森坑大桥556m简支箱梁施工.docx
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森坑大桥556m简支箱梁施工
森坑大桥5×56mPC简支箱梁施工
一、设计概况
森坑大桥设计桥式为3-32m(后张砼T梁)+5-56m(PC砼简支箱梁)+1-32m(后张砼T梁),其主跨为5×56m简支箱梁,主墩最大高度为99m。
赣州端桥台与隧道洞口紧邻,龙岩端桥台后约有40m路基。
二、制梁方案
结合本桥梁部设计型式和桥位处地形条件,5-56mPC简支箱梁拟采用移动式支架造桥机原位整体浇筑施工,利用砼输送泵输送砼,其余材料和小型机具利用缆索吊机运输。
一)造桥机拼装
造桥机利用八七式军用梁和自行加工部分特制杆件,走行、提升及控制系统组成,其长度为111.20m,重量为450t。
本桥墩身高,桥下场地狭窄,施工器材倒运困难,造桥机拼装难度较大,如采用悬臂法拼装,则需增加许多附属工程,同时支架上还需要设置拼装吊机,加大了临时工程量和机具设备的投入。
经比选分析后拟采取在边孔和台后路基上拼装造桥机支架,拖拉法就位。
造桥机的拼装方法如下:
1、拼装前的准备工作
1).架设边孔便梁及台后栈桥
因台后路基长度仅40余米,且需布设缆索塔架及埋设地垄等设施,场地长度紧张,为此于边孔位置处用六四式军用梁搭设便梁作为拼装平台,在其上拼装造桥机导梁及支架,便梁拼装利用万能杆件在桥下搭设临时支墩,用缆索吊机提升杆件就地拼装。
龙岩台后缺口部位尚未填土,利用万能组拼成栈桥与路基连通。
2).滚轮箱的布置
在9#墩及桥台位置安装滚轮箱(计4个),滚轮箱中心距与移动支架主桁中心距情况一致,滚轮箱与便梁用扣板相联,另外在台后24m处再设置两个滚轮箱,要求各组滚轮箱标高一致,方向与线路方向相同。
2、移动支架拼装
1).导梁拼装施工
导梁拼装同常规钢桁梁拼装,其组拼流程为:
下弦杆→下平联→腹杆
→上弦杆→上平联
导梁拼装可视缆索吊起吊能力,将部分杆件预拼成一个小节段,然后利用缆索吊整体吊装组拼,以加快导梁拼装速度。
2).主梁拼装
主梁按下弦杆→腹杆→上弦杆→上平联→下弦大节点外侧“牛腿”的顺序拼装,主梁腹杆可先在地上预拼成三角形,然后整体进行吊装的方法施工,以节省拼装时间,提高拼装速度。
3).尾梁及桁吊的拼装
为了使各部分在拼装时互不干扰,其拼装按以下顺序进行:
下弦杆→下层腹杆→中弦杆→上层腹杆→上弦杆→上平联。
4)下托梁及桥面系的安装
造桥机每拼装一节段,随即向前拖拉一节段,当造桥机主跨伸出至桥台后,及时挂下托梁,下托梁两端分别与支架下弦节点外侧的“牛腿”用钢销相连,铺设纵梁及连接系。
5).造桥机前移
造桥机采用拖拉法就位,根据计算结果,造桥机前移所需的引力为45T,采用走行的滑轮组牵引,卷扬机牵引能力为5T。
1造桥机从台后路基向前拖拉,在路基两侧各设一台5T的卷扬机牵引,卷扬机锚固在5T的地锚上,定滑轮固定在桥台上,跨过桥台后固定在前方桥墩上,动滑轮锚固于支架尾部大节点。
2建造完第一孔梁后,造桥机滑移过墩时,利用造桥机本身的两台5T卷扬机牵引,定滑轮锚固在已建好的PC梁支承垫石处,动滑轮锚固在造桥机尾梁上。
滑移时,在已建好的PC梁上铺设钢轨作为上滑道,支架尾部安装4台后支点小车,以滚轮箱为下滑道。
过墩时下托梁及纵梁组成的桥面系分成四扇向两边交错打开,过墩后立即用卷扬机将其合上。
拖拉时须注意统一号令、统一指挥,保持两台卷扬机同步,并随时进行纠偏。
6)移动支架式造桥机在墩顶下落就位
造桥机分段拼装完成后,拖拉至预定孔位,采用多支点下落法就位。
造桥机下落时应根据其结构特点确定合理的下落顺序和单点下落量,本支架下落时先从前后两个支点开始,用千斤顶顶起支架,抽调一层八三式轻墩杆件(高262mm),每侧换上4根短钢轨(长1m,高140mm),千斤顶回油,造桥机下落120mm左右支承在钢轨上。
其后以同法下落中间支点(中间支点可连续下落两个落程),并如此循环,将造桥机落于设计高程位置。
造桥机多点下落时,为保证安全,于下落两侧用短枕木柱搭设保险支垛,垛顶放数片钢板插片随支架起落而同步升降,并与下弦底口间隙始终保持小于20mm。
7)造桥机在桥孔就位后,设置好其前后支承,将下托梁调整到墩顶标高。
墩顶部位无下托梁横梁,此处将短纵梁的一端直接搭在墩帽上。
二).梁体浇筑施工方法及工艺
1、模板体系
箱梁模板主要由底模、外侧模、内模和端模组成。
主要模板均采用钢制模板。
底模采用平面大块钢模板,直接固定在下托梁上。
外侧模采用整体式大块钢模板,顶部底部用对拉螺栓将两扇外侧模定位,每侧腹板处每间隔1~2m设一根对拉螺栓与内横架相联。
梁端底模设计为活动式,以利支座安装时拆除。
内模采用拼拆式大块钢模板,模板背楞采用“铰式”连接,配合丝杆调节模板位置及脱开内模,内模架支承于下部纵梁滑道上,其下用预埋于底模中的钢凳支撑。
端模用大块木模板内钉铁皮制作,锚固板部位用楔形木块预留,采用内外模夹持式固定。
2、钢筋绑扎
在造桥机腹内绑扎钢筋空间狭小,作业不便,对底模、腹板部位的普通钢筋在桥下事先绑扎成钢筋网片,利用缆索吊提升放入模板内,按规定要求作好接头连接。
顶板钢筋在侧模安装后现场绑扎。
竖向力筋为穿束方便,可事先穿于波纹管中埋入梁体内。
纵向力筋采用波纹管预留孔道,波纹管用每隔1m左右用钢筋支架按设计坐标定位,其接头用波纹套管连接并用胶带纸封严接口。
3、砼浇筑施工
1配比及坍落度的选择
预应力砼梁对强度及弹性模量指标要求较高,结合以往工程的施工经验,通过理论设计、试验室试配对比等进行配合比的选择。
坍落度选择应适应箱梁截面和配筋疏密的要求,结合以往工程施工情况选择为13~15cm,并以工地试配对比的结果为准。
a.设计参数的选定
试配强度R配=R0+1.645б
弹性模量E配=1.15EK
b.原材料的选择
配制高强度砼用的砂、石子等骨料其母岩岩性、强度必须满足《规范》要求,水泥选用质量稳定、可靠的大厂水泥,其标号为525#,拌合用水应为洁净的饮用水,为改善砼的和易性,砼中可掺入高效性减水剂。
②.砼的拌制及运输
砼在桥下拌合场拌制,用砼输送车运至桥下,利用砼输送泵进行灌注。
③.砼浇筑
砼的浇筑质量主要从两方面控制:
一是浇筑方法,二是良好的振捣,两者之间互为影响。
本箱梁砼分三次浇筑,其浇筑次序为先底板再腹板后顶板。
底板采用开口浇注,砼投料方法为:
浇筑时从梁体一端开始,临近另一端时为防止梁端砼出现蜂窝等不密实现象,改为从另一端向相反的方向投料,利用砼输送泵管从内模中穿入,至浇筑窗口处用胶管导入,两侧隅角部位从腹板处进料,采用插入式捣固器振捣,局部附着式捣固器辅助。
底板浇筑应一次浇筑至梗肋以上30~50cm处。
腹板浇筑因箱梁截面较高,截面内钢筋密集,于梁体顶部搭设简易工作平台,砼自输送泵输出后存放于梁顶灰盘中,人工铲装入模,用φ30cm插入式捣固器振捣,附着式捣固器辅助。
顶板砼用砼输送泵直接入模,人工配合平整,插入式捣固器配合平板式捣固器振捣。
砼初凝后利用草袋覆盖洒水养护。
4、模板拆除
模板拆除时机视砼龄期及所处部位而定。
非承重外侧模板在砼抗压强度达到2.5Mpa时方可拆除,承重内模应在砼强度达到设计强度的%后方能拆除。
拆模操作程序为:
1.拆除拉杆,包括待拆模扇的拉杆和紧固侧板、底板的腹板拉杆和底板下拉杆等。
2.拆除与待拆模扇相邻的接缝,清除渗进缝内的小砂浆,以消除或减少模扇间的粘结力;
3.安装施力装置并施力脱模;
4.吊移存放。
模扇离开梁体后,运送至存放处清洁、维修、除油、保养供下次使用。
5、预应力张拉
1).下料
预应力筋按计算长度下料,计算时应考虑锚具特点,冷拉率大小,弹性回缩率、张拉伸长值和构件长度等影响,对粗钢筋在使用前应进行冷拉时效处理。
2).编束与穿束
竖向预应力筋长度较短,为减小穿束工作量,钢筋束预先穿于波纹管内,浇筑砼达规定强度后可直接张拉。
纵向预应力筋长度较大,浇筑中使用波纹管预留孔道。
编束时在台后路基上,将钢绞线摆放平直,每束内各根钢绞线编号并顺序摆放,每隔1m用18~22号钢丝编织,合拢捆扎。
穿束利用一根φ5的长钢丝作为引线,用卷扬机进行穿束。
穿束前应全面检查锚垫板和孔道,锚垫板底应位置正确,若锚垫板移位,造成垫板平面和孔道中轴线不垂直时,应用楔形垫板加以纠正;孔道内应畅通,无水份和杂物,孔道应完整无缺。
制好的钢丝束应检查其绑扎是否牢固,端头有无弯折现象,钢丝束按长度和孔道编号,穿束时核对长度后对号穿入孔道。
3)张拉设备、锚具、预应力筋的检查
1.千斤顶和油表按时进行校正,保持良好的工作状态,保证误差不超过规定,千斤顶的卡盘、楔块尺寸应正确,没有磨损勾槽和污物以免影响楔紧和退楔。
2.锚具尺寸应正确,保证加工精度。
锚环、锚塞应逐个的进行尺寸检查,有同符号误差的应配套使用。
3.锚环不得有内部缺陷,应逐个进行电磁探伤。
4.检查预应力束的截面,编束是否正确,钢丝表面的油物锈蚀应清除,保证钢丝正常楔紧和正常张拉。
5.锚具安装位置要正确,锚垫板承压面、锚环、对中套等的安装面必须与孔道中心线垂直,锚具中心线必须与孔道中心线重合。
4)张拉程序
1.竖向预应力筋
竖向预应力筋采用YG-70型穿心式单作用千斤顶一端张拉,张拉时同一截面的单箱左、右腹板钢筋必须同时对称张拉。
张拉按双条件控制,以控制张力为主,以引伸量为辅。
2.纵向预应力束
纵向预应力束的张拉常采用与设计的锚具相配套的YCW-400型千斤顶和YCW-250型千斤顶。
张拉操作:
清理垫板及预应力表面的灰浆,安装锚具,千斤顶就位,工具锚夹片和“挡板”框紧,顶拉时先由零张拉到初始应力,再张拉到103%控制应力,确认张拉力与伸长量符合要求后进行锚固,然后千斤顶活塞回程,拆除千斤顶,割除多余预应力束,及时进行预应力束孔道压浆。
3.纵向预应力束张拉、支架脱离梁体与丝杆回落
纵向预应力束张拉时,随着梁的拱度增加,梁体重量逐步向两端传递,两支架因预设拱度弹性回复而继续上挠,容易造成箱梁上缘受拉过大而开裂,因此应随着梁体力筋的张拉分次逐步将丝杆回落,其回落与张拉次序的关系通过计算确定。
6.孔道压浆
孔道压浆在张拉完毕后尽早进行,压浆用的水泥浆技术条件应符合设计及规范要求。
孔道压浆的方法如下:
①压浆选用活塞式压浆泵。
压浆前应先将压浆泵试开一次,运转正常并能达到正常运转所需压力时,才能正式开始压浆。
压浆时灰浆的压力一般应取0.5~0.7MPa。
孔道或输浆管较长时,压力应稍加大,反之可小些。
②压浆前用压力水冲洗孔道,压力水从一端压入,另一端排出。
③一般每一孔道于两端先后各压浆一次。
两次的间隙时间应达到先压注的水泥浆既充分泌水又初凝为度,一般在30~45min。
对泌水率较小的水泥浆,可采取一次压浆的办法。
对于曲线孔道应由最低点的压浆孔压浆,由最高点的排气孔排气和泌水。
④,压浆应缓慢均匀的进行。
比较集中的邻近孔道,宜先连续压浆完成,不能连续压浆时,后压浆的孔道应在压浆前用压力水冲洗通畅。
⑤当构件两端的排气孔排出空气—水—稀浆及浓浆时,用木塞塞住,并稍加大压力,稍停一些时间,再从压浆孔拔出喷嘴,立即用木塞塞住。
⑥压浆后应及时检查压浆的密实情况,如有不实,应及时处理。
⑦压浆过程中及压浆后48小时内,结构砼温度不得低于5℃,否则应采取保温措施。
当气温高于35℃时,压浆应安排在夜间进行。
⑧水泥浆应按规定制作试块,以便检查强度。
⑨压浆中途发生故障不能连续一次压满时,应立即用压力水冲洗干净,故障处理后再压浆。
7.封端
注浆完成后,及时进行封端施工。
为加强封锚砼和梁端砼的粘接,梁端截面应在压浆结束后将其周围冲洗干净,凿毛。
然后设置钢筋网和浇注封端砼。
封锚采用木制模具,内钉白铁皮或PVE板,用插入式捣固器配合插钎捣固。
三)线形控制
箱梁利用造桥机原位浇注施工中,随着梁体重量的变化,移动式支架各节点的下垂挠度亦相应随之改变。
根据箱梁分段浇注的施工特点,在安装模板时根据浇注过程中施工荷载情况计算出支架跨中节点挠度,并结合力筋张拉拱度的影响值预留拱度,自跨中向两端按二次抛物线形分配,梁体每浇注一层后检查一次纵向线形情况,若实测值与计算值相差较大时应利用下托梁丝杆调整拱度,并在模板下设好支垫。
三、劳动力组织
梁部施工共需安排劳动力127人,其人员组织如下:
劳动力组织表
序号
工种
人数
支架拼组安装
模板
钢筋
砼浇注
箱梁张拉、丝杆回落
支架拖拉
1
指挥
1
1
1
1
1
1
2
技术值班
2
2
1
1
2
2
3
安全员
1
1
1
1
1
4
4
电工
1
1
1
1
1
5
测量工
3
2
2
3
2
6
运输、起重工
10
4
7
模板工
10
4
8
电焊工
2
1
4
2
2
9
钢筋
10
10
张拉人员
6
11
砼工
14
4
12
其他
2
2
2
2
2
2
共计
22
23
20
26
22
14
总计
127
四、机械设备配备表
工序
设备名称
规格型号或性能
单位
数量
备注
梁体预制
缆索吊机
2*5t
台
1
材料运输
造桥机
56m
台
1
砼配料机
HP-800
台
2
砼拌合楼
90m3/h
台
1
振动器
平板式1.5kw
台
10
振动器
插入式φ30/φ50mm
台
20/16
振动器
附着式2w10A
台
85
螺旋千斤顶
LQ-30
台
8
立拆模板
预施应力及调落支撑
千斤顶
YG-70
台
2
张拉竖向力筋
千斤顶
YCW-250
台
4
张拉钢绞线
千斤顶
YCW-400
台
4
张拉钢绞线
千斤顶
QC23
台
1
处理施工事故
顶压器
套
4
与YCW-250顶配用
顶压器
套
4
与YCW-400顶配用
顶压阀
套
4
油泵
台
8
传感器
台
1
用于标定千斤顶
活塞压力计
台
1
用于检校油表
大扳手
把
4
调落支撑丝杆
板尺
把
4
压浆机
UB-3
组
2
拌浆机
拌双浆
组
2
移动支架滑移过墩
定滑轮
组
2
动滑轮
台
2
拖梁扁担
台
1
卷扬机
80kw慢速
台
2
续上表
工序
设备名称
规格型号或性能
单位
数量
备注
移动支架滑移过墩
倒链滑车
100kN
台
6
其他
汽车吊
20t
台
1
翻斗车
1t
台
3
发电机
台
2
变压器
台
2
空压机
9m3/min,内燃
台
1
清理钢束孔道
2.工期安排
根据以往工程的经验,利用造桥机墩顶原位制梁,56mPC箱梁的制梁速度为12~15天/孔,造桥机拼装就位20天,拆卸10天,边跨便梁搭设20天,本桥主跨梁部施工总工期为180天。
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