除非弹性变形(型钢纵、横梁的安装,已消除大部分非弹性变形)。安装钢箱梁时,应根据现场情况,尽量从支墩中心向两侧对称安装。并缓慢落梁,避免产生冲击荷载。箱梁整体组装完成后,整体落梁,其利用的是支架顶部带螺纹托杆的可调顶托。落梁时每榀支架上的带柄螺母的回旋角度应大致相等,可多人同步进行,每次宜卸落1/4圈(每个顶托的卸落高差不大于1mm),直到钢箱梁整体落到混凝土挑梁(或实体墩)上后,再按正常卸落支架的顺序卸落支架。5支撑体系及特点杭州市石桥路(机场路-石德立交)整治工程,目前已顺利通车,从该工程利用HR重型门式支架作为模板支架和临时支墩的工程实践情况,主要有以下施工体会。(1)该重型门式支架结构简单,高度可调范围大,适应性强。门架主要由可调底座、门式框架、升降杆、托座、跨梁、连接棒、拉杆组