浅谈大跨度井字梁的施工技术

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  摘要:本文通过具体的工程实例,主要探讨了大跨度井字梁的施工技术,并提出了具体的施工方案。
  关键词:大跨度井字梁;施工方案 ;施工技术
  Abstract: this article through the concrete project example, mainly discusses the construction technology of large span tic-tac-toe beam, and the concrete construction schemes are put forward.
  Key words: large span tic-tac-toe beam; The construction plan; The construction technology
  中图分类号:TU74文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
  
  一、工程概況
  龙江水电站引水系统布置在大坝左岸,由进水口、引水隧洞及压力管道组成。进水口为塔式结构,主要由进水口边墙、拦污栅墩、进水口塔体内联系梁及进水口闸门启闭机房等构成。
  引水系统拦污栅筒体内设计有3层联系梁,高程分别位于EL859.0~EL861.5、EL844.5~EL847.0以及EL875检修平台,联系梁呈“井”字状。
  EL847.0高程联系梁由3条主梁和2条次梁组成(总重约为:999.185T)。主梁横截面尺寸为150cm×250cm(宽×高),梁长为25m,间距为4.75m,距边墙距离为5.25m;次梁横截面为100cm×250cm(宽×高),梁长为24.5m,间距为8m,距边墙距离为7.5m。
  EL861.5高程联系梁主、次梁截面相同,均为100cm×250cm(宽×高),(总重约为:771.995T),主梁间距为5.25m,长度为25m,距边墙距离为5.5m;次梁间距为8m,长度为24.5m,距边墙距离为7.5m。
  检修平台梁下部梁横截面尺寸均为80cm×240cm(宽×高),(总重约为:1751.31T),梁上部为20cm混凝土板,混凝土板上部为5cm装修层。检修平台中间预留孔尺寸为12.25m×8.2m。
  EL847高程主梁为L3、L4,次梁为L1;EL861.5高程主梁为L5,次梁为L2。L1梁重为6.53t/m, L2梁重为6.53t/m,L3梁重为10.07t/m,L4梁重为9.99t/m,L5梁重为6.71t/m。
  二、施工方案确定
  根据结构的层高、重量及井字梁间距、跨度模数等综合考虑,决定采用扣件式钢管脚手架。
  1、杆件的支撑体系
  由于井字梁特有的梁板方格构造,立杆的排距和间距须考虑梁体的跨度和宽度、梁底的支撑方式等参数。经验算,确定架体结构的参数:主梁间距为5.25m,长度为25m,距边墙距离为5.5m;次梁间距为8m,长度为24.5m,距边墙距离为7.5m。1.3支撑体系的受力验算分析
  1.1水平杆件的受力分析根据架体杆件支撑方式、立杆分布尺寸及架体的荷载,确定水平杆件的受力。经计算,支撑钢管构件承受的最大弯矩、最大变形、最大支座力均小于支撑钢管本身的抗弯计算强度(205.ON/r11m2)、最大挠度(880.0/150与10mm)和剪力,完全满足使用要求。
  1.2立杆的受力分析与立杆稳定性有关的因素主要是上部荷载、立杆总高度、立杆节点高度(受大横杆步距限制)、立杆上端自由端的长度以及立杆的间距、连墙(柱)件的布置、剪刀撑的布置等因素。
  1.3扣件的抗滑移分析扣件验算主要是直接受力的横杆与立杆问连接节点的抗滑移计算,当直角扣件的拧紧力矩达40.65N·m时,试验表明,单扣件在12kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取8.0kN;双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN。对于本工程来说,最大的支座反力为9.9kN>8.0kN,所以采用双扣件进行加固。
  2、基础承载力验算高支撑架体直接坐落在混凝土底板上,经验算,满足施工要求。由于本工程为独立柱基,柱基周围的回填土其承载力应与其它部分土体相匹配,以保证架体基础的均匀性。
  3、支撑体系的构造要求
  根据现场实际情况,架体四周外立面连续布置竖向剪刀撑,内部竖向剪刀撑则在长度方向(37m)布置了3道,在宽度方向(24m)布置了l道,平均排距约12m。水平剪刀撑则在扫地杆附近及架体中部各增设了1道。本工程四周柱体已完成,通过钢管将支撑架与框架柱做了可靠的拉接固定。
  4、施工要求
  实际施工时,还要考虑施工过程中的集中荷载是否超过原设计参数造成局部超载。进行大面积混凝土浇筑时,严格按方案要求的浇筑程序进行施工,避免架体的不均匀受力等情况。
  三、施工技术
  1、施工程序总述
  进水口井字梁施工程序:施工准备→施工脚手架平台搭设→钢梁焊接→钢梁支座焊接→钢梁支撑吊装→上部施工脚手架平台搭设→钢梁侧墙吊环焊接→测量放线→模板、钢筋安装→混凝土浇筑→拆模。
  2、施工脚手架平台搭设
  利用流道上部823.00m高程(顺水流方向)两侧搭设施工脚手架平台,搭设顶部高程844.50m高程,脚手架横向立杆间距1.0m,共三根立杆,纵向间距1.0m,步高1.2m,跨流道孔口部位利用两侧立杆自下而上进行斜撑,脚手架上部与已埋设钢板焊接,中部、下部采用在已浇筑混凝土边墙电锤打眼,埋设钢筋,与水平横杆焊接。施工平台脚手架搭设完成后,在其上部铺设竹架板,竹架板上部铺设安全防护网。
  3、钢梁焊接
  在供料线平台进行钢梁的焊接,主梁施工所需钢梁采用两根I25a工字钢作为主支撑系统,横向间距1.384m,长为25m,在两根I25a工字钢底部沿纵向设置HW250×250工字钢,每根长为2.2m,纵向间距2.0m,总共12根,按粱方向左右对称布置,在两根I25a工字钢上部纵向设置I18工字钢,每根长为1.7m,纵向间距为75cm,总共34根。钢梁焊接时,HW250×250工字钢和I18工字钢与两根I25a工字钢的连接部位应采用满焊焊接,焊缝高度不小于8mm,I25a工字钢单长为6.0m,焊接成25.0m时,采用对焊,对焊采用30cm长、4cm宽、1cm厚的钢板进行连接。在布置相邻单长25.0m时需注意,避免焊缝在同一横截面上。主梁混凝土施工所需焊接钢梁共需3榀。
  次梁同主梁方案一样,先在梁两端焊接I25a钢支座,采用两根I25a工字钢作为主支撑系统,横向间距1.384m,长为25m,在两根I25a工字钢上部纵向设置I18工字钢,纵向间距60cm,钢梁焊接方法同主梁一样。
  4、钢梁支座焊接
  在主、次梁两端均焊接钢梁支座,钢梁支座焊接在已埋设的墙体钢板上,梁的每一端均焊接两个支座,支座采用I25a工字钢,长度25cm,横向间距1.384m。
  5、钢梁吊装
  钢梁及钢梁支座焊接完成后,用缆机进行吊装,两端落在钢支座上,利用Φ14圆钢与墙上预埋件进行临时焊接加固,两端与钢梁支座焊接。
  6、侧墙吊耳焊接
  在已形成的钢梁上进行施工脚手架平台搭设,施工平台搭设完成后根据施工图纸进行侧墙吊耳的焊接。
  钢梁的上部吊点设置在墙体预埋钢板上,钢板上焊接吊环,焊接吊环时,根据钢梁支座位置进行放点,吊环的焊接位置应与钢梁支座相对应。吊环的坡口及吊孔厂家加工成型,吊环采用15cm×25cm×2cm(宽×高×厚)钢板,其中间部位钻设Φ51mm孔,两块吊环主梁的横向间距为8cm,次梁的横向间距为6cm,竖向吊环间距为2.0m,在焊接吊环前,应先将Φ50mm钢棒穿入吊孔中,主梁吊环连接钢棒长15cm,次梁吊环连接钢棒长12cm。吊环跟墙体预埋钢板焊接时,焊缝宽度不应小于15mm。加劲板单侧采用10mm厚、10cm长的等边直三角钢板进行加固,加劲板采用坡口焊接,焊缝高度不小于8mm。
  7、钢丝绳斜拉、张紧施工
  7.1钢丝绳斜拉施工
  利用侧墙吊耳和下部钢梁吊耳进行钢丝绳斜拉穿索吊模施工。分钢丝绳不穿过次梁和钢丝绳穿过次梁以下两种方案实施:
  ⑴钢丝绳不穿过次梁
  根据实际穿索长度截取在外面截取钢丝绳,钢丝绳一端采用人工穿插绳扣,运至现场,穿绳扣的一端套在钢梁下部钢棒上,另一端绳索绕过侧墙吊耳钢棒与花篮螺丝吊板相连,花篮螺丝另一端吊板与下部钢梁吊耳钢棒相连,采用5t导链初张紧后用钢丝绳卡子进行紧固,钢丝绳卡子间距25cm,至少做8组卡子。花篮螺丝加工见附图。
  ⑵钢丝绳需穿过次梁部位
  钢丝绳穿过两端钢棒后,一端与花篮螺丝采用钢丝绳卡子固定,另一端穿过花篮螺丝后采用5t导链初张紧后用钢丝绳卡子进行紧固,钢丝绳卡子间距25cm,至少做8组卡子。
  7.2钢丝绳张紧施工
  ⑴钢丝绳初张紧采用5t导链,做好卡子施工。
  ⑵钢丝绳二次张紧通过花篮螺丝进行,使各条绳索基本调整至相同的受力位置上,在混凝土浇筑过程中注意观察绳索的变化,若发现个别绳索随混凝土浇筑总量增加有松动的情况,及时用花篮螺丝进行张紧。
  8、模板与钢筋施工
  钢索吊模形成后,进行底部模板的安装,其次进行钢筋的安装,最后进行两侧模板的施工。
  8.1模板施工
  联系梁主要采用采用P1015、P3015标准钢模版,经验算其结构的稳定性、刚度和强度完全满足要求,狭窄、局部补缝采用木板。
  8.2钢筋施工
  联系梁的各种规格的钢筋及时进行试验,在满足条件后根据设计图纸进行加工,运输采用8t平板汽车,缆机运输至施工仓号。
  梁钢筋主要有Φ12、Φ14圆钢,Φ16、Φ32、Φ36螺纹钢。在钢筋施工时先将底板的模板铺设完成,在进行钢筋人工绑扎,施工时不漏筋。钢筋安装位置、间排距、保护层及各部位尺寸大小要符合施工图纸规定。保护层控制采用在钢筋与模板之间设置强度不低于结构设计强度的混凝土垫块。
  ⑴ 在联系梁钢筋安装时先安装下层和内层钢筋,并检验合格后,再施工上层或外层钢筋,两层水平钢筋网之间采用架立筋支撐。
  ⑵ 联系梁钢筋安装杜绝现场随意割断钢筋的现象。如发生矛盾,按设计文件规定进行补强处理。
  ⑶ 安装好的钢筋在浇筑前无粘土、铁锈、油漆、污染油或其他有害物质。
  ⑷ 联系梁Φ32、Φ36钢筋接头采用钢筋套筒进行连接,根据钢筋直径,丝扣长度应满足强度等设计要求。
  ⑸ 在混凝土浇筑过程中,专人负责检查钢筋架立位置。如发现移位则及时矫正,并防止为方便浇筑而擅自拆除和移动钢筋现象的发生。
  9、仓号准备与验收
  所有模板制安完成后必须经测量人员进行测量复测,复测合格后方可形成测量成果向监理工程师报验。
  9.1仓号清洗、施工准备
  测量验收合格后再次进行清洗,将仓号内在施工期间产生的杂物清理干净。接振捣设备、照明设备等,做好混凝土浇筑的施工准备。
  9.2仓号验收
  仓号准备完成后请监理工程师验仓,仓号验收合格后监理签发混凝土要料单和准浇证。随即将要料单提交试验室进行配料和拌和楼进行拌和准备。
  10、混凝土浇筑
  10.1浇筑顺序
  由梁的两端向中部进行均匀浇筑。
  10.2浇筑分层
  分两层进行施工,第一层浇筑1.2m,第二层浇筑1.3m。
  10.3浇筑所采取的特殊措施
  ⑴因进水口施工工期紧,为达到早日拆模目的,将混凝土标号提高至C30标号;
  ⑵采取分层浇筑时,混凝土中掺加聚丙烯纤维,防止梁发生裂缝。
  10.4混凝土运输及入仓手段
  混凝土水平运输采用6m3搅拌运输车或自卸汽车从左岸拌合系统经上游围堰运输至进水口820施工平台6m3集料斗。混凝土入仓采用HBT60混凝土泵,利用0.6m3小反铲从集料斗挖料给混凝土泵喂料。
  10.5混凝土振捣
  振捣采用Φ50软轴振捣器,并防止欠振、过振。振捣时不得触动钢筋、模板及预埋件,入仓的混凝土及时平仓,不得堆积,边角部位加强振捣。混凝土每一次振捣的时间,以混凝土不再明显下沉、不出现气泡、并开始泛浆为准。
  10.6养护
  浇筑完后达到初凝时及时进行洒水养护。
  四、结束语
  经过现场精心组织施工,大跨度井字梁结构完全达到了设计要求。通过精细的施工技术保障了施工的质量,同时保证了施工进度。由于梁跨度大,配筋多且又属高支模,因此在施工中必须制订有针对性的施工技术方案落实执行,只有这样才能确保生产安全,确保工程质量。
  参考文献
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