特大桥装配式0#块支架施工工法

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1、特大桥 0#块销接式拼装牛腿支架施工工法1.前言本工法介绍的特大桥 0#块销接式拼装牛腿支架。其设计思想在于：改变目前 0#块临时 结构焊接工作量大，结构自重大，工人操作复杂高空作业多的现状。创造性发明一种销接 式临时结构。路桥施工行业，目前正处于一个新的历史时期。虽然我们建成了一大批国际领先的桥 梁工程，也有一大批专业技术人才。但不可否认的是现场工人老龄化严重，工人素质整体 偏低，技术水平整体偏低，工人管理难度越来越大。以此造成现场施工整体质量水平下降。 而临时工程特别是 0#块等大型结构所需的临时工程，施工要求较高。本文作者在项目管理 过程中设计了大量临时结构，在实际施工中，作业工人在焊接

2、、现场加工、下料精确度上 往往不尽如人意。临时结构施工质量难以确保施工安全，并且大量的临时结构需要在现场 加工，高空作业、悬空作业等较多，因此在临时结构施工中安全风险极大。项目技术团队通过总结施工技术经验，并通过技术攻关，设计出一种工厂化加工，现 场拼装的牛腿结构，大大提高了结构加工精度，施工质量更可靠，安全性更高。值得大范 围推广。2.工法特点2.0.1 工厂化加工提高加工精度：临时结构设计均为工厂化加工预制构件，所需的轴销、 连接板、杆件等均通过工厂加工或订购成熟产品，大大提高了临时结构结构件的加工精度， 产品质量特别是焊缝质量更易得到保障。2.0.2 模块化设计通用性好：设计牛腿结构采用

3、三角结构，结构简单。结构中特别是连 接件考虑通用性，在保证结构安全的条件下，设计统一，使结构的通行性更高，减少了异 形构件种类，现场施工更便捷。2.0.3 所有构件可周转较少施工成本：三角牛腿结构具有非常广泛的通用性，而本设计 所采用临时结构采用销接拼装结构，几乎所有构件均可通用，在合理编排施工计划的情况 下，一套结构可以循环使用，大大减少施工成本。如本项目一套结构可以在 4 个0#块上使 用，最后还可以应用在交接墩盖梁及边跨现浇段上，以此而节省的成本是非常可观的。2.0.4 拼装式结构提高施工效率：材料经工厂加工进入现场后，现场不存在任何焊接作 业，现场作业工人只需要在现场进行拼装，然后吊装

4、安装在墩柱上即可，大大减轻了劳动 强度，大大提高了安装效率。2.0.5 结构合理，减少用钢量：设计采用销接结构，避免了牛腿连接处弯矩作用对结构的要求，在结构尺寸及用钢量降下来的同时安全系数大大提高。本工法适用于大型桥梁 0#块、盖梁、横梁等三角牛腿、预埋牛蹄结构施工。4.工艺原理桥梁施工中临时结构应用较多，特别是大（特大）型桥梁现浇 0#块结构一般自重较大， 对临时结构要求较高。三角形支架结构因其结构合理加工简单因而使其得到广泛的应用。 但传统的三角形支架结构多采用焊接工艺，需逐步将各个构件吊装到位然后相互之间进行 焊接来制作支架。在施工中高空作业多，且由于焊接条件差或焊工能力水平、责任心等的

5、 差距造成焊接质量参差不齐。施工质量难以保障。本工法所介绍的三角牛腿结构如下图：图 4-1 销接式拼装 0# 块支架结构示意图本工法所述结构中，墩(塔)柱预埋件为由预埋板、连接螺杆和爬锥组成的连接结构， 三角牛腿支架与墩柱之间通过牛腿和连接螺栓与墩柱预埋件相连，各杆件之间通过带耳板 的牛腿A、B、D进行连接，连接均采用销接结构。轴销及牛腿与墩柱之间连接的螺栓均采 用40Gr材料，确保结构安全。本结构由于各个节点均采用销接结构，避免了结构内各个节 点之间的产生弯矩作用。避免了焊缝不合格造成的施工风险。同时由于节点间弯矩作用消 失，减小了结构尺寸从而减少了材料用量。根据结构尺寸和荷载大小，墩身间和

6、悬臂端采 用不同的牛腿结构设计，且两种牛腿均可周转使用。本结构中涉及的所有材料均无需现场加工，均在工厂加工，产品到达现场后由工人 在后场拼装，拼装后安装到墩柱上。因此减小了工人的作业量，符合目前预制化。装配 化施工的总体趋势。通过减少工人工作量减少现场焊接，提高了本方案的安全性，避免 了因人工操作造成的隐含和安全风险。5施工工艺流程及施工要点5.1施工流程图5.1-1销接式牛腿结构支架施工流程图5.2施工要点介绍521结构设计(1) 本结构设计采用承载能力极限状态法进行计算。（2）设计计算所参照的规范包括：钢结构设计规范，混凝土结构设计规范，建 筑施工模板安全技术规范，建筑钢结构焊接技术规程等

7、规范，通过计算确定结构杆件 材料及型号。（3）在进行结构设计时要根据永久结构的截面形式和截面尺寸确定三角牛腿的位置 及数量，需特别注意尽量减少临时悬臂长度，避免在同一结构中出现较大反向弯矩作用。（4）在确保计算满足施工要求的情况下，通过在型钢的轴销孔位置增加补强板提高结 构的局部截面强度。（5）本结构考虑周转性，在同一座桥梁不同结构设计时应考虑最大荷载作用。因此造 成部分构件在一定范围内不满足结构安全计算时，可以通过在型钢腹板顶底板位置增加加 劲板的形式提高截面强度，进而确保结构能够周转使用。（6）此种类型的临时结构设计完成并编制专项施工方案后要通过专家评审后才可实 施。（7）墩身间及悬臂端牛

8、腿支架根据荷载大小进行分别设计。（8）支架顶横向和纵向分配梁可采用贝雷梁和工字钢。5.2.2墩身预埋施工（1）在墩身施工期间，按照图纸尺寸将预埋件提前安装到墩身中。预埋件为厂家制 作的专用预埋件，预埋件进场要随带材质书及检验合格证书。并经现场验收后才能进 场，在预埋时也要检查各个结构件连接是否牢固，需特别注意是预埋件外部端头嵌入混 凝土内2cm,以此保证挂件钢板可以嵌入混凝土内。（2）预埋件埋入前，先将预埋件安装在竹胶板上，使其固定可靠，间距满足设计要 求。将带有竹胶板的预埋件安装在指定位置处,定位准确后,预埋件后端锚固钢板与墩 身钢筋进行可靠连接,防止位置发生偏移。（3）预埋的竹胶板尺寸比挂

9、板尺寸大2cm为宜。（4）预埋件埋置位置必须准确,混凝土浇筑期间加强预埋件处混凝土的振捣。（5）预埋件的爬锥在预埋期间,提前涂上黄油并用胶带缠绕,便于爬锥拆卸。（6）预埋件位置处为了增加混凝土局部强度,可在爬锥位置增加钢筋网片或钢板对混 凝土进行布局补强。5.2.3结构件加工(1) 考虑结构的通用性并减少构件的数量，设计牛腿 B 和牛腿 D 完全相同。(2) 工厂在加工时应按照 CAD 放样尺寸仔细计算并由经验丰富的技术人员对型材进 行放样。(3) 在进行加工前，工地实验室应到工厂现场取材并经检验合格后方可通知工厂加工(4) 结构所用焊接均要求采用二保焊，焊缝高度15mm-20mm,本结构中所

10、有焊缝 均为角焊缝，焊缝质量满足一级焊缝要求。并要求所有焊缝做探伤检测。(5) 所有截面孔洞均采用镗孔方式成孔,不得采用采用气割的方式成孔。孔壁应平整 无突起。(6) 在进行结构加工中用充分考虑型材加工后尺寸和形状的变化。加工完成后应在工 厂内进行试拼,试拼合格方可出厂。( 7)结构件出厂应带产品合格证、材质报告、探伤报告、材料清单。5.2.4支架拼装(1) 预埋件在墩身施工期间安装完成后，当混凝土强度达到15mpa以后，进行支架 拼装。(2) 首先凿出墩身预埋的竹胶板。然后安装牛腿挂件，牛腿挂件安装过程中用线锤校 正，保证其安装竖直度及位置的准确性，同时使其与混凝土面完全贴合。安装固定螺栓，

11、 进行临时固定，再次检查牛腿是否在同一平面内，并进行调整。合格后，拧紧螺栓。保证 牢固可靠。其他位置牛腿均采用此种方式进行安装，(3) 三角牛腿采用塔吊进行吊装，塔吊吊装牛腿至预埋钢板位置处，对正后，先安装 牛腿横梁，穿入轴销进行固定，再安装安全插销。然后安装牛腿斜撑，用手拉葫芦进行辅 助，直至牛腿安装完成。(4) 墩身间的小牛腿(牛腿C)安装同悬臂端牛腿。(5) 墩身间牛腿安装完成后，再次检查同一侧牛腿的平整度，合格后安装临时支座，如果同一侧内两个牛腿出现高差，可以通过调整临时支座的高度进行调平。6）临时支座安装完成后，对支座进行调节，支座高度相同同时也保证有利于拆卸支架为宜。（7）临时支座

12、安装到位后，墩身间安装三拼 I56 工字钢横梁，安装完成后，用 75 角 钢在纵梁两侧进行焊接临时固定，防止纵梁发生倾覆。（8）悬臂端三角牛腿安装小型临时支座，临时支座上直接放置贝雷梁。（9）墩身间横梁梁安装完成后，开始安装纵梁，纵梁为几组上下双拼 56a 工字钢，工 字钢安装完成后采用 16 槽钢间隔 50cm 将其连为整体。再进行贝雷梁安装。安装位置要求 准确无误。贝雷梁可根据计算需要采用加强型或不加强型，需特别注意的是采用加强型贝 雷梁时，上下均应安装加强弦杆。（10）在进行贝雷梁吊装时考虑贝雷梁的实际重量和吊装距离，可采用横向在场地内 拼装，分段吊装的方式进行吊装，在吊装前在分配梁上标

13、识出贝雷梁的位置，以便贝雷梁 准确就位。（11）贝雷梁安装完成后，开始铺设顶部14槽钢分配梁，单根长5.4m （墩身间）与2m （悬臂端），腹板横桥向间距40cm布置，底板横桥向间距80cm布置。（12）配设10cmX10cm木方，腹板中心间距15cm，底板中心间距25cm布置。（13）模板安时需调整平整避免出现错台。对于部分接缝位置可采用双面胶粘合避免 漏浆。（16）模板安装完成后进行支架预压，本结构预压可采用反张拉的方式进行。5.2.5反张拉预压介绍（1）支架预压的目的在于验证支架整体的强度、刚度及稳定性；（ 2）消除支架的非弹性变形，通过沉降观测测出支架的弹性变形，为下一步立模施 工提供

14、依据。根据规范要求，支架预压荷载不应小于支架承受的混凝土结构恒载与模板 重量之和的 1.05-1.1 倍。（ 3）本支架为全钢结构，通过在承台上预埋精扎螺纹钢为反张拉提供锚固力，支架 上方安装反张拉设备，通过张拉钢绞线实现对结构的预压。（4）因反张拉结构为点受力，并能准确反应结构在施工时的实际荷载作用，因此不 能以结构荷载来确定张拉力。但可以通过施加反张拉力使结构产生与结构荷载作用下相 同的最大弯矩（最大剪力），因为结构在相同的弯矩（剪力）作用下情况下，会产生相同 的变形。（5）预应力钢绞线采用直径 15.2mm 低松弛预应力钢绞线，采取 90%的保证率，即每根钢绞线使其承受18t拉力，通过逐

15、步增加张拉钢绞线的数量实现分级预压。5.2.6支架拆除（1）0#块施工完成，预应力张拉完成后进行支架拆除，支架拆除遵循由上后下的顺 序。首先需要将临时支座高度降低，然后拆除模板及方木及纵向分配梁。（2）在支架上将贝雷梁进行分解，通过在主梁上的预埋孔，利用卷扬机将贝雷梁落 吊起，并拖拽处主梁梁底，然后后利用塔吊将贝雷梁放下。（3）支架拆除需先用卷扬机将支架吊起，然后拆除支架与墩柱上的连接螺栓后，将 支架整体下放到承台上。（4）架体经检查无变形脱焊等情况后，方可将其周转使用。6. 材料及设备本结构所用材料如下图：表 6.1-1 结构材料表序号结构材料型号1牛腿 A, B，C, D钢板厚度2cm2牛腿与墩柱连接螺栓40Gr直径5cm3三角牛腿横梁工字钢56a4三角牛腿斜杆工字钢25a5预埋件连接螺杆98精轧螺纹钢直径25mm6锥形承接头40Gr直径74mm7锚固钢板钢板10mm 厚8分配梁工字钢56a、 25a、 149贝雷梁321加强与不加强型10反张拉预埋件98精轧螺纹钢直径32mm11反张拉钢绞线I860钢绞线直径15.2mm6.2 设备因本结构中所需各部件均无需现场加工，因此现场所需设备主要为塔吊、卷扬机、吊 车