建筑行业深基坑重力锚定位支架整体成型施工工法

深基坑重力锚定位支架整体成型施工工法1前言1.0.1由于悬索桥大的跨越能力以及美观性，近来年我国悬索桥建设越来越多，悬索桥锚碇预应力锚固系统施工是悬索桥施工重点控制内容之一，如何加快预应力锚固系统的施工进度、如何确保预应力定位支架的施工质量一直是建设者们研究的课题。1.0.2重庆市江津白沙长江大桥工程在白沙长江大桥东锚碇重力锚施工前，专门对预应力锚固系统的施工进行了研究，提出了预应力定位支架整体成型施工方法，在实际施工中按照此方法加快了施工进度、节约了成本，确保了预应力定位支架的控制精度，技术可靠，效果明显，具有很好的推广性。2工法特点2.0.1装配化施工锚碇预应力定位钢架在钢结构加工场将各个杆件组装成片架桁架，然然后利用塔吊等吊装设备将其按照编号进行装配化施工。2.0.2定位精度高定位支架在钢结构加工场标准化生产、标记，组装精度高；在锚碇第一层时对基座进行准确定位预埋，并对片架桁架单元加工精度进行检查验收。同时定位钢管安装精度通过全站仪等进行精确控制。2.0.3操作方便定位支架钢结构在车间加工、组装，安装时根据预埋件位置按编号安装即可。定位钢管采用法兰盘，安装快捷方便。2.0.4安全可靠定位支架采用钢结构，不仅能有效保证预应力管道的稳固，施工完成后能有效加强锚碇混凝土结构，更好的承受主缆传递的拉力。2.0.5施工进度快深基坑锚碇场地平整，空间大，钢桁架施工进度快，在基坑开挖及第一层混凝土钢筋施工时，便可进行钢结构加工，支架结构合理，加工难度低，施工进度快。3适用范围3.0.1本工法适用于悬索桥深基坑重力锚预应力定位支架施工，对于其他重力式锚碇中预应力支架的定位施工也同样适用。4工艺原理4.0.1将设计图中预应力定位支架方案图进行深化设计，绘制详细的加工图。4.0.2在钢结构施工场地进行对基架、片架、桁架等部件进行加工并组装。4.0.2第一层混凝土浇筑前进行预埋件定位安装。4.0.3按照设计图纸对定位支架进行安装。4.0.4对定位管道进行安装，通过测量仪器精确定位后，采用卡扣进行固定。5工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程5.1.1重力锚预应力定位支架安装工艺流程按图5.1.1进行。施工准备施工准备定位支架设计与计算定位支架设计与计算定位支架部件下料定位支架部件下料各单元节段焊接各单元节段焊接基础预埋基础预埋基架、片架、桁架安装基架、片架、桁架安装定位钢板安装及调整定位钢板安装及调整管道安装管道安装管道复核管道复核前后锚面锚垫板复核前后锚面锚垫板复核图5.1.1重力锚预应力定位支架安装工艺流程5.2操作要点5.2.1施工准备正式施工前，相关人员熟悉图纸及技术方案、做好三级技术交底及安全交底；人员、材料、机械等各方面已准备就绪；基坑开挖验收合格，定位支架材料采购准备，预应力管道采购准备，绞车的检查等等。5.2.2定位支架设计计算将设计图中定位支架进行方案图进行深化设计，方便定位支架标准化加工，钢结构单件重量进行计算，保证塔吊吊装可行；对定位支架整体结构进行受力计算，保证结构的稳定性。图5.2.2定位支架整体模型及受力分析图5.2.3定位支架部件下料预应力定位支架属于辅助材料，主要作用是用于预应力管道的定位，为保证预应力定位位置精确，因此各部件下料尺寸也要求精确。下料时根据图纸对不同部件进行分类存放并进行标识，对下料好的部件根据图纸设计组装位置进行画线标记，以促进组装进度。5.2.4片架安装在搭设好的胎架上进行片架、基架及桁架组装，支架钢结构比较简单，由弦杆和腹杆组成，安装时先固定好弦杆的位置，然后摆放腹杆，然后进行焊接。焊接后应将焊渣敲掉，由于是辅助结构，片架焊缝质量满足三级焊缝要求即可，焊接时应注意检查焊缝高度以及长度。焊接好后应进行平放储存，至少应设置三处抄垫，防止片架变形，并避免堆载过高。5.2.5基础预埋由于定位支架整体结构高，锚块第一层施工时必须先进行基础预埋，基础预埋后必须对预埋件的水平度及位置进行复核，确保符合施工要求。5.2.6支架安装待第一层混凝土强度符合要求后，进行基架安装，由于锚固系统整体呈倾斜状态，部分基架高度较高，需分节段进行施工。基架安装完成后，进行位置复核，特别是前后锚面复核。确认合格后，进行桁架及片架安装，每层桁架之间采用工字钢作为支撑。片架作为预应力管道支撑，施工时应略低于管道位置。图5.2.6支架底层混凝土浇筑5.2.7管道位置安装调整预应力管道采用无缝钢管，并利用法兰盘进行连接。管道在工厂进行加工，安装前需对管道的垂直度，法兰盘位置的垂直度进行复核。片架上安装定位钢板，并通过测量设备对前后锚面的定位钢板进行中心点定位，并依据此进行管道定位。验收合格后与定位钢板进行焊接固定。5.2.8前锚面管道位置复核在安装最后一节段桁架时，前锚面的管道及锚具定位精度要求高，且锚具位于球面上，因而每个锚具仅仅通过测量仪器来定位非常复杂和不便。为了简化定位，同时满足精度要求，施工中精心设计了锚垫板调整器，通过预应力管道中心的精确定位来保证锚垫板空间位置的定位。锚垫板调整器施工按照图5.2.8进行。图5.2.8锚垫板调整示意图锚垫板调整器的原理是：调整器底板与锚垫板密贴，调整器钢管与预应力钢管平行，这样锚垫板就与预应力管道垂直，从而保证了锚垫板的安装角度。为方便套入，调整器钢管外径应比预应力钢管内径小3～4mm，这样的安装误差足可以保证锚垫板的安装精度。锚垫板定位后与预应力管道焊接，保证锚垫板固定牢固。6材料与设备6.0.1具体材料与设备如表6.0.1所示。表6.0.1预应力锚固系统施工材料与设备序号材料设备名称规格型号用途1型钢[10、I20定位支架制造2钢板δ10定位钢板3钢管无缝钢管预应力管道4塔吊2台支架吊装5切割机1台型钢加工6电焊机5台支架焊接7全站仪1台管道测量8导链5个支架位置调整9千斤顶2个支架位置调整7质量控制7.0.1工程质量控制标准工程施工质量标准按表7.0.1执行。表7.0.1预应力锚固系统施工质量标准序号项

目允许偏差1前锚孔道中心位置（mm）10mm2前锚面孔道角度（°）±0.23钢锚导管轴线与锚垫板垂直度（°）±0.54型钢支架加工尺寸偏差（mm）±10mm5型钢支架安装位置偏差（mm）±20mm7.0.2工法执行标准1JTG/TF50-2011《公路桥涵施工技术规范》2GB50017-2014《钢结构设计规范》3GB50755-2012《钢结构工程施工规范》7.0.3预应力定位支架制作及安装要求1预应力定位钢支架选择在钢加工场统一制作，每榀定位支架制作时均应按照图纸长度准确进行下料。2加劲工字钢架制作时由于每榀中的杆件长度均有所不同，所以在这些杆件加工完成后要进行编号分开存放，以确保定位支架各杆件安装位置的准确。3型钢杆件加工时，要将杆件端头毛边打磨圆滑，避免定位钢架组拼施工时划伤安装操作人员。4对于加工完成的型钢杆件，要存在平整的场地上，并采取下垫上盖措施进行防护处理，避免杆件存放期间发生锈蚀。5定位钢支架安装时按照基架、桁架和片架的顺序进行。支架安装过程中，要避免碰撞变形。为了方便钢支架安装施工，采取分节段进行吊装定位。定位钢支架的定位检测与调整三维坐标测量的方法进行的。8安全措施8.0.1为加强现场安全施工管理工作，在施工前对全体参与施工人员进行全面的安全生产教育，全面进行安全施工交底，在施工过程中认真按照各项安全操作规程执行，杜绝各种安全事故的发生，以保证安全施工的顺利进行。8.0.2参加施工的人员必须熟知本工种的安全操作规程，在操作规程中严格遵守，听从指挥，特殊工种须经过专业培训，持证上岗。8.0.3施工过程中经常检验钢丝绳、滑轮，排除因构件磨损带来的安全隐患。8.0.4在吊装区域、安装区域设置临时围栏、警示标志，临时拆除安全设施时也一定要取得安全负责人的许可，离开操作场所时需要对安全设施进行复位。操作结束时收拾现场、整理整顿，特别在结束后对工具进行清点。8.0.5防止高空坠物，设置安全带的临时挂点。9环保措施9.0.1定位支架制作工厂化预应力定位支架焊接大部分在加工场内完成，预应力管道之间用螺栓连接，减少了因焊接加工对施工现场造成的空气污染、光污染、噪声污染等。9.0.2定位支架安装成品化基架、桁架、片架及预应力管道工厂加工成品化，安装施工时焊接量少，施工高效便捷。10效益分析10.1经济效益10.1.1成品化安装，较之传统做法提高工效60%-70％。10.1.2较之传统做法节约机械及措施费用20%-30%。10.1.3定位支架安装作业高空作业量大大减少，人工成本降低约20%-30%。10.2工期效益10.2.1运用该工法施工工期显著缩短，预应力定位支架的制造可以与基坑清理及第一层底板钢筋施工同步，第一层钢筋安装完成时只需进行预埋件安装即可，预应力定位支架安装时间仅半个月，比传统散件安装方法节约工期两个月，总工期因此缩短两个月。10.3质量效益10.3.1能有效保障焊接质量、安装质量，预应力管道定位质量，确保锚碇预应力定位系统的施工满足设计及施工规范要求；较之传统做法安装质量显著提高，一次验收合格率100%。10.4安全效益10.4.1将散拼作业变更支架整体安装，高空作业量大大减少，且成品安装时结构稳定，安全性显著提高，减轻了工人的劳动强度，有力地保障了安全生产、文明施工。10.5社会效益10.5.1锚碇施工为悬索桥施工控制性工程，工期的节约将促使桥梁提前竣工，由于桥梁提前通车带动的周边发展会比较明显。同时大桥桥梁工程也是老百姓关注的重点项目，能给老百姓留下良好的口碑。10.5.2代表了现代施工水平，具有较好的推广效益。11应用实例11.0.1重庆市江津白沙长江大桥东锚碇东锚采用重力式锚碇。上部结构采用框架式结构，下部结构采用扩大基础。东锚IP点设计里程桩号位于K1+770.000；前趾点里程桩号K1+753.355，后趾点里程桩号K1+810.355；锚碇全长57.0m；锚碇主要由基础、锚块、散索鞍支墩、前锚室及后锚室构成。锚固系统前锚面孔道中心坐标允许误差：±10mm；前锚面孔道角度允许误差：±0.2°。施工精度要求高，且锚固系统整体高度达24m，常规施工安装难度大，通过预应力定位支架整体成型安装施工工艺解决了目前预应力定位系统施工中的诸多问题。该技术已经成功运用于重庆市江津白沙长江大桥工程东锚碇施工中，预应力管道定位准确，施工中现场一次验收合格100%。实践证明该工法关键技术先进，操作简便，安全可靠，可成熟运用。11.0.2重庆市江津中渡长江大桥南锚碇重庆市江津中渡长江大桥主桥为主跨600m的双索面悬索桥，桥面宽33m，双向六车道，主跨加劲梁采用扁平型钢箱梁，梁高3.0m，桥塔