• 现浇钢筋混凝土扭曲面箱梁成型技术研究与应用 返回首页
  • 成果详情
  • 成果名称
    现浇钢筋混凝土扭曲面箱梁成型技术研究与应用
  • 成果类型
    基础研究
  • 评价机构
    山东省建设科技与教育协会
  • 完成单位
    济南黄河路桥建设集团有限公司
  • 合作单位
  • 完成人
    伏燕云、张树参、任长伟、尹逊波、胡广振、段家祥、袁 通、王振旭、芦圣浩、刘 红、刘 震、穆欣婷、刘伟卫
  • 知识产权
    济南黄河路桥建设集团有限公司
  • 项目所在地
    济南市
  • 成果水平
    国内领先
  • 评价日期
    2023年8月9日
  • 推荐单位地市
    济南市
  • 专家委员会名单
    柳 锋、孙 杰、王显根、王少军、张 涛
  • 成果简要说明
  • 一、任务来源
    传统的桥梁支模体系笨重且仅适用于特定规格,局限性很大且安装起来步骤繁琐,这也就导致了支架的施工时间变长、所需要的劳动人口增多,这在无形之中也就增加了施工成本,再加上近些年来桥梁结构设计凸显景观化,异形化,更加剧了成本支出及社会效益压力。
    盘扣式支架对支架结构进行了升级优化,可以搭设成不同形状不同功能的模板支架,满足各样式的搭建需求。盘扣式支架装拆方便、搭设灵活,钢管长度易于调整,扣件连接简便,减少了环境污染,做到了绿色、环保施工同时大大减少了对周边居民区生产、生活影响。拆除难度较小,减少工程施工成本,避免产生大量垃圾和资源浪费。现浇钢筋混凝土扭曲面箱梁盘扣式支架模式对于目前提倡施工速度、提升施工现场标准化,能够较好地保证施工进度,并有助于创建绿色工地,符合当代“既要绿水青山,又要金山银山”的发展理念。为了确保异形桥梁结构施工的正常、安全进行,亟需改进现浇钢筋混凝土扭曲面箱梁盘扣式支架施工技术。
    为扩展城市空间、促进经济发展、完善综合交通结构,形成规划路网,2022年,建设绿建科学城产业园区基础设施项目引爆区北边界路及科学城南侧边界路大寺河桥工程二标段工程,对桥梁整体性、美观性、安全性等提出了较高要求。
    济南黄河路桥建设集团有限公司成立课题组,在施工过程中进行了现浇钢筋混凝土扭曲面箱梁盘扣式支架施工技术的应用研究。绿建科学城产业园区基础设施项目引爆区北边界路及科学城南侧边界路大寺河桥工程(二标段)工程为保证主体施工作业时达到结构稳定、安全可靠及美观效果,基于本工程为扭曲面设计,对支架的可调节的灵活性要求极高,故选用盘扣式支架。本科技成果为自选项目。
    二、应用领域和技术原理
    适用于现浇扭曲面钢筋混凝土结构工程,特别适用于工期紧,任务重,扭曲面异形混凝土结构工程,因其可复制性、施工快捷、成本节约具有很好的推广前景。
    现浇钢筋混凝土扭曲面箱梁盘扣式支架施工是一种采用承插型盘扣式支架构件搭设的支撑体系,从而满足扭曲面主体浇筑的一种施工便捷、可操作性强的施工技术。采用“定、组、测、调、铺”五步法,将盘扣式支架按扭曲面要求搭设完成。
    三、性能指标
    1.地基处理要求
    (1)经处理后的地基,当在受力层范围内仍存在软弱下卧层时,应进行软弱下卧层地基承载力验算;
    (2)按地基变形设计或应作变形验算且需进行地基处理的建筑物或构筑物,应对处理后的地基进行变形验算;
    (3)对建造在处理后的地基上受较大水平荷载或位于斜坡上的建筑物及构筑物,应进行地基稳定性验算。
    2.支架搭设要求
    (1)模板支架搭设应根据立杆位置放置可调底座,应按先立杆后水平杆再斜杆的顺序搭设,形成基本的架体单元,并以此扩展搭设成整体支架体系。
    (2)放置可调底座并调节螺母在同一水平面上,模板支架可调底座调节丝杆外露长度不应大于300mm。
    (3)将横杆头套入圆盘小孔位置使横杆头前端抵住主架圆管,再以斜楔贯穿小孔敲紧固定。插销连接应保证锤击自锁后不拔脱,抗拔力不得小于3kN。作为扫地杆的最底层水平杆离地高度不应大于 550mm。
    (4)将立杆长端插入起步杆的套管中。以检查孔位置查看平主架是否插至套筒底部。
    (5)将斜杆全部依顺时针或全部依逆时针方向组搭。将斜杆套入圆盘大孔位置,使斜杆头前端抵住主架圆管,再以斜楔贯穿大孔敲紧固定。若第一层为逆时针方向组装,则第二层以上的斜杆同样需以逆时针方向组装。
    (6)U 型顶托安装要求:模板支架可调托座伸出顶层水平杆或双槽钢托梁的悬臂长度严禁超过650mm,且丝杆外露长度严禁超过 400mm,可调托座插入立杆或双槽钢托梁长度不得小于 150mm。
    四、与国内同类技术比较
    国内就针对新型盘扣式支架在现浇箱梁施工中的应用进行研究;就针对现浇混凝土箱梁盘扣式钢管满堂支架施工技术的施工要点进行了相应的探讨;公开了一种预应力混凝土连续箱梁整体横移现浇支架工工法;分析了盘扣式满堂支架方案的优势及支架布置,围绕现其施工技术要点展开了探讨,涉及到地基处理、盘销式支撑系统的搭设、支架预压与变形观测等环节,均未述及采用横向、坚向及斜断面均受力的盘扣式支架支撑体系。
    对一种承插盘扣钢管支架施工技术要点进行了分析探讨,从盘扣式支架优点、施工工艺、沉降观测及监控量测、施工注意事项方面阐述了盘扣式支架施工过程;提供了一种现浇斜腿刚构桥盘扣式满堂支架及模板施工方法;介绍了一种现浇钢筋混凝土连续箱梁的“盘扣式"支架施工方法,提出了“盘扣式"支架的搭设和预压方案,同时对钢筋安装、混凝土浇筑及模板与支架拆除等进行了探讨;但均未述及按受力灵活调整各支撑杆件密度。
    本项目研究了一种现浇钢筋混凝土扭曲面箱梁盘扣式支架施工技术,该技术采用横向、竖向及斜断面均受力的盘扣式支架支撑体系,并按受力灵活调整各支撑杆件密度。
    目前国内未见与本项目相同的文献报道。与国内同类技术相比,该项目的研究成果和相关技术具有明显优势,处于国内领先地位。
    五、成果创新性、先进性
    1.利用在扭曲面箱梁下支设盘扣式支架受力稳定的特性。扭曲面现浇混凝士结构,各部位受力方向与大小均存在偏差,采用横向、竖向及斜断面均受力的盘扣式支架支撑体系,可保障模架具有足够的承载力、刚度和稳定性,可承受新浇筑混凝土结构的自重和施工过程中所受到的各类荷载,解决了混凝土浇筑时竖向压力不均产生横向形变的可能、减少安全隐患,利用在扭曲面箱梁下支设盘扣式支架灵活搭设的特性,灵活调整各支撑杆件密度,提高杆件利用率、加快施工进度缩短工作周期、节省钢材用量,绿色低碳施工。
    2.应用 BIM 技术确定垫木及可调底托位置,使定位更加精确,加快施工进度,每隔 6米布设一个可调底托定位点,以掌握平面位置和竖向高程。
    3.在支架测量过程中,U 型顶托搭设完成后,利用水平仪、激光测距仪及一种曲腹式箱梁模板弧度测量工具及时复测扭曲面上顶高程。采用 BIM 技术以及小间距高程计算,形成平滑的曲面,达到满足扭曲面设计的要求。
    4.提出了“定、组、测、调、铺”施工五步法,用于指导盘扣式支架施工。
    六、作用意义
    1.经济效益
    现浇钢筋混凝土扭曲面箱梁盘扣式支架施工方法与常规使用的扣件式支架施工方法相比能缩短施工时间,减少施工成本,节省施工空间,提供了安全可靠的施工技术支持。
    异形盘扣式只设方法适用于现浇扭曲面钢筋混凝土结构工程,特别适用于工期紧,任务重,扭曲面异形混凝土结构工程,因其可复制性、施工快捷、成本节约具有很好的推广前景。
  • 推广应用前景与措施
  • 一、推广应用的范围、条件
    适用于现浇扭曲面钢筋混凝土结构工程,特别适用于工期紧,任务重,扭曲面异形混凝土结构工程,因其可复制性、施工快捷、成本节约具有很好的推广前景。
    二、推广应用前景
    绿建科学城产业园区基础设施项目引爆区北边界路及科学城南侧边界路大寺河桥工程二标段工程,盘扣式支架共计11000m³。工程量大、施工任务重,因此,在保证安全和质量的前提下,采用新技术、新工艺尽量加快施工进度,完成预期施工任务是重中之重。采用现浇钢筋混凝土扭曲面箱梁盘扣式支架施工节省施工时间30天,每一千立方米节省21311元,共计节约234421元,有效缓解了现场施工工期紧、任务重的问题和困难。
    济南新旧动能转换先行区智慧物流园区配套道路、管网及综合管廊二期工程施工二标段,盘扣式支架共计9000m³。本施工办法快速、高效地完成了支架搭设任务,达到了预期的施工安全、工期节约、文明施工的目的,最大限度地节约了施工成本,提高了经济效益。
    现浇钢筋混凝土扭曲面箱梁盘扣式支架是一种采用承插型盘扣式支架构件搭设的支撑体系,从而满足扭曲面主体浇筑的一种施工便捷、可操作性强的施工技术。采用“定、组、测、调、铺”五步法.将盘扣式支架按扭曲面要求搭设完成。是一种施工方便、操作简单、缩短施工时间、减少施工成本,降低能工污染、安全可靠的施工技术,其节约成本和意工快捷具有很好的推广前景,对今后类似工程的施工具有一定的借鉴意义。
    三、存在的问题和改进意见
    从实际的扭曲面结构施工中来看,盘扣式支架的立杆盘扣节点间距往往是按照一定的数量进行控制的,而在相对较为特殊的施工部位,往往难以按照相应的数量来进行承插式盘扣架的安装,从而有可能造成相关部位的整体稳定性较差的情况出现。
    针对以上问题在扭曲面结构施工中,其所存在的超重梁数量相对较多,在这种情况下为了充分地保证整体的安全性,需要在超重梁底部进行支架适当加密增设,从而保证整体的稳定性和安全性。
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