某特大桥悬灌连续梁(40m 64m 40m)上部结构施工组织设计

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某特大桥悬灌连续梁(40m 64m 40m)上部结构施工组织设计

⑴京津城际轨道交通工程第T标段承包合同、招投标文件。

⑵铁三院施工设计图纸。

⑶国家及铁道部现行的设计规范、施工规范、验收标准和相关规定。

⑷现行铁路施工、材料、机具设备等定额。

DB51/T 2603-2019标准下载⑸现场实地勘察调查的有关资料。

施工组织设计编制范围为XX特大桥悬灌连续梁(40m+64m+40m),里程DK51+244.3~DK51+390上部构造施工。

DK51+244.3~DK51+390(40+64+40)悬灌连续梁为XX特大桥的一部分,为跨新、老王河路而设,墩号为174#~177#,里程为DK51+244.3~DK51+390.0,梁全长145.5m。桥跨组合为:(40+64+40)m连续梁。桥址跨新老王河路,所在地属冲积平原,地形较平缓,表层为粉质黏土,褐黄色、硬塑,地表以下为粉土,承载力σs=140kPa。所在地区属暖温带亚湿润气候地区,平均气温13.5℃左右。

主要施工项目:基础设计为C30钢筋混凝土桩基础,桩基础上设承台,墩设计为C30双线圆端形桥墩。上部连续梁设计为C50预应力混凝土。本桥上部结构形式为:(40+64+40)米预应力混凝土连续梁。

梁体为单箱单室、变高度、变截面结构。箱梁顶宽13.4m,箱梁底宽6.7m。顶板厚度除梁端附近外均为40cm,底板厚度40至80cm,按直线线形变化,腹板厚48至80cm,按折线变化。全桥在端支点、中跨中及中支点处共设5个横隔板,横隔板设有孔洞,供检查人员通过。

梁全长145.5m计算跨度为40+64+40m,中支点处梁高6.05m,跨中10m直线段及边跨13.75m直线段梁高为3.05m,梁底下缘按二次抛物线变化,边支座中心线至梁端0.75m。

桥面宽度:防撞墙内侧净宽9.4m,桥上人行道栏杆内侧净宽13.4m,桥梁建筑总宽13.8m。

4.1施工组织机构及施工队伍的分布

为全面实现工期、质量、安全、文明施工、环保等目标,根据本单位工程的特点组建了桥梁七队负责本悬灌梁工程的施工。

桥梁七队驻在DK51+300左侧。

4.2大临工程的分布及总体设计

通往施工现场的临时便道已修通,场地全部平整完毕。混凝土采用本分部3#拌合站集中拌合,混凝土运输车运输。

施工用电采用DK51+300处250KW变压器和备用发电机1台120KW。

施工用水采用打井使用地下水。

施工连续梁前,项目测量班对连续梁段导线和水准控制点进行复测,确保控制点满足《铁路测量技术规程》的要求。并按施工要求布设加密控制点,埋设永久桩和护桩,确保本段连续梁测量桩橛、工程位置准确无误。

项目经理部中心试验室,负责进行原材料的试验和梁体C50、封端C50无收缩混凝土及防撞墙、电缆槽C40混凝土配合比的选定,分部试验室主要负责现场试件制作和与梁体同条件养护试件试验,为梁体张拉提供数据。分部试验室按要求配备试验仪器,试验室设主任1名,试验工程师3名,确保能满足施工需要。

工程安质部设专职资料员,负责对现场各种质量检查记录资料的收集、整理、归档、移交。项目部资料员应经常了解工程进度,督促现场工程师及时归档。之后,立即分类、标识,能够满足对施工过程质量查询与技术指导。

本段内贯通测量已全部完成。平面、高程控制网的布设及精度符合规范规定并满足施工需要。测量成果经监理工程师审批完毕。完成业主组织的设计、监理、施工单位现场核对,桥梁正式施工图已到位。材料检验、水质化验、配合比选定工作全部完成,监理工程师审批完毕。建立了完善的质量自控体系,质量责任落实到人。

施工技术人员安排:设专职现场施工负责人1名、技术员1名、质检员1名。

根据施工计划及工程进度要求,计划于2006年7月15日开工施工承台,2006年11月30日前完成175#、176#墩的悬臂浇筑、直线段和边跨合拢段,计划2006年3月19日前进行中跨合拢,2007年4月30日前完成桥面系工程。

6.XX特大桥(40+64+40)上部构造的施工方法

6.1XX特大桥(40+64+40)连续梁施工方法

由于XX特大桥(40+64+40)连续梁0#段采用钢立柱平台,其上设三角架支底模,碗扣支架支翼板,其他梁段采用挂篮施工。

边跨直线段:在落地支架上灌注边跨直线段。

合拢阶段:采用在落地支架上安装灌注合拢段混凝土的模板,合拢段混凝土灌注要选择温度变化较小的一天,并在夜间气温最低时进行。

支承垫石采用C50混凝土,垫石顶面四角高差不大于2mm。安装调高支座时将支座油嘴置于横桥向外侧。

1)凿毛支座就位部位的支承垫石表面,清除预留孔中的杂物,安装灌浆用模板,并用水将支承垫石表面浸湿。

3)仔细检查支座中心位置及标高后,用无收缩水泥砂浆灌注,无收缩水泥砂浆强度等级要求不低于C50。

5)灌浆材料终凝后,拆除模板,检查是否有漏浆处,必要时对漏浆处进行补浆。

6)待支座安装在墩柱上及灌浆完成72小时之后,可进行灌注梁体混凝土的组模作业。

7)进行灌注梁体混凝土的组模作业前对于活动型支座须检查前置量数据是否与该支座定位相符,如果不相符合须先放松盆式支座的临时固定板螺丝,再将盆式支座滑动板依前置量数据放置到位,并核对指针位置是否正确。

8)待灌注梁体混凝土后,及时拆除各支座的临时固定板,完成支座安装。

临时支墩根据设计在墩顶预埋φ32的精扎螺纹钢筋,为了便于支墩的以后拆除采用硫磺混凝土浇筑临时支墩。临时支墩设计及计算见附件1。

6.1.2.1支架布置:

0#段支架采用钢立柱工字钢搭设平台,平台上底板下方设置三角架,翼板下方设置碗扣支架。如图:

钢立柱为直径42cm钢管。工字钢36b(纵向),28a(横向)。

在梁四周腹板处设临时支墩(直径42cm钢管)(见上图)

钢立柱到底板间结构图:

6.1.2.2支架验算:

根据箱梁设计结构形式,在腹板和翼板相交区域(图四阴影部分,共3根钢立柱)自重最大,所以将此区域作为支架验算对象。

经计算:两红线区域内S阴=5.6m2

Q1=5.6x2.9x2.6x10=422.3kN

模板自重(0.8KN/m2)

Q2=0.8kN/m2×13.4×2.9=31.1kN

施工人员、机具荷载取:2.5kPa

混凝土冲击荷载取:2.0kPa

Q3=(2.5+2.0)×1.4×2.9=26.4kN

所以总荷载为:Q=1.2(Q1+Q2)+1.4Q3=581.1kN

单根钢立柱N=581.1/2=290.55kN

式中:N为轴力值;ψ为轴心受压杆件稳定系数;

f为钢材抗压强度值(取205×106N/m2)

式中:k——计算长度附加系数,取1.155

L0=1.155×2×7.58=17.5098米(L0为立杆计算长度)

λ=L0/I=120.75(λ为立杆长细比,I为立杆回转半径I=0.145m)

6.2.2支架的搭设和拆移

碗扣支架采用钢管直径为Φ48mm,壁厚δ=3.5mm的扣件式钢管脚手架。立杆接长错开布置。顶底托采用可调托撑,底托下面在承台顶面铺设5cm厚模板。支架搭设严格按照规范要求进行,保证每根立杆的竖直偏移不大于50mm。另外,横纵向每隔2排设置剪刀撑,但钢管架外排必须设置剪刀撑。

6.2.3支架布设注意事项

①、当立杆基底间的高差大于60cm时,则可用立杆错节来调整。

②、立杆的接长缝应错开,错开长度不小于100cm。

③、立杆的垂直度应严格加以控制,且全高的垂直偏差应不大于5cm。

④、脚手架拼装到3~5层高时,应用经纬仪检查横杆的水平度和立杆的垂直度。并在无荷载情况下逐个检查立杆底座是否松动或空浮情况,并及时旋紧可调座和薄钢板调整垫实。

⑤、斜撑的网格应与架子的尺寸相适应。斜撑杆为拉压杆,布置方向可任意。一般情况下斜撑应尽量与脚手架的节点相连,但亦可以错节布置。

0#段钢立柱一部分落在承台上,一部分落在地基处理段,地基处理时首先抽干基坑内水,然后垫砖渣夯实,其上打混凝土面。

⑴、预压目的:检验支架及地基的强度及稳定性,消除整个支架的塑性变形,消除地基的沉降变形,测量出支架的弹性变形,调整施工预留拱度。

⑵、预压材料:用编织袋装砂对支架进行预压,预压荷载为梁体自重的120%,20%作为模板及支架构件重量。

⑶、预压范围:175#、176#墩0#块9米范围内,支架搭设完成后,利用顶托调平,铺设横向[10槽钢,拼装钢模板,用吊车吊放砂袋对支架进行预压。

为消除支架的弹性和非弹性,合理的确定预拱度,梁段混凝土施工前均采取对支架进行预压,拟采用砂袋预压。

175#和176#墩0#梁段最重,其重量为429.791吨,采用安全系数1.2,加压荷载为515.749吨。用砂量为515.749t÷1.35t/m3=382.04m3。底板面积为(9+1.5)m×6.7m=70.35㎡,因此,堆砂加载高度为382.04m3÷70.35㎡=5.43m。

175#和176#墩9#直线段混凝土重量为232.986t,安全系数选1.2,加压荷载为279.583t。用砂量为279.583t÷1.35t/m3=207.1m3。底板面积为(7.75+1.5)m×6.7m=61.975㎡,因此,堆砂加载高度为207.1m3÷61.975㎡=3.34m。

加载采取分段分批加载,每5小时加载一次。首批加载按加载总重量的20%,第二批加载按总重量的15%,第三批之后,每次加载均以总重量的10%。

预压0#段时,在距墩边1m、2m中心、横向左右侧布3个点进行观测,在预压前对底模的标高观测一次,在预压的过程中平均每2小时观测一次,观测至沉降稳定为止,将预压荷载卸载后再对底模标高观测一次,从以上的观测资料中计算出支架的弹性变形及地基的下沉。 预压过程中进行精确的测量,可测出梁段荷载作用下支架将产生的弹性变形值及地基下沉值,将此弹性变形值、地基下沉值与施工控制中提出的其它因素需要设置的预拱度叠加,算出施工时应当采用的预拱度,按算出的预拱度调整底模标高。同时要注意在支架外侧2米处设置临时防护设施,防止流水和雨水流入支架区,引起支架下沉。预压完成后移除砂袋,拆除模板,根据0#段线形重新放样,调整立杆高度。

通过加载和卸载变化曲线,对比分析支架弹性变形和非弹变形量。在卸载全部完毕后,在支架顶面上予以调整支架标高,消除非弹性变形,预留弹性变形上拱度。

6.2.5.1支架搭设和预压注意事项

⑴支架搭设应按照本方案设计所要求的材料和方法进行。若有困难时,支架材料应选择具有一定的强度、刚度和稳定性好的大型钢材,接点和联接件尽量减少,整体强度和稳定性应经过检算。支架基础牢固不下沉。

⑵支架搭设方法要考虑拆除支架方便且安全,支架垫木采用楔形木垫块,并用U型螺栓固定牢靠,拆卸支架时,先拆除楔形垫块,再按后安先拆、先安后拆的原则,逐层逐杆件拆除。

⑶预压材料采用袋装砂袋码砌,用砂量多且码砌高度大,必须逐层咬边错缝码砌。禁止任意堆砌和带撞击式加载。防止堆砌高度过大发生倾倒事故。若条件允许,选择比重较大的钢材,或采用水箱预压,稳定性较好。

工艺:支架组装,安装底模板→分片吊装外侧模板、整体钢筋网片就位→安装竖向预力筋及管道→安装纵向预应力管道→安装内模板→绑扎顶板钢筋→安装顶板纵向预应力管道→搭设混凝土灌注工作平台→灌注混凝土→养生→拆模→穿钢绞线束→施加预应力→压浆。

0#段外模和底模采用大块定型钢模,内模采用组合大块钢模。0#段构造复杂,圬工量大,为了避免水平施工接缝及加快施工速度,0#砼采用一次灌注完成。梁段浇注在砼终凝前完成,底模、内模支架必须牢固,决不能因支架不均匀变形而造成梁体开裂。梁体内各种管道、钢筋稠密,给捣固带来困难。振捣采用插入式震动器为主,附着式震动器为辅。砼由天窗经减速串筒至底板,腹板、横隔板砼由天窗经串筒滑至腹板、横隔板的侧洞,进入腹板、横隔板,灌注过程中要有专门技术人员负责监督。

首先进行挂篮的拼装,挂篮拼装分为两个步骤:第一步在加工厂预拼装大件并进行压载试验,第二步在梁体上拼装成整体正式使用。加工厂拼装主要包括主梁系的两片主构架,四片横向联接系,还有外模板及模架、内模及模架,其余均为散件。将加工厂拼装件及散件运抵现场后,用吊车吊运构件至0#段上拼装,拼装程序如下:

⑴挂篮预拼装完成后,进行压载试验,以消除挂篮的非弹性变形和测定弹性变形量,为梁体的线形控制提供基础数据。其试验方法为:

计算悬灌过程中挂篮的最大静载重量,作为压载的总重量。本连续梁为4#梁段1473KN。

在挂篮前端底模上和前端横梁上分左右各设两个观测点,并测定各点的初始标高。

将压载的总重量等分为四个等重量级,一般压重材料选用袋装砂、土或碎石。

加载:将装好的砂土袋按分成的四个等重量级,逐级加载,每加一级荷载,即测定一次观测点的标高值,并做好记录。

减载:减载前应将挂篮各结点的螺栓拧紧,然后逐级减载,并逐级测定减载后的标高值,同样做好记录。

绘制挂篮变形曲线,根据初始标高和加载及减载过程的观测值绘制挂篮的载重—变形量曲线,以备梁体线形控制计算使用。

⑵在现浇0#段混凝土施工时准确预留孔位、预埋构件,0#段浇注时使用挂篮的外模。0#段浇注完成后,在梁顶上安装、整平,锚固轨道。

拼装主梁系中主构件以及后锚系统,然后用倒链,以设在0#段的预埋构件为支撑,将主构架固定。拼装两主构件间横向联接系、先上横梁,将临时倒链取掉。同时安装底模内托梁以及后吊带,插放滑梁,以及安装后吊精扎螺纹钢。悬放吊带,吊放前托梁,再安放底模桁架、底模板。在前上横梁悬放倒链,吊住滑梁前端点并用倒链移出内外模板。

⑶挂篮悬挂在已张拉锚固并与墩身连成整体形成T构的箱梁段上,它能够沿轨道向前移动行走。在挂篮上完成下一梁段的立模、绑扎钢筋、预应力管道安装、灌注混凝土和预应力张拉、压浆等全部作业。悬注的主要工艺流程为:挂篮就位→调整灌注梁段挂篮模板标高→整体吊装底板、腹板钢筋→安装纵向预应力管道→整体滑移内模就位→搭设混凝土灌注平台→灌注混凝土→混凝土养生及穿钢绞线束→混凝土强度达到100%以上施加预应力→前移挂篮→压浆,进行下一梁段施工。

⑷施工过程中,注意以下几个问题:

1、混凝土施工灌注平台支撑在已灌注梁段混凝土及端模上,灌注混凝土始终保持两侧对称进行;

2、梁段悬灌时,与前一梁段混凝土结合面应予凿毛,纵向非预应力钢筋采用搭接;

3、各梁段施工按设计要求设置各类防撞墙、电缆槽竖墙、接触网支柱、人行道栏杆钢筋预埋件及泄水孔、通风等预留孔洞;

4、各梁段施工加强梁体测量、观测,注意挠度变化;

5、梁段悬臂灌注时,T构两端施工荷载要尽可能保持平衡,并注意左右偏载,两端浇筑砼进度之差不得大于2立方米。

6、灌注梁段砼时应水平分层,一次整体灌注成型,当砼自流高度大于2m时,必须采用溜槽或导管输送,以保证砼的灌注质量。

边跨现浇段梁采用落地支架法施工,其支架计算和安装参照0#梁段的施工方法。支架利用钢管拼组。直线段底模为大块钢模拼接而成,底模直接设置在纵梁上,托架上部纵、横梁采用[10槽钢。其工艺流程为:搭设落地支架→搭设模板支立平台→安装支座→支立模板→绑扎钢筋及安装预应力管道→搭设混凝土灌注平台→灌注混凝土→养生→拆除内、外侧模板及端模。直线梁段混凝土采用一次灌注成型。支架布置及计算见下:

直线段底宽6.7m,顶宽13.4m,其中梁底8.4m范围内步距为0.6m,两侧翼板宽度为3.6m范围内为步距为0.9m,横桥向共23排,总宽为15.6m,两边各超出梁顶宽度1.1m。梁底纵向步距为0.6m,有15列,伸出梁底一列步距为0.9m,共17列,总长为10.2m,两边超出梁底分别为1.42m和1.03m。立杆步距为1.2m,共6列。

6.4.2支架验算:根据箱梁设计结构形式,在腹板和翼板相交区域(共2x10=20根立杆)自重最大,所以将此区域作为支架验算对象。

经计算:两红线区域内S阴=2.2m2

Q1=2.2x6.07x2.6x10=347.2kN

模板自重(0.8KN/m2)

图一直线段碗扣架平面布置图

Q2=0.8kN/m2×13.4×6.07=65.07kN

施工人员、机具荷载取:2.5kPa

混凝土冲击荷载取:2.0kPa

Q3=(2.5+2.0)×1×6.07=27.4kN

所以总荷载为:Q=1.2(Q1+Q2)+1.4Q3=533.1kN

单根钢管N=533.1/20=26.7kN

式中:N为轴力值;ψ为轴心受压杆件稳定系数;

f为钢材抗压强度值(取205×106N/m2)

式中:k——计算长度附加系数,取1.155

L0=1.155×1.5×1.2=2.079米(L0为立杆计算长度)

顶横梁采用2[10的槽钢作为底模横梁,计算腹板下横梁,按集中于腹板0.4m计算,及有10根0.6米短杆槽钢计算,每根槽钢所受力为533.1./10=53.31KN,其均布荷载为53.31/0.4=133.3KN/M,如图

计算得横杆的最大内力为弯距M为6.0KN.M,剪力Q=26.65KN。

2[10的槽钢的材料参数为:A=25.48cm2W=79.4cm3[σ]=145MPa,[τ]=85MPa

σ=M/W=6.0KN.M/79.4cm3=8.25KN/cm2=75.6MPa<[σ]=145MPa,

τ=Q/A=26.65KN/25.48cm2=1.05KN/cm2=10.5MPa<[τ]=85MPa

Q1=10.8x6.07x2.6x10=1704.5kN

模板自重(5KN/m2)

Q2=5kN/m2×13.4×6.07=406.7kN

施工人员、机具荷载取:2.5kPa

混凝土冲击荷载取:2.0kPa

Q3=(2.5+2.0)×13.4×6.07=366.02kN

所以总荷载为:Q=1.2(Q1+Q2)+1.4Q3=3045.9kN

按集中底板单根钢管平均受力,共有钢管12x10=120根

单根钢管N=3045.9/120=25.4kN,小于腹板处集中荷载。

6.4.3地基处理及承载力计算:

地基处理采用3:7灰土换填原地面下0.8m厚土层,然后在灰土上硬化20cm厚C25混凝土,在混凝土上铺枕木。

每根方木下地基荷载为:25.4×7/(0.15×4)=0.296MPa

C25砼施工(抗压值取7.0MPa),计算得C25砼抗压强度为

7.0×0.15×4=4.2MPa>0.296MPa。满足地基承载力要求。

0.60.60.60.60.60.6

图四——方木受力图 图五—方木下地基受力区域

砼下伏土层承载力计算:

灰土层地基荷载:25.4×7/(0.55m×4)=80.8Kpa。满足要求。

为保证混凝土养生期间及边跨预应力张拉时梁体混凝土不致因受挤压而开裂,在底模与支架纵梁间设置聚四氟乙烯板。

合拢段先合拢第一跨边跨合拢段和第三跨边跨合拢段,解除中墩临时支座,最后合拢中跨合拢段。

a、在边跨两悬臂端采用水箱在悬臂端作为平衡重,合拢段两侧水箱容水重量相当于合拢段所浇混凝土重量及550.7KN;

b、在夜间最低温度时,安装加劲梁,将一端与预埋钢板焊好后,另一端用契块打紧,然后张拉顶底板临时索,,再施焊牢固,各构件均用周边施焊联接,焊缝高10mm,临时索在合拢前张拉力为30kN,合拢后在张拉设计吨位,最后绑扎钢筋;

c、浇筑合拢段混凝土,边浇混凝土边同步等效放水;

d、待混凝土强度及弹性模量达到设计强度的100%以上时按顺序张拉纵向底板预应力筋。

梁体悬臂灌注施工过程中将发生以下变形:

(1)、由于梁体自重、施工荷载、预应力张拉、支架变形而发生的变形;

(2)、由于张拉合拢段预应力束而产生的变形;

(3)、由于预应力损失而产生的变形;

(4)、由于砼收缩和徐变而产生的变形。

在预应力砼箱梁悬灌施工时,根据实际施工过程的测量,修正下一梁段的施工立模高程,使悬灌合拢时的精度以及体系转换完成后的梁体线形达到设计要求。

支座预偏量的设置原则:全桥合拢后,当温度变化至该地区的年平均气温时,支座的上下盆应对齐。

根据以往悬灌梁的施工经验,悬臂灌注法施工通常存在的问题主要有:梁体混凝土振捣质量难于控制,容易出现峰窝;新灌梁段接缝处混凝土容易受挤压出现裂纹;梁体悬臂状态受诸多因素影响,线型变化难于控制;预应力混凝土连续梁合拢后,底板及顶板容易出现裂纹等。对于以往施工易出现的问题我们进行了研讨,并通过试验得知,出现上述现象主要是由混凝土内在质量和外部施工条件造成的,为此,要采取以下措施。

(1)改进和提高混凝土质量,实行强度和弹性模量双指标控制

(2)控制混凝土浇筑时间。宜在混凝土初凝之前完成底板及腹板灌注,初灌混凝土终凝之前完成顶板部位施工,初灌混凝土初凝之后不得使用附着式振捣器,其上层混凝土浇筑宜用插入式捣固器,以避免对混凝土凝结的干扰,同时控制混凝土的灌注时间。

(3)支架设计时充分考虑支架刚度和稳定性,避免在灌注过程中因支架变形挤压未达到承重强度的混凝土,使梁体衔接处挤裂。

(4)梁段混凝土灌注时的关键是腹、底板部位混凝土的入模和混凝土的早期强度控制。为此,对注入混凝土的各种形式的串筒和漏斗,采用宽敞口连结帆布袋或串筒效果最佳。

(5)影响预应力施工的关键是制孔,即波纹管道的成型质量,在灌注混凝土过程中,波纹管容易变形,局部挤裂漏浆而堵塞管道。采取加密波纹管支点,波纹管内插入塑料管,并在混凝土浇筑过程中抽动塑料管。

6.8.1、钢筋加工及安装

钢筋由工地集中加工制作,运至现场由汽车吊提升现场绑扎成形,顶板、底板、腹板内有大量的预埋波纹管,为了不使波纹管损坏,一切焊接在波纹管埋置前进行,管道安装后尽量不焊接,当普通钢筋与波纹管位置发生矛盾时,适当移动钢筋位置,准确安装定位钢筋网,确保管道位置准确。钢筋绑扎前由测量人员复测模板的平面位置及高程,其中高程包括按吊架的计算挠度所设的预拱度,无误后方进行钢筋绑扎。纵向普通钢筋在两梁段的接缝处的连接方法及连接长度满足设计及规范要求。悬浇梁段及现浇段先进行底板普通钢筋绑扎及竖向预应力钢筋梁底锚固端(包括垫板、锚固螺母及锚下螺旋筋)的安装,再进行腹板钢筋的绑扎、竖向波纹管及预应力钢筋的接长、腹板内纵向波纹管的安装,最后进行顶板普通钢筋的绑扎、顶板内纵向波纹管的安装、横向钢绞线及波纹管的安装。为使保护层数据准确,保护层垫块不被压坏,箱梁施工垫块采用定型塑料垫块。

6.8.2、混凝土浇筑及养护

采用混凝土泵车泵送砼,施工时由中间向两边一次浇筑成形,先底板,后腹板,再顶板,每个T构对称进行,分层浇筑,每层30cm,从悬臂端向根部顺序浇筑,在前层混凝土初凝之前将次层混凝土浇筑完毕,保证无层间冷缝,混凝土的振捣严格按振动棒的作用范围进行,严防漏捣、欠捣和过度振捣,当预应力管道密集,空隙小时,配备小直径30型的插入式振捣器,振捣时不可在钢筋上平拖,不可碰撞预应力管道、模板、钢筋、辅助设施(如定位架等);混凝土在振捣平整后即进行第一次抹面,顶板混凝土应进行二次抹面,第二次抹面应在混凝土近初凝前进行,以防早期无水引起表面干裂,混凝土浇筑完毕后,覆盖麻袋或草袋进行湿润养护。

浇筑时产生大量的水化热,必须派专人在顶板和底板表面覆盖麻袋或草袋进行湿润养护。侧板采用洒水降温养护。 冬季施工时,混凝土用热水搅拌,在顶托上铺彩条布,混凝土施工完成将箱梁全部覆盖通蒸气养护。

6.8.3、预应力筋的加工、安装及张拉

①、纵向和竖向预应力钢束管道均采用金属圆波纹管,横向预应力管道采用金属扁形波纹管道。

②、从堆场把管道运输至现场,注意不能使波纹管变形、开裂,并保证尺寸,管道存放要顺直,不可受潮和雨淋锈蚀。

③、按设计图纸所示位置布设波纹管,并用定位筋固定,安放后的管道必须平顺、无折角。

④、管道所有接头长度以5d为准,采用大一号的波纹管套接,要对称旋紧,并用胶带纸缠好接头处以防止混凝土浆掺入,当管道位置与非预应力钢筋发生矛盾时采取以管道为主的原则,适当移动钢筋保证管道位置的正确。

⑤、施工中人员、机械、振动棒不能碰撞管道。

⑥、 纵向预应力管道,管道中穿入PVC管保持管道顺直,在混凝土浇注过程中,经常转动PVC管,以防预应力波纹管漏浆“凝死”PVC管。

⑦、浇注混凝土之前对管道仔细检查,主要检查管道上是否有孔洞,接头是否连接牢固、密封,管道位置是否有偏差,严格检查无误后,采用空压机通风的方法清除管道内杂物,保证管道畅通。

(2)、预应力筋的加工及安装

①、竖向预应力加工及安装

为确保竖向预应力筋的位置准确、垂直,在中部采用定位钢筋、在顶面用角钢定位。竖向预应力筋锚固端与腹板及顶板钢筋位置发生矛盾时,应保证锚垫板和锚下螺旋筋的位置准确而调整腹板及顶板钢筋位置。

竖向预应力钢筋必须用切割机切割,钢筋端部用砂轮修平,以便上锚。严格按要求下料,下料尺寸误差不大于±10mm。钢筋下螺帽旋进后露头不小于3.5cm。

②、纵向预应力加工及安装

卷扬机穿束可穿纵向长束,采取整束牵引的方法:即制作一套架子,立于悬臂两端,通过架子上的滑车,先使钢绳穿入管道内,钢丝绳在另一端穿出后绑上钢绞线接头,用卷扬机通过滑车慢慢把钢绞线引进管道内。

③、横向预应力加工及安装

横向预应力钢绞线及波纹管在竖向和纵向预应力管道安装完毕后安装。在竖向和纵向预应力管道安装完毕后安装。采用人工穿束,把钢绞线一头用挤压套锚固,另一头慢慢穿入扁型波纹管道内。

(3)、预应力筋的张拉

预应力张拉设备使用前应先委托外单位校定,测定油泵线性回归方程,根据千斤顶的张拉力计算出压力表读数,施工过程中实行双控,以油表读数为主,伸长值为辅。

①、纵向预应力筋的张拉

纵向预应力采用与自锚式拉丝体系相配套的千斤顶整体张拉,张拉时两端对称进行。

②、横向预应力筋的张拉

横向预应力钢绞线采用YDC240Q型千斤顶,利用翼板的支架搭设工作平台,由墩顶现浇段中心向两侧逐束单根张拉。

③、竖向预应力筋的张拉

竖向预应力钢筋在安装前均按设计张拉力在台位上进行预拉,其锚固端在施工前先将螺母及垫板用环氧树脂将螺母下端与粗钢筋固定,采用YC60A型千斤顶由墩顶现浇段向两边与桥轴线对称单向张拉。

④、预应力筋张拉采用张拉力与伸长量双控,以应力为主,通过试验确定E值,校正伸长量。实际伸长量与计算伸长量差值控在6%以内,张拉时砼强度必须达到设计强度,弹性模量达到设计100%以上,张拉步骤为:

0→20%σK→100%σK→持荷5分钟→100%σK锚固

0→10%σK→100%σK→持荷5分钟→100%σK锚固

在初始张拉力20%(10%)σK状态下作出标记,钢绞线张拉20%σK,精扎螺纹钢张拉10%σK的伸长值采用理论伸长值,与20%(10%)σK~100%σK的伸长值相加作为实测伸长值。

对伸长量不足的查明原因,采取补张拉措施,并观察有无滑丝、断丝现象,作好张拉记录。

①、压浆嘴、排气孔的布置原则

纵向束原则上全部采用压浆嘴(锚垫板上除外)其布置原则是:

压浆嘴距离<35m,即当管长度>35m时,设三道压浆嘴。

纵向束压浆嘴的出口,原则上设置在箱梁顶板和底板的顶部,以便于操作。     横向束:压浆嘴在张拉端锚具上,可通过嘴管伸出砼顶面,排气管安放在锚固端,可用塑料管代替,但施工时必须保证不漏浆。

竖向、横向预应力粗钢筋:压浆嘴安放在锚固端,通过嘴管伸入砼箱室内,排气孔原则上利用锚固螺母和锚垫板,钢筋和管壁的孔隙,不用增设设备。

a、 纵向束由于长度>35米时在中部增设的一个压浆嘴,采用专业压浆嘴安装在波纹管上,再用塑料胶管接出砼表面,每个压浆嘴必须封严以防接头处漏浆。     b、横向预应力管道:在锚垫板处预埋塑料管伸出顶面,作压浆嘴,在锚固端用塑料管伸出砼面作排气孔。   c、 竖向预应力筋管道:压浆嘴预先焊成三通状,三通端为Φ45内镀锌钢管,L=20-30cm,和锚固端垫板焊成一体。待安放固定后,用塑料管把压浆嘴引到箱室内底板上,压浆时从下端往上压。     d、横向预应力钢筋管压浆嘴:原则上安放在箱梁的侧墙外侧紧挨在固定端处,利用垫板和螺丝母间的空隙作排气孔。 e、压浆嘴安放时必须保证在连接处用塑料胶布密封,不漏浆,砼浇注时接头不破坏。

③、预应力管道压浆 a、 压浆顺序     纵向束原则上从一端向另一端压浆,当管道超过35米时,在管道中设置三通,从一端压浆至三通出浆后,再从三通向另一端压浆,依次循环压浆。     竖向钢筋压浆嘴布置在下端箱室内,压浆从下端往上端出浆为止。     横向束从锚垫板出浆,另一端从塑料管进浆。     横向高强钢筋,压浆管埋在锚固端隔墙上,压浆时从锚固端隔墙进浆,另一端垫板和螺母间的孔隙出浆。 b、压浆前的准备工作      用空压机吹净管道内积水,检查压浆用的材料是否齐全充足。检查设备、工具是否配齐,性能良好,  检查支架是否牢固,安全设施是否有效。  

d、水泥浆的工地配制     (a)、严格按配合比配料     (b)、拌合方法:先放入水和减水剂,再加入水泥,最后加入膨胀剂,搅拌均匀,标准搅拌时间5分钟。     (d)、经试验测定符合水泥浆性能要求后将水泥浆可倒入储浆池。     (e)、倒入储浆池中的水泥浆不停地搅拌。     (f)、制取试件,每一班制取3组。

(6)预应力筋的加工及安装施工注意事项

①、使用原材料的注意事项     a预应力钢筋应进行验收,验收包括:    (a)质量证明书    (b)包装标志是否齐全正确    (c)是否有损伤,油污,锈蚀    (d)应对钢材进行原材料检验     b竖向钢筋用的连接器、夹具、锚具进场分批进行外观检查,不得有裂纹,伤痕,锈蚀,尺寸不得超过允许偏差,对其力学性能应根据供货情况确定是否复验,对连接器应做连接能力试验。    c高强钢筋在装卸中应尽量避免碰伤螺纹,有效地采取防雨措施,钢筋存放应放在枕木上,间距应小于3米,以防钢筋产生弯曲变形,整盘钢绞线存放也应采取防雨,干燥措施。   d在T构一端上,不宜超过规定值过多放置钢绞线和钢筋以免偏载。 ②管道施工中的注意事项     a在制作及管道输送过程中,注意轻放,避免挤、碰变形、开裂,并保证尺寸。    b管道存放要顺直,不得受潮和雨淋锈蚀。    c要准确按照设计标高放置,并用定位钢筋固定,安放后的管道必须平顺,无折角。    d施工中人员,机械,振动棒等不得碰撞管道。    e管道接头要连接牢固,密封压浆管道要顺直畅通,分级浇注的砼,在每次浇注时,均应仔细检查管道的密封强度。 f接头长度以5d为准,并用胶布缠紧,钢带平顺,不得翘起。 ③ 穿束和高强预应力筋的埋设注意事项     a整盘的钢绞线要安放在专用线盘上固定后,方可解捆散盘。     b切割钢绞线时应在切割处两边用铁丝扎好,以防散头。     c预应力钢筋如有弯曲应校正,如有碰伤或缺陷应切除。     d预应力在使用前必须清除泥土、油污,干净后方能使用。     e预应力钢绞线和高强钢筋下料应用砂轮机切割,严禁电气焊进行切割,切割后应磨平去毛刺。     f预应力钢筋接长时,应保证接头居连接器之中,为防止松扣,在接头处宜涂上环氧树脂。     g预应力钢筋的固定端必须严格按图施工,钢筋螺母垫板和波纹管道用环氧树脂固定在一起。     h预应力筋的下料应严格按规定长度下料,同时要考虑节段施工中临时加长部分以便整束牵引而必要的加长尺寸。 ④张拉工序的注意事项    a为确保预应力张拉力的准确应定期对张拉设备进行检查校正,检验的周期为1个月,或200次为一周期,油表为一周一校检,若施工中发生下列情况应重新校验。     (a)张拉过程中预应力高强钢筋或整根钢束突然断裂;     (b)千斤顶发生故障严重漏油;     (c)油泵压力指针不能退回零点;     (d)油泵车倒地或重物撞击油压表。     b任何时候千斤顶、油泵,油表必须配套,指定配套使用,不得更换变动。    c按设计要求,应做管道摩阻试验,以修正张拉力。    d当砼强度达到85%以上时方可施加预应力。     e按张拉要求认真作好记录,并应当场计算,如双控伸长值超过规定值(±6%)则应暂停,待查明原因采取措施后方可继续张拉。 ⑤ 压浆工序的注意事项    a预应力钢材张拉后应尽早压浆,一般应在48小时内完成,如情况特殊不能及时压浆者,应采取保护措施,保证锚固装置及钢绞线不被锈蚀,以防滑丝。     b压浆要注意尽量避免高温时间进行,拌制的水泥浆温度 <32℃,水泥浆的延续时间应控制在30-45min之内。     c压浆要注意是否有串孔现象和漏浆发生。     d压浆泵的压力要逐渐加大,加压速度不能过快。     e压浆过程中出现异常,如管道堵塞,机械故障不能继续压浆时,应立即用清水将管道内的水泥浆冲洗干净,并用空压机吹干积水。     f操作完毕后机具和现场应及时冲洗干净。     g填写压浆原始记录要及时、认真、整洁,试件要按规定制取。     h压浆用水泥一次在梁端存放不宜过多,以免偏载。

6.8.4、施工过程中,注意以下几个问题:

(1)、混凝土施工灌注平台支撑在已灌注梁段混凝土及端模上,灌注混凝土始终保持两侧对称进行;

(2)、梁段悬灌时,与前一梁段混凝土结合面应予凿毛,纵向非预力钢筋采用搭接;

(3)、各梁段施工按设计要求设置各类预埋件及泄水孔、通风和电缆等预留孔洞;

(4)、各梁段施工加强梁体测量、观测,注意挠度变化;

(5)、梁段悬臂灌注时,T构两端施工荷载要尽可能保持平衡,并注意左右偏载,两端浇筑砼进度之差不得大于2立方米。

(6)、灌注梁段砼时应水平分层,一次整体灌注成型,当砼自流高度大于2m时,必须采用溜槽或导管输送,以保证砼的灌注质量。

在桥墩承台上和0#段上预埋钢筋头作为标高观测点,另外在每节梁段上也设置标高观测点,在施工过程中对梁段的挠度进行观测,为施工过程提供参数,指导施工。在桥位处设置控制网,对桥轴线进行平面位置控制。

梁段悬臂浇筑过程中,影响梁段线型变化的主要有:梁段自重,挂篮重量和变形,施工荷载,预应力施加和松弛,混凝土的收缩、徐变,以及温度的变化等都会对梁段线形产生影响,因此,施工中每一阶段都必须控制好线形变化挠度值,以正确确定立模标高和中线位置。

6.9.1理论线形挠度值

在正常温度下,各施工阶段在恒载、预施应力和混凝土收缩、徐变产生的挠度累积值如6所示,此值只考虑了施工荷载作用,未包括墩台变形、变位及温度变化产生的挠度,我们称它为理论线形挠度值。其施工荷载包括挂篮、机具及人群等按700KN计。在施工各阶段还应实测各点挠度变化,若与表6中数值不同时,应及时通知设计单位,研究调整措施。

6.9.2实际线形挠度值计算

在悬臂浇筑梁段施工过程中,由于各施工阶段实际发生的荷载值不同,同时每一阶段的气温变化和混凝土的收缩徐变影响也不一样,梁段施工时产生的挠度值与理论挠值有明显差异。因此,在施工中,还必须利用中铁RR局集团自行研究开发的悬灌梁《线型控制软件》计算所产生的挠度累积值。并与表6中所列数字进行对比分析,如有较大变化,应分析产生原因,给予调整。本设计二期恒载(P=184KN/m)上桥时间按预加应力后60天计算,理论计算残余徐变拱度值为2.5mm,位置在跨中。铺设无碴轨道在张拉60天后进行。

6.9.3施工量测线形控制方法

在施工过程中,还必须对每一阶段进行中线和标高实际测量控制。由于悬灌梁在每个施工阶段线形是变化的,因此在观测时必须多点多次观测并绘制出挠度值变化曲线,分析找出挠度变化规律,并与理论及实际计算挠度值对比某公寓户内精装修施工方案,确定每节梁段立模标高。

①首先用高精度测量方法,在桥墩附近建立小三角控制网,并把连续梁中心线桩和标高引至175#墩和176#墩顶0#梁段上,以便观测;

②观测阶段:a、挂篮走行前;b、挂篮走行后;c、浇筑混凝土前;d、浇筑混凝土后;e、张拉预应力钢束前;f、张拉后6个时段的挠度变化,并通过前几个梁段的实测Q,通过二元线性回归方程分析,推算下一梁段预留量;

③观测截面点:每次观测点为7处,即每节梁段的前缘处的梁段中心线位置和左右腹板顶面,左右翼缘板顶面,以及左右腹板的底板面。每次观测实际数值及时填入预先设计的表格内。

④实际量测的挠度值与实际计算、理论挠度值,三者要对比分析,综合考虑确定立模标高。若三者相差较大时,应分析其产生的原因,采取必要的处理措施。属于温度变化引起的,根据温度曲线规律确定立模标高;属于挂篮变形,及时调整前后吊带顶端千斤顶;属于不均匀衡载引起的,调整施工荷载趋于均衡等。

1.下表内挠度值为各施工阶段恒载、预应力、施工荷载和混凝土收缩徐变产生的挠度累计之和,未包括墩台变形变位及温度变化产生的挠度;

2.表中正号表示向上的位移L20ZG304 预制双面叠合混凝土剪力墙结构构造.pdf,负号表示向下的位移;

3.表中二期恒载以184KN/m计算。

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