资源描述
黄舣长江大桥主桥边跨现浇砼箱梁施工方案
1概述
1.1边跨介绍
黄舣长江大桥主桥为(39m+53m+48m)+520m+(53m+5×48m)十跨连续梁半飘浮体系高低双塔双索面混合梁斜拉桥,桥面纵坡2.0%,其中边跨为砼箱梁,中跨为钢箱梁,钢混接合面设置在中跨距索塔横桥向中心线12m 处。
边跨箱梁为单箱四室预应力混凝土结构,其中泸州侧(北岸)边跨箱梁总长度为(39+53+48)+12=152m,黄舣侧(南岸)边跨箱梁总长度为(53+5×48)+12=305m,其中12m 系伸入中跨梁段长度。
砼箱梁中心线处梁高3.19m,两侧各设1.5m 人行通道及1.2m拉索区,箱梁底板宽15.2m,全宽31.0m, 索塔处缩窄为26.0m。横桥向箱梁底板水平,桥面设2%双向横坡。标准横断面顶板厚为45cm、水平底板厚为30cm、斜底板厚为30cm、中腹板厚为50cm。索塔区顶板、水平底板、斜底板板厚渐变为80cm、65cm,中腹板厚渐变为110cm、130cm。过渡墩处设端横梁,泸州侧端横梁厚2.14m,黄舣侧端横梁厚2.49m;辅助墩处、索塔处横梁厚2.0m;斜拉索处横梁厚0.5m。
箱梁标准断面见图1.1-1:箱梁标准断面图。
图1.1-1:箱梁标准断面图
箱梁立体图见图1.1-2:砼箱梁立体图。
图1.1-2:砼箱梁立体图
边跨箱梁采用C50混凝土,其中北岸边跨约5500,南岸边跨约11000。
纵、横向预应力束均采用直径为15.24mm的高强、低松弛钢绞线,其标准抗拉强度为Ryb=1860MPa。预应力钢束设计张拉控制应力为0.75Ryb。主梁顶板钢束(15-16)、腹板束(15-22)与底板钢束(15-12)采用整束张拉,每束张拉控制吨位15-12为2343KN、15-22为4296KN、15-16为3125KN;横梁钢束(15-12、15-19、15-22)采用整束张拉,每束张拉控制吨位15-12为2343KN、15-19为3710KN、15-22为4296KN;箱梁底板横向预应力钢束(15-3扁锚)采用单根张拉,每根钢绞线张拉控制吨位为586KN。
箱梁纵向预应力通过钢绞线连接器与下一段相连,因此,纵向预应力除A梁段(北岸首跨)及E梁段(南岸首跨)采用两端张拉外,其余各梁段均采用单端张拉。
1.2主要施工方法
根据现场条件,辅助墩、过渡墩桥址地势平坦,其下多为砂层、砂夹卵石层及岩层,地基承载力较好,采用钢管桩贝雷梁少支架方案进行施工。
支架基础采用底部配筋的扩大基础,并使相邻两根钢管桩基础做成联合基础,部分软弱地基处理时,采用75振动锤打入3根钢管桩入岩作为桩基础,在3根钢管桩上浇注砼作为承台,该承台兼做扩大基础,通过扩大基础及钢管桩基础共同作用来承受上部荷载。
钢管桩采用φ720×δ10mm钢管桩,平联采用φ400×6mm钢管桩,钢管桩顶部设置桩帽,桩帽为“井”字架结构,“井”字架与钢管桩内壁牢固焊接。
桩帽上部设置卸荷块,卸荷块分为两种,即卸荷砂筒与型钢卸荷块块。考虑到箱梁张拉后跨中起拱,箱梁重量将转移到支座端承担,因此在靠近支座端的钢管桩(墩身四周)使用承压能力较大的卸荷砂筒,跨中处钢管桩使用型钢卸荷块。
卸荷块上的横梁采用双组合I56a(可以用H600代替,两者的抗弯能力、抗剪能力及重量相差无几),单根长度36m,由9m定尺的I56a直接焊接而成。
贝雷梁使用17榀双组合单层不加强型贝雷梁,并使用90cm间距的支撑架,这样各片贝雷梁之间的间距大致在1m左右,贝雷梁分布较为均匀且间距不大,可以在贝雷梁上直接安放松木方(设计抗拉强度11MPa)作为底板分配梁而省去型钢分配梁。
底模系统采用1.5cm厚竹胶板背10cm×10cm方木,翼缘处因有斜腹板,采用带顶托的脚手管进行支模,脚手管支垫在I20(现场可根据现有材料用I25等代替)上。
箱梁芯模(腹板及顶板内模)采用组合小钢模,顶模支模时,采用带顶托的脚手管调节模板高度,顶模脚手管支承在已浇注的底板砼上。
箱梁单跨方量较大,为减轻支架压力及减小浇注强度,计划将每跨箱梁分两次浇注,第一次浇注底板、纵腹板及横隔板砼,第二次浇注箱梁顶板砼,见图1.2-1:箱梁浇注分层图。
图1.2-1:箱梁浇注分层图
第二次砼浇注时,顶板砼大部分重量将由第一次砼的腹板来承担,支架压力增加较小,支架承受的重量主要为第一次砼的重量。
箱梁砼施工完毕,支架卸荷后下放采用卷扬机整体下放方式。
1.3边跨施工工艺流程图
底板、纵腹板及横隔板钢筋绑扎
底板、纵腹板及横隔板等波纹管安装、穿束,索导管安装
平底模及斜底模(斜腹板)铺装
支架地基处理、支架施工
顶板钢筋绑扎,附属结构预埋件安装
典型跨支架预压及卸载
芯模安装
底板、纵腹板及横隔板砼浇注
顶板支模
砼养护及凿毛
顶板波纹管安装、穿束
顶板砼浇注
7天后,养生达到90%强度
预应力张拉
支架及模板拆除,下一跨施工
图2-1:边跨砼箱梁施工工艺流程图
2 支架施工
2.1支架体系构成
现浇箱梁支架支架分为下部支撑系统和上部梁系。
单跨支架下部支撑系统主要由扩大基础、墩旁2组5根⁄组φ720×δ10mm钢管桩、中部2组10根/组φ720mm×δ10mm钢管桩、柱间φ400mm×6mm钢管平联及桩帽组成。
上部梁系由卸荷块、横向2I56a(或2H600)承重梁、纵向双组合单层不加强型贝雷梁(90cm支撑架)、横向木方分配梁、翼缘板处I20分配梁、竹胶板底模及带顶托的脚手管组成。
南岸支架总体布置图见下:
图2.1-1:南岸现浇箱梁支架总体布置图
普通跨支架布置图见下:
图2.1-2:普通跨支架平面布置图
南岸首跨(9#~10#墩)因10#墩盖梁及进程道路影响,支架位置较普通跨约有调整,10#墩侧翼缘板砼支模时,需在10#墩身上设置预埋件后,在预埋件牛腿上安装2I56a(或H600)横梁,其布置图见下:
图2.1-3:南岸首跨支架平面布置图
因边墩墩身影响,贝雷梁在箱梁中部纵向无法拉通连接成整体,但翼缘板处则可以拉通连接。箱梁中部贝雷梁的端部与墩身有约1.5m距离,此处需设置2[25a型钢作为连接纵梁,2[25a腹板焊接加强筋板后开孔与贝雷梁通过贝雷销子相连。
图2.1-4:箱梁中部支架立面布置图
图2.1-5:箱梁翼缘板处支架立面布置图
图2.1-6:箱梁支架横桥向立面布置图
支架顶设置桩帽,桩帽做成“井”字架结构,如下图:
图2.1-7:支架桩帽图
箱梁卸荷块分为两种类型,即卸荷砂筒及卸荷钢垫块。
卸荷砂筒安装在靠近墩身的10根桩顶,单个承载力不少于200吨,卸荷砂筒由内外两个圆筒套装而成,外筒采用φ720mm×δ10mm钢管桩直接加工,内筒采用φ720mm×δ10mm钢管桩剖切制成φ680mm×δ10mm圆筒,外筒装干砂,内筒浇注C30砼。
卸荷砂筒结构见下图(未示卸荷时抠砂的孔洞):
图2.1-8:卸荷砂筒图
卸荷钢垫块安装在跨中的20根桩顶,每根钢管桩顶安装2个钢垫块,卸荷钢垫块采用2根[25做成“[ ]”形。
2.2支架施工工艺图
箱梁支架施工主要包括支架加工、运输、安装、拆除等工序,其总体施工工艺流程见下:
支架设计与加工
地基处理
扩大基础砼浇注及埋件埋设
钢管桩立柱分层接高及平联安装
卸荷块安装
测量控制
桩帽钢板安装
2I56a(或2H600)横梁安装
贝雷片纵梁安装
分配梁及翼缘处脚手架安装
竹胶板底模铺设
垂直度校核
桩顶标高复核
图2.2-1:支架施工工艺流程图
2.3支架基础
支架基础分为扩大基础和预埋承台上基础两大类。
扩大基础分为翼缘处基础、墩旁基础、跨中基础,翼缘板处基础承力最大,基础底部平面尺寸按4m×8m浇注,跨中基础底部平面尺寸按3.5×7m浇注,墩旁独立基础底部平面尺寸做成4×4m。扩大基础做成台阶式两层,上层平面尺寸为两层为1.8×1.8m,两层高度分别为下层60cm和上层40cm。
扩大基础见图2.3-1:钢管桩扩大基础图。
图2.3-1:钢管桩扩大基础图
扩大基础开挖时,应挖至原状土(老土),要求基础承载力不小于0.12MPa。
对于承载力小于0.12MPa的软弱地基,采用钢管桩基础和扩大基础共同受力,采用75振动锤打入3根钢管桩入岩面,然后在钢管桩顶面设置小承台,该承台亦作为扩大基础使用,因此,基础底部同样应夯实。
图2.3-2:软弱地基处理方案图
承台型基础直接在浇注承台时在承台顶面预埋预埋件作为钢管桩支撑点,该基础属于刚性基础。
2.4支架系统加工
(1)钢管支架标准节段焊接
立柱和柱脚节段间采用焊接对接,焊缝打坡口焊,每道环向接缝间设置4块加劲板。
(2)柱间水平横撑
竖向钢管柱间φ400mm×6mm钢管平联,接头采用哈弗(half)接头,哈弗(half)接头应放样制作。
(3)横梁
支架系统的横梁为2I56a(或H600)焊接而成,每根横梁在后场做成双拼18m,在钢管支架上进行现场对接成36m。
(4)纵梁
纵梁由17榀单层不加强型双组合贝雷梁构成,为防止贝雷梁倾倒,相邻两榀贝雷梁每隔6m设置一道剪刀撑,剪刀撑采用∟50型钢制作。
(5)底模分配梁
底模分配梁采用10cm×10cm方木,箱梁中部底板处间距按40cm设置,横隔板及纵腹板处加密按20cm间距设置,翼缘板处按照30cm间距设置。
支架加工质量要求如下:
钢管加工质量按以下标准检查验收。
(1)钢管立柱的管节制作偏差应符合下列要求:
1)管节外形尺寸的允许偏差,应符合表1的规定。
表1 管节外形尺寸允许偏差表
偏差部位
允许值(mm)
直径
D/500,且±5
管口圆度
D/500,且≤5
管端平整度
≤2
管面与管轴的垂直度
D/800,且≤3
钢管桩长度
±3
弯曲失高
L/1500,且≤5
2)管节采用对口拼装时,相邻管节的焊缝必须错开1/8周长以上,相邻管节的管径偏差应符合表2的规定。
表2 相邻管径允许偏差表
管径(mm)
允许值(mm)
>700
≤3
3)管节对口拼装时,相邻管节对口的板边高差应符合表3的规定。
表3 相邻管节对口板边允许偏差表
板厚δ(mm)
允许值(mm)
10<δ≤20
<2
(2)焊接应符合下列规定:
1)焊接前应将焊缝上下30mm范围内铁锈、油污、水气和杂物清除干净。
2)应采用多层焊,焊完每层焊缝后,应及时清除焊渣,并做外观检查。
3)焊缝处外观允许偏差应符合表3规定。
表3 焊缝外观允许偏差表
项目
允许值(mm)
咬边
深度≤0.5mm,累计总长不超过焊缝长度的10%
超高
3mm
表面裂缝、未熔合、未焊透
不允许
弧坑、表面气孔、夹渣、焊瘤
不允许
2.5支架系统运输
根据现场安装需要,支架各构件利用汽车运输至施工现场,转运过程中注意以下事项:
(1)分类编号堆放、装车;
(2)先用的材料先运输到施工现场,后用的材料后运输到施工现场;
(3)避免在转运过程中钢构件被挤压碰撞导致变形。
2.6支架系统安装
支架系统安装分为下部支撑体系的安装及上部梁系的安装。其中下部支撑体系采用焊接分层进行安装接高,上部梁系按卸荷块、型钢横梁、贝雷纵梁、方木分配梁(翼缘板处分为脚手架、顶托、方木)、竹胶板底模依次安装,具体安装步骤如下:
1、施工扩大基础,埋设预埋件。
2、安装墩旁支架第一段标准节,利用塔吊竖直吊起,与预埋件点焊焊接临时固定,纵横两个方向通过锤球吊竖直度,满足要求后与预埋件焊接,环缝焊接时需对撑焊接,否则会出现不对称收缩使钢管桩倾斜,环缝焊接完毕后焊接加劲板,每道环缝设置4块加劲板。
3、在第一标准节安装完成后,测量复核第一标准段平面位置。
4、安装第一标准节水平平联。
5、重复上述步骤安装钢管支架的所有标准节。
6、测量在安装过程中及时复核钢管桩的平面位置。
7、根据测量数据计算墩顶调节段高度。
8、安装墩顶节段钢管桩,并焊接平联钢管。
9、在下部结构施工完毕后,检查所有焊缝,测量复核支架标高。
10、放出卸荷块位置后吊安卸荷块。
11、测量人员在卸荷块上放出型钢横梁位置并焊接限位卡。
12、吊安型钢横梁。
13、吊安贝雷纵梁。
14、测量人员放出贝雷纵梁位置并吊安到位。
15、测量人员复核标高。
16、吊安分配梁,完成支架安装。
2.7支架预压
采用支架施工上部结构,受地基基础的复杂因数影响,均会产生不利影响,为确保梁体线形必须对支架进行预压,预压的目的主要是:
1)、消除基础的非弹性沉降;
2)、测量基础弹性沉降为确定底模标高提供参考资料;
3)、消除支架的非弹性压缩;
4)、测量支架的弹性压缩,为确定底模标高提供参考资料。
具体预压方案见支架预压专项施工方案。
2.8 支架拆除
当箱梁混凝土强度达到90%强度且养生时间大于7天后,可对箱梁进行预应力施工,预应力施工完毕后开始拆除支架系统。
支架系统拆除时,先用精扎螺纹钢将横梁、纵梁、分配梁、以及底板全部悬挂在箱梁上,然后打开卸荷块,利用5T卷扬机拆除支架钢管桩间的平联和竖向钢管支架,然后利用千斤顶通过精扎螺纹钢将横梁、纵梁、分配梁以及底板系统下放到地面,拆除完成后转运到下一施工跨进行周转搭设使用。横梁及底板系统有250T左右,采用Φ32 精轧螺纹钢筋下放,共设置6 根,每根横梁2根。一根Φ32 精轧螺纹钢筋的正常的拉力为50T以上,所以一根主梁采用6根(即每根横梁2根)精轧螺纹钢筋下放即可,每根精扎螺纹钢设一座150T液压千斤顶。
2.9支架验算
现浇预应力混凝土箱梁为单箱多室等截面高度箱梁。其顶板宽31.0 m,底板宽15.2m,梁高3.19m。
图2.9-1:箱梁标准断面图
2.9.1 底模下I20分配梁计算
靠箱梁中点端承受荷载最大,贝雷片净距为80cm,则I20最大应力为:
<170 满足要求。
2.9.2贝雷梁计算
全桥支架最大跨径为12m,对该跨贝雷梁进行整体和局部受力分析。
为保证支架的安全,计算时按每跨砼一次性浇注计算,当一次性浇注计算通过后,分两次浇注就有相当大的安全富裕度,因为第二次浇注时,第一次砼的腹板能够承受大部分第二次砼的重量,第二次砼重量对支架系统的影响不大。
(1)整体计算:
1.荷载条件:
1)箱梁重量:33.3×26=865.8KN/m,其中,箱梁截面积:33.3 m²;预应力混凝土容重:26kN/m3
2)模板重量:内模重量为12KN/m;外模重量为20KN/m
3)实心翼缘处重量(单边):8.0kN/m
4)施工荷载:2.0kN/m²
5)单片贝雷梁重量:1.0kN/m
2.剪力计算:
贝雷梁许用剪力:[Q]=ξnK[N′]= 0.85×34×1.43×171.5=7088kN
式中:ξ——贝雷梁载荷分配折减系数,为0.85;
[N′]——斜杆容许承载力(kN),取171.5kN;
K——系数,为1.43。
结构最大剪力:Qmax=(865.8+12+20+8×2+2×31+1×34)×12/2
=6059kN<[Q]= 7088kN 满足要求。
3.弯矩计算:
贝雷梁许用弯矩:[M]=ξn [N]H=0.85×34×563×1.4=22779kN·m
式中:ξ——贝雷梁载荷分配折减系数,为0.85;
[N]——弦杆容许承载力(kN),为563kN;
H——贝雷梁高度(m),为1.4m。
结构最大弯矩:Mmax =(865.8+12+20+8×2+2×31+1×34)×12×12/8
=18176KN·m<[M]=22779 KN·m 满足要求
(2)局部计算:
1. 腹板处贝雷梁计算:
1)剪力计算:
单片贝雷梁许用剪力:[Q]= K[N′]= 1.43×171.5=245kN
单片贝雷梁承受的最大剪力:
Qmax=2.8×26×12/2/2
=218kN<[Q]= 245kN 满足要求
2)弯矩计算:
单片贝雷梁许用弯矩:[M]= [N]H=563×1.4=788kN·m
单片贝雷梁承受的最大弯矩:
Mmax =2.8×26×12×12/8/2
=655KN·m<[M]=788 kN·m 满足要求
2. 翼缘处贝雷梁计算:
1)剪力计算:
Qmax=3×26×12/2/2
=234kN<[Q]= 245kN 满足要求
2)弯矩计算:
Mmax =3×26×12×12/8/2
=702KN·m<[M]=788 kN·m 满足要求
2.9.3 横梁(2I56)计算:
(1)结构模型:
2I56横梁承受最大的荷载为(12m跨荷载/2+3m跨荷载/2)。用有限元软件midas对其进行建模计算,模型如下:
(单位:tonf)
(2)计算结果
1.组合应力
最大应力值:169.6Mpa<[σ]=170Mpa 满足要求
2)剪应力
最大应力值:65.8Mpa<[τ]=110Mpa 满足要求
3)支反力
最大支反力:159.6tonf。
2.9.4 钢管(720x10mm)稳定性计算:
属于b类截面
查表得: =0.895
钢管桩的稳定性满足要求。
2.9.5 索塔旁支架计算
(1)分配梁I20计算
1.翼缘处最大应力:
=51<=170 满足要求
2.底板处最大应力:
=87<=170 满足要求
(2) 主纵梁I56计算
1.翼缘处最大应力:
=151<=170 满足要求
2.底板处最大应力:
=169<=170 满足要求
3.最大剪应力:
=20<=110 满足要求
(3)主横梁2I56计算
横桥向钢管间距7m处主横梁承受最大荷载,则有:
=164<=170 满足要求。
2.9.6 扩大基础计算
(1)扩大基础承载力计算
式中:
——相应于荷载效应标准组合时,上部结构传至基础顶面的竖向力值;
——基础自重和基础上的土重;
A——基础底面面积。
与承台同排翼缘下面的钢管承受荷载最大(12m/2+6m/2)。
荷载条件:
1)=159.6×9/7.5=1915KN;
2)碎石层高度为30cm,扩散角30度;
3)碎石层下土体基本承载力为120kPa;
4)基础重量=(1.2×1.2×0.5+4×4×0.4)×24=171KN。
<120kpa 满足要求
同理,其余各种基础承载力为:
a、粉砂层(120kpa)
b、卵石层(300kpa)
(2)扩大基础沉降计算
计算地基变形时,地基内的应力分布,可采用各向同性均质线性变形体理论。其最终变形量可按下式计算:
式中:
s——地基最终变形量(mm);
s'——按分层总和法计算出的地基变形量;
——沉降计算经验系数
n——地基变形计算深度范围内所划分的土层数
p0——对应于荷载效应准永久组合时的基础底面处的附加压力(kPa);
——基础底面下第i层土的压缩模量,应取土的自重压力至土的自重压力与附加压力之和的压力段计算(MPa);
zi,zi-1——基础底面至第i层土、第i-1层土底面的距离(m);
,——基础底面计算点至第i层土、第i-1层土底面范围内平均附加应力系数。
当基础为粉砂层时,沉降量最大,==110kpa时为最不利情况,对其进行沉降计算:
1.荷载条件:
1)地基变形计算深度=7m时,满足△s'n≤0.025∑ni=1△s'i,式中
△s'i——在计算深度范围内,第i层土的计算变形值;
△s'n——在由计算深度向上取厚度为△z的土层计算变形值
其中,=6m,=7m;
2)土的压缩模量=7Mpa,=10Mpa;
3)沉降计算经验系数=1.0;
4)基础长宽比l/b=1,/b=1.5,/b=1.75;查平均应力系数表得:=0.2043,=0.1939,=0.1840;插值得:=0.1991,=0.1865
2.沉降计算:
(3) 扩大基础强度计算
.1抗冲切计算
受冲切承载力应按下列公式验算:
式中
---受冲切承载力截面高度影响系数,当h不大于800mm时,取1.0.当h大于等于2000mm时,取0.9,其间按线性内插法取用;
---混凝土轴心抗拉强度设计值;
---基础冲切破坏锥体的有效高度;
---冲切破坏锥体最不利一侧计算长度,=1.2+0.4/2×1×2=1.6m;
---扣除基础自重及其上土重后相应于荷载效应基本组合时的地基土单位面积净反力,对偏心受压基础可取基础边缘处最大地基土单位面积净反力;
---冲切验算时取用的部分基底面积,=4×(4-1.6)/2=4.8;
---相应于荷载效应基本组合时作用在上的地基土净反力设计值。
<641KN 满足要求
2.抗弯验算
实心翼缘处基础承受最大荷载,为最不利工况,对其进行抗弯计算。将土层视为弹簧体,作抗弯计算时将基础视为悬臂梁,则有:
>M=469.2
满足要求.
3垫石及支座施工
混凝土支座垫石施工在墩身施工结束后单独进行,先测量放线,精确定位垫石的平面位置,采用墨线标记,以保证其平面位置和高程符合设计及规范要求。垫石利用可拆式木模板进行施工,砼利用人工进行浇注,振捣密实,确保其强度符合要求。
为确保永久支座安装的精度,在进行箱梁施工前,对所有墩身支座垫石进行全面的测量复核。对混凝土支座垫石不能满足要求的,作修整或凿除后再重新施工支座垫石,直至混凝土支座能满足设计及规范要求。在安装箱梁模板前,先按照设计安装相关规格的桥梁永久支座,支座安装严格按照有关厂家规定执行,平整度、四角高差必须满足规范和设计要求。永久支座安装采用环氧树脂砂浆进行找平,利用水平尺进行检查;安装完成后,必须固定牢固,防止在砼浇注过程中,由于受力不均,支座上钢板出现翘曲或脱空现象。
10#墩上横梁顶面处的内侧墩身设置有1000KN的抗风支座,该支座的作用是对箱梁在横桥向进行限位。
4箱梁施工
4.1模板施工
→→图4.1.1墩顶支座处底模铺设图4.2钢筋施工
4.2.1钢筋加工
(1) 钢筋进场
钢筋来料后,必须具有出厂质量证明书和试验报告单,并及时进行钢筋抽检,钢筋力学性能合格后方可进场,进场后钢筋按类型堆放,钢筋下面垫枕木等与地面悬空30cm左右,上面覆盖。标明钢筋的名称、产地、检验情况等。
(2) 钢筋去污、调直
钢筋表面在加工前清除干净。清除主要采用人工进行,用钢丝刷刷除污垢。对于粗钢筋局部弯折可用自行加工的“F”形矫正工具矫正,对于细钢筋可用卷扬机进行调直。
(3) 钢筋下料
根据箱梁钢筋设计图,箱梁钢筋在钢筋切断机下料,下料时钢筋和切断机刀口要成垂线,并严格执行操作规程,确保安全。(4) 钢筋弯曲成型
根据配料单,用石笔在预备弯曲钢筋上将弯曲点位置划出,然后在钢筋弯曲机加工成型。
(5) 钢筋接长
小于φ25mm钢筋按照35倍钢筋直径的搭接长度绑扎搭接或者10倍钢筋直径焊接接长。大于等于φ25mm钢筋全部采用剥肋直螺纹连接器接长。钢筋在加工车间进行顶端螺纹加工,先将钢筋一端装上连接器,另一端现场连接。其余钢筋成型后分类编号堆放,需要时运至现场。钢筋吊运过程中,注意对粗钢筋端螺纹进行保护,严禁碰撞。
1) 等强直螺纹施工工艺流程:
钢筋的清理除锈
钢筋端头剥肋、打磨毛边
套筒拧紧与检验
钢筋的端头切割
标出连接长度检查线
钢筋端头套丝
钢筋与套筒的对中、扶正
套丝质量检查
2)、施工准备
① 根据结构工程的钢筋接头数量及施工进度要求,确定钢筋套丝机的数量(暂定为两台)。
② 安装钢筋套丝机,并搭设钢筋托架及防雨棚。
③ 由钢筋连接技术单位进行技术交底、技术培训。
④ 进行钢筋接头的工艺检验。实验室进行取样检测合格后,即可使用。
⑤ 检查供货质量。直螺纹连接套应有产品合格证书,直螺纹连接套两端有密封盖,并有规格标记。
3)、加工接头
①钢筋应先调直后再下料,钢筋切口应垂直于钢筋轴线,不得有马蹄形或翘曲端头,不允许用气割进行钢筋下料。
②钢筋套丝。套丝过程必须用钢筋接头提供单位的卡规或环规逐个检查钢筋套丝质量。要求牙形饱满、无裂纹、无乱牙、秃牙缺陷,牙形与牙形规吻合,丝头小端直径在卡规或环规的允许误差范围内。
③经检查合格的钢筋直螺纹丝头,应一头戴上保护帽,另一头拧紧与钢筋规格相同的连接套,并按规格堆放整齐,以便质检或监理抽查。
④抽检钢筋直螺纹丝头的加工质量。质检和监理人员对钢筋接头进行抽检合格后,方可使用。
⑤经检验合格的钢筋丝头要加以保护,要求一头钢筋丝头拧紧同规格的保护帽,另一头拧紧同规格的连接套。
(6) 成型钢筋堆放
钢筋加工完成后,按照设计图纸的尺寸和规格堆放钢筋,钢筋下面垫设枕木,并且覆盖。设置标识牌,避免出现钢筋混用。
4.2.2钢筋运输
加工好的钢筋堆放整齐,前场需要时用吊车分类吊放入运输车,运输到施工现场;
4.2.3钢筋绑扎
4.2.4钢筋加工、绑扎施工技术要求
钢筋的加工以及绑扎的施工技术要求如下表:
加工钢筋的允许偏差
项目
允许偏差(mm)
受力钢筋顺长度方向加工后全长
±10
弯起钢筋各部分尺寸
±20
箍筋、螺旋筋各部分尺寸
±5
钢筋绑扎质量要求见下表
检查项目
允许偏差(mm)
受力钢筋间距
两排以上排距
±5
同排
梁
±10
基础、墩台
±20
箍筋、横向水平筋间距
±10
钢筋骨架尺寸
长
±10
宽、高或直径
±50
弯起钢筋位置
±20
保护层厚度
梁
±5
基础、墩台
±10
4.3预埋件安装
4.4混凝土施工
现浇箱梁混凝土标号采用C50,为减小泵送距离,将拖泵置于现浇箱梁附近,通过罐车运输砼,拖泵泵送入仓。
4.4.1混凝土配合比的要求
混凝土原材料选择级配良好的砂、石料、性能优良的缓凝高效减水剂:
(1)水泥:水泥应分批检验,质量应稳定。如果存放期超过3个月应重新检验。水泥采用天助生产P.0 425.R。
(2)细骨料:采用宜宾南溪河砂。细度模数2.66左右,砂含泥量必须小于2%,其它指标应符合规范规定,砂入场后应分批检验。
④ 粗骨料:采用泸州破碎卵石,来源稳定。入场后分批检验,严格控制其含泥量不超过1.0%,其它指标必须符合规范要求。
⑤ 外加剂:采用重庆三圣PCA-R,聚羧酸高效减水剂,降低水泥用量,推迟水化热温峰的出现。外加剂入场后应分批堆放,分批检验,检验合格方能使用。
◇ ◇ ◇ ◇ ◇ 4.4.2混凝土浇注
箱梁砼浇注顶板混凝土时,要严格控制箱梁顶面标高,因顶部没有砼调平层,标高严格控制在规范和设计范围以内,以满足桥面铺装层厚度要求。箱梁顶表面的混凝土应压实抹平,并在其初凝前作拉毛处理,以便与上层调平层良好连接。
混凝土浇注前,对支架系统、模板、钢筋、波纹管及其它预埋件进行认真检查。混凝土浇注过程中,必须对支架系统全过程监控,发现问题及时处理。同时,对支架
做好观测标记,随时检测支架沉降变形动态,为后面施工提供有关依据。
砼浇注快结束时,复测桥面顶标高,如超过有关规定的,及时整改,以使满足质
量要求。
砼浇注中应注意在预应力锚板位置处钢筋密集,要加强砼振捣,使砼密实,确保预应力张拉安全。
4.4.3箱梁顶面处理
箱梁桥面铺装未设找平层,因此要求现浇箱梁顶面平整度应满足≤1.0cm,浇注前由测量人员控制高程点,通过拉线来确定浇注好高度。
箱梁顶面进行拉毛处理,以便保证顶板与桥面铺装沥青混凝土的结合质量,箱梁顶面严禁被油渍、浮浆等污染。
4.4.4混凝土养护
混凝土浇注完初凝后,及时进行养护,采用洒水覆盖养护。养护方法要适应施工
季节的变化:一般情况下采用土工布覆盖洒水养护,使混凝土表面的潮湿状态保持在
5~7 天以上。
4.4.5施工缝处理
箱梁采用分次逐跨浇注施工工艺,为了保证施工接缝处连接良好,对施工缝处混凝土进行人工凿毛,确保粗骨料露出表面,满足要求后清理干净。
4.5预应力施工
纵、横向预应力束均采用直径为15.24mm的高强、低松弛钢绞线,其标准为Ryb=1860MPa。预应力钢束设计张拉控制应力为0.75Ryb。主梁顶板钢束(15-16)、腹板与底板钢束(15-22、15-12)采用整束张拉,每束张拉控制吨位15-12为2343KN、15-22为4296KN、15-16为3125KN;横梁钢束(15-12、15-19、15-22)采用整束张拉,每束张拉控制吨位15-12为2343KN、15-19为3710KN、15-22为4296KN;箱梁底板横向预应力钢束(15-3扁锚)采用单根张拉,每根钢绞线张拉控制吨位为586KN。采用锚具或联接器锚固。4.5.1箱梁预应力施工前准备
4.5.2波纹管制安
采用坐标法固,即根据设计图中所给预应力筋的曲线坐标焊接钢筋卡具,然后将波纹管固定在钢筋卡具上,卡具间距50cm,波纹管的敷设严格按设计给定孔位坐标位置控制,钢筋卡具要稳固,波纹管在梁两端与锚垫板连接,应波纹管插入锚垫板,插入深度不应大于锚垫板的喇叭口直线段长度,并要锚垫板与孔道垂直,锚垫板牢固的绑扎在钢筋上,并与端头模板贴紧钉牢,灌浆孔要用棉丝或同径管丝封堵,防止浇注砼时堵塞。
梁体管道安装位置的允许偏差
项次
检查项目
允许偏差
检查方法
1
跨中4m范围内
4mm
尺量
2
其他部位
6mm
尺量
4.5.3锚垫板安装
4.5.4钢绞线下料、安装及接长
4.5.5预应力束张拉
箱梁混凝土养生大于7天、强度达到设计强度的90%以后进行预应力张拉。预应力0 → 初应力(10%σcon)→σcon(持荷2min 后锚固)每束张拉控制吨位15-12为2343KN、15-22为4296KN、15-16为3125KN;横梁钢束(15-12、15-19、15-22)采用整束张拉,每束张拉控制吨位15-12为2343KN、15-19为3710KN、15-22为4296KN;箱梁底板横向预应力钢束(15-3扁锚)采用单根张拉,每根钢绞线张拉控制吨位为586KN。:预应力束张拉顺序为:先张拉腹板预应力束,后张拉顶、底板预应力束,并以箱梁中心线为准对称张拉,腹板预应力束由高处向低处顺序张拉,顶、底板预应力束先中间后两边。
Δ=(Δ0P/(P-P0))-δ
式中:Δ为实际引伸量值;P为设计张拉吨位;P0为初始张拉吨位,一般为15%P,具体视引伸量值是否线性变化而定;Δ0p为由P0→P的实测引伸量值;δ为夹片回缩值,由实测确定。 (1)张拉程序
预应力钢束张拉程序如下:
0-→0. 2 σk(作伸长量标记)→ σ k(持荷2分钟)→补拉σk(测伸长量)→锚固。
测量值L1
测量值L2
△L=L2-L1
张拉时将实际伸长值与理论伸长值进行校核,其误差控制在±6%以内,否则需查明原因。预应力钢束张拉完成后,应测定回缩量和锚具变形量,检查是否有断丝、滑丝现象,在征得监理工程师认可后,才可割断露头。
对同一张拉截面,断丝率不得大于1%,每束钢绞线断丝、滑丝不得超过一根,不允许整股钢绞线拉断。
(2)张拉操作工艺:
按每束根数与相应的锚具配套,带好夹片,将钢绞线从千斤顶中心穿过。张拉时当钢绞线的初始应力达0.2σk时停止供油。检查夹片情况完好后,画线作标记。
向千斤顶油缸充油并对钢绞线进行张拉。张拉值的大小以油压表的读数为主,以预应力钢绞线的伸长值加以校核,实际张拉伸长值与理论伸长值应控制在6%范围内,每端锚具回缩量应控制在6mm以内。
油压达到张拉吨位后关闭主油缸油路,并持荷2分钟,测量钢绞线伸长量加以校核。
在保持2分钟以后,若油压稍有下降,须补油到设计吨位的油压值,千斤顶回油,夹片自动锁定则该束张拉结束,及时作好记录。
全梁断丝,滑丝总数不得超过钢丝总数的0. 5%,且一束内断丝不得超过一丝,也不得在同一侧。
类别
检查项目
控制数
钢丝束和钢绞线
每束钢丝断丝或滑丝
1根
每束钢绞线断丝或滑丝
1丝
每个断面断丝之和不超过该断面钢丝总数
1%
单根钢筋
断筋或滑移
不容许
4、张拉注意事项:
①、张拉设备设专人保管使用,并定期检验、标定、维护;锚具应保持干净并不
得有油污。
②、预应力张拉的顺序严格按施工图提供的顺序进行。
③、每次锚具安装好后必须及时张拉以防其在张拉前生锈。
④、在砼浇注前要在箱梁顶预埋测量观测点以观测混凝土浇注前后及予应力张拉
前后的标高变化。
⑤、当两束或两束以上钢束的位置相互影响张拉时,必须征求设计、监理的同意
方可适当挪动钢绞线束位置或加大槽口的深度。
⑥、张拉前清除锚具锥孔与夹片之间、锚垫板喇叭口内杂物。
4.5.6孔道压浆
预应力束张拉完成后,采用真空辅助灌浆工艺进行孔道灌浆。在压浆之前,首先采用真空泵抽吸预应力孔道中的空气,使孔道内的真空度达到80%以上,使之产生-0.06至-0.1Mpa的真空度,然后用灌浆泵将优化后的水泥浆从孔道的另一端灌入,并加以0.7Mpa的正压力。由于孔道内只有极少的空气,很难形成气泡。同时,由于孔道与压浆机之间的正负压力差,大大提高了孔道压浆的饱满度和密实度,从而保证了浆体的可施工性、充盈孔道的密实性和提高硬化浆体的强度。
真空辅助压浆的整体过程如下图所示:
1、工艺流程
压浆用水泥配合比专项试验→波纹管留孔→压浆设备准备→切割锚头部分钢绞线→封锚→锚头安装控制阀门→连接真空泵对孔道抽真空→制浆并压浆→做好施工记录并制作标准养生试块。
2、浆液的主要技术要求
(1)采用真空辅助灌浆工艺进行孔道灌浆,浆体材料应掺入真空灌浆添加剂和优质阻锈剂,掺量通过试验确定。
(2) 水泥浆所用水泥应称量精确,龄期不超过一个月。
(3) 浆体的性能必须达到水泥浆体的水灰比应控制在0.30~0.35;水泥浆的泌水率宜控制在2%,泌水应在24h内被浆体吸收;浆体流动度宜控制在14~18s;浆体膨胀率<5%;初凝时间应>3h,终凝时间应<24h;
(4) 为使水泥浆达到所须的浆体特性,可在浆体中加入化学添加剂,添加剂应具有减水、缓凝、微膨胀和增加浆体和易性等作用,但不得含有对预应力筋和水泥有损害的物质,尤其不得含有氯化物和硝酸钙等腐蚀性介质。添加剂中所含的膨胀成分严禁含有铝粉。
(5) 浆体材料混合料的配比试验及浆体性能试验,其试验方法应按《混凝土外加剂应用技术规范》(GB50119-2003)和《公路桥涵施工技术规范》。(JTJ041-2000)附录G10、G11进行测试;真空灌浆添加剂的检测方法及性能应符合《混凝土外加剂》(GB/T8076-1997)和《混凝土膨胀剂》(JC476-2001)建材行业标准要求,并将试验成果报送监理工程师获得批准后方可使用。
3.真空辅助压浆施工
1、 灌浆准备
(1)检查确认材料数量、种类是否齐全、质量是否保证。
(2)检查孔道是否干爽、清洁、密封。必要时应冲洗清除有害材料,对于可能发生的油污,可采用对预应力筋和管道无腐蚀作用的中性洗涤剂或皂液,用水稀释后冲洗。冲洗后,应使用不含油的压缩
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