柱间系梁与墩柱整体成型施工方法及所用模板支架与流程

本发明柱间系梁与墩柱整体成型施工方法及所用模板支架，属于公路桥梁墩柱与柱间系梁施工方法技术领域。

背景技术：

近年来随着各等级公路的不断开工建设，公路桥梁也随之大量的应用。目前在公路桥梁的设计中，对于桥梁的下部高度小于30m设计大部分为柱式墩，一般由桩基础上的承台（桩间系梁）、柱式墩身、柱间系梁（墩柱较高时）和盖梁组成。优点是能减轻墩身自重，节约圬工材料，比较美观，刚度和强度都较大，在有漂流物和流冰的河流中可以使用。在进行有柱间系梁的桥梁下部施工时，以往都是先进行下墩柱的施工，在下墩柱施工完成并拆模后采用抱箍法、支架法进行柱间系梁的施工。

抱箍法中的抱箍一般采用两块半圆弧形钢板制成，由高强螺栓连接。抱箍紧箍在墩柱上产生的摩擦力提供上部结构的支撑反力，是主要的支撑受力结构。在抱箍上搭设平台进行柱间系梁和上墩柱的施工。这种施工方法存在以下不足：

1、工程进度受到影响；

2、工程费用增加；

3、上墩柱与下墩柱的接茬容易产生错台、漏浆。

支架法一般是在下墩柱浇筑完成后在柱间系梁下部地面上搭设支架，在进行柱间系梁模板的安装。这种方法也存在与抱箍法相同的不足。

技术实现要素：

本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为提供一种柱间系梁与上墩柱、下墩柱一次浇筑整体成型的施工方法及所用模板支架。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：柱间系梁与墩柱整体成型施工方法，按照下述步骤进行：

第一步，安装墩柱钢筋：将检查合格的钢筋加工、绑扎成形并安装；

第二步，进行桩间系梁的钢筋绑扎、模板支设与混凝土浇筑；

第三步，待桩间系梁拆模后，进行上、下墩柱和柱间系梁的模板支设，且上、下墩柱和柱间系梁的模板一次性安装完成；

在制作系梁底模与上、下墩柱模板时，在相应位置设置钢板并预留螺栓孔，通过预留的螺栓孔安装斜撑杆和横拉杆；

第四步，进行上、下墩柱、柱间系梁的混凝土整体浇筑；

第五步，当墩柱混凝土强度达到2.5mpa以上时，先进行上墩柱模板和柱间系梁侧模的拆除，当混凝土强度达到设计强度的75%时，进行柱间系梁底模和下墩柱模板的拆除。

所述第一步中，墩柱钢筋安装前，需对桩基顶砼进行清洗，以保证墩身和桩基的整体性，墩柱钢筋安装完成后，使用三根缆风绳进行固定，以保证墩柱钢筋笼的稳定性。

所述第三步中，上、下墩柱和柱间系梁的模板支设具体步骤为：

先进行下墩柱的模板支设，在制作下墩柱模板时，由于柱间系梁距桩间系梁的高度不同，所以需根据图纸的尺寸确定通用模板的长度，并制作调节段，以保证柱间系梁的高程要求；下墩柱模板支设完成后安装墩柱间的横拉杆；

然后进行柱间系梁底模的安装，所述柱间系梁底模为一整体以提高底模支撑力，吊装柱间系梁底模前先将两根斜撑杆与柱间系梁底模连接牢固，所述两根斜撑杆的上端固定在柱间系梁底模的中部，且以45°角倾斜对称设置；吊装到位后，使用高强螺栓将柱间系梁底模与下墩柱模板的调节段进行连接形成一个整体；

柱间系梁底模安装完成后，将斜撑杆的下部连接到下墩柱模板内侧中缝位置，用于支撑柱间系梁混凝土浇筑后向下的压力；

然后进行柱间系梁钢筋绑扎，绑扎完成后进行柱间系梁侧模与上墩柱模板的支设；

全部模板支立完成后，根据高度设置3道—4道揽风钢绳，用倒链收紧，用以控制模板的垂直度和保证模板的稳定性。

所述第四步中，混凝土浇筑下墩柱时，在混凝土浇筑接近柱间系梁时，将混凝土的坍落度控制在设计值的下限，浇筑柱间系梁混凝土时，同时浇筑与其同高度的墩柱，并使墩柱内的混凝土略高于柱间系梁混凝土顶面10—20cm，柱间系梁浇筑完成后，对柱间系梁顶面混凝土表面进行收面处理，收面处理完成后，进行上墩柱的浇筑，在浇筑上墩柱混凝土时，将混凝土的坍落度控制在设计值的下限，同时放慢浇筑速度，以防止混凝土自柱间系梁顶面溢出，待柱间系梁混凝土不受上墩柱混凝土的影响后按照规范要求进行上墩柱混凝土的浇筑，直至达到墩柱的设计高程。

所述第五步中，上墩柱模板和柱间系梁侧模拆除后，在混凝土表面处于潮湿状态时，迅速采用塑料薄膜将墩身暴露面混凝土包裹严密，包裹期间塑料薄膜保持完好无损，彼此搭接完整；

柱间系梁底模和下墩柱模板拆除后，在墩顶放置储水罐，储水罐底部设置小孔，使储水罐中的水慢慢渗出，以保证墩柱表面湿润。

柱间系梁与墩柱整体成型模板支架，包括墩柱模板、柱间系梁模板、斜撑杆和横拉杆，柱间系梁模板固定在两个墩柱模板之间，柱间系梁模板中底模底面的中部设置有螺栓孔，两个墩柱模板上也设置有螺栓孔，两根斜撑杆的上端通过螺栓连接在柱间系梁模板底模底面的中部，所述两根斜撑杆为斜45°角对称设置，两根斜撑杆的下端通过螺栓分别与一个墩柱模板连接在一起，横拉杆水平设置在两个墩柱模板之间，并通过螺栓与墩柱模板连接在一起；所述横拉杆位于两根斜撑杆的下方，三者构成一等腰直角三角形。

所述斜撑杆的结构为：杆体两端分别固定有一圈凸边，所述凸边上均开有多个螺栓孔；

所述横拉杆的结构为：杆体两端分别固定有一圈凸边，所述凸边上均开有多个螺栓孔。

所述斜撑杆和横拉杆中每个凸边上的螺栓孔均为四个。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果。

1、本发明将柱间系梁与墩柱一次浇筑整体成型，加快了施工进度。

2、本发明省去了传统方法中的抱箍或支架，使得工程费用减少。

3、本发明将柱间系梁与墩柱整体成型，使得上墩柱、下墩柱之间不会产生错台、漏浆，保证了施工质量，且外观美观。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

图1为柱间系梁与墩柱整体成型模板支架的结构示意图。

图2为柱间系梁模板中底模底面螺栓孔示意图。

图3为墩柱模板螺栓孔示意图。

图4为斜撑杆的结构示意图。

图5为斜撑杆端面的结构示意图。

图6为横拉杆的结构示意图。

图7为横拉杆端面的结构示意图。

图中：1为墩柱模板，2为柱间系梁模板，3为斜撑杆，4为横拉杆。

具体实施方式

如图1-图7所示，本发明柱间系梁与墩柱整体成型模板支架，包括墩柱模板1、柱间系梁模板2、斜撑杆3和横拉杆4，柱间系梁模板2固定在两个墩柱模板1之间，柱间系梁模板2中底模底面的中部设置有螺栓孔，两个墩柱模板1上也设置有螺栓孔，两根斜撑杆3的上端通过螺栓连接在柱间系梁模板2底模底面的中部，所述两根斜撑杆3为斜45°角对称设置，两根斜撑杆3的下端通过螺栓分别与一个墩柱模板1连接在一起，横拉杆4水平设置在两个墩柱模板1之间，并通过螺栓与墩柱模板1连接在一起；所述横拉杆4位于两根斜撑杆3的下方，三者构成一等腰直角三角形。

所述斜撑杆3的结构为：杆体两端分别固定有一圈凸边，所述凸边上均开有多个螺栓孔；

所述横拉杆4的结构为：杆体两端分别固定有一圈凸边，所述凸边上均开有多个螺栓孔。

所述斜撑杆3和横拉杆4中每个凸边上的螺栓孔均为四个。

在进行正式施工前，需要进行下述准备工作。

1、在桥梁下部工程施工前对施工人员进行技术交底，将项目部制定的方案进行层层交底，柱间系梁与墩柱整体成型的细节做到人人心中有数，明白此项施工工艺的重点环节。

2、现场安全管理人员必须经过高标准的培训，而且具有丰富的安全管理经验，对施工人员实行安全技术三级交底，做到人人签字存档。

3、严格控制进场的水泥、碎石及砂的质量，工地试验室按照规定频率进行检验，对于不合格材料坚决清除出场。储料场及拌合站周边采用混凝土进行硬化，防止泥土及杂物进入砂石料中影响混凝土质量。

4、对使用在墩柱及柱间系梁的混凝土在有资质的第三方进行标准配合比设计。工地试验室和总监办试验室对标准配合比进行验证，以保证混凝土的质量。

上述准备工作完成后，本发明柱间系梁与墩柱整体成型施工方法，按照下述步骤进行：

第一步，安装墩柱钢筋：将检查合格的钢筋，在钢筋加工厂加工、绑扎成形，然后由板车运至墩位附近安装，其各项加工及绑扎指标严格根据相应的施工规范控制于允许偏差之内，钢筋保护层使用垫块以保证保护层厚度；墩柱钢筋安装前，需对桩基顶砼进行清洗，以保证墩身和桩基的整体性，墩柱钢筋安装完成后，使用三根缆风绳进行固定，以保证墩柱钢筋笼的稳定性；

第二步，进行桩间系梁的钢筋绑扎、模板支设与混凝土浇筑，施工过程严格按照规范及设计要求进行；

第三步，待桩间系梁拆模后，进行上、下墩柱和柱间系梁的模板支设，且上、下墩柱和柱间系梁的模板一次性安装完成；

在制作系梁底模与上、下墩柱模板时，在相应位置设置钢板并预留螺栓孔，通过预留的螺栓孔安装斜撑杆和横拉杆；

上、下墩柱和柱间系梁的模板支设具体步骤为：

先进行下墩柱的模板支设，墩身模板采用工厂加工定型的大体积钢模（δ＝5mm），采用螺栓（φ＝20mm）连接。

在制作下墩柱模板时，由于柱间系梁距桩间系梁的高度不同，所以需根据图纸的尺寸确定通用模板的长度，并制作调节段，以保证柱间系梁的高程要求；下墩柱模板支设完成后安装墩柱间的横拉杆；另外，模板面接缝高差控制在1mm内，平整度控制在2mm内，墩身模板采用型钢作纵横背枋，模板在制作加工时设置0.3cm公母楔，形成环箍以固定、支撑模板，确保模板不致错位、变形、漏浆；

在下墩柱模板支立前应认真打磨干净，涂刷脱模剂，在拼装时采用双面胶止浆垫夹在模板接缝处以防漏浆；模板支立前精确放设结构外轮廓线并将基底用水泥浆找平，找平误差控制在2mm内，保证模板拼后的垂直度符合规范要求；模板拼装采用人工配合吊车，在模板设计时考虑吊点以防吊装变形；每吊装一节模板即检查一次模板的垂直度及几何形状，无误后方续拼上层；下墩柱模板的调节段必须置于底部，以保证斜撑杆以45度连接柱间系梁底模与下墩柱模板；模板安装时用垂球校正；

然后进行柱间系梁底模的安装，所述柱间系梁底模为一整体以提高底模支撑力，吊装柱间系梁底模前先将两根斜撑杆与柱间系梁底模连接牢固，所述两根斜撑杆的上端固定在柱间系梁底模的中部，且以45°角倾斜对称设置；吊装到位后，使用高强螺栓将柱间系梁底模与下墩柱模板的调节段进行连接形成一个整体；

柱间系梁底模安装完成后，将斜撑杆的下部连接到下墩柱模板内侧中缝位置，用于支撑柱间系梁混凝土浇筑后向下的压力；

然后进行柱间系梁钢筋绑扎，绑扎时按照图纸要求尺寸进行，同时符合施工规范的要求，绑扎完成并经监理工程师检验合格后进行柱间系梁侧模与上墩柱模板的支设，所用模板均采用定型钢模板，模板安装检测项目均应达到规范要求；

全部模板支立完成后，根据高度设置3道—4道揽风钢绳，用倒链收紧，用以控制模板的垂直度和保证模板的稳定性；

第四步，进行上、下墩柱、柱间系梁的混凝土整体浇筑；

需先在墩柱顶部搭设工作平台，设置减速串筒以降低砼下落高度和速度，防止砼发生离析现象，串筒最下端距混凝土表面不超过2m；墩身砼在相邻拌和站集中搅拌，用混凝土罐车运到施工现场后用吊车吊装入模；施工时，根据砼的运输距离、天气情况适当调整坍落度，其坍落度损失应在施工前充分考虑；砼入模前做外观鉴定和坍落度检测，符合设计要求才能使用；砼按层厚不大于30cm均匀对称下料浇筑砼时，避免单边积料，保证模内砼对四周侧模压力基本均匀、平衡，以避免单边积料引起该边砼侧压力偏大而导致模板变形、移位；砼采用插入式振捣器振捣，相邻层间交接振捣10cm～20cm，振捣方向由中向边循环，振捣均匀；在砼浇灌中，要保证浇筑的连续性，特别注意浇灌中模板的变形情况，派专人值班检查。

混凝土浇筑下墩柱时，在混凝土浇筑接近柱间系梁时，将混凝土的坍落度控制在设计值的下限，浇筑柱间系梁混凝土时，同时浇筑与其同高度的墩柱，并使墩柱内的混凝土略高于柱间系梁混凝土顶面10—20cm，柱间系梁浇筑完成后，对柱间系梁顶面混凝土表面进行收面处理，收面处理完成后，进行上墩柱的浇筑，在浇筑上墩柱混凝土时，将混凝土的坍落度控制在设计值的下限，同时放慢浇筑速度，以防止混凝土自柱间系梁顶面溢出，待柱间系梁混凝土不受上墩柱混凝土的影响后按照规范要求进行上墩柱混凝土的浇筑，直至达到墩柱的设计高程；

第五步，当墩柱混凝土强度达到2.5mpa以上时，先进行上墩柱模板和柱间系梁侧模的拆除，在混凝土表面处于潮湿状态时，迅速采用塑料薄膜将墩身暴露面混凝土包裹严密，包裹期间塑料薄膜保持完好无损，彼此搭接完整；当混凝土强度达到设计强度的75%时，进行柱间系梁底模和下墩柱模板的拆除，并在墩顶放置储水罐，储水罐底部设置小孔，使储水罐中的水慢慢渗出，以保证墩柱表面湿润。

下面进行本发明的成本费用分析。

本发明在确保施工质量的前提下，加快了施工进度、缩短了工期，降低了在施工时的材料、机械、人工费用，节约了管理成本。

下面以一跨墩柱施工为例对本发明方法和传统抱箍施工方法的效益进行对比：