中铁十八局-李子沟特大桥技术方案.pptx
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1、李子沟特大桥专题技术方案中铁十八局目 录第一节 基础施工技术.1一、超深挖孔施工技术.1二、承台大体积混凝土施工技术.2第二节百米高墩施工技术.5一、工程简介.5二、抗风液压自升式平台翻模的构造组成、特点及工作原理.5三、工艺流程及施工方法.6四、墩身冬期施工措施.10五、取得的效果.10第三节主桥梁部施工技术.11一、梁部结构简介.11二、梁部施工技术.11第四节测量技术.27一、控制测量施工技术.27二、高墩变形、日照变形及合龙段施工变形观测.33第五节11 号墩边坡防护预应力锚索施工技术.35一、边坡加固方案概述.35二、锚索作用原理及结构形式.35三、锚索施工工艺.36四、施工效果.3
2、9第六节混凝土施工技术研究.40一、李子沟特大桥混凝土情况.40二、大体积流态混凝土施工技术.40三、高强度等级混凝土施工技术.47四、混凝土冬季施工技术.49第七节施工机械配备.53一、快速施工机械设备配套技术.53二、TC5023 塔机安装、使用与维护技术.58第一节 基础施工技术一、超深挖孔施工技术(一)工程概况李子沟特大桥主跨设计为钻孔灌注桩基础,桩径为 150cm,桩长为 2840m,其中7 号和 8 号分别布置 16 根桩,8 号和 9 号墩布置 45 根桩,10 号和 11 号墩布置 50 根桩,根据地质、地形、水文、尤其是工期的要求,除在 10 号墩采用钻孔桩施工,其余均采用挖
3、孔灌注桩施工。(二)施工方法1严格按测放的桩位和挖孔孔径进行开挖,挖深 90cm 起进行井口护壁,井口混凝土比地面高出 2030cm,以防止地表水流入孔内。2撤模后在混凝土面上设定桩纵横轴十字线点,测定高程。3.4 人力绞车出渣,弃渣要随时运至坑外临时弃土场,不得堆在孔口附近。临时弃土场堆不下,及时用汽车运至永久弃土场。4每次挖深比护壁高度大 2030cm,便于灌注护壁混凝土。孔径控制:孔深在 15m以内采用 185cm;在 1530m 以内采用 195cm;在 3140m 以内采用 205cm。5挖孔质量控制:严格控制孔径,保证护壁混凝土厚度。误差要求:土层孔径误差不得大于 4cm,弱风化岩
4、层孔径误差不得大于 8cm。检测方法:采用十字线交心悬挂线坠,钢卷尺丈量。检测频率:在每一节开挖过程中进行 23 次校核,防止超挖、欠挖和倾斜。6人员上下利用在孔壁悬挂的钢筋软梯,在孔口要预留两根钢管作为软梯的固定接点。7排水:桩孔内渗水量不大时,进行人工排水。渗水量较大时,用潜水泵排水。8护壁支撑:本桥挖孔全采用混凝土护壁支撑。护壁厚度,从上往下计,孔深 15m以内采用 15cm;1530m 采用 20cm;3140m 采用 25cm。混凝土强度等级采用 C20。在支立护壁混凝土模板前,必须由值班技术人员检查验孔,达到质量要求后才能立模。设计净孔尺寸为 155cm。模板组装后要严格校核其几何
5、尺寸,保证护壁内孔径不小于152cm。护壁模板落在孔底开挖面上,模板顶边距上节护壁混凝土底端 2030cm。混凝土入孔采用串筒,孔底铺铁皮存放混凝土,人工铲运入模。采用 30mm 的捣固棒进行震捣,保证混凝土密实。各节护壁间间隙在拆模后用干硬性的混凝土塞严、抹顺。每隔 45节在混凝土间隙打入两根22mm 的钢筋,以固定人员上下用的钢筋软梯,预留的钢筋要在同一垂线上。混凝土的拆模时间根据气温决定,一般在 10h 可以拆出,为了赶工期可以适量掺加速凝剂或早强剂,拆出时间由试验确定。为节约时间,可以在灌筑完上一节后继续开挖下节的中间部分,但开挖时不得扰动护壁混凝土。混凝土拆模以后,要及时检查护壁的内
6、孔径是否满足上述 3-5 标准,否则及时修正至符合要求。9孔底挖至设计标高后,凿平孔底,将碎碴及泥土全部清理干净。-1-2-10终孔验收验收程序:由施工小组先行自检,后报队专业工程师检查和主管工程师复检,填写呈检单报指挥部质检工程师检查,最后报请监理工程师终检签证。质量标准:孔的中轴线偏斜不得大于孔深的千分之五,截面尺寸必须满足设计要求,孔口平面位置与设计桩位偏差不得大于 5cm。11钢筋笼加工和安装按桩长分 23 节加工,用缆索吊机吊至各墩旁,再用缆索或汽车吊配合在各孔口施以焊接接长入孔,质量满足规范要求。12灌注桩基混凝土成孔后,视孔内涌水大小确定灌注方法。实测孔内涌水高度每分钟小于 6m
7、m 者采用空气中灌注混凝土,每分钟大于 6mm 者则采用导管法灌注水中混凝土。空气中混凝土采用挂串筒,机械振捣方法施工。串筒下口离混凝土面高差不得大于 2m,一根桩要连续灌筑。(二)安全防护措施、1在基坑上口四周设置排水沟并将地面整平压实。基坑内四周进行浆砌片石防护,防止边坡坍塌。2在基坑内四周设排水沟,直接将水排出坑外;或者在坑角设及积水坑,用抽水机将水排出。3设立安全警示标示牌。4及时护壁,挖深控制在 60cm。5开挖不宜放炮,遇到较大的块石宜采用打楔眼破碎;遇到质硬而破碎的岩层宜采用风镐开挖;遇到大的孤石和完整性较好的岩层可以采用爆破,但在爆破时应严格控制药量。6通风和防毒,本桥桩基岩层
8、主要为碳质页岩,孔内产生二氧化碳气体相对较多,孔到一定深度后,单靠自然通风排出非常缓慢,影响施工,必须采用压风机向孔底压风。孔深到达 15m 以后,正常情况每 2h 利用 25m3/min 的风机向孔底压风一次,每次 46分钟;孔深到达 30m 以后,每次通风时间 810 分钟。配备检测二氧化碳的仪器,经常检查孔内混和气体中二氧化碳的浓度,如超过 3,必须加强通风;如超过 5,禁止人员下孔,并进行通风,直至符合要求。7每墩都要设专职安全员一人,负责安全警戒和安全检查。作业人员必须戴好安全帽。经常检查绞绳、绞车、软梯等易磨耗件,及时进行处理,确保安全。经常检查二氧化碳的浓度,作好通风防中毒工作。
9、二、承台大体积混凝土施工技术(一)承台工程概况李子沟特大桥主跨承台工程量见承台混凝土数量表 2-1-1-1,承台编号结构尺寸混凝土方量施工方法7,1214.214.248073采用50m/h拌和站拌制混凝土,混凝土罐车运输,人工配合由一端往另一端顺序灌注,机械捣固。8918.133.753050101118.137.653403表 2-1-1-1承台混凝土数量表(二)大体积混凝土施工技术1大体积混凝土开裂原因分析大体积混凝土施工中,由于圬工量大,水泥的水化热热量大,混凝土内外散热不均匀,造成内外温差大,在混凝土内部产生较大的温度应力,导致混凝土发生开裂。因此大体积混凝土施工中的温度控制是防止混
10、凝土开裂的关键。2施工方法和施工控制(1)控制温度升降速度,防止出现过大的温度应力1)选用低水化热水泥,降低混凝土内部热量:选用“水钢”矿渣 32.5 号水泥,28d水化热 335KJ/kg,比普通水泥低 42KJ/kg。2)掺加缓凝剂,推迟水化热的峰值:掺加 HE-2 型缓凝剂 1%,混凝土缓凝时间可推迟 810h,从而延缓水泥的水化速度。3)掺加粉煤灰,降低水泥用量,减少水泥水化热:承台混凝土设计强度等级为 C18,通过多次试验,最后选定 1 组水泥用量最少的配合比,水泥用量为 271kg/m3,比一般配比低约 30kg。4)降低混凝土的入模温度:混凝土的入模温度一般控制在 1520。7
11、号9 号承台是在夏季施工,采取用地下水浇撒砂石进行降温,地下水温比砂石低约 3。本桥址为高原气候,昼夜温差大,但因混凝土量大,无法避免白天高温时施工,采取白天减缓施工速度和夜间加快施工的方法。施工中选用“水钢”矿渣 32.5 号水泥,水泥用量 Q=271kg/m3,水化热取 Q0=335KJ/kg,粉煤灰掺量 F=100kg/m3,7 号9 号承台混凝土入模温度 T0=20,10 号11 号承台混凝土入模温度 T0=15,则计算混凝土内部绝热温升最高温度:Tmax=T0+Q/10+Q0/50,7 号9 号承台 Tmax=49.1,10 号11 号承台 Tmax=44.1。混凝土最高温度峰值出现
12、在混凝土浇注后的第 3d,混凝土实际温升要考虑浇注块厚度(5m)的降温系数=3d=0.77,则 7号9 号、10 号11 号承台实际温升最高温度为 Tmax=T0+Tmax =57.8和 49。通过采取以上措施,浇注的混凝土比普通混凝土的最高温度(约为 5560)低 510左右。(2)“内排外保”,减少混凝土内外温差-3-4-根据国内外经验,大体积混凝土内外温差控制在 25以内,可避免混凝土出现温度收缩裂缝,为此采取了以下措施:1)“内排”:尽快排出混凝土内部热量,降低混凝土内部温度。在混凝土浇注以前,预先在混凝土内按间距 a=2m 放置=150mm 的钢管作散热管,混凝土灌注中和灌注后每隔
13、2h 换冷水循环散热一次,可降低混凝土内部温度 58,待混凝土内外温差降至25以下可停止换水,混凝土达 28d 后用同强度等级混凝土将散热管灌实。2)“外保”:在混凝土表面采取保温措施措施,控制混凝土内外温差及混凝土表面与空气温差,避免出现深层裂纹和表面裂纹。全部承台四周采用浆砌或混凝土圬工作外模,既可保温又可增加其抗裂外约束条件,同时在混凝土顶面采取两种保温措施:一是 7号9 号承台在夏季施工,散热管内水温较高,一般超过 40,在承台四周筑堤,待混凝土终凝后将抽换的热水覆盖混凝土表面 20cm 深,既可保温,又作养生;二是 10 号11号承台在 11 月份施工,大气温度较低,在表面覆盖厚 5
14、cm 的草袋或水泥袋。(3)改善混凝土的性能和施工工艺,提高混凝土抗裂能力1)采用干净的砂、石料,含泥量分别控制在 3%和 1%以下,并用人工进行冲洗。2)掺加 HE-2 缓凝高效减水剂和 UZF-2B 早强高效减水剂,配制自密实流态混凝土,既减少混凝土用水量,又能延缓终凝时间,同时增加混凝土前期强度,防止混凝土在温升最大时发生开裂。3)掺加一定粉煤灰,除减少水泥用量外还能增加混凝土的抗渗、抗裂能力。4)优化施工工艺,提高混凝土抗裂性能。采用全面分层的方法浇注,每层厚度控制在 0.5m,浇注顺序由一端往另一端进行,混凝土连续浇注。加强混凝土的捣固,增加混凝土密实度。3效果通过降低水化热,增加缓
15、凝时间,“内排外保”减少温差,同时增大混凝土流动性,降低工人的劳动强度,保证混凝土的连续生产和运输,加强混凝土振捣作业,分块、分层连续灌注,确保混凝土灌注连续和整体性,避免大体积混凝土开裂。通过采取以上措施,主桥全部承台施工的 14520m3混凝土没有发生任何开裂现象,取得了预期的效果。第二节百米高墩施工技术一、工程简介内昆铁路李子沟特大桥由 2 台 19 个墩组成,全桥墩高在 50m 以上的有 8 个,80m以上有 3 个,最高墩达 107m。主桥墩身为横向弧端型内外收坡变截面空心墩,混凝土圬工总量 28911m3。主桥高墩施工采用抗风液压自升式平台翻模施工,该法以我集团公司“高墩液压自升平
16、台式翻模施工工法”为基础进一步完善,增加了抗风施工措施,具有施工速度快、劳动强度低、工艺先进、具有较强抗风能力等特点。二、抗风液压自升式平台翻模的构造组成、特点及工作原理(一)构造组成该系统由液压提升设备、工作平台、抗风柱、内外吊架、顶杆和套管、模板系统等组成。1液压提升设备由 4050 个 GYD60 型单作用穿心式千斤顶,YKT-56 型液压控制台,高压输油管及分油阀等组成,是工作平台提升、调平纠偏的动力设备。2工作平台由槽钢组成的纵梁和横梁栓接而成,千斤顶固定于纵梁提供动力,上铺木板,四周设围栏挂安全网,是安放机具,堆放材料,混凝土浇注,施工人员作业的主要场地。3内外吊架由角钢吊杆、木步
17、板和围栏等组成,安装固定在平台纵横梁上,随工作平台上升同步提升,是施工人员拆立模板的场所。4顶杆和套管顶杆采用48mm 钢管,长 1.52.5m,两端加工成内外丝扣形式,便于续接,是供千斤顶爬升和支撑工作平台的重要部件。套管采用60mm 钢管,长 2.42.6m,安装在平台纵梁下缘,随平台提升而上升,埋于混凝土内约 6080cm,在初凝后的混凝土内形成孔洞,以阻止顶杆与混凝土粘接,便于顶杆抽换倒用,同时起加强顶杆和平台的稳定作用。5模板系统由内外模板组成,内模采用组合模板,外模采用 4mm 厚钢板定制加工的大块组合模板。外模根据结构形式和收坡变化进行排版,分弧端固定模板,直线段固定模板、斜角模
18、板、大小抽换调节模板等四种。模板采用栓接,模板缝采取公母榫接避免混凝土漏浆和错台等质量通病,外用双槽钢围带箍紧,钩头螺栓和拉杆固定。6抗风柱由槽钢组焊而成,用螺栓固定在已灌筑完混凝土的模板和混凝土上,每套模板共四套,分内外抗风柱,通过固定在平台横纵梁上的导向轮控制平台的滑升方向,抵抗平台-5-6-的水平力。抗风柱随模板的翻升而翻升。(二)结构特点该套翻板模较以往高墩翻板模相比具有如下结构上的特点(1)平台面积达到 300m2,结构庞大,直接采取横纵梁交叉栓接,加工简单。(2)采取倒换顶杆和千斤顶的位置的办法收坡,千斤顶与平台之间进行直接连接,增加了平台的整体稳定性。(3)设计有抗风架,使模板具
19、有了抗风能力,增强了对自然环境的适应性。(三)工作原理利用顶杆将工作平台支撑于达一定强度的墩身混凝土上,以液压千斤顶作动力提升工作平台,达到一定高度后平台上悬挂吊架,施工人员在吊架上进行模板拆卸、提升、安装、绑扎钢筋等作业。混凝土的灌注、捣固、吊架内移等作业则在工作平台上进行。内外模板各设三层,当第三层模板混凝土浇注完毕后,提升工作平台,拆卸并用倒链提升第一层模板至第三层上,进行安装校正,然后灌注混凝土,就此周而复始,直至墩顶。抗风柱对混凝土和模板进行固结,抵抗平台承受的风荷载和控制平台的偏斜。采用全站仪进行中线测量。三、工艺流程及施工方法(一)工艺流程翻模组装流程见图 2-1-2-1。液压翻
20、模循环施工工艺流程见图 2-1-2-2。图 2-1-2-1平台拼装实心段立模施工准备浇注实心段混凝土立空心段内外模排放纵梁安套管预留孔(管)浇注空心段混凝土吊装平台就位预留孔(管)插套管补足纵横梁校平台中线水平安装横梁液压千斤顶顶杆液压控制台高压油管液压设备检查平台铺木板内外吊架及步板围栏、安全网模板翻升墩身液压翻模组装流程图-7-图 2-1-2-2墩身液压翻模循环施工工艺流程图(二)施工方法:1混凝土浇注(1)采用 25m3/h 和 50m3/h 自动计量拌合站各 1 台拌制混凝土,4 台混凝土输送车运输,塔吊和缆索吊进行吊装灌注。(2)混凝土对称均匀分层浇注,每层厚度 30cm,通过掺加高
21、效减水剂,增加混凝土和易性,便于人工摊平和减少混凝土的冷缝、色差。(3)混凝土捣固采取定人、定岗、定责方法,不漏捣、不过捣,确保混凝土捣固-8-混凝土浇注60cm 初凝后终混凝土浇筑第一次提升一至两个行程浇注中每一小时提升一个行程浇注完毕每半小时提升一个行程1.5m提升高度1.8m未至标高混凝土养生钢筋焊接绑扎上下模板接缝清平预埋件预留孔安设模板翻升拆(割)拉杆倒链翻升模板混凝土表面凿毛清理模板清理、刷油模板大块就位、装配围带、拉杆、调顺模板钢筋、模板检查验收至设计标高终止翻升-9-密实。2工作平台提升(1)第一次提升工作平台应在混凝土初凝后终凝前进行为宜。提升高度为千斤顶12 个行程(36c
22、m)。(2)在浇筑过程中每一小时提升一次,每次提升千斤顶一个行程(3cm)。(3)浇注完毕后继续提升工作平台,每隔半小时提升千斤顶一个行程。(4)提升工作平台的总高度以能满足一节模板(1.5m)组装高度即可(1.5m9.5(合格)导线环测角中误差:-27-测点观测角边长(m)平差后坐标方位角X(m)Y(m)HZ75.52181104.5688966.81671809.75451130.37651039.75901028.56901136.75601805.7301968.93711099.0843460.2242295.20160-00-0.00328-33-37.83-14-59.31-13
23、-24.4345-51-13.5326-49-51.4147-22-28.9166-14-39.2180-42-21.9183-14-04.4149-25-20.7182-23-10.6172-13-23.70-00-0.0010005000ZD432-1148-33-38.41758.52155000.0000副导3214-41-19.72700.93014423.8591副导4177-58-24.03666.19204478.6675副导5164-37-49.15475.53394517.3085副导6160-58-37.06571.63184241.0469副导70-32-34.2744
24、1.97233672.1829主导6198-52-09.46575.69684226.7287主导5194-27-42.65471.54524497.0310主导4182-31-42.43665.95224474.7789主导3146-11-16.52698.55874420.1081主导2212-57-53.81752.31174979.2171主导1169-50-17.41292.48664960.0553HZ7-46-36.510005000ZD432-11979-59-54.5 MbVs 2 3=1.038 1.8 (合格)Ms 严密平差测角中误差:导线闭坐标精度为:经严密平差计算,纵
25、横坐标闭合差为:fx=22.25mm,fy=76.11mm,绝对闭合差为fs=79.34mm,相对误差为 fs/ms=1/1619921/10000(合格)。导线测量成果详见表 2-1-4-1。表 2-1-4-1导线测量成果表2)墩台线路中心放样坐标计算。按复测成果计算各个墩台线路中心坐标,见表2-1-4-2。施工时墩台按极坐标法放样。在现场,根据控制点坐标,利用卡西欧 4500P 或4800P 计算器编制的程序现场计算,方向均按坐标方位角对点和放样。由于墩台定位准确与否直接关系到下一步的工作能否顺利进行,在墩台放样之后,仪器转立线路点上,进行墩位距离复合,见表 2-1-4-3,以及进行曲线上
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