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xx特大桥40米T梁预制施工方案
【1】、工程概况
根据xx高速公路第xx合同段总体施工方案安排,在K13+767.5(中心桩号)设置40米T梁预制场1个,该预制场承担xx特大桥引桥0#~9#墩T梁的预制任务。
xx特大桥引桥0#~9#墩上构为9孔T梁,桥型及孔跨布置为(4×
40+5×
40)米的连续刚构T梁构造。
其中4#、9#墩为过渡墩。
桥梁横向分为两幅,每幅各6片全幅12片T梁,共108片。
表1、40米T梁设计参数表
工程部位
数量(片)
梁高(cm)
梁宽(cm)
预制长度(cm)
砼方量
(m3)
吊装重量(t)
预应力索规格
N1+N2+N3
边跨边梁
16
240
202.5
3940
43.34
10.96
9+9+9+9
边跨中梁
32
180
43.40
10.98
9+8+8+8
中跨边梁
20
3932
9+9+7+7
中跨中梁
40
7+7+7+7
T梁采用C50高标号砼。
预应力钢绞线采用GB/T5224-2003标准低松驰钢绞线,fpk=1860Mpa,公称直径фs15.24mm,公称面积Ay=140mm2,弹性模量Ey=1.95×
105Mpa。
主梁采用OVM型锚具及其配套设备,管道成孔采用钢波纹管;
主梁顶板负弯矩钢束采用BM15锚具及其配套设备,管道成孔采用钢波纹扁管。
钢带厚度不小于0.35mm。
图1、xx特大桥引桥横断面布置
【2】、预制场场地布置
结合本合同段的实际情况及T梁的安装顺序,预制场设于xxx特大桥0#台前方路基的挖方地段上。
具体桩号为K13+510~K13+875,全长365米,全宽26米。
场地纵向分区依次为:
70米生活区、80米钢筋制作及堆放区+172米预制区+43米存梁区。
具体布置见附图《GSH-01》。
〖2.1〗、预制区及底胎布置
预制区设置于K13+660~K13+832段的挖方路基上。
预制区内共设置16个底胎,按4线4排方式布置。
一个月产量最高产量可达36片T梁。
预制底胎由垫层砼和胎座两部分构成。
垫层及胎座均采用C20砼。
在垫层砼浇筑硬化后,打眼埋设定位钢筋,设置胎座上的预埋槽钢。
槽钢开口向外,以便在槽口内压入φ50×
5的橡皮管,用作梁体浇筑时止浆之用。
底胎硬宽度比设计减小5mm设置(考虑浇筑过程中涨模以及橡皮管不可完全压缩的因素后略有缩尺,确保成型梁体底宽为标准的500mm和700mm),高度30cm。
底胎跨中设置向下25mm的反拱度,并向两端按二次抛物线进行分配。
底胎横断面构造见图2.
图2、T梁预制底胎构造图
预制底胎施工时务必于胎座下间距2米预设φ15以上的钢绳套,用于模板调校、拆模之用。
靠轨道基础处的底胎,应在轨道基础内预埋绳套。
〖2.2〗、存梁区布置
存梁区布置在K13+832~K13+875,全长约43米,按存梁6排1列,在产梁高峰期,在沿路基推进至K13+920,增加1列存梁区,且考虑存放2层,即最大存梁量为24片,基本可满足预制场前期生产出的T梁就近存放。
存梁区存梁座采用C20片砼砼结构,存梁座采用C20素砼。
现场浇筑存梁座时应根据地基承载力情况作酌情的结构形式调整。
〖2.3〗、轨道设置
预制场K13+660~K13+875长度范围内设置龙门架轨道,全长215米。
轨道规格均需采用P33以上重轨。
轨道基础采用C20立模现浇砼,要求外露轨道基础保证线型顺直。
轨道基础断面尺寸根据轨道所处地段的地基承载力决定。
石质挖方路段采用0.5×
0.4米。
填方路段须设置扩大基础。
基础均须嵌入地面以下不小于20cm。
图3、轨道基础断面图
预制场路线纵坡为1.88%及3.56%。
为确保安全前提下减少轨道基础工程量,龙门架轨道纵坡采用1.5%,纵向以K13+806处断面为基准断面。
为适应路线纵坡与轨道纵坡之间的差值,顺下坡方向轨道基础逐步加高加宽,且嵌入地基的深度也应随基础加高而加深。
基础的加宽、加高、加深均按线性变化。
实际施工时按图中所示算式计算具体断面处的基础尺寸。
顺上坡方向顺轨道中心线开挖基槽后再浇筑轨道基础并安装轨道。
基槽的开挖应考虑龙门架行车电机通过所需的空间。
场内纵向便道(用于砼罐车和T梁运输车通行)顺道路纵坡设置,也采用1%的纵坡,且竖曲线同道路设计线。
轨道安装是预制场建场工作的关键工程,要求轨道安装线型顺直,接头过渡平顺圆滑,按12~15米间距对应基础砼断缝位置设置伸缩缝(缝宽1.5cm)。
实际实施时,石质地基路基可用电钻先行于岩层上打眼插入定位钢筋,经精确测量标高后预埋定位钢筋,然后安装侧模,浇筑砼,测量放点后安装轨道。
〖2.4〗、临时设施
于钢筋制作区边设置水泥库房1间,生活区设置工人住房10间。
并修建一个容量不小于100立方的蓄水池,将管道沿预制区全长范围内布设,一为满足预制场用水需要,二为建立循环系统,节约用水。
水源主要取至K13+874涵洞处。
蓄水池墙身可采用浆砌片石,内侧1:
2防水砂浆抹面3cm.
钢筋场内设置波纹管及钢绞线堆放区、钢筋加工棚一个,其中钢筋加工区分为原材料堆放区、半成品及成品区。
所有房间墙壁采用18型砖墙,屋顶采用石棉瓦;
波纹管制作堆放棚和钢筋加工棚采用方钢弯制弧形屋顶,加盖绿色防水蓬布。
〖2.5〗、场内排水
预制场内作好纵横向排水沟渠,避免场内积水。
总体排水系统根据1%横坡由左幅向右幅排水,然后顺路线纵坡下排至循环池。
场内设置主纵沟两条,一条紧靠左幅门架轨道基础设置,断面尺寸B×
H=40×
25cm,一条利用路堑坡脚下的边沟,断面尺寸B×
H=60×
25cm。
两纵沟之间间隔一段距离设置横沟(20×
15cm)截排水。
(其具体布置见预制场平面布置图)。
为方便场内积水排出,右幅轨道基础内间距5~8米埋设φ80×
4PVC管道排水。
另靠边的一线底胎下同样需要埋设横向排水管道以排除积水。
场地末端水沟端部应做好引、排水措施,避免场内积水漫流浸蚀路基。
预制场场地在施工时先将场地内地表整平,低洼处用砂性土填平,并用压路机碾压至90%压实度。
然后放线开挖底胎、轨道基坑,浇筑垫层砼,继续完成底胎制作、龙门架轨道安装等工作。
前述工作完成后,将整个场地采用C15细石砼进行硬化,硬化层厚度控制在5~10m,并需要在两底胎之间做出排水横坡。
〖2.6〗、预制场建设工程数量汇总表
表2、预制场建场工程数量总表
序号
项目名称
规格型号
单位
数量
备注
1
轨道基础砼
C20
m3
300
2
重轨
P33以上
m
450
用于龙门架轨道
3
预制底胎砼
320
4
存梁座砼
C20片石
75
5
底胎包边槽钢
[50
t
6.8
6
预制底胎钢板
8mm
15
预制底胎铺面
7
辅助钢筋
12~16
8
基础挖方(含轨道、底胎、排水沟等)
650
9
临时房屋及棚屋
M2
【3】、预制施工方案
〖3.1〗T梁预制工艺流程
T梁预制前对各种原材料、设备进行试验、检测及标定等,特别是张拉用千斤顶、油泵、钢绞线等。
根据检校数据及钢绞线张拉力,计算出其对应的油表读数。
T梁预制施工程序:
加工、安装梁肋钢筋、加工预埋支座钢板穿入预应力管道并定位,穿入钢铰线,埋设预埋件安装模板绑扎翼缘板钢筋、预埋桥面系钢筋浇筑混凝土、拆模养护张拉预应力筋压浆、封锚移梁至存梁场。
〖3.2〗、T梁预制施工工艺及方法
3.2.1.钢筋加工及安装
钢筋的调直、切断、弯曲等制作工序均集中在钢筋加工场内进行,制作成型的钢筋分类堆放并挂牌编号,妥善保管。
钢筋加工场地紧靠预制场,便于运输。
钢筋安装在预制台座上进行。
钢筋绑扎焊接严格按技术规范施工,骨架牢固,确保浇筑砼时不发生变形、塌陷,各种预埋钢筋(或钢板)均按设计要求埋设准确、牢固。
同时,凡需焊接的受力部位,均满足可焊性要求。
并且当使用强度级别不同的异种钢材相焊时,所选用焊接材料的强度能保证焊缝及接头强度高于较低强度级钢材强度。
本工程T梁N1主筋为HRB335φ22钢筋,拟优先采用闪光接触对焊进行接长,当条件不具备时采用手电电弧焊(搭接焊)接长。
其余钢筋的接长和连接点焊均采用手工电弧焊。
根据《钢筋焊接及验收规程》JGJ18-2003,用于焊接的焊条,应符合国家标准GB/T5117《碳钢焊条》或GB/T5117《低合金钢焊条》。
按表3.0.3,决定选取E4303型焊条用于钢筋接长、点焊施工以及预埋钢板埋件焊接。
从事焊接操作的工人均须经过培训,现场试焊并试拉合格后方可正式上岗。
3.2.2.波纹管、钢绞线施工
本工程预应力钢绞线采用GB/T5224-2003标准低松驰钢绞线,fpk=1860Mpa,公称直径фs15.24,公称面积Ay=140mm2,弹性模量Ey=1.95×
主梁顶板负弯矩钢束采用BM15锚具及其配套设备。
本工程管道成孔采用钢波纹扁管。
钢波纹管分为φ87(适用于YM15-8、YM15-9型钢束)、φ77(适用于YM15-7型钢束)、□90*19扁管(适用于BM15-5型钢束)三种。
均由厂家在工地卷制,以减少运输损坏,确保尺寸、刚度、密封性等符合施工要求。
自制波纹管应按《预应力混凝土用金属螺旋管》(JG/T3013-94)的规定对其外观、尺寸、集中荷载下的径向刚度、荷载作用后的抗渗漏等进行检验。
所有金属螺旋管应按《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)附录G-7规定取样、检验,其质量符合要求后,方可使用于工程中,严禁使用不合格产品。
钢绞线需招标确定合格供应商。
进场的钢绞线应同时附有材质证明书,实物上应有对应的铭牌。
原材存放确保下垫上盖。
钢铰线用砂轮切割机下料,不得采用热加工下料。
下料长度按计算长度加工作长度确定,将下好的钢绞线运到台座附近,用铅丝绑扎成束,并按挂牌编号。
波纹管安装牢固、位置准确、接头密合、线形顺适,端部的锚垫板垂直于管道中心线,管道采用“井”字形定位筋固定,以防止管道在砼浇筑时发生位移。
定位筋布置应按设计图纸《L5.1-11~L5.1-12》施工。
管道安装位置控制在规定偏差范围内,接头处圆滑,不得有折角、卷边,钢铰线穿入前捆绑成束,束头做成宝塔形,并用塑料带或者塑胶套封头,避免穿束困难及损坏管道。
必须安排专人在波纹管安装到位,钢绞线穿束后,安装外模前,对波纹管进行全面检查是否有破损,及时用塑料不干胶带修复,杜绝漏浆。
3.2.3.模板的制作及安拆
为保证T梁几何尺寸及外观要求,模板均采用新加工定型钢模,模板要求表面平滑、尺寸准确,特别要求在接缝上能满足技术规范要求。
模板由型钢焊接形成框架受力,面板用6mm厚优质钢板,贴焊在框架上。
接缝间贴双面胶止浆带。
模板安装前将板面清除干净,并均匀涂上脱模剂。
脱模剂选用4:
6的柴、机油混合液。
安装采用人工配合龙门架进行,从T梁中间开始,上、下用对拉螺杆栓紧固定,初安后统一对模板几何尺寸进行校正,并检查各连接面的间隙,若有缝隙则采取防漏浆措施堵漏,侧模与底胎衔接部份加垫橡胶条,以防浇筑砼时梁底漏浆。
拆模时先松掉对拉螺杆,然后再利用两底座之间的底层砼上的预埋环结合手拉葫芦将模板分段松下,之后再用龙门架将模板移开,人工清扫干净,涂脱模剂,准备下一次安装。
并将预制主梁翼板边缘(边梁外侧除外)及横隔板横向端部等与现浇砼连接处的砼表面凿毛、冲洗,以保证新老砼的结合。
图4、T梁模板构造图
3.2.4.混凝土浇筑
T梁施工前通过试验室试配后确定砼设计配合比,并报经监理工程师认可。
施工时严格按报批的施工配合比施工。
预制T梁所需砼由预制场现场拌和机拌和,经场内设置的纵向便道运输至浇筑位置处,从罐车运送砼放至料斗,然后经龙门架电动葫芦起吊入模浇筑。
混凝土拌和采用强制式拌和机,配料采用配料机。
拌和站供料速度不小于15m3/h。
为确保砼拌和质量,搅拌时间不少于1.5min。
砼浇筑从梁的一端向另一端分层倾斜浇筑,为保证砼内气泡充分排出和砼外观质量,分层高度不超过50cm。
砼振捣采用50型插入式振捣器和高频附着式振捣器组合进行,使用插入式振捣器时避免触及预应力管道,以防管道损坏进浆而造成预应力管道堵塞和管道位置偏移。
附着式振捣器按照不大于2米的间距布置。
附着式振捣器采用高频、快装式新型产品,实际施工时可根据浇筑进行拆装移动使用。
一套模板配备的高频附着式振捣器不少于10台,并备用4台。
根据拌和站供料速度和砼运输、浇筑方式,浇筑一片T梁所需最长时间约为5h。
砼浇筑完成后,将预应力管道内的预应力筋进行来回抽动,防止因进浆造成管道堵塞,甚至影响张拉。
砼浇筑完成后,还应对其顶面找平、刷毛。
待砼初凝后,按技术规范要求及时做好养护工作。
夏季采用洒水、覆盖养生,对不易养护到位的腹板部位涂刷养生剂。
冬季采用碘钨灯加温、覆盖保湿或蒸汽养生。
3.2.5.预应力施工
待砼强度达到设计规定的强度的95%后且养护时间不小于3天方可进行预应力筋的张拉。
在每片梁浇注时,取不同龄期的砼试件,以保证砼强度达到设计要求后才张拉。
预应力筋采用两端同时张拉,张拉采用双控,即以张拉控制应力为主,伸长量为辅,实际伸长量偏差不得超过理论伸长量的±
6%。
如伸长量不满足要求,应查明原因;
如所有施工工艺均满足要求,但伸长量任不能满足设计要求时,与设计等有关单位共同研究后实施。
具体的张拉工艺和程序按设计要求办理。
本工程张拉控制应力为1340MPa,两端同时张拉,张拉顺序为:
N4-N3-N2-N1。
张拉时如发生钢绞线滑丝、断丝等情况,其数量分别控制在每束断滑丝不超过一根,每个断面断丝之和不超过该断面钢丝总数的1%以内,超出时必须换束重新张拉,张拉结束后,所有外露多余钢铰线均采用砂轮切割机割除,禁止使用电弧、氧割等非机械方式切割。
切割后钢绞线外露长度宜控制在3~5cm.
预拱度值是检验T梁张拉后预应力施加效果的重要指标,因此在施工中应认真观测记录T梁的实际预拱度值,并与计算值比较,其偏差控制在±
15%以内,偏差较大时应及时停止施工,待查明原因并处理后方可继续施工。
设计提供的T梁张拉后上拱度值见表3.
表3、T梁张拉上拱度值一览表
边梁钢绞线股数
上拱值(cm)
中梁钢绞线股数
边孔
2.8
2.6
中孔
2.3
2.0
3.2.6.压浆、封锚
管道压浆采用C40水泥净浆。
水泥浆的泌水率最大不得超过3%,拌和后3h泌水率宜控制在2%,24h后泌水应全部被浆吸回。
使用时稠度宜控制在14~18s之间。
水泥浆内可掺入(通过试验)适当膨胀剂,膨胀剂性能及使用方法应符合《混凝土外加剂应用技术规范》(GB50119-2003)的规定,但不应掺入铝粉等锈蚀预应力钢材的膨胀剂。
掺入膨胀剂后,水泥浆不受约束的自由膨胀应小于10%。
本工程预应力管道压浆,均采用真空辅助吸浆法压浆。
水泥浆泵应可连续操作,对于纵向预应力管道,能以0.7MPa的恒压作业;
压力表在第一次使用前及此后监理人认为需要时应加以校准。
所有设备在灌浆操作中至少每3个小时用清洁水彻底清洗一次,每天使用结束时也应清洗一次。
压浆时,每一工作班应留取不少于3组试样(每组为70.7mm×
70.7mm×
70.7mm立方体试件3个),标准养生28d,检查其抗压强度作为水泥浆质量的评定依据。
当气温或构件温度低于5℃时,不得进行压浆。
水泥浆温度不得超过32℃。
管道压浆应尽可能在预应力钢筋张拉完成和监理人同意压浆后立即进行,一般不得超过14d。
必须在监理人在场,才允许进行管道压浆。
压浆时,对曲线孔道和竖向孔道应由最低点的压浆孔压入,并且使水泥浆由最高点的排气孔流出,直到流出的稠度达到注入的稠度。
管道应充满水泥浆。
简支梁的管道压浆,应自梁一端注入,而在另一端流出,流出的稠度须达到规定的稠度。
压浆施工应填写压浆记录,包括每个管道的压浆日期、水灰比及掺加料、压浆压力、试块强度、障碍事故细节及需要补做的工作。
压浆后将封锚处混凝土表面凿毛清洗干净,然后设置钢筋网和浇筑封锚砼,封锚砼标号应符合设计规定。
3.2.7.移梁、储梁
T梁张拉完毕后可进行储梁或吊装,主梁吊运按兜托梁底起吊法,不设吊环,预制时在梁底预留穿索兜底所需的活动段底模,同时在主梁翼板上的对应位置预留穿索孔洞,吊具采用横旦。
T梁预制完成后应进行编号,注明浇筑日期和型号,封锚后用龙门架吊运至存梁场进行存放,按2层存放。
为了防止预制梁上拱过大,预制梁与现浇湿接缝及桥面铺装砼由于龄期差别而产生过大收缩差,存梁期不应过长,宜按3个月控制,存梁期密切注意梁的累计上拱值,若超出计算值的30%应采取控制措施,为防止同跨及相邻跨预制梁间高差过大,同一跨桥不同位置的预制梁的存梁时间应相近(外梁可稍短),相邻跨的预制梁的存放时间应相近。
存放时设置好支垫及临时斜撑,防止梁体倾倒。
〖3.3〗、特殊季节施工保障措施
本桥位属华中地区亚热带气候区,此处常年平均气温为18℃,最高月气温41.3℃,最低-18.1℃;
10月至次年3月为干旱季节,4月至9月为雨季。
全年季节变化明显。
本工程T梁预制工期为2009年3月至9月,跨越夏季火热气候。
因此,需在夏季采取特殊施工措施。
主要措施如下:
1、若室外气温连续高于32℃,则进入夏季施工。
2.集料及其他组成成分的遮荫或围盖和冷却。
3.在生产及浇筑时对配料、运送、泵送及其他设备的遮荫或冷却。
4.喷水以冷却集料。
5.用致冷法或埋水箱法或在部分拌和水中加碎冰以冷却拌和水,但在拌和完后,冰应全部融化。
6.与混凝土接触的模板、钢筋、钢法兰盘及其他表面,在浇混凝土前应冷却至32℃以下,其方法有盖以湿麻布或棉絮、喷雾状水,用保护罩覆盖或其他认可的方法。
7.喷洒用水及制冰用水应符合第410.03小节的要求。
8.桥面板及桥面铺装混凝土浇筑温度应不超过26℃。
蒸发率大于每小时0.5kg/m时,则不应在桥面板、桥面铺装或其他暴露的板式结构上浇筑混凝土。
【4】、T梁预制的施工要点
①预制场地基必须严格压实,排水系统畅通,有软基时将软基全部换填,避免台座沉陷,发生梁体断裂。
②施工所用各种材料均符合技术规范要求,特别是预应力部分,预应力钢材、锚具、夹具等附质量证明书并抽样检验,经监理工程师检查合格后方能使用。
③千斤顶、油泵等张拉设备在开工前及施工过程中必须按规范规定时间频率检校,以保证施加的预应力准确。
④张拉时应严格按照设计进行两端对称张拉,千斤顶的张拉力作用线与钢绞线的轴线重合,且拉力大小一致;
严格采用双控张拉,用伸长量进行校核,当超出允许误差范围时,立即暂停张拉,待查明原因并采取相应措施调整后,方可继续张拉。
为减少预应力损失,张拉控制应力时的持荷时间应达到2min,使预应力筋完成部分徐变。
⑤压浆的质量好坏将直接影响预应力筋与混凝土共同工作的能力及预应力筋的防腐蚀性能,因此必须重视并确保压浆饱满、密实。
⑥做好预应力施工过程中的原始记录,并及时报监理工程师验收签字。
⑦注意预埋桥面系所需的预埋件。
⑧施工过程中经常检查校正模板变形,确保梁板几何尺寸满足设计要求。
⑨做好各项原材料抽样检验工作,精心配制砼配合比,使之既能满足强度要求,又能满足外观要求。
浇筑时,严格控制坍落度和振捣时间,避免出现蜂窝麻面或过振翻砂现象。
计划170天完成全桥108片T梁预制任务:
2009年08月1日~2009年10月5日,场地建设及准备工作
2009年10月5日~2009年10月10日,T梁试验梁预制。
2009年10月10日~2009年1月10日,T梁预制
2009年1月10日~2010年1月20日,T梁预制场拆除
【6】、T梁预制施工人员组织及劳动力、机械设备配置
〖6.1〗人力资源配备
表4:
人力资源配备表
序号
工种/岗位
数量
现场施工负责人
现场技术员
试验人员
工长
钢筋工
含电焊工
模板、砼工
安拆模、砼浇注、吊运移梁
机械工
包含龙门架操作手
电工
张拉工
张拉、压浆
10
普工
辅助生产
合计
61人
〖6.2〗.主要机械设备配制
表5、拟投入机械设备表
设备名称
型号
拌和机
750型
台
轮式装载机
30
钢筋切断机
J3Q-T400
钢筋弯曲机
GW40
交流电焊机
500A
对焊机
DAP—500
手提砂轮切割机
QD32
水泥浆搅拌机
张拉千斤顶
200t/20t
各2
张拉千顶用高压油泵
HB800
11
活塞式压浆机
5m3/h
12
钢轨
43kg/m
500
13
龙门架
跨径21米,单台80t,吊高9米
14
砼运输平车
10t
机械螺旋千斤顶
1-5T
木枋
15*15cm
根
100
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