主桥变箱梁挂篮悬浇法施工方案.doc
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1、204国道海安段改建工程QL1标段新通扬运河大桥主桥悬浇施工技术方案第三航务工程局有限公司2007年4月目录1工程概述:32悬浇法施工工艺流程:33 0#块体施工43.1 0#块施工工艺流程图43.2 0#块体临时支撑53.2.1临时支撑承载力、稳定性计算53.2.2临时支撑施工方案103.3 0#块体模板支架施工方案133.4钢筋制作163.5芯模、翼缘板模板安装173.6砼浇注183.7预应力钢筋张拉、压浆194挂篮悬浇施工:234.1挂篮施工工艺流程:234.2挂篮施工244.2.1 钢筋、模板施工:274.2.2 砼施工284.2.3预应力施工294.3箱梁直线段施工304.4边跨合拢
2、段施工314.5中跨合拢段施工32新通扬运河大桥主桥变截面连续箱梁挂篮悬浇法施工技术方案1工程概述:204国道改建工程新通扬运河大桥第二联主桥为48m+80m+48m变截面连续箱梁,箱梁底宽6.5m,项宽12.75m,为单箱单室箱梁,分左右两半幅,先边跨合拢再中跨合拢。预应力采用低松弛钢绞线及竖向预应力钢筋,箱梁与薄壁墩采用橡胶支座联接,合拢后进行体系转换。菱形挂蓝配备4套8只,同时施工左幅和右幅。挂篮4套8只,按全桥每1主墩1套,计划每1节块12天,共10个节块12=120天,其中左幅从6月13日开始,到10月16日结束,右幅从7月13日开始,到11月15日悬浇结束,各合拢段计划10天/块,
3、则左幅边跨合拢段在10月26日完成,左幅中跨合拢段在11月5日完成,右幅中跨合拢段在12月5日完成。2悬浇法施工工艺流程:0#块施工支架拆除0#块临时锁定挂篮制作挂篮拼装、试压、挂篮移动、固定、调整下一块体施工悬浇段模板、钢筋、预应力管道安装砼浇注砼养生、拆模边跨现浇段支架搭设、压截预应力筋张拉、灌浆边跨现浇段浇筑边跨合拢拆除临时支撑体系、体系转换中跨合拢3 0#块体施工新通扬运河主桥变截面箱梁0#块节段长12米,中心高度4.6米。主桥墩8#、9#上各有一个0#块,是连续箱梁的中心,在主桥墩施工完成后,利用承台平台上的悬浇平衡钢管支撑及墩身预留孔搭设0#块支架系统形成作业平台。各工序施工方法、
4、施工工艺3.1 0#块施工工艺流程图安装临时支撑体系拆除模板张拉压浆砼养生制作砼试块浇注砼绑扎顶板钢筋、安装横向和纵向波纹管支立芯模、翼缘板支立侧模支立底模板加载预压卸载、调整底板标高绑扎底板腹板钢筋,安装竖向波纹管及精轧螺纹钢3.2 0#块体临时支撑为了在施工过程中使悬浇施工产生的不平衡力矩得到平衡及“T”构的抗倾覆稳定,所以设置临时支撑系统,抵抗不平衡力矩保证“T”构的稳定安全。支撑采用80010钢管,在场外先焊接成型,每侧0#块下设4根一排支顶,在承台内钢管中心位置预埋了15.24钢绞线,锚固长度120cm,用P锚固结。0#块底板上用60PVC硬塑预留孔道。在0#块底模板落架后对钢绞线进
5、行张拉锁定,预拉力每束30T,先拉四角再拉中间两侧对称进行,张拉采用20T千斤顶单根张拉,每根10T进行。钢管底部焊接在承台面上的预埋钢板上,顶部焊接在预埋在0#块底板上的预埋钢板上。预埋钢板采用20mm钢板制作,顶部尺寸100cm100cm与0#块底板平齐,底部为100cm,焊接锚固筋预埋。在0#块底板中钢管支撑位置加铺5层120cm120cm的10100双向钢筋网片予以局部加强。在0#块底板上部设置通长外置钢横梁用于临时钢绞线的锁定锚固,使锚口拉力均布在底板上。临时支撑结构布置详见“悬浇施工临时支撑示意图”。0#块底板利用该系统的钢管作支点,见“0#块模板支架结构图”。当边跨合拢后进行体系
6、转换,拆除临时支撑系统。拆除顺序是先对称均衡地放松预拉的钢绞线,然后对称切割支撑钢管上口,拆除水平围檩,最后进行水下切割拆除全部钢管支架。对0#块底板上的预埋钢板进行除锈涂刷红丹防锈漆2度打底,表面涂刷银灰色调和漆2度。配置的临时支撑钢管、钢绞线主要承担施工中不平衡力产生的力矩,使“T”构能始终处于平衡稳定状态。为了使配置的临时支撑系统有保障,按施工中最不利的不平衡力,即在悬浇过程中力臂最大的位置10#块外端有一个21.7T的集中力作用下验算临时支撑系统(钢管、钢绞线)的承载能力是否能满足要求。3.2.1临时支撑承载力、稳定性计算计算参数半幅0-10#块混凝土自重2290t每根钢绞线张拉预拉1
7、0t(每根钢管中3根)80010钢管A=24818.6mm2 =140Mpa第一种情况:按不平衡验算钢管受力结构图 G=2290t L=39m F=21.7t L1 L2 L3 a=2.6m a=2.6m 10#块端部N1钢管 N2主墩 N3钢管力学方程式(超静定)L1+L3=2 L2 (位移方程式)N1+ N2+ N3=G+F (力学平衡方程式)N3a-FL-N1a=0 (弯距平衡方程式)L1=(N1H)/(EA)=(N18.4)/(2.0101124818.610-6)= N1/(5.91108)L2=(N2H)/(EA)=(N28.4)/(3.610103.140.522)= N2/(6
8、.732109)L3=(N3H)/(EA)=(N38.4)/(2.0101124818.610-6)= N3/(5.91108)将L1、L2、L3代入得:(N1+N3)/(5.91108)=2N2/(6.732109)N1+N3=1.75610-1N2 将代入得:1.75610-1N2+ N2=(2290+21.7)104N2=1966104N=1966t由得:N3-N1=FL/a=(21.710439)/2.6=325.5104(N) 由+ 得:2N3=1.75610-1 N2+325.5104=671104(N)N3=335.5104 N=335.5tN1=N3-325.5104=378.
9、8104-325.5104=10104N=10(T)因此,在此状态下N1钢管还受力,不可能发生倾覆,当钢绞线有一向下拉力时(钢绞线长9.2米),受力结构图变为: G=2290t L=39m F=21.7t L1 L2 L3 a=2.6m a=2.6m 10#块端部N1 N2 N3力学方程式L1+L3=2 L2 N2+ N3=G+F+N1 N3a-FL+N1a=0 L1=(N1L)/(EA)=(N19.2)/(1.95101114016106)= 2.1110-8 N1L2= N2/(6.732109)=1.4910-10 N2L3=N3(5.91108)=1.69210-9 N3将L1、L2L
10、3代入得:2.8110-8 N1+1.69210-9 N3=21.4910-10N2 N2+ N3=2311.7104+N1 2.6 N3-21.710439+2.6N1=0 解之得:N1=1.6104N=2.15tN2=1989.4104N=1990.5tN3=232.9104N=323.35t钢管强度验算每根钢管承受压力为323.35/4=80.84tN=81t A=24818.6mm2=1.4N/A=(1.481104)/24818.6=45.7Mpa=140Mpa(1.4是安全系数)钢管强度满足要求。对80钢管稳定性验算L=8400mm i=D2+d2/4=8002+7802/4=27
11、9.3mm长细比:=L/i=8400/279.3=30.07 查表得1=0.882=2.5N/A=2.581104/(24818.6)=81.6Mpa1=0.882140=123.5Mpa(2.5是安全系数)钢管稳定性满足要求。第二种情况:按不平衡验算钢绞线受力结构图 G=2290t L=39m F=21.7t L1 L2 L3 a=2.6m a=2.6m 10#块端部N1 N2 N3力学方程式L1+L3=2 L2 (位移方程式)N1+ N2+ N3=G+F (力学平衡方程式)N3a-FL-N1a=0 (弯距平衡方程式)L1=(N1L)/(EA)=(N115)/(2.0101124818.61
12、0-6)= N1/(5.395108)L2=(N2L)/(EA)=(N210)/(3.610102.47)= N2/(7.561010)L3=(N3L)/(EA)=(N315)/(2.0101124818.610-6)= N3/(5.395108)将L1、L2、L3代入得:(N1+N3)/(5.395108)=2N2/(7.561010)N1+N3=1.42710-2N2 将代入得:1.42710-2N2+ N2=(2290+21.7)104N2=2279.2104N=2279.2t由得:N3-N1=FL/a=(21.710439)/2.6=325.5104(N) 由+得:2N3=1.4271
13、0-2N2+325.5104=325.5104(N)N3=325.5104N/2=162.7tN1=N3-325.5104=162.7104-325.5104=-162.8t对80钢管强度验算每根钢管承受压力为175.1/4=43.775tN=43.775t A=24818.6mm2=1.4N/A=(1.443.775104)/24818.6=24.69Mpa=145Mpa(1.4是安全系数)钢管稳定性满足要求。对80钢管稳定性验算L=8400mm i=D2+d2/4=8002+7802/4=279.3mm长细比:=L/i=8400/279.3=30.1 查表得1=0.882=2.5N/1A=
14、2.543.775104/(0.88224818.6)=50.0Mpa140Mpa(2.5是安全系数)钢管稳定性满足要求。钢绞线锚固长度验算:钢绞线锚固长度拟采用埋入承台中1.2米,每根钢绞线承受不平衡重量为:10/12=0.83thF1(3.14Dt)h锚固长度F轴向拔出力D钢绞线直径t粘结力,取2.0 Mpah(0.83104)/(3.1415.242)=87mm=0.087m钢绞线锚固长度满足要求。3.2.2临时支撑施工方案临时支撑为通过预埋在承台中的钢绞线及800mm钢管与箱梁锚固在一起,来承担施工中可能产生的不平衡力矩。钢管直径为800mm,壁厚1cm,布置间距为0.7m,横向最外侧
15、模板支撑钢管间距为1.65 m。钢管下部与预埋在承台中的法兰盘牢固焊接在一起,法兰盘为外径90cm,内径70 cm的2cm钢板制成。钢管上部切成斜坡形,斜坡与箱梁底坡度相同,同时上口焊接一块2cm厚的钢板,尺寸为1m1m。钢板底与箱梁底口齐平。钢管高度方向通过设置2道横向联结,来增加钢管整体稳定性,材料为20槽钢。钢管内设3j15.24钢绞线,钢绞线下部预埋在承台内1.2m,锚具为OVM15-3型p锚,锚垫板尺寸为12122cm,螺旋筋绕成直径为15cm,长18 cm,螺旋筋直径为12mm,钢绞线上部通过OVM15-3型锚具与箱梁锚固在一起。墩身顶向下1.37m处预留4个孔,孔径为70mm,间
16、距为2.0m,孔中穿60mm45号钢,在60mm45号上安装牛腿,牛腿采用2 cm厚钢板制作。牛腿上安放砂筒,砂筒采用无缝钢管制作,上面砂筒外径为18cm,下面砂筒内径为20 cm。砂筒中放石英砂。砂筒上安放双32工字钢,长度为18.5m,每个0#块用6道横梁。牛腿、砂筒、工字钢通过螺栓牢固联结成一体,工字钢之间通过10槽钢连成一体。两个32工字钢上放25a工字钢,每根长3.5m,间距为70cm80cm。腹板下加密一根。25a工字钢上安放10槽钢,横向共布置7道,每道9m;32、25a、10相接触处均满焊,形成一个整体支架体系。 具体临时支撑方案见下图。330#块临时支撑结构图3.3 0#块体
17、模板支架施工方案砂筒顶标高根据设计箱梁底标高进行推算,砂筒顶标高=设计箱梁底标高模板、工字钢高+各部件弹性及非弹性变形。非弹性变形经验值为:木与钢2mm,木与木2mm,砂筒为24 mm。立支侧模、底模板侧模采用定型钢模板,加固侧模时通过22拉杆与内模牢固连在一起。拉杆布置间距为6060cm。外模加固时当模板垂直度调好后,用10槽钢打斜撑,下端支撑在25a工字钢上作为拉、撑杆。底模板采用竹胶板,尺寸为1222441.2cm,底模板板筋为1010cm木方,间距为20cm。模板拼缝严密,内塞海棉条,模板与横系梁交接处,塞好海棉后用密封胶封缝,保证不出现漏浆现象。砂袋预压、模板标高调整为消除非弹性变形
18、,实测弹性变形,需要对底模及支架进行预压。预压荷载采用砂袋,预压重量为0#块砼自重的120%。要根据0#块重量分布情况布设砂袋,并留出观测点位置。具体模板施工方案见下页0#块模板支架结构图。预压顺序为:0 25% 50% 75% 100% 75% 50% 25% 0,加载完毕后,立即进行沉降跟踪观测,满载后4小时即可卸载。实测底模顶标高,利用公式分别得出悬臂端、墩身处弹性变形值。根据底模标高=设计标高+弹性变形值调整模板标高。并仔细检查模板拼缝有无变化,发现问题及时解决。清除底模上的杂物,涂刷脱模剂。脱模剂采用机油与柴油按2:1的比例调成。底板、腹板钢筋波纹管、精轧螺纹钢筋制作安装一般规定:(
19、1)、钢筋进场后,应检查出厂质量证明书,并按规范规定的频率抽样进行拉伸、冷弯试验。试验合格后方可投入使用。(2)、钢筋按不同钢种、等级、牌号、规格及生产厂家分别验收、分别堆放,并要挂上标牌。(3)、钢筋使用前,表面油渍、漆皮、鳞锈要清除干净。(4)、钢筋接头采用对焊或搭接焊,焊接件使用前应抽取试件作力学试验。0#块模板支架结构图(5)、钢筋下料前应认真审核图纸无误后方可下料,成品料应挂上标识牌,以备检查、使用。3.4钢筋制作(1)、钢筋接头钢筋接头采用闪光对焊及搭接焊。采用闪光对焊时,要掌握好调伸长度、闪光留量、闪光速度、预热留量、顶锻速度、顶锻压力、焊接变压器级数。做到“一次闪光,闪平为准;
20、预热充分,频率适当;二次闪光,短、稳、强烈;顶锻过程,快而有力。”对焊前对焊端头应清除干净。端头处弯曲应调直或切除。对焊后要趁热将焊缝的毛刺打掉。对焊完毕对焊接件要作外观检查,接头处不得有横向裂纹、不得有烧伤。接头处的弯折,不得大于4度。采用电弧焊接头时,双面焊焊缝长度为级钢4d,级钢筋为5d。焊缝高度为钢筋直径的0.25倍,不得小于4mm;焊缝宽度为钢筋直径的0.7倍,且不小于10mm。施焊时,引弧应在钢筋的一端开始,收弧应在钢筋端头上,弧坑应填满。焊缝表面要平整,不得出现烧伤、咬肉、夹渣、气孔,接头处不得有裂纹;钢筋接头处轴线曲折应小于4度。(2)、钢筋下料、弯曲成型钢筋下料时,要按图纸设
21、计尺寸进行,弯曲时弯起点位置、尺寸、弯曲半径均要符合规范要求。钢筋焊接接头离开弯起点要大于10 d。(3)、钢筋安装钢筋绑扎前,应确定好各种钢筋的安放顺序。绑扎时要正反扣梅花型布置。钢筋的序号、直径、根数、间距要符合图纸要求,钢筋的接头位置及搭接长度要符合规范要求。钢筋绑扎要牢固,无松动。为增加钢筋骨架整体稳定性,可把钢筋适当部分点焊。腹板通气孔位置如与普通钢筋相干扰时,可适当调整普通钢筋位置。腹板上通气孔位置、预应力钢筋位置如与钢筋有干扰时,可适当挪动普通钢筋位置。顶板横桥向焊铺浆条,便于砼浇注时控制桥面标高及平整度。底板预留挂蓝后吊带孔、检修孔及排水孔。顶板预留内外侧护拦钢筋、泄水孔及挂篮
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