方形柱盖梁剪力销法悬臂浇筑施工工法.doc

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桥梁工程-方形柱盖梁剪力销法悬臂浇筑施工工法
Bridge project-square column cover beam shear pin method the cantilever construction methods

目 次
1 前言 1
2 工法特点 1
3 适用范围 1
4 工艺原理 1
5 工艺流程及操作要点 6
6 材料与设备 8
7 质量控制 8
8 安全措施 9
9 环保措施 10
10 效益分析 10
11 工程实例 11

-可编辑修改-
1 前言

盖梁是指为支撑、分布和传递上部结构的荷载，在排架桩墩顶部设置的横梁，又叫帽梁。主要作用是支撑桥梁上部结构，并将全部荷载传到下部结构。
常规的盖梁施工方法有三种：满堂支架法、抱箍法和剪力销法，其中满堂支架法对地基要求比较高，一般要求对地基进行压实处理，对软土地基还需要浇注混凝土地坪，因此对于地基的处理要花费较多的人力物力。另外对于高墩不仅安装费时费力，而且需要对支架进行预压以消除非弹性变形；抱箍法利用在墩柱上的适当位置安装抱箍产生的最大静摩擦力来克服临时设施及盖梁的重量，但只适合于圆形墩柱的施工，且抱箍中钢箍与墩柱之间的摩擦系数的取值难以掌握，依墩柱表面的平整度或粗糙度而异，施工时易发生抱箍滑落事故，支架能承受的荷载不高；剪力销法受力情形相对简单，主要受剪力和弯矩作用，它的原理是把盖梁及施工荷载的重量传给纵梁，再由纵梁传给横梁，再由横梁传递给横穿于墩柱中的实心圆钢，再由实心圆钢将荷载传递给墩柱，最终由墩柱承受所有力。经过研究对比后，我集团采用了经济适用的剪力销法施工盖梁，并经过研究分析总结出本方形柱盖梁剪力销法悬臂浇注施工方法。

2 工法特点

2.1剪力销法对地基无任何要求，消除了不良地基条件对盖梁施工的约束。
2.2剪力销法的安装高度不受柱高度的限制。
2.3剪力销法适应性强。不论水中、岸上以及有无系梁都可以采用，适用范围广。
2.4剪力销法施工具有投入少、便于操作、节约工期等特点，从而节约了资金，降低了施工成本。
2.5剪力销法不受墩柱形状的限制，无论圆形柱还是方形柱都可以进行盖梁施工。
2.6剪力销法施工时不存在支架结构的非弹性变形，只要首次施工进行预压进行检验，结构稳定，安全高效。
2.7剪力销法施工结构新颖，节能环保，优质高效。

3 适用范围

剪力销法适用于公路、铁路、市政等墩柱盖梁施工，尤其适用于地基承载力差、水边、山区、墩柱较高和工程量较大的工程，以及非圆形墩等不宜采用支架法和抱箍法等情况。

4 工艺原理

4.1 剪力销受力分析及力学模型建立
4.1.1盖梁荷载首先通过方木传递到槽钢上，再通过槽钢传递到工字钢上，最后传递到剪力棒上，方木、槽钢、工字钢、剪力棒形成悬臂受力体系，对其挠度变形和剪力进行受力验算。
4.1.2荷载
荷载包括静荷载：盖梁混凝土及钢筋自重、模板、方木、工字钢、砂箱重量；动荷载：人员及小型机具荷载、振捣混凝土时产生的荷载、风载等。为了便于计算，工字钢和剪力销之间按铰接考虑。
4.2受力验算
4.2.1所有荷载重量计算
4.2.1.1盖梁模板的自重Q1
4.2.1.2盖梁混凝土的重量Q2
4.2.1.3施工人员和施工机具荷载Q3
4.2.1.4振捣混凝土时的荷载Q4
4.2.1.5方木的重量Q5
4.2.1.6槽钢的重量Q6
4.2.1.7工字钢的重量Q7
4.2.1.8砂箱的重量Q8
4.2.2方木的受力验算

将验算所得值与方木的抗弯强度进行比较，验证是否满足受力要求。
受力体系图

弯矩图

剪力图

4.2.3槽钢的受力验算

W值查询可得

将验算所得值与槽钢的抗弯强度进行比较，验证是否满足受力要求。
受力体系图

弯矩图

剪力图

4.2.4工字钢的验算

W值可查询得到

将验算所得值与规范允许值进行比较，验证是否满足规范要求。
受力体系图

弯矩图

剪力图

4.2.5砂箱的受力验算

将验算所得值与钢的抗剪强度进行比较，验证是否满足受力要求。
4.2.6剪力棒的受力验算
剪力棒主要承受剪力，所以只进行剪力验算：

（不考虑混凝土参与受力，仅作安全储备）
将验算所得值与钢棒的抗剪强度进行比较，验证是否满足受力要求。
4.3荷载预压
受力计算完成后，用等荷载施压的方法进行实际检验，确定其尺寸与承受力的关系，同时验算支撑体系的稳定性。

5 工艺流程及操作要点

5.1工艺流程

安装支架
施工方案审批
测量放样
底模铺设
钢筋质材料检验
监理工程师检查
钢筋骨架片成型
钢筋绑扎
钢筋验收
支侧、端模板
混凝土配比审批
浇注混凝土
坍落度检验
模板拆除
支架拆除
混凝土强度检验

图5.1 工艺流程图

工艺流程：预埋孔洞→穿入圆钢→安装钢托架→安装槽钢横梁→安装底模板→安装钢筋→安装侧模板→浇注混凝土→养生→拆侧模板→拆底模板→拆钢托架→拆钢棒→进入下个盖梁施工
5.2施工要点
5.2.1剪力销安装
墩身施工时，在墩柱预埋PVC管，预埋孔洞底面标高=设计墩顶标高-（底模+方木+槽钢+工字钢厚度+砂箱高度+圆钢高度）。要求定位准备，误差不大于5mm。如果误差较大时可通过楔木调整，使标高满足规范要求。
拆模后，测量放线并放出墩顶标高，配合汽车起重机将圆钢在两墩柱上穿入并固定，上面采用墩柱两侧各放一根工字钢做横向主梁，两条工字钢安装平稳，主梁上面安放一排间距相等的槽钢。在槽钢上铺设底模板，盖梁斜角部分可采用方木进行支垫，用木楔调平。同时搭设1m宽的施工作业平台，平台周围设置护栏，并悬挂安全网。
5.2.2盖梁施工
盖梁钢筋在钢筋加工厂进行制作，采用汽车起重机吊装盖梁钢筋，由钢筋工人辅助卸下钢筋，按照图纸进行绑扎。钢筋绑扎自检合格后报监理工程师检验，检验合格后开始吊装模板，进行安装。模板刚度、强度符合技术规范要求，安装完毕后对其平面位置、顶面标高及纵横向稳定性进行检查。模板安装完毕经监理工程师检验合格后开始浇筑混凝土，浇筑前将墩柱顶面用水湿润后再用与混凝土同一品牌和规格的水泥砂浆涂抹一层，混凝土浇筑要求一次连续完成，浇筑至盖梁梁体顶面设计标高后，将梁体顶面抹平。浇筑完毕后要用土工布覆盖并定期洒水养生。盖梁混凝土达到设计强度后，将其表面凿毛，测出支座垫石的位置与高程后浇筑垫石并覆盖养生，允许偏差标准详见下表
表5.2.2 剪力销法盖梁施工实测项目允许偏差标准
检查项目
检验标准
检验方法
断面尺寸（mm）
±20
尺量：检查3个断面
轴线偏位（mm）
10
全站仪或经纬仪：纵、横各测两点
顶面高程（mm）
±10
水准仪：检查3～5点
支座垫石预留位置（mm）
10
尺量；每个

剪力销法施工示意图如下

图5.2.2 剪力销法施工示意图
5.2.3拆模、养护
在混凝土终凝后，开始洒水养护，用土工布覆盖，共养生7天。混凝土抗压强度达到2.5Mpa后，方可进行侧模拆除，拆模时不得硬砸以免损伤混凝土面层。待混凝土抗压强度达到设计强度75%后，可进行底模和支架的拆除。
5.2.4剪力销的拆除
拆除底模时，先将砂箱打开，然后取出方木和槽钢，由于混凝土和模板的粘结力使底模牢牢的粘在盖梁混凝土上，不受外力不会自动脱落，方木和槽钢拆除后，用汽车起重机将盖梁底模两侧吊住，然后人工轻轻敲打，使其脱落坐落在工字钢上，然后从侧面滑出。

6 材料与设备

6.1材料
表6.1 材料清单表
序号
材料名称
型号
数量（根）
备注
1
钢棒
90mm
2
剪力棒
2
工字钢
36b
2
受力主梁
3
槽钢
16b
20
小横梁
4
钢管
φ219mm/φ249mm
2
砂箱
5
方木
10cm*10cm
10
盖梁底模垫层
6
木楔子
10cm*30cm

高度调平层

6.2设备
表6.2 材料清单表
序号
机具名称
数量
单位
性能
1
混凝土运输车
1
辆
良好
2
25T汽车吊
1
辆
良好
3
电焊机
3
台
良好
4
振捣棒
4
个
良好

7 质量控制

7.1质量标准
7.1.1《城市桥梁工程施工与质量验收规范》(CJJ 2-2008)；
7.1.2《公路桥涵施工技术规范》(JTJ 041-2000)；
7.1.3《公路工程质量检验评定标准》（JTG F 80/1-2004）；
7.1.4《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2004）；
7.1.5《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81-2002）；
7.1.6《低合金高强度结构钢》（GB/T1591-2000）；
7.1.7《碳素结构钢》（GB/T700-2002）。
7.2质量控制措施
7.2.1严格控制盖梁高程及各断面尺寸在规范容许范围内。
7.2.2支座垫块及预埋件要在盖梁施工时预埋，在盖梁全部施工完成后再浇注支座垫块，以保证支座顶面标高准确无误。
7.2.3施工前合理组织机械、人员、材料，保证施工过程连续，各种材料符合规范要求；对参与施工的机械提前调试，保证施工过程中机械性能良好。
7.2.4模板的刚度和加工精度及模板的定位精度是混凝土外观线性的保证，因此在施工过程中要确保其制作及安装精度。
7.2.5施工期间，随时与气象部门取得联系。不得在不利于施工的天气条件下施工，以保证混凝土质量及施工安全。
7.2.6盖梁施工时，要随时观测模板的变形，并及时进行相应调整，以保证盖梁的几何形状符合设计要求。

8 安全措施

8.1执行标准
8.1.1《公路施工安全技术规程》
8.1.2《建筑施工安全技术统一规范》
8.2安全控制措施
项目设立安全管理机构，建立现场安全监督、检查小组，针对工序特点，进行安全交底，严格执行项目经理部安全保证体系的有关规定，经理部与每个作业人员签订安全生产责任书。
8.2.1成立以项目经理为首的安全领导小组，配备专职安全工程师，负责全面的安全管理工作；建立健全安全领导小组，配备专职安全员，负责各项安全工作的落实；做到有计划、有组织地进行预测、预防事故的发生。
8.2.2建立健全安全生产责任制，实行谁主管谁负责。从项目经理到生产工人，明确各自的岗位责任，签定安全生产责任书，各专职机构和业务部门要在各自的业务范围内对安全生产负责。
8.2.3加强全员的安全教育，使广大职工牢固树立“安全第一，预防为主”的意识，克服麻痹思想，组织学习有关安全方面的规章制度、安全生产知识，做到思想上重视，生产上严格执行操作规程。
8.2.4坚持经常和定期安全检查，及时发现事故隐患，堵塞事故漏洞；坚持以自查为主，互查为辅，边查边改的原则。
8.2.5技术部门要严格按照安全生产的要求编制工程项目的施工组织设计，施工前编制各分项工程安全施工方案，尤其对高空作业、临边作业、防高空坠物、防电击等要认真编写，经审核后方可施工。
8.2.6现场安全操作管理：①电焊作业人员需经考试合格后，持证上岗；②施工人员上下必须采用安全爬梯或脚手架，高空作业必须佩带安全带；③拆除工字钢及底模时，要用钢丝绳系牢，吊车拆除或人工倒链下放，严禁自由坠落；④所有参与施工人员必须接受现场专职安全员的安全知识培训，遵守施工现场的安全管理规定；⑤施工现场必须有专职安全员，施工负责人是现场安全管理第一责任人。

9 环保措施

9.1执行标准
9.1.1施工中要严格遵守《中华人民共和国环境保护法》（1989.12）、《建设项目环境保护管理条例》（中华人民共和国国务院令第253号）等国家有关环境保护的规定，不得污染河流等当地环境，要采取有效环保措施保护当地环境。
9.2环保控制措施
9.2.1本施工方法由墩柱直接承受剪力棒以上荷载，无需对地基进行特殊处理，对环境要求不高，因而对环境影响很小。
9.2.2剪力销法采用的设备一次投入，可多次循环使用。只需投入少数设备即可满足工程需要，节约大量钢材等材料。
9.2.3施工现场必须保持整洁，施工机具严禁随意丢弃。
9.2.4工程废弃物、生活垃圾等应定期清理，以免污染水土环境。
9.2.5降低施工噪声，尽可能地减少对周边居民的噪声污染。

10 效益分析

10.1经济效益
10.1.1本工法计划性、程序化很强，技术工艺先进，可操作性强，工程质量和安全均可得到保障。盖梁采用此法施工，能大大节省工程投资，同时可较大幅度缩短工期，并能创造可观的经济效益和社会效益，更有利于环境保护。
10.2社会与环保效益
10.2.1采用本工法施工操作简单，节省了大量支架及劳动强度。通过实践的施工证明，剪力销法盖梁施工具有较好的实用性、先进性、科学性，能够加快施工速度，缩短工期，降低工程成本，保护环境。通过实际工程应用证明，本工法具有较好的技术经济效果和较高的推广应用价值。

11 工程实例

剑邑大桥项目工地龙津洲大桥,墩柱为方形墩，大部分盖梁施工采用剪力销法进行施工。盖梁尺寸长16.5米，宽2米，高1.9米。共浇注混凝土60立方米。
在盖梁施工中同步使用满堂支架法和剪力销法两种施工方法，通过实际对比2种施工方法得出如下数据：
表11 施工方法对照表
项目
满堂支架法
剪力销法
结构设计原理
基本结构力学模型为立杆轴心受压模型
基本结构力学模型为悬臂梁模型
科学可行性
适用于所有盖梁，尤其是低墩盖梁；用于高墩大体积盖梁施工时地基不均匀沉降及支架非弹性变形难以准确量化
适用于所有盖梁
经济型
工期较长，材料周转周期长，施工成本高
工期短，材料周转周期短，施工成本低

由以上数据得知，在此项目盖梁施工中剪力销法为最经济科学可行的盖梁施工方法。

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