CN109706846A

CN109706846A - 用于斜坡地基的高、窄桥盖梁穿心钢棒施工方法

Info

Publication number: CN109706846A
Application number: CN201910150787.2A
Authority: CN
Inventors: 李永朋; 于砚强; 迟廷凯; 马晖
Original assignee: Qingdao Rui Yuan Engineering Group Co Ltd
Current assignee: Qingdao Rui Yuan Engineering Group Co Ltd
Priority date: 2019-02-28
Filing date: 2019-02-28
Publication date: 2019-05-03
Anticipated expiration: 2039-02-28
Also published as: CN109706846B

Abstract

本发明涉及建筑施工技术领域，特别涉及用于斜坡地基的高、窄桥盖梁穿心钢棒施工方法。通过在墩柱施工时，预留穿心钢棒孔洞；在盖梁施工时，在穿入墩柱的穿心钢棒上安装工字钢主梁，主梁上铺设槽钢分布梁，组成支撑平台；将盖梁底模的承重分布在两根工字钢主梁上，利用穿心钢棒来承担盖梁自重、模板自重、施工荷载等，实现无落地支架浇筑盖梁混凝土。本发明安装简单，安全可靠，节省施工材料，加快施工进度，且在施工环境为桥梁距离地面高、桥面窄，桥梁基础面倾斜等复杂条件下可以进行施工的穿心钢棒施工方法。

Description

用于斜坡地基的高、窄桥盖梁穿心钢棒施工方法

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，特别涉及用于斜坡地基的高、窄桥盖梁穿心钢棒施工方法。

背景技术

近年随着建筑技术的不断发展，桥梁结构也不断的多样化。通常情况下搭设桥梁支架一般采用满堂支架法或抱箍法。其中满堂支架现浇法施工，对于跨径不等的桥梁施工比较方便，但是搭设支架的时间远远超过扎筋、立模和浇筑混凝土的时间，占用大量钢管扣件，经济性差；而如果采用抱箍法，不仅高度太大施工困难，而且危险性也较大。特别是当桥梁的施工环境为桥梁距离地面高、桥面窄，桥梁基础面倾斜等复杂条件时，满堂支架法或抱箍法很难完成桥梁支架的搭设。

公布号为CN 109306663 A，公开了一种高寒地区满堂支架施工方法，包括如下步骤，对支架的架设范围内的地面进行开挖、排水、填筑、压实以及混凝土铺筑，形成支架基础；在支架基础上进行支架的架设；对架设好的支架进行第一次预压，并进行沉降观测，记录观测点的沉降量，直至沉降稳定；计算并设置支架与模板的预拱度；在安装模板后进行第二次预压，并根据第二次预压的结果修正所述预拱度。

该施工方法是，能够极大地提高高寒地区现浇施工过程中的安全性，且能够保证施工质量，但是该施工方法需要搭设脚手架，需要大量支撑钢管、扣件等材料，施工进度慢，施工成本高，并且对于施工环境为桥梁距离地面高、桥面窄，桥梁基础面倾斜等复杂条件时，很难进行施工。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明所要解决的技术问题是，提供一种安装简单，安全可靠，节省施工材料，提高施工效率，且在施工环境为桥梁距离地面高、桥面窄，桥梁基础面倾斜等复杂条件下可以进行施工的用于斜坡地基的高、窄桥盖梁穿心钢棒施工方法。

本发明为实现上述目的采用的技术方案是：用于斜坡地基的高、窄桥盖梁穿心钢棒施工方法，包括以下步骤：

（1）、墩柱穿孔预留

在每根墩柱的纵向位置设置一个预留孔洞，计算预留孔洞底面高程后预埋一根PVC管；

（2）、支撑平台选材与结构受力验算

a、支撑平台选材：穿心钢棒采用高强钢棒，主梁采用工字钢，分布梁采用槽钢；

b、支撑平台材料验算：分别对穿心钢棒，主梁，分布梁的受力进行分析及计算；

（3）、支撑平台安装

a、穿心钢棒安装：利用吊车水平提升穿心钢棒至预留孔洞位置，穿入预留孔洞至两头外露长度一致后固定；

b、主梁安装：在穿心钢棒的两端安装钢板盒，并分别固定千斤顶，在千斤顶上固定工字钢，并用两根拉杆将工字钢固定，形成整体；

c、分布梁安装：分布梁采用槽钢，布置间距0.2m；

d、盖梁施工作业平台安装：盖梁施工作业平台采用以分布梁为主要受力支撑，在分布梁上铺设5cm厚的木板，并与主梁捆绑牢固；

（4）、铺设盖梁模板的底模

a、墩柱顶凿毛：对墩柱顶进行凿毛处理，凿除顶部的水泥砂浆和松弱层，至露出混凝土粗骨料为准，并用水冲洗干净；

b、测量放线：测量出墩柱的设计中心点和各控制点高程，用细绳拉出盖梁的设计中线，根据设计中心线在槽钢上铺设底模，并在底模上放出盖梁纵向和横向轴线，根据轴线定出盖梁的边线；

c、铺设底模：用吊车把拼装好的底模安装就位，复测底模高程以确保底模安装至设计标高，然后用主梁下的千斤顶调整，调整好后对底模进行固定；

（5）、钢筋制作安装

钢筋骨架预先在现场绑扎好，再用吊车吊装至盖梁底模上，吊装至盖梁底模上后需交错放置混凝土垫块，以确保达到钢筋保护层的厚度；

（6）、侧模安装

a、侧模采用组合式钢模板，使用前应进行调校并除锈，安装前均匀涂刷脱模剂，侧模整体拼装后，侧模外侧分上、下布置2道横梁，竖向布置间距为墩柱直径4/3的双排钢管，采用对拉螺杆固定；

b、侧模之间的接缝加垫橡胶条；

c、侧模安装完毕后测出模板标高，并推算盖梁标高，标识盖梁顶浇筑位置；

（7）、混凝土浇注

a、浇注顺序从墩柱中间开始向两端连续分层进行混凝土浇注，每层厚度不超过30厘米，在下层混凝土初凝前浇筑完上层混凝土，并采用振捣棒振捣；

b、浇筑完成后，对混凝土裸露面及时进行修整、抹平，待定浆后再抹第二遍并压光；

（8）、混凝土养护及模板、支撑平台拆除

a、混凝土初凝后，即可对混凝土进行覆盖洒水养护；

b、当混凝土抗压强度达到2.5Mpa以上，并保证不致因拆模而受损坏时，可拆除侧模，拆模时，可用锤轻轻敲击侧模板体，使之与混凝土脱离，再用吊车拆卸；

c、侧模拆除后，将盖梁三面全部包裹洒水养护，当混凝土强度达到设计强度75%以上时，拆除承重底模及支撑平台。

进一步的，所述步骤（1）中的预留孔洞要求定位准确，高程误差不大于5mm，误差较大时通过千斤顶调整高度。

进一步的，所述步骤（3）中的拉杆为螺栓，所述盖梁施工作业平台宽度不小于墩柱直径的4/3，四周用钢管架设防护栏，防护栏高度不低于1.1米，并满挂安全网防护。

进一步的，所述步骤（4）中的标高控制为设计标高加高1cm左右，以便于安装盖梁的底模，所述底模采用组合式钢模，使用前应进行调校并除锈，所述底模标高安装施工误差不应大于±5mm，轴线偏位误差不应大于±10mm，底模接缝间要垫3mm厚的橡胶条。

进一步的，所述步骤（5）中的钢筋使用前应将表面油污、锈蚀等清除干净，钢筋平直，无局部弯折，安装好的钢筋骨架要顺直，钢筋接焊时，双面焊接的长度不小于5倍的钢筋直径，单面焊接的长度不小于10倍的钢筋直径。

进一步的，所述步骤（6）中的侧模安装校对完成后，将PVC管灌满干砂，两端密封，固定在墩柱模板内。

进一步的，所述步骤（7）中的振捣应快插慢拔，振捣棒移动距离不超过其作用半径的1.5倍，与模板保持5～10cm的距离，避免振捣棒碰撞模板和钢筋，插入下层混凝土5～10cm，振捣时采用平行式或梅花式，振捣时间控制在25s～40s为宜，每个振捣部位，必须振捣密实，密实的标志是混凝土停止下沉，不再冒出气泡，且表面呈现平坦、泛浆。

进一步的，所述步骤（8）中的支撑平台包括分布梁、主梁、千斤顶及穿心钢棒。

本发明用于斜坡地基的高、窄桥盖梁穿心钢棒施工方法的有益效果是：通过在桥墩上预留有用于插入穿心钢棒的预留孔洞，即使墩柱处于倾斜地基，施工人员也可在高空中可实现盖梁的施工；在穿心钢棒上固定千斤顶，在千斤顶上固定有主梁，可使主梁的支撑更加牢固，并可在后续的施工步骤中进行必要的调整；分布梁上铺设木板，并与主梁捆扎牢固，可以防止侧翻的情况发生；测量放线时，测量出墩柱的设计中心点和各控制点高程，用细绳拉出盖梁的设计中线，根据设计中心线在分布梁上铺设底模，可使浇筑好后的盖梁中心在墩柱的纵向中心线上，使盖梁更加稳固；模板之间的接缝加垫橡胶条可防止浇筑的过程中漏浆；在下层混凝土初凝前浇筑完上层混凝土，可有效防止混凝土分层，振捣时快插慢拔可防止多余的气泡产生。本发明安装简单，安全可靠，节省施工材料，提高施工效率，且在施工环境为桥梁距离地面高、桥面窄，桥梁基础面倾斜等复杂条件也下可以进行的盖梁施工方法。

附图说明

图1为本发明的工艺流程框图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细说明；

如图1所示，用于斜坡地基的高、窄桥盖梁穿心钢棒施工方法，包括以下步骤：

（1）墩柱穿孔预留

a、在每根墩柱的纵向位置设置一个预留孔洞并预埋一根直径为100㎜PVC管，其预留孔洞高程的计算公式为：预留孔洞高程=设计墩顶标高－(底模厚度＋纵向分布梁槽钢厚度＋横向主梁工字钢高度＋调整千斤顶及其固定装置高度＋穿心钢棒直径) ，要求定位准确，预留孔洞高程误差不大于5mm，误差较大时通过千斤顶调整高度，使底模高程控制在允许范围之内。

b、在墩柱模板安装校对完成后，将PVC管灌满干砂，两端密封，按计算位置固定在墩柱模板内。

（2）支撑平台选材与结构受力验算

a、支撑平台选材：钢棒采用φ75mm高强钢棒(A45)，主梁采用I 32a工字钢，分布梁采用12.6号槽钢。

b、支撑平台材料验算：

本实施例中每个墩柱均为双柱式墩柱，墩柱中心距离为1.2m，上方盖梁长2.5m，宽1.3m，高0.65m，混凝土浇筑量为2.11m³。

计算荷载：

混凝土自重：G=2.11×27=57.04 KN，盖梁长2.5m，均布每延米荷载：q₁=22.82KN/m（其中每个盖梁的混凝土方量为2.11m³，钢筋混凝土按27KN/m³计算）。

组合钢模板及连接件荷载按0.95 KN/m²计算，侧模和底模每延米共计4.6m²， q₂=4.37KN/m。

12.6槽钢，长3米，每延米5根，共计15米，合计：q₃=15×0.1232=1.85KN/m

I32a工字钢，共2根，每根长4米，共重：2×4×52.72kg=421.76kg ， q₄=0.42KN

施工荷载:小型机具、堆放荷载q₅=2.5 KPa

振捣混凝土产生的荷载：q₆=2 Kpa

荷载组合：盖梁自重及支架自重均按恒载考虑组合系数1.2，施工荷载按活载考虑组合系数1.5。

c、受力分析及计算:

12.6槽钢分布梁受力分析及计算结果：

12.6槽钢分布梁直接承受底模以上自重，12.6槽钢分布在墩柱两侧，两工字钢主梁紧贴墩柱，间距为墩柱直径60cm，故12.6槽钢分布梁计算跨径为60cm，I32ａ工字钢宽13cm，盖梁底宽为130cm，所以分布梁两端各悬臂22cm，悬臂跨中受力，不计悬臂部分，实际偏安全。

计算荷载q=1.2×(ｑ₁+ｑ₂)+1.4×(ｑ₅+ｑ₆)

=1.2×(22.82+4.37)+1.5×(2.5+2)=39.378KN/m

布设间距0.2m，单根承受0.2×39.378=7.876KN

盖梁底宽1.3m，则单根槽钢均布荷载q=7.876/1.3=6.058KN/M

计算跨径0.6m

跨中弯矩：M=1/8ql2=0.125×6.058×0.62=0.273KN.M

应力：σ=M/W=0.273/62.1×103=4.390MPa ＜【235MPa】

挠度：f=5ql4/384EI=5×6.058×0.64/(384×2.1×391)=0.00001m<[f]=l0/400=0.6/400=0.0015m(满足要求)

（其中：12.6槽钢的特性参数，抗弯截面模量： W=62.1×103mm³，截面惯性矩：I=391×104mm⁴，弹性模量E=2.1×105Mpa，钢材采用Q235钢，弯曲应力设计值［σ］=235Mpa）

I32a工字钢主梁受力分析及计算结果：

工字钢主梁承受由槽钢分布梁传来的重力，按均布荷载考虑，两根工字钢各承受一半的力，工字钢搭在两墩柱预埋的穿心钢棒上，故工字钢计算跨径为两墩柱中心的间距，取为1.2m，按两端外伸悬臂计算。

计算荷载：q=1.2×(q₁+q₂+q₃)+1.5×(q₅+q₆)

=1.2×(22.82+4.37+1.85)+1.5×(2.5+2) = 41.598KN/m

单根受力q=0.5×41.598=20.799KN/M

计算跨径1.2m

两支点弯矩：M_支=-1/2qa²=-1/2×41.598×0.65²=-8.788 KN·M

跨中弯矩：M=1/2qlx[(1-a/x)(1+2a/l)-x/l]

=1/2×41.598×1.2×1.25×[(1-0.65/1.25)×(1+2×0.65/1.2)-1.25/1.2]

=-1.300KN·M

σ=M/W=8.788/692×10³mm³=12.599MPa＜【235MPa】

由于跨中弯矩小于支点弯矩，所以悬臂端点挠度最大。

悬臂端点挠度：f =qal³(6a²/l²+3a³/l³-1)/24EI

=41.598×0.65×1.2³×(6×0.65²/1.2²+3×0.65³/1.2³-1)/(24×2.1×11100)

=0.000103m=0.103mm＜1.2/400=0.003m=3mm (满足要求)

（其中：I32a工字钢的特性参数,X轴惯性矩为：I_X=11100×10⁴mm⁴，

X轴抗弯截面模量为：W_X=692×10³mm³，钢材采用Q235钢，弯曲应力设计值［σ］=235Mpa。）

穿心钢棒受力分析及计算结果：

穿心钢棒为悬臂结构模型，工字钢紧贴墩柱，故只考虑穿心钢棒受剪，4个支点抗剪截面分别承受上部传来的重力。穿心钢棒采用φ75mm高强钢棒(A45)。

计算荷载：q=1.2×(q₁+q₂+q₃)+1.5×(q₅+q₆)

=1.2×(22.82+4.37+1.85)+1.5×(2.5+2)

= 41.598KN/m

Q=(41.598×2.5+0.42)/4=26.104KN

τ=Q/A=26.104×10³/4415.625=5.912MPa<[τ]=125Mpa(满足要求)

（其中：φ75mm高强钢棒的特性参数，

惯性矩为：I=πd⁴/32=3.14×75⁴/32=310.4736×10⁴ mm⁴

抗弯截面模量为：W=πd³/32=4.1396×10⁴ mm³

抗剪强度设计值：［τ］=125Mpa。

（3）支撑平台安装

a、穿心钢棒安装：利用吊车水平提升φ75mm，长1500mm的穿心钢棒至预留孔洞位置，穿入预留孔洞至两头外露长度一致后固定。

b、主梁安装：在穿心钢棒上安装钢板盒，固定10t的千斤顶，在千斤顶上固定长4000mm的32a工字钢，并用2根Ф16对拉螺栓作为拉杆将工字钢固定，形成整体。

c、分布梁安装：分布梁采用12.6槽钢，布置间距0.2m，长度3000mm，需满足作业平台搭设宽度的要求。

d、盖梁施工作业平台安装：盖梁施工作业平台采用以分布梁为主要受力支撑，在分布梁上铺设5cm厚的木板，并与主梁捆绑牢固，防止踩翻发生安全事故。盖梁施工作业平台的宽度不小于80cm，四周用钢管架设防护栏，护栏高度不低于1.1米，满挂安全网防护。

（4）铺设盖梁底模

a、墩顶凿毛：对墩柱顶进行凿毛处理，凿除顶部的水泥砂浆和松弱层，至露出混凝土粗骨料为准，并用水冲洗干净。标高控制为设计标高加高1cm左右，以便于安装盖梁底模。

b、测量放线：测量出墩柱的设计中心点和各控制点高程，用细绳拉出盖梁的设计中线，根据设计中心线在槽钢上铺设底模；并在底模上放出盖梁纵向和横向轴线，根据轴线定出盖梁的边线。

c、铺设底模：底模采用组合式钢模，使用前应进行调校并除锈，待钢棒平台安装完毕后开始铺设底模，用吊车把拼装好的底模安装就位，复测底模高程以确保底模安装至设计标高，然后用主梁下的千斤顶调整，调整好后对底模进行固定。盖梁底模标高安装施工误差不应大于±5mm，轴线偏位误差不应大于±10mm，底模接缝间要垫3mm厚的橡胶条，防止接缝漏浆造成混凝土面色差或麻面。

（5）钢筋制作安装

a、钢筋使用前应将表面油污、锈蚀等清除干净，钢筋平直，无局部弯折，现场加工后，用吊车安装成型的方式进行。

b、钢筋骨架预先在现场绑扎好，再用吊车吊装至盖梁底模上。安装好的钢筋骨架要顺直，主筋及弯起筋的位置、尺寸严格按设计要求，用Ⅰ级钢筋制作时，其末端应做弯钩，弯钩的长度应大于受力主筋直径，且不小于其直径的2.5倍。钢筋接焊时，双面焊接长度不小于5倍的钢筋直径，单面焊接度不小于10倍的钢筋直径。吊装至盖梁底模上后需交错放置混凝土垫块，以确保达到钢筋保护层的厚度。

（6）侧模安装

a、侧模采用组合式钢模板，使用前应进行调校并除锈，安装前均匀涂刷脱模剂，侧模整体拼装后，侧模外侧分上、下布置2道横梁，竖向布置间距80cm双排钢管，采用ф16对拉螺杆固定。

b、模板之间的接缝要紧密，加3mm厚垫橡胶条防止漏浆。模板各部位支撑、拉杆要稳固。

d、侧模安装完毕后由测量人员测出模板标高，并推算盖梁标高，标识盖梁顶浇筑位置。

e、完毕后检查几何尺寸、轴线位置、顶面高程、模板牢固，确保其位置正确，做到不跑模、不漏浆、不错位。

（7）混凝土浇注

a、混凝土采用商品混凝土，泵送入模，浇注顺序从墩柱中间开始向两端分层浇注，浇注要连续，每层厚度不超过30厘米，在下层混凝土初凝前浇筑完上层混凝土。采用插入式振捣器振捣，振捣时宜快插慢拔，振捣棒移动距离不超过其作用半径的1.5倍；与模板保持5～10cm的距离（以8cm为最适）；避免振捣棒碰撞模板，钢筋；插入下层混凝土5～10cm（以8cm为最适）；每一处振捣时，应边振捣边徐徐提出振捣棒。振捣时采用平行式或梅花式，振捣时间控制在25s～40s（以33s为最适）。

b、每个振捣部位，特别是边角部位，必须振捣密实，密实的标志是混凝土停止下沉，不再冒出气泡，表面呈现平坦、泛浆。

c、浇筑完成后，对混凝土裸露面及时进行修整、抹平，待定浆后再抹第二遍并压光。恶劣天气加盖防护，开始养护前，覆盖物不得接触混凝土面。

d、混凝土浇筑期间，设专人检查支架、模板、钢筋和预埋件等稳固情况，发现有松动、变形移位时，及时处理。

（8）混凝土养护及模板、支撑平台拆除

a、混凝土养护：盖梁混凝土浇筑完成，混凝土初凝后，即开始对对混凝土进行覆盖洒水养护。当盖梁混凝土抗压强度达到2.5Mpa以上，并保证不致因拆模而受损坏时，可拆除盖梁侧模板。拆模时，可用锤轻轻敲击板体，使之与混凝土脱离，再用吊车拆卸。侧模拆除后，采用土工布将盖梁三面全部包裹洒水养护，养护时间不少于7天，以混凝土表面始终处于湿润状态为宜。当外界气温低于5℃时，对盖梁进行包裹保温，不得洒水。当盖梁混凝土强度达到设计强度75%以上时，拆除承重底模，拆模后，立即用土工布或塑料布覆盖继续洒水养护。

b、模板拆除后，依次拆除分布梁槽钢、主梁工字钢、千斤顶及穿心钢棒。

上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims

1.用于斜坡地基的高、窄桥盖梁穿心钢棒施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）、墩柱穿孔预留

（2）、支撑平台选材与结构受力验算

（3）、支撑平台安装

c、分布梁安装：分布梁采用槽钢，布置间距0.2m；

（4）、铺设盖梁模板的底模

（5）、钢筋制作安装

（6）、侧模安装

b、侧模之间的接缝加垫橡胶条；

（7）、混凝土浇注

（8）、混凝土养护及模板、支撑平台拆除

a、混凝土初凝后，即可对混凝土进行覆盖洒水养护；

2.根据权利要求1所述的用于斜坡地基的高、窄桥盖梁穿心钢棒施工方法，其特征是：所述步骤（1）中的预留孔洞要求定位准确，高程误差不大于5mm，误差较大时通过千斤顶调整高度。

3.根据权利要求1所述的用于斜坡地基的高、窄桥盖梁穿心钢棒施工方法，其特征是：所述步骤（3）中的拉杆为螺栓，所述盖梁施工作业平台宽度不小于墩柱直径的4/3，四周用钢管架设防护栏，防护栏高度不低于1.1米，并满挂安全网防护。

4.根据权利要求1所述的用于斜坡地基的高、窄桥盖梁穿心钢棒施工方法，其特征是：所述步骤（4）中的标高控制为设计标高加高1cm左右，以便于安装盖梁的底模，所述底模采用组合式钢模，使用前应进行调校并除锈，所述底模标高安装施工误差不应大于±5mm，轴线偏位误差不应大于±10mm，底模接缝间要垫3mm厚的橡胶条。

5.根据权利要求1所述的用于斜坡地基的高、窄桥盖梁穿心钢棒施工方法，其特征是：所述步骤（5）中的钢筋使用前应将表面油污、锈蚀等清除干净，钢筋平直，无局部弯折，安装好的钢筋骨架要顺直，钢筋接焊时，双面焊接的长度不小于5倍的钢筋直径，单面焊接的长度不小于10倍的钢筋直径。

6.根据权利要求1所述的用于斜坡地基的高、窄桥盖梁穿心钢棒施工方法，其特征是：所述步骤（6）中的侧模安装校对完成后，将PVC管灌满干砂，两端密封，固定在墩柱模板内。

7.根据权利要求1所述的用于斜坡地基的高、窄桥盖梁穿心钢棒施工方法，其特征是：所述步骤（7）中的振捣应快插慢拔，振捣棒移动距离不超过其作用半径的1.5倍，与模板保持5～10cm的距离，避免振捣棒碰撞模板和钢筋，插入下层混凝土5～10cm，振捣时采用平行式或梅花式，振捣时间控制在25s～40s为宜，每个振捣部位，必须振捣密实，密实的标志是砼停止下沉，不再冒出气泡，且表面呈现平坦、泛浆。

8.根据权利要求1所述的用于斜坡地基的高、窄桥盖梁穿心钢棒施工方法，其特征是：所述步骤（8）中的支撑平台包括分布梁、主梁、千斤顶及穿心钢棒。