悬挑式模板支架施工技术在水闸交通桥盖梁中的应用

陈先义,梁春梅

(广东省水利水电第三工程局有限公司,广东 东莞 523710)



悬挑式模板支架施工技术在水闸交通桥盖梁中的应用

陈先义,梁春梅

(广东省水利水电第三工程局有限公司,广东 东莞 523710)

通过工程实例,阐明悬挑式模板支架施工技术,并对施工过程中出现的安全和质量问题提出确实可行的控制措施,达到了预想的效果。结果表明盖梁施工中采用悬挑式模板支架,可避免传统满堂脚手架模板支架工期长、成本高、安全隐患多等毛病；同时,在河床突发洪水时,有利于行洪,减轻了防洪度汛的压力。特别适用有交通功能要求的大中型水闸,特别适用有交通功能要求的大中型水闸,能满足防洪度汛且能尽早实现交通通行。

悬挑式模板支架;施工技术;盖梁;水闸

1 工程概况

红江拦河闸工程位于阳东区合山镇北部,是东湖灌区的水源工程之一,新建的红江闸工程由红江闸和断桩山闸两座拦河闸组成,设计过水总净宽180 m。该工程规模属大(2)型,工程等别为II等。新建的红江闸主闸由五联15孔闸孔组成,总长192 m,每孔宽10 m,闸墩高9 m;新建断桩山闸由一联3孔闸孔和左右岸空箱组成,总长55.6 m,每孔宽10 m,闸墩高9 m;电站布置3台发电机组,总装机容量为960 kW,年平均发电量为399.3万kWh。

红江闸和断桩山闸闸室底板高程为5.00 m,下游交通桥桥墩桥柱底高程为9.00 m,盖梁底部高程为11.50 m,盖梁顶高程为12.70 m,桥面高程为14.00 m。其中红江闸交通桥15跨,盖梁共20条,断桩山闸交通桥3跨,盖梁共2条。红江闸和断桩山闸交通桥盖梁尺寸相同,盖梁长8.0 m,高1.2 m,宽1.2 m。桥面采用5片T型预制梁,桥面宽为8 m。交通桥的典型剖面图见图1。

2 盖梁模板支撑系统分析

2.1 满堂脚手架模板支撑系统

本项目交通桥为公路-Ⅱ级标准 ,盖梁模板支撑系统一般采用扣件式钢管满堂脚手架。盖梁模板支撑搭设高度6.5 m,根据盖梁尺寸与平面位置,排距、间距、步距均为100 cm。钢管及其扣件一次性投入量大,成本较高。且根据水利概算定额规定,因支撑架搭设高度小于9.0 m,不增列脚手架专项费用。

图1 水闸交通桥剖面示意(单位： mm)

2.2 悬挑式模板支架系统

悬挑式盖梁模板支架是在桥墩圆柱预留孔洞,穿插铁杵(D=100 mm,L=1500 mm),铁杵上面架立两根13a工字钢作为盖梁模板支撑系统。采用悬挑式盖梁模板施工技术,避免了传统满堂脚手架模板支架工期长、成本高、安全隐患多等毛病；同时,在河床突发洪水时,有利于行洪,减轻了防洪度汛的压力。该盖梁模板支撑系统安装拆除方便,节省了工期；插销和工字钢可重复利用,降低了成本。

3 悬挑式模板支架施工

3.1 施工工艺流程

盖梁桥墩浇筑时,预留插销孔,桥墩柱拆模后进行悬挑模板支架的搭设安装。首先进行铁杵插销和工字钢吊装后,再进行盖梁钢筋模板安装,最后浇筑盖梁混凝土。具体流程见图2。

图2 施工工艺流程示意

3.2 主要施工方法

3.2.1 测量放样

根据工字钢高度和垫板厚,放样出预留铁杵插销孔高程。为方便拆模,工字钢与方木之间垫两小块木模板,预留铁杵插销孔高：H=盖梁底高程-模板厚-方木高度-垫板厚×2-工字钢高度

3.2.2 插销与工字钢安装

插销孔预留采用DN=110的钢管,管两端密封,防止浇筑时水泥浆流入管内；同时在桥墩外沿钢管底部设置两圈直径为8 mm的加强筋,防止预留孔处在吊装时发生集中应力破坏。工字钢可灵活利用挖掘机或汽车吊吊装,人工辅助就位。

3.2.3 底模安装

模板龙骨采用80 mm×80 mm的方木,间距为20 cm。每根方木长度为盖梁宽+2×60 cm,两侧60 cm满铺木板,作为工作平台。底模安装见图3与图4。

3.3.3 钢筋安装

钢筋在钢筋场制作,同一联两条盖梁的底模加固后,用汽车吊(12 t)或挖掘机将钢筋吊运至盖梁,按图纸安装绑扎。

图3 盖梁纵剖面示意(单位： mm)

图4 盖梁横剖面示意(单位：mm)

3.3.4 混凝土浇筑

混凝土添加早强剂,采用天泵入仓,振动棒分层振捣。每一层浇筑厚度不超过60 cm,振捣充分密实。

3.3.5 工字钢支架拆除

混凝土浇筑完,洒水养护14 d后[1],且下一联桥墩圆柱预留孔已施工完毕,将拆除盖梁支架转运至下一联桥墩圆柱安装。先拆除侧模,然后工字钢下的垫木敲出,工字钢松落,人工拆除方木和底板后。利用汽车吊或挖掘机将工字钢和铁杵松脱,放置闸室底板,然后转运至闸室下一联盖梁。

3.3.6 插销孔封堵

插销孔封堵采用碎石混凝土,强度等级比桥墩柱高一等级，用光圆钢筋插捣密实。

4 安全受力分析

根据施工方案,盖梁的受力传递情况为：盖梁荷载→工字钢→柱中插销,施工过程中主要校核工字钢的挠度验算和铁杵插销刚度剪切验算。

4.1 工字钢受力计算[2]

工字钢主要承受盖梁钢筋混凝土和模板支撑系统自重、人和设备施工活载、浇筑时混凝土的侧向压力等。结合实际,便宜安全考虑,受力分析时,可将上述荷载简化成均布荷载,间距250 mm,计算简图如图5所示。工字钢选用13a,型号参数为：b=65 mm,h=100 mm,δ=4.5 mm,E=2.1×103kN/m2,I=245 cm。

图5 工字钢受力简图示意(单位：mm)

1) 荷载计算

盖梁自重：g1=g×b×h=26×1.2×1.2=37.44 kN/m

模板及支架自重：q2=1.0 kN/m2(查建筑施工手册)

人原与设备自重:q3=1+2=3 kN/ m2(查建筑施工手册)

振捣混凝土的荷载：q4=2 kN/ m2(查建筑施工手册)

则盖梁计算荷载为

Q=1.2×g1+1.05×(q2+q3+q4)×1.2

=1.2×37.44+1.05×(1+3+2)×1.2

=52.5 kN/m

2) 挠度验算

根据简支受力分析,取弯矩最大的跨中部位进行挠度验算,查《建筑施工手册》P52页表2～表7,可知：

跨中最大挠度为

fmax=5QL4/384EI

=5×52.5×54/(384×2.1×103×2.45)

=0.083×10-3N/mm2≤190N/mm2

满足刚度变形要求。

悬臂端挠度验算

fmax=QL4/8EI=52.5×54/(8×2.1×103×2.45)

=0.80×10-3N/mm2≤190N/mm2

满足刚度变形要求。

4. 2 铁杵插销受力计算

铁杵插销主要承受工字钢传递过来的支座反向荷载,根据施工方案,主要验算铁杵插销的抗剪能力。其计算简图如下：

图6 铁杵插销受力简图

G=R4=52.5×(1.5+5/2)=210 kN

1) 抗剪验算

Vmax=G=210 kN

τ=V/A=210×103/(3.14×1002/4)

=27.5N/mm2<【τ】=235 N/mm2

满足抗剪要求。

5 安全保证措施

1) 盖梁施工,操作应遵循《混凝土结构工程施工及验收规范》(GB 50204—2002)与图纸的有关规定。

2 ) 编制专项施工方案并完善报送审批手续,施工前向所有作业人员进行技术交底

3) 工字钢与钢筋吊装,由项目部统筹安排,指定现场吊装负责人统一指挥,确保吊装安全。

4) 牢固树立安全第一的思想,确立统一指挥做到文明生产,消除事故隐患,凡施工的人员须认真按方案执行,服从分配和指挥。

5) 进入施工现场的人员,必须按规定戴好防护用品和必要的安全防护用具,严禁穿拖鞋、高跟鞋或赤脚工作(特殊规定者除外)。

6) 施工现场存放的设备、材料,应做到场地安全可靠、存放整齐、通道完整,必要时设专人进行守护。

7) 施工平台两侧,盖梁下部等危险处应有防护设施或明显标志。

8) 全体施工人员必须严格遵守岗位责任制和交接班制度,并熟知本职工种的安全技术操作规程,在生产中应坚守工作岗位,严禁酒后工作。

9) 起重机在使用前要经过试车,试车前应注意检查挂钩、钢丝绳、齿轮和电气部分等,使用时应设专人指挥,禁止斜吊,禁止任何人站在吊运物品上或者在下面停留和行走,物件悬空时,驾驶人员不能离开操作岗位。

10) 严禁任何人在吊件下停留或工作；指挥塔吊起吊设备工作时,应遵守塔吊安全技术要求；严禁人员乘座塔吊吊钩进行升降。在指挥起重机械工作时,吊钩应在重心线上,严禁在倾斜状态下拖动重物；起吊起的重物作水平方向移动时,应使重物高出最高障碍物0.5 m。

6 结语

通过采用悬挑式模板支架,解决了红江拦河闸盖梁施工不影响项目防洪及度汛安全的问题。该支架技术搭设简便,缩短了工期和降低了工程成本,使红江拦河闸重建工程中的交通桥提前实现了通车功能。特别适用有交通功能要求的大中型水闸,能满足防洪度汛且能尽早实现交通通行。

[1] 水工混凝土施工规范：DL/T 5144—2015[S]．

[2] 中国建筑工业出版社 编.建筑施工手册(缩印本)：第4版[M].北京：中国建筑工业出版社，2003：52．

(本文责任编辑 马克俊)

Application of Construction Technology of Overhanging Scaffolding to Sluice Traffic Bridge

CHEN Xianyi,LIANG Chunmei

(The Guangdong NO.3 Water Conservancy and Hydro-electric Engineering Board Co,Ltd. Dongguan 523710)

Through the engineering example, construction technology of cantilever type formwork support is elaborated, and control measures to the safety and quality in the construction are put forward, and the expected effect is achieved. The results show that in the construction of cantilevered scaffolding, traditional scaffold formwork support long construction period, high cost, security risks and problems can be avoided; at the same time, in bed outburst floods, the frame is conducive to the flood, reducing the pressure of flood control. Especially for traffic function requirements of large and medium sized sluice, particularly it is suitable for traffic function requirements of large and medium-sized water gate, and can meet the flood control and can achieve as soon as possible traffic.

overhanging scaffolding； The construction technology ；Capping beam；sluice.

2016-03-04;

2016-03-22

陈先义(1983),男,本科,工程师,从事水利工程施工工作。

TU755.2

B

1008-0112(2016)02-0019-03