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文档简介

1、目 录1 编制说明31.1编制依据31.2主要技术条件32 工程概况33 安全质量目标43.1 质量目标43.2 安全目标44 施工总体部署54.1作业队伍安排54.2作业人员配备54.3 施工机械配备64.4 主要材料计划64.5 施工工期安排115 施工方案与方法145.1施工方案研究145.2 本桥方案拟定155.3 施工工艺流程156 具体施工方法描述176.1 节段1及节段1施工176.2 拱架加工276.3 拱架吊装296.4钢管拱混凝土顶升326.5 系梁现浇366.6 纵向张拉与体系转换436.7 线形、应力监控437 质量保证措施447.1 质量目标447.2质量保证体系44

2、7.3结构物位置、尺寸保证措施447.4技术保证措施457.5质量通病及其防治措施488安全保证措施498.1 主要安全控制点498.2 安全管理组织机构498.3 安全保证体系508.4 安全保证措施518.5应急预案569 施工环保、水土保持措施599.1 环保、水保目标599.2环保、水保检查制度599.3 环保、水保技术措施6010 文明施工、文物保护6110.1 文明施工措施6110.2 文物保护措施64附件一、1-96m系杆拱现浇节段1支架钢管桩承载力计算66附件二、船舶失控应急预案75附件三、防洪应急救援预案78京杭运河特大桥跨东苕溪1-96m系杆拱上部专项施工方案1 编制说明东

3、苕溪1-96m系杆拱为京杭运河特大桥难点、重点工程,为保证2010年8月30日德清梁厂架桥机能顺利通过,在2010年2月内该桥102#及103#墩先行完成的前提下,对该桥上部结构的相关工程进行详细的施工组织设计,以期指导现场工程具体施工。1.1编制依据(1)宁杭客运专线NHZQ-4标合同段的施工合同、施工技术规范、招标文件。(2)96m先拱后梁钢管混凝土系杆拱桥-宁杭客运专线施图(桥)-50-(供咨询)。(3)铁道部颁布的现行客运专线铁路施工技术指南、施工质量验收暂行标准、桥涵设计规范及铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定等。1.2主要技术条件铁路等级:客运专线; 正线数目:双线;设计速度:350

4、km/h; 正线线间距:5.0m;设计活载:ZK活载 轨道结构:GPTS型板式无碴轨道。2 工程概况宁杭铁路客运专线NHZQ-4标段京杭运河特大桥1-96m系杆拱设计形式为先拱后梁钢管混凝土系杆拱桥,位于浙江省德清县境内,设计里程为DK235+503.30,支承墩为102#103#墩,该(1-96m)系杆拱与东苕溪以约115°的夹角跨越东苕溪。下部结构设计为:102#墩15根×直径1.5米×长53米钻孔灌注桩,承台设计为两级,第一级为10.6米×18.2米×3.0米,第二级为7.25米×12.7米×1.5米,桥墩墩身为异型(

5、凸型)实体墩,高13.5m ;103#墩15根×直径1.5米×长50.5米钻孔灌注桩,承台设计为两级,第一级为10.6米×18.2米×3.0米,第二级为7.25米×12.7米×1.5米,桥墩墩身为异型(凸型)实体墩,高12m。东苕溪为级航道,通航净高要求7m,净宽要求55m,最高通航水位2.66m,H1=6.97m。支承墩处的地质条件为:河床以下深度20m范围为淤泥质粉质粘土,0=60Kpa。系杆拱拱肋全长100m,计算跨长为96m,拱肋采用悬链线,矢跨比为f/1=1/5,悬链线系数m=1.167,拱肋平面内矢高19.2m,钢管混凝土

6、拱肋截面形式为哑铃形,采用C50混凝土填充,上下管管径为1000mm,外形尺寸为3m,腹板长度1.4米,距离(肋厚)0.8米,沿程等高布置,两者钢板均由Q345Qd、=16mm钢板卷制而成。系梁为整体箱形梁,单箱三室预应力混凝土箱形截面,具体(详见图1京杭运河特大桥1-96m系杆拱施工平面布置图及图2京杭运河特大桥1-96m系杆拱立面图)。图1京杭运河特大桥1-96m系杆拱施工平面布置图图2 京杭运河特大桥1-96m系杆拱立面图3 安全质量目标3.1 质量目标工程合格,主体工程质量“零缺陷”,桥梁结构100年,竣工验收一次合格率100%。3.2 安全目标消灭安全事故,消灭人身伤亡责任事故,消灭

7、机械设备事故,消灭火灾事故,消灭自轮运转设备运行责任事故。工程建设实现“零事故”。4 施工总体部署4.1作业队伍安排根据目前施工具体情况,墩台主体施工完成后,主要由第二架子队负责施工,下分两个作业班组,各作业队伍施工任务详见表1表1 作业班组施工任务安排表队伍名称担负主要施工任务梁部施工作业班组负责钢管桩插打、钢管桩平纵联系施工、节段1及节段1支架搭设负责支架搭设,模板制作、安装、拆除,支架预压等负责本桥的全部钢筋作业负责系梁混凝土浇筑、养护负责钢管内膨胀混凝土负责全部预应力张拉负责系杆安装与调试拱部制安作业班组负责拱架试拼、吊装、就位负责含K撑安装4.2作业人员配备参加施工作业的人员,包括钢

8、筋工、电焊工、木工、架子工、混凝土工、吊机司机、潜水工等。属于特种作业的人员,必须持证上岗。具体详见表2。表2 人员配备情况工种名称人数工种名称人数工种名称人数负责人1钢筋工20混凝土工16技术负责人2模板工15电焊工10技术员4普工20电工2测量员4吊装工12张拉工8潜水工24.3 施工机械配备拱架在工厂预制完成后运至现场进行拼装,钢管桩采用驳船浮吊配合振动插打,系梁混凝土采用混凝土输送泵浇筑,挖机配合相关开挖,打拔桩机为挖掘机加液压高频振动锤改装而成。其他附属设备如振捣棒、电焊机由现场组织。具体详见表3表3 主要机械配置表序号机械设备名称型号单位数量备注1振动锤DZ120台12混凝土罐车8

9、m3台83翻斗车6m3台4425m长臂挖机台15抽水机台26大型驳船浮吊机150t台2钢管桩插打时1台,拱架吊时2台。7张拉设备YCW、YCD套68混凝土输送泵HBT600台29塔吊8t台210汽车吊25t台111混凝土输送泵台6钢管内膨胀混凝土施工每端备用1台12履带吊50t台113张拉架套414倒链葫芦10t个20154.4 主要材料计划节段1、节段1采用支架法施工,支架主要由钢管桩、工字钢、槽钢、贝蕾梁组成,钢管混凝土系杆拱桥上部结构采用“先拱后梁”法施工。主体工程的主要材料详见表4。表4 主要材料汇总表序号材料(项目)材质规格单位数量备注一钢管t253.511拱肋钢管Q345Qq-D1

10、000×16t143.1632拱脚预埋骨架Q345Qq-D1000×16t22.0603出浆管Q235125×8×1500t0.7744拱肋弦管Q235968×16t1.1105K撑Q345Qq-D500t35.9426K撑Q345Qq-D400t23.7457K撑Q345Qq-D36000t26.711二钢板t75.941拱脚预埋骨架Q345Qq-D20t0.7042拱肋腹板Q345Qq-D16t65.5393节段接头加劲Q345Qq-D16t2.6714拱肋隔仓板Q345Qq-D16t0.5895拱肋加劲肋Q23516t3.2636K撑Q3

11、45Qq-D14t0.0917K撑Q345Qq-D12t0.0638拱肋加劲钢板Q23510t1.8379拱脚Q23510t0.05110拱脚钢盖板Q2354t1.131三钢筋t340.711拱肋加劲HPB33525t2.1312拱脚HPB33525t12.6103拱脚预埋骨架HPB33525t0.0874拱脚HPB33520t0.2755系梁梁端HPB33520t23.2496系梁中间段HPB33520t37.5627系梁合拢段HPB33520t2.7628拱脚HPB33516t17.3869拱脚盖板HPB33516t0.06710系梁梁端HPB33516t49.53511系梁中间段HPB3

12、3516t83.53212系梁合拢段HPB33516t5.84813系梁梁端HPB33512t25.06614系梁中间段HPB33512t54.54515系梁合拢段HPB33512t3.51916横向张拉锚下筋HPB33512t0.42617拱脚Q23510t1.74618系梁梁端Q23510t4.4019系梁中间段Q23510t7.88420系梁合拢段Q23510t0.61621系梁定位Q23510t4.522横向张拉锚定位Q23510t2.962四角钢t7.41加劲角钢Q235L100×63×8t7.363五槽钢24.61拱脚预埋骨架Q23522t24.521六混凝土m

13、325721拱肋无收缩砼C55m3430.22系梁以上拱部砼C50m3151.23系梁砼C45m31989.9七钢绞线85系梁纵向张拉12-75t51.05系梁纵向张拉4-75t0.30系梁横向张拉15.2mmt33.56八锚具套754张拉端锚具OVM15-12套100固定端锚具OVM15-12套24横向张拉端OVM15-12套136张拉端锚具OVMBM15-4套4固定端锚具OVMBM15-4套4横向张拉端扁式OVMBM15-3套163横向张拉固定端扁式OVMBM15-3P套163横向张拉端OVM15-9套80吊杆锚头OVMZM7-127套80九波纹管90mmm712.5横向张拉90mmm11

14、55.5波纹管55mmm30.2横向张拉20×60mmm2754.7横向张拉80mmm674十吊杆拉索PES7-127m/t743/28.5钢材Q345-Bt5.56锚头座板钢材Q235t25.50锚垫板、护套管不锈钢护套t0.533护套管十一支座1钢筋混凝土C50m315.8支座预埋2钢板Q235t7.85支座预埋3钢筋HRB335t5.153支座预埋4钢支座GTQZ27500个2/2单向/多向十二限位装置及防移梁钢筋HRB335t6.07限位装置及防移梁钢筋Q235t0.02限位装置及防移梁混凝土C50m38.6限位装置纵向活动型剪力榫套2含螺栓、螺帽、套筒钢材Q235t2.90

15、防移梁螺栓40Cr个98调制套筒45号个98调制注:1.表中所列材料未包括桥面系、临时工程等材料用量; 2.材料具体用途请及制作加工参看设计文件;3.表中数量为设计净用量,未计损耗。4.5 施工工期安排东苕溪1-96m系杆拱为京杭运河特大桥难点、重点工程,为保证2010年8月30日德清梁厂架桥机能顺利通过,其节点工期目标为2010年7月31日,同时为保证全桥能按时完成要求该桥的103#墩必须于10年2月10日前完成,102#墩必须于10年2月28日前完成。从总体上看,完成该工程需要6.5个月,每道工序几乎没有机动时间,基本都是关键工序,因此,必须确保每道工序按期完工。具体工期安排如下表5及表6

16、。表5 系杆拱上部工程工期安排表序号项目开始时间结束时间日历工天一102号墩10.2.28据目前施工情况定二103号墩10.2.10据目前施工情况定三节段1支架10.2.1110.4.1481支架钢管桩与承台施工同步2冠梁(含养护)0与承台施工同步3支架搭设110.2.1554支架预压10.2.164105钢筋绑扎及砼施工(含养护)510.4.133四节段1支架10.3.110.4.12431支架钢管桩10.2.18与承台施工同步2冠梁(含养护)10.2.28与承台施工同步3支架搭设10.3.554支架预压10.3.610.3.1055钢筋绑扎及砼施工(含养护)10.3.1110.4.1230

17、五岸上拱段制作与拼装10.4.1270六拱肋安装(含K撑)10.4.1310.4.2815七钢管内膨胀混凝土10.4.2910.5.810序号项目开始时间结束时间日历工天八节段1、节段1吊杆安装、张拉10.5.910.5.135九系梁施工10.5.1410.7.20661节段2、节段210.5.1410.6.3202节段3、节段310.6.410.6.14113节段4、节段410.6.1510.6.25114节段5、节段510.6.2610.7.5105合拢段施工10.7.610.7.2015十纵向通长预应力张拉10.7.2110.7.255十一调索10.7.2610.7.315合计318表6

18、 系杆拱上部工程工期安排横道图序号项目2010年2月3月4月5月6月7月102028102031102030102031102030102031一102号墩二103号墩三节段1支架1支架钢管桩2冠梁3支架搭设4支架预压序号项目2010年2月3月4月5月6月7月1020281020311020301020311020301020315绑钢筋灌砼四节段1支架1支架钢管桩2冠梁(含养护)3支架搭设4支架预压5绑钢筋灌砼五岸上拱节制作六安拱肋(含K撑)七钢管内膨胀砼八节段1(1)吊杆九系梁施工1节段2、节段22节段3、节段33节段4、节段44节段5、节段55合拢段施工十纵向通长预应力十一调索5 施工方

19、案与方法5.1施工方案研究钢管混凝土系杆拱桥的拱架施工过程是一个重要的过程,是系杆拱桥的关键技术。其施工方法主要有支架施工法、缆索吊装法、平转法、竖转法等。(1)支架法施工 支架法即指在支架上现浇或拼装结构的方法,就是在桥 位处按照钢管拱肋的设计线型加预拱度,拼装好膺架,在膺架上就位拼装、焊接成拱的施工方法。 膺架通常采用满堂式、分离式或两种方式的结合。这种施工方法无须大型的起吊设备,拱轴线型容易控制,一般只应用于小跨径、不通航或通航要求不高、水深较浅等条件,但工费时费支架,在大跨径的桥梁中已很少采用。 (2)缆索吊装法施工 缆索吊装法是根据缆索吊机的吊装能力,将拱肋分段预制,由缆索吊机先将两

20、拱脚段吊装就位,并用扣索对其固定, 再依次吊装其余各段,并与先吊段对接,直至吊装完毕。对于净跨100m左右的拱肋,一般分成35段吊装,跨度较大时,根据缆索吊机的吊重能力适当增加分段数。缆索吊装法特别适合于跨越峡谷和河流的大跨度拱桥的施工,拱肋及材料的运输较为方便,索塔塔身也不需太高,较为经济。这种方法的不足之处是拱肋空中对接精度较难控制,拱轴线型控制有一定难度,分段越多,质量和工期控制难度越大。因此应尽量提高缆索吊机的吊重能力,减少分段数,加快施工进度 。(3)转体法施工 转体法施工有平转施工法、竖转施工法和两者的结合施工法。 平转施工法 平转施工法是将拱圈分为两个半拱,分别在两岸偏离桥位的位

21、置,利用山体、岸坡或引桥的桥墩设置膺架,拼装拱肋和拱上立柱,形成半拱,然后水平转体就位,再拼装合拢段成拱。平转法施工主要适合于单跨拱桥。该法的主要优点在于它可以充分利用两岸的山体和岸坡的地形条件,拱肋膺架不高,吊装、拼焊容易,焊接质量有保证,施工中不影响桥下通航,施工安全,速度快。不足之处为球铰加工质量要求高。 竖转施工法 竖转施工法是先在拱顶附近将主拱圈一分为二 ,并以拱趾为旋转中心, 将设计拱轴线垂直向下旋转一定角度,将拱顶合拢端置于地面或浮船上,这样即可在较低的膺架上拼装两个半拱,待两个半拱拼装完成后,由两副墩顶扒杆分别将其拉起, 在空中对接合拢。竖转法施工的主要优点是:拱肋的拼装膺架较

22、低。节省材料,吊装容易;只有一个合拢接头,合拢容易,精度高;扒杆钢管可以用作拱上立柱,节省工程造价。不足之处是:要求桥下具有一定的拼装场地;若必须使用浮船时,水流不能太急,否则将增大施工难度 。 5.2 本桥方案拟定根据本桥具体情况,如具有通航能力(东苕溪为规划级航道,水深46.7m,通航净高7m,净宽55m,最高通航水位2.66m),不能阻碍东苕溪洪水下泄,不有危及两岸堤防的防洪安全,河岸不高,采用缆索吊装法、旋转法困难等,决定采用如下施工方案:(1) 钢管拱安装系杆拱桥采用“先拱后梁”施工方法,先拱后梁法的基本原理是:先安装钢管拱,再利用钢管拱采用倒挂法安装系杆,然后利用系杆受力倒挂安装横

23、梁,最后施工桥面系。即先进行系梁节段1和节段1浇段和拱脚预埋段的施工,拱肋采用驳船将钢管拱运至安装位置然后采用两台浮吊双机抬吊安装就位。 (2)钢管拱混凝土顶升钢管拱混凝土的顶升对混凝土级配要求高,要连续放料不得间断,顶升过程中钢管拱受力复杂,既要保证混凝土的顺利顶升同时要保证钢管拱在混凝土顶升过程中不被损坏。为了保证拱脚位移不能大于设计数值及全桥受力均匀,这就要求钢管拱两端四趾必须同时均匀地进行混凝土顶升,顶升过程中要求根据拱脚的位移对水平索进行张拉。总的来说,钢管拱内混凝土的顶升是一个相当复杂的工艺流程,必须面面俱到、万无一失,才能保证全桥的施工质量,因此钢管拱混凝土顶升技术方案确定为:钢

24、管混凝土管内采用微膨胀缓凝商品混凝土,利用固定泵四趾同时顶升混凝土。(3)系梁安装 系梁安装由于受安装钢管拱和临时索的限制,安装存在较大的难度,无法一次提升到设计标高,然而设计提议要求利用已经安装的吊杆安装系梁无法满足现场实际情况。最后采用两次吊装的施工技术方案,即先利用浮吊将其提升至一定高度,然后接长的吊杆临时固定系梁,最后利用浮吊第二次提升至设计标高。5.3 施工工艺流程为确保工期,要求在102#、103#墩基础施工的同时进行节段1、节段1支架部分钢管桩的插打及冠梁的施工,当两墩墩身完成后立即支立冠梁上支架钢管及剪刀撑。当墩的顶帽完成后立即完成全部支架搭设工作,进行预压。节段1、节段1完成

25、后,进行拱架吊装,然后安装系梁、吊杆,最后进行桥面系安装。具体工艺流程如图3。图3 系杆拱桥上部施工工艺流程图6 具体施工方法描述6.1 节段1及节段1施工拱脚顺桥向8.0m范围内设成实体段,2.5m范围为渐变段,5m范围为标准段。横桥向17.1m,截面渐变处设倒角或过渡段。实体内设12-75的横向预应力筋,分上下两排布置分批张拉完成。拱脚混凝土分两次现浇,在现浇第一次混凝土前,将拱肋钢管、加筋钢材等安放到位,二期恒载施工完成后浇筑第二次混凝土。整段施工采用支架法完成(如图4)。其主要流程:支架设计基础处理拼设支架支架预压安装模板安装钢筋浇筑第一次混凝土养护拆模浇筑第二次混凝土拆除支架。图4

26、节段1及节段1支架(1)施打支架桩基 系杆拱在吊杆张拉之前,系杆、拱肋、横梁、风撑等荷载基本上均作用在支架纵梁上,并传递到钢管桩,由于钢管桩支架基本位于水中,为确保支架基础稳定、坚固,支架基础全部采用钢管桩。钢管桩采用630×8mm的A235钢。经检算,钢管桩需要打入持力层的最大长度为8.4m。支墩钢管桩使用50t履带吊配DZ120振动锤振沉,入土深度根据钢管桩所受力和地层地质情况确定,每桩承载力528KN(按最大荷载考虑)。检算资料参见附件一,桩位布置如图5。图5 节段1及节段1支架桩位布置图( 2 ) 冠梁施工钢管桩全部插打完成后,搭设塔吊及简易工作平台,准备冠梁施工。冠梁设计如

27、图6,具体施工流程如图7。钢管桩处理:钢管桩全部打入设计深度(持力层8.4m)后,将钢管桩顶找平,特别注意每根桩的表面必须水平。然后用砂灌入桩内至桩顶下0.5m,再灌混凝土至桩顶平,用钢板在每个墩上做桩帽处理,确保混凝土受力均衡。完成后清洗钢管桩头。模板与钢筋:全部冠梁一次性完成,使之行成整体。横向冠梁长19m,宽、高为1m;钢管桩深入冠梁长度不小于50cm;N1钢筋在钢管桩间如需截断,应与钢管桩焊接好。混凝土灌注:混凝土要求一次完成,不留施工缝,表面平整,尤其注意支架钢管支立处支座的处理。该处埋设定位钢板或对支架钢管进行带帽处理。图6 节段1及节段1支架桩基灌梁设计图钢筋制作钢筋检测预埋定位

28、钢板商品混凝土运输养 护绑扎冠梁钢筋拆 模灌注混凝土板立 模测量放线搭设塔吊及施工平台钢管桩头系列处理插打钢管桩图7 冠梁施工工艺流程(3)支架搭设 支架方案支架采用钢管桩支墩加贝雷连续梁的结构型式,钢管桩横桥向按2m2.5m间距共布置9根(桥中心线处左右各一根间距2.5m);纵向按5.8m(系梁实体段处)和5.9m(系梁渐变段和标准段处)布置,共设三排,沿主梁底面横桥向布置,钢管间通过纵横向16b槽钢平联及剪刀撑连成整体;钢管桩顶面设置I40b工字钢作为承重梁,承重梁上横向布置21排贝雷片(高1.5m)按横桥向0.9m间距布置(考虑施工方便是,每边可增设1排,共计23排)。贝雷梁顶面设置I1

29、0工字钢分配梁,纵向间距为50cm。分配梁顶直接铺设10×10cm方木(间距0.2m)作为节段1及节段1系梁底模,剪刀撑采用12.6号槽钢,横桥向钢管桩竖向剪刀撑每隔2m设置一道,共设置3道,顺桥向钢管桩竖向设置2道;共需12.6号槽钢784m,合计9.77t。相关构件的吊装主要采用塔吊进行。支架设计具体详见图8。支架钢管安装时特别注意定位,并需与定位钢管焊接牢固,以防施工过程中发生偏移,造成支架整体失稳。靠近桥墩的一排桩需要与桥墩进行临时固定,方法是利用桥墩模板拉杆施工留下的孔穿入钢筋实施对拉加固。现浇支架外侧设置防撞钢管桩、浮标、警示灯、夜间照明灯、安全标牌(距离桥梁上下游各50

30、m处设置“前方施工,注意安全”、桥两侧设置“桥梁施工,注意安全”等标牌)。砂筒设置根据支架、型钢、模板等施工高度控制砂筒高度,砂筒高度一般在3035cm。砂筒主要作用为现浇落架,砂筒用砂采用干砂,并用压力机压过以减小沉降,砂筒上下各盖1块 10mm厚钢板使贝雷受力更均匀。 搭设纵向横梁:砂筒安设好后采用40b工字钢搭设横梁,再在横梁上架设贝雷梁,贝雷梁上再架设40b工字钢,使支架受力均衡。铺设系杆、横梁底模,安放支座:在纵向工字钢上铺设工字钢,75c m每档,型钢上铺设1 0 c m×1 0 c m方木,中心间距20cm,再铺 18mm的A类竹胶板。图8 节段1及节段1支架设计图 (

31、 4 )支架预压 预压的目的是检测支架地基的承载能力,支架自身的强度、刚度和稳定性,同时消除支架搭设的非弹性变形,检测支架承载预压后地基基础和落模砂箱的沉降量,测算出施工荷载时的弹性变形。由于系杆拱节段1或节段1大部分重量集中在支架上( 端横梁由墩帽承受) ,总重 1305t,均布荷载为8.6 t/m, 按总重的1.2倍考虑施工荷载,采用等载预压,总重为1566t,均布荷载为10.32t/m。预压稳定标准时间不小于 1 0 d ,选择固定点,做好标记,每天进行观测。 施工时对每施工段支架进行预压,按箱梁自重100%进行分级加载预压以取得基本数据,根据压载数据及结构设计预拱度进行立模标高设置。支

32、架预压采用砂袋加砂载进行荷载预压,便于操作,具体详见图9。图9 系梁堆载预压图(5)变形观测预压施工时采用分级加载,加载至50%、100%后停止加载,进行24h的支架沉降、变位连续观测,在各分级荷载施加、观测完成且无异常情况方可进行下一级荷载的施加。全部加载完成后以12h为一个观测单位进行连续观测,若连续2天观测支架沉降、变位均小于1mm则可认为地基沉降基本稳定,此时可以卸载。卸载以后,测量再次对测点进行观测,计算出弹性变形量和非弹性变形量。预压结束以后,及时整理预压中的原始数据(其记录表见表7),计算出支架弹性变形量和非弹性变形量,绘制沉降量与时间(t-e)关系曲线图(图10),为立模预拱度

33、提供数据。表7 模架预压变形观测记录表沉降量测点预压前加载50%加载115%连续观测卸载1#测点2#测点3#测点4#测点5#测点6#测点7#测点8#测点测量: 计算: 复合:图10 支架预压(时间沉降)曲线图(6)钢筋及混凝土施工 节段1、节段1(尤其是拱脚)是系杆拱桥受力最为复杂的结构部位,主要特点是钢筋密集、结构三维空间尺寸复杂、预应力管道密集、混凝土施工困难。 墩顶支座安装安装拱脚单元前,应预先将永久支座安装就位。支座进场后,检查装箱清单,包括配件清单、支座产品合格证、支座安装养护细则。开箱后不得随意转动连接螺栓,不得任意拆卸支座。支座安装标高应符合设计要求,要保证支座支承平面的水平及平

34、整,支座支承面四角高差不得大于1mm。支座安装前,采用全站仪测量放样出支座纵横“ 十” 字轴线,并且采用红油漆标明固定、横向活动、纵向活动和双向活动不同类型支座的对应位置,支座安装就位后经监理工程师验收合格后方可进行拱脚单元安装。 拱脚单元安装 拱脚运输至现场后,采用50t 履带吊直接吊装至永久102#、103#墩上, 安装吊点采用钢构厂出厂吊装吊点。拱脚单元安装采用桥墩纵横轴线控制位置, 预先放设出102#、103#桥墩的纵横轴线护桩,安装时,采用2台全站仪同时观测指挥安装。拱脚单元安装偏差控制:同端两拱脚底面高程允许偏差±5mm ,同片拱肋两拱脚允许高差不大于20mm,同片拱脚纵

35、轴线允许偏差不大于20mm,两端拱脚单元横轴线间距 ( 桥梁跨度)偏差 ±10 mm。 模板模板采用钢木组合结构,木模板统一采用表面光洁平整的新竹胶覆蜡板,底模采用竹胶板,标准段采用定型钢模板。模板表面必须干净、光滑、平整,有破损的模板不得使用。模板间的拼接接缝使用腻子刮平、打光。在浇筑混凝土过程中,模板支撑不得有松动、跑模和下沉等现象。拱脚预埋段施工拱脚预埋段与系梁端部实体部分整体现浇,拱脚为预应力混凝土结构。拱脚预埋段的尺寸、方向要求非常精确,否则对钢拱的合拢会带来很大的困难,需反复丈量、检查核对,才能正式定位。根据拱脚及端横梁结构特点和现场施工条件,决定采用型钢支架来定位拱脚预

36、埋段。骨架施工时根据拱肋坐标,先将拱肋钢管定位好,再根据设计图安放好骨架型钢,定位型钢支架为拱肋拱脚预埋段的定位骨架,要求制作和定位准确。施工时先根据图纸要求安放好型钢支架并固定,定位型钢安装时,根据具体情况可作适当调整,应避开预应力管道。之后即根据拱肋坐标,将拱肋钢管预埋段定位好,并与支架连接固定。为保证拱肋钢管预埋段的定位准确、牢靠,首先应确保型钢骨架自身的支承应牢靠,保证混凝土在浇筑过程中骨架不下沉,其下部支承不跑位,不损坏。同时,混凝土振捣时,振动棒尽量不要碰撞型钢骨架和拱肋钢管,避免拱肋钢管因振动跑位。钢筋制作安装钢筋在加工场加工成半成品,运至施工现场后绑扎成型,为保证钢筋保护层厚度

37、,在最外侧钢筋和模板之间使用混凝土垫块,垫块和混凝土等强,垫块和钢筋应绑扎紧密。系杆及预应力管道定位安装系杆定位时采用8槽钢做定位支架,直线段每1m一道,曲线段加密至50cm一道,预应力管道安装时,管道和锚具必须定位准确、牢靠。预应力波纹管通过定位钢筋固定,定位钢筋采用U结构,必须焊接牢固,专人负责检查,直线段按照每50cm设置一道,曲线段每隔30cm设置一道。施工中管道的走向根据施工图纸的竖弯、平弯坐标进行放样。安装时要求将起弯点、拐点等控制准确,中间段圆顺过渡,并收取一些点来检查,渡河要求后将定位筋加密。施工过程中注意安放好以下预埋件: 系杆、横梁张拉端锚垫板;在系杆预应力束管道沿轴线等间

38、距布设 3 4处排浆孔;吊杆固定端锚垫板及下导管焊接在系杆钢筋并且锚固在模板上,在浇筑混凝土的前后分别对其平面位置及垂直度精确测量;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 。混凝土浇筑、养护混凝土采用拌和站集中供应,陆地上混凝土由混凝土输送车运至现场,混凝土输送泵配木制滑槽入模,混凝土浇筑前,要检查混凝土的各项性能指标,对称浇筑底板、肋板、顶板混凝土。浇筑过程中按照斜向分段、水平分层、前后左右对称连续浇筑,一气呵成。混凝土分层厚度不大于30cm,振捣时针对不同位置分别采用30、50插入式振捣棒,振捣棒的移动间距不应超过振捣棒作用半径的1.5倍,并与侧模保持5-10c

39、m间距,插入下层混凝土5-10cm,振捣要做到快插慢拔、不欠振、不过振、不漏振、无漏浆,且避免振捣棒碰撞模板。确保混凝土质量,做到混凝土内实外光,浇筑过程中,随时注意系梁支架变形情况,发现异常及时处理。混凝土浇筑完毕初凝后,及时进行覆盖洒水养护,防止混凝土表面出现干缩裂纹,混凝土养护时间不少于设计和规范要求。当环境温度低于5时,不得洒水养护,应采取保温措施。混凝土浇筑过程中,应做好以下工作 : 浇筑对称均衡进行,同时在支架基础上设观测点,随时监测支架沉降隋况;派专人跟踪观察模板及支架变形情况;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

40、采用钳式振动器加强振捣,确保混凝土密实;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。 临时固结措施墩梁临时固结采用在墩顶预埋钢筋,浇筑混凝土的方式。P锚临时索采用在承台浇筑混凝土时开始预埋,每墩4束,在系梁悬浇合拢张拉第一批预应力索后与墩梁固结同时拆除。拱脚施工拱脚混凝土采用C50,混凝土分两次浇筑完成,第一次混凝土与系梁同时浇筑,第二次混凝土在二期恒载施工完成后浇筑。梁端混凝土分两次浇筑,在系梁及两侧32m梁预应力张拉并压浆后浇筑,因此需做好32m现浇梁安排工作,以使系梁梁端能及时封端。系杆槽口处设置钢制门,并加锁,方便后期检查,防止损坏系杆。施工中注

41、意如下事项:为保证拱脚混凝土内实外光以及对模板刚度的要求,拱脚底模采用优质竹胶板制作,侧模采用钢模,对销螺栓固定模板,模板接缝夹海绵条,确保接缝严密,不漏浆。 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。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,安放系杆、横梁锚垫板及横梁的波纹管,并在侧模与底模交界处夹海绵条,以防漏浆。考虑到拱脚钢筋密度比较高,混凝土坍落度控制在15c m,粗骨料采用 525.5连续级配碎石; 施工过程中安排一名振捣工下到拱脚底展开混凝土施工,然后从拱脚喂料口开始下料,分层下料、分层振捣。分层厚度30cm,下料到离拱脚底30cm

42、处开始振捣,直至分层浇筑至拱脚底向上1.15m处。此时混凝土面形成一斜面,振捣工从吊杆开口处出,并开始从吊杆喂料口和拱脚喂料口同时下料。分层浇筑至离系杆顶面30cm处,封堵吊杆处喂料口,浇筑直至系杆顶面,然后从拱脚至拱肋方向依次下料,分层浇筑至距拱脚下料口30cm处,封堵拱脚处喂料口,并分层浇筑至拱脚与拱肋分界处。 混凝土振捣时避开预应力波纹管道,以免将管道振破,使管道堵塞;振捣器振捣时要均匀,间隔距离不得超过有效半径的2倍, 当遇到钢筋档距较小时, 首先用自备钢筋撬棍,将钢筋档距调整,然后采用30型振捣器振捣;混凝土浇筑应连续进行,振捣至混凝土停止下沉,不再冒出气泡,表面平坦泛浆为止,以确保

43、混凝土密实。注意吊杆孔的留设。吊杆布置采用尼尔森体系,在吊杆平面内,吊杆水平夹角在50.978°65.384°之间,横向水平夹角为90°。吊杆间距为8m,两交叉吊杆之间的横向中心距离为340mm工。临时支撑节段1、节段1的拱架安设后,需要进行临时支撑与固定,以便中间拱肋吊装时能正确对位,支撑的方法可在节段1、节段1系梁上搭设钢管支架。6.2 拱架加工本桥上部结构施工采取“先拱后梁”的施工方法,即先进行系梁节段1(1)现浇段和拱脚预埋段的施工,同时在岸边设置拼装场地,将钢拱分段预拼,利用两台150t浮吊进行钢拱分段安装施工。(1)拱肋组装拱肋单元构件在工厂内按预定检

44、验项目,在厂内先平面预拼,检查线型,误差不超过规定值,焊接拱肋腹板,联接临时法兰角钢,再立体试拼,试装横撑,检验合格后发往工地。工地试拼装按设计规定的拱肋分节情况,采用半跨线型模拟试拼。立体拼装检验合格,表面防护和涂装好后即可准备吊装。(2)钢管拱的制作 钢管拱主要技术指标弯曲度:f=L/1000且f10mm(L为节段长);椭圆度(失圆度):f/D=3/1000(D为钢管直径) ;接缝错边:2mm;拱肋宽度误差:±3mm;拱肋高度误差:±3mm;拱肋节段(Lm)旁弯:3+0.11m且10mm;吊点位置偏差:纵向10mm横向±3mm;吊杆长度偏差±10mm

45、;拱轴线长度误差:20mm;拱肋成拱后横向偏位:±10mm;拱肋成拱后竖向偏位:±10mm;拱肋成拱后对接接头点的相对高差:15mm;拱肋间距误差:±5mm钢管拱制作工艺拱肋钢管轴线拆线成弧,在钢管拱肋加工制作前,工艺流程如下:号料切割边缘加工卷管焊缝矫圆拼接超声波检测及X射线拍片组装试拼防腐涂装运输安装就位。现场安装各分段至钢拱肋合拢,分段接头焊接可由拱脚向拱顶顺序进行,焊缝须经超声波检测合格。卷管方向应与钢板压延方向一致,尽可能增长单件长度,减少对接焊缝。矫圆后的短段,在拼接时宜将纵向对接焊缝错开50cm左右,并尽可能使纵缝处于缀板混凝土。缀板的横焊缝与弦管的

46、环缝不要处于同一截面,宜错开50cm以上。弦管、横撑的纵缝、对接环缝要求采用自动焊、全溶透,缀板与弦管、缀板的对接缝为全溶透焊,吊杆锚座钢板与钢管的焊接可采用溶透焊带角焊缝。拱肋钢管节段长度根据施工条件确定,钢管预制节段长度需考虑分段接头焊接的收缩量,节段点在拱肋上所处位置:组装大分段钢构件时,应进行组装工艺设计,确保组装件尺寸准确,减少焊缝变形。在各节段应依照现场施工条件试拼, 保证现场安装时钢拱肋的正确就位、合拢。(3)焊缝检查与验收 对所有全溶透焊缝要进行100%超声波检测,对T型焊缝及超声波认为的疑问之处,应以X射线拍片;所有焊缝均需作10%以上X射线拍片检查。焊缝质量达到GB5020

47、5-2001的一级焊缝要求。焊缝强度要求与母材等强,焊缝高度he=s,焊缝余高c应趋于0。 溶透性焊缝:焊缝质量达到GB50205-2001的一级标准,并规定作100%超声波探伤和不小于10%的X射线抽样检查。 哑铃型钢管结构的验收,按钢结构工程施工质量验收规范GB50205-2001进行。(4)拱肋钢结构防腐拱肋钢结构(含横撑)表面涂装防腐方案如下:外表面涂装前进行二次除锈-喷砂到Sa3,粗糙度要求达到Rz40um80um。水性无机富锌防腐底漆 2道100um棕红云铁环氧中间漆 1道40um氟碳面漆 2道80um内表面(不灌混凝土)除锈、清除杂物,涂装前用配套清洗剂清洗内表面。内表面(灌混凝

48、土)除锈、清除杂物,涂装前用配套清洗剂清洗内表面。(5)其他钢构件防腐所有钢料外露部分按铁路钢桥保护涂装第1 涂装体系要求作防腐处理。6.3 拱架吊装钢管拱在工厂内预制后分三段运至现场,拼装场地选在施工现场102#墩右侧附近岸边空地上。拼装时将钢管拱两头封闭,然后将其吊至岸边,再用驳船浮吊起吊。(1)钢拱加工由于钢拱属于加工半成品,在加工制作钢拱时,需要积极和钢拱生产厂家联系,为保证钢拱焊接质量,以尽量减少现场焊接施工为原则,根据实际运输条件、现场情况确定每节节段的长度,按照3个节段进行划分,其中吊装段拱肋水平长51m,重约200t。(2)拼装场地选在102#墩右侧的堤岸边,场地长150m左右,宽约70m,钢拱进场通过现场施工便道陆路进场,整个场地要进行地基处理并对地面硬化,场地硬化采用20cm厚C20混凝土。钢拱运至拼装现场后,使用汽车吊进行卸车。(3)中间段拱肋拼装拱肋拼接采用50t汽吊吊装,吊装从两拱脚段开始依次临时

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