总第212期交 通 科 技Serial No.212 2005年第5期Transportation Science&Technology No.5Oct.2005
收稿日期:2005205223高墩盖梁托架法施工工艺
刘书海
(大成工程股份有限公司 厦门 361009)
摘 要 托架法施工圆柱形高墩盖梁具有明显的优势,其包箍的设计与制作是关键。实践证明,采用该施工工艺既加快了施工作业进度,又降低了施工成本,并且安全、可靠,值得推广应用。
关键词 托架法 高墩盖梁 包箍 施工工艺
公路桥梁下部结构很多采用单排多根圆柱墩加盖梁开型式,通常采用满堂支架法施工,在搭设盖梁现浇支架前需认真处理支架地基,防止地基产生过大的沉降影响盖梁砼质量及线形。但对高身立柱的桥墩来讲,采用满堂支架法施工,支架材料用量大,搭设用时多,预留变形量不易控制,当遇有河塘时需采用其他施工措施,既不方便也不经济。我公司在粤赣高速公路的建设过程中,经过工程技术人员研究创新,采用托架法现浇老庄田大桥、柯木洞大桥及下围大桥的50个盖梁(其中老庄田大桥的3号墩柱高47m)。实践证明,采用托架法施工圆柱墩盖梁能降低工人的劳动强度,施工简便、周期短、成本低,取得了明显的经济效益。本文对以下介绍,供同行参考。
1 工法特点
(1)同满堂支架法相比,避免了对支架地基的处理,支架材料用量少,施工成本低。
(2)托架法支架搭设快,工效比满堂支架法提高了3倍以上。
(3)结构变形明确,刚度大,标高易控制,安全可靠。
本工法适用于公路桥梁的圆柱墩盖梁施工,以及类似的其他现浇构件。
2 工法原理
施工完圆柱形墩身后,在每个柱身上部按照标高位置安装一个钢制的包箍将柱身夹紧,然后在包箍上安放工字钢形成现浇盖梁的托架。利用包箍与桥墩的摩擦力承担盖梁、支架、模板及施工临时荷载,可节省大量支架及承重材料,加快施工进度。或者采用在柱身上部预留孔洞,待砼达到一定强度后,穿入钢棒,安装底座,在底座顶面安放工字钢,形成托架。盖梁、模板、工字钢自重及施工荷载通过底座和钢棒传给桥墩,拆除钢棒后,用同级别的砼将预留孔洞封堵。
3 包箍设计
包箍的设计与制作是关键,包箍是靠其与墩柱的摩擦力来承重的,而摩擦力的产生是由在包箍与墩柱间的橡胶片,由拧紧包箍的高强螺栓产生。设计时首先计算出盖梁、模板及施工荷载的合力即摩擦力的大小[1],根据选定的摩擦系数求出包箍侧压力,再根据侧压力的大小计算包箍的高度及选定高强度螺栓的个数及每个螺栓的拉力,最后拟定包箍的结构尽寸,验算脚焊的强度[2]。包箍一般用16～20mm厚的Q235钢板卷制。
4 施工工艺
411 施工工艺流程
托架法现浇盖梁施工工艺流程为:
设计并加工包箍→吊机或多组滑轮配合人工安装包箍→安放工字钢并用拉杆拉紧工字钢→铺设方木制作底模板→盖梁钢筋施工→安装盖梁侧模板并校正→浇筑盖梁砼。
412 施工方法
(1)加工包箍 按设计图选用合格的钢板加工包箍,并在包箍内侧胶粘上10mm厚符合设计要求的橡胶片。
(2)安装包箍 当柱身砼达到一定强度后拆除柱身模板,然后用汽车吊或多组滑轮配合人工将2块半圆形包箍吊装就位,用M22高强度螺栓连接,螺栓拉力控制在≥100kN。
(3)安放工字钢 用吊机等方法将2根工字钢安放在包箍的牛腿上,并用拉杆将2根工字钢拉紧,夹住柱身。
(4)制作底模板 底模用方木和优质的涂塑板制作,在安放好工字钢后,人工铺设横向10cm×10cm方木,按照盖梁中线在方木上铺设18mm厚的涂塑板,并用铁钉将涂塑板与横向方木固定,从而形成盖梁底模,也可在横向方木上直接铺放加工好的钢模板做底模。
(5)盖梁钢筋施工 一般在地面加工制作,然后人工在托架上绑扎成型,安装好形成钢筋保护层的塑料垫板,也可在墩旁绑扎成型后用吊机整体吊装就位。
(6)安装外侧模板 用吊机配合人工将盖板外侧模板吊装就位在托架上,用体外设置的上、下对拉螺杆将两侧模板固定,检查模板位置,必要时进行校正[3]。
(7)盖梁砼施工 按规范进行盖梁砼的浇筑,施工时注意上部施工人员的安全。
(8)拆模 盖梁砼达到设计强度的80%时,用吊机配合人工将模板及包箍拆下,继续进行下一个盖梁的施工。
5 机具设备
盖梁施工主要机具见表1所列。
表1 盖梁施工主要机具
序号名称数量型号
1砼拌合楼1套J S500
2砼运输车3台3m3/次
3砼振捣器2台
4吊机1台Q Y16～Q Y50
5带响扳手4把
6电焊机2台BX32500F
7弯曲机1台GW6210B
8切断机1台GQ40216 质量保证措施
(1)包箍之所以和柱之间产生如此大的摩擦力,主要靠高强度螺栓施于柱身的紧箍力,因为有包箍与柱间的橡胶片,避免了钢伤害柱身砼面,又增大了摩擦系数,使支撑体系安全可靠。因此,施加高强螺栓的拉力是关键。
(2)橡胶片厚度通常选用8～10mm厚的皮带,在加工包箍时,内径比柱径大2mm。
(3)安装包箍时,要求柱面、橡胶垫、包箍面清洁、干燥,以防降低摩擦系数。
(4)高强螺栓预拉力用力矩控制,用带响扳手施加。
(5)新加工的抱箍在正式使用前(或必要时),要用不小于计算的承载压力进行试压试验(在立柱下部采用水压法或反向千斤顶法进行),施工中每次安装抱箍前,均应对高强螺栓进行认真检查,以确保施工安全。同时混泥土浇筑应从两墩顶进行。
7 结语
我公司在粤赣高速公路十八合同段3座大桥的高墩盖梁施工中,采用托架法施工盖梁显示了明显的优势。与满堂支架法相比可提高工效3倍,与支架法相比可降低施工成本515万余元,共节约工期50d。实践证明,采用该施工工艺既加快了施工作业进度,又降低了施工成本,安全、可靠,值得推广应用。
参考文献
1 周水兴.桥梁施工计算手册.北京:人民交通出版社, 2004.436～438
2 杨文渊.桥梁施工工程师手册1第2版.北京:人民交通出版社,2003.201～203
3 张之强.公路工程管理与实务.北京:中国建筑工业出版社,2004.177～178
4 丁士昭.建设工程经济.北京:中国建筑工业出版社, 2004.49～52
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