論文運(yùn)用滿堂支架進(jìn)行施工技術(shù)孔王

#運(yùn)用滿堂支架進(jìn)行預(yù)應(yīng)力混凝土

連續(xù)箱梁現(xiàn)澆施工技術(shù)中鐵十三局四處孔祥平王濤［內(nèi)容提要］滿堂支架支承體系屬多支點(diǎn)支承體系，以多支點(diǎn)分散荷載，將荷載傳向地基，因此要求地基必須具有足夠的承載力，能將現(xiàn)澆混凝土施工過程中支架下沉量控制在允許范圍內(nèi)，同時(shí)，更重要的是要求所有支點(diǎn)均勻下沉，以預(yù)防梁體由于不均勻下沉而產(chǎn)生開裂。下面就滿堂支架設(shè)計(jì)與施工、預(yù)留拱度、地基處理及預(yù)壓試驗(yàn)、沉降觀測等方面進(jìn)行技術(shù)分析和總結(jié)。［關(guān)鍵詞］滿堂支架連續(xù)箱梁現(xiàn)澆技術(shù)總結(jié)1．工程概況成都市三環(huán)路工程是國家西部大開發(fā)的重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目，我處承建的三環(huán)路——老川藏路跨線橋位于成都市八一家俱城中心側(cè)，連續(xù)上跨老川藏路和五七 0一廠專用鐵路，與老川藏路相交里程為 K26+422.569,與五七 0一廠專用鐵路相交里程為K26+864.8551本橋設(shè)計(jì)為 6口25.75+35+25口25.75M現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土箱型連口梁橋，全橋長835.05M,每4孔為一聯(lián)，全橋共8聯(lián)，分為分離式的左右兩幅 ，每幅梁寬16.86M,中央間隔7.14M部分不設(shè)蓋板以增加橋下采光口口徑25.75M梁體為寬翼緣箱型截面 ，口高1.40M,箱梁為單箱四室 ，翼緣箱板懸臂寬2.93M,箱底寬11M,箱梁腹板厚0.4M,箱室寬2.25M,頂?shù)装搴穸葹?0.18M1主孔35M跨對應(yīng)主墩范圍內(nèi)的梁體根部增加承托，其根部 3M寬隱形蓋梁高為1.70M,兩側(cè)為 0.30口5.50M的承托，其線型按直線變化 ，腹板厚為0.55M,頂?shù)装搴穸葹?.20M,除口腹板外，口中腹口中線均與 25.75M跨腹板中線對應(yīng)口口區(qū)地質(zhì)情況為： 表層為稻田地或雜填土， 地表以下4M范圍內(nèi)為粘土或亞粘土，再往下為砂卵石層，厚為 20M左右口本橋的設(shè)計(jì)荷載為城—— A級(jí)汽車荷載1．滿堂支架設(shè)計(jì)在連續(xù)箱梁灌注混凝土施工過程中，支架的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和沉降量是保證梁體灌注質(zhì)量的關(guān)鍵問題，設(shè)計(jì)支架時(shí)，在支架強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性方面容易滿足，著重考慮的是支架的變形和下沉，特別是支架均勻沉降方面尤為重要，要求地基必須具有足夠的承載力并且要進(jìn)行預(yù)壓1滿堂支架設(shè)計(jì)按照《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》 JTJ041-89第八章第二節(jié)：模板、拱架和支架的設(shè)計(jì)進(jìn)行， 其中荷載計(jì)算按照 《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》 JTJ041-89附錄8-1：普通模板荷載計(jì)算參考資料進(jìn)行12．1方案比選2．1．1荷載計(jì)算及荷載組合以25.75M標(biāo)準(zhǔn)跨為例進(jìn)行支架荷載計(jì)算。第一部分工程概況中已經(jīng)明確：每幅口寬16.86M,其中箱梁底寬11.00M,翼口箱板懸臂寬度 2.93M,由于箱梁底寬11.00M范圍內(nèi)的荷載集度要比翼口箱板的荷載集度大得多 ，因此取箱梁底寬 11.00M部分作為荷載計(jì)算和支架設(shè)計(jì)的控制依據(jù)。以下的荷載計(jì)算均為每口箱梁底寬 11.00M部分的計(jì)算數(shù)據(jù)。⑴模板和支架自重 115.31KN/每跨⑵新澆注鋼筋混凝土的重力 5725.85KN/每跨⑶施工人員和施工料 、具等行走運(yùn)輸或堆放的荷載 283.25KN/每跨⑷振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載 566.5KN⑸防雨\養(yǎng)生等用具\(yùn)用料產(chǎn)生的荷載 13.88KN計(jì)算強(qiáng)度荷載組合為 ：⑴+⑵+⑶+⑷+⑸=6704.79KN/每口，驗(yàn)算剛度荷載組合為 ：⑴+⑵+⑸=5855.04KN/1O2．1．2方案初選按九種情況考慮比較。見表一。通過比較，方案③、方案⑤、方案⑦支架強(qiáng)度均可滿足要求，方案③、方案⑤、方案⑦支架方案要求地基承載力分別為 199.56Kpa、115.13Kpa、149.69Kpa,方案③要求地基承載力最高 ，方案⑤要求地基承載力最低 ，方案⑦要求地基承載力適中 ;九種情況支架設(shè)計(jì)技術(shù)數(shù)據(jù)比較分析表 表口穩(wěn)定性考慮，方案⑤長細(xì)比較方案⑦大 ，要求剪刀口數(shù)量多 ，故優(yōu)先選擇方案⑦。2．2支架強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性檢算2．2．1支架方案描述

滿堂支架順橋向立柱排距0.9M,橫橋向立柱排距1.2M，滿堂支架順橋向立柱排距0.9M,橫橋向立柱排距1.2M，水平桿步距1.2M；箱梁牛腿處及隱形蓋梁實(shí)心段支架布置加密，口橋向立柱排距 0.45M,橫橋向立柱排距0.6M,水平桿步距仍為 1.2M；底口橫橋向承重方木采用 15CM口12CM方木，承重方木中心間距為0.9M,順橋向分布方木采用 8CM口10CM方木，分布方木中心間距為 0.3M,底模采用12MM厚竹膠板；為保證滿堂支架整體穩(wěn)定 ，在箱梁下每四排立柱設(shè)置一排橫橋向剪刀撐,每三排立柱設(shè)置一排順橋向剪刀撐(詳見圖一) 。2．2．2強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性檢算222立柱穩(wěn)定性與軸向力檢算長細(xì)比：入二h/i i=口I/A其中，h代表步距，取 1.2m,鋼管外徑 48mm,內(nèi)徑41mm.I=n1484-414)/64 A=n1482-412)/4所以 i二口I/A二口(482+412)/16=15.78mm人=1200/15.78=76.05<[入]=150穩(wěn)定安全系數(shù)1.972,立柱穩(wěn)定。軸向力安全系數(shù)： 30/23.95=1.253,軸向力滿足。2．2．2．2方木撓度檢算⑴順橋向分布方木撓度檢算由滿堂支架設(shè)計(jì)圖可將分布方木受力圖式簡化為 :圖二分布方木撓度檢算圖單位(:由滿堂支架設(shè)計(jì)圖可將分布方木受力圖式簡化為 :圖二分布方木撓度檢算圖單位(:根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)手冊 <<基本資料>>中關(guān)于簡支梁的撓度計(jì)算公式f=5ql4/384EI其中:E=10GpaI=0.08x0.13/12q=5855.04/(25.75x37)=6.14KN/m所以f=5x6.14x1000x0.94/(384x10x109x0.08x0.13/12)=0.79mm<[l/400]=2.25mm⑵橫橋向承重方木撓度檢算根據(jù)滿堂支架設(shè)計(jì)圖可將承重方木受力圖式簡化為 :圖三 承重方木撓度檢算圖 單位根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)手冊 <<基本資料>>推得:f=5Pl3/162EI其中:P=5855.04x0.9/(25.75x37)=5.53KNE=10GPaI=0.12x0.153/12所以f=5x5.53x1000x1.23/(162x10x109x0.12x0.153/12)=0.87mm<[l/400]=3mm底2模.板3強(qiáng)度與剛度檢算根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)手冊 <<基本資料>>:f=0.00253xql4/BC其中:BC=Eh3/12=10x109x0.0123/12h為竹膠板厚度 12mmq=5855.04x(0.9x0.3)/(25.75x11)=5.58KN所以 f=0.00253x5.58x103x0.94/(10x109x0.0123/12)=0.6mm滿足撓度要求。M=0.04ql2=0.04x5.58x103x0.92W=bh2/6=0.3x0.0122/66=M/W=25.11MPa<[6]=33MPa通過檢算，立柱的強(qiáng)度、長細(xì)比及支架的整體穩(wěn)定性滿足要求，承重方木、分布方木及底模的強(qiáng)度和剛度滿足要求。2．3預(yù)拱度的計(jì)算根據(jù)《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》 JTJ041-89第8.4.2條規(guī)定，在確定預(yù)留施工拱度時(shí)，應(yīng)考慮以下因素：(1)、超靜定結(jié)構(gòu)由混凝土收縮、徐變及溫度變化而引起的撓度；(2)、由結(jié)構(gòu)重力引起梁的彈性撓度，以及 1/2的汽車荷載(不計(jì)沖擊力)引起梁的彈性撓度；以上兩項(xiàng)撓度根據(jù)設(shè)計(jì)要求： “經(jīng)結(jié)構(gòu)變形計(jì)算，梁體上拱和下?lián)献冃尉^小，不設(shè)預(yù)拱度，但施工單位搭架時(shí)，應(yīng)結(jié)合橋下地基、支架和模板變形等實(shí)際情況考慮此部分下沉變形的影響。 ”(3)、支架承受施工荷載作用引起的彈性變形每根立柱承受施工荷載作用引起的彈性變形口 L用虎口定律公式計(jì)算：

式中： N——式中： N——每根立柱所承受的施工荷載，L——每根立柱的長度，E——立柱的彈性模量，A——立柱的橫截面積，則立柱承受施工荷載后的彈性變形口口△L=NL/EAN=23.95KN/每根L=6ME=210GPaA=4.893口10-4M2L=1.4MM(4)．受載后由于桿件接頭的擠壓和卸落設(shè)備壓縮而產(chǎn)生的非彈性變形按《公路"采橋涵施工技術(shù)規(guī)范》 JTJ041—89第8.4.2條表8.4.2"預(yù)留施工沉落值參考數(shù)據(jù)"采用。(a)接頭承壓非彈性變形木與木(橫紋) 1.5MM/接頭 等效荷載試驗(yàn)確定值木與鋼 2MM/接頭(b)卸口設(shè)備的壓縮變形木楔接縫壓縮 1MM(5).支架基礎(chǔ)在受載后的非彈性沉陷通過地基預(yù)壓試驗(yàn)曲線分析確定平均取 6MM,后面詳述。(6)．經(jīng)分析計(jì)算，并結(jié)合現(xiàn)場地基處理的實(shí)際情況及地基預(yù)壓試驗(yàn)結(jié)果確定：25.75M標(biāo)準(zhǔn)跨口中底模最大預(yù)留拱度值 12MM,其余各點(diǎn)按二次拋物線分配。．滿堂支架施工3．1地基處理200KPa；6MM200KPa；6MM。30CM,然后用壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，25CM,采26T),先靜壓4口，再強(qiáng)口碾壓⑴通過滿堂支架的設(shè)計(jì)計(jì)算，要求地基承載力不小于⑵通過地基預(yù)壓試驗(yàn)確定，要求地基在受載后的非彈性沉陷不大于.．地基處理方法⑴將原地面的腐植地表層土、耕植土清除不少于壓實(shí)度不低于 93%；⑵按 2%橫向排水坡(橋中心向兩側(cè)排水)填筑連砂石，每層虛鋪厚度用14T輪胎式震動(dòng)壓路機(jī)(震動(dòng)輪的激振力不小于12遍，要求壓實(shí)度不低于95%，12遍，要求壓實(shí)度不低于層。連砂石填筑厚度根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況確定。⑶壓路機(jī)碾壓過程中，對出現(xiàn)回彈、沉陷現(xiàn)象的部位必須進(jìn)行換填處理，換填處理后的部位必須達(dá)到要求的壓實(shí)度。⑷地基處理完成后的結(jié)果根據(jù)地基預(yù)壓試驗(yàn)確定是否滿足要求，如不滿足要求，需分析原因，繼續(xù)處理，直至滿足支架要求的承載力和地基沉降量。⑸橋梁地基兩側(cè)設(shè)縱向排水邊溝，同時(shí)為防止支架下的地基被水浸泡，支架下的地面應(yīng)采取隔水措施，如覆蓋彩條布，要求彩條布的邊緣必須與排水邊溝的邊緣搭接，以利于橋區(qū)排水。地基預(yù)壓試驗(yàn)為了保證連續(xù)箱梁施工過程中準(zhǔn)確地掌握地基沉降量并將其控制在允許偏差范圍內(nèi)，必須對地基進(jìn)行與梁部施工條件相同的等效預(yù)壓試驗(yàn)。3.2.1實(shí)驗(yàn)平臺(tái)結(jié)構(gòu)由基礎(chǔ)墊塊、支承立柱、承重梁、分布方木及面板組成。 （詳見圖四）⑴基礎(chǔ)墊塊：采用 40cm口40cm口15cmC砼預(yù)制塊，共計(jì) 4塊；⑵支承立柱：采用口 32a字鋼，共計(jì)40,0000 50cm；⑶承重梁：采用口 32a字鋼，共計(jì)20,每根長度2.5m;⑷分布方木：采用 12cm口12cm方木，共計(jì)90,每根長度2.1m;⑸面板：采用 2.5m口2.1m口4mm鋼板?；A(chǔ)墊塊、支承立柱、承重梁、分布方木、面板的強(qiáng)度及剛度均分別進(jìn)行了檢算,結(jié)果均滿足要求。計(jì)算過程從略。3.2.2實(shí)驗(yàn)過程⑴實(shí)驗(yàn)開始前，要求實(shí)驗(yàn)部位地基壓實(shí)度與梁口施工期間地基壓實(shí)度基本一致，并在實(shí)驗(yàn)地基上鋪設(shè)約 2cm的粗砂墊層找平。（2）實(shí)驗(yàn)的加荷標(biāo)準(zhǔn)第一級(jí)荷載（包括實(shí)驗(yàn)平臺(tái)自重）宜接近于所卸除土的自重應(yīng)力（即實(shí)驗(yàn)面以上土的自重應(yīng)力） ,其相應(yīng)的沉降不計(jì)。每級(jí)荷載增量為 2.4T。加載要均衡,保證四0立柱均勻受壓。沉降觀測施加每級(jí)荷載后,每隔 20分鐘觀測沉降一次,直至沉降相對穩(wěn)定為止。沉降相對穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn),一般規(guī)定：最后 30分鐘（砂土） -60分鐘（粘性土）內(nèi)觀測沉降量不大于0.1mm.。實(shí)驗(yàn)過程中如發(fā)現(xiàn)有下列情況者即可認(rèn)為土已達(dá)到極限狀態(tài), 此時(shí)應(yīng)立即停止施加荷載。⑴立柱下基礎(chǔ)墊塊周圍土體有明顯側(cè)向凸出、擠出口砂土）或出現(xiàn)裂紋（粘性土）。⑵荷載增加很小，但沉降值 S卻急驟增大，即 P-S曲線出現(xiàn)陡降現(xiàn)象。⑶荷載不變而24小時(shí)內(nèi)沉降值隨時(shí)間近于等速增加。（4）當(dāng)荷載沉降值是壓縮土層厚度的 1%時(shí)。地基預(yù)壓試驗(yàn)測試記錄見表二。地基預(yù)壓R~S曲線地基預(yù)壓R~S曲線見圖五。通過 R~S曲線可以看出， R=149.69KPa對應(yīng)的地基沉降量為6mm。3．3滿堂支架搭設(shè)支架搭設(shè)嚴(yán)格按照支架設(shè)計(jì)圖進(jìn)行施工。首先按支架設(shè)計(jì)位置在地基上鋪設(shè)40CM]40CMD15CM的C20混凝土預(yù)制墊塊， 然后在墊口上安放支架立桿可口底座， 進(jìn)

行支架搭設(shè)。碗扣式滿堂支架安裝時(shí)，在可調(diào)底座基礎(chǔ)架上先立定位立桿，再將橫桿接頭插入立桿的碗扣內(nèi)，壓緊并旋轉(zhuǎn)上碗扣鎖固，按照由底層向上的順序安裝。當(dāng)支架搭設(shè)接近于設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，采用立桿可調(diào)托盤進(jìn)行調(diào)平，此時(shí)支架頂部要預(yù)留10~20CM的可調(diào)范圍，為標(biāo)高調(diào)整和拆模提供空間。 施工過程中，必須嚴(yán)格控制可調(diào)地基預(yù)壓試驗(yàn)測試記錄數(shù)據(jù)表表二項(xiàng)目加載次數(shù)加載時(shí)間(min)觀測時(shí)間(min)荷 載每級(jí)荷載沉降量(mm)累計(jì)沉降量(mm)(KNDR0.4*0,4*4(Kpa)16:206:402437.51.42.87S0057:200.37:400.38:000.28:200128:208:4048750.33.99:000.39:200.29:400.210:0001310:0010:2072112.50.44.910:400.311:000.211:200.1411:2011:40961500.36.012:000.312:200.212:400.213:000.1513:0013:20120187.50.57.313:400.314:000.214:200.214:400.1614:4015:001442250.68.915:200.315:400.216:000.216:200216:4001注：實(shí)驗(yàn)平臺(tái)自重為 11.83KN,分級(jí)加載重量為 24KN.底座和可口托盤的螺桿留在立柱內(nèi)的長度不得少于 25CM,避免局部失穩(wěn)。剪刀口應(yīng)隨支架的搭設(shè)和拆除同步進(jìn)行，以免支架整體失穩(wěn)。4澆.筑箱梁混凝土箱梁混凝土采用混凝土輸送泵方式運(yùn)輸。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，箱梁混凝土分兩層澆

筑：第一層澆筑底板及腹板混凝土，及底板以上混凝土，見圖六。每層均以一聯(lián)為單位一次性連續(xù)澆筑完成。為了保證混凝土的澆95cm處，第二層澆筑頂板及翼緣板筑質(zhì)量，我們采取了以下措施：95cm處，第二層澆筑頂板及翼緣板40 225 40 225 40 225 40 225 40' 293 1100 293 ?圖六混澆筑分層示意圖(1)、混凝土中摻入泵送劑，不僅能使混凝土在支架變形后凝結(jié)，而且能改善混凝土的和易性，提高輸送泵的泵送效果，有利于混凝土的施工。(2)、混凝土原材料進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，水泥、中粗砂、碎石、拌和用水及泵送劑均經(jīng)過檢驗(yàn)合格后方可使用。(3)、采用自動(dòng)計(jì)量配料裝置，確保拌和出的混凝土配合比準(zhǔn)確。(4)、用混凝土輸送泵直接將混凝土輸送到梁上，保證了混凝土的澆筑時(shí)間澆筑質(zhì)量。在進(jìn)行泵送混凝土?xí)r，控制以下幾點(diǎn)：(a)嚴(yán)格控制混凝土的坍落度(b)攪拌不勻、坍落度不符合要求、和易性不好的混凝土均要重新攪拌或棄之不用。(5)、由于梁腹板鋼筋比較密，四個(gè)箱室安排 5個(gè)熟練有經(jīng)驗(yàn)的振搗工振搗， 4個(gè)人每人負(fù)責(zé)一箱進(jìn)行振搗，一個(gè)人在后面進(jìn)行復(fù)查、二次振搗，以免出現(xiàn)漏振與振搗不密實(shí)現(xiàn)象。(6)、安排專人觀測支架的變形與模板的變形。(7)、安排專人養(yǎng)生。(8)、拆卸模板與支架的