CN101736693B - 支墩法现浇大吨位箱梁施工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种现浇梁的施工工艺，特别涉及一种在桥墩高度小于10m的条件下现浇大吨位箱梁的施工技术。其特征是由钢筋混凝土预制空心支墩、钢格构柱、连杆等组成的支墩体系承受荷载，由工钢横梁、纵向桁梁、调整楔块、以及根据需要设置的一些方料垫木和落梁砂箱等组成的高度调节***调节底模标高、预拱度设置和传递荷载，由模板体系保证混凝土浇筑和成型，即可形成一种优质快速安全现浇箱梁施工工艺。其结构简单、连接点少，支墩变形易于控制；支撑墩截面大，有利于地基处理；可操作性强，制梁周期短，刚性大、稳定性可靠；同时能节约资源、降低成本，应用广泛。

Description

支墩法现浇大吨位箱梁施工工艺

技术领域

本发明涉及一种现浇梁的施工工艺，特别涉及一种在桥墩高度小于10m的条件下现浇大吨位箱梁的施工技术。

背景技术

目前现浇梁的施工主要采用支架法和移动模架法两种传统方法，支架法的和移动模架法主要优点是工序程序化、安全性高、不需大型起吊设备、运输设备，桥跨结构的整体性好；缺点是工期长，支架模板等钢材用量大，施工费用高。建筑工程普遍要求工期短、成本低的特点，这样就必须在发扬支架法和移动模架法工艺优点的基础上，克服工期和成本的瓶颈，既能确保优质快速安全施工，又能实现效益最大化。

发明内容

本发明是在发扬上述工艺优点的基础上，克服其不足之处，提供一种在桥墩高度小于10m的条件下可操作性强、安全、快捷、成本低廉的现浇箱梁技术。为实现上述目的的技术方案是：一种现浇箱梁技术，其主体包括支墩体系、高度调节控制***和模板体系三部分，支墩体系的主要作用是承受荷载，它包括钢筋混凝土预制空心支墩、钢格构柱、连杆；高度调节***的主要作用是调节底模标高、预拱度设置和传递荷载，它包括工钢横梁、纵向桁梁、调整楔块、以及根据需要设置的一些方料垫木和落梁砂箱；模板体系的主要作用是混凝土浇筑和成型，它与传统方法一样，在此不做叙述。本发明的优点是：

1、结构简单、连接点少，支墩变形易于控制；

2、支墩拆装容易，有利于缩短制梁工期，且刚性大、稳定性可靠，能安全可靠的进行制梁施工；

3、每个支撑墩截面大、计算支撑荷载小，有利于地基处理；

4、材料消耗小、周转方便，施工成本低，实践证明支墩法现浇一孔箱梁比支架法节约成本10万元左右，比移动模架法节约成本15万元左右。

附图说明

图1是支墩设计图，左图是支墩平面图、右图是支墩纵断面图。

图2是支墩体系中的支墩钢格构柱、连杆图。连杆采用70mm等边角钢，与钢格构柱连接，连接采用焊接方式，焊缝要满足规范要求。

图3是高度调节体系中的纵向小桁梁截面图。

图4是支墩平面布置图。

图5是支墩侧面布置图。

图6是支墩法现浇梁时纵立面布置图。连杆采用70mm等边角钢，与钢格构柱可靠连接，连接方式采用焊接方式。为保证支墩体系的整体稳定性，支墩体系与既有墩台身可靠连接。利用墩台身既有拉杆孔，将角钢固定于墩台身，支墩连杆与墩台身角钢连接固定。

图7是高度调节控制***中的I25a型钢受力简图。

图8是支墩体系单个格构柱受力简图。

图9是支墩体系地基承载力计算简图。

图10是支墩法现浇简支箱梁施工工艺框图。

图11是支墩法地基处理示意图。

图12是支墩法地基处理沉降观测点布置示意图。

具体实施方式

郑西客运专线线路东起郑州市，向西经洛阳市、三门峡市、渭南市，西止西安市，经豫、陕两省，经过郑州、洛阳、西安铁路枢纽，分别连接京广通道、大湛通道、包柳通道，为时速350km的双线无碴轨道客运专线铁路，质量要求严，技术标准高。承建的铁匠炉特大桥和石河大桥位于河南省巩义市，均由于填土过高而设置，以桥代路，其中铁匠炉特大桥全长831.08m，石河大桥全长275.28m，铁匠炉特大桥第10～25孔、石河大桥全部8孔共23孔32m现浇简支箱梁采用支墩法施工。此23孔箱梁墩高均在3～9m。

箱梁长32.6m，原位现浇计算跨度31.1m，截面类型为单箱单室等高度简支箱梁，顶板宽13.4m，底板宽5.5m，梁高3.05m，翼缘板宽3.35m，底板、腹板、顶板厚度两端1.5m范围内为700mm、1050mm、610mm，跨中23.6m范围内为280mm、450mm、300mm，中间3m范围内过渡减小，横桥向支座中心距4.5m，全梁自重819.05t，梁体混凝土等级为C50。由于桥墩高度不同，再加上预压沉降、施工误差等各种原因，支墩体系必须能在一定范围内调整高度。

1、不同高度桥墩的调整

石河大桥和铁匠炉特大桥10～25号墩的高度在3～9m之间，经统计分析，结合理论计算，设计支墩时将支墩高度设计为2.5m，钢格构柱设计3种高度，标准节是3m，调整节是1m、2m，同时在地基处理的时候结合支墩、桥墩的高度适当调整地基的标高。

2、支墩体系高度的微调整

针对桥墩高度不同以及施工时张拉反拱设置，支墩体系可以采取如下措施进行微调整：

(1)支墩高度主要通过控制地基基础的标高来调整，在架立支墩前先算好地基基础的标高，然后在处理地基基础时把标高调整到计算高度；

(2)支墩高度还可以通过调整现浇支墩垫块的尺寸来调整高度，同时也可以采取在支墩垫块底部垫沙子或降低垫块底部标高的方法调整其高度；

(3)通过合理搭配三种格构柱调整高度，格构柱有1m、2m、3m三种，根据桥墩高度选择搭配方式可以调整到需要的高度；

(4)通过落梁砂箱调整高度，在工钢横梁和纵向小桁梁之间设置落梁砂箱，一方面可以方便底模的拆除，另一方面可以用于调整标高。

3、施工工艺

支墩法是大吨位现浇箱梁施工的创新工艺，体现在支墩体系本身、模板的安装与拆除、支座的安装、钢筋的制安、混凝土的浇筑和养护、预应力张拉、管道压浆与封端、附属工程等均为成熟工艺。

(1)地基处理范围宽度按照宽17.4m，两侧各加宽0.5m即18.4m，长度按照箱梁施工所需的范围32m进行处理。先用挖掘机将表层耕质土、有机土挖除外运，再用推土机推平并压实；对下部地基进行换填，先换填三七灰土30cm，换填采用机械进行分层夯实，承台基坑及泥浆池清淤后采用分层回填三七灰土并整平压实。如果发现弹簧土须及时清除，并回填合格的碎石类土或石料进行整平压实，用YZ20吨振动压路机进行辗压，其上模筑15cm厚C25混凝土作为支墩支撑面，混凝土面层厚5cm，加设单层Φ8钢筋网片，网格间距@150×150mm，钢筋网片靠上层布置，保护层厚度为5cm，然后在其上现浇钢筋混凝土支墩垫块。为避免地基受水浸泡，在两侧开挖40×30cm的排水沟，排水沟分段开挖形成坡度，低点开挖集水坑，并作3cm厚砂浆抹面基础处理完后作动力触探，要求承载力不小于164Kpa，动力触探试验略。

(2)为保证施工安全、提高现浇梁质量，在箱梁支墩搭设完毕，箱梁底模铺好后，对支墩进行超载预压。支墩预压包括梁重819.05t、内外模板重量约63.68t、施工荷载重量约43.7t，每个支墩重约5t。支墩体系重约1071.43t。预压的目的一是消除支墩及地基的非弹性变形，二是得到支墩的弹性变形值作为施工预留拱度的依据，三是测出地基沉降，为采用同类型的桥梁施工提供经验数据。

(3)在安装好底模钢模后，可对支墩进行预压。预压采用袋装砂子预压，加载顺序为从支座向跨中依次进行。满载后持荷时间不小于24h，预压重量为设计荷载的120％。加载时按照50％、80％、100％设计荷载分三级加载(采用吨包装砂，按每袋砂子1000kg，起重机吊装)，加载时注意加载重量的大小和加荷速率，使其与地基的强度增长相适应，待地基在前一级荷载作用下，观测地基沉降速度已稳定后，再施加下一级荷载，特别是在加载后期，更要严格控制加载速率，防止因整体或局部加载量过大、过快而使地基发生剪切破坏。地基最大沉降量不能超过10mm/d；水平位移不能大于4mm/d。在预压前对底模的标高观测一次，在每加载一级后预压的过程中平均每2小时观测一次，观测至沉降速度已降到0.5～1.0mm/d为止，将预压荷载按加载级别卸载后再对底模标高观测一次，预压过程中要进行精确的测量，要测出箱梁在荷载作用下支墩将产生的弹性变形值及地基下沉值，将此弹性变形值、地基下沉值与施工控制中提出的因其它因素需要设置的预拱度叠加，算出施工时应当采用的预拱度，按算出的预拱度调整底模标高。同时要注意在支墩外侧2米处设置临时防护设施，防止地表水流入支墩区，引起支墩下沉。测出各测点加载前后的高程。

(4)加载用编织袋装砂子过磅后均匀堆码，用吊车分码吊至支墩顶，由人工配合摆放。加载中派专人现场控制加载重量和加载位置，避免出现过大误差而影响观测结果。

(5)基础顶面、支墩顶面和底模顶面设置测点(具体布置见图12)，测出加载前各测点的高程值，然后在每次加载、卸载时测量各测点的高程，根据测得数据进行列表，分出各对应情况下的数值并和理论计算值进行对照、分析，找出规律，为支墩标高即立模标高的调整提供基础资料，并据之进行适当调整。

4、施工控制重点

(1)在支墩法浇筑混凝土的过程中，要随时观测支墩体系的沉降变形，当出现较大变形和其他异常情况时，要立即停止施工，全面检查支墩体系，防止出现安全事故；

(2)做好地基基础处理，防止出现不均匀沉降，地基基础周围排水要顺畅，处理完后要进行地基承载力试验，必须达到计算要求才能架立支墩；

(3)严控混凝土的塌落度，防止浇筑混凝土过程中出现翻浆、泌水、离析和堵管等现象。加强振捣，防止过振和漏振，振捣时要“快插慢拔”，禁止“以振代赶”；

(4)做好施工准备，每孔梁浇注前要派专人对支墩体系和模板体系进行全面检查，排除危险源，注重机械设备和原材料的调配，把浇筑时间控制在6小时之内；

(5)制定详细的应急救援预案，能对突发事故及时做出有效响应。

Claims (1)

1.一种现浇梁的施工方法，其特征在于主体包括支墩体系、高度调节控制***和模板体系三部分；在处理好的地基上架立钢筋混凝土空心支墩，支墩上设置钢格构柱，柱间用连杆连接，然后设置纵横向桁梁、调整楔块、落梁砂箱，最后再架立制梁模板，经过预压观测后即可现浇梁。 

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