无盖梁高架桥简支变连续关键施工技术研究与应用.pptx

1、上海建工上海建工 七建七建集团集团 四建集团四建集团20132013年年1 1月月无盖梁高架桥简支变无盖梁高架桥简支变连续连续关键施工技术研究与应用研究背景研究背景研究背景研究背景市政高架路研究背景研究背景研究背景研究背景建筑施工业其他制造业研究背景研究背景研究背景研究背景劳动密集型手工作业型自动化模块化工具化机械化建筑施工业其他制造业实现现代化的重要途径技术工种缺失用工成本上升S6公路是未来虹桥综合交通枢纽的重要疏解通道之一。工程途经宝山、嘉定两个区，全长约11.77km，按高速公路等级建设。背景工程背景工程背景工程背景工程主要研究内容主要研究内容主要研究内容主要研究内容无盖梁高架桥简支变连

2、续施工工序动画工程难点和特点工程难点和特点工程难点和特点工程难点和特点工期紧质量要求高结构新颖标准构件多具有代表性模块化工具化集成化系统化主要研究内容主要研究内容主要研究内容主要研究内容无盖梁高架桥简支变连续施工工序动画 钻孔钻孔灌注灌注桩桩 承承 台台 立立 柱柱 预制箱梁吊装预制箱梁吊装 横梁、中横梁横梁、中横梁 湿湿 接接 缝缝 桥面铺装层桥面铺装层 防防 撞撞 墙墙 模块化体系 组合工具化无支架体系质量控制桥面系集成化主要研究内容主要研究内容主要研究内容主要研究内容无盖梁高架桥简支变连续施工工序动画 钻孔钻孔灌注灌注桩桩 承承 台台 立立 柱柱 预制箱梁吊装预制箱梁吊装 横梁、中横梁横

3、梁、中横梁 湿湿 接接 缝缝 桥面铺装层桥面铺装层 防防 撞撞 墙墙 模块化体系 组合工具化无支架体系质量控制桥面系集成化钢筋模块化的系统深化方法：模块化的界定钻孔灌注桩桩笼钢筋、承台钢筋、立柱钢筋具备钢筋模块化施工条件。模块化的深化为了实现三大构件钢筋模块化的施工，需要对设计图纸进行充分深化。深化原则：模块钢筋最大化；钢筋损耗率降到最低；模块钢筋符合道路运输条件；模块钢筋的起重吊装必须利用现有起重设备。钢筋模块化施工钢筋模块化施工钢筋模块化施工钢筋模块化施工市政公路桥梁三大构件的钢筋模块化实施：钻孔灌注桩共计1300根，直径为800mm和1200mm两种，而800mm灌注桩的数量为1200根

4、，平均桩长为55m65m。承台共计108个，主要的几何尺寸为8.2m5.3m2.2m。立柱共计108对，主要几何尺寸为1.8m1.8m910m。构件几何尺寸相对固定，具备了全面开展钢筋专业加工配送及模块化的施工条件。钢筋模块化施工钢筋模块化施工钢筋模块化施工钢筋模块化施工钻孔灌注桩桩笼钢筋深化钻孔灌注桩桩笼钢筋深化：构件号构件长度有效长度搭接错开长度使用部位构件1可变可变-1m1m桩尖构件210m9m1m非加强区标准段构件310m9m1m加强区标准段构件410m9m1m加强区标准段构件5可变可变-1m1m桩顶钢筋模块化施工钢筋模块化施工钢筋模块化施工钢筋模块化施工 构件1 构件2 构件2 构件

5、2 构件3 构件4构件58.4m10m10m10m10m10m4.2m56m0.8m钻孔灌注桩桩笼钢筋深化钻孔灌注桩桩笼钢筋深化：构件号构件长度有效长度搭接错开长度使用部位构件1可变可变-1m1m桩尖构件210m9m1m非加强区标准段构件310m9m1m加强区标准段构件410m9m1m加强区标准段构件5可变可变-1m1m桩顶钢筋模块化施工钢筋模块化施工钢筋模块化施工钢筋模块化施工 构件1 构件2 构件2 构件2 构件3 构件4构件58.4m10m10m10m10m10m4.2m56m0.8m承台钢筋深化承台钢筋深化：部位现场手工绑扎工厂制作模块数模块网片尺寸拆分理由承台底筋X向桩基部位2120

6、0*8120桩基钢筋与承台钢筋相碰300*8120承台底筋Y向桩基部位21350*5720桩基钢筋与承台钢筋相碰285*5720承台面筋X向立柱部位1925*8120立柱钢筋与承台钢筋相碰承台面筋Y向立柱部位22400*5720立柱钢筋与承台钢筋相碰1200*5720承台侧面筋无22050*81202050*5720钢筋模块化施工钢筋模块化施工钢筋模块化施工钢筋模块化施工承台钢筋深化方案详图承台钢筋深化方案详图下层下层X X向钢筋平面向钢筋平面M1-1M1-1M1-2M1-2M2-1M2-1M2-1M2-2M2-2下层下层Y Y向钢筋平面向钢筋平面钢筋模块化施工钢筋模块化施工钢筋模块化施工钢筋

7、模块化施工承台钢筋深化方案详图承台钢筋深化方案详图M5-2M5-1M5-1M5-2上层上层X X向钢筋平面向钢筋平面M6-2M6-1M6-1上层上层Y Y向钢筋平面向钢筋平面钢筋模块化施工钢筋模块化施工钢筋模块化施工钢筋模块化施工承台钢筋深化方案详图承台钢筋深化方案详图M5-2M5-1M5-1M5-2上层上层X X向钢筋平面向钢筋平面M6-2M6-1M6-1上层上层Y Y向钢筋平面向钢筋平面钢筋模块化施工钢筋模块化施工钢筋模块化施工钢筋模块化施工立柱钢筋深化立柱钢筋深化方案方案钢筋模块化施工钢筋模块化施工钢筋模块化施工钢筋模块化施工缺关键性的技术立柱钢筋立柱钢筋深化深化：立柱钢筋深化立柱钢筋深

8、化方案方案钢筋模块化施工钢筋模块化施工钢筋模块化施工钢筋模块化施工立柱钢筋立柱钢筋深化深化：在完成立柱钢筋模块化施工工艺成熟后，科研团队进行了立柱无支架施工技术的研发。立柱无支架施工工艺有三大要素：1.立柱必须采用钢筋模块化施工工艺；2.立柱定型钢模板顶端设置模块化操作平台；3.立柱模板施工完成后采用自行式升降机进行立柱后续施工。立柱无支架施工立柱无支架施工立柱无支架施工立柱无支架施工在完成立柱钢筋模块化施工工艺成熟后，科研团队进行了立柱无支架施工技术的研发。立柱无支架施工工艺有三大要素：1.立柱必须采用钢筋模块化施工工艺；2.立柱定型钢模板顶端设置模块化操作平台；3.立柱模板施工完成后采用自

9、行式升降机进行立柱后续施工。立柱无支架施工立柱无支架施工立柱无支架施工立柱无支架施工主要研究内容主要研究内容主要研究内容主要研究内容无盖梁高架桥简支变连续施工工序动画 钻孔灌注桩钻孔灌注桩 承承 台台 立立 柱柱 预制箱梁吊装预制箱梁吊装 横梁、中横梁横梁、中横梁 湿湿 接接 缝缝 桥面铺装层桥面铺装层 防防 撞撞 墙墙 模块化体系 组合工具化无支架体系质量控制桥面系集成化跨度梁长梁型质量跨度梁长梁型质量24m22m中梁94t26m24m中梁99t边梁108t边梁117t28m26m中梁108t30m28m中梁117t边梁126t边梁135t组合工具化支承组合工具化支承组合工具化支承组合工具化

10、支承 系统系统系统系统吊装区段箱梁：组合工具化支承组合工具化支承组合工具化支承组合工具化支承 系统系统系统系统工具化箱梁临时支架简介：预制箱梁的总质量将达到504t，必须确保临时钢支撑的安全性、稳定性。预制箱梁临时钢支撑的搭设、拆除施工工序决定了临时钢支撑的周转速度。确保安全性的前提下，降低成本、充分利用现有资源。p方案一：主承重结构为全型钢的方案。p方案二：主承重结构为609钢柱的方案。p方案三：主承重结构型钢609钢柱的方案。p方案四：四建集团研发的型钢609钢柱。组合工具化支承组合工具化支承组合工具化支承组合工具化支承 系统系统系统系统p方案一：主承重结构为全型钢的方案。组合工具化支承组

11、合工具化支承组合工具化支承组合工具化支承 系统系统系统系统p方案一：主承重结构为全型钢的方案。组合工具化支承组合工具化支承组合工具化支承组合工具化支承 系统系统系统系统p方案二：主承重结构为609钢柱的方案。组合工具化支承组合工具化支承组合工具化支承组合工具化支承 系统系统系统系统p方案二：主承重结构为609钢柱的方案。组合工具化支承组合工具化支承组合工具化支承组合工具化支承 系统系统系统系统p方案三：主承重结构型钢609钢柱的方案。组合工具化支承组合工具化支承组合工具化支承组合工具化支承 系统系统系统系统p方案四：四建集团研发的型钢609钢柱。组合工具化支承组合工具化支承组合工具化支承组合工

12、具化支承 系统系统系统系统p方案四：四建集团研发的型钢609钢柱。组合工具化支承组合工具化支承组合工具化支承组合工具化支承 系统系统系统系统p方案一：主承重结构为全型钢的方案。p方案二：主承重结构为609钢柱的方案。p方案三：主承重结构型钢609钢柱的方案。p方案四：四建集团研发的型钢609钢柱。通过企业内部资源的调查，确定使用方案一、二、四。其中方案二选用的609钢管立柱，均为七建集团基坑围护闲置材料。其中方案四，该支架是四建集团类似工程使用后改造而成。主要研究内容主要研究内容主要研究内容主要研究内容无盖梁高架桥简支变连续施工工序动画 钻孔灌注桩钻孔灌注桩 承承 台台 立立 柱柱 预制箱梁吊

13、装预制箱梁吊装 横梁、中横梁横梁、中横梁 湿湿 接接 缝缝 桥面铺装层桥面铺装层 防防 撞撞 墙墙 模块化体系 组合工具化无支架体系质量控制桥面系集成化横梁、湿接缝关键施工技术横梁、湿接缝关键施工技术横梁、湿接缝关键施工技术横梁、湿接缝关键施工技术采用吊模法进行现浇湿接头混凝土成型的施工技术。采用吊模法进行现浇湿接头（现浇段、中隔板）的施工。横梁、湿接缝关键施工技术横梁、湿接缝关键施工技术横梁、湿接缝关键施工技术横梁、湿接缝关键施工技术采用吊模法进行现浇湿接头混凝土成型的施工技术。采用吊模法进行现浇湿接头（现浇段、中隔板）的施工。横梁、湿接缝关键施工技术横梁、湿接缝关键施工技术横梁、湿接缝关键

14、施工技术横梁、湿接缝关键施工技术桥梁上部横梁、负弯矩区预应力施工技术采用塑料波纹管+内衬管进行横梁预应力孔道成型施工技术横梁预应力孔道采用塑料波纹管成型，定位筋按照50cm一道进行设置，防止发生管道偏位、上浮等现象。同时在浇筑混凝土前孔道内加设内衬管，在混凝土侧模拆模后，拔除内衬管，然后穿入钢绞线，防止孔道因浇筑振捣混凝土而导致波纹管破损并堵管的现象发生。横梁、湿接缝关键施工技术横梁、湿接缝关键施工技术横梁、湿接缝关键施工技术横梁、湿接缝关键施工技术桥梁上部横梁、负弯矩区预应力施工技术采用扁型塑料波纹管进行负弯矩区预应力孔道成型施工技术负弯矩区钢束位于桥梁分孔线两侧7.5m范围内，为直线型布置

15、。由于小箱梁此处的顶板厚度仅18cm，因此此处预应力孔道采用扁型塑料波纹管成型，连接接头采用套管+玻璃胶的形式进行封闭，确保混凝土浇筑过程中，波纹管内不漏浆。主要研究内容主要研究内容主要研究内容主要研究内容无盖梁高架桥简支变连续施工工序动画 钻孔灌注桩钻孔灌注桩 承承 台台 立立 柱柱 预制箱梁吊装预制箱梁吊装 横梁、中横梁横梁、中横梁 湿湿 接接 缝缝 桥面铺装层桥面铺装层 防防 撞撞 墙墙 模块化体系 组合工具化无支架体系质量控制桥面系集成化工具式桥面铺装工具式桥面铺装工具式桥面铺装工具式桥面铺装 层一体机层一体机层一体机层一体机主线高架及地面铺装均为8cm厚C50混凝土桥面铺装，铺装层内

16、设10100冷轧带肋焊接钢筋网片，桥面宽度为16.5m，横坡为2%，主线高架单幅桥为单向横坡。桥面铺装施工采用分幅浇筑。桥面铺装施工时其平整度控制是其主要质量控制要点。工具式桥面铺装工具式桥面铺装工具式桥面铺装工具式桥面铺装 层一体机层一体机层一体机层一体机主线高架及地面铺装均为8cm厚C50混凝土桥面铺装，铺装层内设10100冷轧带肋焊接钢筋网片，桥面宽度为16.5m，横坡为2%，主线高架单幅桥为单向横坡。桥面铺装施工采用分幅浇筑。桥面铺装施工时其平整度控制是其主要质量控制要点。高架防撞墙的常规施工方法多采用落地脚手进行外模安装。不仅增加施工成本，又影响施工速度，并给施工安全带来风险。项目部

17、就将“挑檐定型”作为研究深化的重点内容。工具式防撞墙挑檐定型槽钢工具式防撞墙挑檐定型槽钢工具式防撞墙挑檐定型槽钢工具式防撞墙挑檐定型槽钢 支架支架支架支架高架防撞墙的常规施工方法多采用落地脚手进行外模安装。不仅增加施工成本，又影响施工速度，并给施工安全带来风险。项目部就将“挑檐定型”作为研究深化的重点内容。工具式防撞墙挑檐定型槽钢工具式防撞墙挑檐定型槽钢工具式防撞墙挑檐定型槽钢工具式防撞墙挑檐定型槽钢 支架支架支架支架其它定型化设施其它定型化设施其它定型化设施其它定型化设施工期效果：在节省施工成本的同时，对比传统施工工艺和方法，钢筋模块化施工结合立柱无支架施工对于施工工期也极大地缩短了，在承台

18、垫层完成后，仅需半个工作日即可完成承台、立柱的钢筋施工。整个高架桥桥墩的施工工期仅为2天，比传统工艺节约60工期。实施效果实施效果实施效果实施效果质量效果：通过钢筋模块化的运用，钻孔灌注桩、承台、立柱的钢筋施工质量明显提升，特别是钢筋骨架的几何尺寸精度达到毫米级，在加工精度高的前提下，钢筋的连接质量也明显提高。其次混凝土保护层也便于控制，提高了市政工程清水混凝土的外观质量，避免了常见的露筋反锈现象。经济效益：通过对比常规市政、公路桥梁施工工艺，钢筋模块化施工结合立柱无支架施工，降低了钢管脚手架的施工量，降低了施工成本。节约费用计算：10万元/立柱（支架及脚手架搭设费用）108个（立柱）=108

19、0万元1080万-2.5万/月/台（升降机）2台20个月=980万元（节约）预制箱梁支架采用609钢管进行设计制作，降低了钢材的消耗量。总节约量达到100吨左右。防撞墙工具式防撞墙挑檐定型槽钢支架节约了脚手架的搭设费用，1.847.2km。即节约了7200m脚手架的费用。实施效果实施效果实施效果实施效果环保节能效果：钢筋模块化为发挥了工厂化的优势，避免了施工现场手工操作所产生的噪音污染（切割）、电磁污染（电焊）、光污染（电焊）。使工程能耗进一步降低，使绿色施工达到一个更高的标准。实施效果实施效果实施效果实施效果劳务用工效果：由于模块化的运用，使现场技术工人数量大量减少，本工程总造价为2.662

20、亿元，而施工现场的简变连作业人员（含桩基施工班组）始终保持在60人左右。如采用传统工艺进行施工，整个施工现场的操作人员总数将不会低于150人。从而节省了宿舍、生活设施的投入。也产生一些非直接效益。实施效果实施效果实施效果实施效果社会效益2010年9月工地观摩活动2011年4月国外同行业观摩研究总结研究总结研究总结研究总结 在市政、公路高架简变连桥梁结构的关键工序中均采用了多项新工艺及新技术，并在新工艺、新技术运用过程中进行了对比优化及设计与施工深化，从而形成了一整套适用于市政、公路桥梁施工模块化、工具化施工工艺。在国内市政建设领域中首次提出成套钢筋模块化这一概念及理论；对钢筋模块化进行了全面的

21、深化、优化以及大量的施工验证，从而形成了一整套较为完整的钢筋模块化施工工艺及理论体系；“立柱无支架施工工艺”的研发和试验的成功，在确保施工安全性的前提下，能够获得较高的经济效益。在预制箱梁吊装、桥面铺装层、防撞墙的施工中采用的一系列的“集成化、工具化”安全防护与施工机具，这些机具具有较强的通用性。在研究和深化这些机具的过程中充分挖掘利用了企业现有与已有资源，取得了较好的实施效果。课题创新点研究总结研究总结研究总结研究总结论文1.钢筋专业加工配送及模块化在市政高架桥梁施工中的应用技术（已发表）2.市政、公路桥梁工程中钢筋模块化施工技术的研究3.市政、公路桥梁立柱工程无支架施工工艺的研究4.简支变

22、连续桥梁桥面系集成化施工技术研究5.组合工具化临时支架在市政、公路桥梁工程中的应用专利1.609立柱与型钢组合工具化临时承重支架2.609立柱桁架式模块组合承重支架3.工具式挑檐槽钢操作模块平台工法1.简支变连续无盖梁高架桥上部结构施工工法（市级）后续科研后续科研后续科研后续科研将本次科研过程中所积累的经验、数据，特别是科研思路推广到其他领域工程的施工中去，改进和优化部分落后的施工工艺，提高建筑企业的技术含量。对于“有盖梁简支变连续”结构的高架桥梁进行“钢筋模块化”的研究和试验；对于超高（大于20米）桥梁立柱（墩身）进行无支架工艺的研究和深化；优化”防撞墙挑檐定型槽钢支架”的安装方法，提高安装效率和作业难度。上海建工上海建工 七建集团七建集团 四建集团四建集团20132013年年1 1月月