公路施工：异形、多边形、变截面预应力盖梁施工工法

异形、多边形、变截面预应力盖梁异形、多边形、变截面预应力盖梁施工施工工法工法 中交一公局第三工程有限公司 陈胜亮 刘方华 郭永伟 迟德刚 韩家冲 1前言前言 异形、多边形、变截面预应力盖梁施工方法是高架桥施工过程中的一个重要技术难题， 模板加工、 钢筋制作和绑扎是主要需解决的难点。 中交一公局第三工程有限公司技术人员结 合虎峪河盖梁的施工展开技术攻关，创新研究出一套“模板拼装、数控弯曲机和钢筋整体吊 装的盖梁安装”施工工法，为高架桥盖梁施工提供了整套的施工工艺； 本工法的关键技术已经申报实用新型专利，正在打印证书阶段，异形、多边形、变截面 预应力盖梁技术经中国公路协会鉴定达到国内先进水平。 2工法特点工法特点 2.1 本工法的特点是“船”形盖梁造型独特，模板造型加工较为困难，通过多次对比、 优化加工方案，将面板沿盖梁长度方向切成横向长条，拼成盖梁的空间曲面；使盖梁尺寸准 确，避免了板面折角的问题，保证了外观质量； 2.2 盖梁截面尺寸沿长度方向均为渐变，即对称截面上，每根箍筋尺寸均不相同，且 每根箍筋有多个角度组成，给钢筋加工造成较大困难；项目本着“请进来，走出去” 的原 则，通过多方询问，并去厂家考察，项目决定引进数控弯曲机加工箍筋，极大加快了施工速 度，并且加工尺寸统一，符合图纸要求，具有加工速度快、精度高的特点； 2.3 盖梁施工时须先安装模板，由于侧面为弧形、底面为斜面，且操作空间狭小，无法 在模板内绑扎钢筋；故盖梁钢筋笼采取“地面绑扎、整体吊装的施工工艺”；不仅满足钢筋 绑扎要求，同时加快了施工进度。 3适用范围适用范围 异形、多边形、变截面等复杂造型桥梁盖梁的施工。 4工艺原理工艺原理 高架桥盖梁造型独特，总体呈“船”型，侧面为空间渐变的曲面，模板加工时先将面板 外侧的钢板加劲焊接成型作为胎架， 然后将面板沿盖梁长度方向切成横向长条， 利用长条钢 板长度方向可塑型好的特点，将其贴到胎架上，拼成盖梁的空间曲面，有效解决了板面造型 第 1 页 共 12 页 困难、板面折角明显等问题，确保了盖梁的整体造型；由于“船”型盖梁造型特殊，横截面 角度、尺寸多变，导致箍筋加工困难，采用数控弯曲机后，极大加快了施工速度，并且加工 尺寸统一，符合图纸要求，具有加工速度快、精度高的特点；盖梁安装模板后，底部为斜面， 空间狭小，工人无法在其内绑扎，采用“地面绑扎、整体吊装的施工工艺”；不仅满足钢筋 绑扎要求，也加快了施工进度。 5施工工艺流程及操作要点施工工艺流程及操作要点 5.1 施工工艺流程 高架桥盖梁主要施工流程分为地基处理、搭设支架、底模安装、钢筋绑扎及混凝土浇筑 等这几个大步骤。模板安装后进行断面尺寸的复核，钢筋绑扎及混凝土浇筑要保证质量，临 边围护符合要求，确保操作人员的安全性等。详细步骤见下图。 现浇梁拆模 拆除底模、支架 管道压浆 封锚 预应力张拉 养生、拆除侧模 试块制作砼浇筑 检测塌落度 安装侧模、端模 安装钢筋、预应力管道 安装底模 搭设支架 支架计算 地基处理 图图 5.1-5.1-1 1 高架桥盖梁高架桥盖梁安装工艺安装工艺流程流程 第 2 页 共 12 页 5.2 施工操作要点 5.2.1 地基处理 对支架搭设范围，地基进行压实处理，经计算，要求地基承载力不小于 150kpa，地基 压实后，采用 C15 混凝土硬化，厚 10cm，长度为 8.6m，宽度为 4.1m，硬化设置单向坡 1， 沿垫层四周设置排水沟，并用砂浆抹面，防止雨水浸泡地基。 5.2.2 搭设支架 本桥支架采用 Q235 级碗扣支架，截面尺寸为48mm3.5mm，考虑到盖梁的造型、 自重及模板的特殊性， 立杆纵、 横桥向间距均为 60cm， 横杆步距为 1.2m， 支架高度为 2-4m； 模板主龙骨采用 10cm10cm 樟子松方木，横桥向布置，中心间距为 60cm；盖梁采用钢模 施工，[10 槽钢次龙骨与钢模焊接，待主龙骨铺好后，一同安装；支架顶最外侧设安全护栏， 安全护栏比操作平台高出 1.2m，立杆间距为 1.8m，横向采用钢管与立杆用十字扣件锁固， 横杆间距为 60cm，护栏自上而下设两道，支架外部布设爬梯，爬梯宽 90cm，并设置转折平 台，平台尺寸 180*120cm。护栏外侧挂密目式安全网。支架搭设时注意一下细节 1、本支架使用顶托、底座，底座下垫木跳板，木跳板截面尺寸为 20cm5cm；顶托及 底座插入立杆内的长度不小于 15cm，另顶托顶面至顶层水平杆中心的距离不大于 65cm，顶 托外露长度小于 30cm，本支架纵、横向设扫地杆，扫地杆距砼基础顶面距离为 30cm。 2、支架搭设时，立杆接头错开布置，严禁将接头布置在同一水平高度；支架搭设时严 格按规范执行，要求做到横平竖直，各杆件与碗口间连接牢固。 3、要求在支架四周及内部纵横向、高度方向连续设置剪刀撑，间距为 4.5m；竖向剪刀 撑下端需支撑在垫层上，不得悬空；竖向剪刀撑与水平面夹角为 4560之间，剪刀撑采 用旋转扣件每步与立杆扣接牢固；本支架高度小于 4.8m 不设水平剪刀撑。 4、出于施工考虑，横桥向每侧宽出 90cm 作为施工平台，施工平台采用同规格碗扣支 架搭设，满铺木跳板；施工平台最外侧立杆需高出施工平台 1.2m，并采用架子管横向连接， 作为安全护栏防止施工人员高处坠落。 图图 5.2.2-15.2.2-1 盖梁支架体系正面、侧面设计图盖梁支架体系正面、侧面设计图 第 3 页 共 12 页 5、盖梁利用墩柱施工时搭设的安全爬梯,沿墩身一侧安装专用“之”字形安全爬梯以供 作业人员上下； 安全爬梯采用轻巧型钢悍制而成， 踏步宽度 40cm， 两侧安装高度不小于 1.2m 的安全护栏，爬体每节长度 3m,可随墩身高度的增加而逐节接长加高，爬梯以围墩身四周搭 设的普通钢管脚手架作为受力支撑体， 同时该侧脚手架兼起固定混凝土输送管道的作用； 脚 手架采用外径 48mm，壁厚 3.5mm 钢管搭设，所承受荷载为钢管架自身重量、安全爬梯重 量及上下人员荷载。 5.2.3 模板加工 盖梁模板总体分为板面、钢板框架、加劲肋、支撑型钢（背楞）三部分；面板采用 4mm 钢板；框架及加劲肋采用宽 10cm，厚 1.2cm 的钢板，在模板外侧竖向、横桥向设置， 间距均为 30cm；支撑型钢采用双拼[10 槽钢，横桥向间距为 90cm。结合盖梁造型，沿纵、 横桥向将模板分为四块加工，模板间采用Φ20 螺栓连接，间距为 20cm，模板上下口总体采 用Φ20 拉杆加固，横桥向间距为 90cm。以上型钢均采用 Q235 级。 图图 5 5. .2.3-12.3-1 模板分块平面图模板分块平面图 图图 5.2.3-25.2.3-2 模板立面图模板立面图 第 4 页 共 12 页 图图 5.2.3-35.2.3-3 盖梁各横截面模板尺寸图盖梁各横截面模板尺寸图 另，盖梁与墩柱之间设计有椭圆形墩帽，横桥向墩帽半径比墩柱半径大 24cm，顺桥向 墩帽半径比墩柱半径大 19cm，考虑到盖梁与墩帽的整体造型，模板加工时，墩帽侧模与盖 梁模板加工为一个整体；因墩帽与墩柱衔接处为直角，墩帽底模与侧模采用分离加工，以方 便整体拆模。 图图 5.