现浇箱梁钢管立柱支架施工技术研究

现浇箱梁钢管立柱支架施工技术研究

甘文鹏 云南省建设投资控股集团有限公司 651501

摘要：科技在不断的发展，社会在不断的进步，我国的综合国力在不断的加强，随着我国交通基建事业的发展和高速公路桥梁施工技术的提升，预应力混凝土连续箱梁由于结构性能好、抗扭刚度大和优越的跨越能力等优点在高速公路工程中运用越来越广泛，特别是现浇预应力混凝土连续箱梁，一直是桥梁施工中的重点和难点，是桥梁施工中制约工期的主要因素，现浇梁施工主要包括满堂支架、柱式支架及移动模架等施工方式，其关键技术包括临时结构的搭设、混凝土浇筑、张拉压浆及临时结构的拆除。

关键词：柱式支架；现浇梁；设计；受力验算

引言

近年来，随着高架桥的迅速发展,高架桥现浇箱梁支架施工质量的好坏对结构的安全性能影响很大，对工程的整体进展制约很大。现以武汉东风大道快速化改造二期高架桥高墩现浇箱梁施工为例，结合现场实际施工情况，详述钢管立柱固定支架整体现浇箱梁的施工工艺。采用钢管立柱固定支架施工不仅施工简便、速度快，而且具有施工安全、操作简单等特点，能取得良好的效益，可为类似工程的施工提供借鉴。

1概述

在我国工程技术的高速发展阶段，我国高速公路、高速铁路的建设速度不断加快，桥梁结构在工程建设中所占的比例不容小视。尤其是使用现浇箱梁技术施工的桥梁越来越多，考虑到现浇箱梁施工的高效性，在桥梁中越来越多的使用到钢管桩支架辅助进行施工，特别是钢管桩支架的适用性、经济性、安全稳定性都要比其它形式的支架基础优越。现浇箱梁工程项目的成功充分地证实了这一种值得推广的施工新方法、新技术。龙建路桥第五工程有限公司在西藏S5线桑耶互通K匝道桥施工中，成功的运用了钢管桩支架这一技术进行施工，出色的完成了桑耶互通K匝道桥的施工进度及规范要求。

2现浇箱梁钢管立柱支架施工技术

2.1施工活荷载

①施工人员、施工料具、运输荷载，按2.0kN/m2计；②水平模板的砼振捣荷载，按2.0kN/m2计；③倾倒混凝土冲击荷载，按2.0kN/m2计。

2.2现浇段钢管支架设计

在支架施工过程中，项目部技术人员针对软基地质，根据桥墩较高的特点，采用钢管桩作为支撑、剪刀撑连接、贝雷片安装及施工机械的综合运用不断分析，总结形成钢管立柱法施工方法，主要由钢管立柱、横梁、贝雷片、小钢管、方木等组成，采用钢管桩作为结构的基础。具体布置为横桥向采用5根钢管桩基础（两侧两排为直径530mm的钢管、中间三排为直径630mm的钢管），间距按照4m布置，入土深度为25m；钢管柱顶上横梁采用2根40a型工字钢双拼，顺桥向贝雷梁长度12m，预留1.5m工作平台，贝雷片上部采用I16工字钢作为分配梁（按照75mm间距分布），上部采用满堂脚手架搭设以便通过顶托调整预压变形及便于支架拆除。

2.3钢管立柱安装

钢管立柱截面为Φ630×8mm，高度有七种类型，分别为4.0m、2.0m、1.0m、0.5m、0.4m、0.3m和0.2m。钢管柱竖向采用法兰连接。钢管立柱上设置法兰，通过法兰与连接系相连。选择25T汽车吊对钢管立柱进行吊装，就位后，复核钢管柱轴线，不断调整到准确位置，钢柱垂直度采用钢丝绳不断收放调整，采用相互垂直方向进行校正（一方使用全站仪，一方使用铅垂线）；钢管立柱安装到位后，复核顶面高程，并用钢管与连接系进行连接加固直到钢管立柱稳定为止。

2.4贝雷梁承载能力计算

经计算，贝雷梁内弦杆与腹杆最大应力为292MPa＜容许值310MPa，强度满足要求。最大变形值为28.8mm＜1800/400=45mm，刚度满足要求。（实际设计在midascivil中贝雷梁应力值均偏大，设计中常采用贝雷梁各弦杆，腹杆内力值与容许能力值做比较，此处暂用应力）。

2.5钢管柱振沉及安装

钢管桩下沉采用悬打法施工，使用50t履带式吊车配合振桩锤施打钢管桩。根据钢管柱埋设深度确定基础以下钢管长度，钢管柱采用直径630mm和530mm的钢管（壁厚10mm）。履带式吊车吊装悬臂导向支架，利用悬臂导向支架精确打入支架钢管桩基础，测量组确定桩位与桩的垂直度满足要求后，开动振桩锤下沉，下沉过程中技术人员使用水准仪控制钢管顶面标高，达到要求标高后停止下沉。钢管采用法兰盘连接时，将焊缝上下30mm范围内的铁锈、油污、水和杂物清除干净，焊接定位点和施焊对称进行，露天焊接时，应考虑阳光照射所造成的钢管弯曲，环境温度低于-10℃时不宜焊接。钢管柱采用多层焊，焊完每一层后，及时清除焊渣，并做外观检查，每一层焊缝均应错开。当采用焊接连接时应严格控制其对接的精确度，安装时严格控制钢管的倾斜度小于0.1%。钢管采用法兰盘连接时，法兰盘结合处应密贴，法兰螺栓应对称逐个拧紧，并加设弹簧垫圈或加焊，锤击时采取有效措施防护螺栓松动。

2.6沉降观测

通过支架预压消除支架的非弹性变形，观测并收集其弹性变形数据，作为预拱度设置的参考值。预压时，荷载按梁段各分区自重加施工荷载的60%、80%、100%逐级加载，测量人员应做好每级加载观测记录，经过分析后绘制出荷载与变形的关系曲线。采用钢管柱支架时，加载后应检查各分配梁的变形，各连节点有无松动、开裂，各构件是否密贴，钢管柱基础有无损坏、变形沉降等现象。加载应分级进行，并分别对各监测点的沉降进行观察记录，在满足安全的情况下，然后每间隔12小时由测量人员对支架沉降量进行一次监测，沉降量平均值小于2mm时，可进行下一级加载。当全部预压荷载施加完毕后，应及时对各监测点标高进行检测并记录好数据，然后每间隔24小时以后再观测一次，作好支架持荷时的各观测点的标高记录，计算沉降量，若24小时观测结果不满足要求，即再通过连续三天观测沉降量。卸载后，须及时观测支架模板体系的回弹量，并绘出支架模板与荷载变化的关系曲线，按照箱梁底板的设计标高、支架的变形量及预拱度调整底模的高度。卸载是采用一次性卸载方式，卸载过程中，要统一指挥，应从梁跨两边向中间分级、对称卸落，逐跨推进。根据试压观测成果统一数据，做好数据的分析，计算出支架的非弹性变形量、弹性变形量，当变形量满足规范要求后，即判定支架预压达到合格要求。然后将预压观测数据报设计、监理、业主审批，经各方同意后，再根据弹性变形值及非弹性变形值设置预拱度，进行下一步工序的施工工作。

2.7螺旋管验算

螺旋管除应力外尚需检算稳定性。螺旋管最大承受的外荷载为：722kN。螺旋管采用外径630mm，壁厚10mm的圆钢管，材质Q235钢材。按照轴心受压构件进行验算。

结语

支架结构体系除了考虑结构上的安全（技术指标），还需要考虑现场实际施工情况（环境指标），更加需要进行精心的方案比选（经济指标），本文结合midascivil有限元软件对预应力混凝土连续梁桥钢管立柱现浇支架施工进行模拟分析，阐述了钢管立柱式支架临时结构体系的设计，对支架承受的上部荷载进行分析、组合，评判各结构构件的承载力性能，突出了结构受力分析软件在桥梁临时结构受力分析的重要性，为今后支架设计验算提供宝贵经验。

参考文献

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