原创《高铁预应力混凝土简支箱梁支架工程施工工艺》
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【摘 要】最近几年,随着社会经济的不断发展,高速铁路建设进程逐渐加快,大体积现浇简支箱梁在铁路桥梁中得到了广泛的应用,这从一定程度上优化和完善了现浇混凝土简支箱梁施工方式.在这其中,移动模架施工和支架施工是经常应用的两种类型.本文重点探讨了高铁预应力混凝土简支箱梁支架工程施工工艺.
【关键词】高铁预应力混凝土；简支箱梁支架工程；施工工艺
通常情况下,支架施工主要应用于低墩中,施工包含的内容诸多,分别为地基工程、支架工程、预应力模板工程以及钢筋混凝土工程等.其中,施工工艺基本操作流程为：地基操作、搭设脚手架、安装底模、绑扎钢筋、安装预应力波纹管、灌注梁体混凝土、张拉、压浆、底模.对于施工人员而言,必须大力规范上述流程,使其安全运行.
1、支架施工方案的优势和缺陷
支架法是施工期间经常应用的一种方式,它的操作原理为：在桥空位置处安装满堂支架,或者是在支墩上拼装梁式结构.从目前情况来看,现浇简支箱梁的支架施工方案包含了诸多类型,分别是满堂脚手架施工方案、钢管桩贝雷架架空方案以及移动模架施工方案.对于制定的每项方案,自身都有一定的适应区域和优势以及缺陷,如下表1、表2 所示：
2、对于施工方案的分析和选择
对于施工方案进行合理的分析和选择是现浇混凝土简支箱梁施工期间的重要环节.在本文中,主要以某高铁桥梁预应力混凝土简支箱梁支架工程施工情况举例说明.桥梁的布置情况如下所示：3-32m 简支梁＋ 2-24m 简支梁＋ 2-32m 简支梁＋ 1-24m 简支梁.其中,桥梁的地质较为平整,上部是坡洪积粘土和残坡积粘土,自身呈现褐,下层分别是全风化、强风化以及弱风化类型的二长花岗岩.当前,因为最高墩高是10m,本身不属于高墩,而且只有8 孔,因此,使用移动模架类型的施工方案不是特别合理.而使用钢管桩贝雷架架空方案的资源较为缺乏,成本较高,也不是特别合理.钢管桩型钢架空施工方案由于现场没有打钢管桩的机械设备以及相关人员,占据资金比较多,现场对于钢管桩施工没有充足的经验,所以,也不是特别合适.满堂脚手架施工方案实施起来比较的方便,施工费用不高,在现场施工期间具有充足的经验,经过对比分析,该项方案是最符合本次工程需求的.
3、对于支架工程的设计
当前,在设计支架工程的时候,分别从以下几方面进行,基础工程、支架、纵梁,其次,需要从基地的承载力、强度、刚度以及稳定性进行详细的计算,以此明确基础类型,杆件的距离、数目以及预留起拱度.所以,在施工期间,应当根据现场实际情况、桥跨结果,遵循施工便利、安全经济的基本原则上确定支架类型.
3.1 进行支架设计过程中需要考虑的几项因素
①地基处理方式以及地基承载力.
②荷载、模板以及支架自身重量,梁体重量和施工人员、施工设备等；行走运输或者放置的荷载；风力以及冲击荷载等多种类型.
③支架具体搭设方式.
④支架的变形情况和沉陷等.
⑤预应力施工之后支点反力的变化情况.
3.2 支架设计期间进行检查计算的相关因素①做好强度计算工作；支架各个构件根据计算的图式对强度进行计算,对于容许应力,可以借助临时结构进行相应的提升.
②挠度计算；
③预拱度计算；这一计算阶段主要包含了梁体自重产生的挠度、支架受到荷载之后的弹性变形、非弹性变形、支架基础的沉降量等.另外,强度、稳定性都必须和设计规范要求相符合.
4、支架施工工作
4.1 支架基础施工
当实施支架现浇梁施工工作之前,需要做好施工场地的处理工作,将其清理干净,保持整洁性,然后对搭设支架的场地实施相应的加固处置,对于软基位置,需要使用碎石换填或者是混凝土基础,这样既可以提升地基承载力,使其和满布荷载需求相符合,同时还能够避免梁体混凝土浇筑之后发生沉降问题.另外,需要对施工场地实施放线工作,并且做好排水处理,设置相应的排水沟.
4.2 搭设支架
对于支架结构的搭设,必须稳固,杆件连接要紧密.碗扣支架一般都是使用外径48mm 的标准杆件进行组装,在每根立杆下面,设置定型圆盘支座或者是木垫板,并且根据规定要求来设置剪力撑.当安装立杆顶端的时候,可以调式U形支托,首先,在支托内安装横向方木,然后根据设计间距和标高来安装方木垫块.其中,基础的不均匀沉降和支架结构的稳定性主要负责控制钢管的整体稳定性.横桥遵循支架基本的拼装需求,大力控制竖杆的垂直度以及扫地杆之间的距离.顺桥向支架和墩身相互连接到一起,以此消除顺桥向的水平力,并且,碗扣式支架依照钢管和军用墩支架相互连接到一起,以此提升混合支架的强度,确保其稳定运行.
4.3 支架施工的具体需求
①要全面提升支架的强度、刚度以及安全性,使其满足规范要求.
②采取简单可行性强的脱模对策.
③针对于预压重量而言,必须比浇筑混凝土的重量要大一些.
④支架地架地基承载力要和相关要求相符合,对于基础的应用,可以采取明挖扩大基础、钢管桩基础或者是钻孔桩基础.
⑤依照预压过程中支架产生的弹性或者是非弹性变形情况,设置相关预拱度.
⑥支架基础具备良好的排水系统.
5、对于支架的设置情况
在设置支架的时候,要实施相应的受力分析工作,使其和设计以及施工相满足.该项工程在施工期间,主要是使用满布钢管支架逐孔现浇的方式.钢管支架落实于经过处理的地基中.支架主要是使用碗扣式钢管支架.支架本身是由多种构建组合而成的,分别是立杆、横杆、下支座以及斜杆.
① 立杆； 使用2.4, 和1.8m 以及2.4m 和3.0m 两种不同类型的立杆进行交错布设.腹板下按：30x90cm 布置.底板下按：60x90cm 布置.翼板下按：60x90cm 布置,底板下钢管主要是根据11.4m 进行配置的,而翼板下钢管则是根据13.8cm 进行配置的,钢管顶使用u 形上托,钢管底使用可以调整的支座,上下能够调整的区域是60Cm.
②横杆；步距使用1.2cm,底板下面11 层,翼板下面13 层.
③剪刀撑；当前,为了提升框架的稳定性,在纵横向每间隔两排位置处设置一道剪刀撑,剪刀撑使用扣件式钢管进行搭设.
6、支架的预压和调整
待完成支架搭设工作之后,需要铺设底模,实施预加载试压试验工作,试验的目的是为了查看支架承载性能的高低,降低或者减少支架的非弹性变形情况,降低地基不均匀沉降现象的发生,在调整预拱度的基础上来提升混凝土梁的浇筑能力,保障质量.其中,加载流程主要是从支座朝着中间依次实施,满载之后持荷时间不可以低于24h,对各级荷载之下的支架变形值进行有效的量测.随后,将其卸载,在出现支架沉降量较大问题的时候,必须对支架进行有效合理的调整.
参考文献：
[1] 寇兴亭, 刘廷勇, 宋彧. 体外预应力混凝土简支梁- 索组合单元受力性能研究[J]. 建筑结构,2018,48(18):93-100.
[2] 张冬梅, 孔德顺. 后张法预应力混凝土简支箱梁研究进展与展望[J]. 石家庄铁道大学学报( 自然科学版),2018(03):8-16.
作者简介：
陈永环（1986.11）, 男,工程师,本科,主要从事公路铁路工程施工工作.
施工工艺论文参考资料：
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