地基處理現(xiàn)澆箱梁支架施工工藝

1、高墩現(xiàn)澆箱梁支架施工工藝工法1、 前言1.0.1在進(jìn)行現(xiàn)澆梁施工時(shí)，一般的施工方法是對(duì)地基加固處理，然后搭設(shè)滿堂支架。但對(duì)于地勢(shì)陡峭、墩身高達(dá)40m的現(xiàn)澆箱梁而言，采用滿堂支架施工不僅地基處理難度較大，安全性降低，而且材料、人員投入也較大。貝雷梁柱式支架是現(xiàn)澆箱梁施工中常用的一種支架形式，尤其在重荷載、高墩柱、跨度大的情況時(shí)，則是較為經(jīng)濟(jì)安全的一種支架型式。1.0.2宜巴高速公路第十九標(biāo)合同段興山互通3、4、5、6、7#橋均為20m現(xiàn)澆梁，其下構(gòu)為薄壁墩，地形陡峭，墩柱最高達(dá)42.5m，上構(gòu)屬單箱單室現(xiàn)澆箱梁，采用貝雷梁柱式支架施工，在支架施工過程中，項(xiàng)目部技術(shù)人員對(duì)支架基礎(chǔ)處理、剪刀撐連接、

2、貝雷片安裝及施工機(jī)械的綜合運(yùn)用不斷分析，總結(jié)形成高墩現(xiàn)澆箱梁貝雷梁柱式支架施工工法。2、 工法特點(diǎn)2.0.1 施工工藝及條件相對(duì)簡(jiǎn)單，安全、質(zhì)量容易控制；2.0.2 同滿堂腳手架施工相比，貝雷梁柱式支架施工在重荷載、高墩柱、大跨度現(xiàn)澆箱梁的情況下，則更為經(jīng)濟(jì)安全；2.0.3 能夠避免大面積處理地基，能夠減少人員投入；2.0.4 基本是機(jī)械配合人工作業(yè)，施工效率高，施工速度快，工期上能滿足要求。2.0.5 在直線地段或曲線上縱、橫坡較大的現(xiàn)澆箱梁，處理較簡(jiǎn)單。3、適用范圍 3.1.1本工法適應(yīng)于公路、市政、鐵路橋梁直線地段和曲線地段的連續(xù)現(xiàn)澆箱梁及其它現(xiàn)澆構(gòu)件的施工。4、工藝原理 4.1.1貝雷

3、梁柱式支架結(jié)構(gòu)主要有混凝土基礎(chǔ)、鋼管立柱、工字鋼橫梁、貝雷片縱梁、鋼管架組成。支架結(jié)構(gòu)傳力途徑為：模板方木頂托鋼管架貝雷片縱梁工字鋼橫梁鋼管立柱混凝土基礎(chǔ)地基。4.1.2 利用鋼管柱作臨時(shí)支撐，貝雷片作梁4.1.3 鋼管立柱垂直方向每隔6米在平面上設(shè)置了平面聯(lián)系，減小了鋼管立柱的自長(zhǎng)度，增加了鋼管立柱的整體性。 貝雷支架總體布置圖 5、施工工藝流程及操作要點(diǎn)5.1 施工工藝流程貝雷片橫向連接設(shè)置預(yù)拱度鋼管架平連觀察預(yù)壓數(shù)據(jù)焊接質(zhì)量自檢 支架預(yù)壓貝雷片上鋪16槽鋼搭設(shè)鋼管架安裝加強(qiáng)弦桿、連接貝雷片安裝貝雷片縱梁加工工字鋼橫梁安裝工字鋼橫梁鋼管樁加工連接橫撐、剪刀撐檢測(cè)鋼管樁垂直度、連接質(zhì)量支立鋼

4、管樁基礎(chǔ)鋼筋綁扎基礎(chǔ)預(yù)埋件制作擴(kuò)大基礎(chǔ)澆筑測(cè)量放樣基礎(chǔ)地基處理（換填）施工準(zhǔn)備貝雷梁柱式支架施工工藝流程圖5.2 操作方法及要點(diǎn)5.2.1 地基處理地基處理工作主要是清除支架地段原地面雜物、淤泥及承臺(tái)基坑積水等，采用含水量合適的素土、或石灰土、或碎石土分層回填壓實(shí)至設(shè)計(jì)標(biāo)高；或?qū)υ孛嬲接脡郝窓C(jī)壓實(shí)，必要時(shí)對(duì)原地面20cm范圍做5%摻灰處理。具體要求為：地基壓實(shí)度85%，用壓路機(jī)壓實(shí)后無“彈簧”土，平整度30mm。5.2.2 擴(kuò)大基礎(chǔ)設(shè)置 基礎(chǔ)設(shè)置為方形基礎(chǔ)，邊長(zhǎng)為2.4m，高1.2m，上下設(shè)置加強(qiáng)鋼筋網(wǎng)（如圖所示），在施工基礎(chǔ)前對(duì)地基承載力試驗(yàn)，擴(kuò)大基礎(chǔ)處地基承載力必須達(dá)到350kpa。鋼

5、管柱基礎(chǔ)施工圖5.2.3 鋼管柱安裝在基礎(chǔ)施工完成后，進(jìn)行鋼管柱安裝。鋼管立柱采用直徑630mm鋼管柱（壁厚10mm），鋼管安裝前，在基礎(chǔ)上先用全站儀對(duì)平面控制點(diǎn)位置進(jìn)行精確放樣，擰緊首節(jié)與基礎(chǔ)的預(yù)埋螺栓，鋼管分段吊裝空中豎向連接，鋼管柱兩端焊接法蘭盤，法蘭盤用8mm厚鋼板，采用螺栓連接，當(dāng)采用焊接連接時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制其對(duì)接的精確度，安裝時(shí)嚴(yán)格控制鋼管的傾斜度小于0.1%。每安裝6m高設(shè)置一個(gè)鋼抱箍，抱箍四面焊接橫、縱、斜向聯(lián)系，聯(lián)系采用16號(hào)槽鋼，并設(shè)置抗傾覆抱箍與該平面墩身連接，使其連為整體，增強(qiáng)其穩(wěn)定性。鋼管柱的頂部采用80cm80cm1.5cm的鋼板作為法蘭與工字鋼橫梁焊牢，以增強(qiáng)橫梁的穩(wěn)

6、定性。 鋼抱箍施工圖（單位：cm）5.2.4 貝雷片安裝 在鋼管柱和橫梁安裝完畢并經(jīng)過檢查驗(yàn)收合格后，進(jìn)行貝雷片吊裝。貝雷片的吊裝采用兩種方法。在場(chǎng)地條件好，貝雷片補(bǔ)償并且塔吊或吊車有足夠的起吊能力的情況下，可在地面先拼接貝雷片后，整聯(lián)雙排吊裝，如果場(chǎng)地場(chǎng)地條件不好，貝雷片又過長(zhǎng)，塔吊或吊車的起吊能力有限時(shí)，可將雙排貝雷片縱向分為幾節(jié)，分跨吊裝拼接。安裝順序?yàn)橄鹊跹b中間，后對(duì)稱吊裝兩邊的貝雷片，吊裝完成后，按設(shè)計(jì)用角鋼作為橫向聯(lián)系，增強(qiáng)貝雷片的橫向剛度。吊裝作業(yè)必須又專人指揮，起吊和下落須平穩(wěn)，避免對(duì)立柱等結(jié)構(gòu)造成沖擊，以確保安全。貝雷桁架片兩兩組合成一幅，每?jī)善弥渭苓B為整體，同時(shí)用L75

7、758cm的角鋼每隔3米將全部貝雷梁兩兩連接，保證貝雷片的整體性。貝雷片安裝完畢后，在貝雷片上鋪設(shè)16#槽鋼，安裝鋼管支架，鋼管支架橫向按貝雷片的間距布置，縱向按90cm間距布置，然后安裝頂托，鋪設(shè)橫向方木，最后鋪設(shè)底模。5.2.5 支架預(yù)壓1、支架預(yù)壓主要是收集支架、地基的變形數(shù)據(jù)，作為檢驗(yàn)和調(diào)整預(yù)拱度設(shè)置的依據(jù)， 本項(xiàng)目安排在互通6#橋3#4#墩處，采用砂袋進(jìn)行預(yù)壓，預(yù)壓荷載按照設(shè)計(jì)要求取1.2倍的梁體自重。做法如下：2、在預(yù)壓段，按計(jì)算荷載擺放砂袋，砂袋密度按1.7t/ m3，經(jīng)計(jì)算翼緣板頂面砂袋堆放高度為1.0m1.2m（自邊緣向中間遞增），而墩頂橫梁處砂袋堆放高度為1.2+1.8=3

8、m。為確保預(yù)壓荷載與現(xiàn)澆砼時(shí)加載型式一致，先在腹板處堆疊砂袋，然后再在腹板內(nèi)側(cè)，最后在翼緣板頂面堆疊砂袋。3、觀測(cè)： 預(yù)壓前每隔5米設(shè)一個(gè)觀測(cè)斷面，每個(gè)斷面設(shè)置3個(gè)測(cè)點(diǎn)（均位于腹板底下部位），每個(gè)測(cè)點(diǎn)吊掛一個(gè)垂球。在支架未施加預(yù)壓荷載前實(shí)施第一次觀測(cè)，記為D1，而后勻速加載；當(dāng)全部加載完成后，每12小時(shí)觀測(cè)一次，直至沉降穩(wěn)定后進(jìn)行卸載，并記錄卸載之前的最后一次觀測(cè)值記為D2；卸載后進(jìn)行第三次觀測(cè)，記為D3；砼澆筑完成后，開始卸架，卸架后進(jìn)行第四次觀測(cè)，記為D4。4、觀測(cè)成果及預(yù)拱度調(diào)整：通過（D3-D2）觀測(cè)值計(jì)算，可求的卸架前支架、基礎(chǔ)的彈性及非彈性變形值，即：支架在一期恒載作用下的彈性變形

9、、非彈性變形和基底沉降f4；通過（D4-D2）觀測(cè)值計(jì)算，可求的卸架后梁體自身的擾度值，并進(jìn)行相應(yīng)預(yù)拱度調(diào)整。5.2.6 預(yù)拱度設(shè)置和擾度控制 1、預(yù)拱度值主要考慮因素有：支架變形沉降、箱梁自重、施工荷載、混凝土收縮和徐變等，包括：卸架后一期恒載產(chǎn)生的繞度f(wàn)1；卸架后二期恒載產(chǎn)生的繞度f(wàn)2；成橋后3年內(nèi)砼收縮和徐變產(chǎn)生的繞度f(wàn)3；支架在一期恒載作用下的彈性變形、非彈性變形和基底沉降f4，其中f4值設(shè)置如下：1） 貝雷支架承受施工荷載引起的彈性變形1=f撓=1.0cm。2）基礎(chǔ)、鋼管墩與工字鋼在荷載作用下的非彈性壓縮2取1.5cm。3） 模板在荷載作用下的非彈性壓縮3為砼下沉量及各接觸面變形量總

10、和： 1 為砼下沉量，取0.2cm；2 為貝雷片與分配梁接觸面變形量，取0.2cm；3 為分配梁與木楔接觸面變形量，取0.2cm；4 為木楔與木楔接觸面變形量，取0.2cm；5 為木楔與小方木接觸面變形量，取0.3cm。3 =1+2+3+4+5=0.2+0.2+0.2+0.2+0.3=1.3cm則非彈性變形值為：4=3+2=1.5+1.3=2.8 cm2、卸架前跨中彈性變形1=1.0cm從中間（20m跨）向兩邊按二次拋物線進(jìn)行分配，兩支點(diǎn)處預(yù)拱度值為零，拋物線方程為：Y=-0.001x2+0.2x y 1.0cm 0 10 x（m）3、卸架后箱梁只有兩個(gè)承載點(diǎn)，產(chǎn)生的跨中（20m跨）繞度f(wàn)5=

11、f1+f2+f3，按經(jīng)驗(yàn)取值為1.4cm（其中f1=1.0cm，f2+f3=0.4cm），兩端墩頂處預(yù)拱度值為零，拋物線方程為：Y=-0.014x2+0.28x y 1.4cm 則累加預(yù)拱度計(jì)算見下表： 0 10 X（m）Xy 03.336.669.9913.3216.65202+32.82.82.82.82.82.82.8卸架前1分布值00.60.91.00.90.60卸架后f5分布值00.81.21.41.20.80合計(jì)2.84.24.95.24.94.22.85.2.7 支架的拆除 1、支架的拆除為支架搭設(shè)的逆工序，先降低頂托落模，人工拆除模板及方木。先拆除貝雷片的橫向聯(lián)系，再將翼板下的

12、貝雷片用塔吊或吊車吊走，底板下的貝雷片用倒鏈向兩側(cè)橫移，用同樣辦法吊走。工字鋼橫梁和鋼管立柱的拆除可以通過在箱梁施工時(shí)預(yù)留卸架孔，用卷?yè)P(yáng)機(jī)吊走5.2.8、結(jié)構(gòu)驗(yàn)算a、在梁距端12.5米的范圍內(nèi)為線型變化荷載，梁端為7.0*26=182kN/m, 其中腹板重：（0.5+0.7）*1.4*2*26）/4.5*2=9.7kN/m2 ；梁中為4.3*26=111.8kN/m, 其中腹板重：（0.5*1.4*2*26）/4.5=8.1kN/m2 。翼緣板每米重:(0.15+0.4)2/22.62=2.86T ，計(jì)0.715T/ m2，翼緣板處荷載q=7.15+2.5+1+2=12.65 KN/m2。 b

13、、方木、模板自重1. 0KN/ m2。 c、施工人員和施工機(jī)具行走荷載：2 .5KN/ m2。 d、振搗砼產(chǎn)生的荷載：2 KN/ m2。 e、貝雷梁自重：270kg/每片6片18組/20m=1.458t/m1、貝雷梁受力計(jì)算1）標(biāo)準(zhǔn)國(guó)產(chǎn)貝雷梁桁片允許彎矩788kN.m，假設(shè)每片貝雷片均勻受力，Mmax/ M0=7875/788=10片。根據(jù)施工及受力需要布置12排貝雷片，因梁體的主要荷載在腹板上，所以在布置貝雷片時(shí)在腹板位置10排貝雷片，兩邊翼緣板處各一排。 施工立面圖共設(shè)置12排貝雷片，滿足施工要求。2、貝雷梁撓度計(jì)算：假設(shè)所有荷載為中間10片雙層貝雷梁承擔(dān)，以均布荷載q=175/10=17

14、.5kN/m，跨度L=18米的簡(jiǎn)支梁計(jì)算，f=5*qL4/(384*EI)=5*17.5*103*184/(384*2.1*105*106*250500*10-8)=45.4mm20/400=50mm。滿足要求。3、大橫梁驗(yàn)算大橫梁為兩根40b型工字鋼如下圖焊接： 鋼管柱頂大橫梁（兩根40b工字滿焊）圖A=2*94.07cm2,Ix=2*22781cm4 ,Wx=2*1139 cm3。工字鋼最大跨徑為4.5米，根據(jù)受力分析得：根據(jù)受力分析得最大彎矩Mmax=439.97KN.M， 最大剪力=185.25KN， 剪應(yīng)力max=Qmax/A=185.25/(2*94.07)=9.8MPa96.56

15、 MPa所以采用二根40b工字鋼能滿足要求.4、鋼管立撐受力計(jì)算按鋼管柱布置圖，現(xiàn)假設(shè)該立撐采用4根直徑630mm，壁厚10mm的鋼管，高度按最高40m考慮，平面距離均為4.5m，沿高度方向用I20a工字鋼按4m間距將鋼管連接成整體，水平工字鋼之間焊斜撐，以保證其穩(wěn)定受力，將該鋼管立撐采用4肢格構(gòu)柱進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算式如下。1）整體穩(wěn)定性驗(yàn)算lox= loy=4000cm換算長(zhǎng)細(xì)比根據(jù)ox查表得軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)根據(jù)計(jì)算中該梁考慮自重的力為300t，考慮1.3的安全系數(shù)即該格構(gòu)柱的頂部受力為390t，假設(shè)最大有10cm的偏心，偏心受壓彎M=153KN.M，鋼管抗彎截面系數(shù)W=4.17106mm3，計(jì)

16、算過程略。整體穩(wěn)定性滿足要求2）格構(gòu)柱單肢穩(wěn)定性驗(yàn)算l=400cm單肢穩(wěn)定性滿足要求5.2.9勞動(dòng)力（見表1）勞動(dòng)力情況表 表1序號(hào)崗位與職責(zé)人數(shù)備注1施工負(fù)責(zé)人1安排施工任務(wù)2技術(shù)員3負(fù)責(zé)技術(shù)工作3安全員1負(fù)責(zé)安全檢查4質(zhì)檢員1負(fù)責(zé)質(zhì)量檢查5測(cè)量員2負(fù)責(zé)測(cè)量6塔吊司機(jī)2塔吊操作及保養(yǎng)7汽車吊司機(jī)2汽車吊操作及保養(yǎng)8班組長(zhǎng)3負(fù)責(zé)立管樁、剪刀撐、貝雷片施工9電工1負(fù)責(zé)電路10焊工20切割、焊接鋼管樁、剪刀撐、11架子工15搭設(shè)鋼管架、安裝貝雷片12模板工6基礎(chǔ)混凝土澆筑13機(jī)修工2配件加工、機(jī)械維修14普工10文明施工、安全防護(hù)、材料運(yùn)輸?shù)?、材料與設(shè)備6.1 材料（見表2） 貝雷梁柱式支架材料

17、用量表 見表2 序號(hào)物資名稱規(guī)格單位單位重量數(shù)量重量結(jié)構(gòu)名稱1螺旋管Q235 D630*10 L-7500mmt900m立柱2工字鋼Q235 I40b L-9000mmt126m橫梁3槽 鋼Q235 16at1200m立柱連接4鋼 板Q235 800*800*16mmt125.6kg/m220m22.5立柱頂心5鋼 板 Q235 10mmt78.5kg/m2100 m27.85立柱加強(qiáng)6聯(lián)接片L75758 45cmt9.03kg/m8808.184貝雷片連接7聯(lián)接片L75758 90cmt9.04 kg/m3423.09貝雷片連接8聯(lián)接片L75758 150cmt9.05 kg/m94.320

18、.85貝雷片連接9貝雷片321 16Mnl3000mmt270kg/片28877.710貝雷銷子30CrMnTi50*200套840套11加強(qiáng)弦桿321 16Mnl3000mm根270套12弦桿螺栓45#鋼M36*120套540套13角 鋼L75*75*8t9.03kg/m235m2.13貝雷片間連接14鋼 管直徑4.8cm、壁厚3.5mmt1000m15高強(qiáng)螺絲8.8級(jí)套600166.2 主要施工機(jī)具和設(shè)備（見表3） 貝雷梁柱式支架施工主要機(jī)具和設(shè)備表 表3序號(hào)名 稱規(guī)格及型號(hào)單 位數(shù) 量備 注1塔吊TC5100臺(tái)12汽車吊QY-25臺(tái)1倒運(yùn)材料、配合塔吊作業(yè)3電焊機(jī)BX1-500臺(tái)12焊接

19、鋼管樁、剪刀撐4氧氣、乙炔切割設(shè)備套105臨時(shí)性變壓器315KVA臺(tái)16發(fā)電機(jī)120KW臺(tái)2備用電源7全站儀NiKon DTM-452C臺(tái)1測(cè)量定位8水準(zhǔn)儀徠卡臺(tái)19插入式振動(dòng)棒50型臺(tái)2基礎(chǔ)混凝土澆筑10手拉葫蘆5t個(gè)811卷?yè)P(yáng)機(jī)2t臺(tái)7、質(zhì)量控制7.1 規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)7.1.1 公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范JTJ04120007.1.2 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB500172003）7.1.3 鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范（GB502052001）7.1.4 建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范（JGJ1302001）7.2 質(zhì)量控制措施7.2.1 針對(duì)工程的具體情況編制有針對(duì)性的施工方案，由項(xiàng)目部技術(shù)負(fù)責(zé)人

20、組織專業(yè)施工人員認(rèn)真審學(xué)圖紙，并組織工長(zhǎng)和技術(shù)工人學(xué)習(xí)施工方案，對(duì)工人進(jìn)行質(zhì)量技術(shù)培訓(xùn)，進(jìn)行詳實(shí)的質(zhì)量技術(shù)交底，確保工人吃透操作要點(diǎn)。7.2.2 嚴(yán)格控制材料質(zhì)量，材料進(jìn)場(chǎng)后應(yīng)提供質(zhì)量證明文件、檢測(cè)報(bào)告，需要復(fù)試的應(yīng)按規(guī)范要求進(jìn)行復(fù)試。7.2.3 支架剪刀撐搭設(shè)要嚴(yán)格按照施工方案和規(guī)范進(jìn)行檢查驗(yàn)收。7.2.4 編制貝雷梁柱式支架施工作業(yè)指導(dǎo)書，嚴(yán)格按照貝雷梁柱式支架施工作業(yè)指導(dǎo)書操作。8、安全措施貝雷梁柱式支架施工為高空作業(yè)，為確保工程順利進(jìn)行，保證施工人員及設(shè)備交通安全，特?cái)M定以下安全保證措施：8.1總體措施8.1.1認(rèn)真貫徹執(zhí)行“安全第一、預(yù)防為主”的方針政策，嚴(yán)格執(zhí)行中華人民共和國(guó)安全生

21、產(chǎn)法、建筑法及建設(shè)工程安全生產(chǎn)管理?xiàng)l例等法律法規(guī)和建設(shè)部頒發(fā)實(shí)施的JGJ5999建筑施工安全檢查標(biāo)準(zhǔn)。8.1.2加強(qiáng)對(duì)所有參加施工的人員進(jìn)行“三級(jí)”安全教育，學(xué)習(xí)有關(guān)安全操作規(guī)程，提高大家的安全意識(shí)，增強(qiáng)安全觀念。切實(shí)做好安全自身保護(hù)工作。8.1.3建立健全各種規(guī)章制度，制定各種安全操作規(guī)程，重要部位、特殊工序制定專項(xiàng)安全措施，持證上崗。8.1.4加強(qiáng)安全生產(chǎn)管理，健全安全責(zé)任制，以人為本，科學(xué)地搞好安全生產(chǎn)文明施工。8.1.5做好建筑工地消防安全工作，落實(shí)防火措施，配備消防器材，制定消防安全應(yīng)急處置預(yù)案以及交通安全。8.2、具體措施8.2.1施工現(xiàn)場(chǎng)建立安全管理網(wǎng)絡(luò)，設(shè)立專職安全員，處理安全和勞動(dòng)保護(hù)問題及可能發(fā)生的事故、事苗。8.2.2施工人員進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)，必須戴好安全帽和其他必要的防護(hù)用品。8.2.3施工現(xiàn)場(chǎng)和其他有危險(xiǎn)的地方要設(shè)立明顯的示警標(biāo)志，基坑和溝槽四周要設(shè)護(hù)欄或隔離