复杂地形现浇箱梁施工方法与流程

1.本发明涉及建筑施工技术领域，更具体地说，本发明涉及一种适用于不大于25m的小跨径、地形复杂、地基处理困难区域的复杂地形现浇箱梁施工方法。


背景技术：

2.目前国内外现浇箱梁一般采用满堂支架法或钢管柱支架法施工，该工法一般适用于地势平坦或者墩柱高度较高的区域，相对于山岭地区，坡面陡峭地段等复杂地形区域施工难度大，措施费用高，且存在较大的支架坍塌风险，另一方面进度偏低，相对于工期紧张的情况下，投入的材料多，同时拆除支架存在较大安全风险。


技术实现要素：

3.针对上述问题，本发明提供一种适用于不大于25m的小跨径、地形复杂、地基处理困难区域的现浇箱梁施工方法。
4.为了实现本发明的这些目的，本发明提供的一种复杂地形现浇箱梁施工方法，包括：
5.以贯穿墩柱的穿心棒为支撑，在穿心棒上设置主横梁，在横梁上设置贝雷梁，在贝雷梁上设置脚手架而构建支撑体系，最后搭建模板完成箱梁的浇筑；
6.其中，所述穿心棒设置有上下两根，上下穿心棒之间设置有支撑限位装置进行限位支撑，支撑限位装置与穿心棒采用非焊接方式固定，与主横梁采用焊接方式固定。
7.优选的是，所述的复杂地形现浇箱梁施工方法中，上下穿心棒的轴心在位于竖直方向上下对应。
8.优选的是，所述的复杂地形现浇箱梁施工方法中，墩柱上预留有孔位，孔位的直径比穿心棒直径大0.1～10毫米。
9.优选的是，所述的复杂地形现浇箱梁施工方法中，墩柱孔位周围增设有钢筋网片，用于在墩柱浇筑完成后，增强孔位周围强度。
10.优选的是，所述的复杂地形现浇箱梁施工方法中，所述支撑限位装置包括：支撑体、限位槽和套箍；限位槽固定在支撑体顶部，限位槽具有容纳穿心棒的槽部，槽部与穿心棒紧密配合，套箍固定在支撑体底部，套箍有箍紧部，箍紧部与穿心棒通过锁紧螺栓锁紧配合。
11.优选的是，所述的复杂地形现浇箱梁施工方法中，所述槽部为口大底小的结构。
12.优选的是，所述的复杂地形现浇箱梁施工方法中，所述支撑限位装置与主横梁之间通过挡板焊接固定，挡板位于穿心棒两侧。
13.优选的是，所述的复杂地形现浇箱梁施工方法中，所述主横梁对应设置在墩柱两侧的穿心棒上且与墩柱紧贴，主横梁之间搭设有连接槽钢，连接槽钢将主横梁固定形成稳固结构。
14.优选的是，所述的复杂地形现浇箱梁施工方法中，连接槽钢设置有多根，分别位于
墩柱两侧将墩柱夹紧。
15.优选的是，所述的复杂地形现浇箱梁施工方法中，具体包括：
16.基础施工；穿心棒安装；主横梁安装；贝雷梁安装及加固；横向分配梁安装；盘扣式支架搭设；底模、侧模安装；支架防护搭设；支架预压；模板安装、浇筑和后期管理。
17.本发明至少包括以下有益效果：
18.本发明的复杂地形现浇箱梁施工方法不需要搭设满堂支架和钢管柱支架，因此可以节省时间而大大加快现浇箱梁的施工进度，减少了支架安拆的风险的同时，降低了材料、人员投入，减少了搭设满堂支架和钢管柱支架所需地基处理的工序和相关的措施费用投入，对跨径不大于25m现浇箱梁施工实用性强，尤其是在山岭区域降本增效明显。
19.本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
20.图1为本发明所述的穿心棒、主横梁和贝雷梁搭建的结构示意图；
21.图2为本发明所述的支撑限位装置对横梁进行支撑的正面结构示意图；
22.图3为本发明所述的支撑限位装置对横梁进行支撑的侧面结构示意图；
23.图4为本发明所述的支撑限位装置的正面结构示意图；
24.图5为本发明所述的支撑限位装置的侧面结构示意图；
25.图6为本发明所述的复杂地形现浇箱梁施工方法工艺流程图；
26.图7为本发明所述的支撑限位装置支撑在上下穿心棒时的实物参考图；
27.图8为本发明所述的连接槽钢搭设在主横梁之间的实物参考图；
28.图9为本发明所述的穿心棒、主横梁、贝雷梁搭载好后的实物参考图。
具体实施方式
29.下面结合实例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
30.需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
31.本发明的工艺原理为：施工准备
→
测量定位
→
边跨支架条形基础施工
→
墩柱穿心棒安装
→
搭设横梁
→
安装贝雷片
→
安装盘扣式脚手架
→
箱梁底、侧模板安装
→
支架防护搭设
→
支架预压
→
支架卸载
→
箱梁底、侧模板调整安装
→
箱梁底、侧模板验收
→
底腹板钢筋加工及安装
→
内模安装
→
第一层混凝土浇筑及养护
→
顶部钢筋绑扎
→
第二层混凝土浇筑
→
养护
→
拆除端模放松内模
→
拆除脚手架
→
拆除底模
→
拆除贝雷片及钢棒
→
下一联施工。具体如图6所示。
32.核心为：一、基础施工；二、穿心棒安装；三、双i56b主横梁安装；四、贝雷梁安装及加固；五、横向分配梁安装；六、盘扣式支架搭设；七、底模、侧模安装；八、支架防护搭设；九、支架预压；十、模板安装、浇筑和后期管理。
33.针对常规的满堂支架和钢管柱支架法在复杂地形施工，存在施工难度大，成本高，风险高，进度慢，工期紧张，投入的材料多，同时拆除支架存在较大安全风险的问题。
34.本发明的核心在于提供穿心棒+主横梁+贝雷片+盘扣式脚手架为支撑体系的施工工法代替上述常规施工方法。与常规的满堂支架和钢管柱支架不同，本发明方法的受力终端为穿心棒，怎样保证穿心棒能够提供足够支撑以及安全保证是重中之重，本发明采用了与穿心棒连接的结构采用非焊接方式连接，同时与主横梁连接的结构采用焊接等方式固定，在不损坏穿心棒的同时保证结构稳定。同时设计了支撑限位装置对穿心棒支撑限位以及与主横梁连接固定，施工效率高，上部压力分配至穿心棒。
35.实施例1
36.以勐绿高速公路大水沟互通现浇箱梁的设计为例，本发明的复杂地形现浇箱梁施工方法包括：
37.一、基础施工
38.(1)地基处理。挖掘机开挖到位后做地基承载力实验，桥台处基础必须立于稳定可靠的地基上，天然地基承载力可通过触探试验确定，设计地基承载力220kpa，如现场地基承载力不满足要求则必须对地基作特殊换填处理，采用隧道开挖的石渣进行换填，满足要求之后方可进行基础混凝土的浇筑。
39.(2)基础施工。边跨支架条形基础采用钢筋混凝土扩大基础1.5
×
0.8
×
n的c30钢筋混凝土，保证基础厚度不低于60cm(n为梁宽)作为与主横梁的承重平台。
40.(3)地基基础处理完毕后在基础周边设置40
×
30cm排水沟，对于边坡位置需设置截水沟，并设置引水槽，注意保持排水畅通，以保证雨水及时排除，避免雨水浸泡地基而导致地基承载力下降危及支架的安全，严禁在施工场地内形成积水，造成地基不均匀沉降，引起支架失稳，出现安全隐患和事故。
41.二、穿心棒安装
42.墩柱施工时根据支架设计位置事先预留孔位，待混凝土强度达到设计要求后利用塔吊或吊车将φ130mm穿心棒穿入孔中并进行锁定，每个墩柱设置2根穿心棒。作为优选，在满足承载要求和安全要求的前提下，可以使用其他直径的穿心棒替代。作为优选，预留孔位的直径比穿心棒的直径大0.1～10毫米，一方面可以便于穿心棒穿设施工，另一方面防止孔位过大导致穿心棒在墩柱内上拱，另一方面还方便上下穿心棒之间的支撑限位装置的安装。作为优选，每个墩柱的2根穿心棒的轴心尽量上下对应，即上下两穿心棒在竖直方向上的投影尽量重合，使得两个穿心棒承压。作为优选，穿心棒使用钢棒。
43.同时为确保穿心棒受力对混凝土的影响，于穿心棒四周特别是上下部位增设钢筋网片补强，增强墩柱孔位周围的结构强度，钢筋网片直径为20mm，间距20cm
×
20cm。
44.作为优选，设置有支撑限位装置支撑在上下穿心棒之间，支撑限位装置与上下穿心棒采用非焊接的方式连接，避免焊接对穿心棒的破坏。
45.如图1～5所示，支撑限位装置10包括：支撑体101、限位槽102、套箍103；限位槽102固定在支撑体101顶部，限位槽具有容纳穿心棒40的槽部104，槽部优选为口大底小的结构，槽部与穿心棒40紧密配合，套箍103固定在支撑体101底部，套箍有箍紧部105，箍紧部105与穿心棒40通过锁紧螺栓107锁紧配合。如图1和2所示，当主横梁30架设在穿心棒上后，使用挡板108将支撑限位装置10与主横梁焊接固定。如此使得与穿心棒连接的结构均为非焊接方式连接，而与主横梁连接的结构均采用焊接的方式固定，不但满足固定要求，满足强度要求，且有效保护穿心棒，避免焊接对穿心棒造成的损伤。
46.三、双i56b主横梁安装
47.如图1～5所示，在墩柱穿心棒顶部设置主横梁30，主横梁30采用双拼i56b工字钢，对置在墩柱20两侧，主横梁30直接置于上穿心棒40上，同时采用10cm连接槽钢60横向将墩柱20两侧的主横梁30焊接牢固，形成稳固结构。如图3所示，连接槽钢60搭接在双拼工字钢主横梁30之间，两端分别焊接固定，一方面将主横梁拉扯紧贴墩柱，一方面连接槽钢60可以防止主横梁移动，形成稳固的结构。作为优选，连接槽钢60设置多根。
48.如图1～5所示，靠近工字钢主横梁30边缘处，各焊接一个挡板108，挡板与支撑限位装置10焊接固定，防止工字钢主横梁30移动。主横梁主要起着将上部荷载分配到墩柱上的穿心棒40上，同时受力的作用，主横梁30安装应与墩柱20紧贴，无缝隙。
49.可以看到，上述穿心棒和主横梁的安装中，采用支撑限位装置10支撑限位上下穿心棒，上部结构的压力由上下穿心棒承担，支撑限位装置10并未采用焊接的方式进行固定，而是通过支撑限位装置10中的限位槽和套箍进行固定，一方面可以快速调节安装，一方面可以避免焊接损伤穿心棒。而支撑限位装置10与主横梁则采用焊接的方式进行固定，例如挡板108将主横梁30与支撑限位装置10焊接固定，双拼主横梁之间通过连接槽钢焊接固定，从而保证结构稳定。上述手段结合为现浇箱梁提供了稳定的安全的支撑基础。
50.其中，图7为支撑限位装置10支撑在上下穿心棒时的参考图片；图8为连接槽钢60搭设在主横梁之间的参考图片。
51.四、贝雷梁安装及加固
52.贝雷梁采用单层加强型贝雷片，桥梁横向共布设12-26排不等，排间距为90cm、45cm，各排间采用标准连接件连接，纵向根据箱梁跨度布置，贝雷片纵向3m上下都用配套支撑架作为横向联系，把贝雷片连成整体，使每排贝雷片受力较为均衡。
53.贝雷片采用在施工现场拼装，拼装前仔细检查贝雷片是否有伤损现象，有伤损的禁止使用。
54.贝雷梁与主横梁之间采用10型钢或u型骑马限位固定。
55.先将贝雷片在地面上按设计片数拼装，并分组联结好，每组贝雷梁之间设置2道竖向撑架形成贝雷架。如图1所示，在工字钢主横梁上按设计间距，将各组贝雷架50的位置用油漆标好，用塔吊/吊车将已联结好的贝雷架按先中间后两边的顺序吊装到位，吊装后对其位置进行检查，并实测贝雷梁顶面标高。
56.图9为穿心棒、主横梁、贝雷梁搭载好后的参考图片。
57.五、横向分配梁安装
58.贝雷梁顶部设置横向分配梁，贝雷梁安装完成之后，采用i18工字钢作为横向分配梁，纵向间距标准段90cm，渐变段及墩顶实心段范围采用60cm布置，作为调节支架基础，横向分配梁与贝雷梁采用u型螺栓固定，以免滑动。
59.六、盘扣式支架搭设
60.本实例为变截面箱梁，翼缘板及横纵坡均采用盘扣式钢管脚手架调节标高。i18工字钢横向分配梁上搭设φ60
×
3.2mm的盘扣式钢管脚手架作为支撑结构，并在脚手架上设置了可调顶托及底托。脚手架的搭设顺桥向间距标准段为0.9m/道，箱梁渐变段及墩顶实心段为0.6m/道，横桥向间距腹板处0.6m，其他为0.9m，横杆步距为1.2m/道，支架顶层横杆步距宜比最大步距减少一个盘扣的距离，顶部自由长度不大于20cm。底层纵、横向水平杆作为
扫地杆，距横向分配梁顶面高度等于30cm，支架两端的纵、横杆系通过垫木牢固支撑在桥墩上。顶托上的横梁为i12工字钢。考虑支架的整体稳定性，在纵横向布置斜向钢管剪力撑。
61.以距i12工字钢顶托横梁两端1m位置为中心线，纵向铺设1m宽，厚5cm的木板，作为护栏安装及箱梁外模拼装的操作平台。操作人员将安全带系好后，用φ48
×
3.5mm钢管在工字钢端部安装一排钢管护栏，高度为120cm，纵向间距100cm。
62.七、底模、侧模安装
63.模板均采用厚为15mm的竹胶板，面板尺寸1.2m
×
2.4m，以适应立杆布置间距。顶托上横向采用i12工字钢，横桥向工字钢间距应与立杆顺桥向间距一致，纵向采用10*10cm方木、间距30cm，面板直接钉在顺桥向方木上，在钉面板时，每块面板应从一端赶向另一端，以保证面板表面平整。腹板横向方木采用6*8cm方木、间距20cm，竖向方木采用10*10cm方木、间距60cm(同脚手架纵向步距)。
64.木方铺设好后测量木方顶标高并调整脚手杆顶托，使顺桥向木方每点的标高和设计值相同。用全站仪在顺向木方上放出箱梁底模板边缘线(考虑侧模板厚度)，铺设底模竹胶板、立侧模，测设翼板的平面位置和模底标高，并安装侧模骨架。腹板及翼板侧模模板分别固定在横桥向6cm
×
8cm方木上，方木间距20cm；而后分别固定于竖向和横桥向放置的10cm
×
10cm方木上，竖向和横桥向方木间距60cm。
65.所有的楞木接头相互交错布置，并且均落在顶托上，严禁悬空设置，若无法落在顶托上，在接头位置置垫15
×
15cm方木补强。模板采用圆钉固定在方木小楞上，铺设时每块底板用海绵条夹缝纵横连接，用螺丝紧固。底模铺设完成后，清除底板表面外露海绵条，模板表面光滑、平整，要求拼缝不大于1mm，确保拼缝质量。
66.模板加工时可根据箱梁线形及宽度等将模板分块制作，从而提高了模板的使用效率。支架底模铺设后，测放箱梁底模中心及底模边角位置和梁体横断面定位。底模标高＝设计梁底标高+支架弹性变形值+(
±
前期施工误差的调整量)来控制底模立模。底模标高和线形调整结束，经监理检查合格后，立侧模和翼缘板模板，测设翼板的平面位置和模底标高(翼板底模立模标高计算及确定方式类同箱梁底板)。侧模板与底模板接缝处粘贴海绵胶条防止漏浆。
67.八、支架防护搭设
68.为了保证现场文明施工，在支架上需要进行安全防护，安全防护采用防护网与隔板综合防护结构，高度1.2m。在涉路防护棚两侧支架上安装隔板隔离防护，防止坠落物不安全因素。其余临边采用密目网全密闭防护，高度随支架搭设高度相应提升，离支架顶高度应保持在2m以内。
69.在桥梁两端靠近通道位置安装供人员上下桥梁的组合步梯。
70.九、支架预压
71.为保证施工安全、提高现浇梁质量，在箱梁支架搭设完毕、箱梁底模铺好后，对支架进行预压。预压目的如下：
72.一是检验支架及基础承载力是否满足受力要求，支架的整体稳定性；二是消除支架及地基的非弹性变形，三是获取支架的弹性变形值作为施工预留拱度的依据之一，同时测出地基沉降，提供经验数据。
73.十、模板安装、浇筑和后期管理
74.包括支架卸载
→
箱梁底、侧模板调整安装
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箱梁底、侧模板验收
→
底腹板钢筋加工及安装
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内模安装
→
第一层混凝土浇筑及养护
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顶部钢筋绑扎
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第二层混凝土浇筑
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养护
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拆除端模放松内模
→
拆除脚手架
→
拆除底模
→
拆除贝雷片及钢棒。其中：
75.(1)梁体混凝土所用的粗、细骨料、水泥、水机外加剂均需符合技术规程要求。
76.(2)混凝土搅拌过程中，定期或随时(雨天)测定骨料的含水率。当含水率有显著变化时，增加测定次数，并依据检测结果及时调整用水量和骨料用量。搅拌高性能混凝土时，先向搅拌机中投入细骨料、水泥和矿物掺和料，搅拌均匀后，加水并将其搅拌成砂浆，再向搅拌机投入外加剂，充分搅拌后，再投入粗骨料，并继续搅拌均匀为止。上述每一投料阶段的搅拌时间不少于30s，总搅拌时间不少于3min。
77.(3)混凝土运输设备能确保浇筑工作连续进行，其运输能力与搅拌设备的搅拌能力配合适宜。确保运输设备不漏浆和不渗水。在运输混凝土过程中，保持混凝土的均匀性，做到不分层、不离析、不漏浆。泵送施工确保连续均匀供料。
78.(4)浇筑前，仔细检查保护层垫块的位置、数量及其紧固程度。保护层垫块的尺寸保证钢筋混凝土保护层厚度的准确性，其形状(工字形或锥形)有利于钢筋的定位，不使用砂浆垫块。混凝土的入模温度应视气温而调整，一般不超过25℃。对于构件最小断面尺寸在300mm以上的结构，尽可能降低混凝土的入模温度。负温气候条件下施工时，混凝土的入模温度一般不低于12℃。控制新浇混凝土与邻接的己硬化混凝土介质间的温差不大于20℃。
79.(5)预应力混凝土梁体采用快速、稳定、连续、可靠的浇筑方式一次浇筑成型。
80.采用插入式高频振捣器时，采用垂直点振方式振捣。每点的振捣时间以表面泛浆或不冒大气泡为准，一般不超过30s，避免过振。
81.(6)混凝土振捣完毕后，应立即对暴露面混凝土进行覆盖，并及时采取适当的保温保湿养护措施对混凝土进行养护。
82.(7)对采用带模养护的混凝土结构，保证模板接缝处混凝土不失水干燥。新浇注混凝土振捣24～48h后且强度发展至对结构安全性无不利影响时，可略微松开模板，并浇水养护7d以上。对于具有大面积暴露面的结构，振捣结束后，立即将暴露面混凝土抹平，再用土工布、草帘等覆盖后，及时采取洒水喷雾等保湿措施养护14d以上，以减少混凝土的暴露时间，防止表面水分过分蒸发。混凝土拆模后，迅速采用土工布、草帘等将暴露面混凝土进行覆盖，并采取切实措施，保证混凝土表面保持潮湿状态，然后再用塑料布或帆布等将土工布、草帘等保湿材料包裹完好。保护覆盖物完好无损，且彼此搭接完好，其内表面具有凝结水珠。混凝土养护期间，选择有代表性的结构进行温度监控，定时测定混凝土芯部温度、表层温度以及环境气温、相对湿度、风速等环境参数，并根据混凝土温度和环境参数的变化情况及时调整养护制度，严格控制混凝土内外温差满足规范的要求。
83.尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。

技术特征：
1.复杂地形现浇箱梁施工方法，其特征在于，包括：以贯穿墩柱的穿心棒为支撑，在穿心棒上设置主横梁，在横梁上设置贝雷梁，在贝雷梁上设置脚手架而构建支撑体系，最后搭建模板完成箱梁的浇筑；其中，所述穿心棒设置有上下两根，上下穿心棒之间设置有支撑限位装置进行限位支撑，支撑限位装置与穿心棒采用非焊接方式固定，与主横梁采用焊接方式固定。2.如权利要求1所述的复杂地形现浇箱梁施工方法，其特征在于，上下穿心棒的轴心在位于竖直方向上下对应。3.如权利要求1所述的复杂地形现浇箱梁施工方法，其特征在于，墩柱上预留有孔位，孔位的直径比穿心棒直径大0.1～10毫米。4.如权利要求1所述的复杂地形现浇箱梁施工方法，其特征在于，墩柱孔位周围增设有钢筋网片，用于在墩柱浇筑完成后，增强孔位周围强度。5.如权利要求1所述的复杂地形现浇箱梁施工方法，其特征在于，所述支撑限位装置包括：支撑体、限位槽和套箍；限位槽固定在支撑体顶部，限位槽具有容纳穿心棒的槽部，槽部与穿心棒紧密配合，套箍固定在支撑体底部，套箍有箍紧部，箍紧部与穿心棒通过锁紧螺栓锁紧配合。6.如权利要求5所述的复杂地形现浇箱梁施工方法，其特征在于，所述槽部为口大底小的结构。7.如权利要求5所述的复杂地形现浇箱梁施工方法，其特征在于，所述支撑限位装置与主横梁之间通过挡板焊接固定，挡板位于穿心棒两侧。8.如权利要求1所述的复杂地形现浇箱梁施工方法，其特征在于，所述主横梁对应设置在墩柱两侧的穿心棒上且与墩柱紧贴，主横梁之间搭设有连接槽钢，连接槽钢将主横梁固定形成稳固结构。9.如权利要求8所述的复杂地形现浇箱梁施工方法，其特征在于，连接槽钢设置有多根，分别位于墩柱两侧将墩柱夹紧。10.如权利要求1所述的复杂地形现浇箱梁施工方法，其特征在于，具体包括：基础施工；穿心棒安装；主横梁安装；贝雷梁安装及加固；横向分配梁安装；盘扣式支架搭设；底模、侧模安装；支架防护搭设；支架预压；模板安装、浇筑和后期管理。

技术总结
本发明公开了一种复杂地形现浇箱梁施工方法，属于建筑施工领域，包括：以贯穿墩柱的穿心棒为支撑，在穿心棒上设置主横梁，在横梁上设置贝雷梁，在贝雷梁上设置脚手架而构建支撑体系，最后搭建模板完成箱梁的浇筑；穿心棒设置有上下两根，上下穿心棒之间设置有支撑限位装置进行限位支撑，支撑限位装置与穿心棒采用非焊接方式固定，与主横梁采用焊接方式固定。本发明的方法使用穿心棒+贝雷片+盘扣式脚手架为支撑体系替代常规的满堂支架和钢管柱的方案，不需要搭设满堂支架和钢管柱支架，节省时间，加快施工进度，减少了支架安拆的风险，降低了材料、人员投入，对跨径不大于25m现浇箱梁施工实用性强，尤其是在山岭区域降本增效明显。显。显。


技术研发人员：谢晓国 毛必君 刘国生 许殿瑞 张瑞 胡自强 邓熙浩 冉红波 李云彪 王纪云
受保护的技术使用者：中铁隧道局集团建设有限公司
技术研发日：2023.06.16
技术公布日：2023/8/28