科攘专论 桥梁大吨位Ｏ００Ｔ）砂筒制作与检验 廖小平 重庆巨能建设（集团）有限公司【摘要】在工程施工中连续箱梁、简支箱梁及边跨现浇直线段多采用 支架现浇施工方式，施工方案一般采用梁柱式支架，该支架须设置卸架设 备，采用砂简作为卸架设备之一，根据当今桥梁现有施工经验，砂筒承载 ４０１１２０ 特点分析：ａ、坚固性较差。ｂ、价格便宜 ｃ、级配较差。 评估分析：坚固性一般；级配一般；经济性较好。 （２）细河砂 特点分析：ａ、坚固性好。ｂ、价格便宜。ｃ、级配好。 能力仅达５ｏＴ；但现在桥梁设计及施工中经常会碰到大吨位的砂简作为常用 卸架设备。 Ｉ关键词】大吨位；砂筒；制作与检验 评估分析：坚固性好；级配好；经济性较好。 （３）中河砂 特点分析：ａ、坚固性好。ｂ、价格便宜。Ｃ、级配好。 评估分析：坚固性好；级配好；经济性较差；不利于卸落。 （４）石英砂 特点分析：ａ、坚固性好。ｂ、价格高。Ｃ、级配单一。 评估分析：坚固性好；级配较差；经济性较差。 经以上分析评估，可以采用细河砂材料。 ３、顶心填充材料选择 （１）砼 常用卸架设备的优缺点 根据对施工中经常用到的卸架设备进行综合比较，主要从安全性、 经济性、适用性、操作性等几个方面进行评价。 一、１、组合木楔 特点分析：ａ、制作简单，ｂ、承载能力一般较小。 评估分析：可实施性一般；工期可以满足要求；经济性较好；有效 性极差。 ２、砂筒 特点分析：ａ、制作较为复杂ｂ、承载能力一般较大。 特点分析：ａ、强度高。ｂ、操作简单。Ｃ、可浇筑中的利用多余砼。 评估分析：强度刚度较好；实施性较好；经济性一股。 （２）不需填充 特点分析：ａ、强度可能不足。ｂ、刚度不够。 评估分析：强度刚度较差；实施陆较好；经济性较好。 （３）砂浆 特点分析：ａ、强度低。ｂ、操作简单。Ｃ、需要单独配砂浆。 评估分析：强度刚度一般；实施性较好；经济性一般。 评估分析：可实施性较好；工期可以满足要求；经济性一般；有效 性较好。 ３、砂箱 特点分析：ａ、制作较为复杂。ｂ、承载能力一般。Ｃ、尺寸过大和顶 梁不匹配。 评估分析：可实施性一般；工期可以满足要求；经济性一般；有效 性一般。 ４、千斤顶 经以上分析评估，可以采用砼作为顶心填充材料。 ４、主要几何尺寸拟定 （１）ｄ．：３７．７、Ｌ：４６、ｈ：７、ｈｎ：８ 特点分析：ａ、经试算，承载能力有富余。ｂ、卸架空间大，操作方 便。 特点分析：ａ、承载能力较好。ｂ、采购即可，费用较高。 评估分析：可实施性较好，工期可以满足要求；经济性较差；有效 性较好。 经常比较，砂筒在可实施性、经济性、操作性等方面有较大的优 势，在日常施工中多采用此设备作为桥梁上部施工的首选。 二 砂筒的特点 １、能够承受大吨位（１００Ｔ）重力作用，安全可靠； ２、作为卸架设备使用方便，脱模空间足够； ３、制作简单、能够周转使用、经济造价低； ４、砂筒简体、砂、顶心填充材料都是常规材料，可以方便采购获 评估分析：承载能力较好；卸架空间较好。 （２）ｄ，：２９．９、Ｌ：３５、ｈ：５、ｌａｏ：６ 特点分析：ａ、经试算，承载能力刚好满足。ｂ、卸架空间相对较小， 可以操作。 评估分析：承载能力一般；卸架空间一般。 （３）ｄ，：２７．３、Ｌ：３Ｏ、ｈ：４、ｈ ：５ 特点分析：ａ、经试算，承载能力不满足。ｂ、卸架空间相对较小，较 得； 难操作。 ５、砂筒主要几何尺寸拟定比较简单，可借鉴现有砂筒尺寸结合卸 评估分析：承载能力较差；卸架空间较差。 落量要求确定。砂简的结构验算可以依据砂筒的计算公式进行； ６、加工方式简单，仅需采用电弧焊就可进行加工； ７、从设备本身来说，１００Ｔ砂筒不算大型设备，从制造设备性能检 经以上分析评估，可以采用ｄ ：３７．７、Ｌ：４６、ｈ：７、ｈｏ：８砂筒尺寸。 ５、最终砂筒材料、尺寸选定 筒体材料：普通无缝钢管；砂：细河砂；顶心填充材料：混凝土；主 验来说，承载能力的验证方法也比较多。 要几何尺寸组合：ｄ ：３７．７ｃｍ、Ｌ：４６ｃｍ、ｈ：７ｃｍ、ｈ ：８ｃｍ 三 大吨位砂筒（１００吨）关键材料及尺寸选定 四．砂筒关键工艺选定 １、简体材料选择 ｌ、加工方式选择 筒体材料决是决定砂筒承载力的关键因素。因此，从可实施性、经 （１）自行组织相关技术工人加工 济性、施工效果三方面对钢板、无缝钢管两种材料进行选择。 （１）结构用无缝钢管 特点分析：ａ、容易采购。ｂ、不需要二次加工。Ｃ、受力效果好。 评估分析：可实施性较好；经济性较差；施工效果较好。 （２）卷板 特点分析：ａ、加工费用略低。ｂ、方便施工组织，加工快。ｃ、主要关 注零部件尺寸、焊缝质量、成型检查。 评估分析：经济性较好；工期有保障；加工质量较好。 （２）机械设备制造厂家加工 特点分析：ａ、容易采购。ｂ、需要二次加工成筒状，同心度较差。ｃ、 强度会受焊缝影响。 评估分析：可实施性较差；经济性较好；施工效果一般。 经以上分析评估，可以采用结构用无缝钢管作为筒体材料。 ２、砂的选择 （１）机制砂 特点分析：ａ、加工费用较高。ｂ、协作有难度，加工速度不快。ｃ、主 要关注零部件尺寸、焊缝质量、成型检查。 评估分析：经济性较差；工期有保障不力；加工质量较好。 经以上分析评估，可以采用自行组织相关技术工人加工。 ２、承载能力验证方法选定 （１）在支架上直接加载 特点分析：ａ、操作很复杂，预拱度需反复调整。ｂ、有很大的安全危 ３２９ 群援专 险性。Ｃ、承载能力验证效果不好把握。 验证的效果和安全性出发，选取了用万能试验机模拟施工现场按以下 流程对砂筒逐一进行预压检验： （１）制定分级加载方案，近似模拟施工现场砂筒工况； （２）试验人员、记录人员、操作工人就位，砂筒上机； （３）分级加载，加载时分为３００ＫＮ、６００ＫＮ、９９７ＫＮ三级依次加 载； 评估分析：操作难度较差；安全性较差；验证效果一般。 （２）利用千斤顶和反力架进行预压 特点分析：ａ、操作较为复杂，需采用千斤顶和专门配置反力架。ｂ、 有很大的安全危险性。ｃ、承载能力验证效果容易把握。 评估分析：操作难度较差；安全性一般；验证效果较好。 （３）利用万能试验机进行预压 （４）持荷观察，分级预压时每一级加载都要持荷ｌＯ分钟，在此时 特点分析：ａ、室内操作，简便易行。ｂ、安全性高。ｃ、承载能力验证 间段对砂筒的外型和三道焊缝进行目测检查，如外型变形或焊缝开裂 效果容易把握。 贝０立即停止预压，确保操作安全； 评估分析：操作难度较差；安全性一般；验证效果较好。 （５）掏砂卸载，卸载时把砂筒内的砂从卸砂孔往外掏，使上筒下 经以上分析评估，可以采用利用：万能试验机进行预压。 ３、最终砂筒关键工艺选定 经综合对比加工方式：选择自行组织相关技术工人加工；承载能力 验证方法：选定利用万能试验机进行预压。 落从而达到卸载的效果。 五、砂筒的制作实施 １、采用选定的材料，明确材料验收指标 砂筒材料是砂筒达到１ＯＯＴ承载能力的首要条件和技术关键，必须 确保砂筒在承受１００Ｔ荷载时其零部件材料强度刚度足够。具体实施如 下： 使用部位：筒体 材料选择：上筒采用直径３２．５ｃｍ，壁厚１６ｒａｍ的结构用无缝钢管 （４５号钢）；下筒采用直径３７．７ｃｍ，壁厚２０ｍｍ的结构用无缝钢管（４５号 钢），采用游标卡尺检查无缝钢管的壁厚，小于允许偏差±０．１５ａｍ，目 ｒ测检查筒壁外观，无砂眼等缺陷。 使用部位：顶心 达到的效果：经过分级加载，砂筒零部件无损坏变形，焊缝外观无 材料选择：顶心填充材料选用Ｃ３０混凝土填充，人工采用钢筋插 开裂异常现象，承载能力完全达到设计要求，在预压过程中要采用彻底 捣、抹平，待砼强度达到７５％以上后对高出的多余部分打磨平整。 烘干的细砂，增加一个卸砂孔。预压实测成果详见下表 使用部位：砂 材料选择：安排两名工人到采集ｌｍｚ细砂，然后进行露天晾晒，再 砂简预压实测成果表 序号 检查项次 筒顶至底板 １ 顶面高度ｈ１ （ｍｍ） 筒顶至底板 ２ ３ 一～ 预压前 加载 ３００ＫＮ 加载 ６００ＫＮ ４２１ 加载 ９９７ＫＮ ４１４ 压缩变形 （ｍｍ） ２５ 用５．００ｒａｍ标准筛筛除较大粒径，最后用烘箱对其烘干，密封防潮保存 备用。 ２、对拟定的几何尺寸进行细化，进行构造设计 由于简体的主要尺寸为：下筒直径３７．７ｃｍ、总高度４６ｃｍ、卸落高度 ４３９ ４２８ ７ｃｍ、上筒伸人下筒的长度８ｃｍ，因此对砂筒的其他构造尺寸进行细化， 钢板采用Ａ３钢、顶心采用Ｃ３０砼填充、简体采用结构用钢管、卸砂杆采 用１０ｍｍ圆钢。砂筒大样详见下图： Ｅ 顶面高度ｈ２ （ｍｍ） 焊缝外观 ４４３ 无异常 ４２８ 无异常 ４２１ 无异常 ４１３ 无异常 ３０ ＿、 ｌ…一§ 。 — ； ～ （ ： ！ 一．．． ５Ｌ７．…………一………一砂筒大样阔 ３、选择合格钳工、焊工自行加工，保证加工质量 加工前对钳工、焊工进行考核，考核合格后方可进行操作；加工过 程中对零部件的下料尺寸进行检查，尺寸偏差控制在￣Ｓｍｍ；上筒底板 先焊接然后填充Ｃ３０砼人工插捣密实，待强度达到７５％以上后进行打磨 整平，接着进行上筒顶板、下筒底板焊接，然后进行泄砂孔制孔及卸砂 杆安装，最后对焊缝进行检查，焊缝计算厚度ｈｅ＝０．７ｈｆ＝５．６ｒａｍ，加工 完毕后进行填砂装配，上下两筒结合处用沥青填隙，成型检查：上下筒 结合得宜，卸砂方便 ４、采用万能试验机进行荷载试验，验证承载能力 荷载试验是对制作好的砂筒进行检验的一道关键工序，因此，在 荷载试验方法的选择上优先考虑了室内试验方法，从操作的难易程度， ３３０乙…～………一一——————一……～……一一…～～…一————一一…一…一……一一 Ｎ ｈ¨ ｈ Ｎ