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先张法空心板梁施工方案
昆明市昆洛路入城段改扩建工程第五合同段
先张空心板梁预制施工方案
编制人:
江世明
中铁十六局四公司昆明昆洛路项目部
二00七年四月二十五日
先张空心板梁预制施工方案
一、工程简介
1.简介
昆洛路入城段改扩建工程第五合同段贵昆铁路跨线桥共有9跨上部结构为空心板梁,每跨24片(局部23片),采用先张法在预制场集中预制。
板梁高均为90cm,其中Z1和Z1a、Z1b型中板宽为99cm,B型边板宽为1095cm,砼强度等级为C50和C40,砼方量为5.9~13.5m3,每片梁张拉14~23根钢绞线。
2.主要工程量
共有板梁215片,其中B1b型有3片,Z1b型有12片,Z1a型有19片,B1C型有2片,Z1型有79片,B1a型有1片,B1型有4片,型YZ9型5片,YZ8型9片,YZ7型9片,YZ6型9片,YZ5型8片,YZ4型7片,YZ3型6片,YZ2型6片,YZ1型3片,YB1型1片,YB2型3片,YB3型2片,YZ1a型3片。
二、施工准备
1.施工场地布置及三通一平
由于施工现场红线宽度仅25m,无预制场建设条件,故预制场设在朱家村立交桥天云五金机电城对面,占地面积为3000m2,施工前对场地进行围挡、平整,压实,预制梁场地由C30砼整体硬化。
场地布置图为:
施工前首先保证通水通电通路。
本处位于昌宏路口附近,交通方便,便于施工机械进出场。
对已拆迁房屋渣土外运进行场地平整,施工用水采用自来水,用电从附近变压器接电缆。
2.材料准备和试验检验
采用Φj15.20高强度低松弛钢绞线,标准强度Rby=1860Mpa,Ey=1.95*105Mpa,所有进场材料如钢绞线、钢筋、锚具等都按规定取样送检,气囊、钢模板要进行进场验收,所有材料必须进行防风防雨措施。
3.主要设备
张拉设备(YCW250千斤顶)和锚具等所需设备施工前送有关单位进行检验标定和调试。
主要的机具设备见下表:
机具设备表
序号
名称
规格
单位
数量
1
千斤顶
YCW250B
个
2
2
千斤顶
250KN
个
1
3
龙门吊
50T
套
1
4
发电机
50KW
台
1
5
弯筋机
台
1
6
切断机
台
1
7
砂轮切割机
台
1
8
张拉油泵
ZB4-500
台
2
9
电焊机
台
6
三、组织管理机构和劳力安排
项目部设有项目经理、副经理、总工及四部一室,共有管理人员25人。
下设预制场,专门负责板梁施工,施工人员为40人。
现场负责人:
王振银质检:
阮世芬施工队长:
肖志江
技术负责人:
江世明试验:
卢彬安全员:
王建华
四、施工进度计划
4月25日为施工准备阶段,完成施工场地布置、门吊安装、张拉台座布置。
计划在10月30日前完成本桥全部板梁预制。
五、主要施工方案
1.施工工艺流程
承力横梁及定位板制作
建造张拉台
锚夹具制作
钢筋骨架制作
钢绞线下料
安装钢筋骨架、穿钢绞线
张拉机具检查
调整初应力
张拉钢绞线
制作或整修模板
安装模板
制作试块
浇筑混凝土
拆除内模
拆除侧、内模
压试块100%shejiqi
放松钢绞线
整修锚夹具
切断钢绞线
梁体出槽和堆放
封端
80%设计强度100%shejiqi
养护混凝土
2.台座施工
采用槽式台座,按6~7天出一槽梁计算,每槽产3片梁,共设置4条作业线。
台座由两端张拉台座、底板和传力柱、横系梁四部分组成,均采用C40混凝土浇筑。
(1)浇筑预制槽基础混凝土和张拉端台座基础混凝土
场地平整后用压路机进行碾压,碾压完成后进行硬化处理,预制槽台座处浇筑20cm厚C40混凝土作为基础。
基础设置必要的纵、横坡度,以保证施工期间养护废水、雨水等及时排出,混凝土表面大致抹平。
为保证槽的两端在张拉时不断裂,在5m范围内预制槽基础采用浇注3m厚钢筋砼并与传立柱连接。
(2)横系梁施工
为保证传力柱的刚性,必须设置横系梁。
横系梁尺寸为0.3m高×0.4m宽,长度同槽宽度,布置间距为5m。
浇注时与预制槽基础一同浇注。
(3)浇筑预制槽底板混凝土
当基础混凝土强度达到80%时,浇筑底座C40小石子混凝土,平均厚度5cm,施工时严格控制顶面的平整度及拱度。
为保证空心板梁底平整光滑,底板两侧预埋角钢,抄平后与底板砼一起浇筑。
(4)传力柱浇筑
传力柱共设五道,为C40钢筋混凝土结构。
预制槽长约67m,槽宽1.4m,传力柱的断面为40cm*50cm,槽的一端为固定端,另一端为张拉端。
传立柱两端与张拉台座基础连接,并在端头预埋钢板,便于传力梁放置。
(5)面层处理
当底板混凝土强度达到80%时,进行面层处理,将底板砼表面不平整处进行打磨。
利用水准仪和水平尺严格控制,确保梁底板的平整光滑。
(6)钢横梁(传力梁)
横梁是将预应力筋的张拉力传给砼传立柱的横向构件。
本张拉台座横梁采用2根56b工字钢,上用16mm,下用30mm钢板将两根工字钢板增强刚度(在张拉过程的挠度变形要求在20mm内)。
此组合截面已考虑了空心板预制数量增加,标准跨径20m,整张整放的要求。
(7)定位板:
定位板用来固定预应力筋位置,用30mm厚的钢板制成,此厚度能保证承受张拉力后不变形,保证足够的刚度,板上孔眼位置根据设计图纸预应力筋的位置设置,孔径比拉杆直径稍大2~5mm。
定位板旋制四个孔眼栓接于横肉梁上。
3、板梁模板制备
侧模板、端模板均采用大块定型钢模板,面板为6mm厚的钢板,每节的侧模长度为4m。
水平肋及竖肋为75mm的角钢,模板的拉杆设在梁的顶部,为φ20mm的圆钢。
模板加固方法见下图所示。
4、芯模(橡胶充气内囊)
采用充气橡胶囊制作的芯模施工方便,容量拆除。
此充气压的大小与内囊的直径、新浇筑砼的压力、气温等因素有关,本桥空心板内囊直径0.27m,宜以40~50kn/m2或,0.4~0.5Kg/cm2气压。
在浇筑砼时必须保证此气压,同时每槽备用2根气囊和1个打气泵。
拔襄的时间,原则上应通过试验确定,无条件试验时可按照下表进行:
气温C
20
9-12
抽拔时间h
6
8-10
5、钢绞线下料
采用砂轮切割机,钢绞线下料计算公式为:
L=l+2(l1+100)+l2+l3
L—下料长度,l—构件的孔道长度,l1—夹片式工作锚厚度,l2—穿心式千斤顶长度,l3—夹片式工具锚厚度。
经计算,钢绞线下料长度为67.1m。
6、钢筋绑扎及预应力筋安装
人工在制梁台座上分节绑扎钢筋骨架,为配合梁体的吊装在梁端设计位置设置吊环。
梁体有效范围以外的部分利用硬塑料管进行局部失效处理。
7、模板安装
模板的安装应与钢筋绑扎相配合,底板和腹板钢筋绑扎完毕后可进行模板的安装。
安装过程中按设计对保护层的要求,在底层钢筋和腹板外侧钢筋上绑扎混凝土垫块。
模板安装由人工配合龙门吊进行。
安装前,先清除模板上的杂物,模板内面应涂刷脱模剂。
浇筑混凝土前,应对模板、钢筋、预埋件或钢铰线进行检查,模板内的积水和钢筋上的污垢应清理干净。
人工配合龙门吊安装模板,通过两侧支撑和设在模板顶端的拉筋来加固。
浇完砼后要及时拆除模板。
拆模好坏涉及预制板的质量和模板的周转使用,模权拆除可在砼强度保证其表面与棱角不致损坏或砼强度达到2.45n/mm2进行。
模板的安装、拆除及钢筋骨架的安装、移梁等用龙门吊配合。
8、张拉施工
(1)调整初应力
采用小型千斤顶在固定端单根施加部分拉力,使每根钢绞线均匀受力,初应力均匀一致,张拉对称进行,不测伸长量。
(2)初始张拉
施加10%的张拉力,将钢绞线拉直。
(3)正式张拉
张拉采用两台YCW250A千斤顶进行,多根钢绞线同时张拉,在张拉过程中,活动横梁应与固定横梁始终保持平行。
张拉采用“应力为主,伸长量为辅”控制,如实际伸长量比计算伸长量大10%或小5%,应暂停张拉并分析原因,调整后方可继续张拉。
钢绞线的实际伸长量在初应力约为10%时开始量测,但必须加上初应力以下的推算伸长值。
张拉完毕后用钢垫块在反力架与横梁之间锁紧,然后回油锚固。
(为保证安全,也可在张拉到10%σk时安装模板、钢筋、预埋件等)。
4)张拉力和伸长值计算
按TJ锚性能的锚具、低松弛钢绞线采用先张张拉程序为:
0初应力σcon(持荷5min锚固)
钢绞线张拉控制应力为:
σcon=1860×0.75=1395Mpa
每根钢绞线控制张拉力为194KN,以主线20m预应力Z1型中板为例,总张拉力P=194*15=2910KN
采用两台YCW250B-11千斤顶,在一端同时张拉,每台千斤顶张拉力为:
P1=P2=2910*0.5=1455KN则
0.1P1=145.5KN
0.2P1=291KN
0.3P1=436.5KN
0.4P1=582KN
0.9P1=1309.5KN
根据千斤顶标定报告,各千斤顶回归方程如下:
对YCW250B-11千斤顶(编号2090)配F070595压力表,回归方程为
Y=0.0216X-0.11
对YCW250B-11千斤顶(编号2074)配F070571压力表,回归方程为
Y=0.0216X+0.39
对250KN顶(编号070461)配F070568压力表,回归方程为
Y=0.2122X-0.47
X表示张拉力(KN),y表示压力表读数(MPa)
以上压力表读数列表如下:
张拉力
(KN)
YCW250B-11千斤顶(编号2090)配F070595压力表(Mpa)
YCW250B-11千斤顶(编号2074)配F070571压力表(Mpa)
145.5
3.1
3.5
291
6.2
6.7
436.5
9.3
9.8
582
12.5
13.0
1309.5
28.2
28.7
1455
31.3
31.8
根据钢绞线的理论计算伸长值(计算见下式),先用250KN顶(编号070461)配F070568压力表逐根对钢绞线进行张拉10%(经计算单根钢绞线张拉到10%时该表读数为3.65MPa),之后用大顶一次张拉到位,把张拉梁锁定后进行下道工序施工。
理论伸长值为:
ΔL=Pp*L/Ap*Ep
其中P——张拉端张拉力(N)
L——预应力筋的长度(mm)
Ap——预应力筋的截面面积(mm2)
Ep——预应力筋的弹性模量(N/mm2)
ΔL=P*L/Ap*Ep=195000*67100/140*195000=479mm。
预应力筋张拉的实际伸长值为:
△L=△L1+△L2其中
△L1——初应力(0.1P)至最大张拉应力间的实测伸长值
△L2——初应力(0.1P)以下的推算伸长值,可用相邻级的身长值。
9.混凝土的浇筑
钢绞线张拉后即浇筑混凝土,用龙门吊配混凝土吊斗浇筑,用振捣棒和附着式振捣器振捣。
浇筑底板后,安装并用定位钢筋固定充气胶囊,最后浇筑腹板和顶板。
鉴于梁体截面的限制,浇筑采用先底板、腹板后顶板的浇筑顺序施工,混凝土浇筑一次完成,浇筑混凝土时应注意内模的上浮,并采取一定的措施:
如拉筋、压板等方法。
混凝土浇筑过程中应仔细振捣,尤其是底板、腹板的混凝土。
浇筑中禁止振动器接触钢铰线,以免损伤钢铰线,造成钢铰线的应力损失。
施工中按图纸的不同要求设置预留孔道及预埋件,确保下步施工顺利进行。
9.模板拆除
充气橡胶芯模的放气时间与温度有关,应通过试验确定。
当气温在5-15℃内,一般在混凝土浇筑完8小时到10小时后即可放气拆除内模;混凝土达到2.5Mpa后方可拆除外模板,拆除时注意对梁
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