惠州惠深沿海高速公路先张法施工方案Word格式文档下载.docx
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1、施工组织机构
项目经理
技术主管
质
检
工
程
师
试
验
安
全
计
量
模板作业班组
钢筋作业班组
砼作业班组
预应力作业班组
起重作业班组
表3 主要技术人员
姓名
职务或职称
备注
马信鹏
卓玉红
施工员
谢应该
黎金科
林良砚
质检工程师
陈全
试验员
黄建新
试验工程师
张燕
材料员
毛伟
安全主管
许燕光
计量工程师
2、主要劳动力配备
表4主要劳动力配备表
工种
人数
1
电焊工
2
钢筋工
15
砼工
10
4
木工
电工
6
起重工
12
7
张拉工
8
普工
3、主要机械设备
表5主要机械设备清单
名称
规格型号
龙门吊
60T
2台
5T
焊机
BX-250
5台
BX-315
BX-400
1台
BX-500
氧焊
4套
磨光机
6台
9
切割机
J3G2-400
插入式振动棒
50型、35型
20台套
11
弯矩机
GWC-40
4台
平板式振动器
13
切断机
90L-2
14
钢筋调直机
Ι级钢筋调直
架桥机
南京登丰100T
16
运梁跑车
17
南京登丰50T
18
吊车
16T
19
千斤顶
150
2套
20
250
2个
(二)先张法预应力板梁的预制
1、附施工工艺流程图
2、先张法场地布置(见附图)
3、预制台座及底模清理、上脱模剂
预制台座应坚固、无沉陷,并考虑利于排水,防止由于排水不畅造成地基下沉。
底模采用16CM厚C30混凝土,面4CM厚水磨石台座上边缘加设4#槽钢,台座与侧模接合部位座贴上双面贴或胶皮,防止漏浆。
在安装钢筋前将底模清理并适量均匀地涂上脱模剂。
因地基承载力存在不均匀性,为防止地基局部下沉,我们在台座区范围内将场地硬化,其方法是整平压实后再用强度为C20的混凝土约厚10cm进行硬化,以提高地基承载力,确保预制梁板的安全。
先张法梁抗倾覆能力和水平抗滑移能力分析:
重力式台座由端部重力墩,细梁。
1、结构设计
①抗倾覆能力,抗倾覆能力以台座的抗倾覆安全系数K表示(K≥1.5)
②水平抗滑移能力,抗滑移能力以台座水平抗滑移安全系数R表示(R≥1.3)。
抗倾覆验算
考虑到混凝土台墩和台面相互作用的顶点角部会出现因应力集中而出现的局部破损现象,所以抗倾覆点O设在台面加厚部分端部下4~5cm处:
K=M1/M≥1.5
其中M—张拉力产生的倾覆力矩M=T×
e
式中:
T—最大张拉力合力,即设计中刚绞线拉力的合力
e—张拉力合力T的作用点到倾覆转动点O的力臂
M1—抗倾覆力矩M1=G1L1+G2L2,(土压力产生的抗倾覆力矩很小忽略不计)
G1—传力墩自重
L1—传力墩重心至倾覆转动点O的力臂
G2—传力墩外伸台面加厚部分的自重
L2—传力墩外伸台面加厚部分至倾覆转动点O的力臂
2.2抗滑移验算
R=T1/T≥1.3
其中:
T—张拉力的合力
T1—抗滑移力,T1=N+Ep+F
式中:
N—台面反力
Ep—土压力的合力
2、设计过程
①、技术参数:
该标段施工的20米空心板中,中板18根钢绞线,边板
20根钢绞线,空心板底宽159cm,钢绞线采用¢j15.24,ASTMA416-92标准
270级,标准强度为Ryb=1860MPa,张拉控制应力δcon=0.75Ryb=1395MPa,钢绞线截面面积140mm2,单根张拉力为195.3KN,则最大张拉力合力为T=20×
195.3KN=3906KN,根据初算选定台座几何尺寸见图
②.抗倾覆验算
M1=G1L1+G2L2
=1.2*2*2.39*25*5+0.35*2.39*4*25*4+0.4*0.45*5*25*2.5=883.96KN•m
M=T×
e=3906×
0.135=527.31KN•m
则K=M1/M=883.96/527.31=1.68>
1.5满足抗倾覆要求
注:
本计算中钢绞线保护层5cm,细石混凝土台面厚4cm,倾覆点O取台面底部下5cm处,所以e=4.5+4+5=13.5cm
③、抗滑移验算
张拉力合力T=3906KN
抗滑移力T1=N+Ep+F
台面未加厚部分尺寸取:
B×
H=2.39×
0.35,C30混凝土抗压强度设计值为fc=15N/mm2
则台面反力N=fc×
H=15×
2.39*0.35×
106/1000=12589.5KN
土压力Ep,计算结果较小,摩阻力F亦很小忽略不计。
则T1=N=12589.5KN
R=T1/T=3.22>
1.3,满足抗滑移要求
④、传力墩细梁配筋计算
㈠、尺寸确定开裂验算
Fvs≤β(1-0.5Fhs/Fvs)ftkbh0/(0.5+a/h0)
Fvs—作用于细梁顶部的水平力,即钢绞线拉力的合力的T=3906KN
Fhs—作用于细梁顶部的竖向力,忽略不计
β—裂缝控制系数,静载取β=0.8
ftk—混凝土轴心抗拉强度标准值,C30取2N/mm2
a—合力作用点距台面底部距离,取a=0.07m
b—细梁宽度取0.4m
h0—细梁长度的有效值,既细梁高度减去钢筋保护层厚度
h0=4-0.05=3.95m
则Fhs=3906KN<
βftkbh0/(0.5+a/h0)
=0.8×
2000×
3.95×
0.4/(0.5+0.07/3.95)
=4882.9KN所以尺寸选定满足开裂控制要求
㈡、细梁受力配筋
As≥λdFvh1/0.85fyh0
As—细梁受拉钢筋截面面积
λd—钢筋混凝土结构结构系数,取1.2
Fv—作用在单个细梁上的钢绞线拉力,取1464.75KN
a=0.12m
h0—细梁有效高度,即扣除保护层后的细梁高度
fy—Ⅱ级钢筋抗拉强度设计值取310N/mm2
所以As≥1.2×
3906000×
0.12/0.85×
310×
3.95=540mm2
按规范规定,纵向受拉钢筋的最小配筋率(AS/bh0)不应小于0.2%,现AS=0.002*3950*350=2765mm2选定8ф22(As=3039.52mm2),箍筋选用φ8@100
㈢、台面加厚部分受力配筋计算,加厚部分尺寸B×
L×
H=2.38*0.35*4台面所受压力取F=T=3906KN,加厚部分计算长度L0=4
因L0/H=4/0.4=10>
8所以需考虑纵向弯曲的影响
求偏心距修正系数:
偏心距e0=225mm>
H/30=13.3mm故偏心距取实际值
偏心距修正系数公式:
η=1+ζ1×
ζ2(L0/H)2/(1400e0/H0)
ζ1=0.5fcA/λdF
ζ2=1.15-0.01(L0/H)
e0—张拉力对截面重心的偏心距
L0—构件计算长度
H0—加厚部分扣除保护层的厚度,本文保护层厚度取5cm
ζ1—截面应变对截面曲率的影响系数,当ζ1>
1时,取ζ1=1
ζ2—考虑构件长细比对截面曲率的影响系数,当L0/H≤15时,取ζ2=1所以
ζ1=0.5fcA/λdF=0.5×
15×
350×
2380/1.2/3906000=1.333>
1,取ζ1=1
因L0/H=4/0.4=10<
15所以取ζ2=1
则η=1+1×
1×
10/(1400×
225/300)=1.01
判断大小偏心η×
e0=1.01×
225=227.25>
0.3H0=90
所以按大偏心受压构件计算
计算相对受压区高度ξ=λdF/fcBH0
=1.2×
3906000/15×
2380×
300=0.438<
ξb
=0.544
x=ξ×
H0=0.438×
300=131.4mm>
2a=100mm
as=ξ×
(1-0.5ξ)=0.438×
(1-0.5×
0.438)=0.342
按对称配筋计算As及As′
e=ηeo+h/2-a=1.01×
225+175-50=352.25mm
As=As′=(λdFe-fcasBH02)/fy′/(ho-a′)
=(1.2×
352.25-15×
0.342×
3502)/310/300
=1672mm2
受拉受压面分别选用15ф12(As=As′=1695mm2),箍筋选用φ8@200
㈣、钢横梁计算:
钢梁承受的均布荷载
Q=3906/1.99=1962.8KN/m
M=1/8ql2=1/8*1962.8*1.992=971.61KN.m
钢梁需要
W=M/fx=971.6*106/315=3084.8*103mm3
用16Mn工字钢,2工32b两边加厚一块30毫米钢板,腹板两边加两块15毫米钢板
Wx=1/6H*[BH3-(B-b)h3]=1/6*380*{132*3803-[132-(11.5+15*2)]
*2403}=2628*103mm3
2*Wx=2*2628*103mm3>
3084.8*103mm3
钢梁变形值
Ix=1/12*[BH3-(B-b)h3]=1/12*[132*3803-(132-11.5-30)*2403]
=49933.6*104mm4
Wmax=5ql4/384EI=5*1962.8*19904/(384*2*105*49933.6*104*2)
=2mm<
l/400=1990/400=5mm
4、预应力筋制作
钢绞线采用ASTMA416M-98标准270级钢绞线。
fpk=1860Mpa.松弛率为3.5%的低松弛钢绞线.钢绞线直径15.24mm,钢绞线面积A=140mm²
,钢绞线下料长度因本梁场两头采用螺丝端杆锚具,根据各种规格梁的长短,配备相应长度的粗钢筋,因此下料长度是固定的,就是底模的总长度。
钢绞线下料前应对钢绞线进行外观检查,钢绞线表面不得带有降低钢绞线与砼粘结力的润滑剂、油渍等物质,允许有轻微的浮锈,但不得有锈烛及刻痕。
预应力筋的下料应用砂轮切割机切割,严禁用电焊、气割来切割钢绞线。
钢绞线排定完成后,即可安装工作锚及工作夹片。
在安装工作夹片时,应对每个工作夹片进行外观检查,工作夹片上不得有油渍等其它物质,不得有明显刻痕及锈烛现象。
预应力筋下料长度按计算长度、工作长度和原材料实验数据确定。
将
下好料的钢绞线运到台座一端,钢绞线穿过端模及塑料套管后在其前端安引导装置,以利于钢绞线沿直线前进。
引导工具利用钢管加工而成,前端做成圆锥形状。
穿束前各孔眼应统一编号,对号入座,防止穿错孔眼。
预应力筋张拉
①、张拉前的准备工作:
张拉用千斤顶在使用前应全面进行校定,在校验期限内,千斤顶使用过程中出现不正常现象时,应重新校定,校定后使用期不得超过6个月,否则必须重新标定。
张拉前,应先安装定位板,检查定位板的力筋孔位置和孔径大小是否符合设计要求,然后将定位板固定在横梁上。
在检查预应力筋数量、位置、张拉设备和锚具后,方可进行张拉。
②、张拉方法:
本标段先张法采用单根张拉,张拉时应按从中间向两边的顺序张拉,保证台座不承受过大的偏心力矩,确保张拉安全。
钢铰线的张拉程序为:
0
初应力
σcon(持荷2min锚固)张拉时预应力筋的断丝数量:
钢筋
断丝
不容许。
③、张拉:
采用一端固定一段张拉的张拉方式,张拉顺序由中间向两侧对称进行,单根预应力筋张拉吨位不可一次拉至张拉应力。
锚具安装正确,张拉时千斤顶的张拉力作用线与预应力筋的轴线重合一致;
施工现场已具备确保全体操作人员和设备安全的必要的预防措施,张拉采用整体张拉,整体松张的张拉工艺。
利用两台YCT300型千斤顶在张拉端整体张拉.放张.同时为节约钢绞线,采用螺丝端杆连接器。
④、千斤顶整体张拉顺序如下:
(1)采用螺丝杆锚具,拧动端头螺帽,调整预应力筋长度,使每根预应力筋受力均匀;
(2)在张拉端进行预拉,预拉应力为15%的设计应力,将预应力筋拉直,锚固端和连接器处拉紧,在预应力筋上选定适当的位置刻画标记,作为测量延伸量的基点。
以便于整体张拉,预拉用200型油泵及YC-18型穿心式千斤顶进行,其后,上安全保护夹板,检查连接器连接情况无问题后,在张拉端用IB10/320-4/800B型超高压二级电动油泵及两台YCT300型千斤顶整体张拉,一台油泵带动两台千斤顶使应力保持一致,然后缓慢逐级加载直至符合设计要求;
(3)当张拉应力达到设计荷载时,应停止供油,关闭进油阀门持荷2分钟,当有掉表现象时应进行补表,确保张拉应力与设计相符;
(4)当张拉应力符合设计要求后应测量、记录预应力的延伸量,并核对实测值与理论计算值,其误差应在±
6﹪范围内,否则应暂停张拉,待查明原因并采取措施予以调整后,方可继续张拉;
(5)张拉满足要求后,锚固,千斤顶回油至零。
⑤、先张法预应力筋制作安装允许偏差:
项目
允许偏差(mm),镦头钢丝同束长度相对差
束长〉20m
L/5000及5,
束长6~20m
L/3000,冷拉钢筋接头在同一平面的轴线偏差
2及1/10直径,力筋张拉后的位置与设计位置之间偏位
4%构件最短边长及5,先张法预应力钢筋
断筋
不容许
⑥、预应力筋张拉注意事项:
(1)一切操作由现场技术人员统一指挥,张拉区设有明显标记,禁止非工作人员进入施工区域;
(2)张拉时,张拉方向与预应力钢材在一条直线上;
(3)顶紧锚塞时,用力不可过猛,以防预应力钢筋折断;
拧紧螺母时,应注意压力表读数始终保持在控制张拉力处;
(4)台座两端应设置防护措施,张拉时,沿台座长度方向每隔4-5m应放一防护架。
工作人员不得站在台座两端或进入台座。
㈤、有效段预应力钢筋其传力锚固长度不小于100d。
5、钢筋绑扎
钢筋骨架的绑扎须符合图纸和规范要求。
为节省时间及安全,在初张预应力为15%的设计应力后进行钢筋邦扎成形,之后再进行整体张拉。
钢筋在钢筋加工场配料加工成半成品,在预制场台座上绑扎。
①所有钢筋在加工之前,进行清污、除锈和调直处理。
钢筋制作拟在钢筋棚配料、下料、对接、弯制、编号、堆码。
对焊工作由持有上岗证书的焊工执焊。
正式施焊前应取对焊试件,送实验室检验,施焊时记录下电压、电流、气温、风力、风向等资料。
检验合格后方准予正式施焊。
下料前应核对图纸无误后方准下料。
绑扎钢筋前检查底模表面、护边角钢是否有破损、变形,修缮清理后涂刷脱模剂,即而投入使用。
纵向通长钢筋全部采用焊接接长,同一截面焊接接头按不大于50%数量错开,普通钢筋采用铁丝绑扎或点焊连接,桥面板预埋钢筋采用点焊方式固定,钢筋保护层采用塑料垫快控制。
②钢筋弯制前应对预应力槽口处作钢筋模型以确定钢筋与锚头有无干扰,以便事前采取措施,使钢筋避免开槽口。
绑扎钢筋前先在底模板表面上用粉笔按图划好箍筋间距,用定位钢筋固定箍筋后,主筋穿过箍筋,按图纸要求间距逐个分开,先绑扎纵向的主筋,后绑扎横向钢筋。
纵向主筋(通长筋)接长采用帮条焊工艺,单面焊,焊缝长≥10d(d为钢筋直径);
焊接时应先由中间到两边,对称地向两端进行,并应先焊下部后焊上部,每条焊缝一次成活;
接头错开布置,两接头间距﹥1.3倍搭接长度,搭接长度区段内接头面积百分率≤50%。
其余钢筋采用绑扎接头,搭接长度一律为35d(d为钢筋直径),所有接头位置应互相错开,接头长度区内受力钢筋接头面积不超过25%该接头断面面积;
绑扎板梁顶面负弯矩钢筋应每个节点均要绑扎,所有主筋(纵向方向)下和腹模、翼缘侧面均应放置砂浆垫块,砼垫层的厚度及强度应满足要求。
③骨架的焊接采作分段、分片方式,在专用的焊接台座上施焊,然后运至现场装配成型。
骨架的主筋在对焊或搭接焊时应适当配料,使之在成型焊接时其对接头能按规范要求错开设置。
钢筋骨架在现场采用吊车起吊或小龙门吊安装,其装配程序是:
安装梁底支座上垫板
在底模上准确的标出各段钢筋网片的定位线
分段安装底板部分及腹板钢筋(安装内模板)
绑扎顶板钢筋(安装外模板和堵头模板)。
在安装堵头模板前,要检查梁底预埋钢板位置是否准确,梁端有伸缩缝位置的开槽及预埋钢筋是否与图纸中所要求的一致;
边梁翼板上要注意预埋防撞墙钢筋和通信设备预埋的铁件等,同时要注意板端腹束封锚段砼与伸缩缝砼同时浇注。
一切检查合格后,方可浇注砼。
6、模板安装
模板安装需要保证梁体的尺寸满足设计和规范要求,各处保护层也应该满足图纸和规范要求。
空心板梁外模板采用分片拼装式钢模板。
模板面板采用5mm厚A3钢板,竖肋采用80×
6mm扁钢,水平纵肋采用80mm槽钢,模板背后框架均采用75×
75×
6mm角钢。
7、混凝土浇筑:
钢筋和模板安装完毕,经监理工程师检查验收并签认后进行砼的浇筑施工。
砼在拌和站集中拌制,水平运输采用混凝土搅拌运输车,垂直运输用小型龙门吊吊储料斗起吊入模(或采用泵送砼)。
在砼浇筑前须检查台座受力、夹具、预应力筋数量、位置和张拉吨位是否符合要求。
①、砼搅拌前的准备
砂石料水泥、外加剂等材料必须经试验合格后方可使用。
搅拌前根据材料的含水量及每盘用量计算出施工配合比。
拌和站的电子计量系统须经计量检测单位标定合格(拌和站标定报告另报)。
通知试验人员,准备试压块模具及坍落度筒等试验工具。
在监理的监督见证下将配合比输入电子计量微电脑控制系统。
②、砼的搅拌和运输
拌制混凝土应按批准的配合比进行施工,各种衡器应保持准确,对骨料的含水率应经常进行检测,据以调整骨料和水的用量;
混凝土应保证充分的机械搅拌时间;
砼的搅拌要严格控制砼的坍落度,选择有代表性的砼料制作试压件,试压件除按规定的试验组数外另须多做一组,在梁体养护时试块与梁体同等条件养护然后试压以确定梁体混凝土达到张拉强度的时间。
搅拌好的砼用混凝土搅拌运输车配合龙门吊及时送至浇筑现场,混凝土的运输应满足浇筑工作不间断并使混凝土运到浇筑地点时仍能保持均匀性及规定的坍落度。
③、砼的浇筑
空心板浇筑顺序为先底板,再腹板,最后浇筑面板混凝土,腹板混凝土浇筑时注意两边对称同时进行;
浇筑前,要对所有的人员进行详细的技术交底,并对模板和钢筋的稳固性以及砼拌合、运输、浇筑系统所需的机具设备是否完好进行一次全面检查,符合要求后方可开始施工;
浇筑时,下料应均匀、连续,不要集中猛投而产生砼的阻塞。
在钢筋密集处,特别要注意振捣;
混凝土浇筑采用一次成型,10米、13米板浇筑时首先浇筑底板砼,之后放入胶囊冲气,为防止胶囊上浮及左右移动浇筑时要特别注意两边对应同时进行。
16米、20米板因采用的内模是钢模,在内模上部隔一段开一个洞口,以便浇筑底板砼,在洞口放好钢板等底板浇好后把钢板推向洞口把洞口封好,底板浇筑时要控制好底板的厚度,腹板浇筑时同样要两侧对应进行,放料时要控制好浇筑高度,一般分两次浇筑到顶,振捣时要防止漏振和过振以保证梁体的外观质量。
每次振捣时间以混凝土不再下沉,无气泡上升,表面出现薄层水泥浆并有均匀的外观为止。
混凝土浇筑至梁面并振捣密实后注意及时整平收浆,终凝前将梁顶面拉毛,以利桥面铺装层与梁体结合;
浇筑过程中随时检查砼的坍落度和干硬性,严格控制水灰比,不得随意增加用水量,前后台密切配合以保证砼质量;
认真填写砼浇筑原始记录。
④、砼的振捣
砼的振捣以插入式振动器振捣为主,振捣新层时,振动棒应插入老层混凝土约5cm,以保证前后浇筑的两层混凝土接合严密。
当混凝土不再下沉和冒出气泡、表面泛浆时可认为混凝土已振捣密实。
为提高砼的浇筑质量、保证砼振捣密实。
⑤、混凝土施工过程中的试验工作
混凝土的坍落度必须用坍落度筒实际测定,以保证混凝土按规定的坍落度施工,坍落度过小则不利于混凝土浇筑,过大则会影响混凝土的强度。
混凝土施工应做好混凝土试压件,每片箱梁的试压件应至少做4组,2组与箱梁同等条件养护以测定箱梁砼达到张拉强度的时间,另2组分别用于试验测定混凝土7d和28d的强度。
在浇筑砼时要应注意:
先张法构件使用振动棒振捣时应避免触及预应力筋,防止发生受振滑移和断筋伤人事故,并不得触及内模;
浇筑砼时要防止内模上浮和偏位,随时检查定位钢筋和压块固定情况;
为使现浇桥面混凝土与空心板紧密结合成整体,预制空心板面必须拉毛,槽深0.5—1.0厘米,横贯板顶,每米不少于10-15道。
8、拆模
当砼达到一定强度时征得监理工程师同意后可拆卸模板。
拆腹板内模后要从梁腹内检查腹板是否存在蜂窝麻面现象,若有,须提出处理方案报监理工程师审批后方可实施,严禁擅自修补。
模板拆除后要及时整修模板,清除模板上的附着物及上脱模剂,用龙门吊将模板转移至需要的台座安装。
9、养护
箱梁混凝土浇筑完成后及时养护。
养护采用土工布铺盖在箱梁顶板上浇水养护,腹板侧面由于是向外倾斜的,挂土工布养护时麻袋会处于悬空状态,要用钢筋支撑以使土工布紧贴在箱梁腹板侧面。
养护时要有专人洒水养护,保持土工布湿润,不得干湿交替。
在养护时同时将该片箱梁的2组试压件放在梁的旁边与该梁同等条件养护,以此保证该组试压件试验得出准确的数据来确定该箱梁混凝土是否达到可以施加预应力的强度。
10、预应力放张
按施工技术规范的规定采用大吨位千斤顶整体放张或砂箱放张。
放张时分级完成,放张后用切割机从放张端开始逐次向另一端把钢绞线切断。
11、预应力钢筋失效
预应力钢筋有效长度范围以外部分采用硬塑料管将失效范围的预应力钢筋套住,以使预应力钢筋与混凝土不产生握裹。
12、夏季
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