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梁施工方案模板
渝黔高速公路C1合同段
40mT梁现浇制作
施工方案
四川煤炭第二建筑安装工程公司
渝黔高等级公路C1合同段项目经理部
一九九八年十一月
渝黔路C1合同段40mT梁施工方案
工程概况:
(1)我部承建的渝黔路C1合同段起于K4+600,止于K10+500,共计5.9公里;沿线穿过城乡,居民较多,结构物也较多;仅大中桥就有8座,而其中大桥4座,40mT梁共计224片,50mT梁共56片;显然,40mT梁的施工是影响整个工期的关键。
为此,经我部重复研究、论证,决定T梁施工以现场预制为主,辅以就位现浇;即在墩台垮径高较低的径内采用就位现浇,其余采用在预制场预制,最后吊装就位。
根据现场实际地形和工期要求,结合我部实际情况作如下工作安排:
1.黄桷湾互通式立交桥的8号-9号台、6号-7号墩、0号-1号墩、2-3号墩间的T梁采用就位现浇。
1-2号墩间的T梁根据实情可考虑在架上进行预制,然后落梁就位。
2.一天门大桥因桥下建筑物较多且墩身高,只有5号墩-6号台有条件采用就位现浇,其余墩台跨间的T梁采用预制吊装方案。
3.丁家院大桥和茶亭大桥的40mT梁除茶亭大桥的0号台-1墩间的T梁采用就位现浇外其它墩跨间的T梁均采用预制吊装方案。
(2)上部结构概述
1.黄桷湾立交、丁家院大桥以及茶亭大桥的T梁结构形式基本相同,其主梁间距2.14m,其预制宽度1.6m(边梁定1.86m),翼缘板间留有0.54m湿接缝。
(仅黄桷湾立交桥右线主梁间距2.22m,预制宽度1.6m,边梁宽1.9m,对整个T梁制作影响不大,其艺缘板间留有0.6m的湿接缝)以加强板的整体性,同时可减轻吊装重量,主梁肋厚0.16m,马蹄宽0.4m。
主梁横隔板间距采用4.60+6*5.00+4.60m,共9道横隔板。
两梁间隔板采用预埋钢板焊接相联。
主梁跨径40m,每片梁砼量40m3,其重量100T左右。
40mT梁为后张法预应力砼T梁,预应力钢丝采用高强碳素钢丝,波纹管埋设成孔,波纹管内径50mm;支座采用GJZ系列普通距形支座,其规格为350X400x56mm,四氟板式支座规格:
350X400x59mm;桥面铺装采用10厘米厚的30号防水砼,钢制伸缩缝。
2.一天门大桥起始桩号为K10+091,终止桩号K10+395,桥全长304米,桥型为6跨预应力砼T型梁,主梁采用两种高度,中间4跨为50米T梁,梁高2.6米,两边跨为40米T梁,梁高2.5米;其中50米T梁中间共设9道横隔板,40米T梁中间设7道横隔板,两种跨径的主梁横截面形式相同,仅梁高相差10厘米。
主梁采用50号砼,预应力钢铰线束;桥面铺装仍为10厘米厚的30号防水砼,钢制伸缩缝。
二.工期及时间安排
1、黄桷湾立交的T梁现浇共56片,计划安排从99年1月-99年9月,共计8个月时间;其它三座大桥的T梁的现浇共28片,计划安排从99年5月20日至99年9月20日,共计4个月,以上工作分别由我部211工程队和210工程队承担。
2、预制场的安排:
根据现场情况考虑在K6+800-K7+100和K9+560-K9+860的两段路基上布置预制场地,分别承担黄桷湾立交和茶亭、丁家院及一天门大桥的T梁预制,预制工作量170片,(其中50mT梁共有56片)其预制场的布置见后附图。
预制时间从99年6月至3月,在这期间吊装随预制同部进行。
三.主要机具设备
黄桷湾预制场需备江西日月明架桥机一台,80吨门吊两台及配件,搅拌机三台,90KW发电机两台,50KW发电机两台,附着式振动器40台,50型、30型插入式振动棒各备4台;张拉千斤顶及油泵各两台;K9+560-K9+860间预制场考虑用地方电源供电,其它设备同黄桷湾预制场。
就位现浇所需设备除不要架桥机和门吊外,其它同预制场所需设备。
(后附需用机具设备表)
四.材料供应
根据工程进度及工期安排,由各程队提出料计划并上报项目部由供应科统一组织采购,所购材料必须经我部工地试验室按施工技术规范进行检验合格后方可用于施工现
场,并按本合同段要求上报原材料报检。
1.钢材:
应首先选用大厂生产的质量比较稳定的钢材,每批钢材必须经过检验合格后方可使用。
2.水泥:
桥梁上部结构选用重庆水泥厂或江津水泥厂生产的525号普通硅酸盐水泥。
如要用其它水泥厂生产的水泥必须出据相应的试验鉴定报告及合格证,并经过我部检验合格后方能使用。
3.骨料:
由于T梁断面较高且较小,粗骨料采用5-20mm的连续级配碎石;细骨料按监理要求采用简阳中粗砂。
4.预应力钢丝及钢绞线:
所用预应力钢丝和钢绞线必须符合设计及规范要求,并按规定进行检验
五.就位现浇T梁施工方案:
1.施工工艺及施工顺序:
2.施工准备
1开工前,让施工人员熟悉设计图纸,并对T梁结构
部位进行会审,必要时请监理单位参加。
着手准备模板制作。
2现场机具材料堆放按工地实情予以布置,在此不多阐述。
3在搭架支模前,由项目部组织施工测量人员对各墩垮进行复核,包括垫石标高,及中线,并将检查结果作为竣工测量及指导施工的根据。
4基底处理:
根据不同地点的实际情况,先清除层地表的松散物,然后进行层地表夯实处理。
坡形地段要按承重架的搭设要求挖好台阶;并做好四周排水工作。
5在进行施工准备时,各种机具、设备必须立马组织到现场。
3.承重架工程
(1)首先,假设承重架搭设除一天门大桥端部按0.6mX
0.8m外其余按立杆0.8mX0.8m,纵横杆步距按1.2m,基底按弃土回填压实考虑基底应力0.2Mpa进行验算,并分析上部荷载以确定搭设方案:
1以半幅单跨作为分析单元:
黄桷湾、茶亭及丁家院大桥的一跨半幅40mT梁每片自重100T,则7片梁共计700T。
(一天门大桥一跨半幅40mT梁每片重115T,7片共805T)
2模板、支架按每片10T/片,7片共计70T。
(T梁模板采用3cm厚的木模,一片共需近300m2,木材按8KN/m2
计)
3施工人员及材料运输堆放荷载按均布荷载2.5Kpa
计,半幅总计2.5KpaX16x40=1600KN=160T
4支撑架本身重量:
按半幅150T。
(考虑立杆间距按0.8mX0.8m,纵横杆步距1.2m。
)
则地基以上的总荷载为:
1+②+③+④=1080T(一天门大桥总计荷载为1185T)
按上述假定搭设方案则有:
一天门大桥T梁中部承重架每根立杆承受荷载为1185T/(50*20)=1.185T,但考虑该
桥端头3m范围内断面尺寸较中部大,每廷米近5T,故按上述假设端部3m范围内立杆按0.6MxO.8m,则每根立杆受力为5X3X7/(20X5)=1.05T;其它三座大桥承重架每根立杆承受荷载为1085T/(50X20)=1.085T
(2)确定承重架地基承载力:
根据上面荷载分析来看,可得出如下结论:
按基底上铺垫条石,每根条石按最不利承受2根立杆的荷载考虑所需基底应力:
1黄桷湾、丁家院及茶亭大桥要求基底处理后的应力为:
(T=(1.085Tx2)/(0.8X0.25)=10.85T/m2=0.11Mpa考虑安全系数,要求地基处理后的承载力不小于0.2Mpa即可满足要求。
2一天门大桥搭设承重架时要求基底处理后的应力为:
(T=(1.185TX2)/(0.8X0.25)=11.85T/m2=0.12Mpa考虑安全系数,要求地基处理后的承载力也不应小于0.2Mpa即可满足要求。
(3)根据上面
(1)、
(2)两点的分析可见:
黄桷湾、丁家院、茶亭及一天门大桥现浇40mT梁的承重架基底承载力不于0.2Mpa,并在其上根据承重架搭设要求铺垫条石即可满足搭架现浇。
承重架的搭设要求根据上述分析可知:
除一天门大桥两端3m范围内立杆间距按0.6mX0.8m搭设外,其余可按0.8mX0.8m间距进行搭设,横杆步距按1.2m布置,并在纵横向设置剪刀撑以增强承重架的稳定性。
(4)提升架采用48的钢管搭设4mx2m的矩形提升架一座,提升高度考虑20m,同承重架连成整体,吊盘尺寸按3.6X1.3m,提升限载1T。
(5)承重架搭设方案示意图见后附图一。
4.模板工程:
(1)40mT梁模板,采用吴老总设计,我公司机修厂制作的定型钢模板作为预制T梁模板;由于前段时间受雨季影响,路基土石方严重受阻,预制场不能马上形成,制约T梁制作,为保证工期,部分墩垮T梁采用3cm厚木模板钉铁皮隔跨就位现浇。
(2)现浇T梁木模板考虑三套,其中边梁1套,内梁2套。
(3)模板设计:
结合40mT梁结构尺寸,考虑以横隔板(间距5.0m左右)为划分单元,每单元按2—3块模板制作拼装。
侧模考虑3.0-3.5cm的木模板,为保证脱模及周转次数,加钉0.5-0.75mm铁皮,以保证整洁度。
底模采用定型钢模板拼装或5cm厚木模板钉铁皮。
(详细模板设计见后附图二)
(4)模板安装:
在承重架上纵横搁置0.1mx0.1mx4m的方木,横向按支架间距搁置方木。
底模铺设综合考虑T梁后张法后自身向上起拱可抵消承重架的向下挠度和基底出现沉降,以及木方受压后的压缩,故本方案在安装底模时不考虑预拱度。
待底模安装后,再拼装侧模及翼缘板的模板安装。
(5)模板拆除:
T梁梁侧模及翼缘板模的拆除时间需待砼强度达到70%时方可拆除。
梁底板的拆除,必须按下列程序进行:
A.砼强度必须达到100%。
B.钢束已张拉近设计吨位。
C.锚具已锚定,孔道内之压浆强度达75%。
D.做好T梁临时支撑,确认稳定安全后方可拆除梁底模板。
5.钢筋工程:
(1)每批钢材进场时,必须由我部试验室按钢材种类分别予以抽样试验,待抽检合格后方可用在T梁上。
(2)主筋接头优先采用闪光对焊或电碴焊。
在制作前,必须先作试件,合格后方可成批焊接。
对焊按接头应尽量错开,同一截面内焊接按头在受拉区不得超过25%。
(3)制作时先在铺好的底模上绑制T梁骨架钢筋,然后再进行其它分布钢筋和翼板钢筋的绑扎,并按设计图纸要求固定波纹管的定位钢筋。
6.砼工程:
(1)原材料的供应及要求:
40mT梁C40砼原材料按上述第四款执行。
(2)掺用外加剂:
严格按照中心试验室批复的施工配合比配料,并搅拌均匀,同时为提高砼的和易性,降低水灰比,浇注T梁时,掺用水泥用量的1%—0.8%的高效减水剂。
(3)砼浇注:
1砼施工工艺:
由于40mT梁梁高达2.5m,为振捣密实,T梁砼浇注采用连续水平分层、一次整体浇注成型,根据实情前后层控制在20m以内,使后层砼在前一层砼初凝前完成,每层高度控制在50cm以内,以确保浇注质量。
2砼振捣:
采用附着式振器捣结合插入式振动棒。
附着式振动器采用ZFii型,功率1.1KW,间隔2m安装在波纹管较为密集的地方,以保证振捣质量;插入式振动器根据T梁断面大小分别采用30型和50型,振捣时振动棒尽管不碰撞波纹管,以免移位、变形。
3浇注砼期间,测量人员必须用水平仪设置沉降观测点,以便随时观察T梁在浇注过程中的变形及下沉量。
(4)砼的养生:
砼浇注完成并初凝后,即可进行洒水养护,夏季温度较高时,采取湿草袋覆盖养生,以避免日光曝晒。
六.预应力部分
1.预应力钢束的制作:
(1)预应力钢束在编束时,应梳理顺直,绑扎牢固,防止互相缠绕。
(2)为使预应力筋梳理顺直,应经过”梳板”逐根排列理顺,用18-22号铁丝,每隔1m左右以单层密排螺旋线绕扎牢固,绑扎长度为2cm。
曲线段需增加几道绑所。
做束时,在距离两端锚垫板2-3m范围内可用长50-70mm的弹簧或钢管作衬体,并将预应力筋排列成空心束(见下图)以对准锚具或千斤顶槽口,中间段可用一种数层排列实心钢束的绑扎方法(见下图所示),即用直径为6mm的钢筋或相同直径钢丝,长2-3cm的短头作衬芯。
(3)绑扎铁丝和应弯向钢丝束内侧,以免影响穿束。
(4)制束时应保证预应钢丝一端齐平;另一端中应有一根应力筋较其它的长出约20cm,并弯成钩形,以便穿束时与牵引钢索连接。
(5)预应钢材验收及加工后,应妥善保留,防止在堆放、运输和安装过程中损伤、变形或发生有害的锈蚀。
2.预应力钢束的张拉:
(1)张拉控制力及张拉顺序:
后张法张拉前,必须检查砼构件外形尺寸、外观质量是否符合质量标准要求;张拉时砼强度必须达到100%设计强度时方准施加预应力。
其中:
黄桷湾、茶亭及丁家院大桥的预应力钢束的张拉控制吨位:
1-5号束为54.16吨,6-13号束为55.58吨,其张拉顺序按”主梁预应力钢束布置图”中的钢束编号顺序进行。
一天门大桥的预应力钢绞线束的张拉控制力:
6①ji5钢束为115吨,7①ji5钢束为134吨,9①ji5钢束为173吨。
(2)张拉方式采用两端同步张拉,并以伸长值作为检核。
其张拉程序为:
张拉程序为:
0—初应力一(Tk105%持续5min。
k(锚固)。
(3)张拉机具:
预应力钢丝束采用型号为YZ85型锥锚式千斤顶及配套油泵进行张拉;预应力钢绞线采用YCL式穿心式千斤顶。
(4)预应力钢束理论伸长值的计算:
根据规范要求预应力钢材控制方法张拉时,应以伸长值进行校核,实际伸长值与理论伸长值差应控制在6%以内。
否则应暂停张拉,待查明原因并采取措施加以调整后方可继续张拉。
为此,必须先确定其张拉理论伸长值。
1理论伸长值的计算公式
△匸PL/AyEg[1-e-(Kl+“e)/(KI+卩0)]
式中:
P—预应力钢筋张拉端的张拉力,N;
L—从张拉端至计算截面的孔道长度,m
0—从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和,rad;
k—孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数;
卩一预应力钢筋与孔道壁的摩擦系数;
Eg—预应力筋的弹性模量,Mpa;
Ay—预应力钢筋截面面积,mm。
2黄桷湾、丁家院及茶亭大桥预应力钢丝束的理论伸长值:
根据上面公式计算得到:
△11—5=2x113=226mm;△16—13=2x117=234mm
(式中取:
k=0.00075,卩=0.125,Ey=2.05x105,
A=471mm2)
3一天门大桥预应力钢绞线束的理论伸长值:
A.40mT梁的预应力钢绞线束的理论伸长值:
(6①j15.2张拉力115吨)
△11、2、3=272mm,△14、5、6=268mm,△17、8=274mm
(式中:
k=0.00075,□=0.125,Ey=1.95x105,
A=840mm2)
B.中跨50mmT梁的预应力钢绞束的理论伸长值:
△11、2、3、5、6=343mm(9①j15.24),△17=312mm(7①
j15.24)
(式中:
k=0.00075,卩=0.125,Ey=1.95x105,
A=1260mm2)
4实际伸长值的量测及计算方法:
△1=△11+△12-C
其中:
△11—从初始应力至最大张拉应力间的实测伸长值;
△12—初始应力(T0时推算伸长值:
△12=L(To/Eg
C—砼的弹性压缩值(忽略不计)
根据上面计算所得理论伸长值与实测长度相差在6%以内时,说明张拉正常,否则暂停张拉,待查明原因后采取相应有效措施后,方可继续张拉。
(5)钢丝束配钢质锥形锚具、锥锚式千斤顶的具体张
拉步骤:
a.首先检查制作好的钢丝束绑扎是否牢固,总长度是否符合张拉要求,以及钢丝束两端有无弯折现象等。
b.将钢丝束的钢丝顺序编号,在一端打齐并套上穿束器。
将穿束器的引线穿入孔道,逐渐将钢丝拉出另一端。
c.安装锚固端的锚具。
将锚环套在钢丝束外边,然后放入锚塞,并将钢丝按编号顺序均匀分布在锚塞周围,用锤打紧。
d.安装张拉端的锥锚式千斤顶。
先将锚环套在钢丝束外面,放入锚塞将钢丝分开,然后千斤顶就位,将钢丝按编号顺序放进千斤顶顶头的槽口内。
此时应注意钢丝不得交错。
随之加上马蹄形铁垫板,再将钢丝放入千斤顶外圈卡环的槽口里,用楔块卡住,初步固定,找平千斤顶,使其支承面与锚环端面贴紧,用手锤敲紧楔块。
e.预拉。
开动高压油泵,使千斤顶大缸进油,随时调整锚圈及千斤顶的位置,使其对准孔道轴线;并检查每根钢丝是否达到长度一致,如发现有不一致时,退下楔块进行调整,然后再打紧楔块。
f.初始张拉。
预拉后继续张拉,到达初应力时在钢丝束做出控制记号,一个记号做在千斤顶支承圆锥的钢丝出口处,作为钢丝束张拉时伸长量测的起点,一个记号做在千斤顶顶卡盘的楔片前钢丝上,以此观察钢丝楔形夹具中的滑动量。
g.超张拉。
钢丝束张拉采用两端轮流分级加载的方法进行,每级加载可定为5Mpa油压值,到接近钢丝束的控制应力时,两端再分别加载到钢丝束的最大临时超张拉力。
钢丝束张拉也可采用二端同时加载的方法进行,两端同时加载到钢丝束的最大临时超张拉应力。
h.控制应力。
钢丝束在达到临时超张拉应力时,泵不能关闭,应使油压保持5min,以补偿钢丝松弛产生的应力损失。
然后根据在钢丝上所做的记号,测出钢丝束的伸长量并与理论伸长量比较,如伸长量不足,然后进行顶压锚塞工作。
i.顶压顶塞。
顶压顶塞的力不应低于张拉力的60%。
(6)钢铰线束配穿心式千斤顶的张拉操作步骤及方法:
1在穿束前先将锚圆锚环用电焊固定在构件预埋铁板上。
锚具的位置应与孔道中心对正,焊接时可用与孔道中心线不垂直时,可在锚环下另加斜垫板调整准确。
2穿束时,将每一束内的各根预应力钢材顺序编号,在构件两端对号检查,防止其在孔道内交叉扭结。
3将清洗过的夹片,按原来在锚具中的片位号依次嵌入预应力钢材之间。
夹片嵌入后,随即用手锤轻轻敲击,使其夹紧预应力钢材,但夹片外露长度应整齐一致。
4安装千斤顶。
将预应力钢材束穿入千斤顶。
锚环对中,并将张拉油缸先伸出2—4cm,再在千斤顶尾部安上垫板及工具锚,将预应力钢材夹紧。
为便于松开销片,工具锚环内壁可涂少量润滑油。
5先张拉受压区,再张拉受拉区。
张拉曲线预应力钢材时,宜从两端进行;也可从一端张拉,但须另一端张拉补足应力。
6使顶压油缸处于回油状态,向张拉缸供油,开始张拉。
同时注意工具锚和固定端的工作锚,使夹片保持整齐(一般差3mm时不会明显影响夹持力);张拉至初应力时,做好标记,作为测量伸长的起点。
7按规定程序张拉至规定吨位或换算的油压值,并测量预应力钢材的伸长值以校核应力。
8在保持张拉油缸调压阀阀口开度不变的情况下向顶压缸供油,直至需要的顶压力。
在顶压过程中,如张拉油缸什压超过最大张拉力规定时,应使张拉油缸适当降压。
9在保持继续向顶压油缸供油的情况下,使张拉油缸缓慢回油,完成油缸回油动作。
10打开顶压阀的回油缸,油泵停车,千斤顶借助其内部回程弹簧作用,顶压活塞自动回程,张拉锚固结束。
当预应力钢材较长、千斤顶一次张拉行程不能满足预应力要求时,能够两端张拉或多次重复张拉。
顶压过程中应注意工作锚夹片移致动情况,发现不正常时,可将顶压油缸回油,
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