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钢筋混凝土刚架拱桥施工技术
摘要:钢筋混凝土刚架拱桥施工工艺主要特点是采用条形、分段预制构件使主拱先合拢成拱,然后安装微弯板、浇桥面组成整体。介绍327国道利沟大桥加宽施工中,构件预制、起吊、安装等施工技术。
关键词:刚架拱桥 施工工艺 质量控制
钢筋混凝土刚架拱桥是在双曲拱桥、桁架拱桥和斜腿刚架拱桥的基础上发展起来的,由主拱腿、实腹段、腹孔弦杆、斜撑和横系梁等构件拼组而成裸肋,然后在其上安装带有加劲肋的微弯板和悬臂板,并通过现浇混凝土桥面与裸肋结成整体组合结构。该桥型具有自重轻、材料省、整体性能好、外形美观、装配化程度高等优点。
327国道k164+k177处利沟大桥原为4m~30m双曲拱桥,桥宽仅794 m。1999年加宽706 m,列入山东省公路局养护改建工程。加宽部分下部为扩大式基础,重力式石砌墩台,上部为4m~30m钢筋混凝土刚架拱,该桥全长15212m。利沟大桥加宽每孔采用三片拱肋,为卧式三片叠放浇筑,每拱片为实腹段一段、拱腿、斜撑、弦杆各二段共分七段预制,两台汽车吊(25t)同时起吊、翻身,炮车、挂车运输,有支架安装。实腹段与拱腿、弦杆与拱腿接头以及裸肋与横系梁接头采用钢板焊接接头(称干接头),以保证快速成拱;其余构件采用现浇混凝土接头(简称湿接头),以较大调节接头误差范围,节省钢材。同时,干接头钢板周侧缝采用环氧水泥砂浆,有效防止钢板锈蚀。
①拱腿;②实腹段;③斜撑;④弦杆;
⑤现浇混凝土接头;⑥钢板焊接头;⑦横系梁
主拱片构造示意刚架拱桥受地形、跨径等限制,常规规划、建设采用较少。且现行桥涵施工技术规范及有关桥梁资料对该桥型施工技术介绍较少,缺乏施工经验,特别是拱片预制、吊装施工难度较大,现就利沟大桥加宽施工,构件预制、起吊、运输、安装等工艺要求及方法作简要介绍。
1 构件预制
327国道利沟大桥刚架拱桥的预制构件有:拱片12片,每片共计84根构件,横系梁112块,微弯板104块,悬臂板52块,全桥总计预制构件352块。为保证拼缝尺寸的精确度,预制构件采用放全桥大样进行预制。拱片预制采用卧浇且在竖向三片叠浇的方法,以节省预制场地,减少模板放样的工作量,并保证连接横系梁的预埋铁件位置的正确和避免放样差错,模板采用木制包白铁皮模板,方便加工。
11 构件预制场地
构件的预制在固定的混凝土预制场内进行。场地的铺筑,按如下程序进行:清除障碍物�粗整平�压实�测量并找平�铺片石(拳石)�浇混凝土面层。采用C15混凝土,厚6cm石砌地膜浇低标号混凝土,可充分利用当地砂石资源,又保证底模的强度和平整度。
12 拱片放样
采用坐标法放样,先放跨径尺寸,再分段放出纵横坐标,将坐标点连接到拱片下缘线。据设计尺寸定出拱片、斜撑、弦杆轴线,画出构件轮廓线及交角圆弧线,定出各吊点位置、横系梁联结点位置及大小结点位置。放样后由总工校核,临理工程师验收合格。
13 拱片模板
拱片为条弧形预制件,为制作方便、降低造价,可采用红松板材制作,用03mm厚的优质的铁皮覆包表面,这样既能达到钢模板的效果,又能现场加工,可缩短制作时间。为便于拆装,每块模板长3m~5m,接头采用企口式,模板厚5cm,为抵抗侧向弯曲,模板背面每隔50cm钉竖向肋木加固。
14 钢筋骨架制作与就位
钢筋骨架采用分部成型、整体入模的方法,采取先放置钢筋骨架,然后现场焊接接头和安装固定横向联结系预埋件,调整点焊好现浇混凝土接头处钢筋,校核无误后立模。施工时拱腿、斜撑、弦杆三部分提前加工成型,实腹段现场扎制,接头钢板提前加工,这样有利于分段接头钢板焊接时的位置准确,又便于各工序有效衔接,节省工时、方便施工、保证骨架成型的质量。
15 立模
把模板沿放样线拼装成整体,调整好板垂直度、直顺度、底部、上部用螺栓加固。接头缝用1cm厚的海绵条填塞,底模铺一层塑料薄膜。模板表面涂刷脱模剂。待第一片强度达到30%以上时,叠浇第二片、第三片,立模时,先做一层水泥掺粘土砂浆2cm 厚隔离层,然后加固模板,确保立模不变形,尺寸准确。浇混凝土前,应对模板尺寸、钢筋尺寸、位置、焊接长度、预埋件数量、位置等做全面检查,无误后进入下道工序。
16 浇筑混凝土
严格按设计配合比配料、拌制。拌制时严格控制配合比及拌制时间,随时检查混凝土塌落度、和易性。浇筑时,每一预制段必须一次浇完,不留施工缝。混凝土的振捣,采用插入式振动器,要控制振动时间,使混凝土表面达到不冒气泡、下沉、表面返浆平整。振捣器切勿碰撞侧模,也不能插入过深,以免模板变形。预制每个构件时,随机取样做三组混凝土试块,分别做3 d、7 d、28 d抗压强度试验。混凝土达到设计强度25%后即可拆模。脱模后应及时养生,采取覆盖草袋并及时洒水,确保构件经常保持湿润。
17 微弯板悬臂板预制
为了节省木材,采用土模,表层必须做6cm石灰土,并夯实。加强土模覆盖,以免经雨变形。横系梁的预制在浇筑地膜上,立木制包白铁皮的侧模板浇筑。可在大件预制的同时进行。
18 设置槽孔
为保证裸肋与桥面整体承受活载,在实腹段及腹孔弦杆截面的凸出部分,除应凿毛外,还需设置侧向齿槽或槽孔。槽孔的制作是在卧浇预制混凝土的构件时,在肋顶凸出部分紧靠上缘钢筋处,插入一块底面积为10×20(cm)的木块,于混凝土初凝前拔除成孔。同时在槽孔顶部留溢浆孔。每个槽孔中插入两根Φ8mm~Φ10mm的钢筋,长70cm,以便与桥面钢筋连接作为锚固筋。
2 构件的起吊
为使构件接头位置准确,起模前要将构件编号并复核尺寸,待构件混凝土强度达到设计强度的70%时,方可起吊。所有构件除实腹段应空中翻身外,其余构件均可直接翻身就位,其起吊翻身应须仔细小心,以免误伤构件。因此,利沟大桥所有预制构件起吊的重点是实腹段。因为实腹段内弧是二次抛物线,且为卧叠浇制,起吊不慎,容易因弯矩不等造成断裂或裂缝。其实腹段起吊过程如下。
(1)先将叠放的构件用撬棍多点微微撬动,同时准备2根~3根撬棍待起吊时再辅以撬动。
(2)用二台汽车吊(25t),分别拴住构件两端上、下缘吊环,拴下缘吊环必须用倒链,两吊车同时轻、慢提升,撬棍与之配合轻撬动,构件一端撬起的高度要控制在2cm之内,边撬边垫同一直径8mm的短钢筋,当4点一同上升上缘稍有移动时,再用20mm的短钢筋逐步深入,待与底部完全脱离,上部缓慢上升,下部倒链回放,使拴下缘吊链逐渐放长,构件逐渐立起,直至构件完全成垂直状,将倒链取下,构件翻身完成。
实腹段起吊示意(3)注意点:起吊过程必须严格控制,决不能使实腹段下缘两端点着地,造成跨中弯矩过大,而使构件发生裂缝甚至断裂。同时要注意两台吊车同时均匀、缓慢提升,保证两端升空高度一致,下缘回放迅速。
3 构件的运输
所有构件运输,根据构件重量采用10t~20t挂车,部队退役炮车最为理想。
(1)构件翻身完成起吊到一定高度,将准备好的拖车开入,使构件轻轻下放,构件两端吊环处放枕木,使构件两端不接触车厢为宜,然后用倒链将构件捆牢,以免在运输中倾斜或歪倒。
(2)吊装前修好预制场到桥位的便道,运输过程有专人指挥行驶,确保行车及构件的安全。
(3)其它构件可按安装次序直接起吊、装车、运输,但也要确保构件的完好、安全。
4 构件的安装
所有预制构件的安装应严格按设计说明及规范要求进行,安装前必须先搭好临时支架,准备好一切吊装设备、材料等。
41 临时支架的搭拆
本桥设计为有支架施工,因此在吊装前必须先搭设临时支架
及安装操作脚手架。
411 支架的搭设
支架为临时支撑构件自重及分段接头施工方便,其位置均放在构件吊环处,同时考虑安装操作人员脚手架。构造:实腹段采用100×100(cm),其余采用100×200(cm)。每支架采用4根Φ48mm壁厚为35mm 空心钢管为立柱,每2m高设横撑及斜撑,同时,要进行强度及稳定性验算。
412 支架拆除
待接头混凝土达到设计强度的70%后,可松动楔木,实施落架,随后可拆除支架。拆除时应对称、均匀进行。
42 构件的安装
利沟大桥安装施工顺序及要求如下。
421 安装拱腿
拱腿起吊后,两端分别支撑于支座和支架上,支座内必须做浆,拱腿周围用硬木楔塞紧,尺寸就位检测准确。待微弯板安装完毕,拆除木楔后,再进行灌注侧壁砂浆,达到由铰结到固结目的。
422安装实腹段
用2台汽车吊同时起吊实腹段,在支架上与拱腿对接好后,电焊钢板接头,形成裸肋。
423安装裸肋部分横系梁
裸肋安装好后,安装拱腿与实腹段的横系梁,拱片内预埋的槽钢与横系梁预埋的槽钢由角钢相连焊接。焊前,由立柱底部木楔调整、控制好高程。焊好后立模浇接头混凝土。混凝土标号比构件高一级。
424安装斜撑
斜撑起吊后,分别支承于斜撑支座和支架上,斜撑底必须做水泥砂浆,支架可在安装裸肋完毕后搭设。
425安装弦杆
弦杆起吊后,分别支撑于弦杆支座和大节点上,调整弦杆与斜撑,弦杆与实腹段的接头位置,直至满足设计要求。先将弦杆与拱腿结合处的钢板、弦杆与实腹段接头钢筋焊接再浇混凝土接头。
426 安装弦杆部分的横系梁
弦杆安装完毕后,安装弦杆部分的横系梁,方法同4�2�3。
安装前在实腹段及弦杆标出微弯板分块位置,安装时应从跨径两端向跨中进行,或拱顶向两端对称安放,砌缝均为1cm,板底要做浆。悬臂板安装要先搭支架,并与微弯板拉牢。板之间及与肋间的缝要用细石混凝土灌实,板底要用水泥砂浆勾缝。
5 构件拼接接头施工
构件安装的相应环节,要及时处理好构件的接头。利沟大桥施工,为能较大调节接头误差范围,减小接头拼接难度,采用干接头、湿接头及环氧水泥砂浆工艺,取得良好效果。
51 干接头施工程序
为保证安装时快速成拱,实腹段与拱腿、弦杆与拱腿接头以及裸肋与横系梁接头采用钢板焊接接头(简称干接头),全桥共272个干接头。其处理程序如下。
511 块件定位测量
构件起吊就位及时检测定位线、中线、高程,测量拱顶、拱脚、1/4处高程,各项指标及时调整直至满足设计。同时满足预留拱度(本桥为25cm)。
512 接头钢板检验
先清除污渍、锈蚀。检测两对接钢板有无缝隙、错位,是否牢固,以便采取相应措施。
513 钢板接头焊接
要有熟练的专业技师,持证操作,所用焊条满足现行规范要求。焊接方法采用跳焊法,分段、对称交错焊接。既防止混凝土被烧坏,也可避免钢板局部过热变形。焊后,有专业技术员检验。
514 环氧水泥砂浆抹缝
接头焊好后,为防止干接缝中水气浸入,导致钢板锈蚀,接头钢板周圈用环氧水泥砂浆抹缝、颜色一致、外表美观。①环氧水泥砂浆的配比(质量比)为:环氧树脂E—44(6101)∶乙二胺(EDA)∶二丁脂∶甲苯∶细砂∶水泥=1∶0�1∶0�12∶0�18∶4�5∶1�5。②配制方法为:先称量前四种化学试剂倒入大容器内搅拌均匀,然后加入事先拌匀的水泥和砂混合料,搅拌均匀后即可使用。③注意:每次配料不宜过多,应随配随用,气温20 ℃时,有效使用时间为3 h~4 h。同时要注意,乙二胺毒性较大,操作人员须戴口罩和橡皮手套防毒。④使用效果:利沟大桥经一年多运行,接头所涂抹环氧水泥砂浆没脱落、裂缝,有效防止水气浸入。
515 接缝养生
待接缝砂浆稍干后,先洒少量水,然后用黑色塑料薄膜将其周侧包扎紧,并定期洒水,以保持湿润,确保不脱落和强度的形成。
52 湿接头施工程序
为能较大调节接头误差范围,减少拼装难度,弦杆与实腹段、弦杆与斜撑接头采用现浇混凝土接头(湿接头),全桥共48个湿接头。其处理程序为:①块件定位、测量�②接头钢筋焊接�③安装湿接头模板�④现浇湿接头混凝土�湿接头混凝土脱模养生。
6 桥面系施工
61 现浇混凝土填平层及桥面
先将悬臂板与微弯板加劲肋外伸钢筋焊接,在每个预留肋顶槽孔内穿入两根10 mm~12mm,长70cm 的钢筋,然后将凹下去的三角形部分用现浇混凝土填平至微弯板顶,再铺设钢筋网现浇混凝土桥面。桥面的浇筑严格按路面施工规范进行。桥面混凝土每孔一天完成,避免施工缝。
62 现浇混凝土防撞栏
桥面混凝土达到设计强度70%以上时,焊接防撞栏钢筋,立模,浇混凝土。
63伸缩缝处理
桥面浇筑时留出伸缩缝安装宽度,固定焊接伸缩缝,检测好高程,浇混凝土。混凝土标号为C40,混凝土掺入环氧树脂。浇好后,加强养生,确保混凝土强度。
7 施工注意事项
71 墩台帽、拱座台冒检测必须达到设计强度。桥位中线,跨径,墩台高程,弦杆支座位置、高程要满足设计要求,校核无误后方可吊装。
72 拱腿及斜撑伸入墩台帽30cm,在浇筑墩台帽时预留凹槽,并在凹槽内留深6cm,宽8cm的灌浆槽,确保各部位尺寸,位置准确。
73 吊安装前,两侧U型桥台背后最好填渗水性好的砂,碎石(卵石)等材料,保证填料的密实度,并填至台帽之上,以保证桥台受力时安全。
74 吊安装前干接头钢板、湿接头钢筋要检测,整型,使其位置、尺寸准确,同时要除锈蚀和污渍。构件凸出部分表面及构件湿接头表面必须凿毛。
75 拱片起吊要严格控制两端点的升空高度一致,必须在2cm之内。要恰当掌握预留拱度,及时检测。安装时严格操作程序。
76 环氧水泥砂浆的配制要严格配比称量,要随配随用,注意防毒。同时,不要将环氧残液或洗刷用具的残液倒入河中,以免污染河水,造成人、畜中毒。
77 制定质量、工期保证措施以及安全生产措施,防止人身及构件出现事故。要切实强化交通管制和高空作业、用电及施工机具的安全管理。
8 结语
327国道利沟大桥加宽,拱片采用三片卧叠预制,整体立模,分段浇筑,节省场地,拱片尺寸一致;采用干、湿接头,节点位置、尺寸控制准确。干接头能快速成拱,湿接头可较大调节接头误差范围,采用环氧水泥砂浆,能够有效防止水气浸入,砂浆不致随荷载振动而脱落,保证接头钢筋不锈蚀,为今后养护减少麻烦;预制地模采用石砌浇低标号混凝土,可充分利用当地资源优势,保证底模强度,侧模采用红松木制包优质的白铁皮,既方便加工,又降低造价;钢筋骨架分段成型,现场焊接就位,有效节省工时,促进施工进度;采用2台汽车吊安装,有利拱片翻身就位,可方便拼装,减少工时;采用有支架安装,构件安装准确,工序少,工期短。因此,钢筋混凝土刚架拱桥具有较好的技术性能和经济指标,该桥的施工技术值得借鉴和推广。但是,还有许多环节,在今后的施工中需要不断地完善和发展。
一、 工程概况
中孔刚性系杆拱计算跨径L=42m,矢高f=70m,跨比D=1/6,拱轴线为二次抛物线型。系梁采用工字型截面,高14m,翼宽08m,翼厚025,肋厚03,在与吊杆处渐变为宽08m,高14的矩形截面,至拱脚段渐变为高195的矩形截面;拱肋采用工字型截面,高13m,翼宽08m,翼厚025,肋厚04,在1/3跨处渐变为宽08m,高13的矩形截面;吊杆采用48φs5高强碳素钢丝,吊杆间距42m,全桥计2×9根吊杆,采用直径为245mm圆形截面,对应吊杆处设置横梁,行车道板搁置在横梁上。
二、 中孔主要施工步骤及主要技术措施
一、 施打支架桩基,搭设系梁和横梁支架,预留通航孔,绑扎系梁、拱脚和端横梁钢筋,立模浇筑系梁、拱脚和端横梁砼。
1、 支架基础处理:
a、系杆支架基础:
中孔桥跨位于水中,分三跨布置,中跨的支墩下采用6根15m长φ273钢管桩,壁厚7mm,搭设的临时承台,钢管桩的入土深度根据计算确定,承载力可根据贯入度进行双控,承台采用钢结构承台,上面用一组双层三排贝雷作支墩,支墩上安放砂筒;两边跨采用长10m的圆木桩,木桩上搁置18cm20cm的木枋。
b、横梁支架基础:
对于中跨横梁下,在系杆的临时支架内插6根φ273的钢管桩,桩顶钢结构布置形式同系杆支架;边跨横梁下采用6根长10m的圆木桩。
2、支架搭设:
根据结构计算,中跨每个系梁下采用单层3排27m桁构式贝雷纵梁,上下配加强弦杆,在贝雷纵梁上横向间距75CM铺一层20CM18CM木方、纵向铺一层10CM10CM的木枋及槽钢,在系梁下部吊杆的锚具孔附近的2018CM木枋旁各放一根15CM18CM间距50CM左右的小木枋,并垫到20CM高,在系梁浇筑后将小木枋抽出,以保证吊杆的锚具孔有一定的操作宽度,系梁支架预放贝雷梁弹性变形的预拱值。横梁支架亦用3排贝雷片纵梁,上下配加强弦杆,并跟系梁下的贝雷纵梁用支撑架连接,在横梁下的贝雷纵梁上铺I20工字钢并垫平于系梁底模下口。。边跨采用φ48钢管,纵向立杆间距为75cm,横向间距60cm,立杆的下端支承在木枋上。
3、通航孔预留:
搭支架时,按设计规定预留通航孔,其宽度、净高应满足要求。并在通航孔两侧各施打φ60cm钢管桩2根。考虑桥梁梁底设计高程,结合支架搭设的高度,船只通过该桥位时需限制通航等级,以确保支架安全。
4、 系梁、端横梁、拱脚段模板制安,钢筋制安,钢绞线编束及穿束,预埋件安放。
a、为保证系梁砼内实外光,系梁底模、侧模采用优质竹胶板制作,对销螺栓固定模板,模板强度及刚度应满足要求,系梁端模采用木模,拟加工制作一套系杆模板,分段制作,模板接缝夹海绵条,确保接缝严密,不漏浆。端横梁模板亦采用优质竹胶板制作,木方、槽钢作加劲肋。
b、在支架上铺设系杆底模,根据设计图纸,系梁预拱度根据设计要求按25cm计,施工预拱度按二次抛物线分配。另外,对支架采用等荷载砂袋预压系杆底模,一方面消除因节点销子产生的非弹性变形,另一方面考虑到支架的变形主要是由贝雷架的弹性变形所产生的,弹性变形的数值可根据在陆上搭设同等跨度的3排贝雷梁,采用系梁荷载下的变形量,铺设系梁底模时,需将此变形量按二次抛物线分段考虑在内,预压后需测量每一控制点处高程是否与设计相符。
c、钢筋在现场绑扎焊接成型,其焊接与绑扎接头应符合规范及设计要求。钢绞线每隔50—60cm,用铅丝绑扎成束,焊好管道定位筋,穿入波纹管,先立一侧模板,然后穿钢绞线束,再立一侧模板,安放系梁及横梁锚垫板及横梁的波纹管,最后立端模,为防止漏浆,在侧模与底模交界处夹海绵条,以防漏浆。
d、施工过程中注意安放好以下预埋件:
①系梁、横梁张拉端锚垫板;
②在系梁预应力束管道沿轴线等间距布设3-4处排浆孔;
③吊杆固定端锚垫板及下导管,焊接在系梁钢筋并且锚固在模板上,在浇筑砼的前后分别对其平面位置及垂直度精确测量。
④中横梁的钢筋预埋件、波纹管、锚垫板等。
⑤钢筋绑扎发生打架时,遵循普通钢筋让预应力钢筋、小钢筋让大钢筋的原则。
E、系梁及端横梁的浇筑工艺
首先浇筑系梁砼,然后浇筑端横梁砼,为保证系梁砼的密实,用插入式振捣器振捣。在系梁及端横梁拆模后,在对应的中横梁位置打毛处理系梁。砼浇筑采用整片灌注,斜向分层,纵向分段,由两端对称向中间进行,分段长度控制在4-6m,分层厚度不超过30cm,大致分4层浇筑,采用附着式振动器和插入式振动器联合振捣,灌注连续均匀进行,砼运输采用HB-30型输送泵运输。
因系梁断面高而狭,配筋密,预埋件及波纹管纵横交错,根据在以往工程施工中的经验,采用级配连续的中小子,同时在砼中加入具有缓凝、保坍、减水和高增强性能的多功能复合外加剂(JM—Ⅱ型)(掺量为水泥用量的11%),在满足砼坍落度的同时,又可确保砼强度。在系梁或端横梁砼初凝后,用单筒卷扬机将预应力钢绞线束左右拖拉数次,以防止沿波纹管渗入的砂浆粘住钢绞线束。并用蛇皮布将外露的钢绞线包裹起来直至锚板口,以防雨水进入波纹管内及钢绞线锈蚀。
f、砼浇筑过程中,应做好以下工作:
①、浇筑对称均衡进行,同时在支架基础上设观测点,随时监测支架沉降情况。
②、派专人跟踪观察模板及支架变形情况。
③、拱脚处配筋特密,因此在梁端拱脚处设计专门的细石混凝土配合比,除附着式振动器和插入式振动器振捣外,同时采用钳式振动器加强振捣,确保砼密实;
④、拱脚、吊杆处预埋件采用定位措施,将其牢固地与钢筋连接在一起,防止浇筑过程中发生位移。
二、系梁第一批预应力束张拉:
根据设计要求,待系梁砼强度达到设计强度90%时,张拉系梁N1、N2钢束,张拉控制应力为σk=075Ryb,采用两台YCW-250型千斤顶,配套油泵ZB4/500,两端张拉,张拉以张拉力和伸长值双控控制,实际伸长值与理论伸长值差值控制在±6%以内。系梁锚具为夹片式自锚型锚具,根据《公路桥梁涵施工技术规范》(JTJ041-2000)预应力束张拉程序为:0—→初应力—→σcon(持荷2min锚固)。预应力束张拉顺序按设计要求,OVM锚张拉工艺如下:
a、千斤顶与配件装置顺序:
安装工作锚板—→夹片—→限位板—→千斤顶—→工具锚—→工具锚夹片
b、施加预应力:
向千斤顶张拉缸加油压至设计油压值—→测量伸长量—→做好张拉记录。
c、锚固:
打开高压油泵截止阀,张拉油压缓慢降至零—→活塞回程。
d、压浆:
卸下工具锚、千斤顶、限位板—→切除多余钢绞线—→封锚—→灌浆。
三、张拉端横梁第一批预应力束:
按设计图纸要求张拉端横梁底层边上2根N2预应力钢束,张拉控制应力为σk=075Ryb,用两台YCW—150型千斤顶(配套油泵ZB4/500)进行预应力施工,张拉工艺同系梁。
四、拱肋支架搭设,拱肋、风撑模板制安,钢筋制安。
A、拱肋安装支架搭设:
在拱肋下部搭设支架,考虑到拱肋砼的浇筑以及吊杆张拉的操作面等的施工,拟采用钢管搭支架,在拱肋节段拼装点下部用钢管脚手搭设支架,主杆间距为60CM。精确放出支架平面位置,同时不能妨碍吊杆施工,支架高度和高程按拱肋下缘座标准确放出,并按设计要求预加2cm预拱度,为加强拱肋支架的稳定性,在支架的外侧采用缆风绳加以固定。支架搭设完毕后,在支架顶上放出拱肋中心线。
B、浇筑拱肋、风撑砼:
首先浇筑拱肋砼,然后浇筑风撑砼,为保证砼的密实,用插入式振捣器振捣。砼浇筑采用整片灌注,斜向分层,纵向分段,由两端对称向中间进行,分段长度控制在4-6m,分层厚度不超过30cm,大致分4层浇筑,每浇筑完一段砼后,将拱肋顶部用进行竹胶板封盖,采用插入式振动器振捣,灌注连续均匀进行,砼运输采用HB-30型输送泵运输。
(五)、吊杆安装,拱肋落架,形成裸拱结构,砼构件参加受力,吊杆初张拉。
1、吊杆安装,拱肋落架
安装吊杆钢套管,并与拱肋、系梁的预埋钢板焊接。在拱肋、风撑砼达到设计规定的强度后,拆除支撑拱肋的上部小横杆,将拱肋形成裸拱结构。并在吊杆钢套管内灌注50#细石砼。
2、吊杆φs5高强钢丝下料编束,冷镦穿束。
a、钢丝下料编束,冷镦穿束。
用调直机一次完成开盘、调直及下料工作,下料在一定的拉力下进行,钢丝束用LD20k型液压冷镦机下料,在同束钢丝中,下料长度相对差值严格控制在±2mm以内,每根吊杆钢丝下料长度按以下公式计算:
L=1+2h+2δ-05(H-H1)-△L-c 其中:
1——吊杆的孔道长度;
h——锚杯底部厚度或锚板厚度;
δ——钢丝镦头留量
H——锚杯高度
H1——螺母厚度
△L——钢丝束张拉伸长值
C——张拉时构件砼的弹性压缩值
编束在平整的场地上进行,每束按规定的根数排列理顺,每隔1-15m安放梳子板,分别将钢丝嵌入梳子板内,然后用铅丝按序编织成帘片,每束每隔1-15m安放一只外径与束内径相同的短钢管,将钢丝合拢捆扎成束。
b、穿束冷镦
首先采用LD20k型液压冷镦机进行冷镦,镦头应园整不歪斜,并取镦头总数的3%作抗拉试验,试镦合格后正式镦头,镦头油压取镦头器的额定油压,为保证镦头不歪斜,被镦的钢丝端面应与母材垂直,镦头的偏心度不超过1mm。
先在场地上将逐根穿入改进的DM5A锚具孔内(卸去锚圈)的钢丝冷镦后,将编束的钢丝束由吊杆上端放入吊杆钢管内,在系杆下端拧好锚圈。
3、吊杆初张拉:
吊杆张拉是成桥最关键的工序,吊杆张拉必须严格按设计规定的张拉力和规定顺序,用两台YCW—150型千斤顶(配工具拉杆及撑脚)张拉一片拱肋吊杆对应钢束,采用先跨中后两侧的顺序,吊杆张拉组装见图五。每根吊杆张拉都遵循以下程序:
0—→初应力—→σi1(持荷载2min锚固),
σi1为每根吊杆第一次张拉控制应力,按设计要求取定,张拉以双控制,并注意做好张拉记录。
4、张拉过程中应做好以下工作:
a、确保工具螺杆在A端锚杯内拧入牙数在10牙以上。
b、调整千斤顶撑脚,将其垫实垫稳,保证千斤顶的中心与钢丝束中心在同一轴线上。
c、分级加载,每级2Mpa。
d、跟踪测量系杆上拱值、水平位移及拱肋的高程变化。
确保端部锚垫板水平,并与吊杆轴线垂直。
(六)、中横梁模板制安,钢筋制安,钢绞线编束及穿束,预埋件安放,并现浇砼。
在已拱设好的横梁支架上铺设中横梁底模,进行钢筋的制作安装,同时安放好预埋件,然后浇筑砼。
(七)、张拉剩余端横梁及中横梁预应力筋
按设计图纸要求张拉剩余端横梁预应力钢束及中横梁预应力钢束,张拉控制应力为σk=075Ryb,用两台YCW—150型千斤顶(配套油泵ZB4/500)进行预应力施工,张拉工艺同系梁。在横梁所有预应力钢束张拉完成后,采用浮吊安装近系梁的每侧各2块行车道板。
(八)、拆除临时支架。
(九)、张拉系杆的第二批预应力束并压浆、封锚。
用YCW—250型千斤顶进行系杆第二批预应力束张拉,张拉钢束及张拉顺序按设计要求,具体程序同第一批钢束张拉。然后对预应力孔道进行压浆并封锚。
(十)、铺设中孔行车道板,浇筑铰缝砼。
中孔行车道板在现场预制,安装行车道板时,在行车道板的搁置点处横梁对应位置上刷一层C40水泥砂浆。并浇筑铰缝砼。
(十一)、张拉吊杆
用两台YCW—150型千斤顶进行吊杆第二次张拉,张拉工艺同吊杆第一次张拉。吊杆张拉后,在吊杆钢管内压灌注50#水泥砂浆,压浆由下往上压送,固定端封锚采用50#微膨胀砼。
(十四)、铺设中孔桥面铺装,浇筑防撞护栏。
浇筑中孔8cm厚30#防水砼,摊铺机摊铺7cm沥青砼,扎筋,立模,现浇砼防撞护栏。
三、主孔42m系杆拱施工中应注意的几个问题
根据我公司以往施工中积累的经验,结合本工程实际情况,以下几个方面在施工中应特别引起注意:
1、下部支架搭设应尽量采用钢贝雷,以消除支架节点非弹性变形。
2、选择优质锚具并进行严格检测,校好千斤顶和油泵。砼达到规定强度后,方可进行张拉,张拉时严格控制好张拉力,并以伸长值作校核。施工中注意观测构件上拱值和压缩值,并与理论值作比较。
3、施工中必须保持对称施工,严禁单侧加载。
a、系梁、横梁和拱肋砼浇筑由两端向跨中对称进行,以保证支架变形保持均匀和最小。
b、按照由两端向跨中的顺序依次铺设行车道板并按此顺序浇筑桥面铺装。
4、下部支架及拱肋安装支架搭设完毕后,应对其平面布置、顶部标高、节点联系及纵横向稳定性作全面检查,合格后方可进行下道工序。
5、因高强钢丝下料要求很严,每根吊杆高强钢丝下料前,应再次测量吊杆实际长度从而决定下料长度。吊杆张拉必须分期、分批、多点对称地逐步加载,第一次和第二次张拉完成后,吊杆内力须经多次调整。
四、 工程质量保证措施
1、建立以项目经理为首、总工程师负责的质量管理网络,明确质量保证计划、质量目标及方针,贯彻执行ISO9000国际质量标准,积极推行全面质量管理,开展全员、全过程的质量管理活动,通过PDCA循环不断改进和提高质量,严格按规范及设计要求施工,严格按施工技术方案层层交底、级级把关。
2、严格工程现场检测制度,给予质检员“质量一票否决”的权利,实行动态管理,重点抓过程控制,以预防为主,对重点部位、关键工序、特殊工序设立质量管理点,并编制作业指导书,明确标准和责任,每道工序都经专职质检员及监理合格后方可进行下道工序。
1、建立健全图纸会审制度、逐级技术交底制度、材料进场报验制度及质量分析通报制度,并严格遵守,确保施工技术上的保证。
2、做好生产班组的自检、互检、交接检及专检工作。
3、项目经理部建立中心试验室及标准养护室,并配备专业试验人员,根据规范要求对原材料进行抽样检验,并根据各项指标,设计出合格的满足施工需要的配合比,承担规范规定的检验项目,为指导施工提供必要的数据。(为拆模、落架等提供具体时间)。
4、原材料必须经过严格检验和材质试验,合格后方可进场,水泥、钢材等必须有质保书。
5、预应力波纹管安装位置必须准确,绑扎牢固,锚垫板安装时,其平面和孔道轴线必须垂直,混凝土振捣要密实,振动器不得触及波纹管。
6、千斤顶、油压表等张拉设备及锚具,使用前必须逐个检查,校正后需指定人员进行进行操作保养。千斤顶、压力表、油泵等在使用前必须经计量部门进行标定,在使用过程中必须定期校核。预应力张拉应待砼强度达到设计规定的强度以后进行,张拉过程实行双控,张拉时做好张拉原始记录。
模板采用钢模时,接缝处夹海绵条,防止漏浆,确保砼一次成熟,表面光滑、平整、美观、外光内实。
7、梁吊装、支架卸落时砼强度必须达到规定要求。
8、严格按监理工程提供的桥轴线,导线点、桩号及水准点,利用全站仪、经纬仪和水准仪进行测量放样,定期对全线测量控制点进行全线联测,分析联测结果并报监理工程师审批,以便进行修正。
9、建立桥梁工程施工用电储备(配发电机),以防连续浇筑砼因停电造成质量缺陷或质量事故。
10、重点抓质量保证资料管理工作,及时认真填报并整理归档施工质量保证资料。
五、 砼质量保证措施
1、原材料控制:
水泥采用优质425#、525#水泥,采用级配合理、质地坚硬、颗粒洁净的芜湖中粗砂以及质地优良、级配合理的宜兴的中小子,拌和用水采用经试验合格的河水。
2、砼施工前按规范要求做好配合比设计和试配,做到配料准确,拌和均匀,施工中严格砼水灰比、配合比、坍落度。砼入模按一定的厚度自下而上的顺序和方向分层分段浇筑,上层砼必须在下层砼初凝前灌注,并振捣密实,加强洒水覆盖养护。
3、高标号砼采用优质525#水泥和优质粗细骨料,对砂石进行冲洗,采用低水灰比、低砂率及适宜的高效减水剂。
4、砼拌和采用HZ-50B自动搅拌站,原材料为电子秤计量,搅拌为双卧轴强制式搅拌,计量精度高、拌和物均匀,保证了砼的拌和质量。
5、砼模板接缝采用夹海绵条,防止漏浆,表面光滑、平整、美观、外光内实。
6、砼拆模先拆除非承重部分,后拆除承重部分,重大复杂的模板应有拆模方案。
六、 施工技术保证措施
创优质工程是整个工程各项工作的指南,为确保整个工程技术上有保证,必须执行以下制度:
1、施工组织设计审批制度。
2、技术复核、隐蔽工程验收制度。
3、技术质量交底制度。
4、三级验收及分部分项工程质量评定制度。
5、对重点、难点工程,投入具有类似工程施工经验的施工管理人员、技术人员及班组骨干。
七、安全保证措施
1、建立安全管理网络,实行三级安全保卫负责制,项目经理部建立以项目经理为首的管理领导小组;项目经理部下设安全保卫科,设专职安全员负责整桥的安全管理工作;各班组设兼职安全员,负责施工现场区段安全检查和监督工作,做到责任明确,层层把关。
2、 坚持“安全第一、预防为主”的方针,给予安全员“安全一票否决”的权利,加强对职工进行经常性安全教育,使安全工作做到制度化、经常化。在开工前进行全面的安全教育和安全技术交底工作,提高职工的自我防范意识。
3、施工过程中有检查、有总结,认真做好各项施工记录,项目经理部定期检查,专职安全员跟班监督检查,班组安全员上班前10分钟对现场情况进行检查,建立安全检查日记,对安全事故隐患做到“三不放过”认真严肃处理。
4、对新进场的工人进行安全生产的教育和培训,考核合格后,方可进入操作岗位。
5、进入施工现场,必须戴好安全帽,从事高处作业必须系安全带,浇筑时高空脚手四周设栏扶,并布好安全网。
6、施工用电设置安全用电保护装置,机电工经常检查机械电气设备,确保安全无事故。
7、加强安全防火教育,现场配备“三宝一器”,杜绝一切事故的发生。
8、各种机械设备及运输车辆实行统一管理和调度,严禁违章操作,确保交通运行安全。
9、钢管脚手设铁板支座,地基要平整、夯实,钢管脚手搭设要横平坚直,设剪刀撑,横杆接头要用扣件联结,脚手板不能放探头板。
10、夜间施工必须配备照明设施,专人指挥,做好安全防护工作。
11、在采用新工艺、新方法、新设备或调换工作岗位时,对工人进行新操作方法和新工作岗位的安全教育。
八、夏(冬)雨季施工技术措施
1、夏季砼施工,缩短砼运输时间,在砼中加入具有缓凝作用的外加剂,以防砼泵堵管。
2、高温季节施工砼,派专人洒水养护并用湿草包覆盖。
3、冬季施工,提前购置准备好防冻设施和材料,随时掌握天气和气温变化。
4、冬季砼施工,宜优先采用硅酸水盐泥、普通硅酸盐水泥,严格控制水灰比,适当延长砼拌和时间,采用热拌砼并掺早强防冻剂,骨料不得带有冰雪,入模温度不得低于5℃,砼运输时间尽可能缩短,运输砼容器应采取保温措施。砼及圬工砌体成型后,立即覆盖保温。 5、成型钢筋焊接在室内进行,并采取防雪挡风措施。
6、雨季施工要做好施工现场排水,保证排水畅通,努力做到雨前有预防,雨后有行动,注意收看天气预报,对水泥等易潮的材料要架高贮存,并作好通风、防水工作,钢筋应加盖雨布,防止锈蚀。雨后模板及钢筋上的土和杂物,在砼浇筑前清除干净,基础施工应防止雨水浸蚀泡基坑。
7、砼浇筑要尽量避开雨天,万不得已时,加强覆盖。
九、施工进度计划
整个施工必须抓住重点,确保进度,调动一切人力物力进行大会战,打好攻坚战,争分夺秒,力争按计划工期完成施工任务
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