高立柱模架一體化施工工藝應(yīng)用研究

1、<p>　　高立柱模架一體化施工工藝應(yīng)用研究</p><p>　　摘要：高立柱施工是橋梁施工的重要組成部分，采用模架一體化工藝可以節(jié)約施工成本、加快施工速度。本文從施工方法、操作平臺(tái)做法、受力計(jì)算等多個(gè)方面，介紹了該工藝的全部?jī)?nèi)容，同時(shí)也驗(yàn)證了其可靠性，結(jié)論認(rèn)為其可以作為優(yōu)秀的施工工法加以推廣應(yīng)用。 </p><p>　　關(guān)鍵字：模架一體化；高立柱；施工；操作平臺(tái)；計(jì)算； <

2、;/p><p>　　中圖分類號(hào)： TU74文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p><p>　　Abstract: High-column construction is an important part of the bridge construction, the use of mold integration process can save construction costs, speed up

3、 the construction speed. From the many aspects of construction methods, operating platform approach, stress analysis, etc., introduced the entire contents of the process, but also to verify the reliability of the process

4、, as the construction method can be widely applied. </p><p>　　Keywords: mold integration; High-column; construction; operating platform; computing; </p><p><b>　　1 引言 </b></p>

5、<p>　　隨著城市交通擁堵的不斷出現(xiàn)，城市高架橋越來越受到人們的青睞，通過十幾年的發(fā)展，高架橋不斷提升高度，使得高立柱施工已成為橋梁施工中不可避免的分項(xiàng)工程。高立柱施工由于鋼筋、混凝土數(shù)量少，成本造價(jià)低，而措施成本又高，普遍被認(rèn)為是不賺錢的分項(xiàng)工程，這樣許多的施工隊(duì)伍為了節(jié)約成本，往往不能按照規(guī)范去組織施工，給工程造成巨大的安全隱患。如何能夠高效、安全的完成高立柱施工，并且得到業(yè)主、監(jiān)理、行業(yè)專家的廣泛認(rèn)可，一直以來都是橋梁

6、工程師的夙愿。 </p><p>　　高立柱施工由于受模板和振搗原因的限制，目前的施工工法還無法實(shí)現(xiàn)一次性澆筑，需要分多次澆筑完成。目前比較常見的高立柱施工工藝為翻模施工工藝。翻模施工主要原理為，在一步立柱混凝土澆筑完畢后，預(yù)留上節(jié)模板不拆除，作為支撐基膜，將下節(jié)模板翻升安裝在其上，依次翻升的工藝。這個(gè)工藝主要的措施費(fèi)用、和安全風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)為搭設(shè)操作平臺(tái)?，F(xiàn)在主流的操作平臺(tái)為搭設(shè)鋼管扣件腳手架（見圖1-1）和搭設(shè)門式腳

7、手架（見圖1-2），腳手架的搭設(shè)費(fèi)用大、地基要求高、施工風(fēng)險(xiǎn)大，一直是工程界的困擾。本項(xiàng)目組受到上海公路投資有限公司推行的15m以下立柱模架一體化施工工藝（將模板與操作平臺(tái)固定在一起，人員通過梯籠上下，見圖1-3）的啟發(fā)，提出模架一體化翻模工藝（見圖1-4），并付諸于實(shí)踐工程中，受到了同行極大的歡迎和推崇。 </p><p>　　圖1-1鋼管扣件腳手架高立柱施工圖1-2門式腳手架高立柱施工 </p>

8、<p>　　圖1-3模架一體化工藝圖1-4模架一體化翻模工藝 </p><p>　　2高立柱模架一體化施工工藝 </p><p><b>　　2.1施工過程 </b></p><p>　　1）物資、機(jī)械準(zhǔn)備：18m高梯籠1套；3m高模板3套；花瓶段模板1套；抱箍1套；操作平臺(tái)3套；爬梯1套；25t汽車吊1臺(tái)；Φ12鋼絲纜風(fēng)繩4條。

9、</p><p>　　2）安裝前準(zhǔn)備：對(duì)吊車及梯籠位置處進(jìn)行場(chǎng)地平整；打設(shè)拉纜風(fēng)繩的地錨槽鋼或鋼管（深度1m）；模板打磨、涂油；抱箍與其操作平臺(tái)組裝；3m高模板與其操作平臺(tái)組裝；圍護(hù)網(wǎng)組裝。 </p><p><b>　　3）施工安裝： </b></p><p>　　a．將已組裝好的抱箍及其操作平臺(tái)整體起吊，從立柱頂套入 ，至相應(yīng)標(biāo)高 <

10、/p><p>　　位置時(shí)，在抱箍?jī)?nèi)側(cè)放入橡膠墊，然后擰緊抱箍各螺栓。 </p><p>　　b．模板工站在抱箍平臺(tái)上將下節(jié)3m模板分片安裝緊固。為了保證立柱不產(chǎn)生節(jié)段錯(cuò)臺(tái)，要求下節(jié)模板包裹立柱高度大于30cm。 </p><p>　　c．上節(jié)3m模板連同其操作平臺(tái)整體吊裝，安裝過程人員立足在下節(jié)3m模板上，每塊模板都設(shè)置掛保險(xiǎn)帶的鋼筋，整個(gè)過程人員都要將保險(xiǎn)帶掛設(shè)牢固。

11、 </p><p>　　d．人員通過梯籠上下操作平臺(tái)，梯籠必須放置平穩(wěn)，放置梯籠的地面必須密實(shí)，如果地基不穩(wěn)應(yīng)進(jìn)行混凝土硬化處理，梯籠放置完畢后將纜風(fēng)繩拉在準(zhǔn)備好的地錨上。 </p><p>　　e．上節(jié)模板安裝完成后，將組裝好的圍護(hù)網(wǎng)整體起吊，安裝在上節(jié)模板的操作平臺(tái)上。 </p><p>　　f．將花瓶段4片模板在地面拼裝成整體，安裝好操作平臺(tái)，整體起吊安裝在直

12、線段模板上，安裝過程人員站在中間操作平臺(tái)。 </p><p><b>　　4）鋼筋綁扎 </b></p><p>　　a．將立柱主筋整體吊放在安好的模板內(nèi)，鋼筋工通過鋼梯進(jìn)入模板內(nèi)，進(jìn)行鋼筋對(duì)接。對(duì)接完成后從上部套放箍筋，然后從底向上呈梅花形綁扎。 </p><p>　　b．綁扎完畢后安放混凝土墊塊。 </p><p>

13、　　c．花瓶段鋼筋同樣在模板內(nèi)綁扎，綁扎高度3.3m，鋼筋工在模板內(nèi)先綁扎箍筋后連接主筋，由底向上依次綁扎，綁扎完畢后測(cè)量進(jìn)行校核，定出支座鋼板預(yù)埋位置，安裝支座鋼板。 </p><p><b>　　5）混凝土澆筑 </b></p><p>　　a．混凝土采用泵車澆筑，采用2根50型振搗棒振搗。 </p><p>　　b．直線段混凝土澆筑人員站

14、立在中間操作平臺(tái)。 </p><p>　　c．花瓶段混凝土澆筑人員站立在花瓶段操作平臺(tái)，其寬1m，周圍采用1.2m高鋼管圍護(hù)。 </p><p><b>　　6）拆除工程 </b></p><p>　　a．花瓶段模板拆除時(shí)人員站立在中間操作平臺(tái)上，分片拆除。 </p><p>　　b．圍護(hù)網(wǎng)拆除時(shí)先將吊車掛鉤掛在四個(gè)吊點(diǎn)

15、上，拆卸圍護(hù)網(wǎng)與操作平臺(tái)螺栓，整體吊裝拆除。 </p><p>　　c．直線段模板連同直線段操作平臺(tái)分4片拆除，人員立足點(diǎn)為抱箍平臺(tái)。 </p><p>　　d．抱箍平臺(tái)拆除時(shí)，先將吊車吊鉤掛在抱箍吊點(diǎn)上，松抱箍螺栓至抱箍不在摩擦立柱，然后吊車下放鋼絲繩，將抱箍緩緩放置在地面上，最后將抱箍對(duì)角線拆成兩片脫離立柱。 </p><p><b>　　3.操作平臺(tái)

16、構(gòu)造 </b></p><p>　　3.1直線段3m高操作平臺(tái)： </p><p>　　1）材料選用：三角托架采用10#槽鋼，平鋪架采用8#槽鋼，平臺(tái)平鋪采用3cm厚木板，剪刀撐采用L#6.3角鐵，平臺(tái)框架采用6.3#槽鋼，外部設(shè)置鋼絲網(wǎng)片，樓梯采用花紋鋼板，各部件連接采用螺栓連接。 </p><p>　　2）操作平臺(tái)各構(gòu)造詳見下圖。 </p>

17、;<p>　　圖3-1 中間操作平臺(tái)立面圖 </p><p>　　圖3-2 操作平臺(tái)與模板的連接構(gòu)造 </p><p>　　圖3-3操作平臺(tái)與模板連接圖圖3-4 操作平臺(tái)平面圖 </p><p>　　3.2抱箍操作平臺(tái)（下操作平臺(tái)） </p><p>　　抱箍操作平臺(tái)采用槽鋼焊制，放置抱箍使用，平臺(tái)與抱箍用U型卡固定，圍欄高度1

18、.2m，周圍用密目網(wǎng)覆蓋，見下圖。 </p><p>　　圖3-5 抱箍操作平臺(tái) </p><p>　　3.3頂部操作平臺(tái) </p><p>　　頂部操作平臺(tái)與頂部模板通過三角托架螺栓連接，上面滿鋪竹膠板，設(shè)置圍欄及警示標(biāo)志。 </p><p>　　圖3-6頂部操作平臺(tái) </p><p><b>　　4.安全

19、保證措施 </b></p><p>　　1) 模板安拆過程操作人員必須全過程系好安全帶。 </p><p>　　2）必須檢查好吊車的各項(xiàng)安全指標(biāo)。 </p><p>　　3）梯籠4角拉設(shè)纜風(fēng)繩。 </p><p>　　4）人員、原材及器具堆放重量不得超過2.5KN/m2。 </p><p>　　5）各操作平

20、臺(tái)底部必須滿鋪。 </p><p>　　最后一塊模板拆除時(shí)用兩個(gè)吊車同時(shí)拆除。 </p><p><b>　　5.支架計(jì)算書 </b></p><p><b>　　5.1計(jì)算依據(jù) </b></p><p>　　1）《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017－2003； </p><p>

21、;　　2）《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》 JTJ041-2000； </p><p>　　3）《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》JGJ81－2002； </p><p>　　4)《建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊(cè)（第二版）》； </p><p>　　5)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)（上冊(cè)）（第三版）》； </p><p>　　6)《預(yù)應(yīng)力混凝土用螺紋鋼筋》GB/T20065-20

22、06； </p><p>　　5.2設(shè)計(jì)計(jì)算指標(biāo)采用值 </p><p>　　1)鋼材物理性能指標(biāo) </p><p>　　彈性模量E＝2.06×105N/mm2 ；質(zhì)量密度ρ＝7850kg/m3 ； </p><p>　　2)鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 </p><p>　　抗拉、抗壓、抗彎f＝215N/mm2；抗剪fv

23、＝125N/mm2； </p><p><b>　　3)容許撓度 </b></p><p>　　支架〔δ〕≤2.5mm，L3/500。 </p><p><b>　　5.3荷載計(jì)算 </b></p><p><b>　　1)荷載統(tǒng)計(jì)： </b></p><p

24、>　　轉(zhuǎn)角梯籠按圖紙計(jì)算30KN </p><p><b>　　q1=30KN </b></p><p>　　施工人員、機(jī)具重量，查《路橋施工計(jì)算手冊(cè)》荷載按2.5KN/m2 </p><p>　　q2=20.5×1.4×2.5=71.75KN </p><p>　　荷載分項(xiàng)系數(shù)：靜荷載為1.2

25、，活荷載為1.4。 </p><p><b>　　2)支架設(shè)計(jì)計(jì)算 </b></p><p>　　作用于支架上的荷載 </p><p>　　Q橫=(q1 ×1.2+q2×1.4)/(20.5×1.4) </p><p>　　=(30×1.2+71.75×1.4/(20.5

26、×1.4)=4.75KN/m2 </p><p>　　間距按最不利情況0.8m計(jì)算，支架所受荷載 </p><p>　　q橫=4.75×0.8=3.8KN/m </p><p>　　圖5-1 受力建模圖圖5-2受力分析圖 </p><p>　　圖5-3 最大反力圖 </p><p>　　圖5-4最大

27、變形圖 </p><p>　　計(jì)算結(jié)果得支架最大變形小于1mm，〔δ〕≤2.5mm，L3/500。滿足要求！ </p><p>　　圖5-5 最大內(nèi)力圖 </p><p>　　圖5-6 最大應(yīng)力圖 </p><p>　　最大組合應(yīng)力值為7.42 N/mm2小于抗拉、抗壓、抗彎應(yīng)力值f＝215N/mm2、抗剪fv＝125N/mm2；滿足要求！

28、</p><p>　　6.模板與墩身粘結(jié)力驗(yàn)算 </p><p>　　模板自重（按9m高度計(jì)）：G1=129KN； </p><p>　　人群、操作平臺(tái)等施工荷載：G2=71.5KN； </p><p>　　墩身砼強(qiáng)度按C40計(jì)算，根據(jù)計(jì)算手冊(cè)，砼與模板的切向黏結(jié)系數(shù)取：9.5KN/m2 </p><p>　　砼與模板

29、的切向摩阻力： </p><p>　　因此模板與砼之間的切向摩阻力滿足要求。 </p><p><b>　　7.抱箍計(jì)算 </b></p><p>　　抱箍主要承受模板、施工人員、操作平臺(tái)等施工荷載，總剪力為200.5KN。克服該剪力主要靠抱箍與墩身間的摩擦力。 </p><p>　　抱箍尺寸為2m*2m*0.4m，鋼板

30、厚1.2cm，其表面積為3.2m2。 </p><p>　　假設(shè)抱箍與立柱間的摩擦系數(shù)為μ，抱箍摩擦力f≥N·μ </p><p>　　得N≥200.5/μ，μ為橡膠與混凝土摩擦系數(shù)，取10，則抱箍滿足法向力N≥20.05KN即可。 </p><p>　　抱箍間高強(qiáng)螺栓驗(yàn)算 </p><p>　　兩抱箍間以6個(gè)高強(qiáng)螺栓連接，每個(gè)螺栓