简支变连续梁砂筒临时支座的施工工法1.docx
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简支变连续梁砂筒临时支座的施工工法1
简支变连续梁桥砂筒临时支座施工工法
天元建设集团有限公司
二Ο一Ο年四月
1．前言………………………………………………………3
2．工法特点…………………………………………………3
3．适用范围…………………………………………………4
4．工艺原理…………………………………………………4
5．工艺流程及操作要点……………………………………4
5.1工艺流程…………………………………………………5
5.2操作要点………………………………………………5
5．3劳动力组织………………………………………………5
6．材料与设备………………………………………………8
7．质量控制…………………………………………………8
8．安全措施…………………………………………………9
9．环保措施…………………………………………………9
10．资源节约………………………………………9
11．效益分析………………………………………………9
12．应用实例……………………………………………10
简支变连续梁桥砂筒临时支座施工工法
天元建设集团有限公司
吕凤勇孙兴伟孙纪绪刘秉义高丰
1.前言
随着桥梁建设的飞速发展，国内来出现了一种新型梁桥结构一—先简支后连续结构梁桥，它兼顾了简支梁桥和连续梁桥的优点，全国很多省份特别是在高速公路桥梁设计中逐渐以先简支后结构连续梁桥代替了原来单一的简支梁桥或连续梁桥。
简支变连续梁桥的控制重点就是体系转换，在体系转换过程中临时支座的选择及使用又是控制的重点。
但是在图纸设计及施工中对临时支座的重视程度不足，实际施工中人们总结采用了钢管临时支座、混凝土支座、木墩临时支座、硫磺砂浆临时支座等。
以上各种临时支座都有适用的优点，更多是难以克服的缺点。
为了解决这个问题，我公司选用砂筒作为临时支座，组织技术人员对砂筒尺寸进行精确计算及对砂筒里的砂反复研究比较，并经过多次现场实践、总结经验，逐渐形成了一套行之有效的利用砂筒作为临时支座的施工方法，经过加工、提炼形成为工法。
本工法先后在连云港东海县南辰大桥、204国道龙王河大桥、连云港市新沭河特大桥的箱梁吊装施工中得以应用，加快了施工进度，降低了工程成本，保证了施工质量与安全，取得了非常好的效果。
2.工法特点
1）砂筒在制作及安装操作简单方便，提前根据图纸中桥梁的架设高度确定砂筒的高度调节范围，满足桥梁架设要求的高度。
2）砂筒采用圆柱形状，分为上下两个部分，便于挪动及安装，工人很容易进行现场操作。
3）砂筒承载力高，变形量小，牢固可靠；通过对砂的质量严格控制，临时支座解除极为方便快捷。
4）砂筒临时支座可以现场加工也可以车间批量加工，采用废旧钢板重复利用，降低施工成本。
5）砂筒可以周转重复利用。
3.适用范围
1）砂筒临时支座适用于所有简支变连续梁桥的施工。
2）也可以作为两个构件间的可调支撑。
4.工艺原理
砂筒临时支座的工作原理就是根据钢管、钢板、砂都具有很高的抗压强度并且不易变形的特点，加工成活塞式可调砂筒。
砂筒临时支座是利用钢管焊接成封闭容器，在容器底部或侧面设置一个开口，容器里的砂在打开开口时流出从而减少容器内的细砂体积，使细砂上面的垫块降低的原理设计的。
砂筒分上下两个部分，在一个上面开口的部分盛上细砂，上面放一个略小的（里面提前灌满砼），两个部分合在一起形成砂筒，大梁放在砂筒上，当其它工序完成后，在砂筒侧面开口处放出砂子，容器内砂子体积减少，大梁随之下落到永久支座上。
结构示意图如下图：
见下图4-1。
图4-1砂筒结构示意图
5施工工艺流程与操作要点
5.1施工工艺流程：
见图5-1。
图5-1施工工艺流程图
5.2操作要点
5.2.1尺寸设计准备
首先根据图纸确定砂筒的可调高度，确定好砂筒的可调高度后才能进行下一步加工制作。
下半部分采用内径为325mm，高度根据实际情况而定，厚6mm的钢管制作，垫板用厚8mm，直径377mm的钢板焊在钢管底部，起到稳固和封底口的作用。
在钢管砂筒侧面距下垫板20mm处设置螺丝口，然后拧上螺丝，螺丝直径为20mm，它是砂子流出时的开关。
上半部分采用直径略小于圆管砂箱直径，用直径300mm，厚4mm的钢管制作，垫板厚4mm，高根据实际情况而定。
举例说明：
南辰大桥设计箱梁底距盖梁顶面高度为16.8cm（支座垫石8.4cm+橡胶支座6.4cm+预埋钢板2cm），砂筒设置可调高度为14cm-19cm范围内，选取材料为钢垫板厚8mm，钢管截取长度为10cm，砂筒上下两部分焊接成高度为10.8cm。
5.2.2加工制作砂筒
砂筒的加工质量关键在于三个方面：
一是材料的选择，二是可调高度，三是砂筒的焊接质量。
材料选择的控制重点在钢筒的壁厚及钢垫板的平整度；可调高度要控制好最低及最高高度，钢筒的下料要考虑垫板的厚度；砂筒的焊接质量对砂筒的稳定性及牢固程度影响很大，钢筒与上下钢垫板要在外侧进行满焊，焊工要技术熟练并且要持证上岗。
加工好上半部分后在钢管中灌注C30砼，顶面抹平，待达到强度后即可使用。
见图5-2-2。
图5-2-2砂筒焊接完成
5.2.3装砂
对砂筒里的砂有一定的质量要求，砂要细，含泥量要少，并且烘干含水量不大于1%。
见图5-2-3。
图5-2-3砂筒装砂完成
5.2.4测量并确定每个砂筒的高度
现场要精确进行高程测量，确定每个砂筒实际总高度，考虑到砂的沉降量，要求临时支座上垫板表面要高于永久支座顶面5～8mm。
为了控制梁的安装标高与设计标高一致，临时支座受到梁的重量后进行沉降量观测，要求放置大梁后细沙的沉降量控制在6～8mm之间。
5.2.5试验确定砂筒的高度及承载力
首先要进行砂筒的承载力设计，举例按30米箱梁进行设计，每片梁重110t，每片梁有四个砂筒，箱梁架设时冲击荷载为35t，正式承载为28t，预压为45t，砂筒按50t进行设计。
砂筒在压力机上进行试压，要保证砂筒的高度及砂筒的设计承载力两个方面符合要求。
如果达到承载力而砂筒的高度低于达到设计值，要继续加砂；如果达到承载力后砂筒的高度高于设计值，要进行减砂，直到两个方面都满足要求。
见下图5-2-5。
图5-2-5压力机上进行试压
5.2.6砂筒安装
由于每个砂筒都对应每个固定的位置，不可混乱使用导致标高错误。
砂筒在安装完后要进行高程复核测量，高程合格后方可进行箱梁吊装。
为了保证砂筒顶面均匀受力，砂筒钢垫板顶面宜放置2mm厚的橡胶皮，这样箱梁底部能与砂筒紧密均匀贴在一起。
如图5-2-6
图5-2-6砂筒安装完成
5.2.7砂筒解除
桥面负弯矩预应力张拉完成后，待压浆强度大于40MPa时方可拆除砂筒临时支座。
拆除临时支座应做到逐孔对称、均匀、同步、平稳。
工人操作要有操作平台，一般设置一个活动挂蓝人站在其中进行临时支座解除，解除砂筒最好使用水枪把砂从预留孔中冲出，既简单又快捷。
随着砂筒里的砂慢慢减少，砂筒很容易就从梁底解除掉。
临时支座拆除后，永久支座与墩顶和梁底严密贴合。
5.3劳动力组织
表5.3劳动力组织一览表
施工人员
技术员
测量员
质检员
管道工
数量
1
1
1
20
职责
设计计算、制
定实施方案
测设钢管
位置、坡度
检查钢管坡
度、接口质量
具体实施操作
6.材料与设备
以南辰大桥砂筒临时支座举例说明：
南辰大桥共需要临时支座356个，南辰大桥设计箱梁底距盖梁顶面高度为16.8cm（支座垫石8.4cm+橡胶支座6.4cm+预埋钢板2cm），砂筒设置可调高度为14cm-19cm范围内，选取材料
主要的材料与设备：
见下表6-1。
表6-1主要材料设备一览表
序号
材料设备名称
型号
单位
数量
用途
备注
1
钢管
325mm（厚6mm）,
300mm（厚4mm）
米
若干
砂筒制作
2
钢板
厚8mm）
厚4mm
m2
若干
砂筒制作
3
电焊机
BX-400
台
1
砂筒制作
4
橡胶皮
厚2mm
m2
若干
砂筒安装
4
挂蓝
2米*1米
1
2
砂筒解除
5
水枪
普通
2
砂筒解除
7.质量控制
7.1工程质量标准
1）砂筒临时支座的焊缝要饱满密实表面无夹渣气眼，质量要符合《焊接部位的质量控制》（JB/ZQ3679）和H5363《HB5363-1995焊接工艺质量控制》的验收标准。
2）砂筒临时支座焊接所使用的焊条符合J3223《JB/T3223-1996焊接材料质量管理规程》的验收标准
7.2质量保证措施
1）焊接人员必须持证上岗，每个焊工必须进行提前试焊，试焊合格后方可进行批量焊接。
2）砂筒所使用的材料（钢管及钢板）必须为合格材料，严格控制壁厚及硬伤检查。
3）砂筒焊接完成后要逐个进行检查，焊缝及钢板顶面平整度都要严格把关，不符合要求严禁使用。
8.安全措施
1）对操作人员进行安全思想教育，提高安全意识，实行持证上岗制度，不经培训或无证者，不得进行上岗操作。
2）对所有挂件和吊绳每天进行检查，特别是要注意挂件和吊绳摩损情况，危及安全的要及时维修、更换。
3）所用的电缆要采取安全措施，避免车辆碾压，防止人员触电，并经常检查线路的绝缘情况。
4）安全检查人员要经常巡视，发现有安全隐患及时解决整改。
9.环保措施
砂筒临时支座的使用过程中不发生化学反应，也不产生大气环境污染。
临时支座解除后可以妥善放置周转利用。
10资源节约
本工法在应用的过程中对周围环境不产生任何污染，砂筒在制作的过程中尽量采用废旧钢板及钢管，废旧材料变废为宝，重复利用，完全符合国家所倡导的“工程建设节约环保、减污降耗”社会要求。
11.效益分析
1）砂筒临时支座与其他临时支座从制作及安装上比较，工艺不复杂，操作简单方便快捷节约了施工场地、材料，减少了人工及设备的投入。
2）提高了工程质量，由于标高很容易通过砂筒里的砂量来进行控制，特别是桥梁设置多变横坡，通过该方法来调整标高实施性更强；同时能保证箱梁水平放置。
3）砂筒临时支座不易破坏，且可以重复使用降低施工成本，特别是工程量较大的桥梁更能显示出砂筒的经济效益。
4）从质量和安全上来讲，硫磺沙浆支座需要通电热熔，增加了安全隐患，较费时间，而加热时很容易影响到旁边的橡胶永久支座，对梁体也有损害。
砂筒临时支座不存在电加热，对安全和质量无太大的影响。
5）从废品再利用上也能体现出砂筒的经济效益，使用完后可以妥善放置以备重复使用，大大降低了施工成本。
12.应用实例
12.1江苏省连云港市东海县南辰大桥砂筒应用
南辰大桥是连云港市最大的撤渡建桥工程，属于民心工程。
项目位于东海县南辰乡石梁河水库附近。
桥梁起迄号K0+604.459~K1+181.541，桥梁长度577.082ｍ。
跨径组成为：
19*30ｍ，本桥面设计宽12m，桥跨径布置：
（4×30）+（3×30）+（2×30）+（1×30）+（3×30）+（3×30）+（3×30）m。
上部结构为装配式部分预应力混凝土连续箱梁，上部结构:
本桥上部结构为预应力混凝土组合箱梁，箱梁长度为30米，梁高1.6ｍ，为先简之后连续结构。
采用砂筒临时支座进行施工，安装解除临时支座非常方便，大大缩短了工期，并且保证了施工安全。
见下图12-1
图12-1南辰大桥箱梁吊装
12.2204国道赣榆段龙王河大桥工程
龙王河大桥位于赣榆县海头镇龙河上，中心桩号为k424+692.4。
桥梁平面位于A=670.82米的左偏缓和曲线和R=2500米的左偏圆曲线上，与路线成115°，桥梁全长334.097ｍ；本桥面设计宽26m，左右两幅。
桥跨径布置：
（7×25）+（6×25）m。
本桥上部结构为预应力混凝土组合箱梁，梁高1.4ｍ，为先简支后连续结构。
本桥也采用砂筒临时支座进行施工，其他类似工程砂筒临时支座解除后，由于砂筒的高度及质量完全符合要求，可以重复利用，不足部分在进行现场加工制作。
即缩短了施工工期，又降低了施工成本。
见下图12-2
图12-2龙王河大桥箱梁吊装
12.3新沭河特大桥工程
204国道连云港段扩建工程G204XP5-SG标新沭河特大桥建设工程项目起迄点桩号为K455+850～K458+413.2，起点位于罗阳镇小河口村，路线向南跨越新沭河后，与310国道相交并终于该平交处，新沭河特大桥全长1618.36m（K456+133.84～K457+752.2），本工程为双向四车道一级公路标准，设计时速80km/h，桥涵设计荷载公路-Ⅰ级。
桥梁设计总宽26m，净宽为2×净-11.5m。
新沭河为等外级航道，通航净空为12×2.5m。
临时支座使用量很大，并且以前工程剩余很多废旧模板，厚度符合要求，可以充分利用这些资源，变废为宝，仅此一项节省施工成本近15万元。
见下图12-3
图12-3新沭河特大桥箱梁吊装
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