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1、鳌江特大桥主跨130m连续梁施工方案一、工程概况(一)简介鳌江特大桥一跨104国道72+130+72m预应力混凝土连续梁,一联全长275.4m(含两侧梁端至边支座中心各0.7m);道碴桥面,道碴槽宽9m。地震基本烈度6度。主梁采用双线直曲线梁布置,按最小半径4500m考虑,线间距4.6m,桥面总宽13m,梁部截面为单箱单室、变截面结构,箱底外宽7.0m。中支点处梁高9.29m,梁端及跨中梁高5.29m,其底缘按照半径为490.281m的圆曲线过渡变化。顶板厚49cm,腹板厚分别为45cm、60cm、95cm,底板厚由跨中的40cm按圆曲线变化至中支点梁根部的110cm,中支点处加厚至150cm

2、;全桥共设5道横隔梁,分别设于中支点、端支点和中跨中截面。箱梁采用三向预应力体系,梁部采用C60高性能耐久性混凝土,道碴槽采用C40砼。全桥共分71个梁段,中支点0号梁段长度13m,一般梁段长度分成3m、3.5m、4m,合拢段长2m,边跨直线段及合拢段共长17.462m,最大悬臂浇筑块件重2048.4KN。主梁采用悬臂灌注法施工,墩顶梁段分别在各墩顶灌注,其余各段用活动挂篮悬臂灌注,挂篮及附属设备重(含模板)不得大于100t;挡碴墙下缘10cm高混凝土与梁体混凝土一同灌注。鳌江特大桥130m连续梁基本数据统计表 表1中心里程结构形式立交形式悬臂浇注段数最大节段长度砼标号DK51+246 72+

3、130+72m跨104国道16×42段400cmC60(二)工程特点1、技术含量高,施工复杂鳌江大桥连续梁为双线箱形结构,采用三项预应力体系,高性能耐久性混凝土,最大跨度为130m,技术含量高,施工过程控制困难。2、施工安全要求高130m连续梁跨越交通十分繁忙的104国道,在施工过程中,必须采取完善的安全措施,以保证道路的安全运营。二、施工计划安排(一)总体施工计划安排 一跨104国道72+130+72m连续梁是鳌江特大桥的控制工期工程,计划2006年11月1日开始施工,到2008年3月10日结束(包括底板张拉完成),总体施工周期17个月时间。(二)各主要分项工程施工计划安排表 表2

4、序号主要工序包括内容施工周期备 注10#梁段安装支架、预压、浇注砼40-60天2安装挂篮拼装桁架、调整、预压15-20天3悬臂浇注钢筋、砼、张拉、滑移挂篮10-12天等强6天后张拉4合龙段施工拆除挂篮、临时支撑、砼30天两次合拢5底板张拉等强、跨中底板张拉30-40天等强时间30天6其他附属工程桥面荷载30-40天底板张拉完成后施工三、总体施工方案该连续梁的主要施工工序和关键技术包括:0#梁段支架的设计与搭设、0#梁段混凝土浇筑施工、挂篮设计拼装、连续梁悬臂灌注、合拢段施工、预应力施工、边孔现浇段施工。该连续梁的总体施工方案为:主墩施工完成后在承台上搭设钢管支架,并设置临时锚固支墩,支护0#梁

5、段模板、绑扎钢筋,将0#梁段混凝土一次性浇筑成型。采用菱形挂篮在28#、29#两个T构两端对称悬臂灌筑连续梁,利用吊车进行挂篮安装。施工程序为:采用2对、4只挂篮同时施工2个T构,施工及合拢次序完全按设计给定的程序进行。合拢段直接采用挂篮底模平台和内外模板施工。边跨现浇梁段在支架上施工。混凝土由集中拌合站拌和,采用混凝土运输车运输,输送泵(车)灌注砼。为确保箱梁合拢误差符合规范要求和成桥后的线型,在箱梁灌注过程中,将影响箱梁挠度的各因素变化信息及时向设计单位反馈,并与设计单位密切合作,共同完成箱梁线形控制。见鳌江特大桥72+130+72m连续梁总体施工工序图。三、各主要分项工程施工工艺(一)0

6、#梁段施工0#梁段总长13m,高度9.29m,箱梁顶宽13.0m,底宽7.0m,翼缘板悬臂长度3.0m,砼总圬工量为518.3m3,总重量为1347.58吨。0#梁段的施工顺序为:安装支座(施工临时锚固支座)安装支架安装0#段底模预压分片吊装0#段外侧模板、安装底板和腹板钢筋安装0#段竖向预应力钢筋安装内模板绑扎顶板钢筋和横向预应力筋安装纵向预应力管道搭设砼灌注工作平台灌注砼养生拆模。1、安装永久支座1)主墩连续梁支座的数量与类型130m连续梁主墩支座数量规格统计表 表3序号支座型号数量用于部位纵向偏移量1LQZ 60000 GD-e±0-0.02(固定)128#主墩2LQZ 600

7、00 DX-e±200-0.02(单向)128#主墩3LQZ 60000 SX-e±200-0.02(双向)129#主墩福州侧30mm4LQZ 60000 DX-e±200-0.02(单向)129#主墩福州侧30mm合 计42)支座的布置此连续梁采用LQZ系列支座,固定支座安装在28墩上,并在线路的左侧,各活动支座为避免砼收缩、徐变,温度变化及合拢后张拉钢束所引起的水平位移,设纵向水平预偏值予以补偿,支座安装位置见鳌江特大桥72+130+72m连续梁支座布置图。鳌江特大桥72+130+72m连续梁支座布置图3)安装前准备支座在工厂组装时,应仔细调平、对中上下支座板

8、,并用支座连接板将支座连接成整体。支座垫石混凝土标号为C40,垫石高度应考虑安装、养护和必要时更换支座的方便,垫石顶面四角高差不大于2mm。支座采用预埋套筒和锚固螺栓的连接方式,在墩台顶面支承垫石部位需预留锚栓孔,锚栓孔预留尺寸:直径大于套筒直径6080mm,深度大于锚栓长度6080mm,预留锚栓中心及对角线位置偏差不得超过10mm 。支座安装前,工地应检查支座连接状况是否正常,但不得任意松动上、下支座连接螺栓。凿毛支座就位部位的支承垫石表面,清除预留锚栓孔中的杂物,并用水将支承垫石表面浸湿。 4)吊装支座 对准支座中心线与垫石中心线,用专用钢楔块楔入支座四角,找平支座底面调整到设计标高。用钢

9、楔块楔入支座四角,找平支座,并将支座底面调整到设计标高,在支座底面与支承垫石之间应留有2030mm空隙,安装灌注用模板。仔细检查支座中心位置及标高后,用无收缩高强度灌注材料灌浆。5)灌浆在支座底面与支承垫石之间应留有2030mm空隙,安装灌浆模板。采用重力灌浆方式,灌注支座下部及锚栓孔内空隙,灌浆应从支座中心部位向四周注浆,直至从钢模与支座底板周边间隙观察到灌浆材料为止。应采用重力灌浆方式,灌注支座下部及锚栓孔处空隙,灌浆过程应从支座中心部位向四周注浆,直至从钢模与支座底板周边间隙观察,到灌浆材料全部灌满为止。灌浆前,应初步计算所需的浆体体积,灌注实用浆体数量不应与计算值产生过大误差,应防止中

10、间缺浆。灌浆材料终凝后,拆除模板及四角钢楔块,检查是否有漏浆处,必要时对漏浆处进行补浆,并用砂浆填堵钢楔块抽出后的空隙。拧紧下支座底板锚栓。待灌筑梁体混凝土后,及时拆除上、下连接钢板及连接螺栓,并安装支座围板。2、临时锚固措施安装临时锚固支座的目的为:保证连续梁施工过程中永久支座不承受荷载的压力;抵消在连续梁浇筑过程中两侧的不平衡重,保证合龙前连续梁T构的整体安全。一跨104国道连续梁采用体外钢管桩支撑形式,两侧利用4根直径125cm的钢管(内部注满混凝土),并与墩身联结。临时支墩与承台预埋件焊接,内部并设计钢筋笼,用于承担悬臂浇筑过程中连续梁的自重及悬臂浇筑过程中对墩身产生的不平衡弯矩。连续

11、梁悬臂浇筑施工处在台风季节,在墩顶另外设置临时支座,防止连续梁没有合龙前,因台风的影响产生水平扭矩。见鳌江特大桥72+130+72m连续梁临时锚固措施图。临时支座施工按照设计给定的位置立模,混凝土浇注分两次进行,中间夹一层5cm后的硫磺砂浆,砂浆内布置足可使硫磺砂浆快速融化的电阻丝。3、支架1)支架的布置形式当主墩施工完成后,在承台上搭设支架,并安装分配梁、模架。利用支架法进行0#梁段的施工。见鳌江特大桥72+130+72m连续梁0#梁段支架布置图。0#梁段施工过程中竖直荷载主要由三部分组成:钢筋混凝土本身的重量、桁架模板及附属设施的重量、施工人员设备产生的活荷载。0#梁段长度13.0m,其中

12、主墩墩顶部分为4.2m,单侧箱梁悬臂长度为4.4m,悬臂部分利用钢管、临时支墩、刚性牛腿组成的支架共同承担。由于主墩和临时支墩刚性大,在混凝土浇筑过程中,主要对钢管支架和刚性牛腿进行受力和变形分析。0#梁段的支架布置如图所示:主要由外侧钢管支架和内侧焊接在主墩、临时支墩的刚性牛腿组成。钢管为直径D=400mm、300mm两种,管壁厚度全部为8mm,钢管根部焊接在承台顶部的预埋件上。刚性牛腿由40#工字钢或槽钢加工而成,焊接在主墩预埋件上,或直接插入临时支墩的混凝土内。在支架的设计过程中,在主墩的预埋件和临时支墩(内径125cm的钢管,并灌注砼)上布置刚性牛腿,或焊接或直接插入临时支墩的内部混凝

13、土内,刚性牛腿的材料为40#工字钢或槽钢,背靠背焊接。为计算方便,牛腿全部按焊缝剪力来计算其的最大临界力:2)支架的承重检算荷载的计算A、支架上部荷载=箱梁混凝土自重+桁架模板重量+活荷载0#梁段悬臂(4.4m)砼重量V砼= V2.8m + V1.7m=70.8m3+51m3=121m3G砼= 121m3×2.6t/m3=314.6tB、模板桁架等施工措施的重量主要包括外桁架模板、底桁架模板、内桁架模板、以及相应的配套支撑,单侧的总重量G模=36C、活荷载主要包括施工人员、施工设备、振捣力和冲击力等,G活按8计算单侧荷载总重为:G总=G砼+G模+G活=314.6+36+8=358.6

14、支架最大临界力的计算A、D=400mm钢管桩最大临界力的计算D=400mm的钢管布置在0#梁段的端部,单侧共5根,长度为9.2m,管壁厚度为8mm。空心钢管的惯性半径:压杆的柔度为:钢管的临界柔度为, 即压杆的柔度大于临界柔度,可以利用欧拉公式计算压杆的临界力。钢管的临界力:利用欧拉公式 计算压杆的临界力,钢管的弹性模量E=210×109Pa;惯性矩;因钢管下部与承台进行焊接,上部利用联结系进行约束,梁段近似的化为铰接支座,取长度系数,则其的临界力为:D=300mm钢管桩最大临界力的计算:支架刚性牛腿临界承载力的计算:单个刚性牛腿的焊缝长度为=200cm,每cm焊缝抗剪能力近似按50

15、0计算,每个刚性牛腿的抗剪力为100。支架整体的受力检算:单侧D=400mm的钢管共有5个,因两侧距离较远,按4根受力计算。1=463×4=1852单侧D=300mm的钢管共有5根,因两侧距离较远,按3根受力计算。2=360×3=1080单侧牛腿的抗剪面共有7个,承受荷载的临界力3=360×3=700支架总承载能力:总=1+2+3=1852+1080+700=3632单侧荷载为358.6,安全储备系数为:3632/358.6=10.132.5远远满足施工安全的需要。3)支架的变形计算0#梁段的支架全部焊接在承台上,地基不考虑下沉。临时支墩和墩身近似的认为是不变形的

16、刚体,刚性牛腿直接焊接在其的顶部,受荷载作用下也按不变形考虑。因钢管的顶部直接安装分配梁和底模架,全部为刚性联结。所以在0#梁段作用的过程中,只考虑钢管架的弹性变形即可,不考虑因地基、联结孔隙产生的非弹性变形。利用虎克定律来计算钢管的弹性变形。由钢管承担的0#梁段荷载为N=180=1.8×106N;弹性模量E=210×109Pa;长度L=9.2m;受力面积4)支架的预压预压的目的支架预压的目的是消除非弹性变形和测定弹性变形量,为确定立模标高提供参数。采用堆码沙袋或型钢按常规方法分级预压。试验方法就是模拟该孔砼梁的现浇过程,进行实际加载,以验证并得出其承载能力。该试验方法不同

17、于起重机械:因为其荷载是顺序逐加的、且观测时间(或卸载时间)长达24小时。当完成100荷载加载,4小时之后需要观测一刺,12小时之后需要观测一次。关于基准点的设置(见0#梁段预压测点布置图)底模板设计完成后,设置观测点制定表格,并测量记录。加载前的检查检查金属结构有无变形,各焊缝检测满足设计规范的要求,检查钢管的立柱与桥墩间的锚固是否牢固。完全模拟浇注状态进行全面检查,全面检查合格后方能进行加载工作。加载在两梁端范围内按荷载分布示意图堆码砂袋、型钢及混凝土预制块。加载至箱梁施工荷载状态的100%,进行测量记录,观察支架的受力的情况。1小时观测一次,12小时观测一次,24小时再测量观察一次。加载

18、过程中应注意的问题对各个压重载荷必须认真称量、计算和记录,由专人负责。所有压重载荷应提前准备至方便起吊运输的地方。在加载过程中,要求详细记录加载时间、吨位及位置,要及时通知测量组作现场跟踪观测。未经观测不能进行下一级荷载。每完成一级加载应暂停一段时间,进行观测,并对造桥机进行检查,发现异常情况应及时停止加载,及时分析,采取相应措施。如果实测值与理论值相差太大应分析原因后再确定下一步方案。加载全过程中,要统一组织,统一指挥,要有专业技术人员及负责人在现场协调。每加载一级都要测试所有标记点的数据。如发现局部变形过大时停止加载,对体系进行补强后方可继续加载。卸载时每级卸载均待观察完成后,做好记录后再

19、卸至下一级荷载,测量记录造桥机的弹性恢复情况。所有测量记录资料要求当天上报试验指导小组,现场发现异常问题要及时汇报。4、安装模板挂篮模板作为0#梁梁段的外模板,外模采用定型钢模板,模板加工完成后,运输至现场。模板纵向按两段进行划分,在施工场地内拼装成4.6m+4.5m+4.6m的整体形式,后在箱梁浇注过程中周转使用。利用吊车将模板单片吊装安装至设计位置后,精确测量定位后进行型钢焊接锁定。侧模架顶部加横联(可用现场的万能杆件),使模板整体固结,并形成施工操作平台。底模和内模利用现场的周转模板,并利用内模架和横向支撑进行加固,内模倒角另加工定型模板。5、钢筋绑扎以及预应力管道的安装每个0#梁段非预

20、应力钢筋,在地面进行加工,并由吊车吊装至模板顶部的施工操作平台,人工进行现场绑扎。0#梁段高度较高、钢筋布置密集施工难度大。钢筋绑扎和内模的支护、以及预应力钢筋或管道的安装交叉进行。搭设脚手架并按程序绑扎钢筋,纵向预应力管道用网片进行固定,定位网片安装与钢筋绑扎顺序:加工钢筋吊装骨架制作钢筋堆放平台墩顶测量放线吊装钢筋顺序绑扎底板钢筋绑横隔板钢筋绑扎腹板钢筋立内模板绑扎顶板钢筋 、纵向波纹管。0#梁段箱梁纵、横、竖向三向预应力。均为后张法施工。孔道密集、纵横交错。纵向预应力管道采用塑料波纹管,利用网片固定。一般定位网片的间距为50cm,平弯、竖弯段及箱梁底轮廓变化应适当加密,以保证施工过程中钢

21、束位置不发生移动或变形。竖向、横向预应力管道利用钢筋骨架进行固定,当与普通钢筋相干扰时,可适当移动普通钢筋,保证预应力筋的定位准确。6、混凝土施工1)选材梁体混凝土强度等级采用C60高性能耐久性混凝土,按客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件(铁科技2004120号)相关条文执行。并满足铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定要求。2)混凝土灌注连续梁0#梁段采用集中拌和,混凝土输送车运输,泵送入模的工艺。混凝土浇注顺序:为底板腹板顶板。由于梁段高度大,腹板内钢筋及预应力管道密集,在灌注混凝土时顶板处预留天窗,天窗处架设接灰漏斗,漏斗下接锥形串筒,施工顶板时关闭该天窗。在腹板下部的内模上沿高度每隔2m

22、、水平每隔3m梅花形预留40cm×40cm的天窗,天窗处斜置一接灰簸箕以便于腹板下部混凝土灌注,此口同时做捣固棒的进出口,当施工到天窗高度时关闭天窗。混凝土按照前后对称分段、左右同位对称、上下水平分层的原则灌注。见鳌江特大桥72+130+72m连续梁0#梁段砼浇筑示意图3)混凝土的震捣混凝土灌注前,为确保混凝土顺利到达灌注部位,将顶板部分波纹管先抽出,待混凝土灌注到位后再沿定位网片穿入。纵向波纹管待混凝土灌注到位后进行安装,用插入式振动器振捣,确保混凝土密实,捣固棒快插慢拔,插入间距控制在振捣棒作用半径1.5倍之内,并注意避开波纹管、钢筋、预埋件,且不碰撞模板,捣固时水平搭接长度80

23、120cm,混凝土分层灌注厚度控制在60cm,层间插入下层混凝土的深度控制在510cm,每振点的振捣时间大于20s,且振捣到混凝土不再下沉,表面泛浆有光泽且不再有气泡逸出时将振捣棒缓慢抽出。4)混凝土养生砼的养生质量直接影响到砼的强度,影响到砼的表观质量,派专人负责此项工作。根据环境的温度变化情况制定砼养生措施如下:0#梁段施工处在多雨天气地区,混凝土浇注周期长(超过24小时)。在浇注前,注意收听当地的天气预报,尽量避开雨天施工,以免对混凝土产生影响。砼灌注完,砼表面覆盖毛毡,待同等条件养护的砼试件其抗压强度达到梁部砼设计强度的85%,还需洒水继续养护,始终保持砼表面润湿。7、支架和底模的拆除

24、混凝土浇筑完成后,混凝土强度达到85%且龄期不少于6天,开始进行0#梁段顶板预应力的张拉。张拉完后,压浆锚固。开始进行支架的底模板的拆除。拆除的顺序为由外向里,由下向上。支架拆除完成后,对临时锚固支墩进行加固联结。对拆除的构件进行分类堆放,准备倒用。(二)挂蓝1、主要技术性能72+130+72m连续梁挂篮主要技术性能汇总表 表4挂篮自重适应最大梁段重量适应最大梁段长适应最大梁宽走行方式72吨210吨4.0m顶板13m 底板7.0m无平衡重走行2、工作原理结构简单,受力明确.挂篮前端及中部的工作面开阔,可以从挂篮中部运输混凝土,便于轨道的安装及钢筋的吊装,加快施工进度。设置走行装置,移动方便,外

25、模、内模及底模随同桁架一同一次到位。取消平衡重,利用竖向预应力的锚具锚固轨道,反扣轮沿轨道行走,前支座采用钢板与聚乙烯相对运动,摩擦力小。2、主要构造见鳌江特大桥72+130+72m连续梁挂蓝总体构造图挂篮采用主桁架采用菱形结构,主要由主构架、前吊装置、后吊装置、行走及锚固系统、外侧模、内模、底模系统等组成。桁架:主桁架采用菱形架结构,二力杆件采用槽钢加钢板焊接成箱形梁,其刚度大、重量轻。悬挂及锚固系统:底模、侧模、内模吊杆及桁架吊杆采用带板,材料为Q345B,走行轨道锚杆采用32精轧螺纹钢筋,材料为40Si2MnV。内、外模和底模前锚点采用16吨千斤顶张拉后锚固,底模后锚点采用32吨千斤顶张

26、拉后锚固,保证砼接口平顺。锚具采用YGM-32精轧螺纹钢专用锚具。走行系统:挂篮走行采用前滑后滚方式,前支点为滑船结构,后支点为滚轮结构。桁架移动由两台千斤顶(油缸)牵引,桁架后部设两台5吨手动葫芦保护,防止桁架倾覆。外模采用整体式钢模板,内模采用钢骨架加木模板或组合钢模板,底模采用平面钢模板,端模采用组合模板。3、挂篮刚度及变形试验挂篮在加工完成后,进行强度和变形试验,挂篮分级加载、卸载。通过加载试验测定挂篮的弹性变形和非弹性变形值,检验各部件的连接情况,测定施工数据,为安装挂篮预留沉落量提供依据,保证强度和刚度符合施工规范和钢结构设计规范要求。见鳌江特大桥72+130+72m连续梁挂蓝预压

27、方案图。4、挂篮的结构检算1) 设计参数确定荷载参数箱梁荷载:取最大施工载荷1号块(196t,长3米)、6号块(194t,长为3.5米)、9号块(200t,长为4米)进行计算。模板及挂篮自重:约计80t。施工荷载:50kg/m2。风荷载:800Pa。荷载组合:砼自重动力附加荷载模板自重人群荷载和机具设备重。2)主构架架的计算:棱形架承受自重、上横梁传递来的集中荷载等作用进行计算,棱形架受力模型简化为如下图所示:上横梁作用力为185.2吨进行计算。单片棱形架受力为185.2/2=92.6如下图所示:从受力图分析可以看出,N1、N3、N5为受压杆件,N2、N4为受拉杆件。最大受拉杆N4,作用力为1

28、56.2t,最大受压杆N1,作用力为142.5t。我们先对压杆进行验算,然后对拉杆进行验算。压杆强度及稳定性计算杆件长细比的计算:Ix=8144.2×2=16288.4Iy=336.3×2+55.1×12.82×2=18727.8Imin=Ix <Iy此类压杆件为小柔度压杆,其临界应力接近材料的屈服极限。强度验算:=P/A=142.5t/(55.1×2cm2)=129.3Mpa < 130 Mpa满足要求 拉杆强度计算=P/A=156.2 t/(55.1×2cm2)=141.8 Mpa < 150 Mpa 满足要求3

29、)挂篮前行安全性计算挂篮行走过程中,分别计算纵行轨道、棱形架、前支点、后支点、滑道梁受力是否满足要求。行走状态受力模式如下图所示:挂篮走行时,棱形架仅承担底模、侧模、内模以及滑道梁的重量。棱形架、前支点和底模平台的受力工况对比施工时小得多,在此就不对棱形架、前支点和底模平台各杆件进行验算了。受力如图所示:底模、底架、侧梁滑道梁共计F=40T。走行的终了状态时,各种杆件受力最大。对滑道梁进行验算(受力图如下)荷载Q(k2=1.3):Q1k2×4052均布荷载q:q1Q1/4.352/4.3 t/m=12.1 t/m弯矩:Mmaxq1cb (d+cb/2l)/l12.1×4.3

30、×2.45×5.5+4.3×2.45/(2×9.8)÷9.878.6t.m抗弯模量Wx1190*4=4760cm3求弯应力:M/W78.6t.m/4760cm3 165Mpa 抗弯满足要求。对后支点进行验算后支点最大拉力为:F4=43.6t后支点拉板为16Mn -25×125Pmax=S×A=180×0.025×0.125=56.25t安全系数:n=56.25*2/43.6=2.585、挂篮的使用规定悬灌严格执行两端平衡施工、对称灌注、对称移动的原则,两端的不平衡偏差不大于设计给定的偏差。 施工时为有效的

31、控制线形,减少挂篮在灌注混凝土过程中的变形调整,挂篮前端预留沉落量,并根据挂篮现场施工前12个梁段灌注过程中的变形观测结果来修正挂篮沉落量。具体办法如下:首次使用挂篮前按照试验数据对挂篮前端预留沉落值;灌注混凝土前于挂篮前横梁上设定观测点;根据混凝土的灌注过程分级对观测点的标高进行观测,当观测结果与预留沉落值相差超过施工规范要求的5mm时,对挂篮前吊带进行调整;对观测结果进行分析,确定挂篮的底模板和主桁架的变形。为下一梁段的施工反馈数据。在挂篮的使用过程中坚持对挂篮的悬吊系统进行检查,对观测点的标高进行监测,杜绝安全事故。(三)悬臂浇注施工1、挂篮拼装为保证挂蓝的安装,0#梁段施工过程中,预埋

32、竖向预应力钢筋和预留孔用于挂蓝的安装。见0#梁段挂蓝预埋件(孔)布置图挂篮在上0#段拼装前,在工地应进行试拼,并进行试压,测出非弹性变形和弹性变形值。墩顶0#节段施工完毕后开始拼装已加工好的挂篮, 拼装时按构件编号及总装图进行。拼装程序是:走行系统®桁架 ® 锚固系统® 底模板® 内外模。在箱梁腹板顶面铺好钢枕、木枕,在竖向预应力筋位置,连接好轨道连接杆(连接杆用45#钢加工而成),从0#段中心向两边安装长3m轨道各两根,抄平轨顶面,量测轨道中心距,确认无误后,用加工好的螺帽把轨道锁定。安装前后支座,吊装桁架。用精轧螺纹钢筋及扁担梁将桁架后端锚固在轨道下

33、钢枕上,然后吊装前上横梁及前后吊带。吊装底模架及底模板。吊装内模架走行梁,并安装好前后吊带,安装外侧模。安装前将外侧模走行梁插入外模框架内,并安装好前后吊架吊带,将外侧模吊起,用倒链拖动外侧模至1#梁段位置。调整立模标高。根据挂篮试验测出的弹性变形及非弹性变形值,再加上线形控制提供的立模标高定出1#梁段的立模标高。2、钢筋与预应力管道的制作与安装连续梁波纹管管道汇总表 表5波纹管类型波纹管直径材料用于部位横向预应力管道内60×17mm塑料与横向B15-5预应力筋配套竖向预应力管道内45mm金属与竖向直径32mm精轧螺纹钢配套纵向预应力管道内100mm塑料和15-15型锚具配套使用内9

34、0mm塑料和15-12型锚具配套使用箱梁底模板和外侧模板就位后进行钢筋及管道的安装,预应力孔道采用波纹管,金属波纹管、塑料波纹管外购成品。其顺序如下:绑扎底板下层钢筋安装底板管道定位网片绑扎底板上层钢筋(底板上下层钢筋之间用型钢筋垫起焊牢,防止人踩变形,保持上下层钢筋的设计间距,型钢筋架立按间距80cm)绑扎好腹板骨架钢筋后,再绑扎腹板下倒角的斜筋,安装底板上的螺旋筋和锚垫板,然后穿底板波纹管在腹板钢筋骨架内安装腹板内的钢筋束管道绑扎顶板和翼板下层钢筋安装顶板管道定位网片,顶板锚垫板及螺旋筋,穿顶板波纹管绑扎顶板上层钢筋。预应力孔道采用波纹管成孔,根据预应力筋束及锚具的型号确定波纹管管径。波纹

35、管孔道以钢筋网片固定定位,钢筋网片间距为0.51.0m,在任何方向的偏差在距跨中4m范围内不大于4mm,其余部位不大于6mm,确保孔道直顺、位置正确。孔道布置做到不死弯,不压、挤、踩、踏,防损伤。发现波纹管损伤,及时以胶带纸或接头管封堵,严防漏浆。平立面布置准确,稳固,距中心线误差在5mm以内。直线孔道每40m设排气孔一处,有竖向弯曲的孔道在最低处及最高处均设排气孔,以利排气和排水及中继压浆。纵向预应力孔道波纹管接长,用其内径比通长孔道波纹管外径大5mm的波纹管进行接头连接,接缝处用封口纸包裹23层,长度不小于20cm,以防漏浆。锚垫板安放时保持板面与孔道保持垂直,压浆嘴向上,波纹管穿入锚垫板

36、内部,且从锚垫板口部以海棉封堵孔道端口,外包裹胶带,避免漏浆堵孔。为保证锚垫板定位准确,在施工到齿板处时,换用改装后的内模,精确定位,将齿板与梁体一同浇筑。保证锚垫板与螺旋筋、波纹管中轴线垂直,螺旋筋与锚垫板予先焊好,防止在混凝土振捣过程中造成锚垫板偏斜;在底板、腹板钢筋绑扎完毕,进行内模安装时在箱梁内设脚手板,防止操作人员踩踏底板钢筋。钢筋伸出节段端头的搭接长度满足设计要求,并严格按设计要求进行施工;钢筋下设砂浆垫块,以保证钢筋保护层厚度,垫块数量为4块/m2。连续梁预应力管道随梁段悬臂灌筑而逐段接长,管道接头数量多,如何保证管道畅通,是施工中一个关键问题,采取的措施是:在底板和腹板钢筋绑扎

37、完毕进行腹板及顶板模板安装时,应在箱梁内铺设脚手板,不许踩踏底板钢筋。 管道定位网如设计数量不够时,应予以加密,确保管道位置正确。 钢筋伸出梁段端头的搭接长度应满足设计要求,节段钢筋的接头连接应按设计要求搭接,如无要求时,采用绑扎搭接。 铺设钢筋的位置与预应力管道发生矛盾时应保证预应力管道的位置准确,如管道与普通钢筋发生冲突时 ,允许局部进行调整,调整原则先普通钢筋,后横向预应力筋,纵向预应力筋不动。相差较多时,应与设计单位及监理工程师研究解决,不得随意移动预应力管道位置。连续梁预应力管道随梁段悬臂灌筑而逐段接长,管道接头数量多,如何保证管道畅通,是施工中一个关键问题,采取的措施是:管道接头处

38、用胶带纸缠绕,再绑扎几道铁丝,加强接头的严密性。浇注砼时,振捣人员应熟悉管道位置,严禁振捣棒与波纹管接触,以免管壁受伤,造成漏浆。加强岗位责任制,严格执行管道安装操作工艺要求。在砼浇筑过程中,派专人用略小于波纹管直径的通孔器通孔,使漏入管道内的水泥浆在未凝固前被掏出或赶成薄层。4、砼灌注在灌注砼前,每个梁段均在顶板上搭设砼施工平台,作业人员及施工机具均在施工平台上活动和放置,以免压坏钢筋网及预应力管道。底板砼由输送泵直接泵入内箱,底板,腹板砼浇注应视梁体高度而决定浇注方法,梁体较高时,在腹板上口处布设帆布串筒,将砼串入腹板下部,以免砼离析,顶板处三向管道较多,灌注时要注意保护波纹管不受损坏,在

39、锚垫板处要特别注意灌注质量,必须保证砼粗骨料和砂浆不离析,振捣密实。砼灌注应按由前往后,两腹向中对称浇注的顺序进行,即先灌注梁节前端,后灌注梁节后端,从两腹板向中间推进,采用水平分层法施工,分层厚度以30cm为宜,一次整体灌注成型。砼浇注完毕后,覆盖毛毡,及时进行洒水养护。梁端头表面在砼达到规定强度后,作凿毛处理并清洗干净。5、检查校核为使主梁施工达到高质量、高精度和高安全度,对已灌注的梁段,要求通过以下三个方面的检查校核后,方可进行下一梁段的施工:(1)箱梁截面各部尺寸以及中线误差必须满足验标要求;(2)混凝土强度必须达到或超过设计标号;(3)预应力的锚下控制应力和钢绞线的伸长量是否达到设计

40、值。(四)预应力施工鳌江特大桥一跨104国道连续梁采用三向预应力体系。张拉锚固体系采用符合国家标准、经部产品认证中心认可的锚具及其配套产品,并核对其尺寸是否满足设计要求。1、预应力材料箱梁纵向钢束每股直径15.24mm,大吨位群锚体系;顶板横向每股直径15.24mm,扁锚体系;竖向预应力筋采用32mm精轧螺纹钢筋。纵向预应力采用预埋塑料波纹管成孔。鳌江大桥预应力体系汇总表 表6 预应力形式三向预应力纵向波纹管100/80mm塑料预应力筋式15.2钢绞线锚具15-19、15-9横向波纹管70×19mm金属预应力筋式15.2钢绞线锚具BM15-415-4p竖向波纹管45mm金属预应力筋式

41、32精轧螺纹锚具精轧螺纹锚具2、纵向预应力钢筋的张拉1)预应力张拉设备预应力张拉设备包括压力表、张拉千斤顶、高压油管、油泵、拌浆机、压浆机及工具锚夹具等。压力表及千斤顶的标定选择有资质的检验机构进行标定。压力表、张拉千斤顶等计量设备,按规定定期检查并建立卡片备查。压力表选用防震型,表面最大读数为最大张拉力的1.5倍,精度1.0级或0.4级,张拉千斤顶摩擦阻力不大于张拉吨位的5%。并建立油压力与千斤顶张拉P-N标定曲线。下列情况下进行千斤顶标定:出厂后初次使用前;张拉完一个悬臂梁段且不超过100束预应力筋;检验后经过1个月;千斤顶经过拆开检修后;震动、损伤呈油压锐减及其他异常情况,或根据现场实际

42、情况进行确定。2)预应力筋制作钢绞线下料长度按梁段长度加千斤顶的工作长度加钢绞线穿束时的连接长度加富余长度10cm计算。钢绞线采用砂轮切割机切割,不允许出现散头现象。钢绞线下料够一束的数量后经梳筋板梳理后用细铁丝进行编束绑扎,每间隔23m绑一道,以便运输和穿束。钢绞线下料的数量以满足梁段施工为准,不宜超前下料太多,以防生锈。3)穿束本桥采用人工穿短束及人工配合卷扬机穿长束的方法穿束。穿束前将前端安放引导头,将钢束表面污物清洗干净。导引头焊接时钢绞线不许扰动,并在焊接处末端接零,防止搭火击伤钢绞线。4)张拉锚固所有预应力施加都应在混凝土强度达到设计强度等级值的85%且混凝土龄期不少于6天后进行。

43、预应力钢绞线采用一次张拉的工艺,张拉前于两端分别用单顶由上至下进行预紧,然后安装群锚千斤顶,其步骤为:安装工作锚安装限位板安装千斤顶安装工具锚初张拉(10%k)量测初伸长值100%k(持荷2min)k量测终伸长值锚固张拉缸回油、工具锚松脱关闭油泵、张拉缸、顶压缸复位依次卸下工具锚、千斤顶。5)张拉伸长值张拉采用应力、伸长值双控制,当实际伸长值与理论伸长值不相符,并超过±6%时,应停止张拉,查明原因,采取措施予以克服。伸长值的量测方法:设定初张力,当张拉力达到初张力后,量测千斤顶的活塞外露长度L1,然后供油达到设计吨位的油压值,量测活塞的外露长度L2,两者的差值除以所占的张力百分比。6

44、)滑、断丝的处理在张拉过程中,如发现滑丝,断丝,应立即停止操作,查明原因,作好记录。若滑丝、断丝的数量超过有关规定时,经有关人员检查同意后重新换束。3、竖向预应力筋的施工工艺预应力筋制作:下料时采用砂轮切割,并随时注意不得碰火。张拉锚固:采用YC80B型穿心式单作用千斤顶单端张拉,张拉采用双控法,以油压表值为主,油压表值的误差不得超过±2%,伸长量的误差不得超过±1%。伸长量的测量采用千斤顶上的转数表与实际测量活塞杆伸长相结合的办法。张拉程序如下:安装锚垫板和锚具安装千斤顶初应力取0.1k,计数器归零张拉至k,拧紧螺母,测量伸长量卸荷。张拉施工注意事项:采用伸长值与预应力双

45、控。张拉力以千斤顶标定为主,伸长值与设计值的误差在+6到-6之间。当超出此范围后停止张拉进行原因分析。整个张拉过程随时注意避免滑丝和断丝现象发生。了解孔道在整个施工过程中的状况,与伸长值进行比较做特定分析。张拉过程中注意安全,千斤顶后部不能疲倦,防止张拉意外事故时伤人。4、孔道灌浆管道压浆除严格按照客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件(铁科技2004120号)相关文件执行外,还应注意以下几点:1)进行预应力混凝土孔道压浆施工前,应对灌浆材料的性能进行专门试验。实验测试的内容包括初始流动度、流动度的延时变化与温度敏感性、压力引起的最大泌水量、膨胀性能、阻锈性能以及强度发展速率等。采用真空辅助灌

46、浆工艺还需测试95KP压力下的泌水试验。有冻融要求的还需测试净浆含气量及其硬化后的抗冻融性能。2)终张拉后的24h以内完成,否则应采取专门的并经过实际验证的可靠措施,确保孔道中的预应力筋体系在完成灌注工序前不出现锈迹。3)采用锥形漏斗进行流动度试验,流动时间不小于35s。24h内最大自由膨胀率不小于10×10-4,28d限制膨胀率0-0.1%。在冻融环境条件下净浆含气量不小于7%。孔道灌浆选用真空泵及其配套设备,实施真空灌浆,既在预应力张拉完毕并蜜封孔道两端后,在孔道一端用真空泵抽吸孔道内的空气,使孔道内达到-0.1MPa左右的真空度,随后在孔道的另一端用灌浆泵将拌制好的水泥浆灌入,

47、待浆体充满整个孔道时,保持0.7MPa的压力一定时间(2min),确保孔道灌浆的饱满和密实。施工工艺为:封锚材料准备抽真空搅拌水泥浆灌浆。预应力孔道真空灌浆采用一次压浆的工艺,拌浆和压浆连续进行,为保证灌浆质量,施工时首先做到封锚时采用无收缩的细石混凝土将锚板及夹片、外露钢绞线全部包裹,覆盖层厚度大于15mm。封锚24h后灌浆,严格清理灌浆孔保持灌浆通道通畅;其次,制浆时严格计量材料用量,搅拌时先加入水泥再加水,搅拌30s后加入灌浆剂,坚持拌浆、出浆、投料分阶段连续进行,严禁边搅拌边投料,灌浆过程中保持储浆桶内有一定的存量密以防空气被吸压力表排气管真空泵梁段孔道灌浆泵过滤器阀门阀门阀门真空灌浆

48、施工工艺原理图进坑道;再次,灌浆前启动真空泵抽真空度达到-0.1MPa并稳定、浆液稠度达到设计要求时开始灌浆,灌浆过程中真空泵保持工作;最后,当抽真空端的空气滤清器中有浆体经过时,关闭滤清器前端的阀门,稍后打开排气阀,当水泥浆从排气阀顺畅流出稠度均匀切与灌入的浆体相当时,关闭抽真空端的所有阀门,灌浆泵继续运转,保持压力0.1MPa左右,持压2min,然后关闭灌浆泵和泵端阀门。在长孔道和弯曲孔道中压浆时应及时打通排气孔,做为排气、排水和中继压浆之用。在压浆比较顺利的情况下,适当加大水泥浆浓度;长孔道压浆可适当增加压力。 封锚:外露锚头封锚时先将锚槽处的水泥浆等杂物清理干净,并将端面混凝土凿毛,同

49、时清除支承垫板、锚具及端面混凝土的污垢,绑扎封锚钢筋,浇筑封锚混凝土,洒水养护。(五)边跨现浇段施工1、边跨的结构形式连续梁边跨工程数量统计表 表7结构形式不平衡段长度体积重量施工方法72+130+72m6737cm130m3338吨支架一次性现浇2、基础处理地基换填处理深度约1.0m,用挖掘机将不良的地质挖出,然后分层填筑石碴,每层厚度20-30cm,用推土机把回填材料推平,用重型振动压路机碾压,对个别地基承载力较低的部位进行加固,避免整个地基在施工中产生不均匀沉降;地基处理完毕后浇筑20厘米厚C20混凝土面层;在地基两侧做好排水沟,确保排水畅通,避免混凝土养生水、雨水积聚在地基上或地基两侧

50、。3、支架连续梁边跨现浇段全部采用支架法施工, 支架采用钢管及横向联结系钢管为直径D=400mm、300mm两种,管壁厚度全部为8mm,钢管根部部分焊接在承台顶部的预埋件上。部分支撑在换填基础的顶面上,为保证均匀变形,在换填基础的顶部铺设分配梁(枕木或型钢)。4、支架预压边跨支架利用沙袋进行等载预压,预压方式与测点的布置如图。5、安装支座1)支座的结构形式 边跨支座规格型号汇总表 表8序号支座型号数量用于部位偏移量1LQZ8000SX-e±150-0.02127#边墩温州侧20mm 2LQZ800DX-e±150-0.02127#边墩温州侧20mm3LQZ8000SX-e&

51、#177;100-0.02130#边墩福州侧50mm4LQZ8000DX-e±100-0.02130#边墩福州侧50mm2)安装方法与主墩支座的安装方法相同。6、支护模板、绑扎钢筋安装底模板,设置预拱度:边墩墩顶部分的底模采用砂底模,施工前进行填压试验,取得施工参数,在支座和临时支墩等准备好后开始施工,首先沿墩顶周边支立模板,模板用木板或竹胶板做成,高度据梁底的线形确定,内设14的对拉拉筋,模板加固完毕分层向模内填砂,并浇水沉实,层厚不大于10cm,顶面采用5cm厚的水泥砂浆抹平。绑扎底板钢筋和腹板钢筋,安装底板预应力管道;安装内模;绑扎顶板钢筋,安装顶板纵向预应力管道;灌注混凝土。

52、(六)合拢段施工1、合拢施工顺序每跨连续梁有中跨合拢梁段1个,边跨合拢梁段2个。合拢顺序根据设计确定,按先边跨后中跨的合拢顺序进行施工。2、合龙温度设计合龙温度为15。3、合龙前标高控制要点在大跨度箱梁悬臂浇筑中,影响合龙前标高的主要因素有:挂篮的变形、箱梁的自重、预应力大小、施工荷载、结构体系转换、混凝土收缩徐变、日照温度变化等。合龙前必须对箱梁标高进行精确的计算和严格的控制。合龙前的标高放样和复测选择在早晨进行,否则应予修正。为保证箱梁理论中线的高程的施工精度,及时准确地控制和调整施工过程中发生的偏差,应先则有经验的专职测量工程师进行量测。4、合龙程序(1)边跨合拢程序边跨合拢施工顺序:前

53、移边跨挂篮在距合拢相邻段梁端1m各配置1/2合拢段砼重量的配重(水箱或石料),同时T构另一端配置平衡配重按设计要求设置体外支撑与体内约束锁定相邻梁段边浇注边跨合拢段混凝土,同时边卸载同等重量的平衡重混凝土等强张拉边跨全部合拢钢束拆除边跨挂篮、配重、现浇支架。(2)中跨合拢程序中跨合拢施工顺序:拆除一个中跨挂篮,前移另一个中跨挂篮在距合拢相邻段梁端1m各配置1/2合拢段砼重量的配重水箱,同时T构另一端配置平衡配重水箱按设计要求设置体外支撑与体内约束,并按设计要求进行预顶开梁后锁定边浇注中跨合拢段混凝土,同时边卸载同等重量的平衡重混凝土等强张拉中跨底板钢束拆除中跨挂篮、配重。(3)合拢段施工注意事

54、项各合拢段混凝土浇筑,应选择非温度急剧变化日之夜间气温最低时进行,为切实保证灌注质量,在边、中跨合拢段两端截面间设刚支撑,并于边跨顶、底板上各张拉两根临时钢索(ZT18、B1),中跨顶、底板各张拉两根临时钢索(T17、B7),张拉力均为800KN,以锁定合拢段两侧梁。合拢段混凝土达85%强度、混凝土龄期不少于6天后,拆除临时支座,放松临时索重新张拉至设计张拉力。合拢段施工是连续刚构施工的关键。为确保合拢段的施工质量拟采取以下特殊措施:选择在一天中温度最低的时间段内灌注混凝土。灌注混凝土前在合拢段相邻梁上设置刚性支撑并先期张拉四束临时钢绞线将合拢段锁定,防止由于温度变化引起的梁体伸缩而压坏或拉裂

55、新浇混凝土。支撑的设置和预应力张拉吨位根据当时的温度经计算确定。为防止出现由于新浇混凝土自身收缩而引起的裂纹,在混凝土中加入微量的铝粉做微膨胀剂。为尽快提高合拢段混凝土早期强度,除加入适量早强剂外,将合拢段混凝土强度提高一个等级。加强养护,在合拢段所在的全跨范围内的顶板上铺草袋洒水降温。3、结构体系转换边墩墩顶临时支座锁定块浇筑时,铺设5cm厚的硫磺砂浆夹层,布置电阻丝,合拢施工结束后,拆除底模,电阻丝通电,烧除硫磺砂浆,割断钢筋,人工凿除临时支座混凝土,使梁体落于永久支座上,完成体系转换。烧除硫磺砂浆时,施工人员佩戴防毒面具。(七)桥面附属工程施工1、防水层、保护层及伸缩缝防水层、保护层和伸缩缝进场材料按批次进行验收,并按现行国家标准作性能检验检验,原材料的品种、规格、性能等必须符合铁道部颁布的有关客运专线铁路桥梁混凝土桥面防水层、伸缩装置的有关规定及设计要求。防水层铺设前应采用高压风枪清除基层面灰尘。防水卷材应在桥面铺设至挡碴墙、竖墙根部,并顺上坡方向逐幅铺设。防水卷材纵向宜整幅铺设,当防水卷材进行搭接时,先行纵向搭接,在进行横向搭接,纵向搭接接头应错开。聚合物防水涂料应均匀涂刷于基层表面。不得使用风扇或类似工具来缩短干燥时

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