崇义大桥一主桥施工组织设计

1 中铁十七局集团第四工程有限公司 江西省赣崇高速公路 A8 合同段 崇义大桥 一 主桥崇义大桥 一 主桥 悬浇箱梁悬浇箱梁 施工组织设计施工组织设计 日期 2011 年 09 月 28 日 2 一 工程概况及总体布置一 工程概况及总体布置 1 1 工程概况工程概况 崇义大桥 一 全桥长 490 06 米 左 右幅均由主桥 引桥两 部分组成 主桥为 45 280 45 米变截面三向预应力砼刚构 连续组 合结构 箱梁为变截面单箱单室 断面采用直腹板断面 箱梁顶板 宽 12 25 米 底宽 6 50 米 翼缘板悬臂长 2 875 米 悬臂端部厚 15cm 悬臂根部厚 55cm 支点处梁高 5 0m 跨中梁高 2 3m 箱梁 除 0 块外纵向分段长度为 4 3 75 4 4 75m 各单 T 箱梁墩顶 0 块长 10m 中跨 边跨合拢段长度均为 2m 边跨现浇段长度为 3 88 3 86 m 悬浇段最大重量梁段为 1 块 其重量为 114 2t 2 2 施工的重点 难点及对策施工的重点 难点及对策 在认真阅读 分析理解招标文件 设计文件的基础上 在全面 系统的现场勘踏基础上 在综合分析我单位既有的施工经验和施工 能力的基础上 该桥的工程重点 难点及对策可归纳如下 1 崇义大桥 一 是赣崇高速公路的重点工程 是关键线路 上的工程 意义非常大 同时施工责任也非常大 2 崇义大桥 一 主桥结构复杂 施工技术要求高 难度大 针对施工特点 充分借鉴和采用我单位在以往同类型桥梁施工 的配套施工技术 对于悬浇箱梁的复杂性 在施工中可能不断出现 新的问题 新的难点 我项目部将邀请有经验的专家为顾问 组织 技术攻关 为确保工程安全 优质 按期完成施工任务 我们将充 3 分利用我单位有着悠久桥梁施工经验的长处 并着重做好以下几个 方面的工作 a 领导重视 质量第一 b 优化施工组织设计 进行合理的施工部署 c 进行合理的设备配套 优化机械化施工作业线 确保优产 高产 连续均衡作业 d 加强机械设备的维修 保养 确保各种资源的充足 及时供 应 e 加强材料质量及调配 确保合格材料供应与工程施工配套 f 加大技术投入 预测为工期制约施工进度的各种因素分析 研究 并制定切实可行的技术措施和解决办法 3 3 总体施工布置总体施工布置 主桥施工单独由一个施工队伍进行 由专业的项目副经理进行 现场管理 根据工程特点及进度要求 我部对崇义大桥 一 主桥 全部 T 构投入六套挂篮同时施工 3 13 1 总体施工进度计划安排总体施工进度计划安排 开工日期 2011 年 10 月 1 日 竣工日期 2012 年 5 月 20 日 3 23 2 投入本工程的人员及设备投入本工程的人员及设备 根据崇义大桥 一 主桥工程的特点和需求 高峰期投入人员 120 人 其中生产人员 110 人 管理人员 10 人 劳动力实行动态管 理 根据施工进度安排 合理调配劳动 投入主要施工设备 菱形 4 挂篮 6 套 塔吊 3 座 混凝土地泵 2 台 二 施工方案二 施工方案 连续箱梁施工采用悬浇法 其施工特点是无须建立落地支架 无须大型起重与运输机具 主要设备是一对能行走的挂篮 挂篮锚 固在竖向预应力筋上 和墩身及后续的已浇节段砼连成整体 并在 梁段上滑移 绑扎钢筋 立模 浇筑砼 施加预应力都在挂篮上进 行 完成本段施工后 挂篮对称向前各移一节段 进行下一梁段施 工 如此循序前进 直至悬臂段浇筑完成 本桥主墩 1 3 墩连续梁为铰接 设置盆式橡胶支座 不能承 受弯矩 在悬浇时采用 0 块进行 32 精轧螺纹钢和墩身连接张 拉形式 形式临时固结 两侧增设托架 待各跨施工合拢后和解 除临时固结时一并拆除 注意浇注砼时的平衡 一侧不能超重 50t 本桥边跨现浇采用就地地基处理搭设临时支架 作为工作平台 进行砼的现浇 因此要注意支架的稳定与刚度 本桥连续梁结构形式为 45 2 80 45m 主跨及边跨具体为 0 块 5m 1 8 块 3 75m 9 为合拢段 2 0m 10 边跨现浇段 3 88 3 86 m 连续梁的施工设备连续梁的施工设备 连续梁施工的专用设备是其顺利施工的关键 主要的设备有 设备名称及规格数量备注 5 挂篮6 付 12 只 0 1 内 外模6 套 随挂篮内 外模12 套 现浇段内 外模2 套 准备 1 套 另一套可组接 450T 油顶4 套 70T 油顶4 套 21T 油顶4 套 25T 手拉葫芦60 个另备 40 个 25T 油顶90 个另备 60 个 汽车吊2 台 砼地泵2 台 支座施工支座施工 支座垫石作为永久的支座基石 对支座安装平整度和对中精度 要求高 垫石四角及平面高差控制在 1mm 垫石为二层浇注 首层 浇筑标高比设计高低 15cm 第二层用带微调整平器的模板 控制浇 筑比设计高度稍高 再利用整平器及精密水准仪量测 反复整平砼 面 在安装支座前 凿毛垫石铺 2 3cm 厚 与墩身等强的砂浆 砂 浆浇筑标高较设计高略高 3mm 然后安放支座就位 用锤振击 使 符合设计标高 偏差不得大于 1mm 水平位置不得偏差大于 2mm 临时支座的作用是在施工阶段临时固结墩 梁 承受施工时由 墩两侧传来的悬浇梁段荷载及偏心时的大部分弯矩 在梁体边跨合 拢后拆除 进行体系转换 临时支座为 C55 砼 用塑料包裹锚固的 精轧螺纹钢 穿过砼预埋的梁底 砼临时支座中层 设有 5cm 厚夹 6 有电阻丝的硫磺砂浆层 便于拆除时加热熔化 托架现浇托架现浇 O O 段施工段施工 本桥墩身较高 采用墩身预埋三角托架和型钢结构 建立模板 支架施工平台 浇注 O 段砼 0 号段结构复杂 预埋件 钢筋 三向预应力钢束及其孔道 锚具密集交错 梁面有纵横坡度 端面与待浇段密切相连 我们将 精心施工 结合本桥的结构形式 0 号块将在墩身上预埋三角托架 现浇 砼浇筑 先底板 再腹 顶板 支架结构见 0 块托架构造图 附图 模板和托架是现浇段施工的关键 其设计施工的主要技术要求 是 1 应有足够的刚度和承载能力 2 准确地计算在浇筑过 程中结构的弹性变形和非弹性变形 在墩柱顶考虑 5mm 的下沉 3 施工偏差和定位符合有关规定要求 4 便于操作 确保施 工质量 0 块梁砼浇筑顺序 施工顺序为 第一步 安装好底模板 外 侧模板 第二步 安装底板 腹板钢筋及其预应力波纹管 第三步 安装内侧模板及顶板底模板 第四步 安装顶板钢筋 预应力波纹 管及预埋件 第五步 浇筑混凝土 第六步 混凝土养护 预应力 穿束 张拉及压浆 第七步 顶 侧 底模板拆除 第八步 0 块 与 1 块之间的连接部位进行施工接缝凿锚 a 底模 底模支承在钢梁上 围绕支座为组合钢模 模面与支 座表面一致 缝隙用橡皮膏嵌缝并贴上胶带 以防漏浆和接触面凹 7 凸 b 外侧模 外侧模为专门加工的组合钢模 用螺栓固定在上 下游托架上 外侧模钢支架上设有横向张拉工作承台 调整标高和 拆模采用千斤顶 其平面须光滑 平整 顺直 误差为 2mm c 内模和过人洞 内模和过人洞均采用装拆便捷的组合定型钢 模 d 端板与堵头板 是保证梁端和孔道成形的关键 0 块共有 58 根束 预留孔道多 必须保证其位置准确 减少预应力损失 因此 端板与堵头板施工必须十分认真 e 预应力管道 为确保预应力筋布置 穿束 张拉 灌浆的施 工质量 必须保证预应力管道的质量 本桥为三向预应力结构 波 纹管采用定位筋 每 0 5m 一道固定 防止滑动 移位 f 砼的浇筑 砼的浇筑采用二次成型法施工 先底板 后肋板 顶板 砼的配合比设计按设计 C55 砼配制 本工地采用集中拌和 用 砼泵车输送 坍落度控制在 16 2cm 砼浇筑时 特别注意保护波纹管 必要时要清洗波纹管 不能 踩踏 破坏 以防漏浆 堵塞管道 g 加强砼浇筑后的养护工作 当砼达到设计的 70 时 拆除端模 堵头板和内模及过人洞 最后拆除外模 进行张拉 张拉另详述 施工程序如下 安装墩顶托架平台 8 安装底 侧钢梁及千斤顶 或沙箱 安设盆式支座及临时支座 安装底板部分堵头模板 托架平台试压 调整模板位置及标高 绑扎底板和腹板的伸入钢筋 安装底板上的竖向预应力管道和预应力筋 监理工程师验收 浇筑底板混凝土 混凝土养护 绑扎腹板纵向 横隔板钢筋 绑扎腹板纵向 横隔梁横向预应力管道和预应力筋 安装全套腹顶模板 绑扎顶板底层钢筋网及管道定位筋 安装顶板纵向预应力管道及横向预应力管道和预应力筋 安装顶板上层钢筋网 包裹 32 的预应力筋 监理工程师验收 浇筑腹 顶板混凝土 19 及时清理管孔水泥浆 20 混凝土养生 21 拆除顶 底板端模 22 两端混凝土连接面凿毛 23 混凝土强度达到设计要求强度后拆除内模 侧模 张拉纵 9 竖 横向预应力筋 24 纵 竖 横向预应力管道压浆 25 拆除 0 底模 26 保留托架平台 直至体系转换时拆除 以上主要程序施工和结构构造要点分析 a 施工托架 施工采用钢板预埋在墩身 由精轧螺纹钢对拉 纵 向在钢板上焊接 3 根 3 5 米 I45 工字钢 每根工字钢下面由两根 30 槽钢合并斜撑于墩身上 托架上面由 5 根 I30 工字钢横向布置 形 成 0 块悬臂部分的施工平台 b 托架在现场整体拼装 由于托架在浇筑梁段时 托架弹性 杆 件连接处有缝隙等因素 可能会使托架下沉 引起混凝土梁段出现 裂缝 因此 在混凝土浇筑以前 我们将对托架进行试压 试压方 法是采用精轧螺纹钢预埋到承台 连接到托架按悬浇部分的施工荷 载施加预应力 以消除其非弹性变形 测出其弹性变形值 为外侧 模预留高度提出参数 并检验托架是否安全 c 0 块施工前必须对临时支座进行施工 临时支座的顶面标高 应符合 0 块底面标高 其尺寸大小严格按图纸施工 盆式橡胶支座 的标高误差控制在 2mm 以内 临时支座加硫磺的砼配合比 必须 在实验室反复实验 求得其必须有设计上的强度 通电后 电阻丝 发热 使其自燃 以便以后顺利拆除临时支座 硫磺的含量也不能 太高 太高会产生爆炸现象 实验时应注意安全 1 1 8 8 号块的挂篮施工方法号块的挂篮施工方法 10 挂篮是梁体浇筑专用设施 是施工梁段的承重结构 也是施工 梁段的作业现场 我们将采用通用的自锚平衡的拼装桁架式挂篮 挂篮的主要构造见悬臂挂篮构造图 挂篮及悬浇施工说明如下 a 主纵桁梁 主纵桁梁是挂篮悬臂承重结构 采用型钢拼装 而成 b 行走系统 行走系统包括支腿和滑道及拖移收紧设备 行 走系统通过铺设的滑道上移动 c 底篮 底篮直接承悬浇梁段的施工重力 由下桁梁和底模 纵梁及吊杆组成 主要横梁采用工字钢构成 底模纵梁用多根工字 钢 吊带用钢板加工而成 吊杆用 32 的精轧螺纹钢筋 d 后锚系统 后锚是主纵横梁的自锚平衡装置 由锚杆压梁 压轮 连接件 升降千斤顶等组成 混凝土浇筑前 将按照设计锚 力的 0 5 1 0 1 5 倍分别用千斤顶检验锚杆 锚力的测试直接用 竖向张拉系统测得 e 在托架上完成 0 块梁体后在主梁上对称拼装挂篮 我们将 挂篮主纵桁梁及底篮组拼大件运至墩位 用塔吊起梁 组拼成挂篮 主要施工程序如下 安装自锚纵梁 拼装挂篮纵横桁梁 底篮 模板 安装主纵桁梁和支点 安装主横行桁梁 安装前后吊 杆和带千斤顶的横梁 主纵桁梁加锚并调整纵桁梁和横桁梁位置 吊挂两侧底篮 调整底篮高程 安装外侧顶模 调整模 板尺寸及标高 绑扎钢筋 设置预应力管道 安装端模及堵头模 板 浇筑混凝土 11 f 挂篮的行走及定位 前一梁段梁体浇筑完成并实施纵向预 应力筋张拉压浆后 在已浇梁段上对称铺设挂篮自锚纵梁 该纵梁 由 2cm 厚钢板组焊而成 定位在预留竖向预应力筋上 未张拉 并 将其固定 顶起主桁梁 挂篮的前支点与走行纵梁之间铺设多根小 圆钢 以减小挂篮带重前移时的摩阻力 挂篮的后支点通过专用的 夹轮将挂篮的尾端反扣在走行纵梁上 防止挂篮带重前移时倾覆 挂篮行走之前 应将内 外模板与梁段砼彻底分离 并落在能随挂 篮一起滑动的钢梁之上 挂篮行走的动力单边均采用 2 台 5T 手拉葫 芦慢速牵引 到位后用全站仪对中定位 然后用水准仪按设计标高 调整各部位模板的位置 模板标高定位时 应充分考虑砼自重 挂 篮自重及模板 每端重 50T 悬臂挠度 及张拉后上拱值等影响 挂篮行走时应保证两端对称进行 悬浇段悬浇段 1 1 8 8 块的砼浇注块的砼浇注 根据挂篮的特点 在模板 钢筋 预应力筋定位和 0 块施工情 况一样 经监理工程师检查合格后 进行砼的浇注 经搅拌站拌出 的砼送至 1 3 墩 用砼输送泵至工作平面上 再人工捣实 注意 两边对称浇注 经常转换在 0 块上的砼输送管接头 确保不偏心最 大重量力 50T 的施工 一次性浇注底 腹 顶板 6 6 施工预拱度控制 施工预拱度控制 施工测量控制标高 每块段的施工都必须严格控制砼的标高 根据我单位类似的经验 安装挂篮 或行走前 要测高程 安 装 或行走 完毕要测高程 根据设计院计算数据 测好预留高 12 程 浇注砼前要测高程 浇注结束要测高程 砼达到一定强 度张拉后要测高程 砼拆模落架后要测高程 每段每块结束后 要将前面每段每块的高程要连续测量记录 形成一个完整 连续的 数据 用电脑进行分析 决定每节段砼块件的预留标高值 确保主 孔段合拢误差在 2cm 以内 由于箱梁在悬臂浇筑施工时受砼自重 日照 温度变化 墩柱 压缩等因素影响而产生竖向挠度 砼自身还存在收缩 徐变等因素 也会使悬臂段发生变化 为使合拢后的桥梁成型及应力状态符合设 计要求 达到合拢高程误差控制在 15mm 以内的要求 最大限度地使 实际的状态 应力与线型 与设计的相接近 必须对各悬臂施工节 段的以挠度与应力为控制的进行观测控制以便在施工及时调整有关 的标高参数 为下节的模板安装提供数据预报 确定下节段合适的 模板标高 挠度控制采用以往同类桥梁施工所验证准确可靠并经监 理工程师批准的计算机软件进行 施工时建立施工控制网络 以自 适应法及灰色预测辨别法等理论为模型进行施工控制 确保合拢精 度 观测内容 挂篮模板安装就位后的挠度观测 浇筑前预拱度调整测量 砼浇筑后的挠度观测 张拉前的挠度观测 张拉后的挠度观测 已完成各阶段之荷载及温度 徐变收缩引起的挠度计算 观测 13 合拢段合拢前的温度修正 温度观测 应力观测 通过在控制截面内预埋测试仪器搜集数据 挠度观测的关键是每日定时观测 时间宜选在每日温升前上午 8 00 9 00 以前 合拢段应在施工前进行连续 24h 每次间隔 2h 观测 提供合拢前的数据 为控制挠度 应该在混凝土施工完成并达到设计要求的张拉强度后 进行预应力束的张拉 应按岭期及强度进行双孔 一般在混凝土施 工后 3 4 天方进行张拉以减少张拉时的混凝土收缩徐变值 使永存 应力满足设计要求 相应减少张拉后产生的挠度 施工控制的方案 大跨径悬臂梁施工时必须进行有效的施工控制以 保证成桥后的梁体线型及受力状态与设计尽量吻合 施工控制的以 主梁挠度与内力为控制对象 控制原则为 1 施工过程中主梁截面应力在允许范围内 2 悬臂合拢段相对高差在 15mm 内 轴线误差在 10mm 内 3 桥面线型调整引起的桥面铺装层厚度增减平均值符合设计要求 4 桥梁预拱度满足二期恒载 1 2 活载作用和设计混凝土徐变年限 内的徐变变形要求 该值通过计算确定 崇义大桥一施工控制的具体方法是采取参数识别法与灰色预测相结 合的方案 形成施工 量测 识别 修正 误差预测 调整 施工 的循环过程 其中自适应法 参数识别 是如何使控制的期望值能 够反映实际结构状况 确定影响施工精度的参数如混凝土弹性模量 14 混凝土容重等实际与设计计算数值上的差别 具体做法是根据施工 施工中结构线形或内力的实测值对主要设计参数进行识别 寻找产 生偏差的原因 然后将修正过的设计参数反馈到控制计算中去重新 给出施工中内力和挠度的理论期望值 以消除理论值与实测值不一 致的主要部分 最后达到挠幅与内力双控的目标 灰色预测法是以 灰色系统理论为基础 针对信息部分明确部分不明确的系统 具体 做法是将各控制点的标高理论值减去实测值得到误差序列 建立误 差序列的 GM 1 1 模型 求出误差函数 得到误差估计值 将误 差估计值与理论值相加得到预测值 悬臂梁桥施工中温度变化是影响主梁挠度的主要因素之一 日照会 引起主梁顶 底板温差 引起主梁翘曲 挠度和墩柱的偏移 通常 选择在日照前进行梁体挠度观测 并需要在张拉完成 6h 8h 后方能 进行观测 由于预应力张拉效应具有滞后现象 为下节段立模高程 提供数据 但此方法有不方便的缺陷 我部拟采取移动相对坐标法 进行施工 具体为 1 选择施工的 i 段前端点作为相对坐标系的原 点 此坐标是相对会移动的 此坐标系中的第 i 1 段坐标是固定不 变的 可据此进行第 i 1 段立模或确定第 i 1 段节段标高 在悬臂端第 i 段施工完成后 选择一天中的合适时间 一般在日出 前 准确测量出第 i 段的标高控制点高程 hi0 在进行第 i 1 段节 段立模 确定 i 1 段标高或进行随机检测时 先测量出第 i 节段标 高控制点标高 hi1 当第 i 段标高控制点标高 hi0 是在挂篮仍未推出时所测量 则 15 第 i 1 段节段立模标高为 hi 1 为 hi 1 hyc i 1 hi1 hi0 gl i 1 其中 hyc i 1 Hsji 1 hgl i 1 Ygd i 1 当第 i 段标高控制点标高 hi0 是在挂篮已经推出就位后所测量 则第 i 1 段节段立模标高为 hi 1 为 hi 1 hyc i 1 hi1 hi0 其中 hyc i 1 Hsji 1 hgl i 1 Ygd i 1 可解决了由于不 同时间测量所引发的问题 可以在一天内的任意时间进行节段立模 节段标高确定或各项随机检查所需的标高测量值 式中 第 i 段挂篮推出后新增加的荷载 如钢筋 所产生的挠 度 通过结构计算获得 gl i 1 挂篮推出引起的第 i 段前端标高控制点的挠度值 通过 结构计算获得 施工控制中进行各项试验检测 如混凝土容重 混凝土各龄期弹性 模量 预应力管道摩阻损失 梁体控制截面的应力情况 进行立模 砼浇筑前 砼浇筑后 张拉前 张拉后阶段的挠度检测 根据设计 参数及控制参数 建立结构分析模型进行前进分析 得到各阶段的 内力 挠度及成桥状态的内力 挠度 在此基础上进行后退分析得 到以成桥状态下的各阶段预抛高值 在施工中按照参数识别 灰色 预测相结合的方法建立施工控制网络 悬浇要确保梁体稳定 将已浇注好的箱体要按设计值进行张拉 保证箱梁的预应力结构符合要求 发现张拉断丝 束现象 超过范 围值时 必须换束 在砼强度必须有实验室龄期与实验的抗压数据 16 后 才能张拉 否则梁体容易开裂 张拉后 48 小时内必须压浆 必 须使管道内压浆饱满 可按万分之一的比例加铝粉 竖向预应的压 浆比较困难 可采用在下端预埋压浆管 上端出浆的方法 确保其 饱满 对将要浇注的梁体模板既要按设计的几何尺寸 又要有一定 的刚度 对装在已浇砼端的模板 必须拉紧 以免留一条明显的工 作缝 并要接顺 美观 形成线型 7 7 劳动力安排 劳动力安排 当机械设备等固定因素确定下来 施工的关键就是劳动力 本标劳动力分为二部分 一种为技工 另一种为普工 普工为 一般性工人 其技术级别比较低 只从事一般性体力劳动 技工为 较高级的劳动工人 有一定的施工技术含量 能按工程技术人员的 要求 而达到施工上的要求 a 能从事模板安装的技工 能带领普工从事模板安装 并按规 范施工 能按要求调整模板外型尺寸和结构物标高 b 钢筋工及波纹管安装技工 能按设计图制作 安装钢筋 能 将波纹管安装平顺 并指挥普工 c 电焊 氧焊工 能按要求达到电 氧要求 要持证上岗 并 保证施工安全 d 电工 能正确 安全用电 e 砼工 能正确 规范进行砼施工 能正确振捣密实砼 熟悉 掌握砼的施工工艺 保证不堵塞预应力孔道 并从事挂篮行走 f 张拉操作工 主桥结构力的形成主要是预应力 故必须有多 17 个熟练从事张拉操作的技工 并进行压浆 g 现场指挥人 能合理分工 指挥各工种和机械设备 如现场 起重 指挥吊车 并作为专职安全员 每单个连续梁劳动力搭配表每单个连续梁劳动力搭配表 名称技工人数 人 普工人数 人 指挥 1 砼工 412 钢筋工 210 电 氧焊工 6 电工 2 模板工 412 张拉操作工 810 注 普工可跨工种劳动 8 8 合拢段施工及体系转换 合拢段施工及体系转换 8 块完成后 将挂篮拆除 然后安 装边孔合拢段模板 此前边孔现浇段已在支架上现浇完成 合拢段 施工的顺序是先合拢两个边孔 用劲性刚梁焊接 8 块及现浇段 然 后张拉临时束 安装钢筋 预应力孔道及模板 选择气温在 15 20 时浇注砼 当砼达到 95 时 进行张拉主桥边跨第一批钢束 并解除临时束 压浆 边孔合拢施工完毕后 进行主孔合拢 主孔 合拢工作 是将主孔两端梁体用劲性刚梁焊接锁定 张拉边孔临时 预应力钢束 再进行钢筋模板等安装及砼施工 砼浇筑速度宜快不 宜慢 且合拢温度严格控制在 15 20 砼拌制时应适量掺加膨胀 剂 防止砼收缩产生裂缝 待主孔合拢砼强度满足要求时 张拉主 18 孔合拢段第一批预应力钢束 并将钢束孔道用水泥浆灌满 接下来 松开墩顶临时固接钢筋 安装边墩永久支座 最后张拉主桥边 中 跨合拢段的第二批钢束 合拢程序先边跨再次边跨最后中跨 体系转换应按 主桥主梁施工阶段图 进行 第一阶段 在墩 顶和托架上浇筑 0 块件 张拉 0 块的 XD1 束及 XF1 束 第二阶段 第八阶段 1 悬臂对称浇筑 1 7 梁段 并依次张拉各梁段 XD2 XD8 束及 XF2 XF8 束 第九阶段 1 悬臂对称浇筑 8 梁段 并依次 张拉其 XD9 束及 XF9 束 2 在 0 台搭设浇筑边跨梁段的钢加劲桁 架 3 在支架上浇筑边跨现浇段梁段 4 安装边跨合拢段的临时 锁定装置 第十阶段 1 浇筑边跨合拢段砼 2 张拉边跨第一批 LSB1 LSD2 束 第十一阶段 1 安装第二跨 第三跨合拢段临时 锁定装置 2 浇筑第二跨 第三跨合拢段砼 张拉中跨第一批 LCB 束及 LCD1 束 第十三阶段 1 解除装 1 3 墩临时约束 安装 1 3 墩永久支座 2 张拉第一跨 第四跨第二批 LSB2 束 3 张 拉第二跨 第三跨第二批 LCB2 LCB4 束 4 解除临时锁定装置 解除主墩临时支座约束的方法是 将预留在临时支座中硫磺砂 浆夹层内的电炉丝通电 主硫磺砂浆融化 再将临时支座中的精轧 螺纹钢割除 使梁体平稳落在预设的盆式支座上 最后拆除现浇段 的施工托架 将梁体全部落在墩顶支座上 实现梁体由 T 型刚构向 连续梁的体系转换 为防止合拢后梁体产生附加内力 在两侧悬臂端按照设计要求 加配重至合拢段混凝土的重量 配重应考虑合拢吊架重 为保证浇 19 注混凝土过程中合拢口始终处于稳定状态 浇注时边浇边调整两侧 配重直至砼浇筑完毕中跨配重全部卸去 以达到弯矩平衡 加 卸 载均应对称梁轴线进行 平衡压重可采用水箱放水来控制 在砌好 的水箱墙面上划上刻度标线 两端各注入与设计配重等重量的水 每浇筑部分砼 等量地放掉水箱内的水 直到浇筑结束 主梁合拢段施工的影响因素较多 而且很复杂 在混凝土强度 增长过程中 将承受来自于纵向两侧已浇注梁段的拉 压作用 应 尽可能缩短合拢段施工周期 一般约束锁定至浇注完砼时间周期控 制在两天之内 在施工中 合拢段砼要求收缩小 并要求早强 最 好采用微膨胀混凝土 强度比梁体提高一个等级更好 使混凝土尽 早达到设计强度 及时张拉合拢段的预应力束 以防混凝土出现裂 缝 体内锁定时劲性骨架旁间隙小 骨料直径不宜过大 要求流动 性较好 坍落度宜控制在 12 16cm 崇义大桥一 C55 砼配比为 491 水泥 719 砂 1078 碎石 162 水 4 91 减水剂 15 膨胀剂 其中 水泥为采用江西瑞金万年青 水泥 P O52 5 级水泥 碎石为新安子采石场连续级配碎石 砂为南 康市塘江镇通用砂厂 水为饮用水 外加剂为宜春博达交通工程科 技开发有限公司 FDN 1 标准型高效减水剂 膨胀剂掺量为水泥用量 的 3 减水剂掺量为 1 21 连连续续箱箱梁梁悬悬浇浇合合拢拢施施工工工工艺艺框框图图 挂蓝悬臂施工完毕 箱梁现浇段施工完毕 挂蓝拆除 拆模 按照设计要求在两悬臂端加配重 安装边跨合拢吊架和劲性骨架 绑扎钢筋 穿波纹管 立模板 张拉边跨顶 底板预应力束 浇筑边跨合拢段砼 张拉边跨横向及竖向预应力束 按照设计要求撤除部分配重 砼养生 调整两侧配重 测量高程 调整两侧配重 解除主墩的临时固结 解除活动支座的临时锁定 安装中跨合拢吊架和劲性骨架 调整配重 测量高程 偏位 测量高程 偏位 通车运营 中跨合拢段立模 绑扎钢筋 浇筑中跨合拢段砼调整两侧配重 拆除全部配重 砼养生 张拉中跨底板预应力束 张拉中跨横向及竖向预应力束 拆除中跨合拢吊架 模 板 中跨合拢段结束 22 9 9 箱梁的砼及张拉的施工 箱梁的砼及张拉的施工 崇义大桥 一 主桥上部结构形式为纵向分离双幅四跨变截面 预应力砼连续箱梁 其纵向和横向采用 15 24mm 钢绞线 配 OVM15 17 OVM15 12 OVM15 10 OVM15 9 型 坚向预应力采用 25mm 精轧螺纹钢 配 JLNM 25 型锚 砼标号为 C55 a a 砼配制及施工砼配制及施工 C55 高强度砼选用不低于 52 5 等级硅酸盐水泥 普通硅酸盐水 泥 和早强硅酸盐水泥 本桥一律采用 万年青 52 5 级 水泥 碎 石强度应大于或等于 2 倍砼抗压强度 最大粒径控制在 20 25mm 以 下 本桥采用优质合格碎石 砂的细度模数不小于 2 6 含泥量不 超过 2 另外加高效减水剂及矿物活性材料 如粉煤灰等 使拌 合具有良好工作度 并在硬化后具有高强度性能 砼用水为饮用水 砼的拌制采用强制式搅拌机 在砼充分拌合后再加入高效减水 剂 减水剂不能与干水泥直接接触 因高强度砼坍落度损失快 所 以应分阶段投入减水剂 尽量缩短运输时间 水化热引起的高温对 早期强度有利 但后期强度会降低 因此水泥用量尽量降至 450Kg 以下 夏季施工要对粗骨料降温 砼浇注完 8 小时内必须覆盖养护 时间不少于 14 天 严格注意高温养护和低温养护的条件 高温时水 易蒸发 要勤浇水 并有覆盖物 低温时要有防冻措施 如加温覆 盖及浇热水等 严防砼受冻 砼采用泵送形式 因此砼的坍落度控制在 16 2cm 在施工中 23 及时调整 确保砼的强度 注意砼的施工工艺 既要振实 又要防 止过振 插入式振动器不能碰撞模板及波纹管 b b 预留孔道预留孔道 预留孔道是后张构件制作的特殊工序 孔道尺寸 形状 质量 对后张构件的质量有直接影响 主桥悬浇采用塑料波纹管 在需要 接长时 两段管间旋入一段长约 40mm 的连接管作为搭接头 接缝处 缠绕胶带密封 以防漏浆 预留孔道截面面积不小于预应力筋束面 积的 2 5 倍 对于单根预应力筋 其孔道直径应比预应力筋外径大 10mm 15mm c c 预应力筋的张拉预应力筋的张拉 张拉前首先选用配套的张拉油顶和油泵和油表 并标记组合关 系 其次 到有计量资格的单位进行标定 确定其张拉曲线和回归 方程 张拉钢绞线的千斤顶和油表应配套标定 锚具夹片应经检验 合格 预应力筋张拉要待砼强度达到设计的 95 以上才能张拉 并实 行双控 其一是钢绞线的张拉控制力 其二是钢绞线的张拉伸长量 二者中以张拉控制力为主 伸长量控制为辅 纵向钢束张拉顺序应 本着 先腹板后顶底板 先长后短 先边跨再次中跨最后中跨 的 原则对称进行 横向预应力的单端张拉 张拉端在顶板 主桥两侧 交替张拉 竖向预应力为桥面一端张拉 每一梁段宜按照先纵向 再横向 最后竖向的顺序张拉 预应力应落后纵向 1 个节段张拉 目前尚无直接在施工中量测真正施加在砼上的应力值的方法 且预 24 应力筋可能存在材质不稳定 截面积不均匀 弹性模量值的变化等 实际工程中存在的某些因素也会导致部分张拉力损失 从而使预应 力不到位或发生变化 所以必须在采用应力控制张拉时 以伸长值 进行校核 为减少钢绞线在波纹管或抽拔管内弯曲 先进行 10 K 张拉 后进行 10 100 K张拉 并测出 10 100 的伸长量 L实 计算出 10 K的理论伸长量 L理 以确定伸长量 L L实 L理为张拉控 制应力 K的伸长量 作为双控之一的控制值 实际伸长值与理论 伸长值的差值应符合设计要求 控制在 6 以内 否则应暂停张拉 待查明原因并采取措施予以调整后 方可继续张拉 张拉时要严格 控制预应力筋的断丝 滑丝 回缩现象 张拉力和张拉伸长量 张拉力 钢绞线标准强度 FPK 1860MPa 张拉控制应力 con 0 75FPK 1395MPa 215 24 钢 绞线的断面积为 1 4cm2 则每根钢绞线的 100 张拉力为 1395 0 14 195 3KN 一束钢绞线内 15 根钢绞线 100 张拉力为 195 3KN 15 2929 5KN 根据 400T 千斤顶和油表配套标定资料 暂定 千斤顶编号压力表编号100 张拉力压力表读数 他每束钢绞线 12 根或 3 根 4 根 5 根钢绞线 分别求出 100 张拉力 再根据千斤顶和油表配套标定资料 确定油表读数进行张 拉 25 张拉伸长量 设计文件中 根据每束钢绞线的长度和曲线转角 均已算好每 束钢绞线的伸长量 一般可对照办理 为复核设计文件中是否有误 可对每束钢绞线伸长量复核计算 张拉伸长量的计算 甲 平直钢绞线张拉伸长量的计算 AL PPL APEP PP 预应力筋平均张拉力 N L 预应力筋长度 mm AP 预应力筋的截面面积 mm2 EP 预应力筋的弹性模量 N mm2 1 95 105MPa 乙 曲线钢绞线伸长量的计算 PP P 1 e KX Q KX Q P 张拉力 N e 自然对数底为 2 7182818 孔道摩阻系数为 0 25 K 孔道偏差系数为 0 0015 Q 张拉端至计算截面孔道部分切线夹角之和 按 径 计算 X 张拉端至计算截面孔道长度 一端锚具变形及钢束回 缩值 6mm 实际伸长量的测算 张拉力 10 量的伸长量 L1 张拉力 20 量的伸长量 L2 张 26 拉力 100 量的伸长量 L3 单向张拉的实际总伸长量为 L 总 L3 L2 2 L1 若双向张拉实际总伸长量为 A 端总伸长量 B 端 总伸长量 双向张拉 两千斤顶同时张拉 两端的伸长量尽可能相 等 检算实际伸长量是否合格 理论伸长量 实际伸长量 理论伸长量 小于 6 属检合格范 围 大于 6 不合格 要查找原因 主桥钢绞线较长 因此伸长量较长 远大于油顶的行程 本桥 采用二次张拉法 采用后张法梁的预应力筋张拉程序 依预应力筋 种类与锚具类型不同而异 1 精轧螺纹钢 0 初应力 1 05 K 持荷 5min 0 9 K K 锚固 2 低轻弛力钢铰线 有自锚能力的夹片式锚具 0 初应力 K 持荷 2min 锚 固 张拉时应尽量减少预应力筋与孔道摩擦 因此预应力管道安装 时 尽量要平顺 以免造成过大的应力损失或使构件出现裂缝 翘 曲变形 预应力筋的张拉顺序应按设计规定进行 若无规定时 应 综合以下两方面因素核算确定 一 避免张拉时构件截面有过大的 偏心受力状态 应使已张拉的合力线处在受压区内 边缘不产生拉 应力 其二应计算分批张拉的预 27 应力损失值 分别加到先张拉的力筋控制应力值 K内 但 K不能 超过有关规定 否则应在全部张拉后进行第二次张拉 补足预应力 损失 温度对预应力筋的抗拉强度 应力松弛 弹性模量影响较大 因此宜采用砂轮锯 切断机 不得采用电弧切割 当使用气割时 必须离开锚具以外 30mm 50mm d d 孔道压浆孔道压浆 水泥采用硅酸盐或普通水泥 标号不低于 52 5 等级 水泥浆强 度同梁体标号 外加剂采用具有低含水量 流动性好 最小渗出及 膨胀性等特征的外加剂 水灰比控制在 0 4 0 45 泌水率不超过 3 24 小时内泌水全部被浆收回 水泥浆的稠度控制在 14 18s 间 压浆须使用高压真空灌浆 灌浆应缓慢 均匀进行 不得中断 孔道灌浆后应密实无空隙 防止浆体硬化收缩与孔道分离 造成预 应力筋的腐蚀 影响预应力构件的安全性能和耐久性 e e 封端封端 孔道压浆后应立即将梁端水泥浆冲洗干净 同时清除垫板 锚 具及端面砼的污垢 然后浇筑封端砼 封端砼应符合设计规定 且 不低于梁体砼强度标准值的 80 砼浇筑后应静置 1 2h 带模浇水 养护 脱模后在常温下养护时间不少于 7 昼夜 气温低于 5 时不 得浇水 同时还应采取保温措施 以防冻害 f f 张拉监理程序张拉监理程序 28 由于预应力张拉及孔道压浆后的质量检查目前尚无有效的检测 手段 因此在施工过程中需把握好各个环节 实行监理全程旁站 每道工序必须报监理工程师检查后方可进行下道工序 1 开工前检查机具 材料 施工组织计划等 2 检查场地的平整 密实 排水情况 3 审批单项开工报告 4 检查支架强度 刚度 和稳定性 模板制作及安装精度 5 旁站检查钢筋制安质量及预应力管道的安装位置 保护层厚 度等 6 巡查砼浇筑 7 全程旁站预应力筋张拉 压浆 封锚 8 拆模后结构工程师对每节段梁进行验收 对成品进行评定 1010 0 0 号块托架预压号块托架预压 根据以往施工经验 采用预埋托架进行 块混凝土的施工 由于托架的变形对 0 块混凝土质量和梁体线形产生至关重要的影 响 在三向预应力及支点反力作用下 0 块处于复杂的应力状态 支架的不均匀变形使支点附近的底板 肋板的应力集中现象 因此 我们必须通过预压来减小支架变形 防止开裂 改善梁体线形 同 时亦可检查托架结构安全 防止事故发生 由于托架为悬臂结构 可知浇筑混凝土时使托架前端点下挠 e n 式中 托架本身变形 29 e n 托架的弹性和非弹性变形 n 主要由杆件螺栓孔隙及各构件间的连接缝隙产生 而 e 是 因托架并非绝对刚硬而产生的 工程中一般采用预压重然后边浇筑 边卸重的换重法 以防止托架的不均匀变形使混凝土产生裂缝 0 块为 C50 混凝土 174 83m3 作用在单侧托架上的重量很大 我们 拟采用对托架实施体外预应力进行等效预压 利用现有的液压千斤 顶张拉设备施加集中力进行等效预压 并随混凝土荷载增加逐级卸 载 使托架变形保持稳定 体外预应力的施加使 n 消除 e 则在施加预应力后提前发生 在混凝土浇筑的过程中逐渐释放预应 力 使托架的变形基本保持不变 消除 e 对混凝土的不利影响 达到等效预压的目的 30 设计荷载 10 1 1 荷载组合及分配 托架设计计算书已有详细计算 见附件 结果如下图所示 31 等效预压原理 托架结构在变形较小的情况下 把作用在其上的梁体均布荷载 转换为集中荷载 使两种工况下变形效果近似一致 即挠度曲线一 致 利用液压千斤顶施加集中力 并随混凝土重量的增加逐级卸载 使托架变形量最小 达到等效预压的目的 通过预压 使托架沉降 结构非弹性变形基本消除弹性变形则通过调节千斤顶张拉力得到有 效控制 荷载代换 10 2 1 托架悬臂端最大挠度 利用单位力法 9 1J j jpj EA NNN 125 2100000 7565 8 57 66 2 125 2 2100000 10699 7 2 57 66 22186 9 2 57 66 0 0835cm 10 2 2 等挠度下的荷载代换 由 9 1J j jpj EA NNN 0 0835 125 2100000 2 57 66 125 2 2100000 2 57 66 2 57 66 解之 P 10563 8kg 每个千斤顶张拉吨位 F P 2 5 10 56 2 5 26 4T 27T 10 3 预压实施方案 10 3 1 设备 机具现场布置 32 在托架悬臂端节点的下垫梁两侧对称设置四台 YCW 200 千斤顶 每顶最大张拉吨位 27t 270 级高强度低松弛钢绞线两束 每束 5 根 5 7 组成 下端锚固于基础承台上 千斤顶 油表等使用前需经 相关检测部门检测标定 锚具 钢绞线等使用前经验收合格 张拉 操作必须严格按相应操作规程执行 由于外露较长钢绞线 为防止 其滑出伤人 张拉前疏散周围工人 操作工人亦有相应防护 10 3 2 预压步骤 首先试压 在托架上按设计位置安装好千斤顶及钢绞线 用千 斤顶对每根钢绞线进行应力初调整 使其均衡受力 两侧千斤顶对 称缓慢施压 使压力稳定在 27t 加压过程中应仔细观察托架及垫 梁变形 并测量施压前后标高 持荷 24 小时后卸载 测量标高 这 时托架结构的非弹性变形基本消 失 施压前后变形之差即为托架弹性变形与垫梁 横梁底模弹 性变形之和 检查是否与理论值相吻合 并据此预设箱梁底板上拱 度 在 0 块混凝土浇筑前 1 小时 再次对千斤顶施压至 27t 然后随 混凝土圬工量的增加对称分级卸载 每级所对应的箱梁混凝土数量 应在模板上标出位置 施工中应根据混凝土浇注速度及方量随时观 测托架变形 注意预压的最终目的是使托架不变形或变形最小 因 此 千斤顶卸载吨位应以变形控制为主 混凝土增加数量为辅 变 形量严格控制在 1 0mm 之内 10 3 3 托架变形观测 33 在托架试压及浇筑混凝土过程中 需要随时观察托架变形 以 调整千斤顶吨位 因此 我们在墩身托盘部位预埋钢板 悬臂焊接 一钢管架 与托架构件互不接触 并在上部粘贴米格纸作为标尺 通过观测托架垫梁在标尺上的读数来掌握变形情况 及时记录测量 数据 协调好砼施工人员与千斤顶操作人员各项工作 随时观察托 架变形情况 注意接头 焊缝有无开裂 发现异常情况及时通知张 拉人员停止张拉 施工工艺流程图 34 330 350 1111 挂篮施工荷载分析 挂篮施工荷载分析 挂篮挂篮静载试验方法的步骤 在已成混凝土梁的两腹板上分 别构造两直角三角形反力架 在这两反力架下方分别设置两个千斤 顶 将两个千斤顶同时同步缓慢加载到挂篮额定载荷的 后停 止加载并保持 分钟 测量挂篮的下沉量和挂篮受力杆的应变量 然后依次同步缓慢加载到挂篮额定载荷的 后保持 一定时间 然后测量下沉量 逐级卸载 并测量挂篮的下沉量 施 工存在几种荷载 以一端挂篮为例 a 挂篮自重有较大承重能力的挂篮 一定有较粗大的型钢 如 图 及下页图 CD 杆的荷载为 30 型槽钢 加强钢板均为 10mm 因此自重大 单头挂篮重 25T 根据该杆件的截面 求得该截面的最大抗拉压力为 Fmax 2 根 30 截面为 43 90cm2 2 87 8 cm2 4 块钢板的截面为 33 2 1 28 2 1 122 cm2 S 209 8 cm2 取普钢的 1 7T cm2 则 Fmax 209 8 1 7 356 66T b 模板自重 由于主桥最长的节段为 4 75m 因此加大模板为 5m 长 含有内 外 底模及支架 共重 23 9T c 设备荷载 设备主要有张拉主索的 450T 油顶 必要的施工操 35 作人员 电焊机 手动葫芦等共 5T d 所浇注节段的钢筋砼的自重 取最重的 05 块 112 68T 由于 砼的自重都比较大 因此要妥善处理好支点及后锚固力的形式 e 支点力 作为结构物的内力承受 一定要支在腹板顶部 以 免破坏顶压 f 后锚力 在挂篮空载行走时 一般用一根未张拉的精轧螺纹 钢 作为后锚力 在挂篮承受砼最大承载力时 一般用三根未张拉 的精轧螺纹钢作为后锚力 后锚力是将精轧螺纹钢的力传递到走轨 上 再通过反扣板传递给挂篮的 悬浇要确保后锚固力的形成 在本桥所用验算的刚性挂篮 必 须有严格的力学分析计算 并有设计容许的安全系数 在空载行走 状态及浇筑砼时的倾覆验算稳定系数为 2 挂篮力学计算说明 以单头挂篮为例计算 挂篮水平底 469 458 927cm 挂篮自重 25T 含 AB BD BC CD 杆及节点板 走轨等全部自重 取自挂篮详细设计图 模板自重 23 9T 取 25T 长 5m 含外模 底模 内模 取自模板 图 张拉油顶 人群 小油顶 电焊机 手动葫芦 临时堆放的其它材 料 用具等 5T 取自现场施工及最不利时的分析 确定结构自重 a 设备重 25 5 30T b 模板重 25T 当挂篮空载前移时 挂篮受力情 况 挂篮移至如图受力时产生 Fmax 此时 P 砼 0 P挂 2 D P挂 1 A C 4 69 B 5 408 已完工砼节段 5 726 4 58 新浇砼节段 P砼 P模 Fmax 长度单位 米 2 5 36 P 模 25 5 5T c 模板的一半支撑在已浇砼的节段上 d 挂篮有二 根大梁支撑 P 挂 30 2 15T 挂篮的一半为悬臂结构 另一半 落在已浇节段上 P 挂 1 P 挂 2 15 2 7 5T 在实际施工中 P 挂 2 略大于 P 挂 1 但取 两者相等 对施工安全有利 结构稳定的基本条件 Mc 0 Fmax 4 69 P 挂 2 4 69 2 P 挂 1 4 58 2 P 模 4 58 Fmax 4 69 7 5 4 58 2 5 4 58 7 5 4 69 2 22 4875 Fmax 4 79T 取一根 25 的精轧螺纹钢为后锚力 F 33T Fmax 1 5 7 185T 规范规定 1 5 为安全系数 挂篮在空载前移时实际安全系数为 6 是非常安全的 当挂篮浇注砼 形成承载力时挂篮的受力情况 取 1 8 节段最重的一节 05 块件砼的方量为 43 34m3 取钢 筋砼的比重 2 6T m3 则 05 块件重 112 68T 则 P 砼 28 40T 重量的一半已由已完的砼节段承受 另一半重量由两个挂 篮大梁承受 稳定结构的基本条件 Mc 0 Fmax 4 69 P 挂 2 4 69 2 P 挂 1 4 58 2 P 模 P 砼 4 58 Fmax 4 69 7 5 4 58 2 5 28 4 4 58 7 5 4 69 2 Fmax 32 53T 取三根 25 精轧螺纹钢为后锚力 F 3 33 99 Fmax 1 5 48 795T 规范规定 1 5 为安全系数 当浇注砼时 实际安全系数为 3 该挂篮是十分安全的 根据 节所述 各杆件承受的抗拉压力远大于挂篮空载前移和最 大承载力时的杆件力 故计算从略 1212 施工工艺流程 施工工艺流程 41 连连续续箱箱梁梁墩墩顶顶 0 0 块块和和 1 1 块块施施工工工工艺艺框框图图 准备工作 安装钢管立柱 安装承重梁及分配梁 顶板钢筋 及波纹管安装 绑扎底腹板 隔板钢筋及预应力筋 模板安装 安装顶板支架及模板 砼浇筑 张拉预应力 砼养生 拆除模板及支架 测量放样 材质检验 砼拌制 制作试件 砼运输 检测试件 预应力压浆 42 连连续续箱箱梁梁悬悬臂臂浇浇注注施施工工工工艺艺流流程程图图 墩身施工 安装临时及永久支座 墩顶 0 1 块施工 循环工艺直至最后悬浇块完成 对称悬臂浇注 2 块段 挂蓝安装 预压 挂蓝前移 边跨 次边跨合龙段施工 中跨合拢段施工 解除临时固结 桥面系及附属工程施工 支架 模板 钢筋 边跨现浇段施工 测量 加配重 张拉 压浆 挂蓝设计加工制作 测量 加配重 43 连连续续箱箱梁梁挂挂蓝蓝悬悬浇浇段段施施工工工工艺艺框框图图 测量放样 拼装挂蓝 挂蓝正确就位锚固 拼装前准备 穿预应力束 绑扎底板腹板钢筋 张拉 砼养