特大桥梁部施工方案

第 1 页 共 35 页 宁宁波波特特大大桥桥3 30 05 5 3 30 08 8连连续续梁梁施施工工方方案案 甬台温项目经理部工程部 1 工程概况工程概况 1 1 工程概述工程概述 宁波特大桥第 304 孔至第 311 孔梁为 6 32m 简支箱梁 由于跨跃规 划的甬新干河河道 桥墩设计为减少阻水面积 根据甬台温铁路跨跃甬新 河协调会会议纪要精神 铁路设计变更为 1 24m 40 64 40 m 1 24m 结构形式 其中 40 64 40 m 连续梁跨跃河道 本方案为 40 64 40 连 续梁施工方案 该处连续梁 306 307 两主墩位于河堤内侧的浅滩处 与 河道成 45 度夹角 1 2 主要工程内容及工程数量主要工程内容及工程数量 主要工程内容为 连续梁 临时便道便桥等 主要工程数量表见表 1 1 工程项目单位数量备注 0 段个2 悬灌段个32 合龙段个3 桥梁工程 现浇段个2 1 3 工程特点工程特点 1 工期紧 任务急 本处方案经多次协调变更 现已经将总工期向 后拖延达 5 个月之多 因此加快施工进度 尽快完成基础施工成为工程主 要难点 2 梁部施工控制成为本工程的重点 2 施工施工组织组织机构及施工机构及施工队队伍安排伍安排 2 1 施工施工组织组织机构机构 为了加强该处施工管理 确保工程建设工期 质量 安全 保护生态 环境 全面实现建设目标 针对该处施工特点 由项目副经理董兴国任现 场施工负责人 由一工区技术负责人崔晨光任技术负责人 由高辉负责现 第 2 页 共 35 页 场的施工技术方案的落实 按照项目法施工组建现场指挥部 承担本项目 的施工任务 现场指挥部其它人员由参加过铁路客运专线知识培训的工 程技术和管理人员参与施工 2 2 施工施工队队伍安排伍安排 根据项目部总体施工组织设计施工队伍任务划分情况 梁部施工安 排具有丰富施工经验的桥涵九队进行 3 施工施工总总体方案及施工体方案及施工组织组织安排安排 3 1 施工施工总总体方案体方案 本段工程的总体显著特点就是工期紧 质量要求高 因此 本段工程 的总体思路是 以以垫垫石 石 0 段 段 悬悬灌段 合灌段 合龙龙段施工段施工为为主主线线 安排好各部施 安排好各部施 工工顺顺序 序 统统筹安排 合理配置筹安排 合理配置资资源 源 强强化化组织协调组织协调 确保安全 确保安全 质质量和工期量和工期 目目标标的的实现实现 依靠先进的设备 可靠的技术来提高施工的技术水平 达到高标准控 制施工质量的要求 以检测控制工序 以工序控制过程 以过程控制整体 推行高标准质量管理 严密组织 精心施工 确保优质 高效 按期 安全 地完成工程任务 自始至终把 环境保护 工作放在施工过程中的重要位 置 确保工程所处环境不受污染和破坏 3 2 施工施工组织组织措施措施 1 技术准备 设计图纸复核 导线控制网复核 编制实施性施工组 织设计和技术交底 办理临时借地及拆迁手续等 2 施工队伍准备 抽调具有丰富的施工经验 能打硬仗的梁部施工 专业队伍和混凝土专业队伍根据进度要求分阶段进场 3 设备 材料准备 梁部开工前 0 段支撑设备和材料 挂篮运至施 工现场 其它设备根据施工进度要求 提前 10 天运至工地 并保证机况 良好 确保正常施工 4 施工现场准备 现场准备的主要项目是 导线网复测 临时供水 临时供电 临时通讯 临时便道等 施工平台的填筑及设备上场等 5 施工组织 施工过程中严格按照设计要求施工 确保工程质量 第 3 页 共 35 页 合理安排施工作业程序 优化施工组织 按时完成工程施工 及时向业主 监理及设计单位反馈信息 提出合理的施工方案及采用的技术措施 严格 程序管理节约材料 降低成本 确保安全指标 实现安全生产最优化施工 保持与毗邻施工单位 地方政府及群众的良好关系 不断沟通以便及时解 决施工过程中出现的问题 4 施工施工总总体平面布置 体平面布置 临时临时工程及工程及临时设临时设施施 4 1 施工施工总总体平面布置体平面布置 施工场地用片石 宕渣垫起 钢筋加工场实施场地硬化 部分配件和 小型材料入库存放 采用原有的施工便道和便桥通行 施工后清除 采用 钢板桩进行基坑开挖防护 4 2 主要主要临时临时工程和工程和临时设临时设施施 施工平台 用片石和塘渣垫起 施工后清除 在承台施工后 在承台顶搭设 0 段支撑 施工后拆除 5 施工施工进进度安排度安排 本工程计划于 2007 年 04 月 13 日开工 2007 年 09 月 28 日结束 其 中 0 段在 2007 年 05 月 12 日结束 悬灌段在 2007 年 07 月 23 日结束 现浇段最迟于 2007 年 07 月 23 日前结束 合龙段于 2007 年 09 月 28 日 结束 施工进度 Project 图见下页 6 主要施工步主要施工步骤骤的施工方案的施工方案设计设计及施工方法及施工方法 悬灌梁施工主要包括挂篮设计安装 0 及 1 梁段施工 悬灌段施工 边跨段施工 合龙段施工 其工艺流程如下 6 1 梁体梁体 0 段施工方案及段施工方案及辅辅助性施工助性施工设计设计 6 1 1 梁体梁体 0 段概述段概述 0 段是连续梁悬臂施工的基本梁段 是整个刚构施工的基础 梁顶 宽 13 4m 厚度由根部的 85cm 变至 34cm 梁体底部宽度 6 352m 厚度 由 125cm 变至 74 3cm 腹板厚度由 135cm 变至 90cm 顺桥向长 8m 高 度由 5 2m 减至 4 821m 内设横隔板 混凝土方量 179 98m3 第 4 页 共 35 页 6 1 2 梁体梁体 0 段托架段托架设计设计 施工及 施工及预预留留挠挠度估算度估算 1 梁体 梁体 0 段托架段托架设计设计原原则则 根据 0 块受力特点 0 块托架检 算原则如下 0 块梁 体总体 468t 加上外 模板 内模 板 模板简 易支撑 小 型工器具 施工人员等 总体按 560t 总体考虑荷 载 根据 0 块长度与墩 开始 安装托架托架的设计托架的测试 墩顶0 段的 施工 安装挂篮挂篮的设计挂篮的测试 悬灌段 施工 合龙段 施工 桥面系 施工 边段支架 安装 边段施工 第 5 页 共 35 页 身接触点对比 按照 结构设计原理 简化原则 数学模型采用 8 点分布 平均每点受力 70t 即受力支撑钢管每根受力 35t 按格构柱设计单柱支 撑需检算局部及整体稳定性 此处格构柱由上下两层平联及两道斜联消 除了不稳定因素 可以在计算中采用单柱对比法估算 8 点受力 其中墩 上部分为 4 点 墩下支撑部分为每两根钢管承受一点 按极限状态法估算现场 325 8mm 钢管的支撑承载力为 81 64t f 215 81 64 35 2 33 2 说明本估计偏于保守 即此方案设计完全能够满足施工要求 2 托架不 托架不预压预压情况情况说说明明 在梁体 0 块施工前 安装 0 块托架 根据验算结果为弹性变形预留 拱底标高 在安装过程中采取措施消除塑性变形 梁体 0 块托架安装图 见附图 按照梁体 0 块托架设计施工原则 宜在梁体施工前 进行等效加载 试验 对其强度 安全性进行检验 同时测出托架弹性变形 并消除塑性 变形 为施工预留拱底提供准确的数据 宁波特大桥 306 307 墩 0 段 托架根据设计原则可不必进行托架预压 理由如下 0 块基础属刚性基础 托架与墩身属同等变形条件 根据极限状 态法边界条件 此处相对变形可设为 0 本处采用的 0 块托架结构简单 整体支架共有接触点 4 处 在安 装过程中可以通过卡槽焊接的方法有效消除塑性变形 因此塑性变形较 小可忽略不计 本处采用的 0 块托架可以通过通用软件或者手工检算的方法准 确计算出弹性变形值 预留在模板底标高上 根据以往现场梁施工经验 依据极限状态法计算求得的弹性变形 结果与试验结果基本相同 只要有效处理好塑性变形 即可满足施工要求 综上所述 宁波特大桥 306 307 墩 0 块托架不进行预压试验 3 0 段段预预留留挠挠度估算度估算 0 段预留挠度分为两部分 一部分为弹性变性变形部分 可以通过计 第 6 页 共 35 页 算获得 另一部分为塑性变形 可以根据估计获得 结构简单且刚性支撑 可行 否则需做预压消除 荷载估计 在 0 段支架 模板 钢筋等安装完毕后 0 段荷载只剩 下混凝土部分 即 468t 弹性变形 0 段支架和墩身均在同一个承台上 发生的是均匀沉降 0 段端头处相对沉降为 0 因此 弹性变形主要考虑支撑钢管压缩值 f1 工字钢产生的挠度值 f2 即 f 弹 f1 f2 按支撑钢管竖向承压 横向工字 钢作为 4 点支撑连续梁作挠度简算 得出 f1 0 95mm f2 0 2 1mm 因 此 f 弹 0 95 3 05mm 取 f 弹 2mm 塑性变形 0 段塑性变形主要产生在钢管支撑与承台预埋件之间 f1 钢管支撑与工字钢之间 f2 工字钢与底板骨架槽钢之间 f3 木垫块和 方木的压缩值 f4 由于 f1 f2 f3 均为钢性支点 压缩值极小 可不考虑 只考虑变形较大部分 f 塑 f4 可根据工程师手册木材的压缩系数和平时 经验估算 f4 2 3mm 因此 按 f 弹 3mm 预留 预留值 f f 弹 f 塑 5mm 6 1 2 梁体梁体 0 段模板段模板 0 梁段是连续悬臂灌注施工的起步阶段 是在托架上进行的 0 梁段 的外模采用竹胶模板 内模用竹木组合模板拼装就位 由吊车吊至墩顶拼 装 第 7 页 共 35 页 1 m m 2 6 3 4 第 8 页 共 35 页 6 1 3 梁体梁体 0 段混凝土施工段混凝土施工 该段的施工程序为 安装托架 安装 0 梁段的底模 安装外模 绑 扎底板和腹板钢筋 安装纵横向预应力管道 安装竖向预应力筋 吊装 内模 绑扎顶板钢筋 搭设灌注平台 灌注混凝土 养生 端部凿毛 灌注时间控制在 12h 以内 306 墩距离地泵水平距离约 90m 垂直距离约 10m 90 弯头 5 个 换算成水平距离约 270m 307 墩距离地泵水平距离约 70m 垂直距离约 100m 90 弯头 3 个 45 弯头 1 个 换算成水平距离约 235 m 地泵可 以水平输送混凝土 500m 因此 0 段以及悬灌段混凝土用地泵完全可以 输送 0 段混凝土采取整体一次性浇注工艺 混凝土输送利用输送泵自搅 拌站直接送至梁上作业区 为保证混凝土灌筑质量 提高混凝土浇筑速度 决定用两组搅拌机生产混凝土 两台输送泵同时为 0 段输送混凝土 并 布置独立的备用管道 为保证施工过程中的施工用电 将发电机作为备用 防止因电力中断造成 0 段混凝土施工中断 0 段作为连续梁施工的基本段 梁高 管道密 变截面较多 混凝土 施工难度大 为保证混凝土浇注质量 在原材料选择 混凝土拌和 技术 工人培训 设备保障上严格把关 保证设计意图的有效实施 原材选择在后面的混凝土配合比选定中有详细叙述 此处不在赘述 细骨料到场后一定要进行检测 如果杂质过多要进行清洗 混凝土的拌和 采用自动计量 但施工前一定要选择几点做骨料含水率实验 保证混凝土 的水灰比 在技术工人培训方面要做振捣工培训 搅拌机司机培训和泵送 混凝土培训 梁体混凝土浇注分为底板 腹板 横隔板 顶板四个部分 底板混凝土通过泵管直接进入底板 再由人工进行布料 浇注顺序为 先墩身顶部 再中间 后两端 混凝土振捣采用插入式振捣器完成 底板 和腹板的倒角部分 采用先在倒角顶预留一道横槽 不铺模板 利于振捣 倒角和观察 等混凝土灌筑到此处时再封上 底板亦不铺模板 以便于振 捣 第 9 页 共 35 页 腹板部分相对较高 钢筋及预应力管道密集 混凝土浇注质量不易控 制 是 0 段混凝土施工的关键 腹板混凝土入模仍通过串筒完成 由于预 应力管道等影响 串筒布料点间距 2 5m 左右 整个 0 段腹板布设串筒下 料口在 10 个左右 混凝土由顶板串筒进入腹板内 同时保证混凝土自由 下落高度不大于 2 0m 因腹板宽 106cm 同时为保证混凝土振捣良好 腹 板振捣采用振捣工直接进入腹板进行振捣 因此 每腹板另开振捣工上下 通道 3 个 混凝土全部采用插入式振捣器进行振捣 腹板的浇注顺序仍按 先中间再两边的顺序进行 和底板浇注顺序相同 以防止浇注腹板混凝土 时 地板混凝土尚未初凝导致腹板混凝土从底板涌出 横隔板在墩身的正上方 是墩身的延长 钢筋密集 网片间距小 人 无法进入 振捣难度很大 采用顶部开窗 用 6m 长振捣棒从梁顶伸到下 部振捣 横隔板进人洞侧模暂不支立 作为振捣的观察窗和辅助振捣窗 实际操作时可能存在的问题是振捣时混凝土带者振捣棒一起流动 容易 造成振捣棒卡在钢筋缝隙里 无法取出 因此施工时要小心 顶板混凝土施工按常规工艺进行 振捣时应切实保证预应力管道不 被移动 浇注完成后及时清除梁顶多余的混凝土 保证梁顶的平整度 顶 板混凝土采用插入式振捣器和平板振捣器联合振捣 6 1 4 梁体梁体 0 段施工关 段施工关键键及保及保证证措施措施 0 段变截面多 钢筋密集 因此混凝土的入模和振捣成为 0 段施工 关键 混凝土入模解决办法如下 串筒加工 由于钢筋密集 普通串筒连接放入后难以拔出 因此加 工整体钢串筒或者采用 PVC 串筒 长度分为 3m 4m 5m 长 随着混凝 土灌注高度更换 大小分为 2 种 一种是 30 20cm 另一种是 20 10cm 入模位置选定 在 0 段梁底板位置设 6 个混凝土入模孔 在腹板 位置设 4 个入模孔 保证混凝土流动范围不大于 2m 混凝土塌落度选择 塌落度选择在 18 20cm 一是保证泵送顺利 再就是保证混凝土能自主流动到各个角落 保证浇注质量 混凝土振捣解决办法如下 振动器选择 因为钢筋密集 振捣时人无法进入 选用 50 型振动棒 第 10 页 共 35 页 棒长 6m 从梁顶将棒伸入梁体内振捣 0 段箱内倒角处用 50 型振动棒 棒长 4m 振捣位置设置 每个混凝土入模孔处设一振动棒 0 段箱内倒角处 设 6 个振动棒 0 段箱外墩梁结合部处设 4 个振动棒 6 2 挂挂篮篮 内外模板 内外模板 设计设计安装安装 本桥悬臂施工所用挂篮设计为菱形结构 在现场自行加工 全桥共加 工菱形挂篮 2 套 4 个 加工场地设在 303 墩位处 6 2 1 挂挂篮篮的的结结构参数 构参数 设计设计原原则则和主要技和主要技术术性能性能 结结构参数构参数 悬臂灌注混凝土箱梁共 8 段 段长 2 5 3 5m 箱梁底板宽 6 352m 顶板宽 12 4m 箱梁高度变化范围 2 6 5 2m 设计设计原原则则 按最不利荷载作用下 挂篮前后吊点受力情况进行设计 荷载按 节段圬工体重量加上临时荷载 500KN 并考虑安全系数 k 1 2 挂篮前吊杆按 11 节段设计 底模后吊杆按 1 节段设计 主要技主要技术术性能性能 适应最大梁重 1200KN 适应最大梁段长度 3 5m 梁高变化范围 2 6m 5 2m 走行方式 无平衡重走行 挂篮总重 435KN 含内外模板 即半套或者说 1 侧 挂挂篮结篮结构构 菱形挂蓝主要由主桁架 悬吊系统 锚固系统 行走系统 工作平台 张拉平台 底模架和模板系统等几部分组成 主桁架是挂篮的主要受力结构 各杆件用槽钢组焊 为了减小挂蓝的 非弹性变形 主桁架的各杆件间均采用焊接 主桁系由 2 个菱形桁架组成 桁架杆件与横梁均由型钢组焊 主桁后部通过精轧螺纹钢锚在已成梁体 第 11 页 共 35 页 上 中部和前部设横梁形成悬臂吊架 承受模板和梁段钢筋混凝土的重量 悬吊系由吊杆 吊杆座等组成 吊杆为直径 25mm 的精轧螺纹钢 其 优点是可精确调整标高 吊杆包括前吊杆和后吊杆 吊杆上端悬挂在主桁架前横梁上 通过拧 紧或放松螺帽实现长度调节 吊杆下端吊在底模架前横梁上 由此将底模 架承受的荷载传到挂篮主桁架上 锚固系统的作用是防止挂篮在前移和浇筑混凝土时的倾覆失稳 并 确保施工过程挂篮的安全 本桥设计中挂篮不设平衡重 挂篮尾部直接锚 固于已成梁段的竖向预应力钢筋上 底模后横梁则通过已成梁段底板预 留孔锚固在成型梁段的底板上 行走系统为挂篮纵向移动而设 由其后部反扣滑道 中部的正压滑板 与铺设在梁体上的轨道组成 行走时以 2 个 10 吨倒链施力 走行轨道用 两工字钢并焊后锚于梁体竖向预应力精轧螺纹钢筋上 走行支点为挂篮 前后支腿 前支腿直接置于轨道上 行走时中间安装四氟乙烯滑板 后支 腿走行工字钢嵌于走行轨道内 走行工字钢与轨道工字钢相接触的翼缘 间设滑板 走行动力为倒链拉力 具体做法是 在悬灌梁段灌筑混凝土时 预埋粗钢筋 作为移动挂蓝时倒链的后锚 挂蓝移动前 先用千斤顶将前 支点顶起 在支点和轨道间安放四氟乙烯滑板 轨道要打磨光滑 上涂黄 油 以减小摩擦 如果轨道打磨不光滑或不涂黄油 滑动面可能会是支点 和滑块间的接触面 同时将挂蓝后锚送开 拉动倒链 使挂蓝缓缓前进 挂蓝前移时要注意 一定要使两侧挂蓝同时前进 挂蓝移动到位后 再用 千斤顶将前支点顶起 将滑块取下 防止混凝土施工时将其压坏 张拉平台是张拉纵向预应力钢束 管道压浆等操作的脚手平台 悬挂 在挂蓝主桁架上 底模架即底模纵横大梁 纵梁采用工字钢 横梁采用两 槽钢背对背焊接 前横梁吊于前吊杆上 后横梁锚挂于成型梁段底板上 底模架分纵梁和横梁两部分 横梁有两根 长度均为 13 由两个 36b 工字钢组焊而成 纵梁由六根 长 5 75m 由两个 36b 槽钢背对背组 焊而成 纵梁和横梁间由轴销相连 以适应梁段的高低变化 前横梁通过 第 12 页 共 35 页 吊挂系统悬吊在主桁前横梁上 底模架后横梁通过锚固系统锚固在已成 梁段上 施工梁段的混凝土重量通过底模架最终传递给已成梁段 模板系由底模 侧模 内模和端模组成 其中底模为整块钢模 用 厚 8mm 的钢板做面板 以小型钢作主肋 小尺寸型钢作加强肋组焊而成 外模为大块整体钢模 高 5 2m 内模采用开启式 组合钢支撑 竹胶模板 结构 以梁内箱的两个上倒角为轴实现开合 以缩短梁的生产周期 端模 采用钢木模板结合 便于组装和拆卸 6 2 2 挂挂篮类篮类型的型的选择选择 挂篮类型主要有菱形挂篮 三角挂篮 鹰式挂篮 斜拉式挂篮和平行 架式挂篮 挂篮类型选择需要满足梁段设计的要求 即满足梁体结构 形 体 质量及设计对挂篮质量的要求 还要满足施工安全 高质量 低成本 短工期和操作简便的要求 自行加工的挂篮具有节点少 变形小 质量轻 结构完善 施工灵活和适用性强等优点 菱形挂篮是一种从三角挂篮演变 而成的挂篮 具有作业面开阔 移动灵活和受力明确简单 便于计算的特 点 最后决定用自行加工的菱形挂篮 6 2 3 挂挂篮设计计篮设计计算算 挂篮荷载选取最不利原则 为最重的 0 段进行检算 梁段荷载简化 成均布荷载形式 由两点支撑梁方式计算出后锚点和前吊点受力的数值 再传导至各受力杆件 该套挂篮桁架采用焊接方式 根据简化原则简化成 绞结点方式进行简算 各部简化数学模型如下 挂篮桁架拉杆采用简单拉杆检算 挂篮桁架压杆采用格构梁方式简 算 两端按 0 75 折减 挂篮顶横梁采用两点支撑多点受力的简支梁进 行检算 挂篮底横梁采用多点支撑连续梁进行检算 挂篮前端吊杆按拉杆 检算 挂篮后锚点 所有锚点 按短拉杆加端锚检算 底模纵梁按简支梁部 分承均布荷载检算 压力点部分采用局部加强 安全系数 k 2 0 除简单计算外 格构梁抗压按整体稳定性及局部稳定性检算 受力检 算可忽略不计 连续梁检算采用典型力法方程 采用图乘法得出结果 计 算过程略 第 13 页 共 35 页 挂篮前端挠度值由后锚点挠度 f1 挂篮桁架总体挠度 f2 前顶横梁 f3 前吊杆 f4 前底横梁 f5 其它 f6 转换系数 k转组成 计算过程略 6 2 4 挂挂篮篮的荷的荷载试验载试验 挂篮采用菱形架预拉试验 试验目的 检验单片菱形架最大工作荷载下的变形和整体稳定性 并测试挂篮的 主要技术参数和使用性能 试验原理 利用千斤顶施加预应力将两片菱形架对拉 测量对拉点的变形 并与 设计计算值相对比 本试验拉力定为菱形架工作时的最大拉力 55t 试验方案 将两片菱形架平放在平台上 两片菱形架根部利用 4 根直径 25mm 精轧螺纹钢共预拉 55 吨 菱形架的前吊点处采用 4 根精轧螺纹钢一端固 定 一端张拉 试验装置如右图示 试验步骤 按荷载分级校顶 将组装好的两片菱形架平 锚固端的精轧螺纹钢每根预拉 10 吨 锚固 分级张拉并测量前吊点的位移 张拉到 55 吨时持荷 60 分钟 观察菱形架的变形和焊缝情况 菱形架 菱形架 钢绞线 锚具 节点箱 精轧螺纹钢 钢板焊接 节点箱 节点箱 400T千 斤顶 第 14 页 共 35 页 分级放张 测量放张后的位移量 试验结果 挂蓝菱形架对拉实验数据表按下表填写 挂挂蓝蓝下下挠挠量 量 mm 序号序号加加载载 t 油表油表读读数数 Mpa 理理论计论计算算实实 测测 备备注注 1 2 3 根据试验数据判断菱形架的塑性变形和弹性变形 对比与理论计算 的差值 及在荷载为最不利吨位时菱形架稳定情况 焊缝有无开裂现象 6 2 5 挂挂篮篮安装安装 1 段及以后的梁段均采用挂篮悬臂灌注 挂篮的拼装采用分片组合 再将各片进行拼装 其拼装顺序为 铺设轨道 安装主桁 吊架及后锚 安装连接系 安装前后横梁 安装外模板 安装内模板 安装工作平台 6 3 悬悬灌段施工方案灌段施工方案 悬灌段系指中跨的 B1 B8 和边跨的 A1 A8 段 悬灌段是整个 连续梁的主要节段 占整个梁混凝土方量的 80 以上 因此 悬灌段施工 的速度和质量对于连续梁来说是举足轻重 我们在悬灌施工中使用菱形 挂篮 这种挂篮具有移动方便 作业空间大 模板支立快速等优点 因而 大大提高了施工进度 保证了施工质量 6 3 1 工程特点及方案工程特点及方案选择选择 该处连续梁跨度较小 但是混凝土的配制及整个连续梁的线性控制 也存在一定的难度 施工中着重解决的问题主要有 施工现场的布置 施 工机械的选择和运用 混凝土运输 先进的测量监控技术 混凝土的供应 拌合的混凝土通过混凝土罐车运至地泵处 由地泵 把混凝土运至梁段处 第 15 页 共 35 页 物资设备的运输 垂直运输采用吊车进行 水平运输采用人工及小 型手推车的方式进行 测量工作的准备 在测量设备的配备上 选用先进的高精度测量仪 器对梁部悬灌段进行精密监测 在测量手段上 建立大地四边形控制网对 梁部进行监测 6 3 2 施工工施工工艺艺 工工艺艺流程流程 挂篮的设计加工工作结束后 即进行挂篮安装工作 首先将挂篮走行 轨道安装并锚固在 0 段竖向预应力钢筋上 然后在 0 段顶组装挂篮 利 用吊车将在加工厂部分组拼完成的挂篮部件吊至梁顶 在梁体 0 段上组 拼挂篮 挂篮组拼完成后 计算 其弹性变形曲线 为底模高程设 置提供数据 最后将底模板 外 模板悬吊于挂篮上 形成悬臂施 工作业平台 在平台上先后进行 悬臂节段的钢筋绑扎 预应力管 道安装 内模安装 混凝土灌注 工作 当混凝土达到 80 设计强 度及满足 6 天龄期后进行预应力 张拉工作 张拉工作完成后向前 移动挂篮并完成压浆工作 从而 形成一个施工循环 竖向预应力 筋的张拉及压浆工作分别滞后于 纵向预应力筋张拉工作半个月和 一个月 钢钢筋加工安装筋加工安装 普通一级钢筋及二级钢筋的下料和弯制在现场钢筋加工棚内完成 用吊车运至梁顶入模绑扎成型 竖桥向水平精轧螺纹钢筋 横桥向扁形预应力束的安装是在钢筋绑 纵向预应力筋穿束 混凝土搅拌 钢筋绑扎 焊接 预应力管道安装 竖向预应力筋张拉及压浆 横向预应力筋张拉及压浆 纵向预应力管道压浆 纵向预应力筋张拉 移动挂篮并定位 混凝土浇筑 内模 端模安装 外模安装 校正 挂篮设计 加工 挂篮安装 试验 进 入 下 一 悬 灌 段 施 工 第 16 页 共 35 页 扎的同时完成的 纵桥向预应力束则是在拆模后进行穿束的 对于悬灌段 当预应力孔道投影长度小于 40 米时 穿束可以采用人工一根一根穿成一 束 当预应力孔道长度大于 40 米时 必须采用卷扬机整束牵引 牵引的 方法是在两个 T 构的 0 墩顶提前预埋钢筋 利用预埋筋各固定一个 3 吨 牵引力的卷扬机 并将两个卷扬机钢丝绳的牵引端连接起来 当一个卷扬 机牵引钢束时 另一个卷扬机要向外松放钢丝绳 有 12 根钢绞线钢束的 制作方法是将 11 根钢绞线分 2 层围焊于芯部钢绞线上 芯部钢绞线长度 要大于 2 倍束长 围焊的第一层钢绞线共计 6 根 焊于芯部钢绞线上 围 焊的第二层钢绞线共计 5 根 焊于第一层钢绞线上 端头向后错动 5cm 间距 卷扬机钢丝绳和钢束芯部钢绞线的连接是靠 BM15 4 扁锚进行锚 固的 钢筋采取梁上绑扎 两次成型 做法是 先绑扎底板 腹板钢筋 安装 预应力钢束 待内模支立完成后 再绑扎顶板钢筋 相邻段搭接钢筋用点 焊焊牢 在腹板钢筋绑完后 焊接定位网 每 50cm 设一道 三维坐标控制 位置 波纹管的连接一律采用外接 接头必须旋紧 顶死 再用胶布缠绕 露出端模板的波纹管不得少于 15 毫米 在施工过程中注意保护 不能损 坏 混凝土施工混凝土施工 原材料选用 配制混凝土的水泥为 42 5 矿渣硅酸盐水泥 在出厂后 40 天或到场 后 45 天复试一次 此后每隔 10 天测试一次 不合格者不准使用 碎石使 用当地优质石材 砂子选用中砂 详见配合比表 混凝土的生产 运输和灌注 混凝土的配合比与 0 段一致 布料方式上则取消了辐射漏斗 每个 悬灌段分别在两侧腹板及顶板中心设 3 个下料口 出料口设顶板中心 利 用 90 弯管将输送混凝土分至腹板下料口 混凝土输送管道在墩顶处增加 了分叉管路 悬灌段混凝土对称浇注 其中一端每浇注 8m3混凝土 则将 混凝土输送至另一端 分料的办法是利用单根 90 弯管左右摆动来达到将 混凝土分送到悬灌段两端的目的 第 17 页 共 35 页 预应预应力施工力施工 预应预应力力钢钢材材检验检验与存放与存放 预应力钢绞线成批验收 每批由同一牌号 同一规格同一生产工艺制 度的钢绞线组成 每批重量不大于 60t 且附有出厂质量证明书 从每批钢绞线中任取三盘 从每盘所选的钢绞线端部正常部位取一 根试样进行表面质量 直径偏差 捻距和力学性能试验 从每盘所选的钢绞线端部正常部位取一根试样进行伸长率检验 如 果任何一根钢绞线在拉伸破坏之前 钢绞线的伸长率已达到设计规定的 要求 可以不继续测定最后伸长率 预应力高强精轧螺纹粗钢筋到货后除核查合格证书外 还对外观 外 形尺寸和机械性能抽验 对整根钢筋进行外观检查 每 20T 抽查 2 根 要 求钢筋表面不得有裂纹 机械损伤 氧化浮皮 结疤 劈裂等现象 外形尺 寸和机械性能的抽验应按每炉或每罐为一批 但质量不得大于 50T 每炉 罐 钢筋中任意选取两组 每组三根试样 试样长度对于直径 32mm 钢 筋不小于 600mm 试样不得进行任何处理和加工 再将这两组试样先后 进行外形尺寸和机械性能试验 预应力钢材抽样检验合格后 将预应力筋存放在通风良好的仓库中 露天堆放时 搁置在方木支垫上 离地面高度不少于 300mm 钢绞线堆放 支点不少于四个 方木宽度不少于 100mm 堆放高度不大于三盘 预应力 筋存放按供货批号分组 每盘标牌整齐 上面覆盖防雨布 预应力高强精 轧螺纹粗钢筋搁置在枕木上 枕木间距应不小于 3m 以保证钢筋在自重 长期作用下不产生弯曲变形 锚锚具 具 连连接器接器进场进场及及验验收收 一材料和同一生产工艺条件下锚具和夹具应不超过 1000 套为一批 连接器应不超过 500 套为一批 从每批中抽取 10 但不少于 10 套锚具检查其外观和尺寸如有一套 表面有裂纹和超过产品规定的尺寸偏差 应另取双倍数量的锚具重新进 行检查 从每批中抽取 5 但不少于 5 套锚具 对其中有硬度要求的零件做硬 第 18 页 共 35 页 度试验 每个零件测试三点 硬度应在设计要求的范围内 经过上述两项检验合格后 从同批中抽取锚具 夹具或连接器 组 成 3 个预应力筋锚具 夹具或连接器 组装件 进行静载锚固性能试验 张张拉配套拉配套设备设备 预应力施工设备 序号序号设备设备名称名称设备设备型号型号数量数量备备注注 1千斤顶YCW250 型4 台备用 1 台 2千斤顶YDC23 型2 台 3油泵ZB2 4 634 台 4压浆机UB31 台 5拌浆机1 台 6千斤顶YC702 台 7挤压机1 台 8传感器SC4000KN1 台 液压千斤顶在张拉使用前进行试验及验收 试验及验收工作参照 预 应力用液压千斤顶 JG T5028 5030 93 行业标准中部分出厂检验项目进 行 在下列情况之一时 千斤顶要和工程中使用的油压表 油管等一起进 行配套标定 新千斤顶初次使用前 油压表指针不能退回零点 更换新表后 千斤顶 油压表和油管进行更换或维修后 张拉时出现断筋而又找不到原因时 停放三个月不用后 重新使用之前 油表受到摔碰等大的冲击时 张拉设备在使用前配套进行校验 校验可以在现场进行 使用提前在 质量监督局校验正确的传感器对张拉设备进行校验 校验时 将传感器与 被校验千斤顶串连 用千斤顶向传感器施家主动压力 用钢绞线束及锚具 提供反力架 压力表精度不低于 1 5 级 校验时加力分级可以按 1Mpa 的 第 19 页 共 35 页 基数向上进行累加 也可以按初应力 30 50 100 超张拉应 力 5 个级别对张拉设备进行校验 对校验后的千斤顶不得进行内部拆装 压力表不得互换 预应预应力管道制作及安装力管道制作及安装 预应力管道制作及安装方法与 0 段施工基本相同 详见以前章节 内容所述 预应预应力力钢钢材下料材下料 钢绞线下料长度按下式计算 L l 2l1 nl2 2l3 式中 L 钢绞线下料长度 l 锚具支撑板间孔道长度 l1 锚具高度 l2 张拉千斤顶支撑端面到槽口外端面间距离 包括工具锚高度 l2 长度富余量 取 100mm n 单端张拉为 1 两端张拉为 2 竖向预应力筋严格控制非张拉部精制螺纹外露长度不小于其直径 外露长度不小于其直径 单向张拉 螺母以外 2 5cm 加 10cm 精制螺纹 钢为厂家定尺加工 收料时注意验收 并不得混用 穿束穿束 穿束前用高压水冲洗孔道内杂物 再用高压风吹干孔道内水分 观察 孔道内有无串浆现象 纵桥向预应力束是在拆模后进行穿束的 对于悬灌 段 当预应力孔道投影长度小于 40 米时 穿束可以采用人工一根一根穿 成一束 当预应力孔道长度大于 40 米时 必须采用卷扬机整束牵引 牵 引的方法是在两个 T 构的 0 墩顶提前预埋钢筋 利用预埋筋各固定一个 3 吨牵引力的卷扬机 并将两个卷扬机钢丝绳的牵引端连接起来 当一个卷 扬机牵引钢束时 另一个卷扬机要向外松放钢丝绳 张张拉拉 当混凝土强度达到 80 且龄期达到 6 天时开始张拉工作 张拉前对 锚垫板下砼的密实度进行检查 并观察垫板位置是否正确 压浆孔是否畅 第 20 页 共 35 页 通 特别是精制螺纹钢应用专用工具检查 锚垫板是否垂直于预应力筋中 线 然后清理垫板 按编号分丝并安装锚环 夹片 安装夹片前 应在夹片 外侧涂一层润滑剂 以减小锚固时夹片与锚环之间的摩擦 装好的夹片应 分均 打紧 安装限位板 千斤顶 工具锚 这时应检查孔道 锚具 千斤 顶是否在同一轴丝上 正式张拉前 先对钢绞线束进行预拉 即用 23 吨 千斤顶对称将钢绞线束中的每一根张拉至初应力 10 然后换 250 吨 千斤顶 4 台 前后左右对称张拉梁段钢绞线束 两端千斤顶对应同时供油 当拉至初应力时停止并测量伸长量然后继续供油 至控制应力持荷 2 分 钟 测量伸长值 如实测伸长值超出 6 的允许范围应查明原因重新张拉 当确认伸长值控制指标符合规范要求后 两端同时打开回油阀 钢绞线回 缩并带动夹片跟进并锚固 最后拆下工具锚 千斤顶 限位板 将设备移 至下一张拉预应力束重复上述过程 直至此节段张拉完成 预应力张拉时应符合下列规定 以应力控制为主 伸长值作为校核 顶塞锚固后 测量两端伸长值之和不得超过计算值 6 全梁断丝 滑丝总数不得超过总数的 5 并不得位于梁体同侧 且 一束内断丝不得超过 1 丝 两端钢丝回缩量之和不得大于 8mm 锚塞外露量不得小于 5mm 夹 片式锚具回缩量 4mm 张拉竖向钢筋时 千斤顶的张拉头应拧入钢筋螺纹长度不得小于 40mm 一次张拉到吨位 持荷 1 2min 并实测伸长值校核 偏差在 6 之内为合格 压浆压浆 对于张拉完的构件应尽早压浆 压浆前应以水泥砂浆封堵锚环及夹 片缝隙 水泥浆的调制应按设计要求及规范进行 以单孔压浆时中间不得 停留 并有专人顺压浆方向依次封堵排气孔 直至另一端流出浓浆并封堵 持压 0 2 0 3Mpa 然后依次打开通气孔检查是否有空气及清水流出 排 除清水及空气封堵通气孔 继续加压至 0 8 Mpa 持压 5 分钟 待油压表 稳定后 关闭截止阀 拆除压浆管 如孔道较长 需在 30 分钟之内在另一 第 21 页 共 35 页 端进行二次压浆 以保证压浆压力 压浆完成后 切除多余钢绞线 至此 此节段张拉压浆工作完成 压浆时应注意以下几点 孔道宜在预应力完成三天内压浆 出口阀门必须待出浓浆后方能关闭 进浆口阀门必须在压力上升到 0 6 0 7MPa 持荷 2min 保压时间且 无漏水和漏浆时关闭 锚具的漏浆缝隙 应在压浆前封闭 水泥浆终凝后 方可卸拔压浆阀门 压浆气温最高不可大于 35 且压浆完成 48 小时内温度不得低于 5 压浆因故不能连续压满时 应立即用压力水冲洗干净 孔道摩阻孔道摩阻试验试验 试验原理 将两个传感器分别串联于张拉端和锚固端的锚环和锚垫 板之间 如图示 从锚固端传感器到张拉端千斤顶 依次要历经梁体预应 力管道 张拉端锚环两道预应力损失 当预应力施加到 100 时 锚固 端传感器与张拉端传感器反映的应力值之间的差值 就是预应力束沿孔 道全长的摩阻损失 张拉端传感器与张拉端千斤顶反映的应力值之差 就 是预应力束在锚具处的摩阻损失 张拉端锚固前后传感器的应力差为锚 塞回缩预应力损失值 分别测得直线束和曲线束的孔道摩阻损失值 可根 据相应的公式计算出孔道偏差系数 值和传感器的孔道摩阻系数 值 n k 1 e kx 式中 n 张拉损失应力 k 张拉控制应力 2243 8Mpa 弯曲孔道端部切线交角 rad 第 22 页 共 35 页 直线端孔道长度 m 孔道摩阻系数 孔道偏差系数 摩阻试验视设计图纸的要求及可行性进行试验 此处只叙述原理 不 细阐述摩阻试验的准备工作 试验过程及结果图表和分析 如果有必要进 行试验 则进行详细阐述 挂挂篮篮 内外模板内外模板 的移的移动动 菱形桁架走行系统 在两片桁架下的箱梁顶面各铺设两根 20 槽钢作 为轨道 轨道用钢板组焊 轨道顶面放置前后支座 支座用螺栓与桁架节 点箱连接 前支座沿轨道滑行 支座底部焊接不锈钢板 走行轨道顶铺设 尼龙板 或四氟乙烯滑板 走行时在滑板顶涂抹润滑油 以减小摩擦系数 后支座以反扣轮的形式沿轨道顶板下缘滚动 不需加设平衡重 用两个 10t 手拉葫芦向前拉动 菱形桁架即可向前移动 牵引速度稳定于 2m h 并保证同一套挂篮两个钢桁架移动的同步以及同一 T 构两套挂篮移动的 同步性 轨道长度按挂篮一次性最大行走长度制作 每节 1 5 米 每条轨 道 5 节 7 5 米 底模 外模走行系统 底模 外模同步走行 脱模前用导链将底模架 吊在外模走行梁上 解除后吊带 脱模后 随桁架一起向前走行 不需另 配牵引动力 内模走行系统 内模脱模后 内模架落在内模走行梁上 用人工推动 既可将内模架移至下一个梁段 挂挂篮篮 外模板外模板 的拆除的拆除 整个 T 构施工完毕后 拆除内模及底板后锚后 将挂篮退到离墩较 近的位置且是吊车最大吊重覆盖范围内 拆除侧模 拆除底模系 拆除钢板 先用砂轮机将各焊点打磨掉 然后将钢板拖 到底模侧面吊车的吊点覆盖面处吊出 拆除纵梁 先用砂轮机将各焊点 打磨掉 然后将纵梁移到底模侧面吊车的吊点覆盖面处吊出 拆除横梁 它是拆除过程中的难点 在拆除横梁前先通过梁底的预留孔对称将两根 第 23 页 共 35 页 钢丝绳与一根横梁栓接 然后将该钢丝绳 A 端固定 B 端用吊车吊住 慢 慢下放 5 米高度后并固定 再用吊车吊住 A 端钢丝绳并慢慢下放 直到 A 端钢丝绳不受拉力为止 最后用吊车吊住 B 端钢丝绳慢慢松吊 直至 下落到地面 卸掉所有底模吊杆 利用吊车在梁顶拆除前横梁 利用风缆将主桁架固定于桥面上 先拆除两主桁之间的前后水平横 联 再拆除后上横梁 然后用吊车吊住主桁片 松掉风缆 整体将两主桁 片吊到平地上 卸掉销栓 将其肢解 拆除轨道 悬悬灌段施工关灌段施工关键键及保及保证证措施措施 选定梁体混凝土的配合比时 除混凝土的强度必须达到设计强度外 其弹性模量 Eh 及容重 h 还应分别满足桥梁设计规范和设计图纸的要求 为确保挂篮轨道位置的准确性 竖向预应力筋安装时 横向与纵向偏 差不大于 3 毫米 挂篮拼装 前移就位后 其中线应与桥梁中线重合 偏 差不得大于 5 毫米 挂篮的弹性与塑性变形以现场试验测量为准 在悬灌过程中 根据混 凝土作业量 及实际考察情况 将弹性变形值分次进行调整 在各悬灌梁段施工期间 梁段各工序施工进度以及梁顶面所放材料 机具设备的数量和摆放位置符合线形控制的要求 水平测量用高精度的水平仪 误差 0 2mm 进行 为了提高水平测量 的准确度 减少实测数据的离散性 设于各梁段端部腹板正上方的用于线 形控制测量的点提前安设预埋件钢筋头 并在施工中加以妥善保护 同时 各悬灌梁段混凝土灌注前后的水平测量安排在早晨或傍晚无风无雨的时 间进行 水平测量的水准点设在桥头或岸边 每段梁段施工结束后 都对各水 准点的标高进行复测 并对与线形控制有关的水平测量数据进行平差 第 24 页 共 35 页 边跨直线段与相邻 T 构悬臂端部以及相邻 T 构悬臂端部之间的合龙 精度 即标高差 不大于 15 毫米 体系转换结束后 梁顶标高误差为 10 毫 米 6 4 边边跨跨现浇现浇段段 连续梁的边跨端部采用桁架法施工 考虑梁体 3 年的收缩和徐变量 根据 计算 当施工合龙温度为 18 时 左边跨 和右边跨梁体两侧的伸长量分别为 1cm 和 2cm 所以在铺设底模前 边跨现浇段 临时支撑墩布置图 将盆式钢支座的顶部滑板向梁体两侧 各移动 1cm 和 2cm 即施工梁端线同时 向梁体两侧外移 1cm 和 2cm 6 6 主跨合主跨合龙龙段施工及体系段施工及体系转换转换 主跨合龙段施工前的准备工作 中跨合龙段施工时 挂篮后退 将相邻两个 T 构的梁面杂物清理干 净 在边跨端部设配重水箱 然后将相邻两个 构上所有观测点的标高精 确测量一遍 比较合龙段相邻的两个梁端顶面标高 如果其高差 15mm 则着手下一步施工 如果 15mm 则运行线形控制软件 计算 使 15mm 时的水箱配重所需的重量及布置位置 按运算结果 调整 使其达到要求后 再进行合龙段施工 临时支撑 合龙段设 4 个临时支撑 每个由 2 根 I22 工字钢焊接而 成 安装时先将其一端焊牢 另一端加楔子 并略打紧 在合龙段钢筋 预 埋件安装完成后 临时索张拉前 用力打紧楔子 再将支撑与楔子 楔子 与预埋钢板间施焊 临时锁定 在钢筋 管道绑扎安装完毕 支撑打紧焊牢后 张拉顶 板 底板临时钢束 完成合龙段临时锁定 第 25 页 共 35 页 临时预应力的布置 为防止 T 构因热胀冷缩而对合龙段的混凝土 产生影响 在第 合龙段箱体内模及顶板钢筋安装前 按设计的位置和数 量焊接与合龙段等长的型钢支撑 将相邻 T 构连成一体 在灌注混凝土 前几小时 根据计算拉力 张拉布置在底板与顶板中的临时预应力束 混凝土施工 选择在一天中气温最低 温差变化比较小的时间开始灌注 拌制混凝 土时 将混凝土强度提高一个等级 并将该混凝土设计成无收缩微膨胀混 凝土 以免新老混凝土的连接处产生裂缝 混凝土作业的结束时间 则根 据掌握的天气情况 尽可能安排在气温回升之前 混凝土灌注完毕后 顶 面用双层草袋覆盖 箱体内外以及合龙段前后 1 米范围内 由专人不停洒 水养护 在合龙段混凝土灌注过程中 安排专人用水泵不断向放置在相邻 T 构的另一悬臂端部的配重水箱中注水 作业结束时 所注水的重量达到设 计要求 临时预应力束的解除及永久预应力的施加 经过养护 当混凝土强 度达到设计强度的 50 时 一边拆除合龙段模板 一边将配重水箱中的 水缓慢放掉 最后 解除临时预应力束的锁定 合龙段混凝土达到张拉强 度后 再拆除顶板临时预应力束 将底板临时预应力束张拉力补至后期束 设计张拉力 混凝土强度达到设计强度的 80 时 预应力束按先顶板后 底板 先短束后长束 顶板与底板交错进行 先张拉 50 控制应力 预应 力束剩余伸长量小于千斤顶最大行程 第二次张拉至设计控制吨位的顺 8 墩T构 合拢段俯视图 合拢段正面图 7 墩T构 合拢段纵剖图 2500 2160 合龙段 2000 1300 350 1370 3715 3720 第 26 页 共 35 页 序和方法进行张拉 至此 已完成从 T 系到 系的体系转换 后期钢束张拉 当全桥全部合龙后 即开始张拉后期钢束 后期束 一次张拉完成 不拖延 间断 张拉完成后即开始压浆 一次全部压完 后 期钢束认真按设计的顺序张拉 每一编号的钢束张拉顺序为先中后边 临时锁定及体系转换严格按设计图纸要求进行 如果没有要求 则在 施工前制定详细的措施 测量好梁高与温度的关系 作好关系表 提供给 设计进行检算 此处只叙述原理 不进行详细的表格布置 待实施前一个 月进行测量时制作表格 6 7 拆除拆除临时锁临时锁定并定并补张补张拉拉临时预应临时预应力束力束 中跨合龙段混凝土强度达到设计强度的 80 并龄期 6 天后 拆除临 时支撑并张拉纵向预应力束 预应力束按先顶板后底板 先短束后长束 顶板与底板交错进行 先张拉 50 控制应力 预应力束剩余伸长量小于千 斤顶最大行程 第二次张拉至设计控制吨位的顺序和方法进行张拉 6 8 线线形控制形控制 线形控制按设计要求进行 中小跨度梁按设计图示的控制表进行 大 跨度梁则编制相应的线形控制软件进行控制 6 9 质质量量标标准及准及质质量控制量控制 选定梁体混凝土的配合比时 除混凝土的强度必须达到设计强度 外 其弹性模量 Eh 及容重 h 还应分别满足桥梁设计规范和设计图纸的 要求 钢筋 模板 水泥 粗细骨料 预应力筋 张拉千斤顶 油泵 压力 表 锚具等原材料和机具设备的验收 试验与检验均按现行规范及有关规 定进行 为确保挂篮轨道位置的准确性 竖向预应力筋安装时 横向与纵向 偏差不大于 3 毫米 挂篮拼装 前移就位后 其中线应与桥梁中线重合 偏差不得大于 5 毫米 挂篮的弹性与塑性变形以现场试验测量为准 在悬灌过程中 根据 混凝土作业量 将弹性变形值分次进行调整 每次调整值 4 至 6 毫米 第 27 页 共 35 页 在各悬灌梁段施工期间 梁段各工序施工进度以及梁顶面所放材 料 机具设备的数量和摆放位置符合线形控制软件 计算模式 的要求 如 果梁体挠度经过测量超过 5 毫米 立即从软件计算所需的实测数据方面 查找原因 将修改后的数据文件输入微机 计算修正下一梁段的施工立模 标高 通过逐段控制和调整施工立模标高 减少