某大桥柔性墩加固施工方案

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某大桥柔性墩加固施工方案

邯长邯济铁路扩能改造工程(邯长部分)施工P标段

中铁CC局集团第五工程有限公司邯长铁路项目部

某标准分区R12-703地块(一标段)工程水电安装及消防工程施工方案.docx2.2、主要工程数量 5

3、施工项目及负责人、作业内容、地点、影响及限速范围 5

4.1.1、施工便道 6

4.1.2、施工用水 6

4.1.3、施工用电 6

4.1.4、通讯联络 6

4.2.1、一个墩的工期推算 6

4.2.2、工期安排 7

5、施工方法及施工工艺 7

5.1.1桩位放样、平整场地 10

5.1.2孔桩开挖 10

5.1.3钢筋笼制作 11

5.1.4灌注混凝土 12

5.1.5桩基础施工监测 12

5.2、承台施工 14

5.2.1承台开挖 14

5.2.2凿桩头施工 15

5.2.3既有基础植筋 15

5.2.4承台钢筋施工 16

5.2.5临时支撑塔架预埋件埋设 18

5.2.6混凝土浇筑 19

5.3、搭设临时支撑塔架 19

5.3.1支撑塔架的制作 19

5.3.2支撑塔架的搭设 20

5.4、桥上应力放散 21

4.4.1轨道状态检测 22

5.4.2应力放散 22

5.5、拆除或解除既有支座、安装临时支座 23

5.6、搭设脚手架 24

5.7、柔性墩墩身及托盘加固 25

5.8、拆除临时支座并安装新支座 28

5.9、注意事项 29

6、质量目标、质量保证体系及措施 29

6.1、质量目标 29

6.2、质量保证体系 29

6.3、质量保证措施 30

6.3.1、施工质量的技术保证措施 30

6.3.2、材料、设备质量保证措施 31

6.3.3、控制和防止质量通病的措施 31

7、安全目标、安全保证体系及措施 32

7.1、安全目标 32

7.2、安全保证体系 33

7.3、安全保证措施 34

8、施工防护措施 37

8.2防护设置方法 39

9、铁路光电缆、地下管线防护措施 40

9.1施工现场安全保证措施 40

9.2具体防护措施 41

10、既有线施工应急预案 42

10.1、组织机构 42

10.2、劳动力、材料及机械设备准备 43

10.3、应急响应预案 44

10.3.1、桩基塌孔、边坡失稳、塌方造成线路变形超限应急预案 45

10.3.2、大型机械设备及墩台模板倾覆应急预案 46

11、防洪、防汛应急准备和响应预案 47

11.1、组织机构 47

11.3、预防措施 48

11.4、灾害上报 48

11.5、抢险应急措施 49

7、《混凝土结构加固设计规范》(GB50367-2006);

8、铁三院关于邯长铁路扩能改造工程柔性墩加固的设计图纸、通用图及相关资料。

1、严格遵守国家和地方政府现行有关的土地、环境保护、水土保持、文物保护、水利和水资源、矿产资源等方面的法规、条例和国家及铁道部关于安全生产、技术标准、工程质量等方面的规定要求;

2、把保证运输和行车安全放在首位,充分满足建设单位和设备管理单位工程质量和设备稳定、设备使用的要求;

3、结合工程特点,统筹安排,本着突出重点、难点,方案、措施得力的原则,建立良好的施工顺序,优化人、物、材等资源配置,实现最佳综合效益。

4、强化安全管理,制定详细的安全保证措施,建立完善的安全保证体系、组织机构及制度,确保安全生产。

本桥位于8.3%的坡道及半径=500m的曲线上;

柔性墩基础加固采用挖孔桩施工;

既有基础与加固承台的连接分两种情况,当包裹既有基础时采用钢筋植筋方式,当包裹既有墩身时采用焊接方式;

既有墩身钢筋采用焊接方式与加固墩体进行连接;

托盘顶帽采用植筋方式与既有结构连接;

施工期间列车限速行驶,列车运行限速按照平面曲线半径大小确定:

LLL大桥采用先搭设钢塔架作临时支墩支承上部结构,解除既有柔性墩约束后再对其进行加固的方法施工。

K126+541.17LLL大桥位于塔庄村东南(如下图所示),在桥址北侧有公路通过,交通较为便利,现场地势较为平坦,便于施工。

LLL大桥共需加固施工的柔性墩有8个;挖孔桩1512延米;承台、墩身及托盘模筑混凝土1764m3,钢筋122吨;植筋胶367升;更换10孔支座。

加固过程中所用混凝土根据不同部位的环境作用等级采用不同标号,具体见下表:

3、施工项目及负责人、作业内容、地点、影响及限速范围

126+417.1至K126+665.24

基坑开挖、既有基础植筋、钢筋绑扎、承台浇筑、基坑回填

126+417.1至K126+665.24

LLL大桥搭设临时塔架

126+417.1至K126+665.24

LLL大桥置换临时支座

顶梁、拆除既有支座、安装板式橡胶支座、落梁

126+417.1至K126+665.24

LLL大桥墩身及托盘加固

凿除既有墩身部分保护层、钢筋搭接、绑扎钢筋、吊装模板、浇筑混凝土

126+417.1至K126+665.24

LLL号大桥置换新支座

顶梁、拆除临时支座、安装板式橡胶支座、落梁

126+417.1至K126+665.24

根据总体柔性墩部署情况,计划安排柔性桥墩加固3队,完成LLL大桥柔性墩加固施工8个墩的加固工作。

LLL大桥部位于太行山脉中低山区,地处塔庄村附近,有道路通至桥址附近,交通较为便利,施工用水、用电条件不佳。

便道从旁边公路引进,横跨灌溉水渠,采用单车道,泥结碎石路面,路面宽4.2m,厚30cm,最大纵坡不大于10%,最小曲线半径不得小于30m。根据现场实际地形,隔50~100米设会车台一处,根据现场调查需新增便道500m。路面横向坡度2%,便道里侧设置排水沟一道。当便道面高于俩侧原地面2m时,在路面俩侧设置防护栏杆(后附LLL大桥场地布置简图)。

根据设计图及现场调查,LLL大桥施工用水拟采用现场水渠灌溉用水或塔庄村村民饮用水作为水源。

由于柔性墩加固的桥梁距输电线路较远,实际施工计划采用发电机供电,现场拟配备2台150KW发电机用于桩基础钻孔施工,1台150KW发电机用于混凝土和钢筋施工。

生活用电采用当地村民用电线路进行供电。

4.2.1、一个墩的工期推算

每个柔性墩设计桩基6根,平均桩长为31.5m,按照平均5天施工一根桩计算,一个墩桩基施工共需30天。考虑到每个墩的桩基都可以同时施工一颗桩,因此桩基施工对工期不影响。

柔性墩的承台平均需浇筑97立方砼,考虑挖基坑、凿桩头、桩基检测和承台垫层施工需2天完成,植筋、承台绑扎钢筋、既有墩或承台凿毛需2天完成,立模板、安装预埋件和浇筑承台混凝土1天完成,等强3天,因此,承台施工完毕共需8天。

支立和调平临时支撑塔架按设计图纸要求在2天内完成。

桥上线路应力放散需要点0.5天,拆除或解除既有支座、安装临时支座和调整桥上线路高程计划要点0.5天。

柔性墩桥墩平均高17.9米,墩身砼浇筑计划一次浇筑完成。既有墩身钢筋定位计划0.5天,凿开既有墩身钢筋保护层、清洗钢筋(2502个焊点,8人施工,4天)和焊接钢筋(4台焊机,每天10h)计划6天,凿毛托盘、顶帽表层砼和托盘植筋考虑和既有墩身钢筋焊接同步施工,绑扎墩身钢筋计划1.5天,立墩身模板2天,浇筑砼1天。等待混凝土强度14天(考虑工期要求,暂定14天)。墩身浇筑等需要25天。

更换新支座和恢复线路要点计划1天。

拆除支架和模板可以在下一个墩施工时平行进行。

以上完成一个墩共计需37天。

根据柔性墩加固工程的特点和路局对营业线施工的要求,考虑每年6月15日至9月15日为北京铁路局汛期施工,12月1日至次年3月1日为冬期施工,为保证施工质量和营业线行车安全,在此期间不考虑施工。由于图纸要求柔性墩必须按桥逐墩加固,LLL大桥计划从2012年4月1日开始施工,至2013年11月30日结束。

5、施工方法及施工工艺

其中每个墩的加固次序为:①施工桩基和承台,②安装临时支墩,③拆除或解除既有支座、安装板式橡胶支座,④墩身托盘加固,⑤置换支座或恢复临时解除的支座。

从开工到完工,除顶梁、更换临时支座、再顶梁、再换新支座期间线路需封锁要点施工外,其它施工,桥上线路一直要慢行,慢行速度45km/h。

柔性墩加固工程施工流程如下:

LLL大桥加固孔桩桩长如下表:

由于挖孔桩施工,每个墩的桩基都可以同时施工一颗桩,现场安排4个小组进行挖孔施工,即可保证工期。具体施工顺序见《施工横道图》。

既有线柔性墩加固工程为营业线施工,施工具体工艺流程如下:测量定位→桩井开挖、护壁→验底→钢筋笼吊放→清渣→灌注混凝土成桩。

5.1.1桩位放样、平整场地

严格审核图纸,对孔桩中心坐标、高程进行复核计算,确认无误后采用监理批复的控制点进行测量放样。

采用全站仪测定桩井平面位置。高程根据设计提供的基准点,用水准仪测定各桩孔的井口标高,并在井口壁上作好高程点标志,作为施工确定桩顶标高的依据。

桩位控制点埋设护桩,每点四个,护桩用大木桩打入地面后,用混凝土固定,木桩顶部钉入小铁钉标定位置。护桩要做到稳固,不易破坏。

对孔桩及承台基坑位置放样后及时上报专业测量监理工程师,待专业测量监理工程师抽验合格后方可使用。

施工时每个墩只能同时施工一颗桩,孔桩护壁采用钢护筒。经过测量放线确定桩孔中心位置,并经复核确认无误后即可开始桩孔的施工。

施工时桩井开挖采用手摇绞车出土。在土质较好的条件下,一节桩孔的高度通常为100cm左右,一节桩孔的土方挖完后,打入一节钢护筒。每进尺一米时复核中心点是否有偏差。

挖孔桩挖孔允许偏差如下:

钢筋笼制作依照设计图,其制作要求应符合下列规定:

钢筋骨架在承台底以下长度

钢筋笼按照设计图进行制作加工,制作过程中对钢筋的调直、除锈、截断、弯折与焊接均按设计图纸和技术规范要求进行。成品钢筋笼保证顺直、尺寸准确,其直径、主筋间距、箍筋间距及加强箍筋间距的施工误差不大于20mm。

钢筋笼制作、运输和安装过程中,应采取措施以防止变形。其主要措施是螺旋箍筋用点焊焊牢,因点焊不伤主筋。

钢筋笼的主筋净保护层不宜小于70mm,其允许偏差为士20mm。

钢筋笼吊装采用25t汽车吊车吊装入孔作业,吊车摆放位置以尽量远离营业线为原则。由于距既有线较近,钢筋笼分段长度不大于6m,采用4点悬挂法起吊,在钢筋笼端头向内2m处对称设置2个吊点,使用汽车吊主钩;在钢筋笼中部加强箍上对称设置2个吊点,使用汽车吊副钩。吊装时用麻绳拉住钢筋笼底口,防止钢筋笼来回摆动侵限。吊车摆放在远离营业线的便道边。吊装作业在白天进行,吊装时安全员现场防护,当有列车通过时,停止吊装作业。吊放钢筋笼入孔时,不得碰撞孔壁,灌注混凝土时应采取措施固定钢筋笼的位置。用Φ16钢筋耳环保证混凝土保护层及钢筋位置。

灌注砼前进行最后一次清底捞渣,由现场监理人员对钢筋笼质量、竖井质量、清渣情况作检查并检验合格后,方开始灌注工作。灌注桩身混凝土时,应采用大坍落度直技法灌注。混凝土配合比由试验室提供,一次连续灌注成桩。为保证桩底混凝土密实,混凝土灌注时,应由专人下井振捣,振捣时先振捣桩周,然后振捣桩中心。

设计要求采用C30混凝土,在钢筋笼吊放完毕并固定后,便可进行混凝土的灌注。

桩基砼浇筑时,按设计标高+30mm进行控制,待砼初凝后剔除表面浮浆。

5.1.5桩基础施工监测

桩基施工过程中要加强对既有桥墩墩顶偏移、沉降和墩身裂缝的观测工作,施工前应准备好应急防护物资,在观测过程中发现既有桥墩观测数据出现异常时,立即停止施工,由现场防护员通知驻站联络员禁止该区间列车通行,启动应急预案。

5.1.5.1监测方法

钻孔期间的墩顶位移采用观测桥墩平面位置的方法实行,观测采用高精度的全站仪进行,现场设置强制归心观测墩作为置镜和后视点位,在既有墩顶安装棱镜作为观测点位。在开工前通过架设全站仪测量桥墩观测棱镜坐标得到基础数据,在施工过程中定期架设仪器测量观测棱镜实时坐标,通过观测数据与基础数据的比较确定既有桥墩墩顶偏移情况,分析总结数据及时反馈,指导施工。

既有墩顶埋设观测棱镜示意图强制归心观测墩

既有桥墩的沉降的观测采用高精度的电子水准仪参照二等水准测量的方法进行。在施工前在既有桥墩的扩大基础的四角稳定位置埋设观测用沉降标并统一编号,在距离桥址不远处提前埋设监测基点,通过测量得到桥上各点与监测基点的高差作为基准数据,在施工过程中定期测量所埋设的观测点数据与基准数据作比较,以确定既有桥墩不规则沉降情况,分析总结数据及时反馈,指导施工。

观测标样式观测点埋设位置示意图

5.1.5.2人员、设备组织情况

安排1组人员专门负责LLL大桥柔性墩监测工作,对上岗人员进行岗前培训,合格后方可允许进行监测工作。

根据观察方法,现场拟使用仪器如下:

LLL大桥加固施工,设计承台尺寸如下表:

基坑开挖前与设备管理单位共同做好管线探沟开挖及管线的防护、迁改。做好原地面及基坑内的截、排水系统,将水引至便道的排水沟内。

承台基坑施工时按1:0.5放坡开挖承台基坑,施工时根据与营业线的关系可适当调整放坡坡比,不另行设置防护,在施工过程中应与现场配合人员对既有桥墩设置沉降、位移观测点对观测桩沉降、位移观测,全程监控基坑及营业线路变化,确保营业线行车的安全。施工过程中若出现变形量超标时,首先停止施工,及时对基坑进行回填和边坡加固,待变形稳定并经相关部门检查同意后,方可继续施工。

基坑开挖成形后,在基坑四周距基坑边1m处用钢管设置1.5m高防护栏杆并挂防护网及警示标志牌,当有列车通过时,承台基坑内的作业人员上到地面安全位置。

为防止桩头部分与上部基础接触不好,需要将桩头部分混泥土凿除,钢筋进行梳理,保证承台浇注混凝土时,上下成为一体,保证施工质量。

待桩头混凝土达到25%强度时人工凿除桩头多余混凝土,达到设计标高,保证桩头深入承台10cm,检测采用低应变桩基完整性检测。

5.2.3既有基础植筋

4.2.3.1植筋施工流程

弹线定位→钻孔→洗孔→钢筋处理→注胶→植筋→固化养护→抗拔试验→绑钢筋浇筑混凝土。

对既有基础采用钢筋位置探测仪探测混凝土内钢筋位置,同时参照各个桥梁施工图,标注出植筋位置,植筋钻孔前先探明钻孔位置是否有结构钢筋,如有则适当改移钻孔位置,不得打断钢筋。经现场监理验收,位置符合设计要求后才可以钻孔。

既有基础植筋采用Φ25钻孔,孔深35cm,钢筋植筋间距横向20cm,竖向间距30cm,竖向植入两排,上下排错开布置。

用电钻钻孔,钻头直径25mm,钻孔深度35mm,钻头始终与承台保持垂直。钻孔过程中躲过原有钢筋位置。

洗孔是植筋中最重要的一个环节,因为孔钻完后内部会有很多灰粉、灰渣,直接影响植筋的质量,所以一定要把孔内杂物清理干净。方法是:用不掉毛的毛刷,套上加长棒,伸至孔底,来回反复抽动,把灰尘和碎渣带出,再用空压机吹出浮沉。吹完后再用脱脂棉沾酒精或丙酮擦洗孔壁。但不能用水擦洗,因为用酒精或丙酮容易挥发,水不易挥发。再者用水后孔内不会很快干燥。洗孔完成后需要经我质检部门验收,自检合格后报监理验收,验收合格后方可注胶。

植入的钢筋规格为HRB335Φ20钢筋,钢筋性能要符合规范要求,钢筋在植筋前锚固部分要清除表面锈迹及其他污物,一般采用角向磨光机配钢丝刷除锈,打磨至露出金属光泽为止,若钢筋锈蚀严重,要用稀盐酸浸泡除锈10-15分钟,后用石灰水中和,再用清水冲洗后擦干方可使用。

植筋施工完毕后注意保护,24小时之内严禁有任何扰动,以保证结构胶的正常固化。

4.2.3.2植筋的材料要求

植筋胶的性能应满足《混凝土结构加固设计规范》(GB50367-2006)植筋胶技术要求,不含乙二胺且安全无毒符合环保卫生要求,并具备相应检测报告,植筋胶不得使用纯环氧树脂,采用建设部建筑物鉴定与加固规范管理委员会公布的A级产品,不得现场拌和,造成人为偏差。植筋胶寿命满足设计要求,耐湿热老化试验强度下降应满足规范要求,植筋构造应满足焊接要求,焊接后承载力无下降,满足抗疲劳的要求,具有相应的检测报告,产品合格证明。

5.2.4承台钢筋施工

待达到设计强度后,进行承台钢筋的连接绑扎,柔性墩承台加固施工参照《邯长邯济桥通29》承台钢筋布置图进行施做。承台加固分为三类,加固承台包裹既有基础,适用《邯长邯济桥通29》承台钢筋布置图(一);加固承台包裹既有墩身、底层加固钢筋间距不小于既有主筋间距,适用《邯长邯济桥通29》承台钢筋布置图(二);加固承台包裹既有墩身、底层加固钢筋间距小于既有主筋间距,适用《邯长邯济桥通29》承台钢筋布置图(三)。

LLL大桥加固施工,设计承台适用钢筋布置类型如下表:

1#、2#、3#、4#、7#、8#、9#

对既有基础与新建承台接触部位进行凿毛、清洗处理,将孔桩钢筋与新建承台的钢筋连接。既有基础上进行植筋与加固承台钢筋连接。预埋墩身加固主筋深入承台内不小于1m。

5.2.5临时支撑塔架预埋件埋设

承台上预埋的临时墩连接件由钢筋、钢板焊接镶嵌到承台混凝土中,承台预埋件施工时先将地脚螺栓与预埋下钢板点焊,再与预埋上钢板焊接,焊缝要饱满连续封闭,焊缝高度为8mm,预埋上钢板顶面与承台基础顶面平齐,螺栓外露部分垂直于基础水平面,预埋件埋设位置如下。

承台钢筋绑扎完成后进行承台模板、预埋临时墩所需预埋件的安装,完成后经现场监理确认,同意进行下道工序后,浇筑早强C30混凝土,保证承台浇筑完成后3天内达到设计强度。

混凝土采用拌和站集中拌制,混凝土运输车运输,混凝土输送泵泵送入模。

灌注混凝土时分层进行,其分层厚度根据施工能力、运输条件、灌注速度、振捣能力和结构要求等条件决定。采用插入式振捣,要快插慢拔、逐点移动、顺序进行,不得碰撞、振动模板、钢筋和预埋件;为了确保混凝土浇筑的整体性,混凝土浇筑应连续进行;当因故必须歇时,间歇时间应控制在规范允许时间内。在浇注过程中随时检查混凝土的坍落度,和易性等指标,并按规范要求制作试件。

承台施工完成后,承台基础拆模后,基坑四周及时分层回填夯实,每层回填厚度控制在30cm内,按设计要求夯填密实,回填面高出地面约0.3m,严防渗漏水。对桥址处施工场地进行平整,基坑回填后做好天然水流的导流措施,确保基坑附近不积水。

5.3、搭设临时支撑塔架

5.3.1支撑塔架的制作

临时支撑塔架须在工厂进行制作,制作好后运至现场进行组装。

临时支撑塔架由A节段、B节段和调节段构成,根据不同墩身高度进行相应调整拼接,起到对不同高度的桥梁进行支撑的作用。临时支撑塔架的截面几何尺寸为7m×5m,其中A节段为7m×5m×4m、B节段为7m×5m×5.2m,A、B节段具体结构如下。

A节段所用材料为φ700mm×60mm钢管、Q345HW300×300的型钢。除螺栓连接以外的其余连接均采用等强焊接,并做相应的焊接试验。

B节段由φ700mm×60mm钢管、HW300×300型钢、HW400×400型钢等构成。

5.3.2支撑塔架的搭设

在承台混凝土浇筑完成3天达到设计强度后,开始搭设临时支撑塔架。临时塔架搭设过程中采用吊车吊装,搭设组装要在2天内完成。

塔架的搭设顺序自下而上依次是:1个自由节、n个A节段、1个B节段。塔架的配置根据墩高和梁底标高详细计算而得。对于LLL大桥而言,各墩临时搭设塔架配置如下表:

TCECS 02-2020 超声回弹综合法检测混凝土抗压强度技术规程.pdf具体根据现场测量数据而定

安装过程中首先利用已经按照支撑塔架尺寸埋设好的承台预埋件,将调节段与预埋件采用M24普通螺栓法兰连接,使支撑塔架底部基础与已加固后的承台连成整体,保证塔架的稳固。其中,连接所用螺栓为B级,5.6级M24普通螺栓。型钢与节点板采用B级M22普通螺栓连接。

将调节段安装固定于承台后,依次安装所需的A节段和上方用于支撑梁体的B节段,其连接均采用法兰连接,搭设过程中保证螺栓连接稳固。

对桥上线路进行应力放散前需向设备管理单位上报施工计划,进行要点施工,计划要点90分钟,并按照相关规定准备好现场所需各种材料,待北京铁路局批准后,方可上线路进行施工。

4.4.1轨道状态检测

在应力放散前全面对轨道进行检测,检测项目有:轨道几何尺寸、轨面标高、线路中线位置、枕下道床刚度、横向阻力等,通过全面的质量检测,确认线路已达到初步稳定,方可准备进行线路锁定施工。

应力放散与焊联锁定施工工艺流程见下图:

5.5、拆除或解除既有支座、安装临时支座

拆除或解除既有支座及安装临时支座前需向设备管理单位上报施工计划,进行要点施工,计划要点180分钟GB 15579.3-2014 弧焊设备 第3部分:引弧和稳弧装置,并按照相关规定准备好现场所需各种材料,待北京铁路局批准后,方可进行支座的置换施工。

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