采用砂箱临时支座架梁的施工工法

采用砂箱临时支座架梁的施工工法

1 前言

随着高速公路的发展，对公路运输桥梁的质量、进度、安全、舒适、环保要求不断提高，桥梁结构由简支梁桥逐渐发展到完全连续梁桥，但其各有利弊，取两都之长处，舍两之短处，先简支后连续梁桥应运而生。对于地质条件特别复杂的地区，桥梁基础坐落在力学性质截然不同的持力层上，先简支后连续梁桥一般是设计人员的首选桥梁结构形式。经过近十年的发展，理论与实践的不断结合与创新，设计与施工技术不断成熟。但是在施工过程中美中不足之处，就是桥梁临时支座往往被忽视。临时支座的设计与施工是连续梁桥施工中的重要环节。人们在不断的施工过程中总结采用了木制临时支座、混凝土砂浆临时支座、钢结构临时支座和硫磺砂浆临时支座。以上各种支座都有其适用的优点，也有自身难以克服的缺点。中铁十三局集团有限公司通过在公路桥梁施工中不断总结，特别是通过对在哈双高速公路跨京哈铁路立交桥、河南商丘跨陇海铁路分离式立交桥、哈尔滨市阳明滩大桥引桥工程的施工中所采用的各种临时支座的反复比较，经过不断的摸索和反复验算，结合钢结构临时支座、硫磺砂浆临时支座和混凝土砂浆临时支座在优点，克服缺点，设计出砂箱临时支座，在实际工程中得到了广泛应用。经实践证明，砂箱临时支座与硫磺砂浆临时支座相比成本降低了3/4，与传统的混凝土砂临时支座相比较成本降低了1/2。其在实际工程应用中，操作非常方便，能提高进度，而且砂箱高度采用的是无级调节，保证了连续梁桥的架设高程，确保了工程质量，并且在施工过程中不会产生任何污染，非常环保。

2 工法特点

2.1根据桥梁架设高程的需要，对砂箱高度进行无极调节，满足桥梁架设的要求。

2.2将传统的砂箱分解为上下两个部分，质量轻巧，一个工人轻松就可以安装拆卸，便于施工。降低施工安全风险。

2.3砂箱临时支座强度比较高，稳定性好。

2.4加工材料尺寸小，选择废旧钢模切割，将废旧模板进行周转使用，变废为宝，节约材料。

3 适用范围

该砂箱临时支座适用于所有先简支后连续梁桥的施工；在上下两个构件间距比较小的地方作为上部构件模板的支撑也可以广泛应用。

4 工艺原理

本砂箱临时支座的工作原理就是根据钢材可以加工成任何形状，并具有很高的抗压强度、不易损坏的特点，利用黄砂抗压强度高、粒径小的特性，综合两者加工成活塞式可调节砂箱，其结构如图4-1所示。

图4-1 可调节砂箱结构

5 施工工艺流程及操作要点

5.1 施工工艺流程（图5.1-1）

材料准备→加工砂箱→试验确定砂箱压缩量→梁板试压确定压缩量→拆除砂箱→循环使用。

5.2 施工要点

5.2.1 材料准备

收集已经使用的模板或者废旧型钢，切割成设计需要的尺寸，砂箱的面板和侧板长宽尺寸要求比较严格，面板厚度3～5㎜。如果侧板太薄则不能满足强度要求，太厚则重量增加，操作起来就不方便，具体厚度根据承载重量的大小计算确定。侧板的斜撑均可以采用废旧型钢进行加工。黄砂选用极配良好的中砂，在使用前要在太阳下暴晒或在烘箱中烘烤，保证黄砂含水量控制在1%以下，控制含水量的目的是防止随着时间的推移砂箱产生大的沉降量。

5.2.2加工砂箱

砂箱加工质量的重点是焊接质量，所以焊接必须采用持有电焊操作证并且技术熟练的电焊工操作。侧板与上盖、下盖焊接均采用侧焊接，在长边方向均匀间隔焊接4个焊点，每个焊点焊缝长度约3㎝，在短边方向焊接3个焊点，每个焊点焊缝长约3㎝。上、下盖外面的加固支撑均采用满焊。

5.2.3 试验确定砂箱的压缩量

将含水率小1%的黄砂装入砂箱内，然后放在万能试验机上，不断给砂箱加压，记录砂箱的压缩量，通过获取的试验数据画出受力大小与压缩量的关系曲线。特别注意加压到设计压力时砂箱上所产生的压缩量，根据试验数据来指导现场砂箱装砂的数量。

5.2.4 梁板试压确定压缩量

在预制场利用龙门吊吊起一片梁板预压在砂箱上，再次确定砂箱的压缩量，根据试验室和现场

压缩量数据，在砂臬内装填所需要数量的黄砂后置于盖梁上，然后将梁板轻轻放置在砂箱临时支座上，临时支座上盖板就会慢慢下沉，如果下沉的高度超过了设计高程，则必须重新将梁板吊起往砂箱里增加砂；如果下沉的高度还没有达到设计高程，则可以从进水孔和出水孔慢慢掏出砂子，砂箱就会慢慢下沉，直到满足设计高程，砂箱临时支座安装一般控制在比梁底的永久支座高1.5㎝为宜，为后期砂箱随着时间的推移留下一定的沉降空间，梁板安装在临时支座上后，一定要对梁板进行支撑，确保梁板的稳定性。

5.2.5拆除砂箱

在桥梁完成从简支到连续的体系转换、二期束张拉压浆封锚后，待压浆强度达到设计强度后就可以拆除临时支座了。在拆除临时支座前先加工一个挂篮，挂篮长约11m，从桥底提升到盖刀光剑影外侧，作为拆除人员的工作平台，然后将一根水管伸进砂箱的进水管，砂就会被水从出水管冲出来，砂箱由于砂的减少慢慢下降，这样很容易就能把砂箱从梁底拆除，然后进行周转使用。

5.3 劳动力组织（表5.3-1）

劳动力组织表表5.3-1

6 材料与设备（表6-1）

主要的材料设备见表6-1所示。

主要材料机具设备表表6-1

7 质量控制

7.1 工程质量标准

7.1.1临时支座焊接应钢结构对焊接的要求，质量要符合《焊接部位的质量》（JB/ZQ3679）和《焊缝外观》（JB/ZQ3680）外观的验收标准。

7.1.2焊接时不得使用药皮脱落的焊条，焊条要符合《焊接材料质量管理规程》（JB/T3223-1996）的验收标准。

7.2 质量保证措施

7.2.1加工砂箱所使用的钢材均应为合格钢材，质量符合《钢板和钢带包装、标志及质量证明书的

一般规定》（GB/T247-2008）的验收标准。

7.2.2焊工必须经考试合格取得特种行业规定的操作证方可上岗，对焊工的焊接水平要进行试焊检验，焊缝长度和焊缝饱满度均应满足要求。

8 安全措施

8.1坚持“安全第一、预防为主”的方针。根据国家有关规定、条例，结合施工单位和工程的具体特点，组成专职安全员和班组兼职安全员的安全生产网络，加强安全教育，坚持上岗前的安全培训和安全技术交底工作，建立健全各项安全规章制度，加强安全岗位责任制。严格按操作规程作业。

8.2参加安装和拆除临时支座的高空作业的施工人员，作业时必须配戴安全帽、系安全带或安全绳，不准穿拖鞋。

8.3加强现场用电管理。

8.4加强对挂篮用钢丝绳的检查，如果钢丝绳断丝超过起重用钢丝绳规程要求，则必须立即给予更换。

9 环保措施

本工法环保的主要措施就是浆使用过的临时支座进行回收处理。在操作过程中不会产生化学反应在，也不会造成环境污染。

10 资源节约

本工法在应用过程中对周围环境不会产生任何污染，是一种“零污染”的施工工艺。同时由于支座砂箱尽量使用废旧钢材和钢板，而且可以循环周转使用，符合目前国家建立“工程建设资源节约型”社会要求。

11 效益分析

11.1本工法砂箱临时支座将传统的临时支座分解成几个部分，方便轻巧，便于安装，大大提高了功效，拆除时工人直接用水管将黄砂从砂箱内冲出后就可以取出，缩短了高空拆除临时支座的时间，降低了安全风险。

11.2本工法采用砂箱临时支座的高度采用无极调节，满足梁板安装对高程的质量要求，确保了安装质量，砂箱临时支座是普通混凝土砂临时支座成本的1/2，是砂浆硫磺临时支座成本的1/4，极大降低了施工成本，对于大量简支连续梁桥施工成本控制效果会更加明显，由于加快了施工进度，为工程早日进入运营阶段性打下基础，将产生良好的经济效益和社会效益。

11.3由于采用的材料均为废旧材料的再次利用，符合现在国家要求建立“工程建设资源节约型”要求，砂箱临时支座可以循环周转使用，大大降低了工程成本。

12 应用实例

12.1 哈双高速公路跨京哈铁路立交桥砂箱应用