跨新长铁路特大桥现浇箱梁施工方案

一、工程概况陈桥互通跨新长铁路特大桥工程上部构造，桩号K128+984.707K129+484.952，现浇箱梁墩号为39#64#桥台，现浇箱梁左右幅各三联，即从第六联第八联。第六联右幅设计宽度从17.5米逐渐过渡到13.5米，箱梁底板从13.9米逐渐过渡到9.9米。其它五联箱梁结构尺寸为顶宽13.5米，底宽9.9米，各联长度见下表：部 位本联孔数本联长度（米）部 位本联孔数本联长度（米）左幅第六联9163.752右幅第六联8161.592左幅第七联8160右幅第七联8160左幅第八联9174右幅第八联9174二、施工准备1、材料准备现浇箱梁所需的钢管桩、贝雷架、45b工字钢、底模和侧模所需的竹胶板、内模所需的多层板及方木等施工用料已进场。所需主要材料设备见材料设备表。主要材料设备表序号材料名称规格型号单位数量备注1钢管273 =6M12492钢板=12M21013槽钢16aM22004贝雷片321型片540备用60片5槽钢12M284546工字钢I45bM2607方木1210cmM31128竹胶版1.5cm厚M234129方木810cmM31910方木86cmM32211方木M315制作木楔12多层板1.5cm厚M2280013钢管48M60014空压机2.6m3/min台215吊车12T、16T台各116电焊机BX3-300台1517砼泵车台2一台备用 2、人员准备 根据现场需要，需各类施工人员166人，分工如下：钢筋工50人，电焊工20人，木工40人及杂工30人，混凝土工20人，电工4人，吊车司机2人。3、技术准备施工前，要求每个班组施工人员熟悉图纸，了解设计意图，学习施工技术规范。在施工前进行技术交底和安全交底。要求施工人员严格按照施工技术规范和设计要求进行施工。三、施工工期安排根据施工总体安排和人员设备情况，各联工期具体安排如下：1.左幅第七联：2002年7月10日8月23日。2.右幅第七联：2002年8月11日9月20日。3.左幅第六联：2002年9月1日10月10日。4.右幅第六联：2002年9月26日11月6日。5.左幅第八联：2002年10月18日11月27日。6.右幅第八联：2002年11月7日12月17日。四、施工方法详述根据现场实际情况和我部现有设备状况，为避免处理地基，确定使用贝雷片和钢管桩作为现浇箱梁的支架；使用竹胶板做的现浇模板；砼采用砼拌和站集中拌和，混凝土运输车运输，泵车泵送浇筑砼。具体施工方法如下：施工顺序及工艺流程1总体施工顺序安排根据现场下部工程完成情况，箱梁施工从左幅第七联开始，具体施工顺序为：左幅第七联 右幅第七联 左幅第六联 右幅第六联 左幅第八联 右幅第八联2现浇箱梁施工工艺流程详见现浇箱梁施工工艺框图支架的构成对桥面宽度为13.5米的现浇箱梁支架，采用在承台上竖立直径273MM,壁厚为6MM钢管桩7根,构成一个支撑排架， 并把同一承台上的两个钢管排架连成整体；在钢管桩排架顶部架设横向工字钢，作为支撑横梁，并焊接牢固；在工字钢上架设纵向9道贝雷桁架直接支撑箱梁底模。第六联右幅桥面宽度由17.5M过渡为13.5M,根据荷载情况从39#到42#墩每排排架布设9根直径273MM,壁厚为6MM钢管桩，贝雷桁架设置11道，43#44#跨贝雷架设11片；43#44#墩每排排架布设8根直径273MM,壁厚为6MM钢管桩，贝雷桁架设置10道，4445跨贝雷架设置10道；45#47#墩每排排架布设7根钢管桩，贝雷桁架设置9道，并连接牢靠。参见现浇箱梁支架施工图总图。1钢管桩排架安装承台施工时，在承台上预埋直径25MM的钢筋，埋深100CM，外露长度不小于8CM，间距25CM，前后分两排间距30CM；待承台混凝土强度达到设计强度的90%以上时，在承台全长范围内预埋钢筋间铺设一条厚1.2CM的钢板，并将钢板和预埋钢筋焊接锚死；根据每处箱梁底面标高和支架施工图，计算每排钢管的长度，并准确下料（每排排架钢管长度截取相等，箱梁横坡通过底模方木调整）；用钢筋在钢管桩顶部焊接吊耳，利用12T吊车将钢管桩竖直吊起, 将钢管桩和钢板焊接牢固。安装过程中严格控制钢管桩的垂直度,确保钢管桩垂直支撑面。待同一承台上钢管桩全部支立完成，同一排沿钢管桩竖直方向每4M用2根16a槽钢设置一道横撑，槽钢设置在钢管桩的两侧，背对背与钢管焊接连接，底部必须设置一道；同一排连接完成后，两排间相对的两个钢管每4M用2根16a槽钢焊接连接（2根槽钢口对口焊接），确保将同一承台上的两排钢管桩连成一个整体，保证排架的整体稳定性。两个承台间的钢管排架用25钢筋相互连接不少于6道。详见排架施工图。2架设横向工字钢用水准仪测量复核支立好的钢管顶，确保同排钢管桩顶部在同一个平面上。在每个钢管顶部设置一块直径373MM厚度12MM的钢板，与钢管焊接连接，并在钢板底面沿工字钢铺设方向设置加两道强肋；钢管顶部标高如有不同时，采用加垫钢板或电焊割除钢管的办法调平。用吊车将工字钢吊起安装在钢管桩顶部，在起吊过程中合理安排起吊点位置，防止工字钢出现弯曲，工字钢与钢管顶钢板焊接连接，焊缝长度不下于10CM。3桁架的架设支撑桁架是由单片321型贝雷片组装成的贝雷桁架，用16T吊车进行吊装。在横向工字钢上，从中间钢管中心向两侧每1688划一道线，并用红油漆标出标记，作为安装桁架的位置线。在待架孔位处进行地面拼装，首节拼接长度为15M，拼装完毕经检查合格吊装，按标识位置将桁架安装就位，用焊接好的三角架将贝雷架临时固定在工字钢上，并确保贝雷架的稳定后，吊车方可松勾。根据现场场地情况确定吊装顺序：左幅从右向左，右幅从左往右依次进行。按上述程序安装其他桁架，从第二道桁架开始，桁架间每隔5米在贝雷片的顶部和底部用12型钢将贝雷架横向连接,底部做成交叉连接，并用螺栓锁紧；每6M用12打一道剪刀撑。为确保桁架的稳固，在贝雷架与盖梁相接处，采用用16槽钢将贝雷片接长，并用槽钢将贝雷桁架与盖梁锚固。模板施工现浇箱梁的外模板使用厚度1.5竹胶板,用小方木做加强肋；内模用厚度1.5多层板，用小方木做支架和加强肋。1铺设底模加强方木底模加强肋采用1012cm方木，纵桥向间距30cm铺设，横桥向每侧宽出桥面边缘75。由于横桥方向有横向坡度和预留沉落量，为保证底模的标高，首先用水准仪沿每道支架纵、横方向每5M测量一点，并在测量位置焊接钢筋，用于标识控制标高位置，底模方木控制标高=箱梁底板标高+预拱度竹胶板厚度1.5，并挂线控制施工高度；为调整标高和落模方便，在桁架和方木间加设木楔块（预留楔块高度为57CM），并固定牢固，确保方木高度与控制标高线相吻合。用6号铁丝将方木和贝雷架绑扎在一起，每交叉点处至少绑扎一道。2铺设底模底模采用1.5cm厚的竹胶板，单片尺寸为1.222.44M,根据箱梁底宽和模板情况,采用竹胶板长边横桥向铺设，不足部分预留在底模两侧,并加竹胶板补足。用钉子将竹胶板和方木钉牢，并确保大面平整，不得翘曲。为保证美观，要求拼缝严密，平整，各跨间的模板拼缝顺直，并确保在一条直线上。对拼缝稍大的用水泥掺107胶水进行堵缝，并将表面修整平整，确保砼浇注过程中不漏浆，以杜绝出现砂线。在底板铺设完成后，将底板清洗干净，刷好脱模剂，并及时绑扎钢筋。若因故需长时间放置或雨水较多，温差变化较大时，用彩条布等覆盖，防止干湿循环使竹胶板变形。支座处模板拼装：根据设计正确选用支座。测量确定支座的平面位置和标高，用环氧树脂砂浆在水平尺的控制下安装好支座。为便于拆模，根据支座高度用木条制作木框，木框较支座大10，内填石英砂，将底模板铺设在木砂框上。3外侧模、腹板和悬臂模板拼装侧模及翼缘板悬臂底模采用厚1.5cm的竹胶板和方木加强肋构成。根据箱梁腹板外侧和悬臂尺寸，分块加工翼缘板悬臂底模和外侧模板,每块长2.44M 。侧模利用10CM8CM方木做加强肋间距30CM,翼缘板悬臂底模用6CM8CM方木做加强肋间距30CM。侧模通过对拉螺栓与腹板内侧模相互固定。对拉螺栓用14钢筋加工，纵向每90布置一道，每道两根，分别设置在侧模顶部和底部，拉杆端部加木垫调整松紧程度。腹板内模采用厚1.5cm的多层板和方木制作。采用6CM8CM的方木每30CM定一道，并做成长度为2.44M的定型模板，底部沿倒角模水平延长20CM，定好加强肋，以防浇注腹板混凝土时漏浆。相邻两腹板内模间用810方木对撑，间距60,同时在腹板内用方木做内支撑，边浇注混凝土边拆除。翼板底模安装前，首先安装悬臂部分专用的木支架。纵向每90CM布置一个，并用扒钉与底模方木连接牢固。参见箱梁侧模施工图。采用不干胶密封接头部位,并在接头处加设横向加强方木和斜撑防止错台。4顶板底模施工当第一次浇注的混凝土强度达80%以上时，支立顶板底模支架，铺设模板。支架采用68方木制作成定型骨架，沿纵向每 1米支立一个，并在骨架间用68方木加设两道剪刀撑；在骨架顶部纵向钉68木方，间距40CM，做模板加强肋，模板用厚度1.5的多层板,用铁钉在方木上钉牢。预压和施工预拱度1支架预压为保证现浇箱梁的设计线形,在支架安装完毕底模方木铺设好后对支架堆载预压,消除非弹性变形。根据设计和支架情况，预压荷载按混凝土总荷载的100%分级堆载。预压材料使用石英砂，根据箱梁断面设计形式，换算为砂子的高度，钢筋混凝土与砂的换算系数为2.5/1.5=1.67,即根据设计断面每处混凝土厚度乘换算系数可得堆砂高度。预压用的砂子装成小袋，吊车吊运，人工堆码。堆砂预压按照计算假定的荷载和拟定的混凝土施工顺序堆载，长度为23M,共分三级加载。第一级堆载为设计总重量的53%，总重为161.5T;第二级堆载为总重的27%,重量为82.3T,此时加载为箱梁钢筋砼总重量的80%，即244T。观察支架的72小时沉降值；最后加载至305T,即箱梁钢筋砼总重量的100%，观测沉降，当日沉沉降量不超过3时停止预压，卸除荷载，观测回弹值,预压结束。为准确设置底模预拱度，在预压过程中需详细掌握支架变形情况，在每跨支架顶部纵向，沿线路左中右分别在1/4、2/4、3/4跨径处设置观测点；加载后每2小时观测一次，并做出详细记录。2施工预拱度初步拟订箱梁的施工预拱度为4CM，具体构成如下：=123451箱梁结构自重及1/2汽车荷载产生的挠度，取0。2支架在荷载作用下的弹性变形，取27。3支架在荷载作用下的非弹性变形，取154支架基底在荷载作用下的弹性沉陷，取35由混凝土收缩及温度变化而引起的挠度，取5综合以上因素，拟订施工预拱度值为4CM。并按二次抛物线进行分配。同时根据沉降观测情况，作相应调整。钢筋加工和安装1钢筋加工钢筋的下料依据设计图纸中各种型号钢筋的设计长度，结合弯曲搭接长度下料；同时根据进场钢筋实际长度、同一型号钢筋的不同设计尺寸，钢筋接头在受拉区同一截面不超过25%，受压区不超过总面积的50%的标准，统筹考虑下料。钢筋的弯曲成型钢筋的弯曲均应在弯曲机操作平台上进行。根据不同的要求确定钢筋的板柱位置和板距。同一钢筋有几处弯曲时，按先弯中部再弯端部的顺序进行。对复杂的钢筋应进行试弯，经检验符合要求后方可进行批量生产。钢筋的焊接和骨架箱梁钢筋长度长数量大，为保证钢筋焊接质量，需对电焊工进行岗前培训和考核，作到持证上岗；并对每条焊缝检查，按施工技术规范规定频率取样检测。用槽钢限位法保证焊接后的钢筋轴线一致。骨架钢筋的焊接特别要注意其焊接中的变形和钢筋位置的准确。要求钢筋厂用混凝土制作一个骨架焊接平台，并预埋能够固定骨架的型钢，按骨架设计尺寸在平台上放大样；骨架焊接顺序应先点焊，宜由骨架的中间向两边对称进行，并应先焊下部后焊上部，每条焊缝应一次成功，相邻焊缝应对称跳焊，不可顺方向连续焊接。2钢筋的运输和吊装骨架钢筋的运输，采用人力搬运和吊车吊装两种方法。人工搬运时钢筋长度不宜超过25M，以防在自重作用下钢筋变形；当高度较高时，使用16T吊车起吊骨架。吊车吊运骨架时为了防止骨架变形，在吊勾下设一根长10米的扁担梁，扁担下设二个吊点，使用四点起吊骨架，扁担梁用不小于20a槽钢制作。3钢筋绑扎钢筋安装分跨进行，先安装一跨中的一个横梁钢筋，然后将骨架和普通钢筋安放样位置安装就位，再安装同一跨中的另一端横梁钢筋，一跨钢筋安装完毕。按上述方式依次进行，至一联钢筋施工完毕。根据混凝土分两次施工的情况，待第一次浇注的混凝土强度达80%时，在铺设好的顶板底模上绑扎顶板钢筋。钢筋绑扎操作方法如下： 在模板上按设计提供各种型号钢筋的尺寸划线、编号，放样时应从中心线向两端量出。然后按照各种型号钢筋位置布料，其顺序为从里向外，从下向上，并按穿插就位的先后放置，避免散乱，并应特别注意钢筋接头按规范错开，减少断面接头数量。绑扎采用22#铁丝，一面顺扣法，并在一定间隔处配用兜扣和十字花扣的绑扎法，以保证绑扎质量。保护层使用点接触式塑料垫块，并根据钢筋的密集程度和变化施加，一般不超过1M加垫一块，并按梅花型布置。砼施工1砼施工准备工作检查混凝土生产、拌和、运输和泵送设备状态是否良好；为保证混凝土连续浇注，混凝土浇注备用一台12T、一台16T吊车做提升设备；并配备3台50型和两台30型插入式振捣棒备用。平整、硬化好进场道路。2混凝土的配合比现浇箱梁混凝土标号为C40，根据实际浇注情况，要求混凝土初凝时间大于6小时，终凝时间大于8小时，坍落度1014，经过对配合比的比选，确定理论配合比为：C：S：G：W：JM-8=1：2.53:1.55:0.369:0.0125,每立方用量:C：S：G：W：JM-8=453:1146:702:167:5.66(单位:Kg)。3混凝土浇注混凝土浇注总体施工顺序根据设计要求，现浇箱梁分段浇注。结合现场实际情况，每联分两段现浇。第一段的浇注长度拟定为3+1/4跨，施工缝留在第四跨的1/4跨度位置。每段浇注分两次进行，第一次浇注底板和腹板砼，腹板砼浇筑高度为0.88米，较腹板设计高度高出3，高出部分在浇注顶板混凝土时予以凿除，以保证混凝土的结合，且此处位于翼缘板与腹板转角处，施工缝设置于此，有利于提高外观质量。第二次浇注顶板砼。每段混凝土浇注顺序为有利于支架的整体受力，每段混凝土浇注顺序为：纵向从每段的起点向终点浇注，即每段首先从起点跨的排架处开始；横向从起始跨的中间腹板和底板开始向两侧腹板方向对称浇注。为保证混凝土的施工质量，每跨的施工时间应控制在34小时。待第一段混凝土强度达到设计强度的80%时支立顶板模板、安装钢筋，浇注顶板混凝土。浇注时仍按上述浇注底板和腹板的顺序进行，即：纵向从每段的起点向终点浇注，横向从起始跨的中间腹板开始向两侧对称浇注。混凝土的浇注当温度高于32度或低于5度时，应停止混凝土的施工，必须施工时，应采取降温和保温措施。砼在砼搅拌站集中拌制，用8M3砼罐车运输到现场，砼泵车泵送入模。泵车机动性强，配有三节液压布料杆，工作高度15M，工作半径17M，输送管直径25，泵送能力50M3/h。应用泵车冲击力大，应控制出料口高度距离浇注面在2M以内，并按照上述总体顺序从一端向另一端斜向分层浇注。并派专人统一指挥布料。每层厚度应控制在2030CM。混凝土的振捣配5名熟练振捣工，采用3台50型和2台30型插入式振动棒相互配合振捣。振捣应按混凝土的灌注速度及时进行。钢筋较密的腹板和横梁处使用30型振动棒振捣，其他部位采用50型振动棒振捣。使用50型插入式振动棒，应垂直、等距插入到另一层510，其间距应控制在25CM左右为宜。振捣密实的标志：混凝土不再下沉，表面泛浆、无气泡冒出。振动器应尽量防止直接接触钢筋和模板。严禁漏振和过振。4施工缝处理一段混凝土浇注完毕，混凝土强度达50%后，将腹板顶面、与下一段相接的箱梁底板和腹板端面，进行凿毛处理。将接头面上的浮渣、粉沫清洗干净，以利与新浇混凝土的连接。在浇注顶板混凝土时，先对腹板顶面接口湿润并铺筑一层厚12的1：2水泥砂浆，再浇注顶板混凝土；对腹板和顶板与下一段的接口端面，应先在接口上涂一层水泥净浆再浇注下一段混凝土。5养护砼浇注完成后，对混凝土外露面，待表面收浆后用干净的麻袋片覆盖，并经常洒水，使混凝土表面保持湿润，不得形成干湿循环，洒水养生不少于7天。冬季用暖棚法养护。拆模和落架在一段箱梁砼强度达到设计强度的70%以上后拆侧模；在砼强度达到设计强度的80%以上时拆箱梁底模。为防止箱梁出现裂缝，底模拆除顺序为：先中间跨，再两边跨；同一跨纵向从跨中依次分级向支点拆除，横向同时一起卸落。拆除的范围是：第一次浇注段的4跨的底模和3+3/4跨的贝雷架及7排钢管排架。拆底模时松开垫在方木下的木契子，抽出方木，再拆除作为底模的竹胶板。在底模全部拆除干净后，再拆除贝雷架。根据贝雷片的接口和支撑排架位置拆除贝雷架，按排架分成的孔位，分孔拆除。先用型钢将相邻三道贝雷架顶部锁住，将中间一道贝雷架插销打出，然后在两端用手拉葫芦将中间一道贝雷架拉紧，并松开横向连接的型钢，最后用手拉葫芦将贝雷架放到地面上。在箱梁中间的贝雷架全部用此方法拆除。最后两道贝雷架拖到梁边用16T吊车起吊拆除。五、支架验算施工荷载构成1 新浇混凝土及钢筋自重荷载：桥面宽13.5M时的荷载q1=9.91.2+2(0.18+0.35)1.8/2-2(2.8+4.4)0.2/2+4.40.4+(4+4.4)0.2/225=154.9KN/m2模板及其支架自重荷载底模(含底方木)自重：模板用1.5cm厚的竹胶板,密度为0.4KN/;方木采用白松,密度取8KN/M3。q=9.90.4+150.10.1280.3=8.8KN/m外侧模(含支架)自重：q=2(0.85+1.8) 0.4+(310.10.08+2610.060.08)81+(0.84+0.91)30.060.08+2.120.10.0880.9=7.4KN/M腹板内模(含支架)自重：q=40.880.4+4410.060.0881=7.6 KN/M顶板模板(含支架)自重：q=24.440.4+120.060.088+(40.55+20.63+20.83+22.8)0.060.0881=4.4 KN/M模板及其支架自重荷载q2=28.2 KN/M3贝雷架自重荷载：9道贝雷片纵向布置进行计算q=92.753=8.75KN/m横向贝雷架加固支撑及模板加固支撑q=10KN/m贝雷架自重荷载:q3=18.8 KN/m4振捣时产生的荷载：施工荷载取2KN/m3,则:q4=213.51=27KN/m7支架承受的总荷载为：q=q1+q2+q3+q4 =154.85+28.8+18.8+27 =229.5KN/m贝雷桁架检算 1.强度检算 贝雷架纵向布置为间距6米和14米间隔布置的连续梁，最不利情况是在14米跨度内混凝土现浇全部完成，而其它跨内还没有荷载时。则最大弯距Mmax=qL2/8=229.5142/8=5621.5KNm故单片贝雷架承受最大弯距M=Mmax/9 =5621.5/9=624.6KNM最不利荷载时贝雷架承受最大弯距为624.6KNM，贝雷架自身能承受的最大弯距975KNM。安全系数为:K=975/624.6=1.6,满足要求。受力验算以跨距最大的14米进行验算,而本桥箱梁施工方案为分二次现浇，考虑到一次浇注的砼达到一定强度后，可承受部分施工荷载，而且一次砼浇注完成后已经形成连续梁。又减小了该跨的弯距，比实际受力荷载小很多，故安全系数1.6满足施工要求。2.挠度验算最大挠度为f=qL4/EIx =(5/384)229.514004/2.11068 =2.7cmL/400=1400/400=3.5cm满足施工要求（其中贝雷架的惯性矩Ix=cm4）。支撑钢管桩排架检算1.作用在排架上的荷载:按如下不利条件假定荷载:每两个排架承受跨度为23M的箱梁钢筋砼重量,并按简支梁计算。作用在每个排架上的钢筋砼重力为:q1232=154.9232=1781.4KN按上述设定,每个排架承受的其他荷载:(q2q3q4)232=851KN每个排架45b工字钢自重:0.874515=13.1KN每个排架承受最大荷载为:P=1781.4+851+13.1=2645.5KN每个排架承受的总荷载由9道贝雷片均衡的作用在工字钢上，在每处荷载为：q=P/9=2645.59=294KN2.排架钢管桩的检算原设计每个排架使用5根350钢管桩, 由于实际进场材料为273钢管桩,为保证安全,将原设计排架由5根变为7根,位置如图。将每个排架看作一个刚架计算,并按使用该种排架，所需钢管桩的最高长度8.99M(按45#墩处取值计算)。上述刚架为对称刚架,则可取一半研究，简化为如下模型采用力矩分配法计算，详见图示和如下计算： I45b工字钢转动惯量为:I1=33.7591074; 273,壁厚6钢管转动惯量为:I2=44.848106,材料相同为A3钢,弹性模量E相同。 计算各节点的分配系数列于图中 固端弯矩MAB=-ql/8=2943.375/8=-124KNM,MBA=-MAB=124KNM 弯矩分配如图可以得到各节点的弯矩为:A节点:MAB=-7.3 KNM MAE=7.3 KNM B节点:MBA=129.2 KNM MBF=-3.3 KNM MBC=-125.9 KNM C节点:MCB=-33.3 KNM MCG=0.7 KNM MCD=32.5 KNM中间节点:M中=16.3 KNME节点:MEA=3.6 KNM ,F节点:MFB=-1.7 KNM ,G节点:MEA=0.4 KNM 根据分配的弯矩和各节点的外力,根据力矩平衡可得各节点所受剪力;由计算出的剪力,根据节点力的平衡原理可得各杆的轴力如下:NAE=405.6KN, NBF=571.4KN,NCG=170.8KN, N中=351.8KN 钢管强度检算取轴力最大杆件BF,由于该杆件为两端固定杆件,故其柔度为=L/r=0.58990/94.4=481206cm3故选用45b工字钢,满足施工要求。六、质量保证措施施工