重庆市某大桥施工综合技术

XX大桥施工综合技术【摘要】XX大桥主桥上部结构采用130+230+130m预应力砼连续刚构，箱梁采用菱形挂篮悬臂施工，文中浅析了大桥主墩承台施工、0＃块托架施工、高性能混凝土的配制、挂篮施工等方案的选择和实施。1、工程简介XX大桥主桥上部结构为130m+230m+130m单箱单室三孔连续刚构桥结构，长490m。箱梁顶宽19米，底宽11米。主跨24＃、25＃墩0＃块长16.0m，悬浇梁段的最大重量为2600KN，单节长度最大5m。主墩桩基础采用9根直径2.3米钻孔群桩基础，承台尺寸为15.1*14*4米。2、施工主要重难点2.1主墩承台施工本桥24#主墩位于江滩上，施工常水位175米左右，河床标高为174.5米左右，承台底设计标高169.372，承台顶设计标高173.372米，河床地质上面12~15米左右为砂卵石，下伏基岩，砂卵石层渗水厉害。综合考虑选用筑岛围堰再下钢筋混凝土沉井方案，桩基础施工时先筑岛到176米左右，施工钻孔灌注桩，然后下钢筋混凝土沉井，沉井到位后，封底，开始承台施工。钢筋混凝土沉井设计与施工为了确保安全，钢筋混凝土沉井设计采用C30钢筋混凝土，外框尺寸为16.9*15.8米，内框尺寸为14.6*15.7米，壁厚60CM，高8.5米。底部刃脚尺寸为0.7米。施工中沉井分两次制作第一次高4.5米，下沉3米左右后，开始施工第二节。下沉时经过多种方案比选与试验，最后选用排水开挖下沉，小挖机井内作业，吊车吊运出渣，人工配合。封底混凝土施工：排干水后，在底部预留几个集水孔，用水泵不停抽水降低水位，同时进行封底混凝土施工，待达到一定强度后，先用钢板将预留集水井封住，再在其上倒入混凝土将集水井封堵住。2.2主墩墩身施工本桥墩身采用翻模施工，翻模采用大钢模板整体拼装。施工采用一般常规方法施工。2.30＃块托架施工24＃、25＃主墩0＃长16.0m,中心高度13.0m，C55砼1322m3，梁体自重35694KN；因其体积较大，托架要有足够的刚度和稳定性才能保证0＃块施工的安全，经对0＃块托架的施工方案进行比选，采用了低合金钢拆装式桁梁的施工方法，整个结构受力明确，结构简单，大大节省了材料投入。2.3.1托架预压为消除托架的非弹性变形、测得其弹性变形量，检测托架的强度、刚度和稳定性，防止浇注过程中因支架的失稳，混凝土出现裂缝，最重要的是进一步通过预压检验托架施工安全性，确保托架的使用安全，在托架搭设完毕后，进行预压。采用模拟梁段实际重量（包括施工荷载）用张拉预应力钢绞线的方法进行预压。钢铰线下端预埋在承台混凝土中，预压测量的结果为托架的最大变形量为5mm；加载过程中托架稳定，其强度完全可以满足施工的要求。预压测量结果见下表一：2.3.2预压时安全注意事项由于0#块托架采用千斤顶张拉预应力钢绞线进行预压且在墩顶上操作、离地接近40米高，属于高空作业，因此施工中需特别注意。施工中采取以下措施确保施工安全。1、张拉时施工现场有专人指挥，施工区域设围线标志，专人执勤放哨，外有警示牌，非作业人员一律不允许靠近现场。2、张拉时托架上要有足够的操作平台，用5cm厚木板搭设防护平台。3、凡参加施工的人员必须穿好劳动防护用品，戴好安全帽，身系安全带。4、张拉操作人员必须持证上岗，非专业者不能操作。5、检查张拉设备、工具（如：千斤顶、油泵、压力表、油管及液控顶压阀等）是否符合施工及安全的要求。6、高压油泵与千斤顶之间的连接点，各接口必须完好无损。油泵操作人员要戴防护眼镜。7、油泵开动时，进、回油速度与压力表指针升降，应平稳、均匀一致。安全阀要经常保持灵敏可靠。8、张拉前、操作人员要确定联络信号。9、张拉过程中观察锚具及钢铰线的变化防止意外，张拉操作中若出现异常现象（如油表震动剧烈、发生漏油、电机声音异常、发生断丝、滑丝等），应立即停机进行检查。10、为安全起见，当张拉一束钢绞线时，先将每股张拉10%之后，再进行张拉。张拉时，作业人员应在墩顶操作，且有防护。11、由于滑丝危害很大，又难以避免，因此对滑丝后锚具及钢绞线的飞行方向等有避让措施。12、张拉持荷期间，应有人看住现场，不让人靠近。13、卸载是本作业最危险的作业，不但要防止所作业的锚具滑丝，还要防止其它已锚固锚具突然滑丝。表一25#墩托架标标高测量成成果表点位预压前高程预压后高程卸载后高程预压下沉量(mmm)非弹性变形值((mm)弹性变形值(mmm)1210.4422210.4388210.43994312210.4444210.4411210.44113303210.4311210.4288210.42883304210.4422210.4411210.44221015210.4411210.4388210.43993216210.4422210.4377210.43885417210.4433210.4433210.44330008210.4444210.4400210.44334139210.4388210.4366210.438820210210.4366210.4344210.436620211210.4522210.4488210.452240412210.4355210.4333210.434421113210.4444210.4411210.441133014210.4477210.4422210.446651415210.4399210.4366210.439930316210.4344210.4300210.434440417210.4499210.4422210.447772518210.4466210.4433210.443333019210.4344210.4311210.433331220210.4355210.4333210.433322021210.4322210.4299210.429933022210.4299210.4277210.427722023210.4388210.4322210.433365124210.4444210.4433210.44331102.40#块施工由于重庆地区质量好的河砂离施工地区较远、运费高，造成单价高，为了降低造价，通过多次研究选定用特细砂与与机制砂混合来配制高性能泵送混凝土。箱梁混凝土采用C55，我们主要从以下几个方面进行了细化和控制：2.4.1高性能砼配合比的选配选配混凝土配合比时除满足强度、和易性要求，尚需要有很好的流动性和良好的级配，保证混凝土顺利穿过钢筋和塑料波纹管的空间。砼中搀加一定数量的高效缓凝减水剂，适当增加砼的初凝时间，使得0#托架大部分弹性变形在砼的初凝前完成，减少0#块出现裂缝的几率。为尽量减少0#块出现收缩裂缝，最大限度的减小砼的水灰比，提高砼的自密性。经过多次试配，混凝土配合比优选如表：水泥细集料粗集料水外加剂矿渣粉设计标号C55552.5级（kkg）特细砂（kg）机制砂（kg）碎石（kg）（kg）高效缓凝减水剂剂（kg）（kg）每m3用量395272.4408.411111685.12902.4.2砼技术经济比较特细砂37元/m3,堆积密度1460Kg/m3;机制砂70元/m3，堆积密度1580Kg/m3，乌江砂100元/T。按以上配合比，现在采用混合砂每方混凝土中细集料单价为25元，采用中粗砂单价为68元左右每方混凝土细集料节约在43元左右。2.4.3模板安装施工因本桥截面面积过大，给挂篮模板的拼装和加固带来了一定的困难，模板通过外设拉杆，内置顶撑的方式进行加固。浇注砼前认真的检查吊带的预留孔、桥面泄水孔、挂篮预埋钢筋、通风孔、模板堵漏质量及其它施工用的预埋件的数量和位置，防止漏埋或错埋。2.4.4预应力体系管道施工塑料波纹管能否准确的定位和预应力的损失有直接的关系，为此在砼施工前认真的检查三向预应力管道特别是纵向预应力管道定位的准确性及其接头位置的密闭性。管道定位以后，在纵向管道内放置内衬管。对于竖向预应力管道，保证其位置准确，特别要仔细检查波纹管底部堵塞情况、防止漏浆堵塞压浆孔。2.4.5砼施工由于0#块体积大达到1322m3，箱梁高达13米、长16米，顶宽19米、底宽11米。施工中分两次浇注，第一次浇注底板和部分腹板，第二次浇注剩余腹板和顶板。混凝土浇注时，使用三台输送泵，分别对底板和两侧腹板同时进行浇注，第一次浇注时注意先浇注部分底板然后浇注腹板，防止腹板与底板倒角处混凝土不密实，第二次在浇注顶板时注意由翼缘板向中心和悬臂端向中心一次性连续浇注完毕。时由挂篮的前端向后端顺序浇注，两侧向中心浇注。捣固混凝土时应避免振动棒与波纹管接触，混凝土捣固后，要立即对管道进行检查。振捣完成前，禁止操作人员在混凝土表面上走动，否则会引起管道下垂，促使混凝土“搁空”、“假实”现象发生。2.4.6砼养护由于本桥横隔板厚2.5米，在施工中预埋散热管，在砼初凝以后即进行通水循环散热和对混凝土表面进行麻袋覆盖保湿养护，养护时间不小于十四天。2.4.7减少0#块出现裂缝的几项措施（1）加强0#块的养护，至少七天内要使其表面始终处于湿润状态；（2）最大限度的减小砼的水灰比；（3）认真选配砼配合比，做好骨料的级配，保证砼的和易性和流动性；（4）选择适当的砼初凝时间，确保整个混凝土浇注完后，才开始初凝。（5）尽量缩短两次混凝土浇注的时间间隔。2.5挂篮设计与预压2.5.1挂篮设计挂篮作为一种移动支架，其结构形式多种多样。由集团公司技术攻关组自行设计，采用了菱形挂篮，主要结构由菱形主构架、底模前后吊带、底模架、内侧模、外侧模、走行系统、锚固系统组成。其主要特点就是：外形美观，结构简单，杆件受力明确，计算简便；作业面开阔，便于梁段钢筋、预应力材料的吊装、安装以及砼浇注时的进料作业；利用主桁架的前后支座，使桁架在轨道上走行，无需平衡重，操作方便，移动灵活、平稳。内外模、底模随挂篮一次移动到位，缩短了挂篮的移动时间。本桥共加工定做了2套4个挂篮，即每墩一套。每个挂篮重109t。2.5.2挂篮的加工与拼装（1）挂篮的各部件之间采用高强度螺栓连接，安装时采用计力扳手；（2）吊带、销座等重要受力部位，焊接后按相关规范要求进行张拉试验；（3）因挂篮的连接部位大多属于栓接构造，应边加工边拼装组合，保证挂篮的加工精度，严禁在工地上随意切割，以防对挂篮的强度造成不良的影响；（4）严格检查挂篮加工用的原材料，必须出示产品质保书和相关的检验证明材料。2.5.3挂篮试压及其结果为检验挂篮实际的承载力，确定施工最不利条件下挂篮的安全可靠性，使用前必须进行试压，以消除自身非弹性变形；测定弹性变形关系曲线，为线形控制提供重要的数据。试压主要取得的数据为：顶横梁的挠度弹性变形曲线；通过百分表测得的后锚点、前支点的水平及竖向位移量；通过偏载试验测得挂篮的横向刚度和稳定性等数据。底模架结构简单，受力明确，通过建立正确的力学模型，即可较为准确的计算出底模架、底模架前后横梁的受力和变形。但主桁架属空间结构，受力较为复杂，特别是主桁节点板、顶横梁及主桁锚固点处的受力复杂，变形及内力难以准确的分析，为此试压试验应主要测试主桁架的受力和变形。底模架预压预压方法采用直接在底模纵梁上堆长度为9米的钢筋，如图所示。为减小堆放的高度和总荷载的大小，预压只选择四片底模纵梁，按平均承担9米长钢筋重量的原则布置四片底模纵梁的位置。由此计算出总共所需的堆载数量。预压后测得最大挠度为6.05mm。测出底纵梁的挠度及变形情况，前四片纵梁应预压24小时再卸载，卸载前后均记录纵梁的挠度及变形情况。挠度变形最大的2#底纵梁测试结果见表二其余36片纵梁，待安装完成后，利用预埋在承台内的钢绞线张拉以消除其非弹性变形。最后根据预压的结果推算出挂篮底模架的弹性变形值。表二挂篮底纵梁预压压成果预压时间：2XXX年4月22日天气：纵梁编号：2最大预压荷载：：测点AB加载卸载非弹性变形值加载卸载非弹性变形值加载等级0%50%100%合计100%0%合计0%50%100%合计100%0%合计分级增量(mmm)023.727.250.90-39.4-39.411.5024.22044.20-38.5-38.55.7累计增量(mmm)023.750.90-39.4024.244.20-38.5测点CD加载卸载非弹性变形值加载卸载非弹性变形值加载等级0%50%1