混凝土剛構(gòu)連續(xù)梁施工技術(shù)

閆 嵩

中鐵十六局集團(tuán)第四工程有限公司

混凝土剛構(gòu)連續(xù)梁施工技術(shù)

閆 嵩

中鐵十六局集團(tuán)第四工程有限公司

本文以昆明二環(huán)路路菊華立交橋改擴(kuò)建工程為背景，對(duì)滿堂支架法應(yīng)用于混凝土剛構(gòu)連續(xù)梁結(jié)構(gòu)的施工工藝、施工程序以及注意事項(xiàng)進(jìn)行研究分析。

剛構(gòu)連續(xù)梁；滿堂支架法

1 工程概況

昆明二環(huán)路菊華立交橋剛構(gòu)連續(xù)梁，橋梁起訖里程為：DK55+90.6～DK55+168.04。墩臺(tái)結(jié)構(gòu)形式為剛壁墩?；A(chǔ)采用樁徑為1.0m的鉆孔灌注樁；樁長(zhǎng)48～50m不等。該段現(xiàn)澆連續(xù)梁位于直線上，所跨越的二環(huán)路路既有路面總寬15.5m，并且施工區(qū)域內(nèi)存在鐵路線路，設(shè)計(jì)采用一聯(lián)剛構(gòu)連續(xù)梁實(shí)施跨越,是該工程的重、難點(diǎn)和控制性工程。

2 施工方法簡(jiǎn)述

2.1 鉆孔樁基礎(chǔ)

鉆孔樁的鉆機(jī)選用三翼鉆頭的正循環(huán)旋轉(zhuǎn)機(jī)。樁基施工按照跳打原則，間距不小于5m的方可連續(xù)施工。

2.2 承臺(tái)

承臺(tái)為大體積混凝土。因43#和44#承臺(tái)位于二環(huán)既有路兩側(cè)，深基坑支護(hù)采用12m長(zhǎng)的鋼板樁施工。位于二環(huán)既有路附近的鋼板樁通過(guò)放坡碼砌草袋的方式進(jìn)行公路邊坡的防護(hù)，同時(shí)對(duì)施工范圍內(nèi)路面的沉降進(jìn)行觀測(cè)。觀測(cè)按1次/日的頻率進(jìn)行，發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)當(dāng)及時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的加固處理。

2.3 剛壁墩

墩身鋼筋在承臺(tái)澆筑混凝土之前基本綁扎成型，預(yù)埋在承臺(tái)內(nèi)的部分必須達(dá)到設(shè)計(jì)要求，模板采用防水竹膠板，對(duì)拉桿在橫縱向的設(shè)置間距為60cm，采用尺寸為15×10cm的方木作為背肋，設(shè)置間距為20cm。剛壁墩的澆筑應(yīng)當(dāng)采取一次連續(xù)性進(jìn)行，為確保表面美觀以及光潔度，可直接澆筑到梁底部變截面位置。

2.4 支架

為保證二環(huán)路既有道路路面的暢通，采用為40b工字鋼和鋼管腳手架作支撐搭設(shè)車輛通行門洞，門洞中心線按二環(huán)線路的中線進(jìn)行設(shè)置，凈高、凈寬以及跨徑分別為5m、5m、6m。鋼管腳手架下采用寬1.0m、厚0.5m的混凝土條形基礎(chǔ)，腳手架與基礎(chǔ)采取預(yù)埋錨固，支架布置的尺寸是15×60×60，在腳手架的頂面設(shè)置40b的縱向工字鋼，橫向工字鋼的布置間距為5根/米，且垂直二環(huán)路道路（與鐵路線路方向斜交）。

安裝支架時(shí)應(yīng)對(duì)其預(yù)留沉落量進(jìn)行考慮，其中沉落量主要是由立柱的彈性壓縮、地基沉降、模板沉陷、支承梁的線性和非線性撓度以及腳手架的接觸面變形等決定。完成門洞的搭設(shè)之后，方木滿鋪于橫向工字鋼，且方木尺寸為20cm×20cm，門洞至梁底范圍內(nèi)搭設(shè)腳手架支架時(shí)采用碗扣方式進(jìn)行，其他范圍內(nèi)采用碗扣式滿堂設(shè)置。

2.5 梁體模板

本方案梁總體采用木模方案。底模采用的木板尺寸為δ=50mm，其上鋪設(shè)白鐵皮，而側(cè)模則采用防水膠合板，δ為18mm。底模板縱橫向間距為40㎝支撐肋進(jìn)行安裝，支撐肋采用10㎝×10㎝的方木。梁底坡度通過(guò)支架頂托調(diào)整及形成支架頂方木與支撐肋之間加楔木微調(diào)，要求底模與支座預(yù)埋鋼板接縫嚴(yán)密。底模施工完畢后采用汽車吊配合安裝兩側(cè)外模板，側(cè)模采用18mm的防水膠合板作面板，用5cm×10cm的方木做模板支撐和縱向加肋。支撐間距0.6米、縱向加肋間距為0.4米。人工通過(guò)導(dǎo)鏈或千斤頂對(duì)其調(diào)整，在側(cè)模的上下口位置對(duì)拉固定。

模板安裝順序?yàn)椋旱啄０宓匿佋O(shè)→架立側(cè)模支撐架→立外側(cè)?！后w鋼筋→檢查質(zhì)量→混凝土的澆注。

3 施工注意事項(xiàng)

3.1 地基處理

(1)41#～45#承臺(tái)回填時(shí)分層回填，夯實(shí)。每層回填厚度不允許超過(guò)50cm。

(2)42～44承臺(tái)間用16t壓路機(jī)進(jìn)行振動(dòng)碾壓4～6遍。

(3)41～42、44～45間先對(duì)原基礎(chǔ)采用山皮土進(jìn)行換填，換填深度至少為2米，每層回填不許超過(guò)40cm，每層振動(dòng)碾壓4～6遍。完成回填后再對(duì)地基承載力進(jìn)行試驗(yàn)，應(yīng)當(dāng)達(dá)到1.8kg/cm2

(4)面層鋪設(shè)25cm厚3:7的石灰土加固層，同時(shí)對(duì)其進(jìn)行覆蓋，覆蓋采用塑料條紋布。在換填過(guò)程中嚴(yán)格按要求分層填筑，使換填的基礎(chǔ)必須達(dá)到18t/m2，即1.8kg/cm23.2行車通道門洞及支架受力檢算

3.2.1 設(shè)計(jì)資料

(1)由設(shè)計(jì)圖紙通過(guò)一定的檢算，可得現(xiàn)澆箱梁的自重q1=4.01t/m2

(2)查《橋規(guī)》知施工荷載q2為0.25 t/m2

(3)查《橋規(guī)》知設(shè)備荷載q3為0.35 t/m2

(4)模板支架重q4值為以下數(shù)值：模板取0.1 t/m2，工字鋼為0.52t/m2，方木 0.08t/m2

(5)容許應(yīng)力（安全系數(shù)取1.4）：支架[σ]=2.4t/cm2，工字鋼[σ]=1.7t/cm2

(6)地基承載力為1.8kg/cm2

3.2.2 實(shí)施內(nèi)容

本施工區(qū)域內(nèi)跨二環(huán)路既有道路時(shí)，為保證二環(huán)路道路的暢通預(yù)留1個(gè)門洞。門洞凈高5m，寬為6m。因上跨鐵是與二環(huán)路公路斜交，為了保證質(zhì)量、安全的要求，門洞的搭設(shè)以二環(huán)路公路的路線中心線為中心線，并且斜交正作。橫梁在橫橋方向7.5m處布設(shè)一片，共2片。兩邊采用2根36b工字鋼并排是用做梁，兩邊幅長(zhǎng)15.3m。橫梁下用腳手架做支柱，腳手架15×60cm布置，順橋向五排。支柱下選擇用C50混凝土基礎(chǔ)，基礎(chǔ)厚度50cm。

3.2.3 交通門洞計(jì)算書

(1)鋪面工字鋼檢算

將次梁按簡(jiǎn)支梁計(jì)算工字鋼設(shè)為5根／m，主梁的間隔為6m，每根工字鋼的承重為：

每根工字鋼（次梁）作用范圍為0.2m，則

A、強(qiáng)度檢算，計(jì)算近似為簡(jiǎn)支進(jìn)行：

B、截面驗(yàn)算

彎矩正應(yīng)力為：

即強(qiáng)度符合要求

C、鋼度檢算：

即剛度亦符合要求。

(2)主梁驗(yàn)算

梁沿縱向1跨6m支架構(gòu)成

將主梁按簡(jiǎn)支梁計(jì)算設(shè)工字鋼4根／m，主梁間隔0.6m，則每根工字鋼承重：

每根工字鋼作用范圍為3m，則

A、強(qiáng)度檢算，計(jì)算近似為簡(jiǎn)支進(jìn)行：

支座處最大剪力值為：

B、截面驗(yàn)算

查表40b工字鋼 WX=1139cm3

彎矩正應(yīng)力為：

支座處總簡(jiǎn)力值:QX=23.535+0.6×0.74=23.979ΚΝ即強(qiáng)度符合要求

C、鋼度檢算：

跨中截面撓度為δ，其中E=206×103N／mm2

即剛度亦符合要求。

(3)腳手架

計(jì)算出腳手架支反力：R＝5.23×6=31.38噸根據(jù)驗(yàn)算梁強(qiáng)度，可知柱最大的支反力Rmax=15.69t

碗扣式支架

I、單根立桿驗(yàn)算

單根立桿豎向承載力

單根立桿荷載滿足強(qiáng)度的要求。

④柱下基礎(chǔ)的承壓檢算

假定自設(shè)基礎(chǔ)為C50砼，Ra=50MPa

則所需承壓面積：

F砼為柱與基礎(chǔ)的接觸面積，∵F砼′〈F砼

∴管樁下無(wú)需設(shè)置墊板來(lái)進(jìn)行壓力的分散，即可滿足設(shè)計(jì)要求。

⑤地基承壓檢算

已知換填土[σ]=1.8kg/cm2

設(shè)計(jì)砼基礎(chǔ)：厚度50cm，寬1.0m,長(zhǎng)15米、15米。

F設(shè)=1×（15+15）=30m2

∵ F/＜F設(shè)

∴ 滿足要求

3.2.4 碗扣式支架設(shè)計(jì)與檢算

(1)設(shè)計(jì)資料

(2)由檢算得現(xiàn)澆箱梁的自重為4.01t/m2

(3)查《橋規(guī)》知施工荷載q2=0.25t/m2

(4)查《橋規(guī)》知設(shè)備荷載q3=0.35t/m2

(5)模板支架自重q4為以下數(shù)值：模板取0.1t/m2,支架取0.25t/m2

4 結(jié)論

根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，確定方案如下：

(1)支架選用碗扣式滿布搭設(shè)，順橋方向的支架間距為0.6m,而橫橋方向之間的距離為0.6m,中立桿之間距離為0.6m位置安裝縱橫向的連接桿,連接桿之間搭設(shè)的寬度大于梁底約1m。緊密連接所有的桿件，以防止支架發(fā)生變形，此外支架的搭設(shè)需根據(jù)梁底部與地面之間的高度計(jì)算后再進(jìn)行，同時(shí)必須預(yù)留2～3cm施工的拱度。

(2)梁底支架頂部鋪設(shè)臥木,采用尺寸為20cm×20cm的方木，同時(shí)為了支撐箱梁的底模,在臥木上部應(yīng)當(dāng)設(shè)置背條,背條采用的方木尺寸為10cm×10cm，凈距為25cm。

(3)位于翼緣板位置的桿件搭設(shè)可直接延伸到板底，高度的調(diào)節(jié)通過(guò)托撐進(jìn)行，托撐處安設(shè)方木與梁底一致。

(4)每隔四排在支架的縱向設(shè)置48mm×3.5mm規(guī)格的剪刀鋼管架，同時(shí)每隔五排在橫向設(shè)置同樣規(guī)格的剪刀鋼管架。

[1]金鳳溫,連續(xù)剛構(gòu)橋的發(fā)展簡(jiǎn)述[J].黑龍江交通科技,2015(7).

[2]余宗明.腳手架結(jié)構(gòu)計(jì)算及安全技術(shù)[D].中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2007.

[3]王玉龍.扣件式鋼管腳手架計(jì)算手冊(cè)[D].中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2008.