可移动式预制构件对桥梁支撑架进行加载的施工工法.docx

可移动式预制构件对桥梁支撑架进行加载的施工工法1 .前言随着城市建设的发展，大量的桥梁正在建设，桥梁支撑架上承受的荷载值较大，一般为15.5kNm2-36.8kN11f即1.55t11f3.68tm2,桥梁支撑架在施工过程中出现垮塌的重大安全事故时有发生，无论是城市建设管理部门，还是施工、监理单位均承担巨大的安全和社会责任，尤其是已出现的类似重大安全事故，有的是进行了加载试验，但为什么依然会出现大量的桥梁施工脚手架崩塌的重大安全事故呢？目前国内外的桥梁加载的方法大都采用砂包加载，砂包加载存在加载计量不准确的问题。另一方面，砂包加载时如遇下雨、砂包中含大量的空隙，吸水后又会导致加载量超过设计要求，曾出现过因为下雨而使砂包吸水导致加载超量导致脚手架垮塌的安全事故。在XX市XX线XX段（XX桥-XX道）和XX大道工程中，桥梁支撑架尽管是一个临时支撑结构，相对于永久结构，从设计、施工及试验方法并没有引起广泛的重视，加载试验不规范、计量不准确，但却事关人民的生命安全和城市的和谐建设。桥梁支撑架的垮塌安全事故屡见不鲜，这表明要从新技术、新工艺和管理的新思路等方面着手，经分析研究，提出了“可移动式预制构件对桥梁支撑架进行加载试验的研究”，该方法可减少建桥梁支撑架的垮塌事故、减少人员伤亡、减少安全事故的发生，又可以在城市市政建设过程中实现了不占道不影响交通，实现了加载试验规范化和计量标准化，同时，预制构件重复使用率高，且适用范围广，还可用桩基的静载荷试验。符合循环经济和低碳经济、节能环保的政策，体现了资源节约、环境友好以及和谐建设。本施工方法大大提高了桥梁支撑架预压试验的可靠性和安全性，是桥梁安全建设的重要保证。实践证明此方法施工简便，安全可靠，取得了良好的效果。该工法的关键技术被湖北省科技厅组织的专家委鉴定为达到国际先进水平，获得XX市第二届发明创新大赛金奖，并已申请了五项国家发明专利和两项实用新型专利。2 .工法特点1 .1施加载荷载计量准确，且不受雨天影响。2 .2操作方便，占用场地小；2.3预制构件加载物可移动，减少加载过程中加载物的水平运输；2.4可重复使用，体现了循环经济和节能环保,体现了两型社会的建设;2.5加载时间减少50%,缩短施工工期，效率高，机械化作业，减少封交通的时间，缓解了市民出行的难题，体现了和谐建设。详见表1。表1.桥梁支撑架加载方法对比表序号传统砂袋加载方法可移动式预制构件对桥梁支撑架进行加载方法1计量不准确，并且砂易吸水产生超载现象。加载材料砂的吸水率包含自身材料吸水和空隙中含水量，约20%左右，一旦下雨，砂吸水后易导致超载，从而发生重大安全事故。荷载计量准确，不吸水，不受雨天影响，不会产生超载现象而将支撑架压垮的安全事故。2砂袋上桥必须采用大型吊车，并在桥铺设轨道，其水平运输可自行两侧占道(即非施工区域)，预压期间将造成交通更加拥堵；夜间作业效率低，不安全(详见照片)。解决，水平运输不需吊车；也不占道，不影响交通并可随时作业施工3砂袋比重小(1.45tm3),每吊一吨,吊的钩数多并占道施工，工期长。一跨30米跨的桥梁加载工期1520天。碎(2.5t/m3)比重大，每块预制构件2.5-3to吊的钩数大幅减少70%左右，且不占道施工，工期短。一跨30米跨的桥梁加载工期仅为56天。4砂袋重复使用率低，易破损，不符合循环经济和低碳经济、节能环保的政策，并且砂袋加载需占道，不符合和谐建设及环境友好的要求。预制构件重复使用率高，且适用范围广，还可用桩基的静载荷试验。符合循环经济和低碳经济、节能环保的政策，并且不占道，体现了资源节约、环境友好。5对加宽段做预压试验时，由于吊车无法在侧边站位，且无法将加载物吊送到位，即难以使用砂袋预压。铺设轨道的可移动式预制构件预压法的优势更加明显。3 .适用范围本工法适用于平、直段桥梁支撑架加载的加载预压。4 .工艺原理根据箱形梁各部位荷载大小的不同，可选择不同高度的预制构件并进行分层预压，在搭设好的支撑架平台上铺设专用模板及轨道，在桥梁一端依靠吊车将预制构件吊上轨道，利用门形车将预制构件吊起在轨道上行走（水平运输不需吊车），将预制构件从每联的一端进行水平运输到另一端，预制构件分二层预压，分级加载，分层卸载。详见图1、图2。VVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVV400017063394180042001800339417064000图1标准断横断面线性荷载分布图1000*1750*7252000*1750*3252000*1500*350加载用模板门形吊25Q2000*1250*3501200*1250*850l图2预制构件布置图5 .施工工艺流程及操作要点5.1 工艺流程（见图3）在搭设好的支撑架平台上铺设加载专用模板图3工艺流程图5.2施工要点5.2.1在搭设好的支撑架平台上铺设加载专用模板。可采用新模板也可采用使用过的较规格和平整的木或竹模板，以保护其下部的桥梁清水混凝土的模板；5.2.2铺设轨道及连接件，在加载专用模板上按构件布置示意图尺寸（图4）安装并固定轨道，然后用60mm宽连接件和卡具固定轨道，轨道端部设置双车档；5.2.3安装门形吊及就位。将门形吊间隔布置（如1,3,5或2,4,6）在轨道上，单数排或偶数排的第一层预制构件布置完以后，将该排的门形吊移至相邻排的轨道之间，每排轨道间可布置多台门形吊。第二层预制构件铺设时以此类推。5.2.4用吊车将预制构件吊入轨道之间。按照加载量的大小，根据预制构件的编号，在桥梁的一端（施工区域内），用吊车将预制构件吊入已安装就位门形吊的轨道之间，为保证进度，可在桥梁一端先继续吊装58行预制构件（一层），并铺设在轨道之间。5.2.5门形吊铺设第一层预制构件。每排轨道之间采用35台门形吊进行预制构件的水平运输，铺设第一层预制构件。5.2.6变形及沉降监测。随着预制构件的逐步就位，同步对脚手架变形和地基沉降进行监测。如沉降或变形较大，应立即根据具体情况进行卸载或采取措施加固。5.2.7门形吊铺设第二层预制构。每排轨道之间采用35台门形吊进行预制构件的水平运输，铺设第二层预制构件。5.2.8变形及沉降监测。随着预制构件的逐步就位，同步对脚手架变形和地基沉降进行监测。如沉降或变形较大，应立即根据具体情况进行卸载或采取措施加固5.2.9卸第二层预制构。对预制构件实施有组织的卸载，即先全部将第二层预制构件卸完；对于端部的预制构件，在吊车能吊到的部位可用吊车直接卸载。其他部位用门形吊运输进行卸载。5.2.10卸第一层预制构件。对预制构件实施有组织的卸载，即先全部将第一层预制构件卸完；对于端部的预制构件，在吊车能吊到的部位可用吊车直接卸载。其他部位用门形吊运输进行卸载。5 .2.11沉降及变形监测。卸载后应对其支撑架的变形作回弹监测。6 .材料及设备6.1 主要材料机具设备表2.主要材料机具设备序号机具名称规格数量1汽车吊25t1台2小型门形吊3t10台3铁轨8kg/m462米4扁钢-60X5270米5模板厚为18mm1400平方米6预制构件1200×1250X85075块X27预制构件2000×1250X35045块X28预制构件2000X1500X35045块X29预制构件1000×750×72590块X210预制构件2000×1750X32545块X21.1 2劳动力组织表3.劳动力表序号名称数量备注1管理人员3现场管理2汽车吊司机2有技术等级合格证、上岗证3木工4有技术等级合格证、上岗证4辅工10有技术等级合格证、上岗证7.质量控制7.1 整个脚手架和支撑搭设要严格按照国家建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规程JGJ130-2001执行。7.2 所有预制构件下部四边采用N63角钢护角，角钢下表面和侧面分别与碎底面平和碎侧表面平，板底部钢筋和角钢焊接。7. 3预制构件加载应严格按加载量的大小分段分区域布置。7. 4所有的预制构件上均应标注长×宽X高的尺寸和块体吨位。1.2 5轨道铺设误差在±3mm。1.6 严格执行分级加载分级卸载的要求，严禁一次加载到位或集中卸载。1.7 预制构件就位时应横平竖直，以利门形吊在轨道上正常运行。1.8 变形或沉降监测应同步进行，实行信息化施工，沉降或变形较大应立即采取措施或停止加载甚至提前及时卸载。8 .安全措施8. 1所有构件按构件布置图摆放，钢轨必须摆放在纵肋100XlOO的木方上，承受铁轨、龙门吊、构件、运输行走荷载，即使不安装轨道，构件之间（横向）也要预留25Omm轨道尺寸，否则会造成超载，因为构件荷载已包含预留轨道部分的荷载。9. 2构件纵列之间预留轨道尺寸250mm;2000mm长构件横列摆放时，不能压在每块间的轨道连接件上；100omm长和120Omm长的（沿轨道纵向）构件沿纵向每2块紧贴摆放，且不能压在轨道连接件上。10. 3起吊预制构件时应在道路旁设置警示牌和专职安全员。11. 4平台四周用脚手架搭设防护拦杆。12. 5先卸第二层预制构件再卸第一层预制构件以防加载时间过长不安全。13. 6施工前要进行安全技术交底,工人施工时必须戴好安全帽并扣好安全帽带，必须正确穿戴好劳防用品，必须听从有关领导及现场安全员的劝告和指挥。14. 施工时穿防滑鞋，门形吊上设有刹车系统，应经常检查其刹车效果。15. 8所使用的机械设备、工具起重设备、吊索具等要符合使用规范要求;使用前必须认真检查，严禁超负荷及带病使用，必须指定专人操作，专人挂吊指挥；严格执行开动牌制度。16. 9施工现场按符合防风、防雷、防触电等安全规定及安全施工要求进行布置，并完善布置各种安全标识。17. 10实施信息化施工，同步监测变形或沉降。如加载过程中支撑架变形较大时应立即将两侧的道路封闭，禁止行车，采取加固措施或进行提前卸载。9 .环保措施1. 1施工期间必须遵守国家有关环境保护的法令9. 2施工噪声排放符合国家标准GB12523-1990建筑施工场地噪声限值要求；10. 3将各种油类废弃物应进行分类收集，统一处理,减少对环境的污染。11. 4施工要做到工完场清，施工完毕后将预制构件按规定地方统一堆放好。10 .效益分析本方法使试验的安全性、试验计量标准化、荷载模拟的准确性、节能和环保（构件长期周转）、加载效率等方面均有了本质的提高。可减少建桥梁支撑架的垮塌事故、减少人员伤亡、减少安全事故的发生，又可以在城市市政建设过程中实现了不占道不影响交通，同时缩短施工工期,预制构件重复使用率高，且不受雨天影响全天候作业、成本却大幅降低（一跨30米跨的桥梁加载成本降低3万元），加载试验工期减少60%70%。11 .应用实例本工法成功应用于XX市XX线XX段（XX桥-XX道）工程和XX市XX线XX大道等工程。实例1：XX市XX线XX段（XX桥-XX道）工程采用此方法检测,取得了较好的经济和社会效益。根据箱形梁各部位荷载大小的不同，预制构件可选择不同高度并进行分层，预制构件分层预压，目前已应用了多联加载