1、高墩现浇箱梁支架施工工艺工法1、 序言在进行现浇梁施工时，通常施工方法是对地基加固处理，然后搭设满堂支架。但对于地势陡峭、墩身高达40m现浇箱梁而言，采取满堂支架施工不仅地基处理难度较大，安全性降低，而且材料、人员投入也较大。贝雷梁柱式支架是现浇箱梁施工中常见一个支架形式，尤其在重荷载、高墩柱、跨度大情况时，则是较为经济安全一个支架型式。宜巴高速公路第十九标协议段兴山互通3、4、5、6、7#桥均为20m现浇梁，其下构为薄壁墩，地形陡峭，墩柱最高达42.5m，上构属单箱单室现浇箱梁，采取贝雷梁柱式支架施工，在支架施工过程中，项目部技术人员对支架基础处理、剪刀撑连接、贝雷片安装及施工机械综合利用不2、停分析，总结形成高墩现浇箱梁贝雷梁柱式支架施工工法。2、 工法特点2.0.1 施工工艺及条件相对简单，安全、质量轻易控制； 同满堂脚手架施工相比，贝雷梁柱式支架施工在重荷载、高墩柱、大跨度现浇箱梁情况下，则更为经济安全；2.0.3 能够避免大面积处理地基，能够降低人员投入；2.0.4 基础是机械配合人工作业，施工效率高，施工速度快，工期上能满足要求。2.0.5 在直线地段或曲线上纵、横坡较大现浇箱梁，处理较简单。3、适用范围 本工法适应于公路、市政、铁路桥梁直线地段和曲线地段连续现浇箱梁及其它现浇构件施工。4、工艺原理 贝雷梁柱式支架结构关键有混凝土基础、钢管立柱、工字钢横梁、贝雷片纵梁、钢管3、架组成。支架结构传力路径为：模板方木顶托钢管架贝雷片纵梁工字钢横梁钢管立柱混凝土基础地基。 利用钢管柱作临时支撑，贝雷片作梁 钢管立柱垂直方向每隔6米在平面上设置了平面联络，减小了钢管立柱自长度，增加了钢管立柱整体性。 贝雷支架总体部署图 5、施工工艺步骤及操作关键点5.1 施工工艺步骤贝雷片横向连接设置预拱度钢管架平连观察预压数据焊接质量自检 支架预压贝雷片上铺16槽钢搭设钢管架安装加强弦杆、连接贝雷片安装贝雷片纵梁加工工字钢横梁安装工字钢横梁钢管桩加工连接横撑、剪刀撑检测钢管桩垂直度、连接质量支立钢管桩基础钢筋绑扎基础预埋件制作扩大基础浇筑测量放样基础地基处理（换填）施工准备贝雷梁柱式支架4、施工工艺步骤图5.2 操作方法及关键点 地基处理地基处理工作关键是清除支架地段原地面杂物、淤泥及承台基坑积水等，采取含水量适宜素土、或石灰土、或碎石土分层回填压实至设计标高；或对原地面整平用压路机压实，必需时对原地面20cm范围做5%掺灰处理。具体要求为：地基压实度85%，用压路机压实后无“弹簧”土，平整度30mm。5.2.2 扩大基础设置 基础设置为方形基础，边长为2.4m，高1.2m，上下设置加强钢筋网（图所表示），在施工基础前对地基承载力试验，扩大基础处地基承载力必需达成350kpa。钢管柱基础施工图5.2.3 钢管柱安装在基础施工完成后，进行钢管柱安装。钢管立柱采取直径630mm钢管柱5、（壁厚10mm），钢管安装前，在基础上先用全站仪对平面控制点位置进行正确放样，拧紧首节和基础预埋螺栓，钢管分段吊装空中竖向连接，钢管柱两端焊接法兰盘，法兰盘用8mm厚钢板，采取螺栓连接，当采取焊接连接时应严格控制其对接正确度，安装时严格控制钢管倾斜度小于0.1%。每安装6m高设置一个钢抱箍，抱箍四面焊接横、纵、斜向联络，联络采取16号槽钢，并设置抗倾覆抱箍和该平面墩身连接，使其连为整体，增强其稳定性。钢管柱顶部采取80cm80cm1.5cm钢板作为法兰和工字钢横梁焊牢，以增强横梁稳定性。 钢抱箍施工图（单位：cm）5.2.4 贝雷片安装 在钢管柱和横梁安装完成并经过检验验收合格后，进行贝雷片吊6、装。贝雷片吊装采取两种方法。在场地条件好，贝雷片赔偿而且塔吊或吊车有足够起吊能力情况下，可在地面先拼接贝雷片后，整联双排吊装，假如场地场地条件不好，贝雷片又过长，塔吊或吊车起吊能力有限时，可将双排贝雷片纵向分为几节，分跨吊装拼接。安装次序为先吊装中间，后对称吊装两边贝雷片，吊装完成后，按设计用角钢作为横向联络，增强贝雷片横向刚度。吊装作业必需又专员指挥，起吊和下落须平稳，避免对立柱等结结组成冲击，以确保安全。贝雷桁架片两两组合成一幅，每两片用支撑架连为整体，同时用L75758cm角钢每隔3米将全部贝雷梁两两连接，确保贝雷片整体性。贝雷片安装完成后，在贝雷片上铺设16#槽钢，安装钢管支架，钢管支7、架横向按贝雷片间距部署，纵向按90cm间距部署，然后安装顶托，铺设横向方木，最终铺设底模。5.2.5 支架预压1、支架预压关键是搜集支架、地基变形数据，作为检验和调整预拱度设置依据， 本项目安排在互通6#桥3#4#墩处，采取砂袋进行预压，预压荷载根据设计要求取1.2倍梁体自重。做法以下：2、在预压段，按计算荷载摆放砂袋，砂袋密度按1.7t/ m3，经计算翼缘板顶面砂袋堆放高度为1.0m1.2m（自边缘向中间递增），而墩顶横梁处砂袋堆放高度为1.2+1.8=3m。为确保预压荷载和现浇砼时加载型式一致，先在腹板处堆叠砂袋，然后再在腹板内侧，最终在翼缘板顶面堆叠砂袋。3、观察： 预压前每隔5米设一个8、观察断面，每个断面设置3个测点（均在腹板底下部位），每个测点吊挂一个垂球。在支架未施加预压荷载前实施第一次观察，记为D1，以后匀速加载；当全部加载完成后，每12小时观察一次，直至沉降稳定后进行卸载，并统计卸载之前最终一次观察值记为D2；卸载后进行第三次观察，记为D3；砼浇筑完成后，开始卸架，卸架后进行第四次观察，记为D4。4、观察结果及预拱度调整：经过（D3-D2）观察值计算，可求卸架前支架、基础弹性及非弹性变形值，即：支架在一期恒载作用下弹性变形、非弹性变形和基底沉降f4；经过（D4-D2）观察值计算，可求卸架后梁体本身扰度值，并进行对应预拱度调整。5.2.6 预拱度设置和扰度控制 1、预拱9、度值关键考虑原因有：支架变形沉降、箱梁自重、施工荷载、混凝土收缩和徐变等，包含：卸架后一期恒载产生绕度f1；卸架后二期恒载产生绕度f2；成桥后3年内砼收缩和徐变产生绕度f3；支架在一期恒载作用下弹性变形、非弹性变形和基底沉降f4，其中f4值设置以下：1） 贝雷支架承受施工荷载引发弹性变形1=f挠=1.0cm。2）基础、钢管墩和工字钢在荷载作用下非弹性压缩2取1.5cm。3） 模板在荷载作用下非弹性压缩3为砼下沉量及各接触面变形量总和： 1 为砼下沉量，取0.2cm；2 为贝雷片和分配梁接触面变形量，取0.2cm；3 为分配梁和木楔接触面变形量，取0.2cm；4 为木楔和木楔接触面变形量，取0.10、2cm；5 为木楔和小方木接触面变形量，取0.3cm。3 =1+2+3+4+5=0.2+0.2+0.2+0.2+0.3=1.3cm则非弹性变形值为：4=3+2=1.5+1.3=2.8 cm2、卸架前跨中弹性变形1=1.0cm从中间（20m跨）向两边按二次抛物线进行分配，两支点处预拱度值为零，抛物线方程为：Y=-0.001x2+0.2x y 1.0cm 0 10 x（m）3、卸架后箱梁只有两个承载点，产生跨中（20m跨）绕度f5=f1+f2+f3，按经验取值为1.4cm（其中f1=1.0cm，f2+f3=0.4cm），两端墩顶处预拱度值为零，抛物线方程为：Y=-0.014x2+0.28x y 111、.4cm 则累加预拱度计算见下表： 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累计2.84.24.95.24.94.22.85.2.7 支架拆除 1、支架拆除为支架搭设逆工序，先降低顶托落模，人工拆除模板及方木。先拆除贝雷片横向联络，再将翼板下贝雷片用塔吊或吊车吊走，底板下贝雷片用倒链向两侧横移，用一样措施吊走。工字钢横梁和钢管立柱拆除能够经过在箱梁施工时预留卸架孔，用卷扬机吊走、结构验算a、在梁距端12.5米范围内为12、线型改变荷载，梁端为7.0*26=182kN/m, 其中腹板重：（0.5+0.7）*1.4*2*26）/4.5*2=9.7kN/m2 ；梁中为4.3*26=111.8kN/m, 其中腹板重：（0.5*1.4*2*26）/4.5=8.1kN/m2 。翼缘板每米重:(0.15+0.4)2/22.62=2.86T ，计0.715T/ m2，翼缘板处荷载q=7.15+2.5+1+2=12.65 KN/m2。 b、方木、模板自重1. 0KN/ m2。 c、施工人员和施工机具行走荷载：2 .5KN/ m2。 d、振捣砼产生荷载：2 KN/ m2。 e、贝雷梁自重：270kg/每片6片18组/20m=1.413、58t/m1、贝雷梁受力计算1）标准国产贝雷梁桁片许可弯矩788kN.m，假设每片贝雷片均匀受力，Mmax/ M0=7875/788=10片。依据施工及受力需要部署12排贝雷片，因梁体关键荷载在腹板上，所以在部署贝雷片时在腹板位置10排贝雷片，两边翼缘板处各一排。 施工立面图共设置12排贝雷片，满足施工要求。2、贝雷梁挠度计算：假设全部荷载为中间10片双层贝雷梁负担，以均布荷载q=175/10=17.5kN/m，跨度L=18米简支梁计算，f=5*qL4/(384*EI)=5*17.5*103*184/(384*2.1*105*106*250500*10-8)=45.4mm20/400=50mm14、。满足要求。3、大横梁验算大横梁为两根40b型工字钢以下图焊接： 钢管柱顶大横梁（两根40b工字满焊）图A=2*94.07cm2,Ix=2*22781cm4 ,Wx=2*1139 cm3。工字钢最大跨径为4.5米，依据受力分析得：依据受力分析得最大弯矩Mmax=439.97KN.M， 最大剪力=185.25KN， 剪应力max=Qmax/A=185.25/(2*94.07)=9.8MPa96.56 MPa所以采取二根40b工字钢能满足要求.4、钢管立撑受力计算按钢管柱部署图，现假设该立撑采取4根直径630mm，壁厚10mm钢管，高度按最高40m考虑，平面距离均为4.5m，沿高度方向用I20a工15、字钢按4m间距将钢管连接成整体，水平工字钢之间焊斜撑，以确保其稳定受力，将该钢管立撑采取4肢格构柱进行计算，计算式以下。1）整体稳定性验算lox= loy=4000cm换算长细比依据ox查表得轴心受压稳定系数依据计算中该梁考虑自重力为300t，考虑1.3安全系数即该格构柱顶部受力为390t，假设最大有10cm偏心，偏心受压弯M=153KN.M，钢管抗弯截面系数W=4.17106mm3，计算过程略。整体稳定性满足要求2）格构柱单肢稳定性验算l=400cm单肢稳定性满足要求5.2.9劳动力（见表1）劳动力情况表 表1序号岗位和职责人数备注1施工责任人1安排施工任务2技术员3负责技术工作3安全员1负16、责安全检验4质检员1负责质量检验5测量员2负责测量6塔吊司机2塔吊操作及保养7汽车吊司机2汽车吊操作及保养8班组长3负责立管桩、剪刀撑、贝雷片施工9电工1负责电路10焊工20切割、焊接钢管桩、剪刀撑、11架子工15搭设钢管架、安装贝雷片12模板工6基础混凝土浇筑13机修工2配件加工、机械维修14普工10文明施工、安全防护、材料运输等6、材料和设备6.1 材料（见表2） 贝雷梁柱式支架材料用量表 见表2 序号物资名称规格单位单位重量数量重量结构名称1螺旋管Q235 D630*10 L-7500mmt900m立柱2工字钢Q235 I40b L-9000mmt126m横梁3槽 钢Q235 16at117、200m立柱连接4钢 板Q235 800*800*16mmt125.6kg/m220m22.5立柱顶心5钢 板 Q235 10mmt78.5kg/m2100 m27.85立柱加强6联接片L75758 45cmt9.03kg/m8808.184贝雷片连接7联接片L75758 90cmt9.04 kg/m3423.09贝雷片连接8联接片L75758 150cmt9.05 kg/m94.320.85贝雷片连接9贝雷片321 16Mnl3000mmt270kg/片28877.710贝雷销子30CrMnTi50*200套840套11加强弦杆321 16Mnl3000mm根270套12弦杆螺栓45#钢M318、6*120套540套13角 钢L75*75*8t9.03kg/m235m2.13贝雷片间连接14钢 管直径4.8cm、壁厚3.5mmt1000m15高强螺丝8.8级套600166.2 关键施工机具和设备（见表3） 贝雷梁柱式支架施工关键机具和设备表 表3序号名 称规格及型号单 位数 量备 注1塔吊TC5100台12汽车吊QY-25台1倒运材料、配合塔吊作业3电焊机BX1-500台12焊接钢管桩、剪刀撑4氧气、乙炔切割设备套105临时性变压器315KVA台16发电机120KW台2备用电源7全站仪NiKon DTM-452C台1测量定位8水准仪徕卡台19插入式振动棒50型台2基础混凝土浇筑10手拉19、葫芦5t个811卷扬机2t台7、质量控制7.1 规范和标准 公路桥涵施工技术规范JTJ041 钢结构设计规范（GB50017） 钢结构工程施工质量验收规范（GB50205） 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130）7.2 质量控制方法 针对工程具体情况编制有针对性施工方案，由项目部技术责任人组织专业施工人员认真审学图纸，并组织工长和技术工人学习施工方案，对工人进行质量技术培训，进行详实质量技术交底，确保工人吃透操作关键点。7.2.2 严格控制材料质量，材料进场后应提供质量证实文件、检测汇报，需要复试应按规范要求进行复试。7.2.3 支架剪刀撑搭设要严格根据施工方案和规范进行检验验收20、。 编制贝雷梁柱式支架施工作业指导书，严格根据贝雷梁柱式支架施工作业指导书操作。8、安全方法贝雷梁柱式支架施工为高空作业，为确保工程顺利进行，确保施工人员及设备交通安全，特确定以下安全确保方法：8.1总体方法8.1.1认真落实实施“安全第一、预防为主”方针政策，严格实施中国安全生产法、建筑法及建设工程安全生产管理条例等法律法规和建设部颁发实施JGJ5999建筑施工安全检验标准。加强对全部参与施工人员进行“三级”安全教育，学习相关安全操作规程，提升大家安全意识，增强安全观念。切实做好安全本身保护工作。建立健全多种规章制度，制订多种安全操作规程，关键部位、特殊工序制订专题安全方法，持证上岗。加强安21、全生产管理，健全安全责任制，以人为本，科学地搞好安全生产文明施工。做好建筑工地消防安全工作，落实防火方法，配置消防器材，制订消防安全应急处理预案和交通安全。8.2、具体方法施工现场建立安全管理网络，设置专职安全员，处理安全和劳动保护问题及可能发生事故、事苗。施工人员进入现场，必需戴好安全帽和其它必需防护用具。施工现场和其它有危险地方要设置显著示警标志，基坑和沟槽四面要设护栏或隔离方法，夜间应有红灯示警，尤其是交通要道和交叉口部位尤为关键，夜间施工，现场要有足够灯光照明。支架外周围须配挂安全网，高空操作人员必需系好安全带，（操作前应进行高空作业安全教育），特种高处作业人员应持证上岗。多种机械设备22、施工工具要完好，定机定人，按操作规程进行操作。做好安全用电管理工作，普及职员安全用电和触电抢救知识，消除隐患，杜绝事故，电工要持证上岗。配电系统设总配电箱，分配电器、开关箱实施分级配电，开关箱装漏电保护器。严禁不按要求程序和要求进行搭设和拆除作业。8.2.8 雨、雪、大雾天气及风力大于五级以上时，应停止支架施工，施工机具应有防雨、防雷接地方法。9、环境保护方法9.1 成立绿色文明安全施工检验小组，对施工现场进行全方位监督，按工程划分区域，明确责任到人。9.2 合理选择作业时间，降低噪音对周围居民影响。9.3 剩下电焊条头应立即回收，集中处理。10 资源节省11、效益分析11.1利用钢管柱和贝雷片做现浇支架，安全可靠，施工质量能得到充足保障，施工速度快，大大降低了人员和支架投入，经济效益显著11.2 采取钢管柱和贝雷片作为支架，可避免大面积处理地基，降低了人员投入。11.3 构件较大数量少，较轻易确保施工安全。12、应用实例12.1 本工法在湖北省宜巴高速十九标应用情况12.1.1宜巴高速公路土建工程十九标项目互通6#桥设计为720m现浇箱梁，采取支架现浇，应用此工法，取得良好效果。12.1.2 宜巴高速公路土建工程十九标互通6#桥累计7跨20m现浇箱梁，计划3个月完成，按本工法实施，实际使用2个月零5天，相比而言工期提前了25天。