1、2007年度優秀科技論文（技術總結） 筆架山大橋支架現澆箱梁施工技術總結 筆架山大橋支架現澆箱梁施工技術總結內容摘要：重點介紹了鋼管柱、貝雷梁組成的排架式支架支撐體系現澆公路箱梁施工技術，闡述了施工方案選擇、支架結構驗算、支架安裝方案等。關 鍵 詞：鋼管柱 貝雷梁 支架 現澆箱梁 施工 技術總結1.工程概況筆架山大橋上部構造為現澆連續箱梁，共17孔，全長802米，共二聯，跨徑為35+14*50+35+32米。箱梁頂板寬度為12.64米，底板寬6.5米，高2.7米，首跨箱梁澆筑長度44.84米。橋面縱坡-2.85%，砼435.83立方米。鋼筋67T，鋼絞線24.8T，梁體總重量1133T，箱梁為

2、等截面單箱單室后張法預應力箱梁，1#墩高20米，首跨施工尾端箱梁底距地面33米。采用上行式移動模架自0#臺向17#臺逐孔現澆施工。2.施工方案選擇2.1移動模架拼裝方案選擇2.1.1移動模架簡介筆架山大橋箱梁采用MSS1800型50米上行式移動模架原位現澆施工，模架主梁為疊合式箱梁結構，主梁單節最大長度為12.6米，寬2.4米，高3.05米，單節最大重量為25T。移動模架拼裝完成總體長度95.32米，高度5.5米，加吊掛總寬度16.6米。2.1.2施工環境情況筆架山大橋0#臺位于山頂，1#墩位于半山腰，0#臺與水口大橋（相鄰標段）16#臺相距僅為16米，兩側山坡坡面陡峭，山頂距谷底高差達33米

3、，山頂開挖后最大寬度不超過30米，施工場地非常狹小。地勢起伏劇烈，其情況見圖一。圖一、筆架山大橋首孔地形圖（尺寸單位：cm）2.1.3移動模架拼裝方案選擇受模動移架外形尺寸、重量限制，只能采用大噸位吊車進行拼裝，又受地施工場地影響，在半山腰1#墩位置采用吊車吊裝主梁需要填筑大量土石方，且筆架山大橋位于大港河河床上，河床寬度不足20米，如進行填筑，必定堵塞河道和施工輔道，給上游施工標段帶來安全隱患。根據以上情況，經對比分析，確定在山頂開挖山體，形成平臺，第一跨箱梁先現澆完成后，移動模架運到平臺，采用60T汽車吊在已澆筑完成的箱梁上進行拼裝的施工方案。2.2首跨箱梁現澆施工方案選擇根椐現場地形地貌

4、情況，采用腳手桿滿堂支架法施工需在山坡上開挖橫向臺階，對原山體破壞較大，又因原山坡陡峭（坡比為1：1），山體易產生滑坡，在山體上搭設滿堂支架腳手，存在施工和結構安全隱患。其次，采用滿堂支架法施工，平均高度為20米，最大高度達40米，根據公路工程安全施工技術規程（JTJ076-95）8.4.10 規定，腳手架高度在10-15m時應設置一組（ 4-6根）纜風繩。每增高10m應再加設一組。纜風繩與地面夾角為45°-60°。此法施工需投入大量的勞動力和周轉材料，又無后續工程，其施工成本增加。采用鋼管柱和貝雷梁組成的簡易支架法施工，對原山體破壞小，施工安全、簡潔。

5、投入勞動力及周轉材料小，能夠節約施工成本。3.總體布置方案原方案在0#臺至1#墩間設四排425*6mm鋼管支柱式支，經開挖后，1#支架與2#支架間地基高程基本一致，地基距箱梁底部高度為5米，0#臺至1#支架之間地基巖面變化很大，采用鋼管支架法施工，需開挖臺帽下土石方，造成樁基外露，對結構受力不利，又因箱梁施工完成后，箱梁下回填土石方困難，如采用漿砌錐坡防護方式，增加工程成本。經過分析比較確定，取消1#支架、2#支架，2#支架改用鋼筋混凝土基礎上直接放置貝雷縱梁，在1#支架與2#支架間先用開山碎石回填后，澆筑20cm厚C20砼，再搭設滿堂腳手架的施工方案。其總體型式布置見圖二、圖三。支架基礎采用

6、C20砼擴大基礎，基礎中預埋鋼板與鋼管焊接形成排柱式支墩，柱間設置12.6對扣槽鋼系梁。柱頂設置鍥塊調整縱坡。鍥塊與柱頭焊接牢固。鍥塊上橫向設置2根I30b橫梁，橫梁上縱向分布12排貝雷梁。在貝雷梁上橫向設置I14橫梁，縱向間距0.5米，在I14橫梁上縱橫向每0.5米間距分布扣件式腳手架，腳手架長1.05米,上托0.15米。然后橫向鋪設10*10cm木枋，滿鋪1.8cm木膠板，1.2cm竹膠板做為箱梁底模。箱梁腹板外模采用1.2cm竹膠板，內模采用1.8cm木板。第 5 頁 共 17 頁4支架結構檢算4.1 工字鋼（I14）橫梁驗算4.1.1工字鋼橫梁設計貝雷梁上橫向設置I14橫梁，縱向間距0

7、.5米，單根長度14米。布置圖如下：圖四、工字鋼橫梁（I14）布置圖4.1.2 受力分析如圖四所示，I14鋼橫梁受力情況較復雜，為簡化計算，箱梁腹板下部貝雷梁分部三片，間距45CM，因腹板砼較重，I14工字鋼橫梁在此處按固定端考慮，箱梁翼板與箱梁中分別計算。受力簡圖如下：4.1.2.1 箱梁翼板處I14鋼橫梁受力分析a.箱梁翼板處I14鋼橫梁受力簡圖（圖五）。圖五、箱梁翼板下I14鋼橫梁受力簡圖b.荷載組合砼自重:q1取26KN/m3計算q11=0.2*0.5*26=2.6KN/mq12=0.4*0.5*26=5.2KN/mq13=0.6*0.5*26=7.8KN/m模板、支架、腳手架荷載q2

8、=0.439KN/m底模1.2cm厚竹膠板 q21=0.012*0.5*6=0.036KN/m底?？v向10*10枋木：q22=13*0.1*0.1*.5/3.5=0.019KN/m底模橫向10*10枋木：q23=0.1*0.1*6=0.06KN/m48鋼管腳手：q24=3*4*0.0333/3.07+5*0.0333+0.5*5*0.0333/3.07=0.324KN/m工字鋼自重q3=0.1421KN/mq3=14.21kg/m=0.1421KN/m施工人員、施工料具運輸、堆放荷載q4=0.75KN/mq4=1.5*0.5=0.75KN/m傾倒混凝土及振搗混凝土產生的荷載q5=1KN/mq5

9、=2*0.5=1KN/m荷載組合計算qa=q11+q2+q3+q4+q5=2.6+0.439+0.1421+0.75+1=4.93KN/mqb=q12+q2+q3+q4+q5=5.2+0.439+0.1421+0.75+1=7.53KN/mqc= q13+q2+q3+q4+q5=7.8+0.439+0.1421+0.75+1=10.31KN/mc.受力分析4.1.2.1.3.1彎矩（見圖六）圖六、箱梁翼板下I14鋼橫梁彎矩圖Mmax=5.56KN/m剪力（見圖七）：圖七、箱梁翼板下I14鋼橫梁剪力圖Qmax=9.69KNd.抗彎驗算max=Mmax/w=5.56/102=0.05451GPa=

10、54.51Mpa<w=145Mpa，滿足要求。e.抗剪驗算max=Qmax/A=9.69/21.516*10-4=4.5MPa<=85MPa，滿足要求。f.撓度圖（見圖八）圖八、箱梁翼板下I14鋼橫梁撓度圖(x)=3.3mm4.1.2.2 箱梁梁中處I14鋼橫梁受力分析a.箱梁梁中處I14鋼橫梁受力簡圖（見圖九）圖九、箱梁中部I14鋼橫梁受力簡圖b.荷載組合橋梁自重產生的荷載視為均布荷載,砼自重取2.6t/m3計算。q1=(0.28*0.5*26*4.5+0.25*0.5*2.5*26+(0.25+0.45)*1*1/2*0.5*26*2)/4.5=7.47KN/m模板、支架、腳手

11、架荷載q2=0.324KN/m底模1.2cm厚竹膠板 q21=0.012*0.5*6=0.036KN/m底模1.6cm厚木膠板 q22=0.016*0.5*6=0.048KN/m底模橫向10*10枋木：q23=0.1*0.1*6=0.06KN/m48鋼管腳手：q24=1.2*9*0.0333/4.5+2*0.0333+0.5*9*0.0333/4.5=0.18KN/m工字鋼自重q3=0.1421KN/mq3=14.21kg/m=0.1421KN/m 施工人員、施工料具運輸、堆放荷載q4=0.75KN/mq4=1.5*0.5=0.75KN/m傾倒混凝土及振搗混凝土產生的荷載q5=1KN/mq5=

12、2*0.5=1KN/m荷載組合計算q=q1+q2+q3+q4+q5=7.47+0.324+0.1421+0.75+1=9.6861KN/mc.受力分析彎矩（見圖十）：圖十、箱梁中部I14鋼橫梁彎矩圖Mmax=0.74KN.m剪力圖如下（見圖十一）：圖十一、箱梁中部I14鋼橫梁剪力圖Qmax=4.77KNd.抗彎抗剪驗算由4.1.2.1.4，4.1.2.1.5驗算過程可知，滿足要求。e.撓度（見圖十二）圖十二、箱梁中部I14鋼橫梁剪力圖(x)=0.2mm4.2 貝雷梁結構驗算縱梁采用12排貝雷鋼梁。4.2.1 荷載組合4.2.1.1橋梁自重產生的荷載視為均布荷載,砼自重取2.6t/m3計算:q1

13、=435.83*26 /34.84=325.246KN/m。4.2.1.2模板、支架、腳手架：q2=39.99KN/m底模1.6cm木板:q21=0.016m*7m*6KN/m3=0.672KN/m底模1.2cm竹膠板：q22=0.012m*7m*6 KN/m3=0.504KN/m外模1.2cm竹膠板：q23=0.012m*(6.14+4.2)m*6 KN/m3=0.744KN/m蕊模2cm木板：q24=0.02m*(1*2+2.7*2+5.5)m*6 KN/m3=1.55KN/m木材（共需81 立方米）：q25=81*6 /44.84=10.84KN/m48鋼管腳手（共需60T）：q26=6

14、00/44.84=13.38KN/mI14工字鋼：q27=12.64m*(16.88kg/m)/0.5m=426.7kg/m=4.267KN/m4.2.1.3貝雷梁自重單層單節270kg:q3=270/3.0*12=1080kg/m=10.8KN/m4.2.1.4施工人員、料具、運輸、堆放荷載：q4=1Kpa4.2.1.5振搗砼產生的荷載：q5=2.0Kpa4.2.1.6傾倒砼荷載：q6=2.0Kpa4.2.1.7荷載組合貝雷梁所受均布荷載為：q=q1+q2+q3+q4+q5+q6=381.036KN/m4.2.2受力分析4.2.2.1 0#臺至1#墩間貝雷梁荷載計算a.0#臺至1#墩間貝雷梁

15、計算簡圖（見圖十三）：圖十三、0#臺至1#墩間貝雷梁受力簡圖b.彎矩圖（見圖十四）：圖十四、0#臺至1#墩間貝雷梁彎矩圖Mmax=4787.41KN.mM中max=2957.42KN.mc.剪力圖（見圖十五）：圖十五、0#臺至1#墩間貝雷梁剪力圖Qmax=2429.99KNRa=1837.6KNRb=4768.49KNRC=1395.65KN4.2.2.2 1#墩外側雷梁荷載計算a.計算簡圖（見圖十六）圖十六、1#墩外側雷梁受力簡圖b.彎矩（見圖十八）圖十八、1#墩外側雷梁彎矩圖Mmax=2223.33KN.mc.剪力（見圖十九）圖十九、1#墩外側雷梁受力簡圖Qmax=1314.21KNRa=

16、1468.22KNRb=1961.14KN4.2.3 貝雷梁結構驗算4.2.3.1 貝雷梁抗彎驗算貝雷梁單層單排容許彎矩：W=788.2KN，由以上內力分析可知，最大彎矩為：Mmax=4787.41KN.m<12W=9458.4KN.m，滿足要求。4.2.3.2 貝雷梁抗剪驗算貝雷梁單層單排容許剪力：Q=245.2KN，由以上內力分析可知，最大剪力為：Qmax=2429.99KN<12Q=2942.4KN，滿足要求。4.2.3.3貝雷梁撓度檢算貝雷梁彈性模量E=2.1Gpa，貫性矩I=250500cm4，0-1#墩間貝雷梁撓度圖見圖二十：圖二十、0-1#墩雷梁撓度圖max=4.7m

17、m<<L/800=10400/800=13mm,滿足要求。1#墩外側貝雷梁撓度圖見圖二十一：圖二十一、1#墩外側雷梁撓度圖 max=2.2mm<L/800=10400/800=13mm,滿足要求。4.3鋼管樁墩結構驗算鋼管樁采用ø425*6mm螺旋焊管,其軸向容許應力為=140Mpa。截面面積為78.97964cm2。桿件受力按軸心受壓考慮。由以上計算可知各支架處所受軸向壓力為：3#支架5根鋼管：N3=4768.49KN，4#支架3根鋼管：N4=1395.65KN，5#支架3根鋼管：N5=1468.22KN，6#支架10根鋼管：N6=1961.14KN。4.3.1

18、鋼管抗壓強度計算3=N3/A=4768.49/(5*7897.964)=0.12GPa=120MPa<=140Mpa,滿足要求。5=N5/A=1468.22/(3*7897.964)=0.062GPa=62MPa<=140Mpa, 滿足要求。4.3.2 鋼管穩定性計算鋼管按一端固定，一端鉸支計算，=0.7。鋼管i=148.15mm。4.3.2.1 3#支架鋼管穩定驗算：自由長度L0取8米計算。=l0/i=0.7*8000/148.15=37.8，查表得=0.9=N3/A=120MPa<0.9=126Mpa，滿足要求。4.3.2.2 5#支架鋼管穩定驗算，自由長度取12米計算。

19、=l0/i=0.7*12000/148.15=56.7，查表得=0.838=N5/A=62MPa <0.838=117Mpa，滿足要求。5、支架施工5.1 支架基礎施工支架基礎采用C20砼，條形擴大基礎，擴散角按45度計算，厚度1米，寬度2.4米，長度14米?；娱_挖時，因地形起伏較大，地基應挖至巖石面，以避免山體表面浮土滑坡產生對支架結構穩定的危害。地基巖面橫向起伏較小時，采用小爆破進行整平。起伏較大時，基礎可做成臺階形狀。如山體坡面浮土較厚，開挖易造成結構危險時，可采用樁基礎?；娱_挖成形后，根據不同地形地質情況分別對基礎進行配筋計算?；A砼施工采用泵送砼，施工結束時，及時預埋鋼管樁

20、柱底預埋鋼板，并注意平面位置的準確性。5.2 鋼管柱施工鋼管柱安裝前，先完成柱頭柱腳的加工制作?；A施工完成后，復測預埋鋼板的高程，精確計算每根鋼管的加工長度。鋼管柱單根最大重量約為2.5T(有砼內襯)，最大高度24米，安裝采用25T汽車吊。分在4#支架、6#支架處修筑施工便道，如圖二十二：圖二十二、支架吊裝示意圖鋼管柱焊接成型后，25T汽車吊單根安裝就位，在4#支架處完成3、4、5#支架共11根鋼管柱安裝，在6#支架處完成6#支架共10根鋼管柱安裝。安裝時，調整好平面位置和柱身垂直度后，柱底與預埋鋼板四周滿焊焊牢。吊裝過程中，專人指揮，經常檢查鋼絲繩損壞情況，確保施工安全。5.3 楔塊與工字

21、鋼（2I40b）橫梁安裝楔塊與工字鋼橫梁安裝前，先搭設雙排腳手架，做為安裝操作平臺。安裝時，先將楔塊安放在柱頂，然后吊裝工字鋼橫梁放到楔塊上，調整楔塊使其中心線與工字橫梁中心線重合后與工字鋼橫梁點焊。然后調整兩側鋼管柱垂直度。調整完成后，移動楔塊與柱頭中心線重合并點焊。最后調整好中間鋼管柱柱頭與楔塊位置并點焊。再一次進行位置校正與調整，驗收合格后，進行柱頭與楔塊、楔塊與工字鋼橫梁的焊接，要求滿焊所有焊縫。5.4 貝雷梁安裝因受場地限制，貝雷梁分組、分段進行安裝。首先安裝2-3#支架間貝雷梁，貝雷片2排及3排一組組裝成貝雷梁，25T汽車吊就位于1-2#支架平臺上，單組吊裝貝雷梁至23#支架。然后

22、安裝3-6#支架間貝雷梁，貝雷片單片組裝成排，吊車就位于4#支架位置，安裝附桿，單排吊裝與3#支架處貝雷片連接、就位。5.5 I14鋼橫梁安裝I14鋼橫梁加工制作完成后，吊到貝雷梁上，按0.5米間距布置完成后，底部用3道縱向鋼腳手桿焊接連接成整體。5.6 腳手架施工箱梁底板處腳手架縱向橫向間距均按0.5米布置，施工前，進行放線，用墨線彈出縱橫向腳手架安裝位置。腳下手桿高度1.05米，上托0.15米，縱向、橫各拉接桿兩道。翼緣板處縱向間距按0.5米布置，橫向每側布置3根腳手桿。腳手架外側應設置剪刀撐，翼緣板處橫向每0.5米設置一道剪刀撐。5.7 模板安裝腳手架安裝完成后，在上托上橫向鋪設10*10cm枋木，然后滿鋪木膠板一層，再滿鋪竹膠板一層。最后安裝側模模板和翼緣板模板。6、支架預壓支架預壓采用砂袋，隨機抽取10袋裝完后的砂袋進行稱重，稱其平均重量做為砂袋標準重量進行加載。加載總重為1.1倍箱自重，共重1247T。加載順序模擬砼澆筑過程。在每處支架位置和兩支架中間位置橫向設置3處沉降觀測點。加載前逐點進行高程測量