现浇盖梁钢构支架施工工法

现浇盖梁钢构支架施工工法

现浇盖梁钢构支架施工工法

中铁八局集团第二工程有限责任公司 主要撰稿人：宁建刚、袁大鹏、陈宏

中铁八局集团第二工程有限公司

二O 一三年六月

1. 前言

盖梁是钢筋混凝土简支梁桥下部结构的主要受力构件，是梁板支撑的平台。盖梁一般设于墩柱顶部，通常采用现浇施工方法，其施工质量不仅取决于混凝土配合比以及浇筑方法，而且很大程度上取决于现浇过程所采用的支架。传统的盖梁施工一般采用落地支架施工工法，如满堂碗扣脚手架，但是落地支架有一定局限性，如一般适用于地面上、无水条件下、墩身高度较小的现浇盖梁；要求地基土质条件较好、承载力较高，否则，需对地基进行平整、回填、碾压、采用混凝土硬化处理等；支架搭设、拆除过程复杂，施工循环周期长、安全风险大；需租用支架等周转料数量大，管理成本高等。为改善传统盖梁落地支架施工工法，提高施工经济效益，缩短工期，降低安全风险，中铁八局集团第二工程有限公司在成仁高速公路CR2合同段桥梁工程盖梁施工中开展了科技创新，采用“现浇盖梁钢构支架施工工法”。该创新工法，因其施工过程中，具有借用既有承台基础、减省支架地基处理；避免使用大量周转料、便于管理、节约人工；钢构支架施工装、拆简单快捷，施工周期短；施工过程安全风险小等特点，在工期、经济和安全效益上相对传统满堂支架施工盖梁工法具有良好的效果。因此，现浇盖梁钢构支架施工工法在成仁高速CR2合同段桥梁工程盖梁施工中得到了全线推广使用。目前，该现浇盖梁钢构支架施工工法已被国家知识产权局受理为专利（专利号：[1**********]1.7）。

图1-1 现浇盖梁施工钢构支架支撑方案示意图

2. 工法特点

2.1利用既有承台作为承载基础，无需进行地基处理，减少了土石方平整、地基硬化等工作，节省了地基处理机械费、混凝土材料费及人工费、缩短了工期。

2.2 降低了施工过程中安全风险。因支撑于既有承台结构物上，无需考虑支架地基沉降，且钢构支架为针对施工盖梁，采用的定型钢构设计，整体性较好，使得支架结构的安全性得到进一步提升；钢构支架进行整体装、拆，装拆过程只需要少量人工配合，有效避免了支架搭拆过程高空作业的安全风险。

2.3钢构支架安拆均采用汽车吊整体吊装、拆卸，操作简单快捷，其装、拆需时短，周转速度快，可有效的减少支架、设备配置数量，降低施工、管理成本。

3. 适用范围

现浇盖梁钢构支架施工工法适用于下部结构为承台或扩大基础的独墩盖梁；墩身高度波动幅度较小，最大高度宜小于16m ，且在盖梁高度范围内无施工障碍；盖梁规格较为单一或相似类型数量多，施工场地便于机械及运输设备进场施工的现浇盖梁施工工程。此类工程主要以公路高架桥为主。

该工法若使用于双柱或以上的盖梁结构，可采用多套钢构支架进行连接拼装；若使于高墩盖梁施工（超过16m ），可在底座增高加强节，同样适用。

4. 工艺原理

钢构支架利用大型钢结构不易发生形变的特点，采用部分构件定型，部分联接件可旋转伸缩的钢构件来进行盖梁支架拼装连接。支架拼装连接完成后，采用汽车式起重机进行整体吊装，就位于墩柱承台或扩大基础上，然后安装盖梁模板、钢筋、进行混

凝土施工等。现浇盖梁施工完成后，降低钢构支架伸缩腿，使支架整体脱离盖梁底部，留出拆卸空间。支架拆卸过程中，采用汽车式起重机分部位进行整体拆卸，便于下循环整体安装。

5. 施工工艺流程及操作要点

5.1施工操作工艺流程

图5.1-1 施工工艺流程图

5.2操作要点

5.2.1 钢构支架型式选取、结构设计、荷载检算、厂家制造

1、支架型式的选取及结构设计 根据墩柱、盖梁的结构型式，结合墩身高度波动的一般范围，考虑钢构支架上端要支撑盖梁底模板，下端支撑在既有承台或扩大基础上，支架环抱墩身以及装、卸方式等要求，初步拟定盖梁钢构支架空间型式。根据初步拟定型式进行支架尺寸大体设计、定型以及伸缩旋转构件的选取，荷载检算，施工实用性复核，深化详细设计等。

2、荷载检算

（1）计算依据 1）《×××高速公路施工图设计文件》 2）《建筑结构静力计算手册》 3）《钢结构设计规范》、《混凝土结构设计规范》、《建筑结构荷载规范》

4）《建筑工程模板施工手册》 （2）主要参数及取值

1）钢筋混凝土自重按25kN/m3计算

2）钢材、焊缝、螺栓强度设计值按《钢结构设计规范》取值；砼强度设计值按《混凝土结构设计规范》取值。

3）恒载分项系数取1.35，活载分项系数取1.4。基本组合按：1.35（砼重+模板重）+1.4×0.7×(人群、机具等施工活载) 。

（3）根据各受力图进行荷载计算（平面内）、强度和稳定性计算、刚度计算、承台局部承压计算

1）受力简图

14

图5.2.1-1 受力简图

2）弯矩图：

14

1234

单位：kN ·m

图5.2.1-2 弯矩图

3）轴力图 x

1234

单位：kN

图5.2.1-3 轴力图

x

4）剪力图

1234

单位：kN

图5.2.1-4 剪力图

x

5）位移图 图5.2.1-5 位移图

x

3、厂家制造

钢构支架设计完成后，由相关具有钢结构施工资质厂家，按

设计图纸进行制造。首件钢构支架制造完成后，应在厂完成试拼、伸缩调试、拆卸等过程，再次论证可行性，然后进行批量生产。 5.2.2 测量放线及钢构支架安装、首件预压

1、根据盖梁纵横轴线在承台上放出支架支腿位置；根据盖梁高程及承台面实测标高，以及支架高度，计算出底座支腿长度。

2、按照支架设计的组装图进行组装，先在地上分别进行底座立柱组装，桁架与斜撑组装，然后吊装底座就位，再吊装横梁及斜拉杆件，待组装完毕后，再吊装桁架与斜撑进行组装，组装时现场设专人指挥组装，专人指挥吊装，支架组装完后进行初步轴线及高程调整，最后安装分配梁。

3、平面控制：依据基准控制桩在布置于支架上的盖梁底模上放出盖梁的纵向及横向轴线，以此对支架纵横向进行微调。

4、高程控制：用检定过的水准仪，依据水准基准控制桩将水准高程引到墩柱上，根据盖梁的设计高程计算出盖梁的底模板高程，从而微调支架支腿，使其高程满足设计要求。

5、在首套钢构支架安装完成后，应采用片石或砂袋，按照同一部位同等均布荷载的方式对钢构支架进行预压。预压期间，测量对比钢构支架各变形参数的变化，判定其是否满足《公路工程质量检验评定标准》中盖梁允许偏差，以再次校验支架。

图5.2.2-1 盖梁钢构支架安装

图5.2.2-2 盖梁钢构支架安装

图5.2.2-3 盖梁钢筋骨架整体吊装

5.2.3 钢构支架拆除

现浇盖梁施工完成后，混凝土强度达到了支架允许拆除时间，可进行钢构支架拆除。若为预应力盖梁，支架拆除前，应先完成盖梁张拉施工。支架拆除步骤如下：

使用钢管旋转底座伸缩腿，以降低钢构支架，使之脱离盖梁混凝土底部，留出拆卸空间；

采用汽车式起重机，分别对左右斜撑桁架进行整体拆除；左右斜撑桁架与竖直桁架为销连接，汽车式起重机分别吊起左右斜撑桁架后，可使用锤头退出销连接，以使左右斜撑桁架与竖直桁架脱离；

左右斜撑桁架拆除后，同样使用汽车式起重机分别对左右竖直桁架连同左右底座进行整体拆除；左右竖直桁架及左右底座是采用钢构件螺栓连接，可使用扳手拆除即可。

图5.2.3-1 盖梁支架拆除及盖梁成品

钢构支架拆除施工注意事项：

支架拆除前，必须对现场操作人员进行安全技术交底，明确拆除顺序和拆除的安全事项以及拆除后支架的运输堆放要求。

2、拆除过程中，严禁上下同时作业，并设专人统一指挥，

以确保操作人员、机械设备间相互配合。

3、支架拆除区域必须在地面设置警戒线，并由专人防护，非施工人员不得入内。

4、拆除过程中应做好对成品盖梁、支架及模板的保护。

6. 材料与设备

6.1本工法所需钢构支架均由工厂按尺寸定制而成。 6.2施工机械选择：

6.2.1支架的运输采用货车或平板拖拉机进行运输。 6.2.2支架的装拆装设备采用25t 汽车式起重机。

7. 质量控制

7.1 工程质量控制标准

现浇盖梁施工质量执行《公路工程质量检验评定标准》。盖梁允许偏差见下表。

7.2.1支架构件进场前，厂家须提供支架力学检验及使用技术交底书。

7.2.2施工使用前，编制施工方案及施工技术交底，严格按施工方案要求进行预压及施工；

7.2.3支架循环使用过程中，应经常及定期组织检查各钢构支架各杆件及伸缩腿有无损伤，如有损伤及时更换。

8. 安全措施

8.1 钢结构搭设安全技术方案

1、钢结构采用槽钢与工字钢组合，在搭设钢结构支架前进行桁架及螺栓连接的强度和稳定性校验，当强度和稳定性符合要

求后才能使用该支架

2、钢结构支架不得有严重锈蚀、弯曲、压扁或裂纹，若有，应及时更换杆件。

3、支架采用25t 汽车式起重机吊装到位，搭设支架时，如无安全措施，附近及下部不得进行其它作业。

4、在架设支架处，设置安全警示标志。 8.2 钢结构支架的拆除

1、拆除前应对钢结构进行检查，如周围有电线或其它障碍物，必须采取保护措施后才能进行拆除。

2、拆除时周围应设围栏或警戒，禁止闲人进出。 3、拆除顺序是先上后下，不得上下同时作业。

4、在较高的地方拆下的材料禁止向下投掷，拆除的材料应用吊车堆放在一定的地点。

5、在霜雪及阴雨天气工作，应采取防滑措施，遇六级风时应停止进行搭设和拆除工作。 8.3 高空作业安全措施

1、高处作业人员的安全教育及相关的安全预防工作。 所有高处作业人员接受高处作业安全知识的教育；特种高处作业人员应持证上岗，上岗前应依据有关规定进行专门的安全技术交底。

高处作业人员经过体检，合格后方可上岗。 为作业人员提供合格的安全帽、安全带等必备的安全防护用具，作业人员按规定正确佩戴和使用。

2、根据高空作业内容，有针对性地将各类安全警示标志悬挂于施工现场各相应部位，夜间应设红灯示警。

3、高处作业前，由分部组织有关部门对安全防护设施进行验收，经验收合格签字后，方可作业。需要临时拆除或变动安全设施的，应经项目分部经理审批签字，并组织有关部门验收，经验收合格签字后，方可实施。

4、高处作业材料堆放要平稳，并防止坠落；使用工具需要

具有防止坠落伤人的措施；工具用完随手放入工具袋中。上下传递物件禁止抛掷。

5、模板、脚手架等拆除时应按照先搭后拆的原则由上而下逐层进行，严禁先行将支撑、剪刀撑等拆除。必要时设置临时支撑。

6、严禁上下立体交叉作业。下层作业的位置，必须处于上层确定的可能坠落范围半径之外，不符合以上条件时应设置安全防护层。

7、高空（处）作业，禁止向地面抛掷物品，以防砸伤下面过路人员。钢模板、脚手架等拆除时，下方不得有其他操作人员。拆除防护栏杆、脚手板层等前应将上面的物件、混凝土块等易掉落物件清理干净后，方可进行拆除。拆除过程中尽量避免翻转。

8、高空作业必须设置安全标志和各种用于高处作业设施； 9、高空作业（离地面2m 及以上）必须系挂安全带，安全带应挂在牢固的物体上，严禁在一个物体上栓挂几根安全带；所有进入现场的施工人员必须戴安全帽。

9. 环保措施

9.1成立对应的施工环境卫生管理机构，在工程施工过程中严格遵守国家和地方政府下发的有关环境保护的法律、法规和规章，加强实施中的监测、应对和验证。同时，将相关方案和要求向全体施工人员详细交底。

9.2废水除按环境卫生指标进行处理达标外，并按当地环保要求的指定地点排放。弃渣及其它工程废弃物按工程建设指定的地点和方案进行合理堆放和处治。

9.3降低施工噪音，同时尽可能避免夜间施工。

9.4对施工场地道路进行硬化，并在晴天经常对施工通行道路进行洒水，防止尘土飞扬，污染周围环境。

10. 效益分析

10.1 传统的满堂支架施工与钢结构支架施工工法进行对比

表10.1-1 两工法施工盖梁成本对比(以单个盖梁施工为例)

表10.1-2 两方案施工工期对比(以单个盖梁施工为例)

表10.1-3 两方案安全性对比(

以单个盖梁施工为例)

10.2 结论

通过对两工法的对比（上表），单个盖梁采用钢结构支架施工在成本控制上较满堂支架节约成本1.5155万元（按全标段362个盖梁施工，以单套支架对比，施工成本总节约548.6万元）；在施工工期上缩短工期4天（按全标段362个盖梁施工，以12套支架同时施工对比，施工工期总节约120天）；在安全保障性上更为安全可靠。

综上，在类似现浇盖梁施工中，钢构支架施工工法无论在经

济效益、工期效益还是安全效益上都拥有较好的效果和优势。

11. 应用实例

成仁高速公路CR2合同段是成都-自贡-泸州-赤水高速公路成都段的高架桥施工标段，该工程为左右分幅式高架桥，均为180跨，标段全长4557m 。高架桥上部结构采用预应力混凝土小箱梁简支结构，下部结构采用桩柱式桥墩、承台桩基基础。盖梁共有362个，类型较为单一，普遍为独柱式盖梁，且墩身高度普遍在7～12m 范围内。

经过工法比选，全标段362个现浇盖梁均采用钢构支架施工工法施工，取得良好的经济、工期、安全效益。此施工工法已在成-自-泸高速公路项目中得到全线推广与应用。该高速公路已于2012年9月3日正式通车运营。