XX大桥南引桥起点位于顺德河道南大堤,经勒流稔海村和扶吕村,终点与港口路相接,起止里程K1+800~K3+088.756,项目主桥梁188金宝博平台设计为15*30m简支箱梁,长度450米。其中墩身共计56个,盖梁28个,盖梁长11.8m,宽2m,高1.75m,墩柱加厚区高2.25m,盖梁顶面水平,侧面及底面边角处均采用15cm×15cm倒角,盖梁外侧悬臂265cm。盖梁均采用C40混凝土,单个盖梁混凝土方量43.7m3,钢筋6.4t。盖梁距离地面高度3~9m。
图1 盖梁正面图
图2 盖梁侧面图
1目的
传统盖梁多采用支架法施工,主要工艺流程:地基处理→支架搭设→安装底模→预压→钢筋绑扎→侧模及预埋钢筋安装→浇筑混凝土。此方式不仅繁琐,施工成本大、施工工期较长、安全风险高。
减少盖梁施工成本,缩短施工工期、降低安全风险是盖梁施工工艺改进的主要目的。
2思路
盖梁支架法施工必须先对地基进行处理,菊花湾大桥盖梁共计28个,每个盖梁均需要地基处理,费用较大,盖梁高度较高,脚手架的投入量较大。而穿心钢棒法施工,主要利用墩柱自身的承载力支撑盖梁模板的重量,有效的解决地基处理和支架投入的费用。
盖梁钢筋现场绑扎时间较长,均处理高空作业,安全风险较高。而盖梁钢筋在钢筋场绑扎成型后整体吊装就位,大大缩短的高空作业时间,降低了安全风险,提高施工效率。
3工作原理
盖梁无支架法施工及钢筋整体安装,是在墩柱上设置预留孔,安装钢棒通过钢棒把力传递到墩柱的施工方法,钢筋整体安装,是通过在钢筋场提前将盖梁钢筋绑扎成型,通过吊车整体进行安装,减少了高空作业的时间,提高了施工效率,降低了安全 风险。
施工工艺
盖梁施工支架采用墩身预埋钢棒,利用预埋钢棒搭设盖梁支架。在墩柱顶向下1.33m(到PVC管底)高度垂直于盖梁轴线沿墩身径向预埋安装钢棒的孔洞,预留孔洞采用PVC材料,管内径为160mm,模板安装前将管口封堵,避免管内被混凝土充填。承重支撑采用直径为140mm穿心钢棒,在棒上支设钢楔块为调整体系高度用,在钢楔块上架设HM588型钢作为支撑系统纵梁。在纵梁HM588上设置Φ18螺栓孔与钢楔块栓接,纵梁上横向按500mm间距架设I16工字钢做为分配梁,分布梁两端各留出1.0m作为施工操作平台,平台上满铺3cm木板,平台四周设栏杆并挂设防护网,防护网高度1.2m,盖梁钢底模铺设在分配梁上。
盖梁无支架施工及钢筋整体安装工艺_4图3墩柱预埋预埋孔 图4钢板及调节块安装
01钢棒安装
钢棒采用高强度钢棒,需在专业的热处理厂进行调质处理,处理后的强度应满足规范要求。钢棒直径14cm,单根钢棒长2.5m(墩柱每侧伸出50cm),钢棒采用吊车起吊,人工站在升降车或梯笼内安装,穿钢棒时两边伸出50cm±5cm,为便于钢棒安装和拆除,在钢棒的一段焊接一吊环,吊环与钢棒之间焊接稳固、牢靠。
图5 钢棒吊环示意图
02调节块与纵横梁安装
调节块采用钢板焊接制作而成,最大调节6cm,为了使钢棒和调节块充分接触,调节块的底部设置呈半圆形(见下图),在调节块上架设HM588型钢作为支撑系统纵梁,为确保调节块稳定,在钢棒与调节块之间焊接楔形块,防止调节块滑移;在纵梁HM588上设置Φ18螺栓孔与调节块连接,纵梁顶部安装16工字钢作为横向分配梁,间距0.5cm。
图 6调节块卸载前 图7 调节块卸载后
图8 盖梁施工图
03支架平台
①作业平台布置
盖梁长11.8m,宽2m,每侧留出1.5m的人行通道和作业平台,作业平台采用3mm厚钢板满铺,具体布置图如下图所示。
图9 作业平台布置图
②登高设备
本188金宝博平台盖梁施工登高主要采用梯笼,梯笼安装前应先打好梯笼混凝土基础,并做好锚筋预埋。梯笼与盖梁支架不得采用受力连接而密贴,采用脚手板进行连通上下出口即可。
图10 梯笼示意图及实物图
04底模安装
盖梁底部支架采用采用钢管加顶托,顶托顶部设置10cm*10cm方木,钢管横向间距50cm,纵向间距60cm。盖梁两侧底模采用三角桁架支撑,三角桁架由模板厂家统一加工,桁架采用I16工字钢,槽钢之间采用焊接连接,焊接稳固牢靠 ,桁架安装时前后两侧安装限位楔块,限位楔块使用15mm厚钢板。
图11 盖梁支架立面示意图
05钢筋安装
盖梁钢筋在钢筋场绑扎成型,运输到施工现场整体进行安装,盖梁钢筋笼长11.8m,宽2.4m,高1.75m,总重6.4t,采用1台25t吊车安装,如下图所示。盖梁无支架施工及钢筋整体安装工艺_11
图12盖梁钢筋笼整体吊装图
技术难度
盖梁支架法施工地基处理要求高,对于本项目的软土地基需进行换填并硬化混凝土,支架法施工易产生非弹性变形,每个盖梁施工前需要进行堆载预压。钢筋现场绑扎属于高空作业,操作空间受限,易出现安全隐患。
创新点
菊花湾大桥墩柱形状为矩形,截面尺寸为1.4m*1.5m,盖梁采用钢棒施工法施工,在墩身上预埋钢棒,利用预埋钢棒搭设盖梁支架。支架体系主要创新点是在墩柱上预埋钢棒作为支架体系的承重支撑,盖梁的重量通过型型钢传递到墩柱,墩柱受力,传力途径简单明确,不存在支架下沉问题,支撑的稳定性较好。因墩柱为矩形墩柱,若采用抱箍法施工,抱箍与墩柱之间摩擦力不均匀,安全性能较差,不建议采用抱箍法施工。与传统的钢管支架体系相比有以下优点。
1本项目地基较软,钢管支架施工时需对地基进行换填处理并浇筑混凝土。钢棒法施工避免了钢管支架施工的地基处理,减少了地基处理成本;
2钢管支架施工时,支架搭设时间较长,材料消耗较大,钢棒法施工减少支架搭设及拆除时间,缩短了盖梁施工工期,降低了施工的安全风险;
3墩柱较高时,钢管支架体系非弹性变形较大,钢棒法施工非弹性较小;
4水中墩等地质复杂地段,无法用钢管支架法施工,钢棒法施工不受影响。
实施效果
盖梁采用无支架法施工工艺和盖梁钢筋整体安装的工艺,革新了传统的支架法施工和现场钢筋绑扎工艺,避免了地基处理费用、减少了高空作业时间,降低了安全隐患,缩短了施工工期,提高了施工效益,安全质量文明施工有了保障。
效益及推广价值
解决了传统盖梁施工方法存在的作业人力多、劳动强度大,施工周期长等问题。采用无支架法施工及钢筋整体吊装,简化施工工艺、缩短工期,提高了施工效益,减少人员高空作业的安全风险,安全质量文明施工有了保障。
在公路和市政188金宝博平台经常遇到因地质条件、交通通行条件等的限制,而无法采用支架支撑法对桥梁盖梁进行施工,或采用支架法施工成本较高。而无支架支撑法是利用桥梁墩柱自身承载力支设盖梁模板的施工方法,具有简便、经济的特点。可以广泛应用在盖梁施工中。