五牧运河悬浇箱梁施工方案分析.docx
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五牧运河悬浇箱梁施工方案分析
无锡西特大桥箱梁(悬浇部)施工方案
一、工程概况:
全桥长19.441Km,其中Ⅳ工区无锡西特大桥长7Km。
里程桩号为DK159+311.980+DK159+489.380五牧运河段48m+80m+48m(92#墩~95#墩)联梁为跨越五牧河主航道的三跨悬浇连续梁;中支点处梁高6.23m,梁高按圆曲线变化,曲线半径R=286.408m;边支点梁底宽6.10m,中支点处梁底宽5.14m。
该联梁横截面为单箱单室斜腹板;腹板斜率为1:
5。
顶板厚40cm,腹板厚分别为45cm、80cm,底板厚由跨中的45cm按圆曲线变化至中支点梁根部的76.8cm,中支点处加厚到150cm;全桥共设5道横隔梁,分别设于中支点2.6m厚、端支点1.25m厚和中跨跨中截面0.6m厚。
二、设计技术条件
1、设计荷载:
恒载
(1)梁重26.5KN/m3
(2)90~140KN/m
2、桥梁宽度:
防撞墙内侧净宽8.4m,梁顶面宽12.2m。
3、设计行车速度:
200Km/h以上
4、通航标准:
内河通航标准
三、(92#墩~95#墩)48+80+48m连续梁采用挂篮悬浇施工方法。
总体施工工艺流程见下图;
箱梁总体施工工艺流程图
四、主要施工步骤:
1、在大里程线路左侧位置安装63型塔吊。
2、完成主墩施工后,浇筑垫石混凝土并安装永久支座。
3、完成临时固结措施施工同时利用墩顶及墩旁托架浇筑0#块,并张拉0#块梁段上预应力钢束。
4、安装挂篮,对称平衡悬臂浇筑1#块~10#块并张拉各阶段预应力钢束。
5、支架现浇边跨直线段。
6、按先边跨再中跨的顺序进行合龙段的施工及拆除相应的临时约束,完成体系转换,形成一联连续箱梁。
7、进行桥面及附属结构施工。
五、上部箱梁施工重点及难点
1、大吨位支座安装质量要求高该联箱梁为跨河连续梁,跨度80m。
所有主墩安装的永久支座为CKPZ系列盆式橡胶支座,中支座30000KN,为大吨位支座,安装精度要求为:
保证平面两个方向的水平,支座的四角高差不得大于1㎜。
施工中要严格控制支座垫层位置及高程,以保证支座安装的精度要求。
2、0#块预应力钢束集中,钢筋密集,混凝土浇筑难度大
0#块预应力钢束包括纵向顶板束、纵向腹板束、竖向腹板束、横向顶板束,预应力管道纵横竖交错布置,相当集中;另外0#块结构复杂,普通钢筋密集,加之梁体高大,给混凝土浇筑带来很大困难,施工中必须采取可靠的技术措施来保证0#块混凝土的浇筑质量。
3、悬臂施工跨度大,结构线性控制是重点
大跨度预应力混凝土连续桥在悬臂施工过程中,由于受各种因素影响,施工中的实际结构状态可能偏离预定的目标,随着悬臂的伸长,将产生误差积累,会影响结构的正常使用。
故在施工中必须通过实测各梁段立模标高,来有效的保障箱梁合龙精度及成桥后设计线形要求。
4、悬浇箱梁体系转换工艺繁杂,对质量要求高
悬臂浇筑预应力连续箱梁是以T构为施工单元,利用挂篮分段浇筑混凝土直至最大悬臂状态,最后通过相邻T构的合龙,使其转换成连续梁。
而合龙段作为梁体的最后一个块段,有其施工的复杂性和难度,是连续梁施工的关键。
它包含了线性控制、设计控制应力、体系转换、合龙精度控制、箱梁温度收缩等一系列的施工重点和难点。
因此在施工中应制定有效的技术措施,合理解决上述各难点,从而确保合龙段顺利合龙及该段质量。
5、长束大吨位钢束繁多,预应力穿束及难度大
该梁主跨纵向预应力钢束最长达79.6m;锚下张拉吨位最大达208.5t。
施工中需采用钢绞线穿束机进行穿束,并准确定位预应力管道位置及锚具位置,以免在张拉过程中造成过大的预应力损失,从而影响钢束的设计伸长值;预应力钢束张拉时采用张拉吨位与引伸量双控,以设计张拉控制应力为主,用引伸量进行校核。
六、主要施工方案
(一)箱梁0#块施工
0#块作为墩顶梁体悬浇的起始块段,具有结构复杂、施工难度大、质量标准高、施工条件差等特点。
具体表现为:
梁体内预应力管道集中,钢筋布设密集,一次浇筑混凝土数量多,侧面积大,梁体高等方面。
根据以上工程特点及以往的施工经验,拟采用墩旁托架现浇法施工。
1、箱梁0#块托架及模板施工
80米跨悬臂梁主墩箱梁0#块12m,高6.23m,底板厚76.8~150㎝,顶板厚40~90㎝,腹板厚80~130cm,横隔板厚260cm,箱梁0#块混凝土为C50高性能混凝土,共计两个,单个混凝土数量324m3,梁段重858.6t。
(1)0#块托架
根据设计及挂蓝施工的要求,93#、94#墩0#块采用膺架现浇。
该膺架采用Φ800mm钢管桩作为竖向支承构件。
墩身每侧设两排,每排五根钢管,壁厚10mm,支承在箱梁两侧腹板处,钢管底端焊在承台表面预埋钢板上。
钢管桩顶部设纵向2I56a工字钢作承重梁,横向布设3组双排12米贝雷片做分配梁,贝雷梁上纵向分布2I36a工字钢作底模承重梁,再在底模支承架上敷设底模板。
五根钢管桩之间及钢管桩和墩身之间设置较强的联系,形成稳定的桁架结构,以满足现浇施工及临时施工的稳定性要求,具体构造详见“0#块支架设计图”。
(2)膺架预压
膺架支立并加固好后采用沙袋对膺架进行加载预压,预压荷载取1.4倍安全系数。
在加载完成后每12小时测试一次,直至48小时的累计沉降量不大于2mm进卸载,卸载后,按测得的弹性和非弹性沉降量及设计标高,重新调整模板标高。
(3)模板
①底模:
采用木结构模板。
②外侧模:
利用挂蓝悬浇段模板,支撑在支架悬臂横梁上。
挂蓝模板采用定型桁架式大面积钢模,背楞为定型式钢桁架。
外侧模在工厂加工制作,运至现场作业平台后,采用塔吊起吊就位,一次支立并调整好正确位置。
外模框架钢桁架下设碗扣支架作为翼缘板混凝土荷载的支架。
0#块浇筑完成,横向顶板预应力束张拉后,安装挂蓝及内外模走行梁,通过外模走行梁将外模纵向移至1#块位置,用做1#块模板。
完成1#块后同样再用做2#段模板。
③内模及端头模:
箱梁内模及横隔板模板采用木板或竹胶板,倒角按设计尺寸特殊制作。
为便于施工通行,人洞模板采用定型钢板模,与隔板钢筋焊于一体,施工后不再拆除。
箱梁端头模板采用自制定型钢模,在端头模上割孔将箱梁接缝纵向钢筋伸出模板。
2、主墩支座安装及临时固结施工
支座安装前,须将支座预埋螺栓埋入墩身内,具体为:
在墩身混凝土浇筑封顶至支座垫石时,预留支座螺栓孔洞。
而后精确放出支座中心线及标高,调整好支座预埋地脚螺栓位置,然后在预留孔内浇筑环氧砂浆将其固定。
用塔吊或吊车起吊支座,准确定位后旋紧螺帽,支座安装完成。
同时为承受悬臂施工中临时T构梁重量及不平衡弯矩,在墩柱两侧分别对称设置4个临时支座。
临时支座采用Φ800钢管桩,管桩灌入混凝土作支墩,在管墩顶分别设置Φ32Ⅳ级精轧螺纹钢筋,上下端分别锚固于梁体及管墩身内。
为便于合龙时拆除临时支座,在临时支座中间设置一层6cm厚硫磺砂浆间隔层,并在其中预埋电阻片。
通过向电阻片通电使硫磺砂浆熔化拆除临时支座。
3、钢筋及预应力管道
钢筋、预应力筋及波纹管在钢筋加工场制成半成品,现场绑扎成型。
其施工顺序如下:
绑扎底板钢筋→绑扎腹板及隔墙钢筋→安装竖向预应力管道和预应力筋→安装腹板内纵向波纹管→安装内模后绑扎顶板钢筋,安装顶板预应力管道。
质量要求:
钢筋绑扎完后,要对绑扎、焊接、尺寸进行自检,发现问题及时处理,使质量满足规范要求。
为了保证钢筋骨架牢固不变形,支撑钢筋位置布局合理,建议0.8m2布置一根。
在浇筑砼前,应对已安装好的钢筋及预埋件进行仔细检查,另外在浇砼过程中,有两名专职钢筋工进行钢筋的检查。
表1加工钢筋的允许偏差
项次
允许偏差(mm)
1
受力钢筋顺长度方向加工的全长
+5、-10
2
弯起钢筋各部分尺寸
+20
3
箍筋、螺旋筋各部分尺寸
+5
表2焊接钢筋网和焊接骨架的允许偏差
项目次
项目
允许偏差(mm)
1
网的长、宽
+10
2
网眼的尺寸
+10
3
骨架的宽、高
+5
4
骨架的长
+10
5
箍筋间距
点焊+10,绑扎+20
表3钢筋位置允许偏差
项次
项目
允许偏差(mm)
1
同排以上受力钢筋的钢筋排距
+5
2
同一排受力钢筋的钢筋间距
+10
3
钢筋弯起点位置
+20
4
箍筋、横向钢筋间距
+20
5
焊接预埋件
水平高差
中心线位置
+3
5
6
保护层厚度
+3
预应力管道施工
按设计图纸中预应力筋坐标准确定位波纹管,定位筋按直线1米,曲线0.5米固定,防止浇筑混凝土时发生位移。
波纹管连接采用大一号型波纹管,两端用胶带封裹,同时在施工中注意保护波纹管,防止电焊灼伤管壁。
在浇筑混凝土时需在波纹管内穿入衬管,待混凝土初凝时缓慢拔出,并用通孔器反复通孔,保证孔道畅通。
竖向预应力钢筋采用波纹管成型,在浇砼前固定在钢筋骨架内。
4、砼施工
砼由拌和站集中拌和,采用砼罐车水平运输,垂直运输采用砼输送泵。
砼按自低向高、先底板、再腹板及顶板的顺序浇灌砼,中间不留施工缝。
0#块的梁体较高及其钢筋和预应力管道密集,给砼入模带来较大的困难,因此在砼浇筑时拟采取在顶板、腹板预留方孔多点浇筑的方法。
浇筑时采用分层浇筑,分层厚度不大于30cm。
砼振捣以高频插入式振捣器为主,如有必要配有部分附着式振动器。
振捣人员施工时划分范围,分工负责,掌握快插慢拔等振捣要领,杜绝漏振及过振等现象,振捣时振捣器不得直接接触波纹管。
在浇筑砼结束后,派专人用通孔器及时清理管道,且保证每一管道都要畅通,以免影响下道工序。
混凝土的养护采用覆盖洒水养护方法。
5、穿预应力钢绞线
砼强度达到设计强度时,穿预应力钢绞线束。
穿束时,先用空压机吹风的方法清理孔道内的污物和积水。
梁内纵桥方向预应力筋束采用后穿束法,但对于单端张拉的预应力筋束,采用先穿束法。
当钢绞线束很长时,采用特制的牵头用卷扬机牵引穿束。
6、张拉
(1)张拉要求
张拉千斤顶的标定:
请有资格的计量检测部门校正标定。
使用时的校验期限视千斤顶工作情况确定,使用超过6个月或达到200次以及在千斤顶使用过程中出现不正常现象时,需重新校验标定。
砼强度检验:
通过同体混凝土试块强度试验,来保证箱梁砼强度达到张拉设计强度后施加预应力。
张拉力的控制:
按设计要求,计算出不同钢绞线束的张拉力和竖向预应力粗钢筋的张拉力。
张拉力的校核(双控):
规范要求,用应力指标控制张拉时,应以伸长值进行校核,实际伸长值与理论伸长值之差应控制在6%以内,否则查明原因采取相应措施处理后才能继续张拉。
(2)纵向预应力筋张拉
预应力筋的张拉:
预应力钢束张拉要严格按设计张拉顺序、张拉控制应力及工艺进行,并认真作好张拉记录。
张拉方式与程序:
纵向预应力钢绞线束两端同时张拉,对称进行。
张拉程序为0→0.1σk→1.05σk(持荷5min)→σk(锚固)。
张拉过程中每束钢绞线的断丝、滑丝数不得超过1丝,同一断面的断丝率不得超过1%。
张拉安全注意事项:
任何情况下作业人员不得站在预应力筋的两端,操作千斤顶和测量伸长值人员在千斤顶侧面操作,严格遵守操作规程,油泵工作人员在张拉时严禁擅离职守;张拉时应做到孔道、锚环、千斤顶三心对中;工具夹片要保持润滑,利于退锚。
钢束张拉完毕,严禁碰撞锚具和钢绞线,钢绞线剩余长度采取砂轮切割机切断,并及时封锚。
(3)竖向预应力筋张拉
竖向预应力钢筋的制作和张拉:
为确保结构受力符合设计要求,必须严格控制竖向预应力张拉施工质量。
钢筋下料:
钢筋下料长度=钢筋设计长度—钢筋冷拉后伸长量
钢筋预埋:
竖向粗钢筋在浇砼时预埋在梁体内,用金属波纹管使其与砼隔离。
预埋时应注意:
严格控制钢筋顶面标高,以免给桥面铺装造成困难。
高强度钢筋严禁电焊。
竖向预应力钢筋在砼强度达到设计强度后进行,逐根张拉锚固张拉沿中心线
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