任务5.1：连续梁支架现浇施工与控制

授课教师：章韵为了您的美好前程，请认真听讲，谢谢！任务5.1：连续梁支架现浇施工与控制任务目标：能进行连续梁支架法现浇质量工序控制与作业指导任务要求：完成某工程的支架法施工作业指导书或技术交底编写，并小组汇报支架法施工主讲：章韵前言支架现浇梁分为：普通钢筋混凝土梁和预应力钢筋混凝土梁。有单跨和多跨连续梁之分。支架法施工施工准备→地基处理→支架位置放线→支架搭设→支架校验调整→铺设纵横方木→安装支座→安装底模板、侧模板→底模板调平→支架预压→支架及底模调整→绑扎底板、侧板钢筋→安装波纹管→安装内模板→安装端模板→绑扎顶板钢筋→自检、报检→混凝土灌筑→混凝土养护→拆除边模和内模板→预应力张拉→压浆、封堵端头→养护→拆除底模板和支架→桥面铺装防水层及保护层→桥面系安装一、施工支架方案包括支架基础支架和模板支撑平台模板钢筋绑扎混凝土浇筑1、支架地基基础支架的地基基础结构根据实地地质地形条件和支架梁跨结构确定。对于地质承载力较好的地形地质条件，一般采用整体板式基础或者砌筑的条形基础。对于地质承载力较差的地形地质条件，一般采用桩基础、扩大深基础，有明流水的沟渠时架设支撑便桥过渡。地质承载力条件好坏的判断标准（我的标准）：当地表土质经过碾压、强夯后，每平米承载力超过梁部单位面积投影重量的，就认为是较好的，达不到这个标准就是较差的。经过加强处理后地表地质承载力达到10吨／m2（100KN／m2）以上为较好。地基加强处理的简单方法有碾压法、换填法和强夯法，复杂一点的方法有压入预应力管桩、打入钢筋混凝土桩、水泥搅拌桩、CFG桩等。一般根据工程需要和工期来确定。1、支架地基基础测定地质承载力的方法有静力触探法和平板载荷法。静力触探法测定方法简单，但结果误差大；平板载荷法比较麻烦，测量结果准确性较高。对于较大的现浇梁工程，可以采用平板载荷法测定地基承载力。这一点现场技术负责人应当会用。满堂密布支架采用板式基础，以地基的抗压支撑力为主。基础类型有：20～30cm厚夯填碎石垫层基础，20～50cm厚混凝土或者钢筋混凝土板式基础，浆砌片石板式基础等。当地基承载力较高时，为了减少地基基础工程量，可以改为条形基础或者扩大基础。条形基础或者扩大基础均采用混凝土或者砌筑片石基础，厚度根据刚性角来确定。1、支架地基基础满堂支架的地基怕水侵泡，水侵后承载力降低。避免不均匀下沉和整体下沉，地基基础表面要比周围地面高出至少20cm，周边设置排水沟，表面遮盖防水。较高的支架，采用满堂支架造价就会很高，一般以9米高为界限。超过这一高度，应设法改用粗钢管支架、加大间距，减少支柱数量。当支架地基承载力很差时，就要考虑桩基础，利用桩基的摩擦力和端承支撑力（与前面力的性质改变了）。桩基础造价都很高，就要加大支架跨度，以减少桩基和支柱工程量。桩基础有混凝土灌注桩、打拔钢管桩、压入预应力管桩等。1、支架地基基础采用混凝土灌注桩，桩孔根据地质水文条件确定成孔方法，有挖孔桩和机械钻孔。桩径一般为0.8～1.5m。无侧向水平力的桩基可以不配置钢筋。打拔钢管桩，可以回收再利用。一般采用直径Φ500mm以上钢管，太细的外围面积太小，摩擦力达不到要求。打拔采用专用振动锤。振动锤的型号根据需要的激振力选择。地表以下有下卧承载力高的土层时，按端承桩设计。2、支架结构密布满堂支架有圆木支架（过去我们采用较多）、扣腕钢管支架和钢脚手支架（现在采用较多）、钢结构门式支架等。大跨度支架一般采用型钢支架，如粗钢管支架（直径200mm以上）、型钢组合腿支架，铁路抢险备用的八三墩支架，就是属于型钢焊接的组合支架。支架支柱跨度一般大于2米，最大跨度支撑在两端承台上。支架现浇梁照片1、0＃块及逐段浇筑施工支架照片2、温福线25局客专箱梁满堂支架施工照片3、贝雷桁架梁施工支架示意图2、支架结构支架的整体稳定性要高，整体抗倾覆稳定系数大于1.5。支架支柱必须设有纵横向连接杆和斜拉（撑）杆，较高的支架还应设置斜拉筋、缆风绳。纵横连接杆的间距是根据支柱压杆稳定计算的自由高度确定的。单独一跨内有满堂支架和大跨门式支架的混合支架时，两支架间纵向应设法连接一体，必要时与两端墩台身拉结牢固。当支架现浇连续刚构连续梁时，由于刚构是梁和墩身刚性连接，墩身和梁形成一整体。在施工中，支架要求较严格，整体支架及地基基础应有足够的刚度，确保刚构不变形。并且刚构一次连续浇筑完毕，不得留有施工缝。混凝土灌注要有专项技术措施、组织措施，混凝土采用缓凝、微膨胀等措施。3、模板平台及模板模板平台由支撑梁部结构和面板组成。支撑梁部结构一般有纵向支撑梁和横向分配梁两层结构。纵向分配梁一般采用大方木（200*150mm、200*200mm等）、工字钢（I200～450）、大型槽钢、贝雷梁、万能杆件、八三军用梁及其它特制钢结构梁。横向分配梁一般采用小一点截面的小方木（100*100mm）、工字钢（I10～20）、20以下小槽钢、钢轨、小钢管等。3、模板平台及模板支撑梁的跨度和间距由计算的强度和挠度决定的，挠度计算比强度严格一些，一般以挠度来控制。箱梁外侧模板使用钢模板、竹胶模板，大多为满铺，内模板使用木模板或者钢木组合模板。外模支撑框架依据箱梁横截面形状和支架情况确定，一般满堂支架直接支撑到模板底，大跨支架需要在平台上二次安装模板框架。内模板制作芯模框架或者排架支撑。4、支架预压这两年排架倒塌事件屡屡发生，我们九局也有类似事件发生。较多倒塌事故发生在支架预压阶段，这充分说明了预压的重要性。因此要求我们技术管理人员必须坚持预压程序。★支架预压的目的是检验支架承载能力、消除缩性沉落量和测定弹性变形量曲线。按相关施工技术规范要求，箱梁预制必须准确设置预留拱度和沉降量。预留拱度和沉降量只有通过预压才能做到准确预留。4、支架预压★支架预压加载形式：原则上模拟箱梁等截面重量加载，由于加载工作比较繁琐，大多简化施工，直接在模板平台上堆载。模拟箱梁等截面重量加载示意图如下图所示：模拟箱梁等截面重量加载时，对应箱梁腹板的堆载物会很高，可以使用工字钢或者方木多为过渡横梁，摊平堆码物高度。4、支架预压★加载的重物依据现场条件，因地制宜就地取材，一般采用砂袋、碎石袋、混凝土块、型钢等重物。★加载过程：按照相关施工技术规范规定，加载后静止预压时间不少于24～48小时。加（卸）载过程全程测量支架沉落量，加（卸）载过程逐级堆（卸）载，一般每10吨测量一次，直至加（卸）完毕。堆载前在梁跨有代表的主要截面布置沉降观测点。沉降观测点布置在两端，1／4、1／2和3／4梁跨位置，每个横断面中心、梁底边缘和翼缘板边等5点位置。5、支架方案设计检算主要是针对承受施工荷载结构进行的相关检算。①计算荷载：梁段自重按照实际重量取值；钢筋混凝土按26KN／m3取值；施工荷载活载：3.0～3.5KN／m2；风载：高支架考虑风荷载，低矮支架可忽略，以荷载系数取之；风荷载按照当地施工期气象风压取值；基础、支架、模板结构自重：按实际取值；冲击荷载：大跨支架考虑一点，最多取20％；满堂支架可忽略。荷载系数：参照相关设计规范取值。5、支架方案设计检算②、抗拉抗压强度检算：参考结构设计规范计算；③、压杆稳定计算：参照钢木结构设计规范计算；④、支架整体稳定：抗倾覆系数不小于1.5；⑤、木模板平台支撑梁挠度：按相关工程施工技术规范取值，一般为1／400～1／500。5、支架方案设计检算⑥、检算内容：支架基础：地基允许承载力和桩基础支撑力，估算沉降量，最终值以预压为准；支架压杆稳定强度和整体抗倾覆安全系数；支架横梁和模板支撑梁的抗弯能力、抗剪强度、弯曲挠度；模板弯曲挠度等。二、钢筋工程支架现浇梁的钢筋工程属于常规施工，无特殊工艺要求。在桥梁附近地面设置钢筋加工场地，预先将钢筋加工成大样钢筋，然后大多组拼成网片，再把网片搬运到桥上就位绑扎成整体钢筋笼。钢筋接长大多采用闪光对接焊，按施工规范要求也可采用帮条焊接、搭接焊、搭接绑扎等接长方式。钢筋骨架的主节点点焊牢固，次节点可以绑扎成型。为满足施工人员荷载和混凝土灌注荷载需要，保证钢筋骨架不变形，钢筋骨架需要增加一些拉结筋，预应力孔道按设计要求设置定位钢筋。三、混凝土工程现在桥涵施工都要求采用集中拌和混凝土，配置强制式搅拌机，或者采用商品混凝土，混凝土用料均为自动控制计量。混凝土运输多采用专用罐车，混凝土灌注多采用输送泵和汽车泵。混凝土振捣大多采用插入式振捣棒，表面采用平板振捣器，个别情况采用振动摊平机。为减少混凝土硬化收缩产生的横断裂纹，连续箱梁一般设计成多段浇筑。一般15～30米为一个节段。较长的箱梁应预留后浇带（后浇段），调整箱梁混凝土收缩位移量。后浇带的混凝土应采用无收缩或者微膨胀混凝土，抵制混凝土收缩量。并且选择一天中气温较低时间段进行。铁路客运专线的箱梁沉降、位移要求较严格，后浇带应预先设置临时刚性支撑和预拉预应力筋。三、混凝土工程每一节现浇梁段的浇筑顺序，应先从沉降变形最大处开始，向沉降较小处进行。一般从垮中向两端进行，或从悬臂端向接茬端进行。每个断面从箱梁中间向梁边进行，以减少垮中变形对两端接茬的影响。浇筑后要注意防止混凝土表面凝固硬化的收缩裂。在终凝以前安排专人反复抹压混凝土表面，直到压不动为止。混凝土养生方式，根据气温和工期要求而定，可采用自然养生或者蒸汽养生。两种养生方式都要保持混凝土表面湿润，勤洒水，覆盖土工布保水。四、预应力钢筋及压浆预应力钢筋孔道成孔，有预埋铁皮波纹管和塑料波纹管两种，支架现浇箱梁很难采用抽拔橡胶管成孔。预应力箱梁根据跨度大小，大多为两向预应力，很少有三向预应力。两向预应力即为：箱梁纵向（顶板、底板和腹板内）和桥面板横向预应力，预应力钢筋大多采用钢绞线。三向预应力的腹板竖向大多为精轧螺纹钢筋。以浇筑混凝土为界限，两向预应力钢筋有先穿和后穿之分。对于长孔道、弯曲难穿的孔道、一端锚固的孔道、抢工期的孔道，大多是先穿预应力钢筋。四、预应力钢筋及压浆钢绞线下料采用无齿锯切割，绑线捆扎。穿钢绞线的方法有人工直接穿，卷扬机拉扯穿。预应力钢筋张拉，一般是先短束后长束，截面左右对称张拉。张拉应力控制采用双控，即以张拉吨位为主，以伸长值为辅。孔道压浆，要求采用真空压浆法。预应力钢筋张拉后及早压浆。压浆顺序为先低处孔道、后高处孔道，从一端向另一端进行，高处出浆孔冒出浓浆后捆扎紧，保压密实。就地浇筑法的施工工艺常用支架的构造简图a)立柱式支架b）梁式支架c）梁-柱式支架图4-6满堂支架现浇法图4-7箱梁内模构造图4-8现浇钢筋混凝土简支梁桥的施工工序五、常见的施工安全和质量事故1、施工安全事故满堂支架现浇梁常见的就是倒塌事故。如原路桥公司在沈阳四平高速公路平顶堡大桥支架现浇连续梁倒塌事故和最近七公司哈大客专支架倒塌事故。支架事故原因表现：现场管理人员水平低，一线技术人员工作能力不足、责任心差，编不出安全的、可行的专项施工方案，基本的结构检算不会。有了专项施工方案也缺乏论证和实效的审批。冒险偷减施工程序不预压（七公司就是两片未预压的军用梁折断）。倒塌反应的部位在地基承载力不足、不均匀沉降、支架压杆稳定强度低、承重梁强度不足、整体抗倾覆稳定剪刀撑杆不足等。墩台基坑回填是个薄弱位置，填筑碾压不密实，容易产生不均匀沉陷和承载力不足。支架倒塌图片05年12月14日贵州小尖山大桥垮塌图片湖南凤凰大桥倒塌前支架照片湖南凤凰大桥倒塌事故照片五、常见的施工安全和质量事故2、工程质量事故九局成立以来报废了两座支架现浇连续梁桥。大连处盖州和福厦客专线黄石特大桥各一座3孔连续梁。每座损失都在千万元！主要质量事故有：不分段浇筑，或者后浇带不采取措施，造成桥面横向贯通裂缝；波纹管堵塞，凿壁开孔破坏混凝土；锚下锯齿板钢筋不足，捣固不到位，混凝土不密实，强度不足；浇筑顺序和工艺不对，梁体混凝土腹板空洞、狗洞；责任心差，先穿的钢绞线水泥浆握裹造成假张拉，跨中无预应力，开通后梁体下弯裂缝等。杭州湾大桥（可能是铁4局的）悬浇梁底板预应力筋孔道