桥梁工程施工课程设计

黄河特大桥引桥施工组织设计一、工程概况本协议段为黄河特大桥引桥部分，起止里程为K64+952～K65+552。桥梁上部构造型式为：20×30m先简支后刚构预应力混凝土T梁，分左右幅。下部为双柱墩，基础分别为4φ1.5m或8φ1.2m钻孔桩。桥台为承台分离、耳墙式桥台，基础为8φ1.2m钻孔桩。地形、地貌：本协议段属黄河Ⅰ级阶地及黄河河漫滩，受河水洪冲积作用，地势起伏缓和，地面标高在375～400m之间。地质状况及地震：据勘察及搜集资料综合分析，沿线地层均为第四系松散堆积物，地形地貌简朴，地层岩性变化复杂。本区地震活动频繁，基底隐伏构造复杂，区域地壳稳定性较差。本项目区域地震基本烈度为Ⅶ度，设计按Ⅷ度设防。气象：本协议段属温带大陆性半干旱季风气候区。气候基本特性是冬夏风向更替明显，冬季寒冷，夏季炎热，春季温暖多风，秋季凉爽连阴，气候宜人。数年平均降水量480mm，雨水多集中在6月中旬至9月下旬。整年无霜期150多天，沿线以偏北风和偏南风为主，最大风速13-24m/秒。水文特性：根据地层含水介质的特性、赋存条件、水理性质和水力特性，本标段沿线勘探深度内赋存的地下水均为第四系松散岩类孔隙水，按埋藏条件及地貌单元可分为浅层水和中层水。桥位处10%洪水频率流量为16180m3/s，水位为380.68m,流速为2.48m/s。桥位处所在河段历史上是堆积性河流，河道处在缓慢的淤积抬升状态，抬升速率0.08m/年。本河段河床自然演变冲刷重要为“揭河底”冲刷，自然冲刷深度5.0m，一般冲刷7.27m,总冲刷水深26m二、编制根据《公路工程技术原则》JTG01----《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG62---《公路桥涵施工技术规范》JTJ041---《公路工程抗震设计规范》JTJ001---89《公路桥涵通用规范》JTG06----《公路桥涵地基与基础设计规范》JTJ024---85三、桥梁重要部位施工方案(一)、钻孔桩基础1、施工场地准备根据墩位处的环境状况，位于地面上的平整场地，清除地表杂物，挖除地表层软土，夯压密实；位于水上的，拦河截水流后，夯压密实2、施工测量放样对设计单位提供的坐标基点、水准基点及其测量资料进行检。查、查对，引入工地。然后采用全站仪根据设计测量出各钻孔桩的中心位置，放设护桩，对护桩采用水泥砂浆加固，设置明显标志，随时用交汇法交出中心位置。3、埋设护筒护筒用8mm厚钢板卷制而成，直径比钻孔桩直径大20～40cm，长度为1.5～2.0米，顶端留有高40cm、宽20cm的出浆口。护筒埋设措施采用挖孔法埋设：先在桩位处挖比护筒底深50cm，直径比护筒大40～50cm的圆坑，然后在坑底回填50cm厚的粘土，分层扎实，安放护筒周围的粘土亦分层扎实。护筒高出地面至少50cm，护筒的孔口平面位置偏差不得不小于5cm,埋设斜度不得不小于1%。4、选用泥浆参数⑴选择粘土：为保证钻孔工作的顺利进行，必须选择优质粘土制成泥浆。具有下列特性的粘土均可制造泥浆：①、自然风干后，用手不易掰开捏碎；②、干土破碎时，断面有坚硬的锋利棱角；③、用刀切开面时，切面光滑，颜色较深；④、浸湿后有粘滑感、加水和成泥膏后，轻易搓成直径不不小于1mm的细长泥条，用手指揉捻，感觉砂粒不多；良好的制浆粘土的技术指标是：胶体率不低于95%；含砂率不不小于4%；造浆能力不低于2.5L/kg。⑵泥浆的性能指标比重：入孔泥浆比重为1.1～1.3为宜，施工过程中常常用比重计检测，及时调整。②、粘度：一般地层中以16～22S为宜，用手指插入泥浆中,拨出手后手指附有均匀泥皮,不见肉纹,可认为粘度合适。松散易坍地层19～28s。③、含砂率：新制泥浆含砂率不适宜不小于4%，循环泥浆不得超过8%。④、胶体率：新制泥浆胶体率不应不不小于95%。⑤、PH值：泥浆的酸碱度PH值要不小于6.5。5、钻进成孔⑴立好钻架并调整和安设好起吊系统，将钻头起吊，渐渐放进护筒内。⑵启动卷扬机把钻盘吊起,垫方木于钻盘底座下面，将钻机调平并对准钻孔。⑶装上钻盘，规定钻盘中心同钻架上的起吊滑轮在同一铅垂线上，钻杆位置偏差不得不小于2cm。⑷在钻进过程中要常常检查钻盘，如有倾斜或位移，应及时纠正。使用带有变速器的钻机时，要把变速器放平。安装在变速器板上的电动机轴心应和变速器被动轴的轴心放在同一水平线。.⑸在方钻杆上端安装提引水龙头，在水龙头上端连接输浆胶管，将输浆胶管接到泥浆泵上，把提引水龙头吊环挂到起吊系统的滑轮吊钩上。取走钻盘中心的方形套，启动卷扬机吊起方钻杆穿过钻盘并牢固地联结到钻头，装好方形套夹住方钻杆，准备钻进。⑹为防止堵塞钻头的吸渣口，应将钻头提高距孔约20~30cm，将真空泵加足清水，关紧出水控制阀和沉淀室放水阀使管路封闭，打开真空管路阀门使气水畅通，然后启动真空泵，抽出管路内的气体，产生负压，把水引到泥石泵，通过沉淀室的观测窗看到泥石泵充斥水时关闭真空泵，立即启动泥石泵。当泥石泵出口真空压力到达0.2Mpa以上时，打开出水控制阀，把管路中的泥水混合物排到沉淀池，形成循环后，启动钻机慢速开始钻进。⑺打开出水阀门后，若压力减到0.2Mpa如下时，可关闭出水控制阀，减少排量，或者在操作中反复启闭控制阀门以提高泵内压力。⑻当一节钻杆钻完时，先停止钻盘钻动，并使循环系统延续工作至孔底沉渣基本排净，然后关闭泥石泵接长钻杆；在接头法兰盘之间垫3mm~5mm厚的橡皮圈，并拧紧螺栓，以防漏气、漏水；然后如上述工序，一切正常后继续钻进。⑼出渣采用正循环法出渣。6、清孔当钻孔到达设计标高，经终孔检查符合设计规定后，立即进行孔底的清理。清孔采用换浆法。当钻进至与设计标高差1m时，改用稠泥浆，钻到标高后，将钻头提起离孔底约30cm,同步供应稠泥浆，直至将孔内含碴泥浆换完，然后停钻检查合乎规定后，即可灌注水下混凝土。这种措施可以防止坍孔。7、钻孔检查在钻孔完毕后，需用监理工程师同意的仪器进行成孔检测。当钻孔深度到达设计规定期，所有钻孔作全深的孔径自检，未经检查或未经监理工程师同意的钻孔不得灌注混凝土。钻孔容许误差如下：⑴平面位置：任何方向在10cm；⑵钻孔直径：不不不小于桩的设计直径；⑶倾斜度：对垂直井孔为1/100；⑷孔深：不短于设计规定。8、钢筋笼的制作安装⑴钢筋笼的容许偏差见下表⑵制作:采用箍筋成型法,在每段钢筋笼两端及一种中部箍筋或加强箍筋内将主筋位置作上记号,依次将主筋与它们焊牢,然后再焊其他箍筋及加强箍筋。⑶焊接：焊接时，主筋内缘光滑，钢筋接头不得侵入主筋内净空。钢筋笼下端整洁，宜用加强箍筋所有封住不露头，使砼导管及吸泥管能顺利钢筋笼容许偏差项次项目容许偏差（mm）1主筋间距±102箍筋间距±203骨架外径±104骨架倾斜度±0.5%5骨架保护层厚度±206骨架中心平面位置207骨架顶端高程±208骨架底面高程±50升降，防止与钢筋笼卡挂。钢筋笼上端的弯钩宜在未成型前弯成，防止后来弯筋困难。⑷保护层：钢筋笼吊装就位，与孔壁保持设计保护层距离，可在其上下端及中部每隔一定的距离（一般2米左右），于同一截面上对称设置四个钢筋“耳环”，耳环钢筋直径一般为10～12mm。⑸安设：钢筋笼采用钻机吊装。为防止在起吊时钢筋笼变形，在钢筋骨架内设若干个圆形和十字支撑加强钢筋，吊装时临时绑扎钢管增长骨架刚度。起吊时尽量竖直对准孔位轻放，慢放。若遇阻碍，可徐起徐落和正反旋转使之下放，防止碰撞孔壁而引起坍塌。下放过程中，要注意观测孔内水位状况，如发现异样，立即停止，检查与否坍孔。由于钢筋笼比较长，需分节安装，一般每节7米，各节在孔口焊接接长，入孔接长采用单面搭接焊，使上下节主筋轴线在同一直线上。钢筋笼入孔定位标高应精确，容许误差±5cm，并使钢筋笼底部处在悬吊状态下浇灌砼。骨架最上端定位，由测定的孔口标高来计算定位筋的长度，并反复查对无误后再焊接定位，然后在定位钢筋骨架顶端的顶吊圈下面插入两根平行的工字钢或槽钢，将整个定位骨架支托于护筒顶端。两工字钢或槽钢的净距不小于导管外径30cm。其后撤下吊绳，用短钢筋将工字钢或槽钢及定位筋的顶吊圈焊于护筒上。首先可以防止导管或其他机具的碰撞而使整个钢筋骨架变位或落入孔中；另首先也可起到防止骨架上浮的作用。9、水下混凝土灌注灌注水下混凝土时采用导管法。⑴导管a、安装砼导管及储料漏斗采用内插扣式导管，内径273mm，壁厚6mm，分节长度一般为2.5m，另有0.5m和1m的调整节。在使用前，先进行承压、抗拉，接头水密性试验，合格后方可使用。安装时先在孔位旁分段拼装，在吊放时深入拼装。分段拼装前检查变形和密封圈磨损状况，并保证管内壁光滑顺直、局部无凹凸，粘附的灰浆清理洁净。储料漏斗的容积使首批砼能满足导管初次埋置深度的需要。下端出料口圆管比导管内径略小（约10～20mm），导管安好后，将储料漏斗圆管直接插入导管，无需连接，插入导管长度为15～20cm。⑵砼：钻孔桩砼在拌和站内集中拌和，砼内掺加缓凝剂，延缓砼的初凝时间。每根桩浇灌时间不超过8小时，以防止顶层砼失去流动性，提高导管困难，增长事故的也许性，规定每小时的灌注高度不不不小于10米。一经开始灌注，应持续进行直至完毕，中途任何原因中断灌注皆不得超过30分钟。桩尖最先灌注的0.5～1.0立方米混凝土可由灰浆构成，其稠度和强度应与混凝土的规定相似。导管埋入砼的深度任何时候不得不不小于2米，一般控制在于2～6米。在灌注混凝土开始时，导管底部至孔底应有25～40cm的空间。为防止钢筋笼被砼顶托上升，在灌注下段砼时，尽量加紧，当孔内砼面靠近钢筋笼时，保持较深的埋管，放慢灌注速度，待砼面升入钢筋笼1～2米后，减少导管埋入深度。灌注标高要高出桩顶设计标高约0.7～1.0米，以便清除浮浆和消除测量误差，但务必注意，不要因误测而导致断桩。10、桩的检测⑴灌注每根桩时都做混凝土试件两组，并及时进行养护。⑵当钻孔灌注桩的混凝土到达设计强度后来，承包人应委托监理工程师同意的、具有资质的检查单位作无破损检查。检测的桩数，引桥墩台基础桩为100％；如设计有规定或监理工程师另有规定期，则按设计规定或监理工程师规定办理。⑶假如监理工程师对混凝土整体性检查有疑义，或在施工过程中碰到异常状况，而怀疑桩的质量时，监理工程师可以决定进行取芯检查。取芯部位由监理工程师确定，可以取桩的顶部，也可以取中间某一段，甚至取全桩长。(二)、承台施工1、基础开挖针对桥址处的地质状况，采用放坡开挖；在有淤泥的地方，加钢筋混凝土薄壁套箱。采用挖掘机开挖，边坡坡度约为1：1-1：1.25，基底四面预留50cm的作业面。基坑顶距开挖线1米以外挖排水沟，基坑顶做成4%反坡，并疏通排水渠道，防止地表水浸入基坑。基坑底部设置排水沟及排水井，保证地下水及时的排出基坑。可运用土方堆置于离基坑开挖线上口边缘5m以外，堆置高度不超过2.5m，弃方弃入指定地点。开挖时对于图纸中标明的地下设施采用保护措施，对于图纸中没标明的应随时注意。钢筋砼薄壁套箱下沉到位，承台挖基到位后，凿除桩头，铺垫碎石，使基底平整，浇注10厘米砼垫层。经监理工程师检查合格后，进行下一工序施工。2、模板支立采用组合木模拼装，用钢管脚手架支撑加固，内部设拉杆，保证模板不变形。用水准仪测出砼表面高程并在模板上划线，施工时拉线控制。3、绑扎钢筋承台钢筋在加工场内加工好，在基坑内绑扎。4、砼施工砼在拌和站内拌和，运距较近时泵送入模，运距较远时水平运送采用翻斗车或手推车，插入式振动器振捣，施工时严格控制砼振捣质量。根据温度状况采用洒水养护或覆盖养护。（三）、墩身、帽梁施工采用钢模板，钢模接缝处夹3mm厚的橡胶垫，整体拼装后，内表面用砂纸打磨平整，经检查模板表面平整度和光滑度到达规定后，用汽车吊吊装就位。在模板安装前，先精确测定出墩柱中心和十字线，并放出模板边线及检查线。用全站仪检测柱顶偏移、垂直度状况，设四向风缆拉紧固定。模板使用前，用电动除锈刷彻底除锈，涂刷脱模剂后整体拼装。立模前，需清理钢筋骨架内部杂物，并再次清理模板表面杂物。拆模后，模板及时整修、清理、涂油，堆放整洁。2、钢筋制做及安装钢筋采用在加工场加工后，现场绑扎焊接成型。3、浇筑砼砼在拌和站内集中拌和，水平运送采用翻斗车或手推车，垂直运送采用汽车吊或砼输送泵。浇筑砼时分层灌注，浇筑层厚控制在30cm以内，采用插入式振动器振捣，模板外用橡皮锤敲振，保证砼密实和表面光滑整洁。砼浇筑期间，设专人检查支架、模板、钢筋和预埋件等的稳固状况，发现松动、变形、移位时，及时处理。4、拆模砼到达拆模强度后，立即拆模，拆模采用倒链和汽车吊配合，轻拆，轻卸,防止损坏模板及砼表面。5、养护砼终凝后开始洒水养护，墩柱顶面盖麻袋以保持湿润。然后用塑料布将墩身整体包裹，喷淋养生，保持湿度。(四)梁体施工1、梁体支撑施工在公路地面上作基础，上立钢管柱，立柱上方采用型钢组焊成横梁，横梁上安放贝雷架做现浇梁支撑，贝雷架跨越空间要满足车辆的运行，限空3.4米。其他跨段，原地面整平碾压后做30cm碎石基础，碎石基础上做门式支架。模板采用竹胶板。搭设支架后对支架进行预压，预压荷载采用箱梁自重的120﹪，待消除非弹性变形后，再进行梁体施工。2、梁体钢筋砼施工梁体钢筋砼施工包括：测量控制梁骨架的加工及装配，模板施工、钢筋绑扎成型、砼浇筑、养生、拆模等几种方面。⑴测量控制：梁体施工中，从底模的施工到骨架装配、横隔梁的安装、侧模安装，每一环节都需进行精密的测量。其施工措施为，用全站仪测出中线，每隔2.5m测一次标高，且施工中要反复校核。⑵梁骨架的加工及装配：梁体骨架拟分片加工，其分片位置在每孔的1/4-1/3L处。施工中，先放骨架大样，按照骨架大样进行骨架加工，加工完毕后编号堆放，横隔梁骨架加工同梁骨架加工，加工中严格按照设计所给尺寸按图施工，焊接符合施工规定。骨架的装配采用吊车配合人力按照编号装配。⑶模板施工：梁体施工中的模板分底模、侧模、内模。底模、侧模采用竹胶板，内模采用方木骨架配木质面板，外包防水油毡。施工中，底模、侧模规定标高精确、平整、线型平直。内模规定位置、尺寸精确，并且模板施工必须牢固，严防跑模现象发生。⑷钢筋绑扎钢筋绑扎采用现场绑扎成型，规定骨架装配后位置精确，钢筋绑扎按图施工，绑扎牢固，箍筋间距均匀。按设计位置合规定，预埋泄水管、护栏、伸缩缝预埋筋、支座、通气孔等预埋件，保证预埋件位置精确。⑸砼浇筑混凝土的浇筑和养护：砼采用搅拌站集中拌和，砼吊斗轨道运送，小龙门吊吊斗分层下灰。在施工中采用斜分层浇筑的方式进行，即由梁的一端向另一端进行。在浇筑中形成10～16度混凝土倾斜度．在形成一定T作长度后，翼板与梁肋同步浇筑，每层混凝土浇筑厚度30cm～50厘米，并向前推进，当底层混凝土抵达另一端时反向浇筑混凝土，直到T梁翼板持续浇筑完毕。混凝土振捣采用插人式振捣器与附着式振捣器配合进行，由于附着式振捣器布置位置偏梁体下侧，梁体混凝土受到振捣范围内的限制，因此梁体上部及翼板部分混凝土的振捣采用插入式振捣棒进行振捣。附着式振捣器，每次振动时间控制在30s左右，就可以振动至混凝土停止下沉，不再有气泡浮出，混凝土表面呈规则的倾斜状态，同步有泛浆出现。由于倾斜混凝土浇筑过程中，混凝土在振动器作用下呈塑性流动状态，可减少钢筋及预应力管道对混凝土骨料的架立作用，且在流动过程中充足排出气泡，形成密实的混凝土层，充足保证主梁底部混凝土的浇筑质量。浇筑混凝土时，应防止振动器碰撞预应力钢绞线，并常常检查模板、锚固端及预埋件，保证其位置及尺寸符合设计规定。在梁体混凝土浇筑完毕并初凝后，应铺盖草袋或土工布防护，防止日光直接照射，与大气直接接触。混凝土养护可采用洒水自然养护，常常洒水以保持混凝土表面充足潮湿状态。预制T梁顶面须拉毛，以便现浇桥面混凝土与预制梁板紧密结合。⑹梁体张拉待砼强度到达设计强度的90%时，张拉正弯矩区钢束，两端对称张拉。锚具均要进行硬度试验，检查不合格不得使用。张拉千斤顶采用YCQ500-型千斤顶，额定行程200mm，选用高精度油表。油表及千斤顶必须在张拉前标定，同步每使用一种月要标定一次，以随时检查张力损失状况，并对油表压力做出调整。油泵采用ZB4-500型电动高压油泵，额定油压50Mpa，最大流量2.2升/分钟。张拉前要进行孔道摩阻试验，用传感器和千斤顶配合，精确测定直线孔道摩阻系数k和曲线孔道摩阻系数μ，据此计算出每根钢铰线的张拉伸长量。张拉次序:０→初张拉(控制应力10％)→划线→超张拉(105％控制应力)→持荷5分钟→补压→测量伸长量→控制应力→回油放张张拉采用双控，实行张拉吨位和引伸量双向控制，即以油表压力读数为主，以伸长量为辅的措施，若计算伸长量与实测值出入较大，要及时查找原因，问题处理后方可继续张拉。张拉操作要认真做到三对中、即孔道、锚具、千斤顶对中，一慢二快，即大缸进油慢，对中找平动作快。两端同步张拉，分级逐渐加载，每拉一级要观测有无滑移、断丝现象，出现异常立即查找原因，问题处理后方可继续张拉。⑺压浆：梁的孔道压浆按自下而上的次序进行。另一方面序为：切除钢铰线、锚圈外露30cm——用高压水冲洗孔道——用压缩空气吹出积水——由上往下次序压浆——压力至0.8Mpa（另一端流出浓浆）——关闭出浆嘴——稳压2分钟——关闭压浆阀。压浆前要清洗孔道并吹净孔内积水，水灰比0.4～0.45，三小时后最大泌水率不超过2%，在稠度仪上测定水泥浆自仪器筒内流出的时间不得超过6秒，水泥浆自调制后至压入孔道内的间隔时间不得不小于40分钟。管道压浆的次序先下后上，以免上层管道漏浆堵塞下层管道，每一根管道的压浆工作一次完毕，不得中途停止。⑻梁体浇注完毕后，待砼到达一定强度后进行凿毛处理，将梁体间后浇段的钢筋进行绑扎。在灌注后浇段砼时，模板支撑采用吊板法