城市高架道路盖梁施工的支架体系选择

2017-02-16 08:13曹剑峰
城市道桥与防洪 2017年1期
关键词:满堂盖梁支撑架

曹剑峰

(上海公路投资建设发展有限公司,上海市200335)

城市高架道路盖梁施工的支架体系选择

曹剑峰

(上海公路投资建设发展有限公司,上海市200335)

结合虹梅南路高架工程,针对城市高架现浇盖梁施工,提出了三种不同的支架体系,并根据城市高架施工特点选择合理的施工方案,为今后类似工程的施工提供参考。

城市高架;盖梁;支架;无落地;销棒

1 概 述

虹梅南路工程位于上海西南区域的重要交通干道——虹梅南路上。虹梅南路北连S20外环和中环,南接S32高速,沿线工厂多,交通流量大,特别是大型运输车辆多,拥堵成为常态。虹梅南路工程位于现状虹梅南路道路中心,施工需占用虹梅南路的路中车行道,交通组织与施工的矛盾成为该工程的主要难点之一。承台、立柱、盖梁流水作业期间,在不降低虹梅南路现有通行能力前提下,施工通道必须全部安排在盖梁下方。选择一个合适、可靠的盖梁施工方案是保证施工开展的必要条件。

虹梅南路高架工程盖梁截面为倒T形,按照盖梁下立柱数量共分4类,即主线标准段双柱式、主线三柱式、主线四柱式、匝道单柱式。本文主要以主线标准段双柱式盖梁为例来介绍盖梁施工,标准段盖梁长度17.2 m,横坡2%,盖梁截面高度均为2.7 m,宽度3.4 m,倒T高度1.9 m。该工程盖梁混凝土分两次浇筑,第一次浇筑混凝土至搁梁面,第二次浇注上部分,混凝土总方量82 m3。图1为双柱式桥墩倒T盖梁构造图。

2 盖梁施工工艺比较

近年来,城市高架建设正在快速发展,模块化、集成化、拼装式桥梁结构施工日新月异,高架上部结构多采用预制小箱梁型式,下部结构多采用悬臂式盖梁,以满足城市高架快速建设需要。盖梁施工是高架桥梁施工的关键环节,选择一种技术可行、经济合理、适应性强、安全可靠的盖梁施工工艺是高架桥梁施工所面临的重要课题,从而避免在同一建设工程中,针对同一类型的盖梁施工出现五花八门的施工方式。

根据适用场地、技术难度等不同条件,现浇盖梁施工常用满堂支撑架法、少支架法、无支架法及移动模架法等。在少支架法或无支架法施工中,根据盖梁底模支撑体系与立柱连接的不同,又分为销棒预留孔支架支撑及钢抱箍式支撑等支撑形式。笔者就各类支撑架的特点及在虹梅南路高架的适用性、安全性进行比较分析,为有限路幅宽度条件下的施工及交通保畅提供参考,并就该工程支架体系结构稳定性进行分析。

2.1 满堂支撑架法

满堂支撑架法[1]的特点是支撑架的主要支撑构件——细钢管立杆,按一定间隔密布搭设,以支撑上部荷载作用的支撑方法(见图2)。

满堂支撑架法是一种长期被采用的方法。就目前常见的细钢管支撑架而言,满堂支架法施工需要大量的细钢管(脚手钢管)。其优点是技术难度不高,不需要大型吊装设备,在无通航和通行要求的桥跨、墩高在15 m以内、地基条件较好的地区使用较为普遍。对于工期特别紧的工程项目,较其他模板支架施工方法,满堂支架法具有可大面积采用人海战术突击抢进度的条件。

满堂支架法的缺点是施工用的支架消耗量大、搭设时间长,在山岭、城市道路等复杂地形或交通条件,以及高墩桥梁等条件下的应用有很大的局限性。大面积搭设支架会增加人工管理的难度,显著增加安全风险。同时,由于在城市内施工,施工场地受到很大的限制,一旦使用满堂支架法,施工车辆将无法通行,并且对周边社会车辆造成一定影响。钢管支架在使用过程中,随着周转次数增加,钢管变形损坏严重,承载力大为降低,存在安全隐患,施工过程中容易被忽视。

图1 双柱式桥墩倒T盖梁构造图(单位:mm)

图2 满堂支撑架法

2.2 钢抱箍法

钢抱箍法[2]是利用在墩柱上的适当部位安装抱箍,使之与墩柱产生的摩擦力能支撑模板、支架等设施及现浇盖梁的重量(见图3)。抱箍法支架的关键是要确保抱箍与墩柱间有足够的摩擦力,以安全地传递荷载。为增大抱箍的摩擦力,抱箍结构常根据墩柱的外形来设计,通过连接板和紧固件使抱箍尽可能与墩身密贴,因此抱箍法更多用于圆形墩柱,对造型特殊的墩柱适用性较受限。我标段的立柱断面为圆、方结合断面,且为花瓶形造型,上大下小,常用的抱箍法与立柱的紧固效果会很差,因此不考虑采用。

2.3 销棒预留孔支架法

销棒预留孔支架法[3]是在墩柱的合适位置设置销棒预留孔,待混凝土强度达到一定的强度以后穿入销棒作为支撑点,将支撑架通过销棒与墩柱联接以支撑上部荷载作用的支撑方法(见图4、图5)。

图3 钢抱箍法

图4 销棒预留孔支架法立面图

图5 销棒预留孔支架法横断面图

销棒预留孔支架法克服了满堂支架法对桥下软弱地基的不适应性,且可以解决抱箍法对立柱外形适应性的限制,较少的支架结构可加快施工进度,而且在现阶段钢材成本较低的情况下,选择此种方法可以进行多套支架体系的投入。销棒预留孔法的不足之处是在墩柱内留有预留孔,在施工墩柱混凝土时对混凝土振捣人员的操作带来很大的不便,且预留孔的处理容易影响墩柱的外观,另外,预留孔对墩身结构完整性造成了不同程度上的破坏,因此,销棒预留孔法使用前应征得设计人员的同意。

根据该工程墩柱及盖梁特点,销棒法支架选择在立柱相应位置预留95 mm孔道,穿高强钢棒并安装牛腿,然后在预埋销棒牛腿顶面布置卸荷砂筒,再在卸荷砂筒顶设置HN 1 008×302×21/40型钢,其上再铺一排I20@500 mm工字钢分配梁,分配梁上按需铺设盖梁底模,安装盖梁模板和作业平台。

销棒法支架支撑的荷载有[4]:盖梁钢筋及混凝土荷载、盖梁底模和侧模体系、施工人员及机具材料荷载、混凝土振捣荷载、支架自重等。传力途径为:盖梁底模→分配梁(I20工字钢)→横梁(HN1008)→卸荷砂筒→牛腿→销棒→立柱。

2.4 方案比选

以上三种不同现浇盖梁施工方法都属于工程上常用施工工艺,经过方案比选(见表1、表2),得出以下几点结论。

表1 方案优缺点对比

表2 方案比选

(1)方案一与方案三均能满足现浇盖梁施工,并且能够保证盖梁施工质量及施工安全性。但是,针对城市高架施工的特殊性,方案一中满堂支架法对施工作业环境有一定的要求,需要占用较大的场地,同时支架搭设比较费时费力,对施工工期有一定延误,存在改进的空间,并且由于支架周转次数较多,安全上存在一定的隐患。

(2)方案二与方案三均属于悬挑式支架施工体系,在城市高架施工过程中,均能在一定程度上节约施工空间,满足施工车辆通行,但方案二抱箍法是依靠支架与立柱摩擦力来承受荷载,对立柱结构有一定要求,适应性较差。

2.5 结论

综合上述的三种盖梁支架施工方法,由于墩柱截面造型的限制,抱箍法对该工程的适用性较差。满堂支架法对施工场地要求较高。支架下无法通行也影响后续工程施工,同时支架搭设,需要对地基进行处理,该处理费时费力,且费用较高。经过安全性、经济性、工期影响以及施工难易程度4个方面的对比,综合考虑,选择销棒预留孔支架法进行该工程的盖梁施工是合适的。

3 结语

随着我国城市建设快速发展,城市交通问题日益凸显,对此,城市高架建设正在快速发展中,同时在高架桥梁设计上提出了更高的要求,以满足城市内施工的特殊环境。在项目建设管理过程中,对施工单位的总体素质、安全质量、文明施工、环境保护方面也提出了更高的要求,以保证项目施工进度和施工效率。为完成这类高标准项目,传统的施工工艺已经无法满足现场的工程建设,更先进、更便捷的施工技术和施工设备不断在工程建设中得到推广,模块化、集成化、拼装化、设备化已经形成无法阻挡的趋势。盖梁施工是保证桥梁施工效率的重要一环,销棒预留孔支架法正是为了提高盖梁施工质量、施工效率而研发的,并在施工中得到了大力发展。实践证明,销棒预留孔支架法在城市高架建设过程中具有无限的潜力。

[1]李新广.碗扣满堂支架法在盖梁施工中的应用 [J].桥涵工程,2014(12):19-26.

[2]邵联银.摩擦抱箍法进行盖梁施工的优点与应用实例[J].路基工程,2005(2):36-40.

[3]尹富秋.无落地支架施工技术在高墩盖梁上的应用[J].中国市政工程,2012(3):77-79.

[4]杨培俊.盖梁无落地支架施工技术的应用[J].城市道桥与防洪,2004(6):86-91.

U445

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1009-7716(2017)01-0117-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.01.034

2016-10-09

曹剑峰(1984-),男,上海人,硕士,工程师,主要从事市政桥梁工程现场管理工作。

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