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摘要:本文通过对河北沿海高速公路昌黎互通立交桥梁施工技术的分析,阐述了WDJ碗扣式多功能脚手架的特点、规格、用途及应用方法。
关键词:WDJ碗扣式手架 桥梁施工 应用方法
1 工程概况
河北沿海高速公路昌黎互通立交有宁夏路桥工程股份有限公司中标承建,该立交是连接沿海高速公路与昌黎至黄金海岸的旅游专线以及205国道的重要枢纽。整个互通立交共设大桥3座,中桥4座,桥梁上部结构全部为后张法预应力现浇连续箱梁,连续箱梁的截面形式为单箱单室、单箱双室和单箱多室,并且在主线桥和匝道桥的连接处采用变宽设计,设计线型较为复杂,是整条高速公路现浇预应力混凝土连续箱梁桥最密集的地段。
2 支架方案选择
昌黎互通立交桥梁上部现浇预应力混凝土连续箱梁除横跨205国道的部分外,其余均位于地势较平坦的农田内,因为昌黎互通立交是连接两条重要干线的纽带,曲线半径较小,箱粱设计纵、横坡度较大且连续变化,所以选用的支架必须能够满足高程连续变化的要求。根据地形条件及箱粱高程变化大的特点,同时为加快施工进度,项目部选用了目前国内较为先进的WDJ多功能碗扣式脚手架进行上部箱粱的施工。
3 WDJ碗扣式多功能脚手架的特点
WDJ碗扣式多功能脚手架是一种先进的承插式钢管脚手架,现已广泛应用于建筑等各个领域,深受施工单位欢迎,是我国“九五”期间脚手架的更新换代产品。这种类型的脚手架具有以下特点:
3.1 功能:能组成单、双排脚手架、模板支撑架、支撑柱、爬升脚手架、悬挑脚手架等。
3.2 高功效:避免了螺栓作业,拼拆快速省力,整架拼装速度比普通钢管扣件式支架快3~5倍。
3.3 承载力大:杆件轴线交于一点,节点在框架平面内,接头具有可靠的抗弯、抗剪、抗扭力学性能,结构稳固可靠。
3.4 安全可靠:接头自锁能力强,构件系列标准化,使用安全可靠。
3.5 便于管理:无零散易丢构件,堆放整齐,便于现场材料管理。
3.6 易改造:可对现有的扣件式普通钢管脚手架进行改造。
4 WDJ碗扣式多功能脚手架的规格及用途
WDJ碗扣式多功能脚手架是系列标准构件,按照不同的作用,分为多种规格,各种规格的组合,可以拼装出多种结构和作用不同的脚手架或支架,并且其承载能力和稳定性也不相同。WDJ碗扣式多功能脚手架的主要构件是立杆、横杆、斜杆及立杆可调底座和立杆可调托撑。
立杆的作用是承重;横杆的作用是连接立杆,使之成为整体框架受力结构;斜杆的作用是加固框架,增强框架的整体稳定性;立杆可调底座是在地基不平整时调整立杆底部高度,使框架平面水平;立杆可调托撑是在模板高度有变化时可以调整支架顶面高度,使支架高度和模板高度相适应。
5 支架布设
昌黎互通立交桥上部现浇预应力混凝土连续箱梁有2孔一联、3孔一联、4孔一联、和6孔一联四种结构,孔径从20米~30米不等。各孔的支架布设基本采用相同的形式,只是高度有所变化。
因桥梁位于半径较小的曲线上,支架搭设时需要转弯以满足曲线要求,但碗扣支架搭设的框架应为矩形框架,否则会影响支架的稳定性和承载能力。解决该问题的方法是将各孔的支架分为3段,每段各平行于相应位置处的纵向中线,在每段的断开处使用普通钢管进行连接,这样即满足了支架的曲线布设要求,又能确保支架的稳定性和承载能力不受影响。
支架在各孔的长度范围内布设立杆间距纵向按1.2m考虑,靠近桥墩处因箱梁端头混凝土为实体结构,荷载较大,所以两端的6排立杆间距纵向按0.6m布设进行加强。在支架的横断面方向立杆间距按0.9m布设,在箱梁箱室两侧和中间的腹板处荷载较大,按0.6m布设进行加强。横杆在垂直方向按1.2m的档距进行布设,顶层高度不足1.2m时,按0.6m布设一层横杆进行加强。
在各段支架的周围四个断面上,要用普通钢管布设剪力撑,当支架高度大于20m时,还需在横向加设缆风绳,以确保支架的稳定性。
6 碗扣支架的搭设
6.1 搭设碗扣支架之前,首先进行地基处理,将原地面的软弱部分挖除换填,然后对原地面进行整平压实,压实度达到90%以上并检测地基承载力。根据支架承受的荷载(包括支架自重)对地基的承载力进行验算,若不满足要求,则需对地基进行处理。昌黎互通立交桥地基处理的方法是分两层填筑400cm厚的3:7灰土,每层厚度20cm,压实度控制在96%以上。经检测验算,地基承载力满足要求。
6.2 测量放线,确定出每排支架的纵横方向线,标出每根立杆的具体位置,然后摆放支架底座垫木,在垫木上放置立杆可调底座,并挂线使之横成行,竖成排。调整立杆可调底座上的碗扣高度,将同一段的碗扣高度调整到计算好的控制标高上,使立杆底口在同一水平面上。
6.3 计算好的立杆组合拼装底层立杆,同时安装横杆,使立杆和横杆组成矩形框架。立杆上每个碗扣处最多可安放4根横杆,横杆安放完后,旋紧上碗扣使之形成一个锁紧的节点。拼装完底层框架后,按同一顺序继续向上拼装,达到标高后,安放立杆可调托撑,旋转托撑上的碗扣调整托顶高程到控制高程。在拼装过程中随时检查立杆和横杆,确保立杆垂直,横杆水平。
6.4 拼装完一段支架后继续拼装下一段,直到完成全联支架的拼装。整联支架拼装完后,在每段支架的四周加设剪力撑,最后将每段支架的断开处用普通钢管连接成整体。
6.5 在托撑上安放纵、横梁并铺设模板,调整模板标高并固定好后,进行支架预压,根据预压数据对模板标高再次进行调整,完成全联的支架模板工作。模板标高的调整通过旋转立杆可调托撑上的碗扣进行。
7 碗扣支架搭设注意事项
7.1 地基处理要确保均匀,防止地基产生不均匀沉降使支架变形。
7.2 地基顶面要有1%~2%的横坡排除地表水,防止地基浸水产生沉降。
7.3 支架搭设时立杆要垂直,同一层横杆要在同一水平面上。
7.4 支架预压前和预压后都要对支架进行全面检查,确保碗扣锁紧,立杆底座和托撑受力均匀。
7.5 每段支架的四周必须加设剪力撑,必要时还需在框架中加设部分斜杆增强支架的整体稳定性。
7.6 一层立杆中相邻立杆应长短错开,使立杆接头不在同一平面,确保立杆的稳定性。
7.7 每根立杆接头有12cm的接头套,使整根立杆拼装完成后实际长度比计算长度增加12cm。另外,立杆底座和托撑丝扣未加工到头,使底座和托撑碗扣各有10cm左右的长度调整不到位。共计32cm的长度误差,在计算立杆组合时要予以考虑,避免造成返工损失。
8 碗扣支架的拆除
完成上部箱梁的混凝土浇注、预应力钢束张拉、管道压浆及封锚工作后,就可以进行支架拆卸。支架拆卸按支架安装的顺序反向进行,但要注意不可从高处随意抛落造成支架摔坏或变形,应使用绳索拴好轻轻放下,由专人负责收拢堆放整齐,以备下次使用。
9 结语
WDJ碗扣式多功能脚手架确实是一种搭、拆迅速,方便实用,易于保管,用途广泛,安全可靠的脚手架,相信在不久的将来,WDJ碗扣式多功能脚手架会在公路桥梁及其他建筑行业中得到广泛的应用。
关键词:WDJ碗扣式手架 桥梁施工 应用方法
1 工程概况
河北沿海高速公路昌黎互通立交有宁夏路桥工程股份有限公司中标承建,该立交是连接沿海高速公路与昌黎至黄金海岸的旅游专线以及205国道的重要枢纽。整个互通立交共设大桥3座,中桥4座,桥梁上部结构全部为后张法预应力现浇连续箱梁,连续箱梁的截面形式为单箱单室、单箱双室和单箱多室,并且在主线桥和匝道桥的连接处采用变宽设计,设计线型较为复杂,是整条高速公路现浇预应力混凝土连续箱梁桥最密集的地段。
2 支架方案选择
昌黎互通立交桥梁上部现浇预应力混凝土连续箱梁除横跨205国道的部分外,其余均位于地势较平坦的农田内,因为昌黎互通立交是连接两条重要干线的纽带,曲线半径较小,箱粱设计纵、横坡度较大且连续变化,所以选用的支架必须能够满足高程连续变化的要求。根据地形条件及箱粱高程变化大的特点,同时为加快施工进度,项目部选用了目前国内较为先进的WDJ多功能碗扣式脚手架进行上部箱粱的施工。
3 WDJ碗扣式多功能脚手架的特点
WDJ碗扣式多功能脚手架是一种先进的承插式钢管脚手架,现已广泛应用于建筑等各个领域,深受施工单位欢迎,是我国“九五”期间脚手架的更新换代产品。这种类型的脚手架具有以下特点:
3.1 功能:能组成单、双排脚手架、模板支撑架、支撑柱、爬升脚手架、悬挑脚手架等。
3.2 高功效:避免了螺栓作业,拼拆快速省力,整架拼装速度比普通钢管扣件式支架快3~5倍。
3.3 承载力大:杆件轴线交于一点,节点在框架平面内,接头具有可靠的抗弯、抗剪、抗扭力学性能,结构稳固可靠。
3.4 安全可靠:接头自锁能力强,构件系列标准化,使用安全可靠。
3.5 便于管理:无零散易丢构件,堆放整齐,便于现场材料管理。
3.6 易改造:可对现有的扣件式普通钢管脚手架进行改造。
4 WDJ碗扣式多功能脚手架的规格及用途
WDJ碗扣式多功能脚手架是系列标准构件,按照不同的作用,分为多种规格,各种规格的组合,可以拼装出多种结构和作用不同的脚手架或支架,并且其承载能力和稳定性也不相同。WDJ碗扣式多功能脚手架的主要构件是立杆、横杆、斜杆及立杆可调底座和立杆可调托撑。
立杆的作用是承重;横杆的作用是连接立杆,使之成为整体框架受力结构;斜杆的作用是加固框架,增强框架的整体稳定性;立杆可调底座是在地基不平整时调整立杆底部高度,使框架平面水平;立杆可调托撑是在模板高度有变化时可以调整支架顶面高度,使支架高度和模板高度相适应。
5 支架布设
昌黎互通立交桥上部现浇预应力混凝土连续箱梁有2孔一联、3孔一联、4孔一联、和6孔一联四种结构,孔径从20米~30米不等。各孔的支架布设基本采用相同的形式,只是高度有所变化。
因桥梁位于半径较小的曲线上,支架搭设时需要转弯以满足曲线要求,但碗扣支架搭设的框架应为矩形框架,否则会影响支架的稳定性和承载能力。解决该问题的方法是将各孔的支架分为3段,每段各平行于相应位置处的纵向中线,在每段的断开处使用普通钢管进行连接,这样即满足了支架的曲线布设要求,又能确保支架的稳定性和承载能力不受影响。
支架在各孔的长度范围内布设立杆间距纵向按1.2m考虑,靠近桥墩处因箱梁端头混凝土为实体结构,荷载较大,所以两端的6排立杆间距纵向按0.6m布设进行加强。在支架的横断面方向立杆间距按0.9m布设,在箱梁箱室两侧和中间的腹板处荷载较大,按0.6m布设进行加强。横杆在垂直方向按1.2m的档距进行布设,顶层高度不足1.2m时,按0.6m布设一层横杆进行加强。
在各段支架的周围四个断面上,要用普通钢管布设剪力撑,当支架高度大于20m时,还需在横向加设缆风绳,以确保支架的稳定性。
6 碗扣支架的搭设
6.1 搭设碗扣支架之前,首先进行地基处理,将原地面的软弱部分挖除换填,然后对原地面进行整平压实,压实度达到90%以上并检测地基承载力。根据支架承受的荷载(包括支架自重)对地基的承载力进行验算,若不满足要求,则需对地基进行处理。昌黎互通立交桥地基处理的方法是分两层填筑400cm厚的3:7灰土,每层厚度20cm,压实度控制在96%以上。经检测验算,地基承载力满足要求。
6.2 测量放线,确定出每排支架的纵横方向线,标出每根立杆的具体位置,然后摆放支架底座垫木,在垫木上放置立杆可调底座,并挂线使之横成行,竖成排。调整立杆可调底座上的碗扣高度,将同一段的碗扣高度调整到计算好的控制标高上,使立杆底口在同一水平面上。
6.3 计算好的立杆组合拼装底层立杆,同时安装横杆,使立杆和横杆组成矩形框架。立杆上每个碗扣处最多可安放4根横杆,横杆安放完后,旋紧上碗扣使之形成一个锁紧的节点。拼装完底层框架后,按同一顺序继续向上拼装,达到标高后,安放立杆可调托撑,旋转托撑上的碗扣调整托顶高程到控制高程。在拼装过程中随时检查立杆和横杆,确保立杆垂直,横杆水平。
6.4 拼装完一段支架后继续拼装下一段,直到完成全联支架的拼装。整联支架拼装完后,在每段支架的四周加设剪力撑,最后将每段支架的断开处用普通钢管连接成整体。
6.5 在托撑上安放纵、横梁并铺设模板,调整模板标高并固定好后,进行支架预压,根据预压数据对模板标高再次进行调整,完成全联的支架模板工作。模板标高的调整通过旋转立杆可调托撑上的碗扣进行。
7 碗扣支架搭设注意事项
7.1 地基处理要确保均匀,防止地基产生不均匀沉降使支架变形。
7.2 地基顶面要有1%~2%的横坡排除地表水,防止地基浸水产生沉降。
7.3 支架搭设时立杆要垂直,同一层横杆要在同一水平面上。
7.4 支架预压前和预压后都要对支架进行全面检查,确保碗扣锁紧,立杆底座和托撑受力均匀。
7.5 每段支架的四周必须加设剪力撑,必要时还需在框架中加设部分斜杆增强支架的整体稳定性。
7.6 一层立杆中相邻立杆应长短错开,使立杆接头不在同一平面,确保立杆的稳定性。
7.7 每根立杆接头有12cm的接头套,使整根立杆拼装完成后实际长度比计算长度增加12cm。另外,立杆底座和托撑丝扣未加工到头,使底座和托撑碗扣各有10cm左右的长度调整不到位。共计32cm的长度误差,在计算立杆组合时要予以考虑,避免造成返工损失。
8 碗扣支架的拆除
完成上部箱梁的混凝土浇注、预应力钢束张拉、管道压浆及封锚工作后,就可以进行支架拆卸。支架拆卸按支架安装的顺序反向进行,但要注意不可从高处随意抛落造成支架摔坏或变形,应使用绳索拴好轻轻放下,由专人负责收拢堆放整齐,以备下次使用。
9 结语
WDJ碗扣式多功能脚手架确实是一种搭、拆迅速,方便实用,易于保管,用途广泛,安全可靠的脚手架,相信在不久的将来,WDJ碗扣式多功能脚手架会在公路桥梁及其他建筑行业中得到广泛的应用。