一、编制依据
1、新建铁路宜昌至万州线柿子口大桥施工图。2、现场环境实地勘测、调查及当地的地质、水文资料。
3、铁道部现行《铁路桥涵施工规范》、《铁路混凝土与砌体工程施工规范》及质量检验评定标准等。
4、宜万线总体施工组织设计及宜万W4标柿子口大桥《实施性施工组织设计》。二、工程概况
本桥设计为双线桥,中心里程DK35+775.41,桥全长267.30m。全桥位于直线上,向线路前进方向设计为G=15.9‰纵坡,线间距设计为4.2m。设计孔跨为:1-32m后张梁+(48+80+48)m连续梁+1-32m后张梁+1-16m先张梁。
墩台及基础类型:宜昌台、万州台采用双线挖方桥台,明挖扩大基础;1~4号墩(连续梁边墩及中墩)为双线圆端形空心墩,钻孔桩基础;5号墩(简支梁墩)采用双线圆端形桥墩,桩基础;1~4号墩的桩基础采用直径2m的长短桩,5号墩桩基础采用直径1.25m的半边桩。连续梁固定支座设于2号墩顶,简支梁固定支座设于每孔梁的下坡端墩台上。
第二章 施工准备
一、挂篮的设计制作
本桥所用挂篮为我公司自行设计加工制作的三角式挂篮,每套挂篮
自重约45t左右,最大悬灌重量95T,最大节段长度3.5m(节段重85T),最大节段高度5.5m。
本挂蓝由主桁系、底模系、外模内模系、前吊系、底锚系、走行系和施工平台组成。1、主桁系
主桁系位于桥面竖向预应力筋位置。(预应力筋有两种位置,分别为5100mm和5232mm,在位置变动时需在主桁横联上加调整块调节。)主桁系是挂蓝主要受力构件。在悬灌施工中主要承受底模系传来的竖向拉力。主桁系由四杆件铰接构成,外型三角形。各杆由[36a槽钢和板焊成,通过销子铰接在各节点块上。两片主桁通过前横梁和主桁横联构成整体。主桁片通过活动滑座坐在滑轨上,后端通过反扣装置扣在滑轨后端,灌注时用竖向预应力筋和锚板把主平杆锚固在桥面上以平衡前部底模的竖向拉力。2、底模系
底模系位于悬灌箱梁底部,是挂篮主要受力构件,承受箱梁悬灌施工荷载。底模系由前后托梁及各纵梁、工作梁组成,与砼接触处辅制10mm钢板。底模系前吊带悬挂在前横梁上,后托梁由二个底锚固定在已成梁段上。后托梁两端由两根吊杆悬挂在已成梁段翼板上,另有两根吊杆吊在外滑梁,主要是走行时悬吊底模。3、外模系
外模系主要承受腹板砼产生的侧压力及翼板砼荷载。外侧模由翼模板和方模板用螺栓联接一起,可随梁高变化适时拆除多余部分。外模系
主要靠滑梁承吊。侧模开有对拉筋孔以联接两片侧模和内模,既可抵抗腹板砼的侧压力又保证侧模与已成梁段的很好密合。4、内模系
内模系主要承受顶板砼荷载,通过两根内滑梁悬吊在前横梁和已成梁段上。内模分两块,可随腹板厚度变化进行调节。5、前吊系
前吊系为16Mn钢制板带,承受底模前部拉力。吊带分单吊带和双吊带,用销子联接。上部承吊在前横梁上,下部铰接在前托梁上,随梁高变化用千斤顶提升底模,变换孔距以调整底模高度。高距调整主要靠吊带上的销孔,微调可用千斤顶调节。6、底锚系
底锚系位于底模后托梁和已成梁段底板上,主要承受底模系后部拉力。底锚杆通过预留孔把后托梁锚固在已成梁段上。7、走行系
走行系桥面部分主要由滑轨、活动滑座、反扣装置和千斤顶顶座构成。走行时活动滑座坐在滑轨上,后部由反扣轮挂在滑轨上,整体形成稳定。在滑轨上固定千斤顶顶座,通过千斤顶顶推活动滑座使整个挂篮顺滑轨前行。
走行系桥面以下部分为四根滑梁和滑梁后吊轮。后吊轮悬挂在已成梁段和滑梁上。挂篮走行时内模、外模、底模和主桁同步前行,滑梁通过后吊轮向前滑动。
8、施工平台
施工平台分前施工平台、底施工平台。前施工平台主要方便施工人员张拉、调整底模高度用。底施工平台主要用于底锚的拆装及箱梁底面的砼表面处理。9、挂篮静载试验
挂篮静载是模拟梁段荷载以检测挂篮的应力和变形情况及收集施工数据,也是消除挂篮安装过程中的非弹性变形。加载重量为8#段重量再加20%的超载系数。加载分四级:一级50%;二级75%;三级100%;四级120%。每一级加载后要持载20分钟,并对挂篮全面检查,作好记录。试验时用应变仪测量应力,用水平仪测量位移和变形。二、梁部混凝土配合比的选定
考虑到工期压力较大,为了在保证工程质量的前提下加快施工进度,只有尽量缩短各工序和施工节段的衔接时间,所以,在悬灌施工过程中,要求混凝土能在短期内达到设计强度的85%,弹性模量也达到同等的标准,以满足预应力张拉的需要,缩短每一节段的循环时间。
3、 预应力钢筋、钢绞线的选定和试验
严格按设计要求选购预应力钢绞线和精轧螺纹钢筋作为本桥的预应力筋,锚具也按设计要求进行选购。在预应力筋和锚具等进场后,按《预应力筋锚具、夹具和连接器应用技术规程》要求进行各项原材料的试验和预应力系统的组合静载试验,试验结果满足要求后才能在结构中使用。
4、 张拉机具的选用和标定
预应力张拉机具包括油泵(含显示精度为0.4MPa的压力表)、张拉千斤顶(YDC2000型、YDQ260B型、YC60型)等的标定,并归纳出油表读数与张拉力之间的线性方程,以利于在施工中进行张拉力的控制。张拉设备配套校验不超过规范要求。
5、 支座的采购及试验
按设计要求采购合格的支座,并按要求进行试验、检验。
第三章 0#、1#段施工
根据设计要求,0#段采用墩顶支撑、墩旁支架辅助施工,1#段采用墩旁支架现浇施工。由于0#段梁体较高,钢筋、管道密集复杂,为确保质量,主桥箱梁0#段拟分两次施工,第一次施工至腹板及横隔板;第二次施工剩余腹板及顶板。1#段施工采用墩旁托架平台施工,平台结构见“1号段现浇
托架示意图”。0#段、1#段侧模利用挂篮外侧模,0#段腹板变化部位另制作定型大块外侧模。内模采用组合钢模板配以适量木模,端模采用钢木组合模板。模板及钢筋采用墩旁塔吊提升,混凝土采用在塔架上安装泵送管道、泵送入模,插入式捣固棒振捣。在施工0#段腹板时预留侧窗,以减少混凝土自由倾落高度。
1、 施工流程1、0#段施工流程:
安装墩旁托架平台→安装永久支座及临时支座→安装0#段外侧模→安装卸落木楔或千斤顶→调整0#段外侧模就位→安装底板、腹板及横隔板部分堵头模板→托架平台预压→调整模板位置及标高→绑扎底板和腹板、横隔板部分钢筋→安装底板及部分腹板上的预应力筋管道和预应力筋→监理工程师验收→浇筑底板及部分腹板→安装剩余腹板、顶板纵向、横向预应力管道和预应力筋→安装腹板和横隔板剩余模板、安装顶板底模→安装顶板堵头模板→绑扎顶板底层钢筋及管道定位筋→安装顶板纵向预应力管道及横向预应力管道及预应力筋→安装顶板上层钢筋网→监理工程师验收→浇筑顶板混凝土→混凝土养护→拆除底板端模→两端混凝土连接面凿毛。
2、1#段施工流程
利用塔吊将0#段外侧模移至1#段→安装卸落木楔或千斤顶→调整1#段外侧模→安装底板模板→托架平台预压→调整模板位置及标高→绑扎底板和腹板钢筋→安装底板腹板上的预应力筋管道和预应力筋→监理工
程师验收→安装腹板和顶板底模→安装堵头模板→绑扎顶板底层钢筋及管道定位筋→安装顶板纵向预应力管道及横向预应力管道及预应力筋→安装顶板上层钢筋网→监理工程师验收→浇筑混凝土→混凝土养护→拆除端模→两端混凝土连接面凿毛→混凝土强度达到85%以上张拉纵横向钢铰线与竖向预应力筋→纵横竖向预应力管道压浆→安装挂篮进入悬灌施工。
二、施工要点说明
在墩身施工完成后,利用预埋钢板进行墩身两侧牛腿的加工制安,安装钢梁及斜撑,形成墩顶托架平台,四周设置角钢围栏、挂设安全网,保证施工安全。在钢板上纵铺工字钢后,纵向工字钢上设横向I20,间距为0.5m,在工字钢上安装木排架,在木排架上铺设1#段底模。
支架拼装好以后,采用水箱法进行预压,预压荷载按第一次浇筑混凝土重量及相关其它施工荷载总重量的125%考虑。在0#段施工时,此支架仅作施工平台用,1#段施工时作承重用,且支架在拼装时按挂篮需求,预留好各种预留孔道,以便挂篮拼装能准确就位。
0#段、1#段管道密集,混凝土浇筑后采用高压水管冲洗管道。竖向预应力压浆孔设在箱梁腹板侧面,在竖向波纹管上开孔设置注浆孔,并用密封胶带密封。横向预应力钢绞线在混凝土初凝时,派专人来回抽动钢绞线,以保证后续横向预应力束压浆质量。
0#段、1#段钢筋及管道密集,钢束管道位置采用定位钢筋网片固
定,定位钢筋网片牢固地焊在钢筋骨架上,定位钢筋网片适当地加密,并且定位钢筋网片所焊的钢筋骨架与水平钢筋采用点焊,防止管道位置移动。当预应力管道位置与骨架钢筋发生冲突时,保证管道位置不变,适当移动普通钢筋位置。
0#段腹板混凝土浇筑时,在内模处留设混凝土侧窗及捣固孔,浇筑至预留孔位置后,封闭并加固侧窗,可以减少混凝土自由倾落高度,防止混凝土离析和对管道的过度冲击,并避免捣固棒与管道猛烈碰撞。
第四章 悬灌施工
一、挂篮拼装及试验
1#段现浇完成后,即可进行挂篮拼装和试验工作。考虑到高桥墩及现场起重设备的起吊能力,在0#段桥面拼装。在挂篮施工过程中要始终保证有四个锚点锚固上主梁(一篮为八个锚点)。在挂篮走行过程中要始终保证每篮至少有二个保险点。在走行过程中始终要保证主梁后吊轮滑轨两边有锚点锚固滑轨。
1、桥面组件的拼装
①、滑轨的放置。在桥面竖向预应力筋位置放置滑轨,用沙浆找平滑轨以消除2%坡度。竖向预应力筋要伸出桥面150mm左右以保证能锚固滑轨。保证滑轨间距5.1M(5.232M)(偏差≤2mm),并保证两轨面水平(高差不平度≤1mm)。并用锚具锚固滑轨。在前滑动支座处不要有滑轨接头。滑轨纵向位置可用以下方法调整:用千斤顶支顶主桁下平杆使活动支座稍稍离开滑轨面(2mm),而后窜动滑轨到理想位置。
②、装拼主桁片(两片)及主桁片配件(反扣轮、活动支座)。先将活动支座安装好,再将平杆安放在工作位置,后部用枕木支平支稳,一定要保证下平杆的平直,而后用精轧螺纹钢锚住。安装立杆后用4部3T倒链将其四个方向拉住,而后依次安装后斜杆及前斜杆,一组主桁安装好后安装另一组桁片。
③、安装主桁横联(高强栓联接)。④、安装前横梁(销子联接)。
⑤、安装挂篮桥面其它散件(扁担梁、主吊带、精轧螺纹吊杆、内外滑梁吊带等)。将主吊带按设计尺寸联好后穿过前横梁工作位置孔,安装好销座及扁担梁,用销子挂住。同样方法安装好吊杆、内外滑梁吊带及边锚吊杆。
2、桥面下组件的拼装
①、外滑梁及翼模的安装。先将翼模及滚轮架组装在滑梁工作位置上,将翼模焊在滑梁上,在滑梁尾部焊挡块;而后将其吊置工作位置先将后锚用精轧螺纹钢吊住,而后安装滑梁前吊带吊住滑梁前部。外滑梁中部有一孔,此孔为混凝土灌注时锚固用,当走行时此孔用精轧螺纹钢及联接件吊住后托梁。对应此孔在桥面有一预留孔,在走行时可利用此孔用钢丝绳保险外滑梁。
②、底模的安装。在桥墩下搭设平台(用枕木或其它物品将前后托梁垫高离地1M左右),使两托梁顶面处于同一水平位置,调正对角线(对角线误差≤2mm),而后安装各边梁、工作梁、边纵梁、中纵梁,
辅设面板(面板辅设位置为后边距离后托梁中心线400mm。底模安装完成后施焊,各梁端头与前后托梁需焊接(无孔端两边各焊100mm,焊角≥6mm),面板与各纵梁底部断焊,焊角高度≥6mm,50/150。
③、悬吊底模。在主桁前吊点及已成桥面各设两组滑轮组,通过钢绳吊在前后托梁相应位置上。而后通过卷扬机吊底模到相应位置。安装二个底锚。同时安装前托梁各铰点。
④、调整、检查。
⑤、安装内模。内模桁架在桥下拼装完成,整体吊置在内滑梁工作位置上,加焊几点固接。
⑥、外模方模的安装。安装矩形方模(用普通螺栓联接)。模板安装完成后用M20对拉筋将两片侧模拉住,并用侧顶丝杠将侧模顶紧在底模上(配用千斤顶)。
⑦、调整、检查。
至此挂篮桥面下部结构基本安装完毕。3.其它
挂篮安装完成后设两处工作平台以方便施工。包括底模前部工作平台和侧部工作平台。前部工作平台用型钢焊在前托梁上并加护栏,上辅木板;侧工作平台需焊一些护栏。
4、挂篮静载试验:本挂篮静载试验原则上以全摹拟加载为全理(即在底模、内模、外模上同时加载)。但考虑到工地现场的实际情况,把梁段荷载全加在底模上,采用底模加挂导链钢丝绳逐级加载的方
法。选择多个受力点,用钢丝绳滑轮机构进行受力分配,总荷载为节段最大重量的1.25倍。首次加载50%,第二次加载至75%,最后加载至100%。每一级加载后持荷20分钟,并对挂篮全面检查,作好记录,情况正常后,再进行下级的加载。加载方式是导链配合滑轮机构。试验人员分工负责,统一协调,遇有紧急情况,松开导链进行卸载。试验目的是检测挂篮的应力和变形,并消除挂篮非弹性变形,同时为2#段立模高程提供依据。试验时用应变仪测量应力,用水平仪观测变形,其结果符合挂篮设计要求者方为合格。具体加载点及加载量如下所示:
加载程序一载(50%)二载(75%)三载(90%)四载(100%)五载(110%)六载(120%)
卸载
加载力(KN)
470706847941103511290
持载时间20分钟20分钟20分钟20分钟20分钟10分钟
备注
测下沉量及主要受力杆带应力及应变测下沉量及主要受力杆带应力及应变测下沉量及主要受力杆带应力及应变测下沉量及主要受力杆带应力及应变测下沉量及主要受力杆带应力及应变测下沉量及主要受力杆带应力及应变测下沉量
本静载试验是以5#段重量值为试验荷载值。5#段砼为940.9KN。二、挂篮走行及注意事项1、挂篮走行:
①松动内外滑梁后吊轮组,使后吊轮组下落滑梁上翼80mm左右。松动内外滑梁后锚,使滑梁缓慢落在悬挂轮上。同时利用内外滑梁后锚孔加
设保险钢丝绳。
②安装外滑梁和后托梁之间走行吊杆(联接件、精轧螺纹钢及锚具),安装长度应留有约80mm间隙。而后拆下边锚,松动底锚,使底模后部缓慢下落悬挂在两边走行吊杆上使底模下落,而后拆掉底锚下销。
③底模下落到位后用两部10T倒链联接在外滑梁和后托梁之间做为保险装置。
④在主桁下平杆靠后端适当位置用上锚梁加设一保险锚固点,此锚点要略松。而后拆除后结点所有锚点,使后吊轮吊在滑轨上。
⑤加设千斤顶顶座,利用千斤顶顶推活动支座逐渐将挂蓝前移。前移时要保证两桁片同步进行并且要缓慢避免冲击。可在滑轨面上涂些黄油方便滑动。前移过程中要始终保证后结点有一个保险锚点。
⑥挂蓝到位后进行调整锚固。2、挂篮操作安全注意事项
铺设轨道梁时找好中线,铺设平整,走行之前检查每个锚固器,确保其处于正常工作状态。
每次浇筑混凝土之前检查主锚、底锚、吊带、牛腿等主要受力构件,确保其工作可靠和施工安全。
临时T构两端的挂篮前移时保持同步,防止出现较大的不平衡弯矩。
挂篮施工时严格测量和监控,在挂篮四周系好安全网,以保证桥上施工和桥下施工的安全。
梁段混凝土强度达到设计强度的85%、纵向预应力束张拉完成后,方可转移挂篮至下一阶段。
外滑梁前后吊杆上设保险绳。
脱离底模时,千斤顶要缓慢落下防止给外滑梁产生过大的冲击力。每次走行前,灌筑混凝土前详细检查挂篮各部位情况,经检查各部均正常后转下道工序作业。
挂篮前端设防护栏杆,下挂安全网,防止人员坠落及落物伤人。挂篮斜拉带前后保持受力一致。
主梁上扁担梁精轧螺纹钢每根必须用反力架压紧。按设计要求调整挂篮标高,设预留沉降量。前后取吊杆时,人员必须系好安全带。
后托梁后端要加工作平台,以便于后托梁上的各项作业。模板走行后要进行清理、涂脱模剂。前托梁上设防护栏杆,侧模上焊梯子。三、悬浇施工流程
悬浇施工工艺见“悬浇施工工艺流程框图”。
1、挂篮走行到位并调整完毕后,开始绑扎底板及腹板钢筋。钢筋在加工场集中下料,现场绑扎。同时安装竖向预应力钢筋及底、腹板的预应力
上段压浆和移动挂篮
绑扎底板钢筋安装底板管道绑扎腹板钢筋,安装腹板纵向管道
安装竖向预应力筋安装内模
安装顶板横纵向管道
绑扎顶板钢筋
安装横隔板、横向预应力筋
浇筑混凝土
养生、拆堵头模板
清孔穿束凿毛张 拉落 模
悬灌施工工艺流程框图
管道,并用定位钢筋固定,如果腹板预应力束有需要张拉的,在端头模板上固定锚具,竖向预应力钢筋在波纹管上预留压浆时的排气孔。
2、在底板和腹板钢筋绑扎完后开始支立内模,绑扎顶板钢筋,预留纵向波纹管,预埋顶板横向预应力束。内模由两边腹板的内侧模和顶模组成。内侧模采用组合钢模板,顶模由内滑梁、拱架和组合钢模板组成,随挂篮一起移出。调整内模标高时,要预留每一节段的预抬高值。
纵向波纹管逐节安装,安装时保证接头处密封严实,在接缝左右各5cm宽度范围内,先缠一层黑胶布,在黑胶布上包三层塑料薄膜,再缠一层黑胶布,并用22#铁丝捆扎结实。
3、由于挂篮施工的需要,在每一梁段的底、顶板及翼缘板上都有预留锚栓孔,具体位置见挂篮结构图。预埋锚栓孔保用定位钢筋固定,保持位置准确,以保证下一循环挂篮的准确就位。
为确保连续刚构准确合拢,连续刚构箱梁的预拱度和节段施工高程做到严格控制,在每个节段端头埋设三个钢筋桩,(左、中、右)作为标高控制点,每段施工时在挂篮走行前、走行后、灌注混凝土前、灌注
混凝土后、张拉前、张拉后六个阶段均详细观察这三个控制点高程变化态势,实测并作好记录分析,及时掌握预拱度的变化情况,以决定下个梁段标高。
4、每个梁段钢筋及预应力管道完成检查合格后,再对挂篮进行一次安全检查,特别是对各部分连接情况进行检查,并对标高、中线再进行一次复核,复核合格后进行混凝土浇筑。
5、为保证梁体质量,除0#段外每个梁段均采用一次灌注完成。采用悬臂平衡浇筑施工,临时T构两端不平衡重严格控制在2m3混凝土之内。浇筑梁段混凝土前,将接茬处的混凝土凿毛、充分润湿,并且使悬浇段模板与已成梁段紧密结合,浇筑混凝土时,从前端开始浇筑,在根部与已成梁段混凝土连接。浇筑混凝土时,先浇筑底板,然后腹板、顶板,左右对称浇筑。箱梁外露面光洁平整美观,底板顶面在初凝前抹面,顶板混凝土初凝前拉毛。
混凝土施工严格控制水灰比,每立方混凝土水泥用量不大于500kg,坍落度不大于16cm。混凝土浇筑过程中,严格执行混凝土浇筑工艺。
底板混凝土较厚,分两层灌注捣固,腹板、横隔板混凝土厚度较薄,高度大,且钢筋密集,混凝土入模振捣困难,采用串筒或泵管接近混凝土面和腹板内侧开侧窗灌注方法,保证混凝土自由倾落高度不超过2.0m,振捣厚度不超过70cm;顶板混凝土较薄,面积较大,灌注时分块进行。
混凝土入模及振捣过程中,保护波纹管道不被碰瘪压扁,混凝土未振实前,不准操作人员在混凝土面上走动,避免管道下沉导致混凝土“搁空”、“假实”现象发生。
梁段混凝土养护采用草袋覆盖,洒水养护。6、纵横向预应力张拉
梁段混凝土达到设计强度的85%且不少于3天的龄期后进行张拉,张拉顺序为先腹板束、后顶板束、左右对称张拉。纵向预应力钢束采用YDC2000型千斤顶张拉,横向预应力钢束采用YDQ260B型千斤顶逐根张拉。预应力筋的锚具、夹具必须符合设计要求,在使用前,进行外观、硬度和静载锚固性能检查,并符合现行国家标准《预应力混凝土用锚具、夹具和连接器》的规定,机具设备及仪表进行定期维修和校验,张拉设备配套校验期不大于半年,油表不大于1周,千斤顶不大于1个月。在使用过程中出现反常现象时重新校验。钢绞线下料长度按照设计确定,钢绞线采用砂轮切割机
下料,下料后进行梳整、编束。纵向预应力钢束穿束前采用高压水冲洗孔道内杂物,观察孔道内有无串孔现象,用空压机吹干孔道内水分。纵向预应力钢束穿束采用卷扬机牵引、人工配合。
纵向预应力张拉流程:清理孔道→穿束→安装锚具→张拉设备就位→单根钢绞线预张拉至10%控制张拉应力→整束张拉至10%控制张拉应力(量测初始读数)→100%控制张拉应力并持荷5min(量测伸长值)→锚固→切除多余钢绞线→移动挂篮→封锚→压浆。
预应力张拉顺序为:首先张拉纵向预应力,然后张拉横向预应力,最后张拉竖向预应力。
纵向预应力根据张拉的时间不同分为前期直束,前期下弯束和后期束,前期直束与前期下弯束在T构施工阶段进行张拉,后期束在临时T构施工完毕以后以及前期直束和前期下弯束张拉完成后,主桥合拢时进行张拉。
箱梁横向预应力束为4根钢绞线,单向单根交错张拉,钢绞线直接安设在横向管道之内,在浇筑时准确定位,在张拉后及时压浆。
预应力施加时,预应力筋、锚具和千斤顶位于同一轴线上,预应力张拉采用张拉力为主、以伸长量值作校核的“双控”张拉法,当实际伸长量与计算伸长量之差大于±6%时,查明原因及时处理。锚固阶段张拉端预应力筋的内缩量符合设计要求,预应力筋的断丝、滑丝数量,不超过规定数值。
预应力束张拉完毕后,杜绝撞击锚具和钢束,立即进行管道压浆。为确保本桥预应力质量,施工时从施工工艺、定位钢筋、管道线型等方面严加控制。管道安装前除去管道两端的毛刺并检查管道质量及两端截面形状,遇有可能漏浆时采取措施割除,遇有管道两端截面有变形时整形后应用。接管处及管道与喇叭管连接处用胶带将其密封防止漏浆。预应力管道每50厘米设置定位钢筋网片一道,定位后的管道轴线偏差不大于0.5厘米。管道与喇叭管连接处,管道要垂直于锚垫板。夹片应用开口手柄同时将两夹片均匀打入锚环,使两夹片外端面处于同一平
面内,两夹片高差大于2毫米者取出重新安装。锚环使用前检查内壁有否生锈,对生锈者进行除锈处理后使用。锚下混凝土严格振实,同时在穿束前先清除锚具喇叭管内的砂浆和混凝土。合理控制限位板的限位量,合理的限位量使钢绞线没有刮痕和轻微刮痕。各种预应力筋,均采
用圆盘切割机切割。
针对曲线孔道的特点,原则上在每束钢束中部设置三通管,钢束长超过 60m的,按相距20m的原则,在波纹管每个波峰的最高点设立泌水管,泌水管为钢管,高出混凝土200mm。
7、竖向预应筋张拉
竖向预应力钢筋采用ФI25精制Ⅳ级螺纹钢筋,采用φ35mm波纹管成孔,采用YC-60型千斤顶单端张拉。其下端锚固在梁体内,并按要求设置压浆孔,上端为张拉端,施工中严格控制质量,保证管道位置准确,严格按有关规程进行张拉,杜绝用电焊和氧气乙炔切割粗钢筋。使用前先进行检查,保证无锈蚀无碰伤,张拉端和固定端1m范围内不得有弯曲。下料后两端带帽在张拉台上逐根预拉,预拉力为100%设计张拉力。张拉前首先清除端杆、垫板上的水泥浆,检查垫板是否水平,合格后将螺母拧至根部,并将连接螺母拧紧。然后将千斤顶就位并对中,连接精制螺纹筋。千斤顶的张拉头拧入钢筋螺纹长度不得少于40mm,开启千斤顶张拉预应力筋。一次张拉至100%控制应力后(585MPa),持荷1~2min量测伸长值,偏差在±6%之内为合格,然后拧紧螺母。
7、压浆
1)、施工工艺
①、检查设备连接及电源、水管路、材料准备到位情况,施工平台等
措施,检查封锚及孔道密封工作,高压水洗孔并用高压风将孔内积水吹干。
②、每压浆二至三孔作为一组,每一组在灌浆之前先用水灰比0.45的稀浆压入孔道少许润滑孔道,以减小孔道对浆液的阻力。
③、两端抽真空管及灌浆管安装完毕后,关闭进浆管球阀,开启真空泵。真空泵工作一分钟后压力稳定在-0.075 Mpa至-0.08 Mpa,继续稳压1分钟后,开启进浆管球阀并同时压浆。
④、压浆:对于圆管,从开始灌浆至出浆口真空泵透明喉管冒浆历时5分钟零10秒左右,各管道比较一致;对于扁管,灌浆历时2分钟30秒左右,各管道也比较一致。
⑤、补压及稳压:真空泵、灌浆机停机,将抽真空连接管卸下,将出浆端球阀关闭,用预先准备的4磅铁锤将出浆端封锚水泥敲散,露出钢绞线间隙。再用灌浆机正常补压稳压。此时,从钢绞线缝隙中会被逼出水泥浆,再持续补压稳压过程中,水泥浆由浓变稀,由稀变清,由流量大至滴出清水,此时灌浆及压力表稳定在0.8-1.0 Mpa。补压稳压结束,关闭球阀(这里需要说明的是,我们利用了水泥浆在高压下易泌水的特点,通过排除多余水分,降低孔道内浆液的实际水灰比,从而进一步提高孔道内浆液的物理化学性质)。补压稳压历时3分钟。球阀拆除清洗在
半小时后至一个小时之间进行。
⑥、转入下一孔道压浆。
2)、为确保压浆的安全及质量,采取的措施:
①、真空泵端设在高端。压浆端设在底端,因高差3米引起的浆液静力压强为0.06-0.07Mpa,而柱塞式灌浆机的设备能力为0.8-1.0 Mpa,那么对因高差造成的影响基本可忽略,却有利于压浆质量的保证。
②、管道密封及封锚。封锚做法:张拉完毕,将多余钢绞线切割,锚具端部留有3公分左右长度,用湿润水泥团封堵,为确保水泥团不掉落及养护期间不开裂,在水泥封锚作出后,又用双层塑料薄膜密封并绑扎固定在锚具上。对于其他可能漏气的连接点,采用玻璃胶及密封生料带进行密封,从而保证了管道的密封。封锚提前二天进行,在压浆之前进行检查,对有漏气的情况,再行用玻璃胶处理,以确保孔道密封。
为进一步验证孔道的密封和通畅情况,我们在抽取真空达到要求后,将进浆端球阀少许开启,则可听到气流的尖锐啸声,同时真空表读数下降。
③、工作水的循环:因真空泵工作用水不方便,我们准备了一个2立方米的水箱,与真空泵形成循环,从而节约了用水。
④、施工时间。考虑浆体的稳定及对压浆的影响,我们将压浆时间安排在夜间进行。
⑤、浆体配比及指标,拌浆的连贯性。管道较长,且不能实现灌浆接力的情况,为减小孔道对浆体的阻力,我们修正了配比如下:水泥:
水:高效减水剂 = 1:0.38:0.4%,使浆体流动度控制在22±2S,其他指标满足规范要求。为保证灌浆的连续性,根据和考虑储备,每拌和好0.5立方米后,才予以连续灌浆。
第五章 尾端现浇段施工
1#、4#墩侧尾端现浇段分别采用φ600mm钢管、万能杆件支撑法施工。首先在施工墩身时,由墩底起每10米在混凝土表面预埋钢板预埋件,顶帽上预埋相应的预埋件。墩身施工完成后挖掘机挖土人工配合将墩旁原地面进行处理,并浇筑2m宽0.5m 厚6m长的C20砼带,砼带上预埋相应的钢板预埋件,在砼强度达到要求后,开始拼装φ600mm钢管或万能杆件,且每10米与墩身相连一道,以增强受力。
钢管或万能杆件顶端横向铺双I22工字梁,工字梁上纵、横铺I22工字钢分配梁,横向分配梁上纵铺12×12方木,方木上铺设木排架及组合钢模板形成尾端梁底模支撑体系。外侧模采用整体大块模板,内模采用满堂脚手架支撑组合钢模板体系。尾端现浇段利用施工墩身时的脚手架形成工作平台,来安装牛腿、搭设工字钢和模板,四周挂设安全网。尾端现浇段模板拼装好后,采用砂袋法预压,预压重量为梁段重量和其他荷载总重的1.25倍,预压检查合格后,留置预留沉降量,安设堵头模板进行施工。1#墩、4#墩现浇段托架参见“柿子口大桥1#墩尾端现浇段托架示意图”“柿子口大桥4#墩尾端现浇段托架示意图”“柿子口大桥1#、4#墩顶尾端梁底支撑详图”。
1#、4#墩尾端现浇段施工流程为:搭设支架或托架→拼装底模→拼
装外侧模→加载试压→调整底侧模标高→绑扎底腹板钢筋,安装纵向、横向预应力管道→安装竖向预应力筋→安装端模及腹板模板→安设箱梁内满堂脚手架→安装顶板模板→安装顶板钢筋及横、纵向预应力管道→自检及监理工程师验收→浇筑混凝土→养生凿毛→拆除端头模板→张拉竖向预应力筋和顶板横向预应力束→拆除外侧模→拆除箱内模板。尾端现浇段施工中控制锚垫板及预应力管道位置,准确设置预留孔和预埋件,以利于合拢段施工。尾端现浇段支架和托架在全桥合拢完成后拆除。
第六章 合拢段施工
本桥首先合拢中跨合拢段,然后合拢边跨合拢段,合拢段是连续梁施
1、4号墩支撑图
工的关键。施工过程中严格控制,确保合拢口中线和高程误差在规范允许范围之内。
合拢段施工程序:完成临时T构及现浇段→一侧挂篮前移,锚固在对面临时T构或尾端现浇段上→调整挂篮模板位置、标高→按设计要求绑扎底腹板钢筋→安设预应力管道、竖向预应力筋→安装内侧腹板模板→绑扎顶板钢筋,安装横、纵向预应力筋管道→安装合拢口支撑→按设计要求张拉临时预应力束对箱梁进行锁定→完成合拢段混凝土浇筑→强度达要求后拆除临时支座→张拉上下预应力束→张拉其余预应力束→拆除挂篮→拆除尾端托架及支架。
合拢段选择在当天最低温度时等强焊接合拢口支撑、张拉临时预应力束对箱梁进行锁定,并且2h之内完成合拢段混凝土浇筑。同时边浇筑边将压重逐渐解除,每级卸载不超过5t,压重选择砂袋,使合拢段在不变荷载下完成混凝土浇筑。
合拢段混凝土强度达到85%以上且不少于3天时,按先长束后短束张拉其余预应力束,再将临时预应力束张拉至设计吨位。
合拢段施工中跨中部时,单侧挂篮后退,另一侧挂篮前移至对方梁段上进行锚固,以减少结构不平衡弯矩。
合拢段合拢时测定尾端支座反力,使支座反力在与设计相符的状态下实现全桥合拢。
第七章 线型控制
1、线型控制基本原理
线型控制即在预应力混凝土连续刚构悬臂法施工阶段,对桥跨结构所发生的几何变形运用控制软件,进行矫正,使其达到设计的理想状态。
线型控制的基本原理是:根据计算提供梁体各截面的最终扰度变化值(即竖向变形),设置施工预拱度,据此调整每块梁段模板安装时的前缘标高。用公式表示如下:
Hi=Hi+f
式中:Hi—第i梁段的实际立模标高 Hi´—第i梁段的设计标高
f—综合考虑各种因素的影响而增设的施工预拱度(向上为正,向下为负)。
悬臂梁施工线型控制的关键是要分析每一施工阶段、每一施工步骤的结构挠度变化状态,确定逐步完成的挠度曲线。影响挠度的因素根据施工过程主要有以下几种:
(1)单T形成阶段由以下因素产生的悬臂挠度:a、梁段混凝土自重;
b、挂篮及梁上其它施工荷载作用;c、张拉悬臂预应力筋的作用。
(2)合拢阶段,将继续发生以下因素产生的连续挠度:a、合拢段混凝土重量及配重作用;
b、模板吊架或梁段安装设备的拆除;c、张拉连续预应力束的作用。
在以上过程中,同时还会发生由于混凝土弹性压缩、收缩、徐变、预应力筋松弛、孔道摩阻预应力损失等因素引起的挠度。
2、预拱度计算(1)基本假设a、混凝土为均质材料。
b、施工及运营过程中梁体截面的应力δh<0.5Ra,并可认为在这种应力范围内,徐变、应变与应力成线性关系。
c、叠加原理适用于徐变计算,即应力增量引起的徐变变形可以累加求和。
d、忽略预应力筋和普通钢筋对混凝土受力及变形的影响。(2)预拱度计算
在上述假设的基础上考虑到各节段混凝土龄期不同所导致的收缩徐变差异将连续刚构梁施工所经历的收缩徐变过程划分为与施工过程相同的时段即:浇筑新梁段、张拉预应力筋、移动挂篮、体系合拢等。每一时段结构单元数与实际结构梁段数一致,在每一时段都对结构进行一次全面的分析,求出该时段内产生的全部节点位移增量,对所有时段进行分析,即可叠加得出最终预拱度值。
3、节段前缘施工标高确定(1)施工标高确定
节段前缘施工立模标高Hi由两部分(设计标高Hi´和综合预拱度fi)组成,即:设计标高Hi´=Ho+ΔHi,
其中:Ho为墩顶0#段标高 ΔH为梁体坡度引起的增量综合预拱度fi=fi1+fi2+fi3
其中:fi1为节段预拱度
fi2为挂篮变形预留的增量值 fi3为基础沉降的影响值。所以节段前缘施工标高为:
Hi= Hi´+fi=Ho+ΔHi+ fi1+fi2+fi3 (2)挂篮变形计算
主跨施工采用自行设计的无平衡重自行式挂篮,其变形包括:桁架弹性变形、前吊带弹性变形及非弹性变形。 a、桁架变形计算
桁架简化为铰接形式,按各个梁段的不同重量,分别计算其弹性变形。
b、前吊带变形计算
将底模架前横梁简化为弹性支承的连续梁,根据各个梁段的实际荷载计算各个支承的受力,然后根据受力情况计算出吊带的变形量。 c、非弹性变形测试
挂篮的非弹性变形由挂篮试压试验来实测,对于未经试压的挂篮,
参考已试压挂篮(各套挂篮为同一工厂,同一工艺加工)的变形值在第一次挂篮施工时设置,对于已试压的挂篮认为非弹性变形已消除在施工时不再考虑。
(3)现场施工控制 a、施工控制框图
施工控制框图见“线型控制施工框图” b、施工放样
梁段施工时,中线按照设计提供的控制点进行控制测量,立模放样的测点设在底模板梁段的前缘晨立模时将上述立模标高换算成座标标高。在施工过程中对全桥中线和临时水准点进行定期复核和检查,确保各个T构的施工测量的准确性。 c、材料参数测量
测量各梁段混凝土的原材料性能、配合比、坍落度、容重等。 测量混凝土7d、28d以及施加预应力龄期的弹性模量Eh强度值Rba及估测徐变系数Φ。
实测预应力材料的弹性模量Ey、标准强度Rhy。 测量施工荷载值及作用形心。 d、施工观测
按照施工顺序,每悬浇一段观测5次,即:(a)挂篮就位后浇筑混凝土前;(b)浇筑梁段混凝土后;(c)张拉纵向预应力束前;(d)张拉纵向预应力后;(e)移动挂篮前(即进行下一节段作业前)。
每次观测要记录好标高变化、测量温度、承台沉降、水位变化情况等。测量结果以表格形式及时反馈至线型控制小组,并对一些意外情况在备注栏中进行反映。线型控制小组及时将计算机计算结果及立模标高反馈至技术人员。
原始数据整理
建立数据文件
调用控制软件
计算理论预拱度
确立立模标高
梁段施工
施工观测与试验
数据对比分析与反馈
计算下一步梁段预拱度
线型控制施工框图
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