预应力混凝土连续箱梁悬浇悬拼施工工艺Word下载.docx
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处理方法见5.5节。
2.2.4施工过程中,预应力钢材的截断必须采用切断机或砂轮锯,严禁使用电弧焊切割。
2.3锚具
2.3.1预应力筋用锚具、夹具和连接器的进场验收按现行国家标准《预应力筋锚具、夹具和连接器》(GB/T14370-2000)的要求进行。
在同种材料和同一生产工艺条件下,锚具和夹具应以不超过1000套为一批。
连接器以不超过500套为一批,进行如下验收。
⑴外观检查,应以每批中抽取10%锚具,且不少于10套,检查其外观和尺寸。
如有一套表面有裂纹或超过产品标准及设计图规定尺寸的允许偏差,则应另取双倍数量的锚具重做检查,如仍有一套不符合要求,则应逐套检查,合格者方可使用。
⑵硬度检查,应以每批中抽取5%的锚具,且不少于5套,做硬度试验,每个零件测试3点,测点宜布置于受力面3mm区域,硬度符合下列要求,如有一个零件不合格,则应采取双倍数量的零件重做试验,如仍有一个零件不合格,则应逐个检查,合格者方可使用。
1)锚环用45号钢制造,热处理硬度HRC32~37,其材质应符合《优质碳素结构钢》(GB699-88)的规定,夹片用229CR钢制造,表面渗炭0.8~1.0mm热处理后表面硬度HRC50~55,其材质应符合《合金结构钢》(GB3077-88)的规定。
2)粗钢筋用40MnSiV制造,其标准符合GB4463以热处理钢筋的规定,螺母用45号钢制造。
⑶静载锚固性能试验,从同批中抽取6套锚具,组装成3个预应力锚具组装件,进行静载锚固性能试验,如有一个试件不符合要求,则应取双倍数量的锚具重做试验,如仍有一个试件不符合要求,则该批锚具为不合格。
2.3.2依照过去多座桥的施工经验,按设计规定采购的锚具其质量可靠的,其静载锚固性能试验,可由锚具生产厂提供试验报告,只有特大型桥梁施工时,锚具由多家厂商供应,虽业主无特殊要求,为了保证施工质量和生产安全,也要由现场进行静载锚固性能试验,锚固的强度安全系数不得小于
1.5。
2.3.3不同厂家的锚具应分开堆放,分批发料,不同厂家的锚具不得混用,例如应分别用于不同的连续梁。
2.4管道
混凝土连续梁内预留管道分为金属波纹管、塑料波纹管、无预留孔道和抽拨胶管几种。
2.4.1金属波纹管
⑴金属波纹管是由镀锌薄钢带(δ≥0.3mm)经压波后卷成,具有重量轻、刚度好,弯折方便,连接容易,与混凝土粘结良好和不漏浆等优点。
⑵金属波纹管规格直径一般以内径表示,每0.5cm为一个级差,外径每0.6cm为一个级差。
⑶金属波纹管在材料进场时除应有出厂合格证和质量保证书,并按设计要求核对型号规格和数量外,还应依照《预应力混凝土用金属螺旋管》(JG/T3013-94)对外观、尺寸、集中荷载的径向刚度、抗弯曲渗漏进行检验,见附录A波纹管集中荷载经向刚度试验。
⑷波纹管进场后集中堆码,轻装轻放,堆放点离地面至少0.3m,要防雨防潮,防止表面污损,较长波纹管要抬运,禁止拖拉运输。
⑸波纹管安装前检查其表面应清洁无油污,无折皱,无孔洞,咬口完好无脱扣,并应做密水试验,将波纹管两端抬高,管内灌水,无渗水者可用,有漏水者修补后才可使用。
2.4.2塑料波纹管
(1)塑料波纹管以聚乙烯(polyethylene缩写PE)或聚丙烯(polypropylene缩写PP)为基本原料经热熔挤出成型的波纹管,外形如环箍状见图2.4.2-1。
(2)塑料波纹管尺寸及允许偏差见表2.4.2-1。
(3)塑料波纹管技术标准:
一般适用于工作温度在-30~105℃,最大工作压力不大于1MPa。
外观色泽均匀、表面光滑,内外表面不允许有融体破裂、裂纹、硬块、收缩不均、严重气泡等缺陷。
抗拉能力、抗弯能力强,适应于半径弯曲的管道,耐磨性能更好。
密封性能要好,在曲率半径为
4m的弯曲状态下,以0.5MPa的压力水注入管内,保持2min以上,无漏水。
在80℃、环向应力4MPa的条件下,经过1000h后无开裂。
表2.4.2-1塑料波纹管尺寸及允许误差
内径d1mm
外径Dmm
基本尺寸
允许偏差
φ50
±
1
φ66
φ59
φ76
φ94
φ100
2
φ116
φ115
φ131
φ130
φ146
2.4.3无预留孔道
无预留孔道适用于后张无粘结预应力筋,预应力钢筋表面刷涂料并包塑料布(管)后,直接铺设在箱梁内,待混凝土达到设计规定的张拉强度后进行张拉锚固,无需预留成形孔道和压浆。
2.4.4抽拨胶管
抽拨胶管管材应符合设计和《铁路桥涵施工规范》(TB10203-2002)9.4.5条第4项要求。
2.5混凝土材料
2.5.1水泥
⑴根据混凝土设计标号选用高品质硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,其性能符合《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》(GB175-1999)的规定,同一座桥的连续箱梁宜使用同品种的水泥。
⑵所有水泥必须有制造厂出厂试验报告单,现场要复验后才允许使用,水泥超过三个月或发现有受潮现象时,应重新进行试验鉴定。
⑶水泥不宜露天存放,袋装水泥堆高不得大于1.5m(以不超过10袋为宜),
水泥离地面高度不低于20cm,离墙边不小于20cm。
不同品种、不同标号,不同批次的水泥分别堆放,早进场的水泥先用,要求水泥仓库通风干燥,门窗应经常检查。
袋装水泥的装卸托运过程中,严禁抛掷,在领料及使用过程中如发现受潮、凝结过慢,应停止领取或使用。
⑷根据实际条件,尽可能使用散装水泥,散装水泥的储存,应采用水泥罐或散装水泥仓库。
2.5.2粗骨料
⑴粗骨料应采用碎石。
⑵粗骨料碎石宜采用锤击式破碎。
最大粒径不宜超2.0cm,且不含结块、软弱或针片状颗粒。
⑶生产粗骨料石碴场的选择应满足以下要求
1)应满足混凝土弹性模量的要求。
2)能保证用量的及时供应。
3)碎石质量符合规范的要求。
4)碎石在生产、堆放、装卸及运输过程中,不得与泥土杂物有害物相混杂。
5)工地试验人员应定期派人到石场检查碎石质量,掌握材质的变化情况,并采取相应的措施,确保碎石质量。
6)施工前对所用的粗骨料进行碱活性检验,具体试验方法可参照现行《公路工程集料试验规程》(JTJ058)进行。
2.5.3细骨料
⑴细骨料宜采用级配良好,质地坚硬、颗粒清净的河砂,并符合施工规范的要求,无粘土、尘土、盐碱、土壤、云母、有机物或其它有害物质,若含泥土或其它可用水冲洗掉的杂质时应在使用前冲洗,若细骨料是清洁的可不用冲洗。
⑵骨料应选用合适的细度模数,一般在2.3~3.0之内。
⑶施工前对所用细骨料进行碱活性检验,具体试验方法可参照现行《公路工程集料试验规程》进行。
2.5.4水
⑴拌制或及养护混凝用水应符合规范《混凝土拌和用水标准》(JGJ63)的要求,水中不应含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质或油脂、糖类及游离类物质等,禁止使用具有浸蚀性(含海水)的环境水作为拌合使用。
混凝土用水要经过化验合格后方可使用。
⑵不应采用PH值小于5的水。
⑶不得使用硫酸盐含量超标的水。
压浆用水不得含500mg/L的氯化物离子或任何一种其他有机物。
⑷饮用水经监理工程师同意使用时可不进行试验。
2.5.5混凝土外加剂
⑴外加剂进场必须经过有关部门检验并附有合格证书。
⑵外加剂的使用量应根据厂商的建议,试验证实,工程师认可,结合工程实际进行配合比试验以确定最佳掺量。
⑶外加剂应无氯化钙。
⑷一般情况下不得使用加气剂,不得掺用含钾、钠离子的外加剂。
⑸进场后外加剂应分类分批存放,防止变质。
⑹外加剂使用过程中,必须调拌均匀,定期进行检查。
2.5.6混合材料
⑴混合材料包括粉煤灰、火山灰质材料、粒化高炉矿渣等,向厂商采购时索要产品合格证书,其技术条件应分别符合现行《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GB1596)、《用于水泥中的火山灰质混合料》(GB/T2847)、《用于水泥中的粒化高炉碴渣》(GB/T203)等标准的规定。
⑵混合材料均为粉状材料,使用中不得与水泥混淆,也不得受潮和污染环境。
2.6胶拼材料
2.6.1粘胶剂可分为两个大类:
一类直接从商家购买成品,另一类是购买粘胶剂中各组成材料自行拌制。
2.6.2粘胶剂使用前应经试验证明,符合设计要求方可使用。
2.6.3几种成品粘胶剂的技术参数和使用方法见附录B。
2.6.4粘胶剂自行拌制方法
⑴粘胶剂材料组成
粘胶剂一般成分是环氧树脂,环氧树脂主要由环氧树脂粘胶剂、增塑剂、稀
释剂、硬化剂以及填充料等材料组成。
1)环氧树脂粘胶剂:
采用6101低分子量树脂。
2)硬化剂:
根据施工操作所需的硬化时间,选用了在常温硬化的间苯二胺。
3)增塑剂:
环氧树脂硬化后,其性能较脆,为增加胶接材料的塑性,提高其抗冲击,抗弯及抗拉性能,选用二丁脂作增塑剂。
4)稀释剂:
在常温条件下,可降低粘度,浸润胶合剂表面,提高粘结力,增加体积容量和填充料含量,以及便于涂抹与延长使用时间,可选用活性稀释剂501号(环氧丙烷丁基醚)。
施工中还采用非活性稀释剂丙酮来吸附涂胶面的水分。
5)填充料:
是改善胶粘料的机械物理性能,满足操作要求的掺合料,可选用便于调整施工稠度,控制胶层厚度,提高胶缝弹性模量的水泥作为填充料,所用水泥须干燥无水,并用900孔/cm2的筛子过筛。
6)辅助材料:
由于环氧树脂胶粘料不溶于水,因此对工具的洗刷则采用丙酮或二丁脂。
⑵粘胶剂配制
1)粘胶剂配方是根据胶拼缝所要求的物理力学性能,以及拼装时的环镜
温度和所要求的操作时间来选定的。
现提供两种不同温度下的粘胶剂配方分别见表2.6.4-1和表2.6.4-2。
表2.6.4-1环氧树脂胶结料的低温配方(0~10℃)
6010
涂料
A-1
稀释剂
501
增塑剂A-2
低温
固化剂YH-82
滑石粉
525号水泥
工作
时间
克
小时
67
33
10
3.3
30
8
25
4
表2.6.4-2环氧树脂胶结料的高温配方(20~35℃)
101
二丁脂
稀释剂501
间苯二胺
工作时间
100
20
220
2)拌胶程序
①准备好口径350mm~400mm和口径200mm的容器以及鬃刷若干,以供调制和涂刷树脂胶时操作人员使用。
②准备好防雨设施,以防天气变化影响施工质量。
3冬季施工,备好保温设施
④先将环氧树脂与二丁脂,501号与间苯二胺,分两个容器分别拌合,其中间苯二胺需先捣碎成粉末后,再加上501号稀释剂,加热至55~60℃,搅拌溶解均匀,并使水份和气泡逸出,然后倒入前者的容器,混合拌和,最后加水泥继续拌合均匀为止。
⑤严格按拌和顺序逐一称量,不准随意变动配合比。
拌料要均匀,加料时应边拌边加料,搅拌速度要快,搅拌时不得少于10分钟,搅拌时不得有杂物、水分进入,阳光不得直接照射。
⑥在块件初步定位,各项涂胶准备工作就绪后,方可加入硬化剂,以便在规定时间内完成涂胶操作(一般为30分钟),时间愈长胶的粘性愈大涂抹更困难。
⑦每次拌和的胶结料均应做好各项记录,制作试件,试件要在与实物处于相同的条件下进行养护,以供试验检查
2.6.5粘胶剂涂刷性能:
胶拼材料初凝时间4小时内要完成临时张拉压胶的工作,24小时达到设计要求的张拉强度,拼接面干燥不能潮湿。
其中水泥用量,根据胶合面施工时不同温度进行适当调整,调整数据以涂胶厚度不超过1.5mm,涂胶时间内不产生下淌为宜,其他材料的用量均不得随意更改。
第三章主要施工机具和设备
3.1悬浇挂篮
3.1.1一般要求
⑴挂篮结构设计除应满足强度、刚度和稳定性要求外,还应满足梁体结构受力安全并使立模线型、高程易于控制。
结构设计应合理、简单且受力明确,应具备使用安全方便、施工快速、作业面开阔、无平衡重等特点。
⑵ 挂篮与梁段混凝土的质量比宜控制在0.3~0.5之间,最大不超过0.7,挂篮总重控制在设计限重之内。
⑶挂篮在混凝土悬浇及走行时,保证抗倾覆安全系数≥2。
⑷ 结构可调试,适用梁段长度2.0~5.0m。
⑸ 挂篮的常备杆件应在设计中尽量考虑其通用性。
适应箱梁单、双幅、截面高度、线型及直曲线变化。
3.1.2挂篮类型
⑴挂篮按结构形式一般分:
桁架式(包括平弦式、菱形、弓弦式等)、斜拉式(包括三角形斜拉式和预应力斜拉式)、型钢式及混合式。
⑵挂篮按抗倾覆平衡方式分:
压重式、锚固式和半压重半锚固式。
⑶挂篮按走行方式分:
一次走行到位和二次走行到位。
⑷挂篮按移动方式分:
滚动式、滑动式和组合式。
⑸挂篮类型见附录C:
几种常用挂篮的结构示意图。
3.1.3常用挂篮结构仅介绍平弦无平衡重挂篮、滑动斜拉式挂篮和菱形挂篮。
⑴平弦挂篮
1)平弦挂篮的主要结构:
由主桁(纵梁)、横梁、吊杆、滑道、模板系统(底模、侧模及内模)组成。
2)平弦挂篮结构特点:
在主桁架上部设置前、中、后横梁,根据需要,可沿主桁纵向滑移。
挂篮前移采取两步到位的方法,先后横梁、主桁架前移,然后前移中、前横梁及模板平台。
在主桁纵移时横梁吊住底模平台及侧模作为压重,避免倾覆,故不需平衡压重。
⑵斜拉式挂篮
1)斜拉式挂篮主要结构:
主梁(纵梁)、各种横梁、斜拉带系,模板系统(包括底模、侧模及内模),滑梁、上下限位装置等。
2)斜拉式挂篮结构特点:
上部采用斜拉体系代替梁式或桁架式结构的受力,由此引起的水平分力,通过上下限位装置(或称水平制动装置)承受,主梁的纵向倾覆稳定由后端锚固压力维持。
底模平台后端仍吊挂或锚固于箱梁底板上。
外侧模及支架通过滑梁吊挂在挂篮横梁上,滑梁后端通过吊杆或吊索吊挂于箱梁顶板上,挂篮前移分两步进行。
⑶菱形挂篮
1)菱形挂篮主要结构:
由菱形桁架、提吊系统、走行系统、模板及张拉平台部分组成。
2)菱形挂篮结构特点:
上部结构为菱形,箱梁腹板顶部设滑行轨道,作为挂篮底模平台和侧模前移的滑道,菱形结构后端锚固于箱梁顶板上,无平衡压重。
桁架走行是利用固定在箱梁腹板顶的钢板轨道,后支座以反扣轮的形式沿轨道顶板下缘滚动,不需设平衡重。
底模及外侧模与主桁同步行走。
3.1.4注意事项
⑴挂篮是悬臂浇筑施工承重结构,各结构部件要精确加工,不允许随意改变设计和采用代用材料,如确需变更,应取得设计部门同意并签认后方可变更。
⑵提吊系统按施工需要选用,吊带一般用Q345或性能更好的钢板,吊杆一般用精轧螺纹钢筋或45号钢棒,满足受力明确、变形小、操作方便的原则。
使用吊杆前须进行探伤并避免电弧碰伤。
⑶应将桁架走行系统、底模、外侧模及内模走行系统一并设计。
⑷ 挂篮使用前按规定进行预压试验以确保安全,并记录各荷载阶段的变形量。
⑸挂篮的立模高程应为设计立模高程加试验时的变形量。
① 模板结构形式和几何尺寸要适应梁段长度、截面、高度、直、曲线变化、新旧梁段混凝土搭接及前端张拉工作操作的需要,并应具有足够的强度、刚度和稳定性。
② 模板应能承受起吊、安装、混凝土浇筑产生的侧压力、拆模及走行等条件下的外力,并能防止漏浆和装拆方便。
③ 外侧模板设计应满足翼板底坡度变化的调节,如一座桥中的翼板设置几种底坡,外侧模与翼板底模架间宜一端设铰接,另一端设系杆调节升降,外侧模板宜采用钢模板或涂塑胶合板以提高梁体表面光滑度,有利于保证梁体混凝土外表质量。
④ 底模板宜设计为整体模板,并应适应梁底的线型变化及加宽的需要,底模可采用钢模板或涂塑胶合板。
⑤ 内模设计为抽屉式或抽板式,随着梁体腹板混凝土浇筑高度的提高,逐渐安插内模板或固定式钢管脚手支撑。
内模可采用木模板,钢模或涂塑竹胶板。
⑥ 曲线梁模板设计宜做成与梁体一致的曲面模板。
内外模板外侧应根据需要按影响半径布设附着式振捣器。
⑦模板制造时应严格控制截面尺寸和加工精度,模板接缝应打磨平顺,板面平整,转角光滑,孔位准确。
模板制成后,应平稳存放,以防止变形和损坏,制成的单块模板,应在地面拼装完毕,再运至各墩使用,以减少高空作业,保证模板精度。
3.2悬拼吊架
吊装系统是悬拼施工的重要机具设备。
以下介绍悬拼施工中常用的吊装机具——桁架式吊架、步履式(菱形)吊架。
3.2.1桁架式吊架
⑴桁架式吊架由纵向主桁架、横向起重扁担架、平衡重、锚固装置、起重机构、走移机构、工作平台等部分组成结构示意图见图3.2.1-1。
⑵纵向主桁架是吊架的主要承重部分,桁架可由常备式杆件或和型钢拼制而成,采用横向联结系连成整体。
⑶横向起重扁担由型钢组拼而成,其上安装定滑轮组,用于起吊梁块,该扁担通过一对倒链,可在主桁上弦滑动。
⑷平衡重及锚固装置的作用是保持主桁架平衡,防止吊架倾覆翻转。
拼
装1号和2号梁块时,不设平衡重,将主桁架锚固在0号梁块的竖向预应力粗钢筋上,从拼装3号梁块以后,双悬臂吊架分解成两个单悬臂吊架。
⑸起重机构的吊点由滑车组组成,用卷扬机带动。
⑹走移机构:
在箱梁腹板顶桥面铺设轨道作为下滑道,主桁底部设上滑道,横向起重扁担直接在主桁上弦上滑移。
3.2.2步履式吊架
以吊架—DQP180为例。
由工厂成套生产,自动化程度较高。
⑴箱梁悬拼吊架为分离式,吊架由主桁架及连接系、锚固系统、操纵系统、提升系统、纵向调节系统、吊架滑移系统6大部分组成。
⑵结构特点
1) 吊架在负重工况下能纵、横向调整(纵向调整范围要大于50cm),且能进行坡度(5%)的调整,能达到满足架梁工艺要求下的任何立体调整,使调整合理且有效。
2)吊架利用梁段的吊点作为锚固点,同一套吊架能满足不同长度节段梁的架设要求。
3) 能满足6级及以下风力时架梁要求,静态时可抵抗台风。
4)有可靠有效的起重安全装置。
走行采用液压驱动步履式,纵向调整移动采用液压驱动方式。
施工步骤示意图见3.2.1-1。
⑷主要性能见表3.2.2-1。
表3.2.2-1DQP180步履式吊架性能参数
节段长度
(2m、3m)4m
最大起重量
180t(含吊具等)
3
架桥机走行速度
0~0.5m/min
吊点平移范围
0~500mm
5
起升速度
约0.7m/min
6
起升高度
30m
7
前支点最大压力之和
约313t
后支点最大拉力之和
约106t
9
整机自重
约37t
架桥机总功率
小于50kW
11
外型尺寸(长×
宽×
高)
9m×
12m×
5m
3.3架桥机
预应力混凝土悬臂施工除了和吊架法外还有移动式桁架法、临时支架法。
下面介绍移动式桁架法中悬拼机械——架桥机(以孟加拉帕克西桥架桥机为例)。
3.3.1结构
架桥机由工作平台、主桁及前、后鼻梁,前、后鼻支撑,主支撑梁,大车走行,起重车,液压系统,墩旁托架等组成。
结构示意图见图3.3.2-1、图3.3.2-2。
3.3.2结构特点
⑴受力明显
架桥机长度大于两个跨度,有三个支点,主桁支点均设在桥墩上面不参加梁段的施工荷载。
⑵便于施工
架桥机可使安装梁段在主桁中间通过,起重小车可使起吊梁段作横向和竖向移动以及平面内转动,运至待拼支点进行悬臂拼装。
主支撑上均设有主驱动轮,提供前移驱动力。
3.3.3架桥机的安装、前移
⑴ 在桥台后引道路基上满铺支架进行拼装,主桁下弦节点处设置临时支架,使主桁杆件为“0”应力状态下逐根进行拼装。
主桁拼装完成后,对节点连接螺栓复拧到设计吨位。
三个主支撑千斤顶起顶,支撑主桁架,将临时支架脱空,并拆除。
⑵ 对主桁架进行动静载试验,测量主桁挠度。
⑶ 架桥机前移前,前、中主支撑受力,后跨大悬臂向前移动,逐步前移至前端大悬臂状态。
跨过前方桥墩达到临时墩旁托架上。
⑷ 架桥机前移水平推动力由主支撑上的主驱动轮提供。
3.3.4注意事项
⑴荷载下的架桥机稳定
1)主支撑与桁架之间设
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