简易式整体提升外架在桥梁墩柱施工中的应用

熊中庆(贵州路桥集团有限公司)

简易式整体提升外架在桥梁墩柱施工中的应用

熊中庆
(贵州路桥集团有限公司)

摘要:近年来，随着桥梁建设规模的不断扩大，双薄壁空心墩的运用变得越来越广泛。在双薄壁空心墩施工中，外脚手架是影响其施工的重要因素之一。因为传统的搭设脚手架的方法存在一系列的问题，不利于桥墩的施工和发展。因而，在双薄壁空心墩施工中，越来越多的运用简易式整体提升外架，该施工技术的主要优点是工序简单，节约工期以及投资小等，具有较强的实用性和一定的经济性。主要阐述了简易式整体提升外架在交梨河特大桥主桥桥墩中的具体运用。

关键词:简易式;整体;提升;外脚手架;桥墩

中图分类号:U445

文献标识码:C

文章编号:1008－3383(2015)04－0127－01

1　工程概况

交梨河特大桥位于厦蓉高速贵州境榕江格龙至都匀段BT15合同段内，处于贵州省黔南州三都县交梨乡与黔东南州丹寨县龙泉镇之间交界处。桥位起讫桩号分别为ZK164 +925～K166 +691及YK164 +915．516～K166 +691。全桥长1 766 m(以左幅计)，最大桥高143 m，最大墩高126 m。左右幅桥型为先分后合的形式，在K166 + 165．452(YK166 +153．966)合并，布置形式相同: 4×(5×30) +2×(3×40) + (85 +2×160 +85) + (85 +160 +85) + (3×30) m。

主桥桥墩采用双薄壁空心墩，基础为群桩承台基础。引桥采用预制T梁先简支后连续，T梁长30 m、40 m。桥墩墩高小于60 m采用实体墩身，大于60 m采用薄壁箱形墩身，基础为群桩承台基础。桥台均为U型桥台，基础为明挖扩大基础。

2　施工方案及特点

2．1施工方案

交梨河特大桥主桥与引桥桥墩高度均较大，主墩为双肢薄壁空心墩，施工难度大，投入设备多，是施工中的关键性工程。选用经济、合理的外脚手架方案显得尤为重要，根据本工程桥梁结构特征，综合分析，仔细研究，主桥墩采用整体提升外架，翻模施工工艺施工。

2．2简易式整体提升脚手架的特点

(1)其结构具有较好的稳定性以及整体性，能够与桥梁结构有可靠的拉结，有防坠即停，抗倾覆装置;

(2)具有非常可靠的安全防护措施;

(3)能够有效的避免在没有任何征兆的情况和环境下发生突然的破坏;

(4)杆件及其节点构造合理，受力明确，能较好的发挥材料的承载性能，且承载能力有适当的安全储备;

(5)对整个工程脚手架的投入成本得到了有效的降低; (6)对工人搭拆的重复劳动进行了避免;

(7)本工程所采用的简易式整体提升脚手架，安全性能高，成本造价低，与传统的外挑架比较有明显的优势:外挑脚手架在搭设和使用阶段危险性均较大，各种杆件每层均应符合计算要求，且结构施工完成后，大多不能用于装饰工程，待装饰阶段还需重新搭设，且脚手架钢管设施投入很大。整体提升外架只需在搭设前验算一次，且提升安全可靠，架体提升时用于主体施工，架体下降时经过改装可用于装修施工，架体设施料投入少，重复劳动少，安全可靠，在工程实践中取得了明显的经济效益和社会效益。

3　墩柱施工外提升支架的组成

3．1底桁架

底桁架为整个外支架的承重体系，承担外支架及一层模板的重量，外支架为墩柱施工时的外操作系统，作为模板提升及钢筋的安装平台，整个外支架为全封闭结构，四周悬挂安全网，保证了施工过程的安全。

3．2外支架

外支架主承重桁架由［22a双槽钢组成，外挑梁由单根22a双槽钢组成，外挑梁用［8槽钢连结成整体。外支架由立柱、水平纵管、水平横管及斜撑组成，斜撑采用Ф22钢筋和钢管。侧面斜撑用钢管形成，布置应合理。其余均采用外径为Ф48的钢管。立柱支撑在承重桁架上，立柱钢管与主桁架进行焊接。外架总高度为18 m，每层高度为1．7 m，共计有10层，高17 m，顶部设有1 m高的外防护拦，以保证施工人员在施工过程中的安全。外架顶部三层设纵横向水平管，将整个外架形成一个整体，以保证外支撑架的整体稳定性。在外支架顶部铺设模板，作为施工人员操作的平台。当模板提升后，外支架可以作为混凝土表面修饰的外架，人员操作安全。支架底桁架四周距墩柱四周的距离为5厘米，保证了支架提升过程中的安全。

4　提升支架施工要点

4．1提升支架的提升及安装

(1)底桁架拼装

支模应与外架施工密切配合，预埋好各种预埋件及预留各种孔道。当混凝土强度达到≥10 MPa以上时应及时拆模，保证拉杆有拉结点，确保升降、爬升工作顺利进行。预埋位置的支模板应采用活动小模板，可以提前早拆。模板拆除后，先进行底桁架的拼装。底桁架的四个桁架在加工厂加工成形，运到施工现场进行组拼。底桁架拼装时要保证桁距墩柱边缘的距离为5 cm左右，以保证提升过程中发生脱钩及断链事故，提升架一旦发生倾斜，由于周边间距很小，整个支架就会及时卡住墩身，保证了提升架在整个提升过程中的安全性。在底桁架四边设四个下吊点，在墩柱内侧主筋外安装Ф80的圆钢棒，用钢丝绳与钢棒和链条滑车连结，作为提升上挂支撑点。

(2)外支架的提升

在每节混凝土施工完成，模板拆除提升就位，混凝土外观修饰完成后，即可进行外支架的提升。支架的提升采用四个10 t的链条葫芦作为提升动力，每个链条滑车由两个工人

操作，作好各项准备工作后，即可进行提升。提升通过人工收拉链条滑车，逐步往上提升墩柱施工外架。在整个提升过程中，要配备专人指挥，确保四个滑车均衡受力，保证外提升支架的平稳提升，防止桁架卡住墩柱。待提升支架提升至预留孔上方时，用Ф80的圆钢棒插入预留孔，松动链条滑车，将整个支架的力传到钢棒上，从而完成整个提升工作。

4．2提升支架的拆除

当墩柱施工达到设计标高后，采用塔吊配合人工进行拆除。由于墩柱较高，又有横系梁，因此桁架采用在高空分解为四片，用塔吊配合拆除。拆除过程中要加强安全措施，保证拆除过程的施工安全。

4．3外提升架提升过程的安全措施

(1)提升架提升动力系统采用四个10 t的链条滑车提升，提升能力为提升重量的四倍，提升安全系数达到了四倍。

(2)外桁架与墩柱四周间距较小，即使发生断链及脱钩事故，桁架会自动卡住墩柱，不会发生下落事故。

(3)链条滑车、钢丝绳等起重设备采用有质量保证的产品，而且为新购，且经过性能试验，各项指标合格后才能使用。

(4)施工过程中，遇六级以上大风时严禁提升。

(5)所有参与提升架施工的人员均应经过岗前培训，且为熟练工人。

(6)吊环禁止使用螺纹钢筋，必须使用厚钢板钻孔，孔四周磨坊圆滑，并对吊点处的钢丝绳作好保护措施。

5　墩柱施工外提升支架受力计算

支架计算采用计算软件MIDAS进行计算，分为钢管外支架验算、桁架承重能力验算、钢棒的抗剪验算。验算荷载考虑支架自重、施工人员及机具重量按2．5 kN/m2，风力按0．275 kN/m2、验算钢棒承载力时考虑一层模板重量(110 kg/m2)，计算结果如下:

5．1模板重量G1

G1=9×2×2×110 + 5×2×2×110 = 3 960 + 2 200 = 6 160 kg =61．6 kN

q =61．6 kN/28 =2．2 kN/m。

5．2钢管支架重量

G2=3．035 +5．819 +0．235 =9．089 t

G2=90．89 kN。

5．3人群机具

G3= (9．848 +5．1)×2×0．8×2．5 =59．792 kN

G合计=90．89 +59．792 =150 kN

支撑点为48个，按集中荷载分配给每个支撑点，则每个点承担的集中力为:

P1 =150/48 =3．125 kN，支点力由各外伸槽钢传递给主梁。

6　结语

综上所述，在交梨河特大桥主桥桥墩施工中，采用简易式整体提升外架与翻模施工工艺结合的施工方案，具有较强的合理性以及优越性，尤其是简易式整体提升外架具有安全稳定、操作简单、设计合理、施工速度快、提升快速、工序干扰小以及经济实用强的特点，在施工中取得了较强的社会效益以及经济效益，在高桥墩施工中具有非常广阔的运用前景。

参考文献:

［1］李跃，甲生，郭欣，等．广州新光大桥主跨主拱中段大段整体提升架设［J］．中外公路，2006，(2) : 12－13.

［2］郭正兴．升降脚手架的型式与发展综述［J］．建筑技术，1998，(9) : 67－68.

［3］罗强，严永积．整体提升外脚手架的应用［J］．建筑技术，1997，(10) : 45－46.

［4］刘震．整体提升外墙脚手架安全防护技术及管理［J］．住宅科技，1997，(2) : 23－24.

作者简介:熊中庆(1967－)，男，贵州水城人，高级工程师，主要从事高速公路建设工作。

收稿日期:2014－07－08