公路桥梁连续箱梁悬臂法浇筑专项施工方案.doc
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1、连续箱梁悬臂法浇筑专项施工方案1编制依据1.1 中标通知书、施工合同、招投标文件、设计图纸、招标答疑及有关会议纪要。1.2 对本工程施工现场和周围环境调查掌握的有关资料:包括自然资料、交通环境和人文地理等。1.3 公司现有的施工技术力量、机械装备、人力资源、管理水平及多年的高等级公路桥梁施工经验。1.4 国家或行业现行规范、试验规程、工程质量验收评定标准及施工技术资料,如公路桥涵施工技术规范(JTJ041-2000)、公路工程质量检验评定标准(JTJ F80/1-20004)、公路工程施工安全技术规程(JTJ046-95)、桥涵上、下册。2工程概况小金山大桥位于千岛湖新安江库区,横跨新安江航道
2、,主桥起点桩号K9+906.86,终点桩号为K10+349.14,全长442.28m。其中,主桥上部为120m+200m+120m三跨变截面两向预应力混凝土连续刚构。主桥箱梁采用单箱单室断面。横向坡度的变化通过顶板的厚度变化来调整;箱梁顶板宽度11.7m,底板宽度6.45m,翼缘板悬臂长度为2.625m。顶板厚度2850cm,底板厚度28120cm。腹板厚度在0号梁段横隔板范围内为100cm,然后从根部到跨中由70cm变化到50cm,边跨现浇段8m范围内由50cm变化到222.5cm。跨中梁高3.8m,支点梁高为10.5m,箱梁底板上、下缘按二次抛物线变化。节段划分:0号段长度采用12.4m,
3、14号段长度均为3.2m,59号段块长度均为4.0m,1021号段长度均为5.0m,悬臂浇注梁段最大控制重量约为2100KN。中跨合拢段长2.0m,边跨合拢段长2.0m,边跨现浇段长度为19.0m。3建设条件3.1 水文条件由于水系属于新安江水库库区,常水位在95105m之间(黄海高程),历年最高水位107.76m,最低水位82m,水位变化幅度较小,流速缓慢。3.2 气候条件淳安县地处中亚热季风气候北缘。冬夏长、春秋短,最热月为7、8月,全年高温(最高气温35)天数平均为29天,极端最高气温短时间可达41.7,极端最低气温9.5。区域内年降水量14001539mm,降水最多季节常在36月份梅雨
4、期和79月份台风期。各月的平均风速为1.82米/秒(相当于2级风),湖面库区相对大一些,一年中最多风向为偏东风,冬季以东北风为主,夏季以东南风为主,一年中大风(17米/秒以上风速)天数平均为3次。(近五年气象资料附后)3.3 地理条件小金山大桥位于千岛湖新安江库区,横跨新安江航道,整个桥梁施工全部为水上施工。大桥两侧为较为陡峭的山体,施工场地狭小。又小金山大桥离千岛湖岸上距离较远,交通运输极为不便。4施工方案4.1 指导思想指导思想:根据小金山大桥施工图纸设计要求,确保工程质量、安全及进度的前提下,本着经济合理的原则,从本集团公司现有的设备、材料和以往的施工经验,并参考类似工程的施工方法,经仔
5、细分析、认真讨论后,项目部制订的施工方案如下:4.2 总体施工方案项目部拟采用在小金山大桥0#台左侧及3#台右侧各设置一个备料场地和拌和场地进行砼拌和,砼出料后直接通过输送泵泵送至浇筑地点,上部结构起吊系统采用塔吊的总体施工方案。4.2.1 拌和场设置:使用原下部结构使用的0#台左侧及3#台右侧两个拌和场地,并在其基础上将场地标高抬高到+103m。两个拌和场地总面积约1800m2,可备料约3000m3。在每个备料场临湖一侧安装2台强制式750搅拌机及2000型电脑配料机,在备料场地临湖一侧中间位置设置一台码头吊,用于卸料和给搅拌机上料。两个拌和场地如下图所示:0#台左侧拌和场地3#台右侧拌和场
6、4.2.2 混凝土输送:主墩和0#块竖向高度27.27m,T构最长为99m,全桥一次性最大悬臂浇筑方量(5#块)281.5m3。采用直接泵送的方式进行混凝土浇筑。混凝土从拌和机出料后,直接进入拌和机下的输送泵,泵送至主墩承台处。泵管尽头进入重拌仓,重拌后分入设置在承台处的2台输送泵,用2台输送泵分别向T构两头泵送至待浇部位。根据路桥施工计算手册,输送泵输送配管的水平换算长度最长为约280m,而我项目部拟采用的HBT-60型输送泵水平输送距离为1050m,能够满足施工要求。4.2.3 起吊系统:由于墩身高度16.77m,0#块高度10.5m,总高度为27.27m,因此0#块施工时,需要起重设备配
7、合施工。经调查,千岛湖库区无大型浮吊,因此采用塔吊进行吊装作业,主墩承台上各设塔吊一台,承台浇筑时预埋塔吊基础,并在主墩墩身预埋塔吊固定构件,塔吊起吊高度不小于35m,臂长不小于20m,14.5m处起吊重量不小于10t。4.3 施工方法4.3.1 挂篮设计根据本桥连续梁段设计分段长度,梁段重量、外形尺寸、断面型式和施工荷载等因素,确定采用自锚平衡式菱形挂篮。该挂篮具有节点少、刚度大、变形小、重量轻、施工灵活等优点,挂篮采用普通型钢和易于加工的工艺设计。本挂篮适用最重梁段201.8t,最长梁段长度5.0m,梁顶宽11.7m,梁底宽6.45m,适用梁高在3.8m10.5m间变化,采用无平衡重牵引式
8、,每付挂篮自重70t。4.3.1.1 挂篮结构形式菱形挂篮由菱形桁架、提吊系统,模板系统及走行锚固系统共四大部分组成,菱形挂篮结构示意见附图。4.3.1.1.1 菱形桁架菱形桁架是挂篮的主要承重结构,桁架由型钢加工而成,分两片立于箱梁腹板位置,其间用角钢组成平面联结系。4.3.1.1.2 提吊系统4.3.1.1.2.1 前吊带前吊带的作用是将悬臂灌注的底板、腹板、顶板砼及底模板重量传至桁架上。前吊带采用L32预应力精扎螺纹粗钢筋。前吊带下端与底模架前横梁连接,上端吊在前上横梁上,每组吊带用2个20t螺旋千斤顶及扁担梁调节底模标高。4.3.1.1.2.2 后吊带后吊带的作用是将底模模板荷载传至已
9、成箱梁底板。后吊带采用L32预应力精扎螺纹粗钢筋,下端与底模架后横梁连接,上端穿过箱梁底板(预留孔),每个吊带用2个螺旋千斤顶及扁担支撑在已成箱梁的底板上。4.3.1.1.3 模板系统4.3.1.1.3.1 外侧模外侧模框架由槽钢与角钢组焊而成,模板围带采用槽钢,模板面板采用6mm厚钢板制作。外侧模支承在外模走行梁上,走行梁前端通过吊带挂在前上横梁上,后端通过吊杆悬吊在已灌好的箱梁顶板上(在灌注顶板时设预留孔),吊杆与走行梁间设有吊架,吊架上装有滚动轴承。挂篮行走时,先将外侧模放落,使外侧模上端放于外侧模走行梁上,下端放于底模上,外模走行梁与外侧模一起沿吊架向前滑行。4.3.1.1.3.2 内
10、模内模由内模桁架、竖带、斜支撑以及组合钢模等组成。内模安置在由内模桁架、竖带和斜支撑组成的内模框架上,内模框架支承在内模走行梁上,走行梁前端通过吊带悬吊在前上横梁上,后端通过吊杆吊在已灌好的箱梁顶板上(在灌注顶板时设预留孔),吊杆与走行梁间设有后吊架,吊架上装有滚动轴承,挂篮行走时,内模走行梁沿吊架向前滑行,待腹板钢筋帮扎完成后,利用倒链将内模沿内模走行梁向前滑行。4.3.1.1.3.3 底模底模直接承受悬浇梁段的施工重力,由底模架和底模板组成。底模纵梁由槽钢和角钢组焊成桁架式,底模横梁分前后横梁,采用槽钢制作,底模面板采用6mm厚钢板。底模的后横梁通过后吊杆吊在已灌好的箱梁底板上(在灌注底板
11、时设预留孔),前横梁通过前吊带吊于菱形桁架的前上横梁上。底模架前端连有角钢可组成操作平台,供梁段张拉及其他操作。挂篮行走时,底模通过前后吊装置吊挂于菱形桁架上,与桁架同时向前移动。4.3.1.1.4 走行及锚固系统4.3.1.1.4.1 走行系统在每片菱形桁架下的箱梁顶面各铺设一根轨道(轨道用型钢组焊),轨道锚固在梁体的竖向预应力筋上,主桁前端设有前支座,沿轨道滑行(支座与轨道间点四氟乙烯滑板),主桁后端设有后支座,后支座用反扣轮沿轨道下缘滚动,不需要平衡重,用四个5t倒链牵引,挂篮即可前移。轨道分节长度按梁段长度制作。4.3.1.1.4.2 锚固系统挂篮的锚固是借用预埋在箱梁的竖向L32预应
12、力精扎螺纹粗钢筋把轨道锚固在已成箱体上,再通过后锚扁担梁把菱形桁架后节点锚固在轨道上。需锚固的竖向预应力粗钢筋每片桁架用4根,整套挂篮共用16根。4.3.2 挂篮制作、拼装及试压4.3.2.1 挂篮制作为满足设计要求,我项目部挂篮由专业厂家生产。对底模前后横梁上的吊带、菱形桁架等重要部位的焊接质量,必须逐一进行探伤检查并加载试验,合格后方可出厂。4.3.2.2 挂篮拼装在墩顶0#段施工完成后(含预应力施工及压浆),挂篮各构件利用塔吊进行吊装工作。安装时注意桥墩两侧的挂篮应对称同步安装,不均衡荷载控制在10t以内。4.3.2.3 挂篮预压对拼装就位待浇砼的挂篮,为了消除挂篮的非弹性变形,并测量出
13、挂篮的弹性变形值,以利对箱梁悬浇施工时标高控制,确定模板的预抬值,必须对挂篮进行预压。预压即是对挂篮在工作时的受力吨位,及受力位置进行模拟试验。根据设计要求,预压试验最大荷载选取挂篮设计荷载252吨,为悬浇段最大梁重210吨的1.2倍,采用袋砂压载,压载在底模上进行。压载时分级对称加载(0,42吨,84吨,126吨,168吨,210吨,252吨),加载过程中观察并记录吊带、底模、前下横梁的竖向变形,并观测后锚点变形情况。加载完毕后,分级卸载,卸载后观测并计算非弹性变形,最后分析计算各测点各级荷载弹性变形值,绘出挂篮弹性变形曲线,即可求得施工控制数据,为后续施工提供依据。4.3.3 挂篮悬臂施工
14、4.3.3.1 挂篮的工作原理拆除挂篮的外侧模,解除挂篮与梁段的锚固系统,并解除底模与箱梁底板的后锚系统,菱形桁架在牵引系统(倒链)牵引下向前移动到待浇为止,底模与外侧模随菱形桁架同步滑移到待浇梁段位置。利用梁顶竖向预应力筋锚固菱形桁架,同时将底模后端锚固与已浇梁段底部,调整底模前端标高至设计位置,并调整外侧模就位。绑扎底、腹板钢筋并安装预应力管道,支立并调整内模就位,绑扎顶板钢筋并安装预应力管道后,进行梁段砼现浇施工。待砼达到设计强度后,张拉预应力筋并压浆后,拆除模板,重复以上工序,如此循环推进,直至完成全部梁段施工。4.3.3.2 挂篮的前移待已浇筑梁段强度和弹性模量达到设计要求指标后,对
15、纵向预应力筋张拉并压浆,铺设垫梁和轨道。轨道锚固后,放松底模架前后吊带并将底模架后横梁用2个10t倒链悬挂在菱形桁架后上横梁上;拆除后吊带与底模架的联接,先放松所有后吊带再放松前吊带,用4个5t倒链牵引前支座使菱形桁架带动底模和外上侧模前移就位,然后安装底模后吊带,将底模吊起。解除外上侧模走行梁吊杆前移至预留孔,调整立模标高进入下一循环施工。4.3.3.3 挂篮底模、侧模标高、位置控制当挂篮安装完成后,即可进行模板标高及中线调整。模板控制标高=设计标高+施工预留拱度。设计标高由设计院提供。施工预留拱度由设计院提供的理论预留拱度结合现场挂篮施压测试数值(如弹性变形值)等因素计算而得。4.3.4
16、具体施工内容4.3.4.1 钢筋绑扎、波纹管埋设及穿束钢筋绑扎必须符合设计要求及有关标准的规定,表面应洁净,不得有锈皮、油漆、油渍等污垢。钢筋弯曲成型后,表面不得有裂纹、鳞落或断裂等现象。钢筋绑扎前,在模板上按图放样定位。绑扎成型时,铁丝必须扎实,不得有滑动、折断、移位等,成型后的骨架必须稳定牢固。按照设计预应力预留孔道的位置及高度设置波纹管定位框,定位框采用8钢筋,做成井字形,定位框每隔50cm设置一道。接头采用缩节接头,用电工胶带密封。依据施工实际情况,可先安装好波纹管后穿钢绞线,也可先把钢铰线穿进波纹管后一起安装,但均须保证波纹管的位置准确。在钢绞线绑扎过程中,应先预埋锚垫板,位置、尺寸
17、要准确,且使其与波纹管孔道垂直,锚孔中心要对准管道中心。锚垫板压浆孔先塞满棉丝,防止压浆孔漏浆堵塞。钢绞线的切割用砂轮切割机,严禁电焊烧碰钢绞线。在焊接底板或翼板钢筋时,为保证模板不被烧坏,需采取一定的措施(如垫湿棉纱)。钢筋垫块须均匀设置,密度不宜太大,砼垫块采用专用塑料垫块,既能确保保护层的厚度又能减少与箱梁砼的色差。严禁钢筋与模板紧贴。4.3.4.2 砼浇筑4.3.4.2.1 原材料主桥箱梁悬灌全部采用泵送砼,为防止砼泵送过程中堵管和能耗加大,砼所选原材料的骨料级配,含砂率应满足泵送技术要求,添加泵送剂等外加剂,以增强砼的流动性和和易性,加快悬灌施工速度。4.3.4.2.2 配合比设计箱
18、梁设计为C55混凝土,其配合比由试验室按设计要求,通过实地试验选定,并根据季节、施工条件的变化可作相应的调整。混凝土的塌落度1216cm。混凝土的初凝时间不小于6小时。混凝土龄期4天要求达到设计强度的85%。4.3.4.2.3 砼拌制和输送砼采用现场拌和、输送泵直接泵送至悬浇梁段。4.3.4.2.4 砼浇筑为了使后浇砼不引起先浇砼的开裂,悬浇箱梁梁段砼一次浇筑成型,并在底板砼凝固以前全部浇筑完毕,也就是要求挂篮的变形全部发生在砼塑性状态之间,即可避免裂纹的产生。箱梁梁段砼浇筑方法为先底板,再腹板,后顶板分层进行。底板前端及两侧的砼采用泵送直接入模,中部由顶板开天窗,通过串筒入模。在腹板中部设“
19、观察窗”,腹板砼通过“观察窗”输送入模和捣固,浇筑到一定高度后,封闭“观察窗”,砼由顶板处入模。顶板砼按常规方法由两侧往中间对称进行浇筑。每个梁段均搭设工作平台,人员和机具均在平台上操作,以免压坏钢筋及预应力管道。箱梁梁段砼浇筑顺序为先梁节后端,后梁节前端,并从两侧向中间推进。浇筑砼前,对支架、模板、钢筋和预埋件进行检查,对模板内的杂物、积水和钢筋上的污垢应清理干净。混凝土浇筑时先检查砼的坍落度和均匀性,对不符合要求的砼坚决不予使用。用插入式振捣砼时,振捣器与侧模应保持5-10cm的距离,避免振动棒碰撞模板、波纹管和其它预埋件。砼须振捣密实但不得过振。砼的浇筑应连续进行,浇筑砼期间,应设专人检
20、查支架、模板、钢筋、预埋件等稳固情况,当发现有松动、变形或移位,及时处理。浇筑砼时,填写砼施工记录,并做三组试块。砼浇筑完成后,对砼裸露面及时进行修整,抹平,待其收浆后,即尽快洒水养护,保持砼面始终潮湿状态。浇筑砼时,砼由低往高处浇,先浇筑箱梁底板,后浇筑腹板砼,腹板砼振捣后设专人检查以防漏振。砼的供应速度3050m3/小时左右,并要保证砼的单位小时供应量,以确保砼浇筑速度,缩短浇筑时间。4.3.4.3 张拉根据设计要求,张拉时砼强度需要达到设计强度的85%以上且龄期不小于7天。但由于工期非常紧迫,从目前的进度形势来看张拉需要在砼浇筑4天后就进行张拉,为了使砼在4d能够满足强度及弹性模量要求,
21、我项目部采取如下措施:a. 采用高标号水泥;b. 采用高性能减水剂;c. 优化试验配合比;d. 对现场结构物进行保温、保湿养护。4.3.4.3.1 预应力体系本桥梁体设纵、竖两向预应力。纵向预应力筋:采用16-j15.2、19-j15.2及22-j15.2钢绞线,YM15-16、YM15-19及YM15-22型锚具;竖向预应力筋:采用32精扎螺纹钢,JLM32型锚具。双向预应力的张拉顺序为先纵向后竖向;竖向预应力筋逐根张拉到位,隔7d反复张拉两次。4.3.4.3.2 穿束纵、竖向预应力筋穿束前用通孔器疏通预应力管道,并用压缩空气或高压水清除管道内杂质,纵向预应力筋穿束时先将导线穿过孔道与预应力
22、筋束连接在一起,由卷扬机牵引穿束;竖向预应力筋采用人工穿束。穿束后检查预应力筋外露情况,保证两端外露长度基本相同,满足张拉要求,然后安装锚具、千斤顶。4.3.4.3.3 张拉本桥纵向预应力筋采用s15.2高强度、低松弛钢绞线。预应力钢束在箱梁截面应保持对称张拉,张拉时两端要保持同步,采用张拉吨位与延伸量双控。根据设计张拉吨位,纵向预应力束张拉选用YC500型千斤顶。本桥竖向预应力筋采用32高强精扎螺纹钢,采用单端单根张拉,每根精扎螺纹钢筋锚下控制应力为568KN,亦采用张拉吨位与延伸量双控。竖向预应力张拉选用YDC650型千斤顶。按照设计图纸要求,预应力筋的张拉程序如下:0初应力con(持荷2
23、分钟)(锚固)。预应力筋张拉前,先调整至初应力(取设计张拉吨位的15%),把松驰的预应力钢材拉紧,此时应将千斤顶充分固定,在把松驰的预应力钢材拉紧以后,应在预应力钢材的两端精确地标以记号,预应力钢材的延伸或回缩量即从该记号起量。张拉力和延伸量的读数应在张拉过程中分阶段读出。当预应力钢材由很多单根组成时,每根应作出记号,以便观测任何滑移。预应力钢材实际伸长值L,除上述测量伸长值外,应加上初应力时的推算伸长值,即: L=L1+L2式中:L1从初应力至最大张拉应力间的实测伸长值; L2初应拉力时的推算伸长值(可采用相邻级的伸长值)。张拉前,应对砼构件进行检验,外观和尺寸应符合质量标准要求。张拉时,应
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