32m一跨式贝雷片支架法原位现浇制梁.docx

1、32m一跨式贝雷片支架法原位现浇制梁32m一跨式贝雷片支架法原位现浇制梁施工工法32m一跨式贝雷片支架法原位现浇制梁施工工法 沪宁城际铁路项目部二0一0年十月32m一跨式贝雷片支架法原位现浇制梁施工工法1.前言32m一跨式贝雷片支架法原位现浇制梁移动支架造桥施工，被称为移动的“桥梁预制工厂”是客运专线施工中典型的“高、精、尖”技术。移动支架施工工艺是当今世界上先进的桥梁施工工艺之一，与传统的预制、安装、架桥等施工技术不同，该技术集模板、支撑系统功能于一体。该技术在铁路系统迅速开始推广，随着近年来我国客运专线铁路桥梁的建设，移动支架32m原位现浇简支箱梁在铁路桥梁上的大量应用，但目前尚缺乏成熟可

2、靠的采用一跨式移动支架进行制梁施工的技术和工艺。我国东南沿海地区大部分处于软弱地基，在软弱地基上使用移动支架施工，避免了处理软基。本文以沪宁城际铁路七乡河特大桥移动支架为主要研究对象，通过认真调查研究，总结实践经验，参考相关规范标准，并认真征求各方意见，总结、编制本工法。2.工法特点1、移动支架工法具有作业程序清晰、结构受力明确；2、支架强度高，满足施工各种作业工况的要求；3、移动支架不受桥下地质条件的限制，便于开展平行流水作业；4、移动支架可在任意两个桥墩之间进行拼装、制梁，完成桥梁上部结构在桥墩原位现浇制梁，尤其适合于长大定型尺寸梁体的施工；5、移动支架具有设备简单、造价相对低廉、施工操作

3、方便、占用施工场地少、其过孔快捷，变跨方便，提高整体造桥速度，节约设备投资等特点。3.适用范围本工法能满足32m、24m的整体简支预应力砼箱梁直曲线桥位原位现浇制梁施工的要求。4.工艺原理一跨式移动支架是为了满足客运专线32m、24m简支箱梁原位现浇制梁的钢管排架和贝雷片组成的支架构造和施工而设计制造的桥梁施工设备。本设备支承系统通过贝雷片传力于立柱，后通过立柱传力于承台。通过对支承系统的重复组合使用，实现对预应力混凝土梁原位现浇、逐孔成桥的施工工法。5.施工工艺流程及操作要点5.1工艺流程移动支架场地准备移动支架拼装移动支架预压、卸载梁部施工移动支架拆除试验前检查试验前准备工作加载卸载图5.

4、1-1工艺流程图5.2施工要点5.2.1 移动支架技术参数(1)施工梁跨： 32m 24m，每跨梁重900t(2)适应最大纵坡3%，横坡4%5.2.2 移动支架基本结构(1)主结构系统 悬挑梁：悬挑梁采用五根I63c工字钢焊接成整体；立 柱：立柱采用529螺旋管；顶 托：顶托采用I18工字钢焊接成整体；砂 筒：砂筒采用529螺旋管做砂箱，C30钢筋混凝土做顶心；横 梁：横梁采用两根I36b工字钢；纵 梁：一跨式移动支架纵梁采用双层加强型贝雷片（321型16Mnl-3000mm、321型16Mnl-2500mm）；分配梁：I12工字钢沿梁体纵向均匀设置。(2) 外模系统外模板系统由非标模板、标准

5、模板和支撑组成。其中标准模板每段长为2米配作。每块模板在横向和纵向都有螺栓连接，其骨架由工字钢及角钢组焊而成。起拱线型按二次抛物线特征进行起拱。侧模和底模起拱是同一线型同一起拱量。为保证施工中安全，模板上设有活动平台和栏杆。在32m、24m跨梁长变换时，非标准模板与标准模板相互互换即可。(3) 内模系统内模系统由内模拆装小车、内模板、轨道、螺旋撑杆等组成。内模小车为全液压机械手，用来完成内模板节段的拆、运、装工作。轨道采用P24钢轨，依靠块支撑在底模上。工作时利用内模拆装小车将各段模板运送到相应用于位置撑开装好，并用螺旋撑杆固定和调节。内模小车装有伸缩油缸和起行机构，拆装和运送模板十分方便。内

6、模板系统由非标模板、标准模板、支撑组成。其中标准模板每段长为4米。每块模板在横向和纵向都有螺栓连接，其骨架由钢板筋肋与槽钢组焊而成，面板厚度6mm。5.2.3 移动支架设计方案的基本特征(1)纵、横稳定性强，安全可靠采用钢管立柱和贝雷梁的组合结构形式，且纵横向均采用贝雷梁联结片联结，使主框架在任何时候都是一个整体，该结构布置合理，受力明确，纵横向稳定性强，简单可靠。(2) 模板呈简直布置，方便安装及调整，砼面接缝少。(3) 支架整体两点支承，能满足曲线制梁。图5.2.3-1 简支箱梁移动支架横断面布置图图5.2.3-2 贝雷片平面布置图5.2.4 移动支架的安装(1) 场地准备在起始桥墩跨内，

7、清理安装现场。场地面积70m40m范围内无杂物且平整，具有足够的承载力。如场地有限，保证两墩之间平整且近邻处还需有堆放货物和转场吊车的场地,承台外露清理干净。用全站仪放出墩身纵向及横向中心线，弹出立柱安放中心线。(2) 移动支架拼装将承台表面清理后，安装下横梁、立柱及顶托，并及时安装立柱间连接的桁架，根据标高反算，确定砂筒的高度。安装上横梁、贝雷片及贝雷片连接件，根据预压试验结果调整贝雷片的预拱度值，安装外模和侧模。1）下横梁安装前承台顶面清理干净，清除承台顶面浮浆，采用砂浆垫平。2）根据梁体标高计算支腿高度，合理搭配支腿，将标高可调范围控制在砂筒可调升范围之内，并及时安装立柱连接件，检查立柱

8、垂直度要求小于1%。3）安装砂筒：位置准确牢固、砂子压实，阀门关紧。4）安装上横梁：横梁无变形，焊逢无现炸裂现象。5）安装贝雷片及贝雷片连接件，根据预压试验结果调整贝雷片的预拱度值。6）侧模及底模安装前检查板面平整光洁度、无凹凸变形及残余黏浆，模板接口处清除干净。检查所有模板连接端部和底脚无碰撞而造成影响使用的缺陷或变形。(3)具体安装工艺及组织安排1）由技术人员确定立柱的位置，根据现场实际情况，确定立柱的高度，立柱可分为5m、2m,2m,0.5m几种规格,根据计算的立柱高度H进行适配。立柱的最短尺寸为50cm，基础相差小于50cm，需要调整立柱标高；立柱与实际尺寸相差在10cm（010cm或

9、4050cm）之内,将砂筒和顶心间的高度调节，砂浆找平,上铺钢板；若相差50cm以上，则根据实际尺寸调整立柱的高度。2）立柱高度H计算公式：H=墩身高度+垫石高度+支座高度-底模高度-底模横向支撑高度-贝雷片高度-上横梁高度-砂筒及顶托高度-下横梁高度-各部位垫板厚度。图5.2.4-1 立柱安装横断面图图5.2.4-2 立柱平面布置图3）将安装人员分为两组，一组安装相邻孔跨桥墩立柱、顶托及砂筒；另外一组在地面拼装贝雷片。图5.2.4-3 砂筒4）先在承台上画出横向及纵向轴线，将立柱轴线画出，然后用16吨吊车把梁体两端的529螺旋钢管柱立起来，螺旋钢管柱严格垂直与承台面，垂直度偏差在5mm以内。

10、立好的螺旋钢管柱之间用角钢或槽钢连接牢固。梁体同一侧的钢管立柱要连续施工并加固完成，以防止倾覆。在立好的钢管立柱上放上砂筒（砂筒上部预埋20钢筋露出顶心5cm做限位卡，防止横向工字钢倾覆），砂筒内的砂填塞密实，在砂筒上垫一600mm600mm20mm的钢板以提高砂筒的承载力。在砂筒上放I36a工字钢做横梁，工字钢横梁放平，平整度不得大于2mm。图5.2.4-4 立柱及砂筒安装5）然后用两辆25吨吊车安装纵梁（双层贝雷片），安装时采用两台吊车同时平行起吊，吊装至制定位置后，装上后用枕木或者钢管支撑，防止倾覆，吊装跨中位置的贝雷片后，用连接桁架将所有贝雷片连接成为整体。6）拼装完下层贝雷片后，检查

11、贝雷片的垂直度及线形，确定无误后，进行顶层的拼装，拼装方法同下层，上下层不可混层吊装。贝雷梁全部吊装完毕后，横向用角钢或槽钢连接牢固，以保证纵梁整体的稳定性，贝雷梁之间的连接销连接牢固。7）侧模吊装：侧模模板每段为4m ，侧模吊装时用16吨吊车按照箱梁施工方向逐片进行吊装，前后紧跟，不可间隔吊装。8）侧模吊装完毕后与横向工字钢连接牢固，在侧模底部的纵向I20工字钢即行走梁两侧的位置在侧模底部每边各焊接一75755mm的等边角钢或在靠近腹板位置处的行走梁外侧的位置焊一三角挡板，用三角挡板挡住行走梁往箱梁外侧移动，然后用方木把侧模与行走梁抵紧，防止侧模倾覆。9）外侧模与底模连成一体，箱梁底模拼装时

12、，底模必须和横向工字钢紧密连接。侧模利用通风孔用25的精轧螺纹对拉牢固，防止浇筑砼时腹板涨模。10）移动支架现场拼装完毕后，进行全面安全检查，确认合格后正式投入使用。11）安装内模板：在底板钢筋绑扎完成后，开始安装内模。内模由两节1480mm标准段1，两节3800mm标准段2，四节4000mm标准段3以及两节3000mm非标准段1组成，内有撑杆撑在内模轨道上。5.2.5 移动支架预压(1) 试验对象及其目的试验对象：移动支架，跨度为32.6米，计算跨度为31.1米。试验目的：通过模拟移动支架在箱梁施工时的加载过程来分析、验证移动支架贝雷梁框架及其模板系统的弹性变形，消除移动支架的非弹性变形，检

13、验移动支架的承载能力，确定移动支架重载下挠度，通过其规律来指导移动支架施工中的预拱度值，确保箱梁现浇施工安全。(2) 试验荷载1）理论试验载荷：简支砼箱梁长32.6米，设计计算跨度31.1米，混凝土数量320.6立方米，砼总重量833.5吨，模板重量约为50吨，考虑施工荷载和其他荷载的影响因素，取安全系数1.1，试验载荷为833.51.150967吨。扣除位于梁端的底板和腹板部分（每侧0.75m）的砼梁11.52=23吨重量，现场应模拟施加总载荷为96723944吨。沿纵向31.1米长度方向，按实际部位荷载值及箱梁施工顺序进行试验荷载分配。2）预压总荷载需944T，预压材料选用石粉，石粉堆积密

14、度为1.45吨/m3。预压重量控制：采用地磅称量每车石粉实际重量。(3) 试验基准点确定实际空模床的准确位置，以此作为位移的初始态。压重物堆码前在移动支架砂筒顶部、贝雷片连接处、条形基础和翼板上面布置测点，详细测点布置见图9、图10，共78个测点。预压过程中测量移动支架原始标高，压重后测移动支架的标高，计算各点变形值，卸载后测量移动支架各测点标高，并做好记录。图5.2.5-1 移动支架横断面布置图图5.2.5-2 移动支架平面测点布置图图5.2.5-3 移动支架横立面测点布置图(4) 试验前的检查1）检查移动支架各构件联接是否紧固，尤其是螺栓之间的连接，机构装配是否精确和灵活，金属结构有无变形

15、，各焊缝检测满足设计规范的要求。2）检查移动支架的立柱、贝雷梁框架与桥墩间、贝雷梁框架间的锚固是否牢固。3）照明充足，警示明确。(5) 试验前的准备工作1）检测准备：以空模床初始位作为基准状态，定测量基点和初始值。2）场地要求：试验场地内无杂物，设置安全警戒线及告示，闲杂人员一律不得入内。3）辅助设备及材料（除荷载准备外）：50吨和25吨起吊机各一台、水准仪一台、挖掘机一台、编织袋若干、指挥用对讲机、喇叭4）人员组织安排：物资部负责试验材料的进场，施工人员负责重物组织装卸，工程部负责各种数据的采集，设备供应方配合试验工作，监理工程师现场监督，由三方共同成立试验指导小组。具体人员配备：现场指挥共

16、3人、位移观测4人、 8名吊工负责堆载物的装卸、2名吊车司机和一名挖机司机、小工若干。(6) 加载方案及加载程序模床两端各3.0米长范围内用袋装石粉，堆积封口（石粉共重145吨），模拟钢筋混凝土及内模重量，中间形成一个25.1米长的凹槽；凹槽中间堆以石粉484吨，用以模拟钢筋混凝土及内模重量；翼板采用袋装石粉堆载（共需堆载295吨）。A：加载程序加载分以下几个步骤：1）加载过程共分三级：0429吨772吨944吨2）第一级加载：0429吨； 第一级加载为429吨。在模床两端各3.0米的范围内堆放72.52=145吨重的袋装石粉；在翼板堆载袋装石粉134吨（均匀堆放在翼板上）；底模中间长25.1

17、米范围内用150吨石粉加载。底模共承载295吨；支架共承重429吨。加载完毕，开始第一轮测试。3）第二级加载：429吨772吨；第二级加载为772吨。在翼板加载袋装石粉107吨，翼板共承载241吨；在25.1米长的底模中间加载石粉236吨，底模共承载531吨；支架共承重772吨。加载完毕，开始第二轮测试。4) 第三级加载：772吨944吨；第三级加载为944吨。在翼板加载袋装石粉54吨，翼板共承载295吨；在25.1米长的底模中间加载石粉118吨，底模共承载649吨；支架共承重944吨。加载完毕，开始第三轮测试。B：加载过程中应注意的问题1）对各个压重载荷认真称量、计算，由专人负责记录。2）所

18、有压重载荷提前准备至方便起吊运输的地方。3）在加载过程中，详细记录加载时间、吨位及位置，及时通知测量组作现场跟踪观测。未经观测不能进行下一级荷载。每完成一级加载应暂停一段时间，进行观测，并对移动支架进行检查，发现异常情况及时停止加载，及时分析，采取相应措施。实测值与理论值相差太大，分析原因后再确定下一步方案。4）加载全过程中，要统一组织，统一指挥，要有专业技术人员及负责人在现场协调。 5）每加载一级测试所有标记点的数据。发现局部变形过大时停止加载，对体系进行补强后方可继续加载。(7) 卸载方案及注意事项 卸载方案类似加载方案，是加载程序的逆过程，卸载时每级卸载均待观察完成后，做好记录后再卸至下

19、一级荷载，测量记录移动支架的弹性恢复情况，卸载过程为944吨772吨429吨0。 1）第一级卸载：110%90%；卸载完毕、半小时之后对测点进行测量观察。2）第二级卸载：9050%；卸载完毕、半小时之后对测点进行测量观察。 3）第三级卸载：500%；将全部载荷卸载即可，此时为卸载至箱梁施工荷载状态的0%时，进行测量记录，观察支架变形情况，2小时之后再测量观察。5.2.6 梁部施工(1)钢筋加工、绑扎：钢筋统一加工，钢筋骨架绑扎结实，并有足够的刚度，在混凝土灌注过程中，不得发生任何松动和变形。(2)混凝土：胶凝材料（水泥、矿粉、粉煤灰）储藏罐，白天温度高时，通过洒水来降低罐体温度；砂、石料采取洒

20、水、覆盖等措施降温。夏季采用加冰冷却水搅拌混凝土。(3)灌注混凝土前，应避免模板爆晒，混凝土入模前，控制模板和钢筋的温度不超过35，混凝土入模温度在5-30；可通过浇洒冷却水来降低温度。(4)浇筑混凝土前，清除模板钢筋上杂物，模板接缝严密、平整无错台。(5)张拉采用两端同步张拉并左右对称进行、张拉应力与伸长量双控的施工工艺。初张拉在梁体混凝土强度达到设计的80%时进行；终张拉要在梁体混凝土强度及弹性模量达到设计要求、且龄期不少于10d时进行；(6)孔道压浆：采用真空辅助压浆。在终张拉后48h以内完成，管道出浆口应装有三通管,浆体注满管道后，确认出浆浓度与进浆浓度一致时，方可封闭保压，入浆压力控

21、制在0.20.3 MPa，保压时压力控制在0.500.60MPa，保压时间为2min。压浆顺序为先下后上，低点入浆，高点排气，同时压浆，一次完成。(7)砼浇注顺序、混凝土的灌注采用水平分层、纵向分段对称连续灌注，由两端向中间循序渐进的施工方法。灌筑厚度每层30cm，布料先从箱梁两侧腹板同步对称均匀进行，先灌筑腹板与底板倒角部位，然后灌注底板，再灌筑腹板，最后再灌筑顶板。、底板砼采用从内模天窗部位浇筑砼。振捣采用插入式振动棒和附着式振动器配合施振。梁端两腹板混凝土灌筑时，采用同步对称灌筑腹板混凝土，防止两边混凝土面高低悬殊，造成内模偏移或其它后果。必须保证腹板混凝土初凝前顶板混凝土灌注完毕，并及

22、时整平、收浆。(8)温度测试、箱梁测温点分、共5个断面，每个断面分别位于箱梁的梁端、1/4L（8m）、1/2L（16.3m）、3/4L、梁端位置处；、在每个断面设置8个测温点其中A#测温点（共2个）测试梁体桥面温度，B#测温点（共2个）测试腹板内侧表面温度，C#测温点（共2个）测试腹板外侧表面温度，D#测温点（共2个）测试腹板芯部温度；、E#点测试腹板内侧环境温度，F#点测试梁体外部环境温度即大气环境温度，以上各测点详见图11。、梁体桥面温度采用20铁管预留测温孔，插入梁体顶板表面内50100mm。、腹板内、外侧表面温度采用20铁管预留测温孔，埋入腹板内外侧的中部位置。、腹板芯部温度采用20铁

23、管预留测温孔，埋入腹板芯部的中部位置。图5.2.6-1 温度测试测温点图5.2.7 移动支架拆除(1)端模拆除:端模采用人工配合机械拆除，拆除后用吊车吊至存放地点，拆除过程中减少碰撞，防止模板变形。钢筋绑扎采用双扎丝，按八字绑法布置。(2)内模拆除:松开内模支撑体系，两侧腹板向内收拉，顶板下降，内模与混凝土分离。卸下内模纵向连接螺栓。(3)侧模拆除:梁体初张拉完成后，采用砂筒落架，第一次落模高度在5cm即可拆除侧模，在前孔梁翼模处的贝雷梁上安装机械，采用人工结合机械共同拆除侧模，要拆除侧模的中心部位用一台16吨吊车吊牢，防止侧模倾覆，用水平动力牵动侧模前移，吊车控制侧模的左右方向。 (4)底模

24、拆除:拆底模板本着“先易后难”的原则，底模拆除顺序从跨中向梁两端进行。为了保障操作安全，落模高度在20cm即可拆除底板模板、方木和横向工字钢，用人工配合倒链拉出箱梁底部，再用吊车吊放至存放位置，拆除底模时要统一指挥，拆除过程中由专人负责观测梁体变化情况，并做好记录。(5)贝雷梁拆除:首先解除贝雷片之间的连接，然后在贝雷梁的两端分别用16吨的吊车吊牢，然后慢慢平放贝雷片，用吊车整体吊装贝雷梁。贝雷梁的拆除必须一片一片的拆除，不可同时拆除多片。贝雷梁拆除时按照同一个方向进行。(6)螺旋钢管立柱拆除:用16吨的吊车吊单个立柱分别拆除，同一侧的螺旋钢管立柱拆除一次完成，防止立柱不再是一个整体时容易失稳

25、。5.2.8 施工周期首孔梁施工周期 表5.2.8-1序号工作内容持续时间（天）1移动支架拼装开始02I50工字钢垫板拼装13支腿拼装24砂桶安装25横梁安装16贝雷片拼装57底板横向工字钢28底模拼装29侧模拼装（移动支架拼装结束）410支架预压611底板钢筋绑扎412内模安装213顶板钢筋绑扎314砼浇筑1合计35正常施工桥梁周期 表5.2.8-2序号工作内容持续时间（天）1I50工字钢垫板拼装0.52支腿拼装、砂桶安装、横梁按装23贝雷片拼装34底板横向工字钢0.55侧模、底模拼装26底板、腹板钢筋绑扎37内模安装28顶板钢筋绑扎29砼浇筑110初张拉4合计206.移动支架劳动组织、材料

26、与设备配置6.1移动支架拼装及作业人员、设备配置拼装设备一览表 表6.1-1序号设备名称单位规格数量1吊车台25t1台16t22电焊机套23氧气乙炔切割设备套24水准仪套15倒链台5t、10t各46手动千斤顶台30t2拼装工具一览表 表6.1-2序号工具名称规格单位数量1水平尺把12靠尺把13磨光机台84手锤8磅把65套筒扳手M24把10M30把106活动扳手大号把27钢尺50m把15m把2其他辅助材料 表6.1-3序号材料名称规格单位数量1缆风绳12m702麻绳M303钢管48根1004枕木2.5m标准枕根505钢板10mm30mm吨1拼装及作业人员配置 表6.1-4序号人员分工单位数量备注

27、1指挥员人12起重工人23电工人24液压工人25辅助工人106技术员人2工程部、机械各1人合计人196.2钢筋及预埋件加工设备及人员配置钢筋及预埋件加工设备 表6.2-1序 号设备名称规 格 单 位数 量1闪光对焊机UN-100KW台22弯曲机40B台23调直机台14交流电焊机BX1-500台85切断机GQ-40台26卷扬机1T台17氧气乙炔套2人员配置：钢筋工25人，电焊工6人，普工19人，合计50人。6.3预应力施工设备及人员配置设备配置 表6.3-1序号设备名称规 格单 位数 量1电砂轮切割机台12穿心式千斤顶300t套43电动油泵套44穿心式千斤顶20t台15真空压浆设备套16水泥浆制

28、浆设备套17倒链2t个48钢管支撑架吨49塑料衬管75mm,32m/根米800人员配置：卷管3人、钢绞线下料、穿束、张拉8人、压浆4人，合计15人6.4混凝土生产及供应设备混凝土生产设备 表6.4-1序 号设备名称规 格单 位数 量1混凝土搅拌站HZS-75型HZS-120型套26.5混凝土施工设备及人员配置设备配置 表6.5-1序 号设备名称规 格单 位数 量1高频附着式振捣器套402插入式振捣棒50mm套103提浆整平机套14汽车泵台2人员配备：振捣工10人，普工12人，合计22人养生用材料：木抹子4把、水泵1台、 高压水枪1个、通风机1个。6.6一跨式移动支架材料用量移动支架材料用量表 表6.6-1序号物资名称规格单位单位重量数量重量结构名称1螺旋管Q235 D529*10 L-7500mmt165kg/m135m22.275立柱2螺旋管Q235 D529*10 L-450mmt166kg/m8.1m1.34砂筒3工字钢Q235 18 L-600mmt24.13kg/m66m1.6顶托、横梁4工字钢Q235 18 t24.14kg/m648m15.64底板横向支撑5工字钢Q235 36t65.66kg/