南京长江四桥各分部分项工程施工方案研究

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南京长江四桥各分部分项工程施工方案研究

题目:南京长江四桥各分部分项工

程施工方案和施工方法研究

DB34/T 3574.2-2019标准下载专业:道路桥梁工程技术

学号:200904073339

2011年11月30日

1.钻孔灌筑桩施工方案 2

1.7钻孔过程中常见事故的预防及处理 6

1.8水下混凝土灌筑事故的预防及处理 7

1.9桩孔质量检测 8

3.墩柱施工方案 11

5.预应力混凝土连续箱梁支架法施工 14

5.2支架预压试验 15

5.3支座的安装 16

桥梁是交通工程中的关键性枢纽,是道路交通的命脉。南京长江第四大桥S3标段工程起点位于长江北岸宁通高速公路横梁镇东侧的横梁互通,经京沪铁路,九乡河,麒麟枢纽。路线全长29.012km。其中:北接线长约13.063km,跨江大桥长约5.409km,南接线长约10.540km。其中规划1号路为城市主干道,规划路基宽度40m,净空4.5m,考虑俩孔30m跨越;规划2号路为城市次干道,规划路基宽度35m,净空4.5m,考虑俩孔30m跨越;而麒麟立交是南京市区重要的东出口,也是本项目交通量最大的互通立交。采用混合式,中心桩号K30+475.5、互通区范围K28+885.117~K30+976,长2.091公里。

根据本合同段工程特点,全部工程施工投入九个专业施工队,由项目经理部统一指挥、

集中调度,各专业施工队独立组织、分工协作、互相配合,全部工程实行机械化、专业

关键词:钻孔灌注桩;承台;墩柱;盖梁;箱梁

工程项目施工涉及面广,是一个极其复杂的过程,其影响质量的因素很多,如设计、材料、地形、地质、水文、气象、施工工艺、操作方法、技术措施、管理制度等,均直接影响着工程项目的施工质量。工程项目质量是项目建设的核心,是决定工程建设成败的关键,施工质量低劣造成工程质量事故或潜伏隐患,其后果是不堪设想的。所以,在工程建设过程中,加强质量管理,确保国家和人民生命财产安全是施工项目管理的头等大事。

施工项目的质量是企业的形象,是企业的信誉、质量的好坏直接影响到企业在市场上的竞争能力。“百年大计、质量第一”是工程建设中的一贯方针,它道出了质量目标工作的重要性。如何加强工程施工中的质量目标控制,确保施工项目的质量,是工程质量管理中最重要的一环,也是创造优良工程的关键所在。

1.钻孔灌筑桩施工方案

本标段共有桩基453根,其中1.2m桩基70根,1.8m桩基359根,2.0m桩基24根,桩长均为10到50米不等,根据钻探资料以及该地段的地勘报告可知,该区域桩基将穿越杂填土层、淤泥层、粘土层、砂层、强风化泥质粉砂岩、弱风化岩,由于亚砂土、砂土的地震液化及淤泥质亚粘土受扰动易产生蠕变和振动荷载作用下的沉陷,钻孔桩施工时极易发生缩径、塌方等事故。这将严重影响钻孔桩的施工周期和成桩质量。为此应制定相应的对策:

根据地质条件和多年的施工经验决定:摩擦桩地段主要以正反循环回旋钻机反循环施工为主,部分路段以及端承桩采用冲击钻进行作业。根据工期要求,决定上场10台回旋钻机和20台冲击钻。钢护筒采用12mm厚的钢板卷制而成、每节长度不小于2m,泥浆用优质粘土拌制而成。人工绑扎钢筋笼,汽车吊吊放就位,采用商品砼泵送,直升导管法灌筑水下砼。钻孔桩施工以台为单位安排施工,尽快为墩柱及上部结构施工创造条件。

在桩基施工前,将钻机移动范围内的地平面整平,清除杂物,换出软土,夯打密实,并保证工作平台的标高应高出施工期间最高水位0.5m~1.0m。

采用全站仪测定桩基础中心坐标位置,采用“十”字挂线定位,并在孔位周围埋设护桩,随时校核桩位坐标。

1.2.3护筒的制作与埋设

护筒采用12mm厚钢板制作,节长不小于2m,内径比设计桩径大20cm~30cm。为

了保证钢护筒的整体刚度和接口质量,在每节护筒的焊接口处加焊δ=10mm、宽15cm的加强钢带;护筒底段加焊δ=10mm、宽50cm的加强钢带作刃脚。护筒焊接采用开坡口双面焊,要求焊缝连续,保证不漏水。埋设方法选用挖埋式,护筒顶高出地面30cm,护筒外面与原土间用粘土填满、夯实,严防地表水从该处渗入。埋设时,要求准确竖直,护筒顶部中心偏差不的大于5cm,倾斜度不得大于1%。钻进过程中要经常检查护筒是否发生偏移和下沉,并要及时处理。

1、选用优质的膨润土加入CMC、聚丙稀酸胺、生物聚合物等添加剂配制高质量的复合泥浆,其配比经试验室实验确定。泥浆指标应达到相对密度1.05~1.15,粘度16~22s,PH值大于6.5,含砂率小于4%,胶体率大于95%,失水率小于20ml/30min,泥皮厚小于3ml/30min,静切力1~2.5Pa。当粘性指数大于15,浮渣能满足施工要求时,可利用孔内原土自行造浆护壁。施工中不向孔内直接投入块状土护壁。

2、各机长认真执行钻探操作规程,根据地层情况及时调整泥浆性能,保证成孔速度和质量,施工中随着孔深的增加向孔内及时、连续地补充泥浆,维持护筒内应有的水头,防止孔壁坍塌。砼灌筑过程中,开挖泥浆沟,使孔内泥浆返回泥浆池,防止泥浆外溢。

1.3.1钻机安装就位

用汽车吊将钻机吊放到施工区域,利用轨道或滑槽使钻机就位于测量好的桩位。就位后在钻机下铺垫枕木以保证钻机在钻孔过程中不产生倾斜和移位。钻机就位后其底座应平稳、水平,钻架垂直,且保证钻机顶部的起重滑轮槽、钻头、桩位中心在同一铅垂线上,以保证钻孔垂直度。孔口处钻杆中心与桩位中心水平偏差不得大于5cm。

开钻时以低档慢速反循环钻进,钻进时根据地质资料掌握土层变化,及时捞取钻渣取样,判断土层,记入监理工程师提供的专用记录表,并与地质资料核对。根据核对判断的土层调整钻机的转速和钻孔进尺。钻进时连续进行,不随意中途停钻。孔内水头始终保持在水面以上0.5m,加强护壁,防止塌孔。升降钻头保持平稳,不碰撞护筒或孔壁。拆装钻杆迅速,尽量减少停钻时间。一个墩的钻孔桩采用跳钻的方式施工,并在中心距离5m以内的任何桩的混凝土灌筑24小时后,方可开始新桩的钻孔施工。

在孔深达到设计标高后及时清孔,不能停歇过久,以免使泥浆、钻渣沉淀增多而造成清孔工作困难甚至塌孔。清孔采用抽浆换浆法。钻头提离孔底10~15cm,然后用稍慢的转速转动钻头,一边继续反循环,把孔内泥浆钻渣混合物排出孔外,一边向孔内补充储浆池内净化后的泥浆,保持孔内水位高出水面0.5m,避免塌孔,直到测试出浆口的泥浆达到要求为止。即比重1.20~1.25g/ml,粘度16~18s,含砂率小于4%,胶体率小于98%。清孔后及时测量沉渣厚度,然后拆除钻机钻杆,用监理工程师批准的检孔器检查钻孔桩的孔径和倾斜度是否符合验收标准。只有各项指标达到设计要求后,才能拆除钻机,准备下钢筋笼。

钢筋笼采用卡板或支架成型法分段制作,主筋采用双面焊,主筋与螺旋筋全部焊接,其制作应符合有关规范要求。保护层厚度的控制采用定位钢筋,每2米一道,每道4个,均匀不置。

导管采用Ф300mm快速接头导管,导管在使用前和使用一个阶段后,除应对质量、拼接构造认真检查外、需做拼接、过球和水密、承压、抗拉实验,以保证不漏水,过球畅通。导管在钻孔旁预先分段拼装,采用钻机机架或吊车吊放入孔。

砼应满足如下要求:砼强度等级满足设计要求,粗骨料使用碎石或卵石,粒径1~4cm,砂用级配良好的中砂。砼水灰比<0.6,水泥用量不小于370kg/m3含砂率为40﹪~50﹪,坍落度18~22cm,扩散度为34~38cm,砼初凝时间为3~4h。先灌入首批砼。首批砼的数量要经过计算,使其具有一定的冲击能量、并能把导管下口埋入砼不小于1m深。开导管用球胆和盖板,球胆预先抛入导管中,漏斗下口放置系有钢丝绳的铁盖板,当砼装满后,吊出钢盖板,砼既下沉至孔底,排开泥浆,埋住导管下口。

首批混凝土灌入孔底后,立即测探孔内混凝土面高度,计算出管内埋置深度,如符合要求,即可正常灌筑。导管在砼中埋深以1.5~2.0m为宜,既不能小于1m也不能大于6m。

1.7钻孔过程中常见事故的预防及处理

塌孔的表征是孔内水位突然下降,孔口冒细密的水泡,出渣量显著增加而不见进尺,钻机负荷显著增加等。原因如下:

Ⅰ、泥浆比重不够或泥浆其它性能不符合要求,使孔壁未形成坚实护壁泥皮,孔壁渗漏。

Ⅱ、孔内水头高度不足,支护孔壁压力不够。

Ⅲ、在松软砂层中钻进,进尺太快。

Ⅳ、提住钻头钻进,旋转速度过快,空转时间太长。

Ⅴ、清孔后泥浆比重、粘度等指标降低,反循环清孔,泥浆吸出后未及时补浆。

Ⅵ、起落钻头时碰撞孔壁。

Ⅰ、保证钻孔时泥浆质量的各项指标满足规范要求。

Ⅱ、保证钻孔时有足够的水头差,不同土层选用不同的转速和进尺。

Ⅲ、起落钻头时对准钻孔中心插入。

Ⅳ、回填砂和粘土的混合物到坍孔处以上1~2m,静置一定时间后重钻。

1.7.2钻孔偏斜和缩孔

Ⅰ、钻孔中遇较大的孤石或探头石,扩孔较大处钻头摆动偏向一方。

Ⅱ、在有倾斜度的软硬地层交界处,岩石倾斜处钻进或者粒径大小悬殊的砂卵石中钻进,钻杆受力不均。

Ⅲ、钻杆刚度不够,钻杆弯曲接头不正,钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷。

Ⅳ、在软地层中钻进过快,水头压力差小。

Ⅰ、安装钻机时使底座水平,起重滑轮、钻头中心和孔位中心三者在一条直线上,并经常检查校正。

Ⅱ、倾斜的软硬地层钻进时,采取减压钻进。

Ⅲ、钻杆、接头逐个检查,及时调整。遇有斜孔、偏孔时,用检孔器检查探明孔偏斜和缩孔的位置情况,在偏孔、缩孔处上下反复扫孔。偏孔、缩孔严重时回填砂粘土重钻。

Ⅳ、全过程采用减压钻进方式。

钻进时强提强扭、钻杆接头不良或疲劳破坏易使钻头掉入孔中,另外由于操作不当,也易使铁件等杂物掉入孔内。

Ⅰ、小铁件可用电磁铁打捞。钻头的打捞应视具体情况而定,主要有采用打捞叉、打捞钩、打捞活套、偏钩和钻锥平钩等器具。

Ⅱ、在钻孔过程中除以上几种主要事故外,还需注意防止糊钻、扩孔、偏孔、卡钻、钻杆折断、钻孔漏浆等。

1.8水下混凝土灌筑事故的预防及处理

首批混凝土储量不足,或导管底口距孔底间距过大,混凝土下落后不能埋住导管底口以致泥水从底口进入。

将导管提出,将散落在孔底的混凝土拌合物用空气吸泥机清除,重新灌筑。

Ⅰ、初灌时隔水栓卡管,或由于混凝土本身的原因如坍落度过小,流动性差、粗骨料过大、拌合物不均匀产生离析、导管接逢处漏水、大雨中运输混凝土未加遮盖使混凝土中的水泥浆被冲走,粗骨料集中造成堵塞。

Ⅱ、机械发生故障和其他原因使混凝土在导管内停留时间过长,或灌筑时间持续过长,最初灌筑的混凝土已经初凝,增大了管内混凝土的下落阻力,混凝土堵在管内。混凝土灌筑导管内外压力差不够。

准备备用机械、掺入缓凝剂,做好配合比,改善混凝土的力学性能。

发生坍孔后,应查明原因采取相应措施,如保持或加大水头,排除震动源等防止继续坍孔,然后用吸泥机吸出孔中泥土,如不继续坍孔可恢复正常灌筑,如坍孔不停止、坍孔部位较深,宜将导管拔除。保存孔位回填粘土,研究处理措施。

基坑开挖后,将桩头部位多余混凝土凿除,以便进行桩基检测。根据设计要求,请专业检测机构,对所有桩基进行100%无损检测。

桩身质量符合设计要求后,才能进行下一道工序。

承台施工前进行钻孔桩位置、标高等的复测。复核基坑中心线、方向、高程。按地质水文资料结合现场情况,放坡开挖。承台基础采用挖掘机开挖,人工配合,基坑边坡的坡度根据实际开挖情况确定,基坑基底尺寸比设计宽出50~100cm。开挖时,注意保证桩基不被扰动和损坏(靠近桩基1.0m范围内用人工开挖并清理,凿除桩头,进行桩基检测)。地下水位较高、流砂情况严重时采用轻型井点降水方案,管桩或土袋支护。

浇筑混凝土前,对基坑进行隐蔽工程检查,检查内容为:

1、基底平面位置、尺寸、标高是否符合设计图纸;

2、基底无积水、杂物、净洁;

3、桩头混凝土凿除情况及桩身钢筋长度。

桩基检测完后,根据图纸首先浇筑承台20cm厚的素混凝土垫层,垫层外侧用10×10cm方木支立,混凝土运至现场后用溜槽输送入模,混凝土表面用木抹子拍实搓平。达到强度后,组织测量人员对基坑进行抄平,放出承台底面4个边角点及承台长、宽中心线,及其交点(中心点)的位置,用仪器检查各点位置是否正确,然后用钢尺复测,确认无误后,挂线放出承台边线位置。

承台平面尺寸较大,为缩短本工序时间,钢筋在钢筋加工厂加工,严格按照施工规范和图纸要求检验材质和进行加工,钢筋现场绑扎,严禁漏绑。在钢筋与模板之间设置混凝土垫块,垫块与钢筋扎紧,并相互错开,并根据图纸预埋桥墩钢筋。另外在距墩柱外边线40cm处,每边预埋3根插筋,以便支撑墩柱模板。

模板采用大块竹胶板,使用前表面刷油,检查模板有否变形。模板内侧靠紧连接边角点的白线。内设拉杆、控制承台的几何尺寸和位置,外侧用Ф48钢管加固。模板安装好后为防止浇筑混凝土时跑模和模板倾斜,在模板外打两排斜撑加固。

混凝土采用商品混凝土,混凝土搅拌输送车运混凝土,用混凝土泵车和混凝土输送泵灌混凝土。为确保施工质量,采用斜向水平推进法施工。混凝土自由下落高度不得超过2m,保持水平分层,且分层厚度不超过30cm。采用插入式振捣棒振捣,上层混凝土振捣时应插入下层混凝土10cm左右,插入间隔小于其1.5倍作用半径,不得漏捣和重捣。

混凝土浇筑完成后,对承台顶面进行修整。抹平定浆后,再一次收浆压光(墩柱处应拉毛),混凝土初凝后,及时浇水养生。

墩柱施工前,凿除基础顶面浮浆、泥土并冲洗干净,整修连接钢筋。

用全站仪精确测定出其墩柱中心,然后在基础顶面放出墩(台)柱纵横中心线(十字线)和模板外轮廓线的准确位置,桥墩中心线在桥轴线方向上的位置中误差不应大于+15mm,并同时定出墩柱模板位置的控制点。

水准点联测按三等进行控制。施测时,控制水平测量视线长度,前视、后视的距离应大致相等,提高观测精度。施测时,还应注意校核,确保墩柱及跨距准确无误后,才能绑扎钢筋、立模。在施工过程中应测定并经常检查浇筑和安装部分的位置和标高,并严格按要求作出测量记录和结论,如超过允许偏差时,分析原因,并予以补救和改正。

⑴、模板设计:根据墩身形式,等截面段模板采用分节分块定型组合钢模板,即每节以墩柱正面矩形中心线为分界线,分成两块。为保证墩柱外观质量,减少施工缝,基本节高设为4m、调整节为1~2m;墩顶部上大下小的直线坡型段模板采用倒梯形定型组合钢模板,整个上部为一节,每节也以正面矩形中心线为分界线,分成两块。所有模板均由我单位提供设计图,选用专门生产厂家进行制造,在制作模板前向监理工程师提交模板的施工工艺图、应力、稳定及预计挠度计算书,经监理工程师批准后进行制作和架设工作。

模板要具有足够的刚度以防止浇筑混凝土时有明显的挠曲和变形,确保模板几何尺寸准确,外表平整、光滑,曲线圆顺。钢模板的面板变形不应大于1.5mm,钢模板的钢棱、柱箍变形不得超过L/500,B/500(L为计算跨径,B为柱宽)。

⑵、模板安装:模板组装前,应对钢模板表面进行除锈、除污,均匀涂刷脱模剂;安装前,在承台顶面放出墩柱中线及墩身截面边线,严格按照轴线、边线进行安装。安装模板时,采用汽车吊将钢模板分节从已绑扎好的钢筋骨架上套入,进行拼接;人工调整,将模板接缝对严,节间安装橡胶垫,拧紧螺丝,确保接缝平整无错台、严密不漏浆。模板加固采用拉撑结合的方式:模板顶端的四个角分别沿四个方向拉钢丝绳,钢丝绳的另一端连接在地锚上,通过螺杆螺丝进行钢丝绳松紧调整;同时采用10×10cm方木对模板的外部进行四个方向支撑,确保模板牢固不移动、纵向竖直。模板四周搭设脚手架作为操作平台。

钢筋在进场前进行抽检,杜绝不合格品进场。进场的钢筋全部堆放在钢筋棚内,在钢筋加工棚内加工,分类挂牌,标志清楚。钢筋在加工前先进行调直和清除污锈,然后按设计要求下料加工。钢筋的接头采用焊接,在施工中竖向主筋尽量采用闪光对焊,当施工条件不允许时,采用电弧焊。在钢筋焊接前根据现场施工条件、规范和设计要求进行试焊,检验合格后再进行正式施焊。钢筋采用电弧焊时,尽量采用双面焊。钢筋接头采用搭接电弧焊时,两钢筋搭接端部预先折向一侧,使两接合钢筋轴线一致。骨架钢筋就位与预埋在承台的钢筋焊接,焊接时,合理布置长短钢筋,使接头交错排列。全部配螺旋筋采用现场点焊或绑扎成型。墩柱钢筋需要加固定筋,确保钢筋位置正确。钢筋骨架在不同高度处绑扎适量的垫块,以保持钢筋在模板中的准确位置和保护层厚度。

浇筑前,模板、钢筋和预埋件进行检查,把模板内的杂物、积水清理干净,模板如有缝隙,必须填塞严密。将承台混凝土表面松散的部分凿除,并将泥土、石屑等冲洗干净。

混凝土输送车水平运输混凝土至现场,分批卸入混凝土料斗,采用汽车吊吊斗竖向运输混凝土,为避免混凝土入模高差过大产生离析,同时保证混凝土下落时水泥浆不飞溅到模板上,采用串筒引导混凝土入模,分层浇筑,分层捣固密实,每层厚度不超过30cm,且在下层混凝土初凝前浇筑完成上层混凝土。浇筑混凝土时,采用插入式振动器振捣密实。插入式振动器移动间距不超过振动器作用半径的1.5倍,与侧模保持5~10cm的距离,且插入下层混凝土5~10cm,每一处振动完毕后边振动边徐徐提出振动棒,避免振动棒碰撞模板、钢筋及其他预埋件。振捣时观察到混凝土不再下沉、不再冒出气泡、表面泛浆,水平有光泽时即可缓慢抽出振捣棒。

0.3%H且不大于20

在混凝土浇筑完成后。利用接水管上墩的方法养生,混凝土浇筑完2~3小时后覆盖塑料薄膜浇水养护,对未拆模的和已拆模的均浇水养护,塑料薄膜内有大量的凝结水,且塑料薄膜覆盖严密,避免被风吹开,养护时间不少于14天。

5.预应力混凝土连续箱梁支架法施工

根据施工图纸可知,跨规划二号路分离立交第九联为预应力混凝土连续箱梁,半幅桥宽16.75m,采用单箱三室箱梁;K28+885.117~K29+744.749为主线桥跨九乡河大桥,桥跨布置为:4×30+5×30+4×33.886+2×(3×40)+(4×28.218+28.216)+(24.333+24.334+24.333)m,其中第一~三、六、七联采用预应力混凝土连续箱梁。全桥左右副共计12联箱梁。

预应力混凝土连续箱梁施工根据招标图纸要求,首先搭设跨九乡河大桥第三联箱梁支架并对支架进行预压;绑扎箱梁钢筋,布置预应力管道,安装模板,浇注箱梁混凝土,待混凝土强度达到设计强度95%以上,且龄期达到7天后,两端张拉第三联箱梁预应力钢束,可同时施工第七联,施工方法同第三联。施工完毕第三联箱梁后搭设第二联箱梁第一施工段支架,进行支架预压,然后立模板、绑扎普通钢筋、预应力钢束穿管,进行混凝土浇注,待混凝土达到95%强度同时龄期到7天后进行张拉;第一施工段张拉完毕后,搭设第二施工段支架,进行支架预压,然后然后立模板、绑扎普通钢筋、预应力钢束穿管,进行混凝土浇注,待混凝土达到95%强度同时龄期到7天后进行张拉,拆除上一跨支架;第三和第四施工段重复上面两个流程直至全联节段均施工完毕再进行下一联的施工,可同时施工第六联。剩余箱梁的施工的步骤同第三联。具体的施工细节见下面描述。

本标段线路在跨越道路路口处(跨规划二号路分离立交跨越其东路位置)根据现场实际需要留出通道的地段,采用两侧碗扣式支架、中间门式支架的形式,型钢横梁、纵梁,净空高为4.5m,净宽满足界限要求。其他非跨线支架采用碗扣式满堂支架形式。

对支架地基进行碾压密实,地基平整时做成2%单面坡,在低的一侧挖排水沟,以利下雨时排水,避免雨水浸泡地基。个别地段进行换填灰土或碎石,保证其足够的地基承载力。支架支撑柱承载力较大,而与地基接触面积小对地基要求较高,施工时在地基上铺设枕木扩大基础,具体按现场的地质情况及承载力的大小定;部分地段,直接利用原路面(施工时注意对路面的保护)。在扩大基础上放支架底座并联成整体。

地基不良地段,用挖掘机及推土机挖除表层土30cm厚,人工配合推土机平整场地,用砂砾分层回填,每层厚度不超过25cm,用振动压路机进行分层碾压,碾压稳定后,观测无辙痕、无沉降,再用核子密度仪进行检则。

支撑柱承载力较大,而与地基接触面积小对地基要求较高,用片石混凝土基础或枕木扩大基础,按现场的地质情况及承载力的大小定;部分地段直接利用原路面。在扩大基础上放支架底座并联成整体。

支架搭设可如下布置:纵桥向,墩柱处杆件间距采用60cm,非墩柱处杆件间距采用90cm;横桥向,腹板处杆件间距采用60cm,底板处杆件间距采用90cm,翼缘板处杆件间距采用120cm;高度按每120cm布置横杆。支架搭设宽度要超出梁顶设计宽度两侧各2m,作为施工工作平台。为保证整个支架体系的稳定性,纵桥向与横桥向分别用斜拉杆做成“剪刀撑”,将整个支架连成整体。每孔支架架至下一跨的L/5处部位。保证支架有足够的承载力和稳定性,支架的承载力安全系数大于1.3,稳定性安全系数大于1.5,地面铺设一层15cm×15cm方木,上立碗扣件,碗扣件顶面铺设纵横两层15cm×15cm方木,方木之间用钉或螺杆连接成整体,调节顶部的可调U型支撑,以满足设计标高的要求。箱梁施工是高空作业,需做好安全网,支架严格设计和检测,保证有足够的强度和刚度,防止出现下挠。

考虑梁体自重、地面下沉及支架的弹性和非弹性变形等因素影响,按设计要求对支架进行预压。

预压采用砂袋预压,预压重量按照设计图纸要求为现浇箱梁自重的120%,预压时间根据地质情况、梁体重量、支架类型等进行现场预压试验后确定,并在箱梁浇筑过程中根据浇筑的重量减少相应的预压重量。根据预压前、后及卸载后测量的标高,计算出弹性和非弹性变形量,以便调整支架顶端标高。

本合同段橡胶支座设计为板式橡胶支座和盆式橡胶支座两种类型。

板式支座的安装中,下钢板用环氧树脂砂浆粘接于墩台支承垫石上预留的凹坑中,上钢板焊锚固筋与梁一同浇筑。板式支座安装中注意事项:

(1)板接触的不锈钢表面不允许有损伤、拉毛现象。

(2)安装时,为保证支座底板与墩台顶面密贴及支座全面积受力,应在支承垫石面上铺一层10mm厚C50环氧砂浆。

(3)安装时,支座板面的储油凹坑内涂刷不易挥发的“285”硅脂作润滑剂。

(4)梁底钢板(即上支座板)与下钢板保持平行,同一支座上下面全部密贴。

盆式支座采用地脚螺栓连接法,按支座位置在支承垫板上准确预留地脚螺栓孔,孔径≥3倍地脚螺栓直径、深度稍长地脚螺栓。安装过程如下:

(1)放样:在墩顶上按设计图纸标出支座位置的十字线,并测出高程。

(2)支座安装前,清理垫石顶面,清凿并刷洗干净预留孔。

(3)用丙酮或酒精清洗支座各相对滑移面,擦洗干净支座其它部件。

(4)支座安装上、下各部件纵横向精确对中。当安装温度与设计温度不同时,活动支座上下各部件错开的距离根据计算确定。

(5)锚固砂浆采用与垫石等强度的环氧树脂砂浆,配方由实验确定。砂浆初凝前,插进地脚螺栓并带好螺母,待砂浆完全凝固后再拧紧螺母。

(6)支座安装除满足标高要求外,两个方向的四角高差不得大于2mm。

(7)支座上座板与梁体一同浇筑,通过螺栓固定。

模板的好坏是现浇箱梁质量好坏的关键,模板必须有足够的强度和刚度。外模、底模、内模均选择采用15~18mm厚高强覆膜竹胶合板(以下称竹胶板),竹胶板具有刚度大、韧性强、质量轻、施工方便等优点,通过已往的类似工程使用经验,竹胶板效果良好,特别是利用其韧性强的特点作为现浇箱梁的曲线段侧模,浇筑出来的混凝土弧线圆顺无棱角。底模及内顶模上铺地板革,拆装缝拼装时用橡胶带塞紧。模板安装顺序为先铺设底模,侧模,待底板与腹板钢筋绑扎好后再安装内模。

底模安装:竹胶板铺设,当支架安装并调整好后,清除龙骨上的杂物,将已加工好的竹胶板底模按设计拼装,保证接缝严密、平整无错台,调整后用小钉将底模固定在龙骨上,接缝用玻璃胶密封抹平。

侧模安装:事先进行箱梁边线测量放样,并在底模上用墨斗弹出边线,按照边线进行安装侧模。侧模的加固采用撑拉结合的方式,在侧模外部的顶和底分别采用钢丝绳拉紧,钢丝绳的另一端连接在工作台的龙骨上;同时在侧模外部的顶和底分别采用方木进行支撑,保证侧模稳定、牢固。

内模安装:箱梁腹底板钢筋施工完毕后,进行内模安装。内模用竹胶模板,型钢模架,做成可调式支撑,腹板内外模间设上下两排拉杆,拉杆纵向间距0.8m。每箱内模分段安装,事先按照现浇箱梁底板混凝土的设计厚度加工内模底板钢筋支架,按梅花状布置,将内模座落在该支架上,调整内模达到要求后,安装拉杆固定。

端模安装:箱梁混凝土为分联现浇梁段,每联两端均需制作端模板,端模板用竹胶模板。封端混凝土在预应力施作完成,管道压浆之后立模、浇筑。

支设模板同时,要按照设计要求设置通风孔,梁端顶面需设置30mm宽、60mm高的槽口,预埋螺栓,待桥梁全部架设完成后安装伸缩缝。在每跨内模顶部距离跨端1/4跨距处(此处弯矩最小)开一个60cm×90cm进人孔,以便拆除内模。

上缘(桥面板)内外偏离设计位置

4、钢筋及钢绞线加工及安装

普通钢筋及钢绞线加工时抓住四个环节:①钢绞线与钢材的试验(物理试验与化学试验);②钢材和钢绞线严格下料尺寸;③钢筋焊接严把质量关;④钢筋按图加工成平面和立体骨架。

预应力钢筋混凝土箱梁中普通钢筋既有受力筋又有架立钢筋,形状复杂,数量多,首先将普通钢筋制成平面或立体骨架,骨架在模具上制做,焊接牢固,主筋骨架之间、骨架与斜筋之间采用双面焊,焊缝长度不小于设计要求的钢筋直径的5倍,以免在吊装过程中变形。

受力钢筋顺长度方向全长的净尺寸

绑扎钢筋:按设计图纸绑扎钢筋,钢筋接头应采用闪光对焊和搭接焊,闪光对焊的有关要求按照《钢筋焊接及验收规程》的规定执行。钢筋的绑扎应符合以下规定:

①、钢筋的交叉点应用铁丝绑扎结实,必要时,也可用点焊焊牢。

②、除设计的特殊规定者外,梁中的箍筋应与主筋垂直。

③、箍筋的未端应向内弯曲,箍筋转角与钢筋的交接点均应绑扎牢。

④、箍筋的接头(弯钩迭合处)、在梁中应沿纵向后方向交叉布置。

⑤、绑扎用的铁丝要向里弯,不得伸向保护层内。

⑥、绑扎钢筋时要按设计要求精确布置预应力孔道的钢筋网片。

⑦、底板泻水孔预埋的塑料管要与主筋固定牢靠。

⑧、顶板进人孔要按设计要求预留,并予以加强布置钢筋。

桥面主筋间距与设计位置偏差(拼装后检查)

腹板箍筋的不垂直度(偏离垂直位置)

钢筋保护与设计位置偏差值

(2)、分层测量、画线、绑扎,焊钢束定位筋

普通钢筋绑扎成骨架后,根据各预应力钢束的座标和曲线要素,首先在骨架的箍筋上测量划线,并点焊定位筋,然后在定位筋上绑扎钢束的导向筋。

(3)、分层分束绑扎波纹管

本标段预应力钢束孔道采用预埋波纹管成孔,波纹管分为塑料波纹管和金属波纹管两种类型。其中塑料波纹管从厂家直接采购,金属波纹管则采用厚度不小于0.3mm、宽度50mm的优质钢带,在现场用卷管机自行卷制。卷成的波纹管为双波纹,具有足够的强度和刚度,并经过水密性检验合格后才能用于工程中。波纹管的长度一般为8~10m,在现场用接头波纹管将各段波纹管联接起来。波纹管的接长采用内径比通长波纹管外径大5mm的波纹管进行套接,接缝处用封口纸包裹2~3层,长度不小于20cm,防止漏浆。

①、根据设计图纸中提供的预应力管道坐标,放出波纹管的位置控制点。

②、梁体钢筋骨架与定位网片绑扎好后,将波纹管穿入定位网片的设计位置并确保其定位准确(定位网片沿桥向每50mm设置一道),在任何方向的偏差在距跨中4m范围内不得大于4mm,其他部位不得大于6mm,并经检查校正后予以固定,确保在混凝土浇筑过程中波纹管不上浮、不压弯、不左右移动。拐点处要保证定位准确,线形圆顺。波纹管与钢筋有冲突的地方,可适当移动钢筋的位置。

③、固定锚具、预留排气孔:按设计图纸上的要求,安装锚垫板与螺旋筋,锚垫板与端头模板要固定牢靠,并注意端头锚垫板与波纹管中心必须垂直,波纹管与锚垫板的连接处用封口纸密封,以防止浇筑混凝土过程中砂浆进入波纹管与锚垫板内,排气孔与波纹管连接处也封口纸用胶带密封。

(4)、分层、分号进行钢束编束和穿束

①、钢绞线采用7ф5高强度、低松弛预应力钢绞线,标准强度为Ryb=1860Mpa,EP=1.95×106MPa,公称直径15.2mm,锚具、锚垫板等均采用系列配套。钢绞线下料时根据设计要求的孔道长度加张拉、锚固长度下料,然后进行编束,施工时注意以下问题。

——锚具采用设计规定的锚具。

——钢绞线有出厂合格证,并分批验收,每批不大于60t。

——钢绞线束进场后须经复试合格后方可使用。

——钢绞线表面必须无锈、油垢等杂质,表面不得有划痕,不能有断丝,钢绞线束下料时要注意安全。

——钢绞线下料:钢绞线在平整、无水、清洁的场地下料,下料长度等于孔道净长加构件两端张拉长度,下料时钢绞线的一端先用铁丝扎紧,用砂轮机切割,切口必须平整,线头不散。

②、编束:编束时必须使纲绞线相互平行,不得交叉,沿长度方向每隔2~3m用铁丝捆扎一道,并给钢绞线编号。

③、穿束:穿束在浇筑混凝土后、张拉前进行,钢绞线端头做成锥形,防止在穿束过程中钢绞线划破波纹管而造成孔道堵塞。钢绞线穿束采用穿孔器或卷扬机。

(5)、安设钢束灌浆孔和排气孔

当预应力钢束就位后,在每一钢束的两端和曲线的最低处安设灌浆孔,在每一钢束曲线最高处安设排气孔。

(6)、安设钢束的锚垫板和钢筋网

为了提高锚下混凝土的抗压强度,在设置螺旋筋的部位可设3~6层钢筋网予以加强。

绑焊箱梁顶板钢筋注意以下问题。

——在设置进人孔的位置作好加强筋的预埋和结构钢筋的接茬布置。

——桥面拦杆等预埋钢筋的插接按设计要求,不能漏埋漏设。

5、箱梁混凝土的浇筑与养护

(1)、在浇筑混凝土前,对钢筋、模板进行验收,检查时特别注意波纹管、预埋件的位置,以及波纹管表面是否有孔洞,如有孔洞必须用胶带密封,以防浇筑混凝土时砂浆漏进波绞管内,检查合格后报监理工程师检查,监理工程师检查合格后方可浇筑混凝土。

(2)、混凝土的拌合:拌和采用自拌混凝土,混凝土的配合比通过试验确定,其各项性能指标要能满足设计及施工规范要求,在拌和时,应按理论配合比换算成施工配合比,计算每盘混凝土的实际需要的各种材料量,水、水泥、外加剂的用量准确到±1%,粗细骨料的用量准确到±2%(以质量计)。减水剂采用粉剂型,在施工前14~18小时预先配制成所需浓度的溶液,粉剂在溶液中得以全部溶解均匀,不得有沉淀或结块,为了充分发挥减水剂的作用,在拌合时溶液用后添法。

(3)、混凝土的运输:混凝土用混凝土搅拌运输车运送至现场。

(4)、混凝土浇筑:混凝土浇筑采用混凝土泵车,浇筑采用斜向分段,水平分层的方法浇筑,其工艺斜度以25°~35°为宜,分层厚度不得大于30cm,先后两层混凝土的时间不得超过初凝时间,振捣采用插入式振捣器,振捣上一层混凝土时,应插入下一层混凝土5~10cm,振捣时以混凝土表面不再显著下沉,表面泛出灰浆为止,不得过振,也不能漏振。

(5)、振捣时要注意不触及波纹管和锚具,混凝土浇筑过程中要派专人检查模板连接、固定螺栓和支撑是否有松动和脱落,如有异常情况,必须停止浇筑混凝土,抓紧处理。

(6)、混凝土浇筑完毕,箱梁表面予以覆盖,并进行洒水养护,洒水次数以混凝土表面潮湿为度。养护天数当环境相对湿度小于60%时洒水养护14天。箱梁的内室降温较慢,适当采取通风措施,并自然养护7天以上。炎热天气时逐段覆盖洒水养护。

(7)、必须注意预埋件的预埋工作。

(1)、拆内模封进人孔

内模应在混凝土强度达到设计强度的60%后,由进人孔进去拆除内模及支撑,由进人孔运出。运完后封闭进人孔。

侧模应在混凝土强达到设计强度的50%,能保证其表面及棱角不因拆模受损,方可进行。

混凝土张拉及压浆完成后,混凝土强度能安全地承受其自重和外加施工荷载时,即可拆除支架、底模。拆除的顺序:先拆除每跨中间部分,然后由中间向两边(支座处)对称拆除,使箱梁逐渐受力,防止因突然受力引起裂纹等。拆除碗扣式支架时,按上述顺序先去掉楔型木,然后松动顶部系杆,取下楔木、模板,再拆除支架。拆侧模:箱梁腹板混凝土强度达到设计强度的95%可拆除侧模。

7、预应力连续箱梁浇筑顺序

连续箱梁浇筑顺序以招标图纸要求每一施工段进行一次连续浇筑组织施工,由于本标段连续箱梁每联较长、混凝土圬工量较大,因此必须设计合理的浇筑顺序和采取特殊技术措施,才能确保连续箱梁的混凝土浇筑质量。浇筑采用两台混凝土泵车,每台泵车配备足够数量的混凝土搅拌运输车,保证混凝土泵车输出混凝土基本连续,输出混凝土指标一般为40~45m3/h,保证混凝土浇筑全程时间控制在7~8小时内。

工艺流程:施工准备—→设置张拉平台—→穿钢绞线束—→清理锚垫板及波纹管内杂物—→安装工具锚、千斤顶、工作锚—→张拉、记录测量数据—→回油、张拉结束—→检查滑丝情况。

①、标定油表、千斤顶。

②、拉前对梁体应作检查,如有缺陷,须事先征得监理工程师同意修补完发好且达到设计强度。张拉时梁体混凝土强度不得低于设计强度95%,混凝土龄期满足7天以上方可张拉,设计另有规定时按设计办理。

③、孔道的位置是否正确,灌浆孔和排气孔是否满足施工要求,孔道内应畅通,无水份和杂物,锚具、垫板接触处板面的焊渣,混凝土残渣等要清理干净。

④、对张拉的操作人员进行有关的技术培训。

工艺流程:安装锚具、千斤顶→初张拉至初始应力20%бK→量测初始伸长值→张拉至100%бK(持荷2min)→量测伸长值并记录→比较实侧伸长值与理论伸长值→回油、退出千斤顶→检查断丝、滑丝情况。

①、张拉采用两端张拉,如设计另有特殊规定时按设计文件为准,张拉的顺序按设计文件办理。

②、按每束根数与相应的锚具配套,带好夹片,将钢绞线从千斤顶中心穿过,张拉时当钢绞线初始应力达到0.2бK时停止供油,检查夹片情况完好后画线作标记,向千斤顶油缸充油对钢绞线进行张拉,张拉时实行张拉力与伸长值双控。以油表读数为主,以伸长值加以校核,实际伸长值与理论伸长值相差应控制在±6%,否则应暂停张拉,待查明原因并采取措施加以调整后再继续张拉。

伸长值可按下式计算:

式中:△L——预应力筋的理论伸长值cm;

——预应力筋的平均张拉力N;

L——从张拉端至计算截面孔道长度cm;

Ay——预应力筋截面面积mm2;

Eg——预应力筋的弹性模量MPa;

p——预应力筋张拉端的张拉力N;

θ——从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和rad;

k——孔道每米局部偏差对摩擦的系数;

μ——预应力筋对孔道壁的摩擦系数;

③、张拉时两端应对称同步进行,当到达张拉吨位后持荷5分钟,测量伸长值加以校核,在5分钟后如油压有下降,须补油到设计吨位的油压值。

④、张拉结束,锚固后,检查断丝,滑丝情况,断丝、滑丝不得超过钢丝总数的0.5%,且一束内断丝不得超过一丝,也不得在同一侧。

⑤、在进行第一跨张拉时需对管道摩阻损失及锚圈口摩阻损失实际测定,根据实测结果对张拉控制应力作适当调整,确保有效应力值。

(2)、滑丝与断丝的处理

预应力钢绞线每束滑丝与断丝不超过1丝,且每个断面断丝之和不超过该断面钢丝总数的0.5%。超过该规定采取以下措施处理:

①、钢绞线放松。将千斤顶按张拉状态装好,并将钢丝在夹盘内楔紧。一端张拉,当钢丝受力伸长时,锚塞销被带出。这时立即用钢钎锚塞螺纹。然后主缸缓慢回油,钢丝内缩,锚塞因被卡住而不能与钢丝同时内缩。主缸再进油,张拉钢丝,锚塞又被带出。再用钢钎卡住,并使主缸回油,如此反复进行至锚塞退出为止。然后拉出钢丝束更换新的钢丝束和锚具。

②、单根滑丝单根补拉。将滑进的钢丝楔紧在卡盘上,张拉达到应力后顶压楔紧。

③、人工滑丝放松钢丝束。安装好千斤顶并楔紧各根钢丝。在钢丝束的一端张拉到钢丝的控制应力仍不能拉出锚塞时,打掉一个千斤顶卡盘上的钢丝楔子,迫使1~2根钢丝产生抽丝。这时锚塞与锚圈的锚固力就减小了,再次拉锚塞就较易拉出。

孔道灌浆是为了保护预应力筋以免生锈、松弛,并通过水泥浆使预应力筋与孔道粘结、填充以达到结构的整体性。

(1)张拉完毕后,宜在三天内进行管道压浆。

(2)露出锚具外部多余的预应力筋需切割,预应力筋切割采用砂轮或氧气切割,禁止用电焊熔断进行,防止钢绞线受热变形滑移。

(3)孔道在压浆前应用压力水冲冼,以排除孔内粉渣等杂物,保证孔道通畅。

(4)水泥浆配合比,通过试验确定,其各项性能指标应符合设计及施工规范要求,水泥浆中不得掺入氯化物或其它对预应力钢筋有腐蚀作用的外加剂,水灰比不得超出0.4,泌水量控制在2%内,压浆时的压力宜为0.6~0.7Mpa,水泥浆的拌制在压浆机的搅拌桶内进行,先加水再加水泥,水泥浆的拌制到压入管道的间隔时间不得超过40分钟。

(5)压浆应达到排气孔排出与规定稠度相同的水泥浆时方可停止,此时要关闭注浆管闸阀,使孔道中的水泥浆在有压状态下凝结。

锚端设在箱室内的,预应力孔道灌浆完毕后,应及时进行封端,锚端设在梁外端的,待张拉压浆完毕后再封端。孔道灌浆后立即将锚端水泥浆冲洗干净,同时清除支承垫板、锚具及端面混凝土的污垢,并将端面混凝土凿毛,以备浇筑封端混凝土。设置端部钢筋网,为固定钢筋网的位置,可将部分箍筋点焊在支承垫板上。妥善固定封端模板,以免在浇筑混凝土时模板走动而影响梁长,立模后校核梁体全长,其长度符合规范允许偏差的规定。混凝土强度达到要求后拆模,养生按规定进行。

(1)、徐变效应的对策

砼徐变是指硬化后的砼在长期恒载作用下,塑性变形随时间增长的现象。对本工程而言,梁部砼徐变,一方面造成预应力钢筋砼中预应力的损失。这部分损失可以计算,通过加大张拉力进行弥补,以使钢筋砼获得设计的预应力。另一方面由于桥梁同一截面上的应力不可能均匀分布,不同部位的砼弹模也不一致,带来同一截面的徐变变形量差,造成桥梁产生向上拱起或向下的的弯曲变形。问题在于这种变形随时间的积累而增大,将会导致不平顺的线路纵断面,直接影响维护养护工作量及桥梁结构的冲击系数,不利于行车安全和旅客舒适性。

影响预应力徐变上拱的主要因素有静活载比、砼弹性模量的变化、施加预应力时砼的强度和龄期、预应力束的形状、截面下翼预压力水平等。

(2)、预应力徐变上拱施工控制措施

在满足工期要求和设计规定的前提下,尽量推迟张拉。张拉时砼达到强度和混凝土盛成熟时,与时间相关徐变上拱的影响会减少;

加强砼施工质量控制。选用级配良好、质地坚硬的骨料DB34/T 3466-2019 装配式钢支撑基坑支护技术标准,以提高砼的弹性模量;

优选配合比。施工中严格控制,确保砼施工质量;

降低水灰比及减少水泥用量,使砼徐变特性达到最优;

制梁时预设反拱,使其抵消或部分抵消徐变上拱,以便梁体顶面得到直线型的最终状态;

适当延长整体浇筑与张拉的时间间隔。

一、在桥梁施工中,砼的质量尤为重要,不论是桩、柱、盖梁、预制梁或现浇箱梁,都需要控制砼的质量。每次浇筑砼都要有专人旁站,实验室一定要控制好砼的塌落度及和易性。如果控制不好就容易造成砼的强度不够或砼的开裂,都是影响桥梁使用寿命及桥梁的安全性。 二、在桥梁施工中如何保证施工的进度,且不影响砼的质量,就要按照工期合理的安排施工。在保证施工进度的同时质量得不到保证,在保证质量的同时进度有可能就落下了。怎么样才能二者都能保证呢,就我们这些技术员在现场合理的安排施工,干一到工序需要多少个人工。都要在现场根据实际需要合理的安排人工和机械,不耽误施工,质量又能得到保证。 三、在桥梁是施工中,机械的调配很重要,如何合理的调配机械。就要从施工的全局出发,那些需要机械一次性完成的,并且能够在那里一次性完成相关的事情,避免二次使用的浪费。还保证机械的工作效率。

在毕业论文完成之际,我要特别感谢我的指导老师吕安岭老师的热情关怀和悉心指导。在我做毕业论文的过程中,吕老师倾注了大量的心血和汗水,无论是在论文的选题、构思和资料的收集方面,还是在设计的编写及构思方面,我都得到了吕老师悉心细致的教诲和无私的帮助,特别是他广博的学识、深厚的学术素养、严谨的治学精神和一丝不苟的工作作风使我终生受益,在此表示真诚地感谢和深深的谢意。另外我还要感谢山东职业学院对我的培养与帮助,在这里我学到了知识DBJ50/T-290-2018标准下载,开阔了思维,感受了快乐。向所有曾经关心和帮助过我的老师、同学和朋友致以诚挚的谢意!

  最后,向在百忙中抽出时间对本文进行评审并提出宝贵意见的老师表示衷心地感谢!

[1]公路工程标准施工招标文件[M].北京:人民交通出版社。2009

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