资源描述
主桥主梁1#~21#(1`#~21`#)块段悬臂施工方案
第一部分 施工方案
一、质量目标及技术指标
1、质量目标
分项工程合格率100%,确保省、部优质工程的施工目标。
2、技术质量要求
1)、轴线最大偏差不大于(L>100m)L/10000mm;断面尺寸最大偏差:高度+5,-10;顶宽±30mm;底宽±20mm;板厚+10,-0 mm,顶面高程±10mm;横坡允许偏差±0.15%;预埋件位置允许偏差5 mm,在施工过程中必须按照设计图纸以及规范要求进行控制。
2)、钢筋保护层厚度最大偏差不超过设计值±5mm;受力钢筋间距(同排)最大偏差不超过±10mm,两排以上间距不超过±5mm;箍筋、横向水平钢筋、螺旋筋间距最大偏差不超过±10mm;钢筋骨架尺寸最大偏差:长满足±10mm,宽、高或直径满足±5mm,弯起钢筋位置最大偏差不超过±20mm。
3)、模板安装标高最大偏差不超过设计值±10mm;内部尺寸最大偏差满足+5,0mm;轴线最大偏位在10mm以内;模板相邻两板表面最大高低差在2mm以内;模板表面平整最大偏差在5mm以内;预留孔洞中心线位置最大偏差在10mm以内,截面内部尺寸最大偏差满足+10,0mm。
4)、砼严格按照砼配合比的坍落度进行控制。
5)、斜拉索长度偏差应满足:±20mm(≤100m),±1/5000索长(>100m);PE防护厚度(mm)+1.0,-0.5;锚板孔眼直径D(mm):d<D<1.1d(d为钢丝直径),锚具附近密封处理必须符合设计要求。
其它:各道工序符合施工技术规范和设计图纸要求。
二、施工工艺
1.工程概况
高赞大桥主桥采用双塔单索面,墩、塔、梁固结的预应力砼斜拉桥,跨径组合为61m+89m+280m+89m+61m,全长580米。主梁采用近似三角形断面,单箱三室结构,梁高3.5米,箱宽30.5米。主梁0#块长13米,0-1#块长6米,边跨现浇段长8.3米,边、中跨合拢段长均为3米,标准节段长6米(横隔板间距也为6米),全桥共42对。标准梁段断面尺寸为:顶板全宽30.5米,底板宽4米,翼板悬臂长4米,中腹板厚0.4米,斜底板板厚0.25米,边箱顶板厚0.27米,中箱顶板厚0.4米,底板厚0.3米,悬臂板厚度为0.2~0.5米,箱梁设计有纵、横、竖三向预应力,标准节段砼方量为127m3。全桥斜拉索共84对,采用国标双层PE防护镀锌低松驰高强度平行钢丝拉索。
2.施工方案
根据主梁悬浇块段设计构造形式及设计要求,高赞大桥主桥箱梁采用前支点牵索挂篮施工。本桥因其独特的结构特点:梁断面采用倒三角形,底板宽度为4米,斜拉索横向间距2米,致使挂篮存在以下两个问题在充分的社会调研与研究后决定采用复合式牵索挂篮施工,将传统的前支点和中支点挂篮结合在一起,且在底篮前端施加预拉力以满足横向刚度要求。
2.1挂篮结构简介
该挂篮结构组成主要分为底篮承重系统、模板系统、行走系统、悬吊锚固系统组成,具体详见《复合式牵索挂蓝施工图设计》专项方案。
2.1.1底篮承重系统
底篮承重系统是由纵梁与底篮桁架组成的一个空间结构,是挂篮的主要承力构件。挂篮纵梁采用钢箱结构,截面尺寸为80cmX200cm(150cm),箱内设有加劲板(与底篮桁架间距对应),局部位置设置型钢加强。底篮桁架为整体空间桁架,与纵梁间焊接,桁架在箱梁底板范围内高度为2.5米,往两侧逐渐减小,顶面形状同箱梁底板, 所有构件均采用普通槽钢,构件之间焊接;在底篮桁架的前端、后端分别设置了四个吊点,为满足受力需要分别进行局部加强处理;钢箱中部设置水平纵向止推器,具体结构见挂篮设计图,采用20mm钢板焊接而成,一块矩形板、四块三角形板,三角形板垂直焊接在矩形板上作为顶推牛腿,矩形板通过高强螺栓与箱梁底板紧固。
因悬浇时底篮前端只有斜拉索受力,但斜拉索横向距离小,底篮前端横向悬臂长,为保证其刚度,在前端设置了预拉设施,预拉力100吨,采用两根φ32精轧螺纹钢作为受力构件。在挂篮空载时因没有外荷载,前端预拉力会使底篮有较大向上的位移,对结构不利,为此挂篮在空载阶段需释放掉预拉力,到挂篮前移到位准备施工下一节段时重新施加预拉力,初始力按50吨控制,待砼浇注1/2后再施加到100吨。
2.1.2模板系统
模板系统包括外模和内模,根据主梁结构特点,结合挂篮主桁的结构实际情况,外模板直接摆放在底篮顶面,利用底篮作为模板大龙骨,模板采用大面钢模,面板采用5mm厚钢板,加劲肋采用6mm钢板及L63型角钢,再背[10小龙骨;内模考虑到拆除问题(只能小块通过人洞取出)全部采用组合钢模组拼,后背[10龙骨,顶板模板采用钢管脚手架作为支撑,立柱间距按45~120厘米控制,端头模板也利用组合钢模改制。
2.1.3行走系统
行走系统包括行走桁架、行走轨道、行走小车、滑船、行走动力设施、行走滚轮、行走导向轮。
(1)行走桁架:行走桁架包括两组菱形桁架,分别布置在梁顶斜拉索的两侧。桁架为空间结构,采用槽钢焊接而成,具体结构见后面的附图。挂篮行走时每组桁架提住底篮前端的两个吊点。
(2)行走轨道:每组行走桁架下方设置有两条轨道(宽边工字钢),轨道顶面焊有不锈钢板,通过锚杆固定在梁顶。
(3)行走小车:在行走桁架尾部设置有小车,与行走桁架后锚点箱销接,小车通过行走轮反扣在轨道的翼板下缘。
(4)滑船:为使行走桁架能顺利前移,在行走桁架中支点处设置有滑船,由两端带弧形的钢板和四氟板组成,与中支点节点箱销接。
(5)行走动力设施:在主梁顶板预先设置牵拉地龙,行走时利用电动葫芦牵拉行走桁架的中支点即可使行走桁架前移。
(6)行走滚轮:底篮行走前后端除钢箱处外所有吊杆全部拆除,此时钢箱中部仍作用在吊杆提住的滚轮上,下放吊杆到一定位置,梁顶施加牵引力时底篮通过滚轮前移。
(7)行走导向轮:在纵梁尾部与就及箱梁底板间设有行走导向轮,避免纵梁及模板直接与箱梁底板接触,大大减小结构间的摩擦力,同时保持挂篮行走时沿桥纵轴线前移。
2.1.4悬吊锚固系统
挂篮的悬吊锚固系统由前中后吊杆、行走桁架后锚杆、止推装置、斜拉索张拉锚座组成。在浇混凝土时,挂篮的前悬臂部分用斜拉索进行牵引,起到前支点作用;底篮后端与已浇混凝土梁前端通过中吊杆悬吊锚固;行走桁架后端由后锚杆锚固在梁顶,行走时行走桁架的前端吊杆提住底篮的前端,斜拉索张拉装置拆除。
2.2挂篮的加工
该挂篮为一大型结构,加工时须考虑加工条件、运输条件、现场拼装条件及加工质量等因素。经对现场施工条件充分分析后决定采用如下加工方案:底篮分块加工,分块尺寸按运输要求、起吊安装要求确定,重量不大于10吨,平面尺寸宽度不大于4米,长度不大于9米,按此要求整个底篮划分为10块,各块之间采用现场焊接。行走桁架分片加工,每组桁架有两个纵向桁架片,横向联系杆按单件加工现场安装,采用螺栓连接。轨道分节加工,现场组装,每节之间螺栓连接,单根轨道总长12米,分4节,每节3米。其他构件按单件加工,到现场组拼。
2.2.1放样、号料及切割
挂蓝各部件加工放样根据设计图和工艺要求进行,并预留制作和安装时的焊接收缩余量及切割、刨边和铣平等加工余量。样板、样杆、样条制作的允许偏差:对角线允许偏差±1mm;宽度、长度允许偏差:+0.5,-1.0 mm。
号料前应检查钢料的牌号、规格、质量,如发现钢料不平直,有蚀锈、油漆等污物,应矫正清理后再号料,号料外形尺寸允许偏差为±1mm。
切割前将料面的浮锈、污物清理干净。钢料放平,垫稳。割缝下面留有空隙。切割采用精密自动切割,切割允许偏差±1mm。
焊接坡口可采用机械加工或精密切割,坡口尺寸及允许偏差应视其焊接工艺确定。
2.2.2焊接
在工厂或工地首次焊接工作之前,或材料工艺在施工过程中遇有须重新评定的变化,必须分别进行焊接工艺评定试验。焊接工艺评定按现行《铁路钢桥制造规范》(TB10212)进行。工厂焊接宜在室内进行,湿度不宜高于80%,环境温度不宜低于5℃。
焊工应经过考试,熟悉焊接工艺要求,取得资格证书后方可从事焊接工作。焊接时需符合以下规定:
(1)焊接前,零部件应经检查合格方可使用;连接接触面和焊缝边缘每边30~50mm范围内的铁锈、毛刺、污垢等应清除干净,露出金属光泽。
(2)施焊时母材的非焊接部位严禁焊接引弧。
(3)所采用的焊接材料型号应与焊件材质相匹配。
(4)缝应距设计焊缝端部30mm以上,焊缝长应为50~100mm,间距应为400~600mm,定位焊缝的焊脚尺寸不得大于设计焊脚尺寸的1/2。
(5)不得有裂纹、气孔、夹渣、焊瘤等缺陷,否则应处理改正。如有焊缝开裂应查明原因,清除后重焊。
2.2.3焊缝检验
焊接完毕,所有焊缝必须进行外观检查,不得有裂纹、未熔和、夹渣、未填满弧坑等。外观检查合格后,主要部位零、部(杆)件的焊缝应在24h后进行无损检验,焊缝质量应符合设计图纸及规范要求。
2.2.4试拼技术要求
(1)按图纸进行试拼装,要求试拼现场布置足够数量的临时支撑点。
(2)销子、螺栓允许采用木榔头敲震安装,但不得损伤配合表面和螺纹部分。
(3)试拼后整体结构尺寸与设计吻合。
(4)试拼后部件不得出现变形。
2.2.5运输、包装技术要求
(1)运输、包装应符合国家有关运输、包装的相关标准。
(2)吊杆、吊带等细长杆件不得因包装不当或运输原因产生变形。
(3)装卸吊杆、螺杆时不得使零部件产生变形或损伤。
2.3挂篮的安装
挂篮的安装总体上分两部分,即梁上部分和梁下部分,梁下部分就是底篮的拼装,梁上部分主要是行走系统,悬吊系统和模板系统则在底篮提升后安装。
2.3.1底篮的安装
单个底篮重量为72吨,重量较大,结构尺寸也大,整体运输难度极大,因此考虑将底篮进行分块,加工好在现场组拼,然后垂直提升就位。根据现场的实际地形分析,21#墩和22#墩均存在陆地和水上拼装两种方式。陆地上利用钢管桩和型钢搭设拼装平台(准确控制顶面标高),钢管桩的支撑处需作地基处理(扩大基础),保证拼装平台有足够的刚度而不致发生拼装变形,平台高度按1.2米控制,便于操作人员进入施工。水上则利用浮箱组拼拼装平台,在浮箱上仍利用钢管桩、型钢搭设拼装平台(准确控制顶面标高)。底篮的分块充分考虑车辆运输的尺寸和重量要求、现场吊装设备的尺寸和重量要求,分块重量控制在10吨以内。
拼装平台形成好后将底篮块段运抵现场,利用工地现有的汽车吊按各块段的位置吊装就位,然后通过千斤顶或葫芦微调平面位置,满足要求后进行焊接,焊接要求同相关加工要求,完成后按要求进行检验,合格后方可使用。
底篮拼装就绪,利用布置在梁顶的卷扬系统垂直提升,采用四点起吊(分别在已浇梁段的和行走桁架的前端各布置两个吊点),每点处配置一台5吨卷扬机、两个四轮滑车,直接利用钢绳起吊。
2.3.2行走系统的安装
行走桁架按片进行加工,到现场后利用塔吊吊至梁顶进行组拼;轨道、小车、滑船、牵引设置同样利用塔吊吊至梁顶,安装从下到上的顺利分别安装就位。
2.3.3悬吊锚固系统的安装
行走系统安装就位后安装锚固系统,先将行走桁架后端、轨道利用锚杆锚固,然后安装提升系统,检查底篮提升系统,全部完好开始起吊底篮。提升时由专人统一指挥,要求四套提升系统缓慢均匀同步进行, 在底篮脱离地面约50厘米时停止提升,技术人员观察变形情况、焊接情况、吊点情况,静放半个小时后未发生异常情况则可继续提升,若出现异常则立即下放,处理后再提升。
2.3.4工作平台的安装
在挂篮的四周及工作通道均应设工作平台,在工作平台的外侧用角钢等焊结栏杆并用安全网封闭,以确保操作人员安全。
2.3.5模板系统安装
内外模均利用塔吊分块吊至梁顶或底篮上,按各块的设计位置组拼就位即可。
为保证模板的水平缝和竖向缝平顺、不漏浆,采取措施如下:
(1)、水平接缝与竖向接缝均采用泡沫双面胶衬垫并用打磨机打磨平整。
(2)、每次拆模后均及时将模板表面清理干净并涂抹机油,确保在下一次使用时没有水泥浆或砼残渣。
(3)、每次立模前先将模板表面清理干净,除去污垢、不洁物或砼残渣(如有),涂上适量脱模剂后方可立模。
模板安装完毕后,应对其平面位置利用全站仪测量调整,使其满足规范要求,即轴线位置偏差≤10mm。
在施工过程中,禁止用猛烈的敲打和强扭等方法进行模板的安装及拆除,防止模板出现较大变形,影响施工的正常进行。如出现较大变形,需及时进行校正,以保证施工质量。
2.4挂篮加载预压
预压的目的首先是消除结构非弹性变形,然后是检验挂蓝的强度、刚度,同时还要确定挂蓝整体变形实际数据,为正式施工提供立模数据依据。
(1)变形观测点:在底篮前端布置5个(纵梁处、底篮横向最外端、距桥轴线8米处),底篮外侧纵桥向2个(中部及计算位移最大处);
(2)应力观测:根据结构计算结果从每种规格杆件中选取受力最大的贴应力片,掌握实际内力情况。
(3)观测记录:变形需记录各点的三向坐标,然后与原坐标比较得出变形值,应力直接度数即可,记录时间分别为每一加载等级的初始状态、1/2持荷时间、持荷结束三种时刻。
(4)分级加载方案
按标准块段荷载的1.2倍进行加载,加载顺序按照主梁混凝土施工浇筑的顺序,先底板,再横隔墙及腹板,后顶板的顺序进行加载。堆载材料可采用工地上的钢结构、钢筋或砂袋。加载等级按斜拉索张拉次数确定,具体加载方案见下表。
加载等级
荷载大小
持荷时间
斜拉索索力
数据观测记录
初始状态
0
30分钟
60T
加载一
10%满载
30分钟
60T
加载二
20%满载
30分钟
60T
加载三
50%满载
60分钟
180T
加载四
100%满载
120分钟
180T
加载五
120%满载
60分钟
180T
加载六
50%满载
60分钟
60T
加载七
0
30分钟
60T
(5)注意事项
1) 千斤顶张拉操作人员持证上岗。
2) 各级加载试验操作严格按规范进行操作。
3) 加载采用逐级加载的方案进行。
加载过程应设专人仔细检查各部位情况,有不良状况应立即停止试验,并向有关领导即时汇报,经分析研究后,再确定下一步方案。
2.5 悬臂浇注施工
2.5.1挂篮总体施工工艺流程
挂篮前移到位
底篮整体提升
中、后吊杆安装
水平止推装置安装
利用吊点处千斤顶调整底模标高,锚固吊点
挂斜拉索并进行第一次张拉,调模就位
底板、横隔板、腹板钢筋绑扎,预应力管道铺设、预埋件设置
横隔板、腹板模板安装、顶板支架及模板安装
绑扎顶板钢筋
预应力管道、预埋件安装、吊点预留孔预留
第一次混凝土浇筑(1/2),检查后锚点
斜拉索第二次张拉
浇筑混凝土(1/2)
混凝土养生待强
张拉主梁预应力
斜拉索第三次张拉,锚点转换
挂篮卸载脱模
挂篮前移准备工作
挂篮前移
(1)挂篮提升
挂篮行走到位后,解除挂篮行走水平牵引装置,利用钢箱后端吊杆处的顶升千斤顶,将底篮顶升至接近已浇混凝土梁底面,安装底篮中吊点。
(2)安装水平止推装置
将止推器从梁底放入,通过高强螺栓与梁段紧固。在完成立模标高调整后,应采用钢楔或钢板楔紧止推器,防止在张拉过程中挂篮后移。
(3)调整挂篮立模标高
此时中吊杆处于松弛状态,调整挂篮中吊点处的千斤顶,将挂篮后端与梁段地面紧贴,同时提升前吊杆时底篮前端标高满足设计要求,然后将中吊杆锚固紧。
(4)挂索及斜拉索第一次张拉
安装斜拉索,将斜拉索与挂篮前端锚座进行精确定位并锚固,放松行走桁架前端的吊杆,按施工控制组提供的索力进行第一次张拉,检查中后吊杆,确保紧固。在张拉过程中,测量组积极进行测控配合,以保证施工的顺利进行。
(5)钢筋绑扎
在钢筋绑前要对主梁混凝土施工缝进行凿毛处理(可在混凝土浇筑一定时间后,提前完成本工作)。钢筋的绑扎、纵横预应力管道的安装均应满足施工规范的要求,同时进行各种预留孔和预埋件的安装。先绑扎底板、腹板、横隔墙钢筋,顶板钢筋需在顶板支架及模板安装就绪后再进行绑扎。
(6)内模的安装
利用拆除的组合钢模组拼腹板、横隔墙模板,安装龙骨,穿对拉螺杆拉紧定位,铺设底板盖板(组合钢模),安装2[10龙骨并固定,在该龙骨上搭设顶板支架,铺设顶板模板(组合钢模)。
(7)第一次混凝土浇筑
全面检查挂蓝的所有联接构件、结构物尺寸、预留孔、预埋件位置等,在确认无误的情况下,方可进行混凝土的浇筑。混凝土的浇筑顺序由前端向后端,从中间向两侧进行,采用插入式振捣器振捣。在塔的两端对称施工,避免偏载。
(8)第二次斜拉索张拉
待混凝土浇筑至1/2时,停止混凝土浇筑,进行第二次斜拉索张拉,在张拉前对后、中锚点进行检查,如发现有松动现象,应及时紧固。张拉吨位仍按施工控制组要求控制,同时测控测点标高。
(9)第二次混凝土浇筑
完成斜拉索第二次张拉,按顺序浇筑完成剩余的混凝土,并测控测点标高。
(10)混凝土养生待强
混凝土的养生按照现行规范的有关要求执行。在梁顶铺设麻袋,不间断洒水,箱内储水,模板上洒水,保证有足够水分养护砼。
(11)预应力束张拉
在混凝土强度达到设计要求后,拆除梁端头模板和外侧模,按设计要求顺序及程序进行预应力张拉。压浆施工在挂篮前移后再进行,以减少工期。
(12)锚点转换,进行斜拉索第三次张拉
完成梁体全部预应力后,按施工控制组要求进行斜拉索第三次张拉,同时上紧斜拉索梁端锚头螺帽,收紧前吊杆,拆除张拉千斤顶及牵引杆,完成锚点转换。
(13)挂篮卸载脱模
横隔墙、腹板模板模在锚点转换前即可拆除,在完成斜拉索第三次张拉后,锚点转换,收紧前吊杆,利用前吊点、中吊点、后吊点处的千斤顶卸载,使底篮下落。
(14)挂篮行走准备
拆除挂篮后吊杆、水平止推装置及纵梁两侧的中吊杆,安装挂篮行走顶推千斤顶及其附属设施,拆除行走桁架后端锚杆利用小车反扣在行走轨道上,做好挂篮行走准备工作。
(15)行走
行走前将挂篮前端不必要的施工荷载应转移在已浇筑完成的混凝土上,
利用葫芦将挂篮缓缓向前移动,测量人员须跟踪监控,若发现偏差采用葫芦牵拉予以纠正,保证挂篮行走偏位满足施工要求。在挂篮行走到设计位置前须细心操作,以保证挂篮的准确就位及施工安全。
2.5.2.挂篮悬浇施工关键工序
(1)主梁立模施工控制
由于斜拉桥施工受日照及日照方向影响比较大,故主梁立模应选在避开日照的温度较低时进行,且应避开大风期。应尽可能在上午9时前,下午5时后进行标高测量,并记录测量时的温度。
立模标高控制按设计提供的含预拱标高,另加施工调整值控制(由施工监控方提供)。拉索的每一次张拉也应选在标准时间内进行,否则应对立模标高、索力进行温度修正。在悬浇施工过程中除按常规观测主梁标高外,每个月还需进行一次全天24小时的全面精密观测,分析日照、温度对各种部分变位的影响,以便对立模标高进行修正。
(2)主梁平面位置施工控制
梁段平面位置可用全站仪采用坐标法进行控制,按至少左、中、右三点位置;主梁横断面上的高程控制点数量也应不少于3点,高程测量可直接用水准测量。在施工过程中并应根据主塔墩沉降、偏位,及时对有关数据进行校正,以保证施工控制的精度要求。
(3)钢筋工程
1)钢筋进场检验及存放
用于本工程的任何钢筋均具有出厂质量证明书和试验报告单,并根据规定抽样做力学性能试验,试验结果需符合设计要求和施工技术规范要求。
钢筋必须按不同钢种、等级、牌号、规格及生产厂家分批验收,分别堆放,不得混杂,且设立物资标识牌。钢筋在运输中,避免锈蚀和污染。钢筋宜堆置在仓库内,露天堆置时垫高并加遮盖。
2)钢筋的加工及安装
施工用的钢筋表面应洁净,使用前将表面油渍、漆皮、鳞锈等清除干净,钢筋应平直,无局部弯折。钢筋在钢筋棚中严格按图纸尺寸加工成型,并分类堆放,最后由平板车运至施工现场绑扎安装。
钢筋安装应严格按设计图纸施工。直径≥Φ25 mm以上的主钢筋连接均采用直螺纹接头连接方式,其余主筋均采用搭接焊的连接方式进行。其接头错开布置,同一断面接头不得超过该断面接头数量的50%,严格按施工规范操作。钢筋的交叉点用铁丝梅花形绑扎结实,必要时,亦可用电焊点焊,但不能烧伤主筋。为保证保护层厚度,在钢筋上加设水泥垫块,同时垫块与钢筋扎紧,并错开布置。
为满足主梁悬浇施工要求,在主梁现浇段施工过程中,需按施工设计埋设不同的预埋件,其埋设严格按设计图纸进行施工,并与钢筋焊接牢靠,防止在施工过程中出现预埋件移位,影响后序工程施工的进行。
钢筋分层绑扎成型,为确保钢筋安装准确,钢筋安装应根据测量放样轴线放出钢筋安装大样线。在进行预应力设置时,预应力筋管道必须采取绑扎或限位等可靠的加固措施,确保预应力管道安装牢固以及畅通,不发生变形。在进行底板钢筋安装时,钢筋搭接、绑扎和焊接必须符合规范要求,为保证上下层钢筋的整体性,上、下层钢筋网之间的架立钢筋应绑扎牢固,可将部分钢筋进行点焊。预应力管道的施工时在管道与锚垫板之间用胶带进行密封,同时横、竖向预应力筋预留张拉槽,并确保水泥浆无法进入管道内,以便保证横、竖向预应力束的张拉施工。竖向预应力张拉槽口沿纵桥向通长设置。钢筋安装完成通过验收后即可进行内侧模板的安装,并在模板通过验收后可进行砼的浇注。
(4)斜拉索施工
1)斜拉索制作
本项目斜拉索由专业厂家完成。
2)斜拉索安装
斜拉索的安装分塔上和主梁上安装两种,安装方案的选择根据设计确定的锚固方式计算出拉索的牵引力,依据牵引力的大小、施工设备、主梁施工方法等因素综合考虑决定挂索方案。受本桥施工条件的影响,斜拉索安装均先采用塔吊吊装斜拉索至桥面,然后再进行安装。在斜拉索安装过程中,要避免碰伤锚具与PE护套,不得在桥面或地面上拖拉。如有意外损伤的应及时进行修补并做好记录。
根据挂篮设计特点,在斜拉索安装过程中均采用先塔上后梁上的方案进行施工。
主塔封顶后
3)塔上斜拉索安装
塔上挂索前,先对索管进行检查,清除粘附在索管上的混凝土,并用探孔器检查索管有无变形,检查完毕后在锚板上准确放出孔道十字线,便于对中。在斜拉索成盘运至桥上后,先吊放到放索机架上(放索机架应带有刹车装置,防止成品索盘突然散落损坏斜拉索),待安装好索套的吊点、途中的防护装置及索管进口导向、防护装置后,再开始放盘。由吊装机具将拉索吊至塔上索管近口处,调好位置、方向,由塔内软牵引装置牵引出索管口,安装好锚固螺母,拆除软牵引,完成塔上索的安装施工。
在安装过程中,拉索的吊装可选用单点、多点、导索等方法。对于中、短索可根据牵引力的大小,采用塔吊直接吊装;对于长索,则应采用卷扬机滑车组,利用柔性牵引索和刚性连接杆组成的牵引系统安装。
4) 梁上斜拉索安装
主梁上斜拉索安装前,应事先在斜拉索在主梁的行进路线上,按每隔5米布置一个滚筒,安装好索套的吊点、途中的防护装置及索管进口导向、防护装置后,利用卷扬机牵引系统牵引斜拉索至待浇梁段附近,安装好斜拉索管并进行有效的固定,防止在牵引过程中损伤斜拉索保护套,然后再安装刚性张拉连接杆,同时再连接好柔性牵引钢铰线或刚性牵引精轧螺纹钢,调好位置、方向,利用牵引系统,使斜拉索安装到位,完成整个斜拉索的安装。
5)斜拉索张拉
设计上说明斜拉索的张拉采用塔上单端张拉方式,但考虑到本挂篮的实际施工情况,在梁端(底篮弧形梁处)张拉更便于施工,最后的调索则在塔上进行。张拉用千斤顶均按两套准备,油压表应选用精度1.5级的标准油压表。千斤顶、油泵和油压表在使用前均应配套标定,绘出标定曲线,并配套使用。张拉设备的标定、校准、保养应按有关规定执行。
混凝土梁斜拉索的张拉一般分五次张拉,即挂篮立模时的第一次张拉(初张拉),混凝土浇筑1/2时的第二次张拉,主梁预应力张拉完毕后锚点转换时的第三次张拉,合拢后的索力调整时第四次张拉(根据测量结果部分索进行调整),桥面铺装完成后索力调整的第五次张拉。
斜拉索张拉,须对称于主塔桥横轴线平衡施工,且应严格按设计规定的程序进行。具体施工控制以施工监控细则要求执行。
(5)混凝土施工
1)配合比选用
混凝土的配合比的选用,以满足和易性、凝结时间等为施工条件,以符合强度、耐久性等质量要求为原则,由试验室通过设计和试配确定。根据主梁施工特点,C50混凝土坍落度控制在12~16cm,以保证混凝土具有可泵性,且初缓凝时间应大于12小时(保证在砼浇注完一半时不发生初凝现象),3天强度达到设计强度的80%。
施工时,试验室根据实际采用的粗细骨料的含水量,对混凝土用水量做相应调整,待满足施工要求后方可进行混凝土浇筑。
为防止大体积箱梁砼在水化、凝结过程中内外温差过大,致使砼表面产生裂缝,可采取如下措施:
A、采用低水化热的普通水泥、矿渣水泥、粉煤灰水泥。
B、减少水泥用量:以改善骨料级配、降低水灰比、掺加混合料、掺加外加剂等方法减少水泥用量。
C、减小分层厚度,加快混凝土散热速度。
D、浇注时间选定:优先考虑夜间浇注,避开高温峰值。
E、砼用原材料应避免日光爆晒,降低混凝土所用骨料及拌和水的温度。
2)砼拌和与运输
砼采用岸上砼拌合楼集中拌和。砼运输,主要采用陆地砼输送车运输至桥位,然后由卧泵泵送浇注,为避免砼浇注过程中由于砼的供应原因造成砼浇注中断,确保梁段砼浇注的顺利进行,未施工一岸的砼拌和楼应同时做好拌和准备,同时备用储料斗、运输船,确保砼的供应。
在进行砼拌和前,对拌制砼的配料器具进行检查。对骨料的含水量在开盘前或在施工过程中天气突变时应进行检测,及时调整骨料和拌和水的用量,浇筑过程中试验室值班人员严格控制砼拌和的各项施工参数,对不符合要求的砼一律不准入模。
3)混凝土浇筑
砼浇筑时两悬臂端应同时进行,其不平衡方量不超过箱梁底板方量;同一箱梁横向两端砼浇筑也应同时对称进行,其不平衡方量不超过4M3。
浇筑混凝土前,先把模板内的杂物及钢筋上的污垢清理干净,由现场质检工程师对模板、钢筋、预埋件等进行全面检查,检查合格后报请监理工程师抽检,合格后方可浇筑混凝土。
混凝土浇注采用卧泵泵送入模,按照先底板,再腹板、横隔墙,后顶板的施工顺序进行浇注,且以塔柱纵横轴线对称的方式进行,避免偏载,腹板和横隔墙水平分层浇筑,每层浇筑厚度不大于50cm。同时在下层混凝土初凝或能重塑前浇筑完上层混凝土。混凝土浇筑连续不间断进行,如因故必须间断,其间断时间应小于已浇混凝土的初凝时间,若大于时,则按施工缝处理后才能继续进行混凝土浇筑。为了确保砼自由落差不超过2.0m,泵管出料口采用软管进行下料,以保证砼下料高度不超过2m。
混凝土振捣采用插入式振动器振捣,且振捣严格按规范要求操作,其移动间距不超过振动器作用半径的1.5倍,同时振动棒应垂直插入下层混凝土5~10cm,每一部分须振动到该部分混凝土密实为止,即混凝土停止下沉、不冒气泡,混凝土表面实现平坦、泛浆为止;振动完毕后振动棒应边振边徐徐提出,同时避免碰撞模板、钢筋及预埋件。
在斜底板砼的施工过程中,由于砼凝固前的流动,容易造成堆积,在斜底板安装固定内模或活动式内模,安装固定式内模时,可在内模适当位置开洞振捣,洞口间距50×50cm,采用梅花状方式布置,在砼振捣完成后,及时封堵洞口,安装活动式内模时,砼浇筑后及时封堵,避免后续浇筑砼的堆积。
由于顶板顶面纵向存在坡度,为保证顶面的平整度小于10mm,在顶板砼浇筑前纵向预埋三排标高定位控制钢筋,并以水平角钢将标高控制钢筋纵向连接,角钢顶面同顶板砼顶面齐平,顶板浇筑完成后用4m长水平尺横向沿角钢顶面收平处理。
高温季节主梁砼悬臂浇筑过程,考虑对侧模及底模不停地喷水降温。
3)混凝土养护
混凝土浇筑完毕后,在混凝土顶面收浆后尽快予以覆盖和洒水养护,模板拆除后应对主梁表面洒水养护,同时混凝土养护时间不得小于14d。
为防止砼浇注过程中和养生用水渗入预应力管道并锈蚀预应力粗钢筋,在砼浇注前应将管道堵死,并在预应力筋端头用防水胶布绑扎处理。
(6)预应力工程施工
体外索加工、转向块内嵌钢管、锚具向厂家整套定制,包括套管内压入油脂均由厂家完成,现场安装将在厂家的指导下进行(施工前将向厂家索取工艺操作要求),其预应力施工工艺与体内索类同。
1)预应力材料进场检验及存放
施工用预应力钢绞线质量,符合现行国家标准的规定,经检验合格后方可使用。预应力的材料必须保持清洁,在存放和搬运过程中避免机械损伤和有害的锈蚀,如进场后需长时间存放时,必须安排定期的外观检查。预应力锚具、夹具应配套使用,不得混杂,在存放、搬运时均要妥善保护,避免锈蚀、沾污和遭受机械损伤。
2)钢绞线下料
钢绞线下料时按设计要求下料,且采用切隔机或砂轮锯下料,不得采用电弧切割。加工好的材料按不同规格编号,且有序堆放。钢绞线不得直接堆放在地面上,必须采用垫以枕木并用苫布覆盖等有效措施,防止雨露和各种腐蚀性气体、介质的影响,且施工期间不得污染。
3)预应力管道施工
主桥纵向预应力管道采用塑料波纹管,内加塑料衬管。
波纹管安装严格按照设计图纸要求进行,并且采用定位筋固定牢固,直线段定位钢筋的纵向间距不大于0.5米,曲线段定位钢筋的纵向间距不大于0.25米。纵向预应力管道位置的偏差不得大于1cm,横向预应力管道不得大于0.5cm。在曲线段特别是底板索应不大于25cm间距设置一道防裂钢筋网。因箱梁纵向预应力波纹管较密,相邻波纹管之间的空隙较小,所以在浇筑砼应防止振动棒把波纹管碰偏碰漏,造成堵管、钢绞线穿束困难或管道摩阻增大。
为了防止纵向波纹管接头出现错台或密封不严现象,采取把接头预埋在前一段箱梁砼内,后一段的波纹管拧进前一段内5cm,横向接管部位应交错布置,严禁在同一端面相邻管道同时接长,且不允许被接管外露,只允许接管外露。接头处先用防水胶布进行处理,然后再用宽塑料胶布裹缠严密。
准确安装锚垫板,锚垫板承压面一定要垂直于波纹管的中心线。
为了确保预应力管道畅通,采取如下措施:a、预应力管道安装前检查管道有无孔洞或裂缝;b、波纹管接头处采用胶布缠裹严密,确保不漏浆;c、预应力管道设置一定数量的定位筋,以保证管道顺直;d、砼振捣时,应避免振捣棒碰撞预应力管道,以免产生漏浆现象。
4)预应力筋安装
根据施工设计要求,预应力均采用后张法施工。预应力束均采用先穿,刚开始的几个节段可利用塔吊辅助穿索,后续的节段则利用布置在桥面的卷扬机加牵引索辅助施工,从孔道一端牵引至另一端。
5)预应力张拉
设计要求明确了三向预应力的张拉顺序,先张拉竖向,再张拉横向,最后张拉纵向预应力。纵向束张拉按照先长束后短束,先底板束后顶板束,并以箱梁中心线对称进行。穿束完成后,采用控制应力法进行两端张拉,并以理论伸长值进行校准(不超出规范允许的±6%)。当两端伸长量相差较大时,立即查找原因,纠正后再张拉。当张拉束中有一根或多根钢绞线产生滑移时,马上停止张拉查明原因并处理后再进行张拉。
预应力在张拉之前,应对其各构件进行检查,外观和尺寸应符合质量标准要求。预应力张拉所用的机具设备及仪表应由专人使用和管理,并应定期维护和校验。
张拉时,构件的混凝土强度应符合设计要求,即混凝土强度达到设计强度的90%(45MPa)以上,同时养护龄期达到5天以后进行,同时预应力张拉均采用双控,且以应力控制为主。按设计要求,其引伸量误差应控制在±6%以内,同一张拉断面断丝率不得大于1%,且不允许整根拉断。
三向预应力束张拉程序如下:
OVM15-12、15-9、15-7钢束:0→(10%σk)→(20%σk)→(100%σk)→(103%σk)→持荷2分钟锚固。
BM15-4、15-5钢束:0→(10%σk)→(20%σk)→(100%σk)→(103%σk)→持荷2分钟锚固
JL32精轧螺纹钢筋:0→(10%σk)→(20%σk)→(100%σk)→持荷2分钟(σk)锚固。
理论伸长量计算:采用公式PPL/ APEP进行
式中:PP—钢绞线平均张拉力(N);
L —钢绞线长度(mm);
AP—钢绞线的截面面积;
EP—钢绞线的弹性模量(N/mm2);
PP=P(1-e-(kx+µθ)/(kx+µθ)
式中:p—钢绞线张拉端的张拉力(N),每节段必须考虑预应力损失
x—从张拉端至计算截面的孔道长度(m)
e—从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和(rad)
k—孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数,取u=0.15~0.25
实际伸长量计算
预应力钢绞线的实际伸长值△L=△L1+△L2计算;施工实际控制中,还应考虑千斤顶工作段的影响。
所有预应力张拉都应在箱梁砼强度达到砼设计强度的90%,且养护龄期达5天以上后进行。张拉后的钢束或钢筋应作明显标记,决不允许漏拉。张拉完成后,严格禁止撞击锚头和钢束,钢束和粗钢筋张拉后多余的长度应用砂轮切割机切割。所有的粗钢筋均应采用二次张拉施工工艺,并严防漏拉。
所有张拉过程都应有监理工程师在场,并做好完整的原始张拉记录。
6)孔道压浆
预应力钢束张拉后,及早进行压浆,本项目考虑在挂篮前移到位后即开始压浆施工。孔道压浆用水泥浆,其技术条件应符合以下规定:
1、水泥采用与主梁一致。
2、水灰比宜为0.40以内,掺入适量减水剂时则可减小到0.35,水及减水剂对预应力钢材应无腐蚀作用。
主桥主墩0#、0-1#(0-1`#)块施工方案》补充方案------“预应力管道真空辅助压浆施工” 已经涉及,不再赘述。整个施工过程应作好压浆施工记录。
7) 封锚
在孔道压浆完成后,进行封锚。封锚前,在预应力张拉槽口补焊设计采用的钢筋。封锚混凝土标号与塔柱标号一致,且宜为微膨胀混凝土。
(7)抗风措施
1)在20#、23#墩承台上预埋抗风地龙,在大风期安装抗风缆,具体见附图。
2)另外箱梁采取大悬臂现浇施工时,避开台风期、尽早合拢等措施以减少风振的影响。
(8)施工监控
本悬浇施工难度较大,过程监控尤为重要,目前业主已招标成立了监控组。我部结合自身实际施工情况也制定了过程监控内容:挂篮本身使用状况监控、梁段线形监控、砼特性监控;其中挂篮使用状况监控包括构件变形、构件应力、节点连接质量等,监控时间为每一节段砼浇注的开始、中间、结束和挂篮行走的开始和到位,发现异常情况立刻停止施工,处理好后方可恢复施工;梁段线形监控包括立模标高及坐标控制、砼浇注过程中标高控制(每30分钟一次)、砼浇注完后的标高、坐标监控(半天一次);砼特性监控包括初凝时间控制(每节段)、和易性控制(每节段)、坍落度控制(每节段)、养生质量监控(每节段)、温度监控(每节段)、外观质量监控(每节段),及时发现问题,会议研究确定解决方案。
过程中密切与监控单位保持联系,及时科学的调整数据。
第二部分 机构组织、材料、设备、劳动力进度计划安排
一、机构组织
本工程主梁悬浇施工共设4个作业队,即容桂岸主桥作业队,杏坛岸主桥作业队,砼生产作业队,张拉作业队,每个作业队设正、副队长一名,现场技术员(质检员)二名,并配置三个配合班组。施工现场组织机构详见下图。
项目经理
雷志超
项目副经理兼现场指挥部指挥长
程咏春
项 目
副经理
李华彬
项目党支部
书记兼副经理
柴世雄
总工程师
付开庆
财务部 贾蕾
李胜利
经理办公室
杨洪磊
现场指挥部
物资部 罗志强
总工办 陈明裕
陈明
合约部 王喻秋
试验室 马长明
高福全
生产机械组
程咏春
现场技术组
安全组 李永重
测量组 廖顺山
质检组 杨洪磊
张拉作业队 马志辉
砼生产作业队 游军
技术负责 刘文涛
杏坛岸主桥作业队
技术负责 刁先觉
容桂岸主桥作业队
钢结构
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