高立柱模架一體化施工工藝應用研究

1、<p>　　高立柱模架一體化施工工藝應用研究</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、操作平臺做法、受力計算等多個方面，介紹了該工藝的全部內容，同時也驗證了其可靠性，結論認為其可以作為優(yōu)秀的施工工法加以推廣應用。 </p><p>　　關鍵字：模架一體化；高立柱；施工；操作平臺；計算； <

2、;/p><p>　　中圖分類號： TU74文獻標識碼： 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，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工程。高立柱施工由于鋼筋、混凝土數量少，成本造價低，而措施成本又高，普遍被認為是不賺錢的分項工程，這樣許多的施工隊伍為了節(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現一次性澆筑，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。這個工藝主要的措施費用、和安全風險點為搭設操作平臺?，F在主流的操作平臺為搭設鋼管扣件腳手架（見圖1-1）和搭設門式腳

7、手架（見圖1-2），腳手架的搭設費用大、地基要求高、施工風險大，一直是工程界的困擾。本項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、機械準備：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3套；爬梯1套；25t汽車吊1臺；Φ12鋼絲纜風繩4條。

9、</p><p>　　2）安裝前準備：對吊車及梯籠位置處進行場地平整；打設拉纜風繩的地錨槽鋼或鋼管（深度1m）；模板打磨、涂油；抱箍與其操作平臺組裝；3m高模板與其操作平臺組裝；圍護網組裝。 </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整體起吊，從立柱頂套入 ，至相應標高 <

10、/p><p>　　位置時，在抱箍內側放入橡膠墊，然后擰緊抱箍各螺栓。 </p><p>　　b．模板工站在抱箍平臺上將下節(jié)3m模板分片安裝緊固。為了保證立柱不產生節(jié)段錯臺，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，每塊模板都設置掛保險帶的鋼筋，整個過程人員都要將保險帶掛設牢固。

11、 </p><p>　　d．人員通過梯籠上下操作平臺，梯籠必須放置平穩(wěn)，放置梯籠的地面必須密實，如果地基不穩(wěn)應進行混凝土硬化處理，梯籠放置完畢后將纜風繩拉在準備好的地錨上。 </p><p>　　e．上節(jié)模板安裝完成后，將組裝好的圍護網整體起吊，安裝在上節(jié)模板的操作平臺上。 </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，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。 </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，鋼筋工通過鋼梯進入模板內，進行鋼筋對接。對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綁扎，綁扎高度3.3m，鋼筋工在模板內先綁扎箍筋后連接主筋，由底向上依次綁扎，綁扎完畢后測量進行校核，定出支座鋼板預埋位置，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。 </p><p>　　c．花瓶段混凝土澆筑人員站立在花瓶段操作平臺，其寬1m，周圍采用1.2m高鋼管圍護。 </p><p><b>　　6）拆除工程 </b></p><p>　　a．花瓶段模板拆除時人員站立在中間操作平臺上，分片拆除。 </p><p>　　b．圍護網拆除時先將吊車掛鉤掛在四個吊點

15、上，拆卸圍護網與操作平臺螺栓，整體吊裝拆除。 </p><p>　　c．直線段模板連同直線段操作平臺分4片拆除，人員立足點為抱箍平臺。 </p><p>　　d．抱箍平臺拆除時，先將吊車吊鉤掛在抱箍吊點上，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，最后將抱箍對角線拆成兩片脫離立柱。 </p><p><b>　　3.操作平臺

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

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

18、.2m，周圍用密目網覆蓋，見下圖。 </p><p>　　圖3-5 抱箍操作平臺 </p><p>　　3.3頂部操作平臺 </p><p>　　頂部操作平臺與頂部模板通過三角托架螺栓連接，上面滿鋪竹膠板，設置圍欄及警示標志。 </p><p>　　圖3-6頂部操作平臺 </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安全指標。 </p><p>　　3）梯籠4角拉設纜風繩。 </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、臺底部必須滿鋪。 </p><p>　　最后一塊模板拆除時用兩個吊車同時拆除。 </p><p><b>　　5.支架計算書 </b></p><p><b>　　5.1計算依據 </b></p><p>　　1）《鋼結構設計規(guī)范》GB50017－2003； </p><p>

21、;　　2）《公路橋涵施工技術規(guī)范》 JTJ041-2000； </p><p>　　3）《建筑鋼結構焊接技術規(guī)程》JGJ81－2002； </p><p>　　4)《建筑結構靜力計算手冊（第二版）》； </p><p>　　5)《鋼結構設計手冊（上冊）（第三版）》； </p><p>　　6)《預應力混凝土用螺紋鋼筋》GB/T20065-20

22、06； </p><p>　　5.2設計計算指標采用值 </p><p>　　1)鋼材物理性能指標 </p><p>　　彈性模量E＝2.06×105N/mm2 ；質量密度ρ＝7850kg/m3 ； </p><p>　　2)鋼材強度設計值 </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荷載計算 </b></p><p><b>　　1)荷載統計： </b></p><p

24、>　　轉角梯籠按圖紙計算30KN </p><p><b>　　q1=30KN </b></p><p>　　施工人員、機具重量，查《路橋施工計算手冊》荷載按2.5KN/m2 </p><p>　　q2=20.5×1.4×2.5=71.75KN </p><p>　　荷載分項系數：靜荷載為1.2

25、，活荷載為1.4。 </p><p><b>　　2)支架設計計算 </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>　　計算結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 最大內力圖 </p><p>　　圖5-6 最大應力圖 </p><p>　　最大組合應力值為7.42 N/mm2小于抗拉、抗壓、抗彎應力值f＝215N/mm2、抗剪fv＝125N/mm2；滿足要求！

28、</p><p>　　6.模板與墩身粘結力驗算 </p><p>　　模板自重（按9m高度計）：G1=129KN； </p><p>　　人群、操作平臺等施工荷載：G2=71.5KN； </p><p>　　墩身砼強度按C40計算，根據計算手冊，砼與模板的切向黏結系數?。?.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.抱箍計算 </b></p><p>　　抱箍主要承受模板、施工人員、操作平臺等施工荷載，總剪力為200.5KN?？朔摷袅χ饕勘Ч颗c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>　　假設抱箍與立柱間的摩擦系數為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，取10，則抱箍滿足法向力N≥20.05KN即可。 </p><p>　　抱箍間高強螺栓驗算 </p><p>　　兩抱箍間以6個高強螺栓連接，每個螺栓