韩家店号特大桥几个关键施工技术Word文档下载推荐.docx
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在混凝土配合比设计时,选用粒径大,级配好的粗骨料,并掺加粉煤灰和高效缓凝减水剂,降低水灰比,控制坍落度,减少水泥用量,降低水化热,增强混凝土的抗裂能力。
2.5.2混凝土结构内部埋设循环水冷却管,通过冷却水循环,降低混凝土内部温度,减小内表温差。
⑴冷却水管埋设。
冷却循环水管采用φ60mm薄壁钢管,进水管口设在承台一侧中心线,出水管口设在另一侧两边沿。
每层水管水平布置,层距为1米,共设5层,布置时严格按照设计要求布置。
⑵冷却水管安装时,要以钢筋骨架和支撑桁架固定牢靠,以防混凝土灌筑时水管变形及脱落而发生堵水和漏水,并做通水试验。
⑶每层循环水管被混凝土覆盖并振捣完毕,即可在该层水管内通水。
循环冷却水的流量可控制在1.2~1.5m3/h,并使进、出水的温差不大于6℃。
⑷冷却水管使用完毕,需压注水泥浆封闭。
2.5.3降低混凝土入模温度。
承台大体积混凝土浇筑时,尽量选择在气温较低的阴天或小雨天进行。
拌合混凝土用水,采用河底深水井的水,其水温较低。
并用该水不段冲洗砂石料,以降低其温度,从而降低混凝土入模温度。
2.5.4在混凝土中掺加片石。
片石选用强度高整体性好的大块石料,片石在掺加前,先用凉水冲洗降温,这既可让其吸收混凝土的部分热量,还可减少混凝土的数量,从而减少混凝土水化热。
2.5.5加强施工中温度控制。
在混凝土中预埋温度传感器,对混凝土内部温度及外部温度进行全过程监测,通过调节措施把混凝土内外温差控制在25℃以内。
2.6混凝土养护
大体积混凝土的裂缝,特别是表面裂缝,主要是由于内外温差过大产生的。
浇筑后,水泥水化使混凝土温度升高,表面易散热温度较低,内部不易散热温度较高,相对地表面收缩内部膨胀,表面收缩受内部约束产生拉应力。
通常这种拉应力较小,不至于超过混凝土抗拉强度而产生裂缝。
但由于混凝土外部受太阳曝晒、雨水、冷空气等的袭击,也会使表面升降温差较大。
因此,养护是防止混凝土开裂的关键。
混凝土浇筑完毕后必须用草袋覆盖,加强保湿。
保湿养护,延缓降温速率,养护期间不得中断冷却水的供应,要加强施工中的温度监测和管理,及时调整养护措施。
混凝土拆模时,内外温差应小于20℃。
3薄壁高墩翻模施工
韩家店Ⅰ号特大桥主墩9#、10#墩为双薄壁墩,两薄壁厚为2.5米,宽为12.6米,两薄壁间净距7米。
9#墩墩高73.661米,10#墩墩高63.991米,9#、10#墩两薄壁间均设有两道10m×
7m×
1.4m的系梁。
过渡墩8#墩为单薄壁墩,薄壁厚3.0米,宽12.2米,墩高为41.798米。
主桥墩身采用大块翻模进行施工。
此方案具有施工工艺简单、施工速度快等特点。
3.1翻模系统构造
该套翻模系统,由大块定型钢模、工作平台及提升系统等组成。
(见下图)。
3.1.1墩身模板为大块组合钢模,其尺寸、刚度和强度均符合设计及规范要求。
每套墩身模板由三节组成,每节高2.5米,三节共7.5米。
模板的加固,采用在每块侧模外侧加设水平背肋,每道背肋由两根[12槽钢组成。
模板加固时,通过Φ16圆钢拉模筋锚固于背肋槽钢上。
3.1.2模板工作平台由内工作平台和外工作平台组成。
内工作平台即在两薄壁之间,用碗扣式脚手架搭设支架,在支架上铺设木板作为内工作平台。
整个脚手架距模板距离为0.4米,作为模板提升空间。
外工作平台即在每块外模和圆端模顶部,用角钢焊接三角撑架和栏杆扶手,并用木板铺面组成外工作平台。
3.1.3提升系统:
提升系统由塔吊、施工电梯、混凝土输送泵及泵架组成。
塔吊为墩身和梁部施工的主要提升设备,并兼作翻模时的模板提升设备;
施工电梯作为施工人员和小型机具的提升设备;
混凝土输送泵为混凝土的提升设备,泵架作为混凝土输送泵管和电缆、水管的附着设备。
另在泵架内搭设由钢筋焊成的简易人行梯,作为管道、电缆检修人员通道和发生停电等紧急事故时的紧急通道。
3.2钢筋施工
主墩墩身钢筋的施工同引桥墩身钢筋的施工,仅其竖向主筋受工作平台的限制,采用4.5m一节,而引桥主筋为9.0m一节。
3.3混凝土施工
主墩墩身混凝土的施工同引桥普通墩台身混凝土施工,仅其混凝土标号相对较高,原材料要求较高。
另其混凝土入模不再用串筒,而用泵管直接入模。
3.4翻模施工工艺流程
墩身施工时,内脚手架工作平台的组装、钢筋的绑扎、模板的翻升、混凝土的浇筑等工序是循环进行的,墩身的三节模板也是每次一节、由下往上循环翻升。
整个施工过程是不间断、循环进行的,因此施工速度较快。
翻模施工工艺流程见下图:
翻模施工工艺流程图
3.5翻模施工中墩身线形控制
薄壁墩的线型控制主要通过施工测量来进行的。
薄壁墩施工测量控制内容包括:
薄壁墩中心定位测量、薄壁墩高程测量、薄壁墩垂直度测量。
3.5.1控制方法
⑴薄壁墩中心定位测量
采用三维坐标控制法。
每个墩台施工前,先由项目部测量班用全站仪进行中心定位。
定位时应由多人进行换手复测检查,并经监理检查确认后,设置好横、纵向护桩,给施工队交底。
标高复核时用精密水准仪进行测量。
⑵薄壁墩高程测量
高程测量采用三种方法进行,一是用全站仪直接进行高程测量;
二是用钢尺由墩底水准点往墩顶拉尺进行测量;
三是用水准仪在7#墩附近观测9#墩顶标高,在11#台后路基观测10#墩顶标高。
最终以水准仪测量为准,其余两种方法作为复核手段。
⑶薄壁墩的垂直度测量
墩身垂直度测量采用自动安平激光铅准仪,每个薄壁在四个角各布一点进行测量。
测量时,激光铅准仪安置在桥墩承台上的控制点上,控制点是经精密定位测量所得。
在墩顶工作平台上安设激光接收靶,能显示光斑并捕捉斑心,以四个激光斑心来控制单个薄壁每节模板的平面位置及竖直度,并以此控制墩身的垂直度。
3.5.2控制措施
⑴组建精干的精测小组专门负责墩身的测量工作,配备先进的测量仪器,确保墩身的线型控制;
⑵为了防止仪器误差导致墩身偏斜,每隔10m应用全站仪测设中心点与铅准仪校核一次,并对墩身尺寸进行一次复测以确保墩身线型控制;
⑶实行测量换手复核制度,测量资料复核无误后,报监理工程师审查认可,方可用于施工;
⑷为了确保墩身混凝土外观质量,模板加工要符合《钢结构工程施工及验收规范》的基本规定,其表面不允许有孔洞(拉筋孔除外)、毛刺、缝隙及熔渣等;
模板组焊必须作磨光处理;
模板的上下口应经创边处理;
模板接缝采用建筑双面胶带;
模板的组装应符合组装精度要求。
40#块托架设计与施工
韩家店Ⅰ号特大桥主墩9#和10#墩0号块,长度为15.0m,两端悬出墩身1.5m,梁高12.5m,0号段混凝土数量为1360m3,梁体为三向预应力结构。
0号段为箱梁与墩身联接的隅节点,截面内力最大且受力复杂,钢筋和预应力管道密集,因此保证0段施工质量是箱梁施工质量控制的关键。
4.1托架和模板
墩顶托架由预埋于墩身内的预埋件和纵横梁(采用N型万能杆件)拼组而成,详见《0#块支架设计图》。
托架构造简单,受力明确,重量轻,刚度大,拼装、拆除方便。
外模上部2.5m采用大块定型模板,下部10m采用墩身模板。
内模由承台施工时的大块定型模板和部分小块组合钢模,并辅以部分异形钢模板拼组而成。
外端变截面段由底模标高调整,底模两薄壁内侧采用挂篮底模拼组,两外端底模由承台模板(1.0m×
1.5m)组成。
4.2托架和模板的安装
4.2.1最后两节墩身施工时须按要求预埋好预埋件,预埋件用于万能杆件与墩身的联接。
4.2.2拆除墩身模板,安放外吊工作平台。
工作平台由在钢筋焊制的吊筐内铺设木板组成,并用纲丝绳作吊绳吊于墩顶钢筋上。
每薄壁两外侧均吊放工作平台。
4.2.3拼装万能杆件。
托架的主桁架在地面拼装组成,然后吊至墩顶预埋件上就位,最后在墩顶拼装各主桁的横向联结系。
4.2.4安装纵横分配梁。
每道横向分配梁由两根[20槽钢组成,每个墩顶共有10道横向分配梁,其中两薄壁间布置4道,每薄壁外端布置2道。
每道横向分配梁均布置于万能杆件节点处。
每个墩顶沿纵向共设21道纵向分配梁,其中两边外侧各布置2道由2根[20槽钢组成的纵梁,中间布置17道由2根[14b槽钢组成的纵梁。
4.2.5在分配梁上铺设横向方木,其尺寸为14cm×
12cm,间距为30cm,在方木上立碗扣式脚手架,然后在碗扣式脚手架顶托铺设纵、横方木,在方木上铺设底模。
利用顶托调整底模标高和底模脱模。
4.2.6托架预压。
托架预压采用砂袋进行,预压荷载为支架实际承重的1.3倍(预压荷载=(计算荷载-托架自重-分配梁自重=8873-300-151)×
1.3=10949KN,每个砂袋装0.25KN,共需43800个砂袋,堆码10m高)。
预压目的是为了测出托架的弹性变形和消除托架的非弹性变形,以利于设置托架的预拱度。
预压荷载分三级进行,第一级为0.5倍(4211KN),第二级为1.0(8422KN)倍,第三级为1.3倍(10949KN)。
第一级加载1小时后即可进行测量工作采集数据,每级数据采集完后,即可进行下一级加载。
三级加载且测量完成后,即进行卸载。
卸载时,也同样进行分级进行,依次卸至1.0倍、0.5倍和0。
每级也同样进行观测,并将卸载时的数据与加载时的数据进行比较,每级加载时的变形数据减去该级卸载时的数据,即为该级的弹性变形量,卸载完成时的变形量即为支架的非弹性变形量。
4.2.7绑扎底板钢筋,吊装外模。
外模分块吊装后在托架上拼组,每吊装一块模板必须稳固地支撑在托架上,并及时安装对拉杆,以防模板倾覆。
4.2.8内模在底板和腹板钢筋、纵向预应力管道及竖向预应力筋安装完成后拼装。
4.2.9预埋好预埋件和预留好挂篮后锚孔、混凝土输送泵孔、人行孔及水管电缆等孔道。
4.3混凝土浇注
4.3.1为保证0号梁段混凝土的整体性和良好的外观质量,在0号段施工时,采取在墩顶托架上三次灌筑成型的施工方法。
第一次浇注至横隔板过人洞下缘(高3.0m,混凝土386m3),第二次浇注至纵向预应力钢绞线预留孔道下侧0.43m(高6.4m,混凝土550m3),第三次浇注至顶板(高3.1m,混凝土346m3)。
4.3.2每次混凝土浇注均采用两台混凝土输送泵分别从中间向两端对称浇注。
4.3.30#块混凝土的施工,振捣是关键。
因为0#块钢筋密集,预应力筋、预留孔道多,混凝土圬工边角、倒角多,从而使混凝土振捣困难。
混凝土振捣时,应小心仔细,严禁碰撞预应力管道与预埋件,倒角处应加强振捣,以保证混凝土密实。
4.4内托架计算
4.4.1荷载计算
⑴混凝土浇注荷载
①第一次浇注底板(高度3.0m):
386m3
②第二次浇注腹板(高度6.4m):
550m3
③第三次浇注底板(高度3.1m):
346m3
④以第一、二次两次混凝土浇注数量,并扣去横隔板与外端混凝土数量作为计算荷包载:
7×
11×
1.5+1.5×
1/2×
(11-1.2×
2)×
2+1.5×
7×
2
+1.2×
7.9×
2=271.62m3
⑤混凝土荷载为:
271.62m3×
26.5KN/m3=7198KN
⑵模板、托架、分配梁及施工荷载等
①模板(2KN/m2):
外底模:
11=77m2
内侧模:
8.4×
2+8.4×
2=262m2
外侧模:
10×
2=140m2
模板荷载:
(77+262+140)m2×
2KN/m2=958KN
②托架自重:
300KN
③分配梁:
151KN
④施工荷载:
2KN/m2×
19m2=266KN
⑤以上小计:
958+300+151+266=1675KN
⑶荷载合计:
7198+1675=8873KN
⑷托架纵向主桁每根平均承载为:
8873/8=1109.13KN,1186.63KN/7m=158.45KN/m
4.4.2杆件内力计算
⑴第一种模式(静定结构计算):
①杆件内力表
杆件
内力(KN)
1
-237.68
8
-316.9
9
3
10
4
11
-448.16
5
12
6
13
7
②结点位移表
结点
水平位移(mm)
竖向位移(mm)
1.623
-3.158
-0.586
0.811
2.434
⑵第二种模式(一次超静定):
①杆件内力表
-1.806
0.541
-0.27
-2.076
⑶第三种模式(三次超静定):
2.36
7.09
-458.19
-10.02
100.16
-438.4
-223.83
14
78.9
15
-4.73
-0.252
-1.753
0.064
-0.012
-1.925
-0.050
0.321
-1.89
-0.006
⑷第四种模式(五次超静定):
-210.34
-438.14
27.34(剪力)
-27.34(剪力)
-0.519
⑸杆件最大内力与结点最大位移
①杆件最大内力表
杆件配置
容许承受力(KN)
安全系数
4N4
668
2.8
2N4
328
46.3
/
2N1
634
6.3
726
2.3
8.0
316.9
2.0
4N3
850
1.9
2N3
379
38
2N7
②结点最大位移表
4.5外托架计算
4.5.1荷载计算(单端)
⑴混凝土荷载
①混凝土数量为:
57.62m3
②混凝土荷载为:
57.62m3×
26.5KN/m3=1527KN
⑵模板、分配梁等荷载
1.5×
11=16.5m2
9.4×
(1.5×
2+(11-1.7×
2))=99.6m2
2=28.2m2
(16.5+99.6+28.2)m2×
2KN/m2=289KN
②分配梁:
50KN
③以上小计:
289+50=339KN
⑶托架与施工荷载
①托架自重:
200KN
②施工荷载:
6×
18m2=216KN
200+216=416KN
⑷结点荷载
①结点2与结点4承载为:
(混凝土+模板+分配梁)/6/2+(托架自重+施工荷载)/6/4
=(1527+289+50)/6/2+(200+216)/6/4=172.8KN
②结点6与结点7承载为:
(托架自重+施工荷载)/6/4=(200+216)/6/4=17.3KN
4.5.2杆件内力计算
⑴杆件内力表
324
-17.3
18.7
259.3
2.4
17.3
-51.9
14.0
-293.3
473
1.6
48.9
411
8.4
-24.5
238
9.7
⑵结点位移表
-0.266
-3.938
-0.708
-4.024
-0.133
-2.673
0.752
-5.198
0.664
4.6托架设计图
5结束语
5.1在承台混凝土配合比设计时掺加粉煤灰,在混凝土浇筑时掺加片石,承台混凝土分两浇筑等,这些措施不仅降低了混凝土的水化热,避免了混凝土温度裂缝的产生,保证了混凝土的施工质量,而且节约了大量材料,取得了较好的经济效益。
5.2在墩身施工时,采用无支架的大块翻模施工,既节约了大量的脚手架,又保证了施工进度。
5.30#块托架施工如采用型钢等做托架,这样在型钢拆下时,就会浪费大部分型钢。
而采用万能杆件做托架,万能杆件在拆下后还可继续使用,浪费极少。
另万能杆件在施工时,可事先在地面进行拼装,使用时用塔吊只需两天时间就可吊装完毕,这样又有力地保证了工期。
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