桥梁工程中箱梁支架搭设施工技术探究

桥梁工程中箱梁支架搭设施工技术探究

[摘要]箱梁在现代桥梁工程中比较常见,能够为路面提供更好的承载力,但是箱梁的现场施工却存在着一定的技术难度,需要加强控制管理。对桥梁工程中箱梁支架搭设施工技术进行研究,以实际工程项目为例,针对关键环节展开分析,以期不断提升桥梁工程技术应用水平。首先介绍了南通东方大道快速路高架项目工程概况,然后研究了其中的箱梁支架搭设施工技术,包括地基处理、搭设形式、技术要点、支架预压等方面。

[关键词]桥梁工程;箱梁施工;支架搭设

桥梁是连接区域交通的重要枢纽,为经济发展和人们出行提供了便捷。支架现浇施工技术在箱梁施工中应用较多,体现出较好的适用性和经济性,作为重要的工艺环节,支架搭设的质量控制十分关键,必须保证整体的安全性、稳定性、可靠性。

1工程概况

南通东方大道快速路高架项目南起苏通科技产业园纬十四路,北至通沪大道,全长约13km,共划分为5个施工标段,其中第4标段施工范围包括:K9+160~K11+212,全长2.052km,墩号Pm263~Pm330主线高架桥,W6、E7和W7、E102对定向匝道,E8、E91对定向匝道。

2箱梁支架搭设施工技术

2.1地基处理

为了保证箱梁设计线型和整体质量能符合规范要求,箱梁支架必须具有良好的刚度与稳定性,在正式施工前,首先要对原有地基进行分析,采取合适的加固处理措施,保证能够符合设计要求。主线高架桥现浇箱梁支架位于现东方大道的道路和中央绿化带,原有东方大道道路结构为20cm混凝土路面+40cm二灰碎石基层+60~80cm石灰土处理层,这部分直接利用原东方大道的道路结构层作为支架基础。位于现东方大道绿化带中的支架基础平整场地至4.0m高程后,压路机碾压,上面铺筑1层20cm6%的石灰土,最上部浇筑10cmC20混凝土基础。对于承台基坑、管线沟槽回填部位,应该采取如下处理措施:分层回填素土至原地面以下20cm,上部再用1层6%的灰土回填至原地面,最上部10cm浇筑C20混凝土基础。匝道现浇箱梁支架部分位于现东方大道的道路,部分位于东方大道和星湖大道路边绿化带中,需支架基础处理和主线高架桥支架基础处理。

2.2支架搭设形式

选择WDJ碗扣支架搭设形式,采用48×3.5WDJ碗扣式钢管架,立杆长度为3.0m,2.4m,1.8m,立杆接长错开布置,顶杆长度为1.5m,1.2m,0.9m,横杆长度为0.9m,0.6m,顶底托采用可调托撑。

2.3主线标准段箱梁支架搭设

主线标准段采用等高度预应力混凝土流线型箱梁,标准跨径为30m,29m,28m,单箱多室,大挑臂,2~4跨一联,纵向和横向均设计为预应力施工。预应力混凝土大箱梁结构横断面尺寸:标准桥宽25.0m;预应力混凝土连续大箱梁高2.2m;预应力结构强度等级C50;满堂支架搭设高度9.844~20.87m。主线箱梁标准段共21联,桥跨布置组合有2m×30m、3m×29m、4m×29m、3m×30m、3m×28m、30m+40m+30m、30m+35m+30m、2m×30m8种型式。其中,搭设满堂支架最高的一联,支架高度18.1~20.87m。横梁部位:箱梁端横梁2.4m范围内,立杆的纵横间距为60cm×60cm及60cm×45cm,支架立杆步距为1.2m。梁体部位:箱室下方,立杆纵横间距为90cm×90cm,支架立杆步距为1.2m。腹板位置横桥向间距30cm,顺桥向间距60~90cm,支架立杆步距取用1.2m。主线标准段支架横断面如图1所示。

2.4主线路口变高段箱梁支架搭设

星湖大道地面交叉口处大跨采用变截面预应力混凝土连续箱梁,桥跨布置40m+55m+40m。箱梁采用单箱4室断面,箱梁外侧弧形斜腹板斜率控制为1∶1.6,混凝土强度等级为C50,按纵、横向双向预应力进行设计。预应力混凝土大箱梁结构横断面尺寸:标准桥宽25.0m;变截面桥梁跨中梁高2.5m,支点梁高3.5m,梁底遵循出二次抛物线变化规律;顶板厚度0.26m;跨中腹板0.6m,直线渐变至端横梁和中横梁处厚度分别为0.8m和0.7m;跨中底板厚度0.26m,直线渐变至端横梁和中横梁处厚度分别为0.35m和0.42m;满堂支架搭设高度20.870~21.504m。横梁部位:在箱梁的端横梁位置3.6m范围内,立杆纵、横间距设置为60m×60m和60cm×45cm(横向间距45cm:碗扣支架间距90cm,中间加密1根48普通钢管立杆),支架立杆步距取0.6m。中横梁位置7.2m范围内,纵、横间距设置为60m×60m和60cm×45cm(横向间距45cm,采用碗扣支架间距90cm,中间加密1根48普通钢管立杆)。梁体部位:箱室下方立杆纵横间距设置为90cm×90cm,支架立杆步距取用1.2m。腹板位置横桥向间距30cm,顺桥向间距60~90cm,支架立杆步距取用1.2m。主线变高段支架横断面如图2所示。

2.5匝道箱梁支架搭设

匝道桥箱梁与主线标准段箱梁基本一致,设计为标准跨径30m,29m,28m等高度预应力混凝土流线型箱梁,单箱多室,大挑臂,2~4跨一联,按纵向预应力进行设计。预应力混凝土大箱梁结构横断面尺寸:标准桥宽8.5m;预应力混凝土连续大箱梁高2.2m;预应力结构强度等级C50。满堂支架搭设高度0.6~14.5m。设W6,W7,E6,E10共4条上下匝道,E8,E9共2条定向匝道,匝道现浇箱梁共21联,桥跨布置组合有2×30,3×29,3×30,2×30,33+39+33共5种型式。横梁部位:在箱梁的端横梁位置3m范围内,立杆纵、横间距设置为60cm×60cm和60cm×45cm,支架立杆步距取用1.2m。中横梁位置4.8m范围内,纵、横间距设置为60cm×60cm和60cm×45cm,立杆步距取用1.2m(支架高度8m以上步距调整0.6m)。梁体部位:箱室下方立杆纵横间距设置为90cm×90cm,支架立杆步距取用1.2m。腹板位置纵横间距设置为30cm×90cm,支架立杆步距取用1.2m。匝道箱梁支架横断面如图3所示。

3支架搭设技术要点

在地基处理不到位、未达到施工标准之前,不得搭设承重支架,防止出现安全隐患。在搭设过程中,严格按照设计图纸进行,保证位置、尺寸的准确性,在安装碗口支架时,首先要确定起始安装位置,根据垫层标高确定立杆起始高度,为了防止因局部不平造成的受力不均问题,需要使用可调底托进行调整,其他节段同此处理,通过测量数据计算立杆底面标高,可以先将4个角立杆调平之后,挂线安装其他底托和立杆。为了保证施工质量和效率,防止发生安全隐患,须严格执行施工方案,根据相关规定,持证上岗,不得由无资质的人员操作。注重安全防护措施,在搭、拆过程中,必须配备安全器具,检查个人装备,系好安全带。钢管材料进场时,必须做好质量检测工作,检查其相关数据是否符合要求,如果存在质量问题,不得入场施工。施工过程中,安排专业人员进行监督检查,保证施工的规范性和操作的安全性,严格检查每根杆件的连接质量。为了防止出现倾覆、偏斜等问题,必须根据相关标准要求,同步设置有效的剪刀撑、斜撑,剪刀撑应通长布置,剪刀撑斜杆与地面夹角应保持在45~60°,保证与立杆扣接良好,其他纵、横向剪刀撑和水平剪刀撑也要严格按照规范要求和设计图纸执行。同时,扫地杆的设置也要符合规范,扫地杆应该位于支架底托之上5cm,高度不能超过20cm。连接支架立杆的时候,必须保证底部立杆和顶端受力点在竖向上相吻合,不得于一侧偏心。立杆的接长缝应该错开,在第1层,采用3.0m和2.4m的长度错开布置,然后往上均采用3.0m立杆,到顶层,采用0.9m和1.5m的顶杆进行找平。严格控制立杆的垂直度,如果支架高度小于10m,那么垂直度偏差要控制在0.005之内,全高垂直偏差不能超过10cm。碗扣架的立杆和横杆必须用碗扣扣件扣紧,而普通钢管立杆和横杆则需要用直角扣件扣紧,不能出现遗漏或者隔布设置的情况,横杆接头位置需要在不同立杆纵距错开,且与相邻立杆距离不能超过纵距的1/3,为了减少立杆偏心的问题,相邻步距横杆应该错开布置在立杆的两侧。在承受荷载后,支架可能会出现变形和挠度,所以,在安装前,必须合理设计预拱度,保证梁体浇筑的各部位尺寸能够满足要求,预拱度的确定需要根据理论计算和预压试验,在浇筑完第1跨箱梁后,加强变形量监测,为其他跨的预拱度设置提供参考。在承重支架的作业通道不完善、临边安全措施不到位、支架未经验收合格挂牌的情况下,不得铺设底模、格栅。铺设底膜和格栅时,需要保证两者的同步性。验收时,应该分层验收。箱梁支架搭设施工时,需要在合适部位安装作业斜道,斜道坡度高长比应该控制在1∶3,如果斜道高度超过6m,必须在斜道中部设置平台,斜道每隔30cm装设防滑条。

4支架预压

4.1预压方案

结合现场实际情况,在每联支架搭设完成、顶部钢管和方木布置好后,对箱梁进行逐跨预压,准确计算预压重量,通常情况下,预压重量为钢筋混凝土荷载的1.1倍,预压分3级加载,3级加载依次为预压单元内预压荷载的60%,80%,100%。纵向加载从箱梁结构的跨中开始向支点处进行对称布载,横向加载从箱梁结构的中心线向两侧进行对称布载。每级荷载加载完成后,先停止下1级加载,并每隔12h对支架沉降量进行1次监测。当顶部监测点12h的沉降量平均值小于2mm时,可进行下1级加载。

4.2沉降观测

设置上、下2层观测点,分别位于顶部和扫地杆的方木上,纵桥向设置箱梁跨中、1/4跨处和两侧端部共5个断面,在每个断面的箱体中部和翼缘板两侧分别设置2个观测点,共6个,每跨合计30个观测点,并且在支架基础上对应布设观测点。合理设计观测时间,能够准确获得支架和基础的弹性、塑性沉降的相关数据,空载观测1次,每级加载测1次,满载测1次,满载后12h测1次,满载后24h测1次,满载后36h测1次,直到连续3d累计沉降在3mm之内,预压时间不小于7d,分别对支架上的监测点及对应支架基础的监测点进行监测记录,卸载后,根据所观测的标高数据计算出塑性沉降和弹性沉降,绘制荷载与沉降量关系曲线,形成书面报告,报送相关单位审核。

5结束语

希望能充分掌握桥梁工程箱梁支架搭设施工要点,通过科学设计和组织管理,提高技术应用的规范性,保证施工质量和效率。

参考文献

[1]农校东.桥梁施工中支架现浇箱梁技术的应用概述[J].企业科技与发展,2021(1):69–70,73.

[2]何诚杰.跨既有高速现浇箱梁支架设计与箱梁施工技术要点[J].企业科技与发展,2019(2):119–120.

[3]杨智慧.桥梁施工中支架现浇箱梁技术的应用分析[J].绿色环保建材,2019(7):87–88.

作者:张凯锋 单位:上海建工(浙江)水利水电建设有限公司上海分公司