主桥边跨箱梁预压方案Word文件下载.docx
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1.2.1气象条件
桥位地区属亚热带季风气候区,具有气温温和、雨量充沛、热量丰富、光照充足。
气温的季节性变化明显,最高月平均气温33.0℃,最低月平均气温4℃,历年极端最高气温41.2℃,历年极端最低气温-18.9℃。
本地区降水年内分配不均,主要集中在4~6月,该时期降水量约占全年降水量的48%,易产生地区性洪涝灾害;
降水量最少的时期是10月~次年1月,4个月的降水量仅占年降水量的16%左右。
年平均降水量1347~1440mm。
全年以东北风出现频率最高,多年平均风速2.0~3.1m/s,年最大风速7.7~20.0m/s,极端风速31.1m/s。
1.3地质条件
本标段位于江西省XX市,大堤内地势较平坦,地面高程一般16.9m~17.8m,分布少量民房和沟塘,大堤外侧为护坡顶平台,宽度约50m,高程18m左右。
平台外侧为XX岸护坡,坡度20度左右,漫滩不发育。
本段主墩处地质大概由4层组成:
分别是第一层覆盖层,厚度7~18m,为大堤填筑土和粘性土,结构单一,主要由粉质粘土和粉土组成;
第二层为砂层,厚度5~16m,主要由中密砂,粉砂组成;
第三层为粘土层,厚度12~25m,为粉质粘土;
第四层为岩层,主要为微风化灰岩和砾岩组成,岩质较硬。
过渡墩、辅助墩(边跨18#-20#墩),均位于长江大堤外侧,各墩地形平坦,地质组成如下:
地面以下有2~5米厚的粉质粘土。
第二层为13~21m厚的细砂,主要由中密砂,粉砂组成。
第三层为强风化泥质粉砂岩,第四层为中强风化泥质粉砂岩;
本桥段主要不良地质现象为流砂、溶洞。
二、施工方案综述
2.1边跨箱梁施工概述
边跨混凝土箱梁采用钢管和钻孔支撑桩排架逐跨浇筑施工。
按照设计要求,混凝土箱梁分4个块段和3个湿接缝浇筑施工,每个块段分若干节现浇。
混凝土达到设计要求强度后,按从江心向岸边顺序依次张拉各梁段通长预应力钢束,浇筑湿接缝。
首先搭设18#-19#墩支架(梁段1),分段进行120%荷载试验后,分段施工梁段1;
梁段1施工同时,搭设梁段2的支架,依次完成整个箱梁的施工。
梁段划分见图2.1.1。
宽箱梁横断面上采用纵向分段、整幅、全断面浇筑方案,梁段1分为7节,其余梁段分别划分为10、11、6节段,标准浇筑节段长度为7.5m,混凝土方量为311.5m3。
具体分节段形式见图2.1.2。
与设计沟通后,施工过程中可根据项目施工能力对箱梁节段施工长度进行相应调整。
图2.1.1主桥砼箱梁梁段划分图(cm)
图2.1.2主桥砼箱梁梁段分节图(cm)
图2.1.1边跨箱梁施工立面布置图
梁段混凝土方量统计表
阶段梁段
梁段1
梁段2
梁段3
梁段4
a
322.71
219.08
b
c
346.77
d
316.34
e
486.67
f
293.87
g
249.26
h
394.35
528.99
i
254.26
j
330.26
320.62
k
1#湿接缝
63.90
2#湿接缝
3#湿接缝
60.37
注:
主桥箱梁混凝土总量为11887.39m³
(包括齿块73.31m³
,不包括;
拉索锚固块、配重混凝土、临时锚固和结合段混凝土数量)。
图2.1.32.1.3箱梁浇筑横断面示意图
顶板和底板横向预应力束张拉:
梁段达到100%设计强度时,分批对称张拉。
通长索张拉:
第一次张拉:
当梁段4强度达到100%设计强度后,左端单向张拉梁段4的顶板、底板和腹板的通长预应力钢束。
第二次张拉:
在梁段3与梁段4之间接长预应力钢束,施工梁段3与梁段4之间的湿接缝,待混凝土强度达到100%设计强度后张拉梁段3通长预应力钢束。
依次接长通常预应力钢束,浇筑其余梁段间湿接缝,等强张拉完通长预应力钢束。
第三次张拉:
张拉其余纵向和横向预应力束。
全部预应力张拉完成后,随着斜拉索的安装张拉,依次拆除斜拉索前面一段的支架,最终完成整个支架的拆除。
支架搭设、拆除、箱梁施工采用布置在箱梁上游的2台塔吊、主21墩主塔施工用的2台塔吊和1台履带吊进行施工。
图2.1.5箱梁施工机械设备塔吊布置
钢筋、模板在后场加工,通过平板车运到墩位,吊车吊装施工。
混凝土采用90m3/h拌和站拌制,用的混凝土罐车运到施工现场,天泵泵送灌筑,三一重工HBT60托泵备用。
2.2支架加强措施及落实情况
根据设计单位、长沙理工大学、大桥局科研院、西南交大对我项目支架复核后提出的意见,对支架进行了加强,以保证施工安全。
1)浇筑完成后,支架由满堂支架调整为线支撑支架。
2)为减少跨中部分弯矩,减少变形量,在各跨中部分贝雷片处增加了加强弦杆。
目前18#-19#墩处加强弦杆已经全部增加完成。
3)为增加横隔板支墩处抗剪能力,在横隔板下贝雷片处增加加强竖杆。
目前18#-19#墩处贝雷片加强竖杆已经完成。
4)增强了主分配梁,将原设计主分配梁2H40更改成3HN600。
5)增加了钢管桩支架了联系,增加了剪刀撑。
目前,18#-19#墩之间的支架正在增加,预计6月底前能够完成。
三、预压方案
3.1组织安排
3.1.1人员组织安排
为了保证边跨箱梁施工的顺利进行,项目部成立了以各部门负责人为主要成员的箱梁施工控制小组,分别从技术方案、施工、测控、质量、设备、物资、安全等方面进行保证。
表1预压施工控制小组
小组任职
姓名
职务
承担的工作
组长
张钊
项目经理
全面指挥协调工作
副组长
陈干
项目副总工
现场施工组织技术工作
郭良瑞
项目副经理
现场施工组织工作
组员
各部室负责人及施工作业队长
各自的职能范围
表2下横梁施工作业小组
人员
名称
人数
备注
施工副经理
1
施工工长
技术员
2
安全员
测量员
3
模板工
5
一个班组
杂工
3.1.2设备组织安排
为满足边跨现浇箱梁支架预压的施工需要,保证施工作业顺利进行,我部根据施工计划,合理配备施工设备进场,拟投入施工的主要设备见表3.1-1。
表3.1.1主要设备表
序号
设备名称
型号
数量
用途
履带吊
50T
起重
塔吊
QTZ150
运输车
交通运输
4
全站仪
测控
水准仪
6
装载机
QA50
运输
3.2预压施工
为了消除支架非弹性变形及地基不均沉降对现浇箱梁线形的影响,同时测定支架的弹性挠度,据以调整支架高程和设置施工预拱度;
在底模安装完毕后采用砂袋进行支架预压施工。
该环节对于超宽箱梁施工非常重要,拟对全部支架按实际浇筑工况进行预压:
预压荷载取设计荷载120%。
1)预压方式
预压采用砂袋+配重块,预压范围为箱梁全宽部分,重量不小于箱梁总重的1.2倍。
砂袋在装砂过程中,按照试验室提供的含水率试验数据计算砂袋重量。
按照荷载示意图每平方米荷载分布,确定砂袋数量。
铺设完纵向方木和底部模板后,即可采用吊车吊放砂袋对支架进行预压。
预压加载顺序:
分三级加载,第一、二次分别加载箱梁荷载的50%,第三次加载至箱梁荷载的120%。
具体如下:
0——50%荷载——100%荷载——120%荷载。
其横断面上尽可能模拟砼梁的荷载分布,具体布置见下图:
图3.2-1支架预压荷载示意图
说明:
荷载计算
(1)静荷载
实心段混凝土高度2.175m,冲击系数取1.05,混凝土线荷载=2.175×
2.6×
1.05=5.94t/m2。
加劲肋混凝土高度=1.3+0.8=2.1m,冲击系数取1.05,混凝土线荷载=2.1×
1.05=5.73t/m2。
隔板混凝土高度=3.45m,冲击系数取1.05,混凝土线荷载=3.45×
1.05=9.4t/m2。
空心部分混凝土高度=0.3+0.28=0.58m,冲击系数取1.05,混凝土线荷载=0.58×
1.05=1.58t/m2。
人工机械等施工荷载取0.25t/m2。
图3.2-2支架预压断面示意图
预压采用砂袋+配重块的形式进行预压,预压分2个节段,分别为:
1)整跨预压验证节段;
2)分段预压施工阶段
在19#-20#墩之间采用加配重块的方式进行箱梁整跨预压,配重块为箱梁荷载的120%,然后加载箱梁荷载20%的砂袋,分段预压。
图3.2-319#-20#墩支架预压(全跨)纵断面示意图
(20#-21#墩支架预压参照此执行)
图3.2-419#-20#墩支架预压(分段)纵断面示意图
其余段根据浇筑块段按照等效法分项加载。
图3.2-419#-20#墩支架预压纵断面示意图
图3.2-6设计施工分节段(标准节段7.5m)
图3.2-718#-19#墩模拟实际分节段施工过程(浇筑第1-1节)
图3.2-8模拟实际分节段施工过程(第1-1节完成后,对称浇筑1-2节)
图3.2-99m跨径单框支架施工等效荷载计算图1
图3.2-109m跨径单框支架施工等效荷载计算图2
图3.2-11最终满堂支架施工计算图
计算结果如下:
钢柱序号
全跨预压时支反力(t)
全跨预压时整体
变形(该段)(mm)
分段预压时
支反力(t)
变形(mm)
7#钢管桩
176.5
15.4
170.2
15
8#钢管桩
14.5
计算分段预压荷载纵向长度为22m,因此实际预压过程中预压荷载纵向长度不得少于22m。
分段施工过程中在钢管桩上安装应变计,通过应变计直观计算出钢管立柱的荷载。
应变计显示预压120%箱梁荷载时,支反力为176.5t,分段长度按照22米计算,支墩数量14个,则反算出22m分段区域内预压荷载总重量为176.5×
14=2471t。
根据支架预压荷载示意图(图3.2-1)计算出预压荷载为120%箱梁荷载时,分段区域荷载总重量为2472.45t.
实际施工采用的120%预压荷载按照2472.45t计算,则,按照支架预压荷载示意图分段预压长度为22m区间分摊到箱梁各部位(半幅)的重量计算如下:
实心段22m范围内预压重量为:
(2.45+0.1)*22*7.128=399.88t;
斜腹板至边次梁范围内预压重量为:
(0.8+2.45+0.8)*22*1.896=168.934t
边次梁区域内预压总重量为:
0.3*22*6.876=45.382t
边次梁至腹板区域内预压总重量:
(0.8+2.2+0.8)*22*1.896=158.501t
腹板区域内预压总重量为:
0.5*22*11.28=124.08t
腹板至中次梁区域内预压总重量为:
(0.8+2.8+0.8)*22*1.896=183.533t
中次梁区域内预压总重量为:
中次梁至箱梁横截面中心线区域内总重量:
(0.8+1.85)*22*1.896=110.537t
则,箱梁全宽部分22m范围内预压总重量为:
(399.88+168.934+45.382+158.501+124.08+183.533+45.382+110.537)*2=2472.45t
实际预压总重量与通过模型计算出来的预压总重量基本吻合。
22m范围内120%荷载预压重量分布图如下图所示:
2)预压观测:
观测位置设在每跨的L/2、L/4处及墩部处,每组分9个点。
在点位处固定观测杆,以便于沉降观测。
图4.1-19支架预压观测点设置图
采用水准仪进行沉降观测,布设好观测杆后,加载前测定出其杆顶标高。
沉降观测过程中,每一次观测均报测量监理工程师抽检,并将观测结果报监理工程师认可同意。
第一次加载后,每4个小时观测一次,连续两次观测沉降量不超过3mm,且沉降量为零时,进行第二次加载,按此步骤,直至第三次加载完毕。
第三次加载沉降稳定后,经监理工程师同意,可进行卸载。
同时为保证能够精确得到桩基的沉降,在隔板处的钢管桩承台上设置观测点,记录桩基压缩沉降。
3)卸载:
人工配合吊车吊运砂袋(配重块)均匀对称卸载,卸载的同时继续观测。
卸载完成后记录好观测值以便计算支架及地基综合变形。
根据观测记录,整理出预压沉降结果,调整箱梁底板标高。
(5)预拱度设置
在支架上浇筑箱梁混凝土施工过程中和卸架后,箱梁要产生一定的挠度。
因此,为使箱梁在卸架后能满意地获得设计规定的外形,须在施工时设置一定数值的预拱度。
在确定预拱度时应考虑下列因素:
1)卸架后箱梁本身及活载所产生的竖向挠度;
2)支架在荷载作用下的弹性压缩;
支架在荷载作用下的非弹性变形,支架基底在荷载作用下的非弹性沉陷;
3)由温度变化而引起的挠度;
根据梁的挠度和支架的变形所计算出来的预拱度之和,作为预拱度的最高值,设置在梁的跨径中点。
其他各点的预拱度以中点为最高值,以梁的两端部为支架弹性变形量,按二次抛物线进行分配。
根据计算出来的箱梁底标高对预压后的箱梁底模标高重新进行调整。
本桥钢管支架预拱度设置为2.5cm(根据经验非弹性变形按1cm预控)。
四、安全保证措施
为保证施工期安全生产,避免或减少各类事故的发生,杜绝重大事故,结合箱梁预压安全防范的重点,制定一系列的安全保证措施,具体如下:
4.1建立健全的安全管理体系
成立以项目经理为组长,项目副经理为副组长的安全领导小组,负责安全生产的组织、协调和领导。
坚持“管生产必须管安全”的原则,建立健全岗位责任制,从组织上,制度上保证安全生产,做到程序化、规范化施工,全面实现安全目标。
安全管理组织机构见表4.1-1:
表4.1-1安全管理组织机构框图
边跨箱梁预压属于高空作业,同时起重机起吊作业频繁,针对此种情况,项目部将在防高空作业、防起重伤害事故上加大安全管理力度,加大安全生产投入,同时要求项目专职、兼职安全员加强巡检工作,充分调动各管理人员的安全意识,及时排除各类安全隐患。
通过安全技术交底,让一线作业人员了解和掌握箱梁预压过程的安全技术操作规程和注意事项,减少因违章操作而导致事故的可能。
同时,加强安全生产宣传和教育工作,提高作业人员的安全意识。
项目部将成立安全领导小组,确定组长、组员的名单,及分管责任。
对危险源进行公示,并制定相应的安全预防措施。
4.5机械安全保证措施
1、各种机械操作人员和车辆、驾驶员,必须取得操作合格证,不准操作与操作证不相符的机械设备;
不准将机械设备交给无操作合格证的人员操作,对机械人员要建立档案,专人管理。
2、操作人员必须按照机械设备说明书规定,严格执行工作前的检查制度和工作中注意观察及工作后的检查保养制度。
3、驾驶室或操作室应保持整洁,严禁存放易燃、易爆物品,严禁酒后操作机械,严禁机械带病运转或超负荷运转。
机械设备在施工现场停放时,选择安全的停放地点,夜间有专人看管。
4、严禁对运转中的机械设备进行维修、保养调整等作业。
5、指挥施工机械作业人员,必须站在可让人通视的安全地点,并应明确规定指挥联络信号。
使用钢丝绳的机械,在运转中严禁用手或其他物件接触钢丝绳,用丝绳拖、拉机械或重物时,人员应远离钢丝绳。
6、各起重工作,由专业人员操作完成;
起重施工前对起重设备进行安全检查,以确保人身、设备及工程结构物的安全。
7、定期组织机电设备、车辆安全大检查,对检查中查出的安全问题,按照“三不放过”的原则进行调查处理,制定防范措施,防止机械事故的发生。
8、操作人员必须严格执行安全操作规程,佩戴带个人防护用品,做到持证上岗,做好机械运转记录和例行保养记录。
9、使用起重设备时防止钢丝绳断裂或脱丝措施,时常检查钢丝绳的完好情况,当同一断面的断丝达到6丝以上或6倍钢丝绳直径范围内出现4处以上的断丝情况时,需更换新买钢丝绳。
检查钢丝绳润滑情况,特别是与定滑轮接触的地方,应该涂抹润滑黄油。
钢丝绳采用卡环连接时,要用不少于4个以上的卡环,并且卡环螺丝要上紧。
4.6现场安全保证措施
1、所有进入施工现场的人员必须穿工作服、戴安全帽并按规定配戴劳动保护用品或安全带等安全工具。
2、施工现场有较浓的安全宣传气氛,孔口附近布置安全标语,安全警告标示牌和指示牌,防止施工人员坠入孔中,特殊工种必须持证上岗,并有安全员巡视检查。
3、施工作业搭设的扶梯、工作台、护栏、安全网等,必须牢固可靠,并经验收合格后方可使用。
4、作业用的料具应放置稳妥,小型工具应随时放入工具袋,上下传递工具时,严禁抛掷。
5、加强施工现场管理,做到安全生产,文明施工,施工现场物资、材料、机械设备要分类堆(停)放,做到整齐美观。
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