市政工程现浇连续箱梁桥的设计

市政工程现浇连续箱梁桥的设计

1主4桥台式桩基础芜湖卓河大桥是连接东四条河流的重要桥梁。箱梁采用单箱双室纵、横向预应力钢筋混凝土直腹板,等宽度、等截面连续梁,横桥向为双向分离式断面。下部结构为双柱式桥墩,箱形空腹式桥台,钻孔灌注(摩擦)桩基础。桥梁全长354.86m,跨径组合为:3.38m(桥台)+24.4m+2×25m+25m+3×33m+25m+5×25m+3.38m(桥台)=354.86m。设计荷载等级为:汽车-超20级,挂车-120,城市-A级;地震基本烈度:Ⅵ级;桥面宽度为3.25m(人行道)+11.25m(车行道)+0.5m(护栏)+4.0m(中央分隔带)+0.5m(护栏)+11.25m(车行道)+3.25m(人行道),行车道为左右幅六车道;桥面横坡:双向坡,±1.5%;桥面铺装上层为10cm厚沥青混凝土,下层为8cm厚C40防水混凝土。2质量控制2.1基础处理和支架设计(1)混凝土硬化层扁担河大桥施工范围位于河塘内,主要为软土、轻质亚黏土,表层全部为软土的实际情况,采取浅层掺灰处理,流质淤泥予以换填掺灰黏土,处理深度为50～100cm,表层为10cm厚C15混凝土硬化层,并预留横向排水坡度,纵向设置边沟排水,确保支架地基处于干燥状态,以稳定其承载力和变形。根据受力计算支架地基承载力为36kN/m2,地基处理好后,采取轻便触探实测地基承载力最小值为56kN/m2,满足使用要求,扁担河内采取两端设置围堰截断流水(施工时间在前年的11月份到次年2月份的枯水季节),清淤后填筑1.0m厚建筑垃圾,分层碾压密实后,其上再分层填筑50cm厚水泥稳定粒料,水泥稳定粒料每层的压实度达到95%,表层浇筑10cm厚C15混凝土硬化层。(2)翼板及支架布置采取碗扣式满堂钢管支架,经计算:箱梁腹板范围内,支架竖杆间距布置为50cm×50cm,翼板范围内布置间距为70cm×70cm,支架纵、横向采用钢管连接,使其构成为整体,并在每排钢管斜向采用剪刀撑,纵向用50cm长的钢管将竖杆相互连接,以加强排架的整体受力性能。根据现浇梁荷载计算钢管支架的布置形式和几何尺寸,确保支架的整体强度、刚度和稳定性满足使用要求。(3)沉降观测时间支架预压荷载采用验算荷载+20%偶然荷载的方法预压,采用每袋重量为25kN标准沙袋对称逐级加载,并在跨中、1/4跨、1/8跨及支座位置处设置沉降观测点,每天间隔测量4次。在相临观测数据变化小于2mm的情况下,继续稳压8h,确保支架变形符合设计要求。2.2测回法绘制本工程测量放样工作,采用三角网法放样,每次放样均采用测回法闭合。放样之前,先对勘测单位提供的控制点和水准点进行复测,复测合格后,再进行控制网和水准点的加密工作,然后进行轴线、控制线和几何位置等的测量放样。2.3原料质量检验工程所用钢筋,水泥,金属波纹管,锚、夹具等原材料均按照有关规范规定,在材料进场后先进行材料抽检试验,待检测结果合格后,方才允许进行材料加工和用于工程施工。2.4混凝土模板施工在初步拟定构件模板尺寸后,根据荷载组合进行模板的强度、刚度计算和脱模计算。作用在模板上的力有竖向荷载和水平荷载,计算时主要考虑模板自重、湿混凝土对模板产生的竖向力和水平力、振捣混凝土产生的竖向力和水平力、施工荷载及混凝土与模板间的粘结力等。模板的受力计算,是根据力学和结构设计原理进行的。市政工程外观质量要求较高,同时为了减轻支架荷载,模板采取大面积优质竹胶板,拐角处采取45°倒角相连,模板拼接处采用单面胶带相连确保接缝严密。为保证混凝土保护层厚度,采用PVC定型保护层垫块,用铅丝绑扎固定在靠近模板的钢筋上。预应力筋孔道采用预埋金属螺旋管,加设井字型定位钢筋的方法进行波纹管定位。在预埋波纹管后,即将钢绞线穿进管道,混凝土浇筑前严格检查管道的密封情况(波纹管接头处用胶带密封)。2.5钢筋和预交叉2.5.1钢筋表面选择钢筋的技术条件符合设计要求,按照图纸配制钢筋的级别、钢种、数量、直径、型状等。钢筋表面应洁净,无锈皮、油渍、油漆等污垢;钢筋要顺直;钢筋绑扎时铁丝扎紧,钢筋骨架成型后稳固,在安装及浇筑混凝土时不松动或变形。2.5.2预应力筋张拉本工程预应力筋采用符合ASTMA416-92标准中的270级钢绞线,标准抗拉强度Ryb=1860MPa,Ey=2.0×105MPa,设计张拉控制应力0.75Ryb。从进场的每批钢绞线中任取3盘,并从所选的每盘钢绞线端部正常部位截取一根进行表面质量、直径偏差和力学性能试验,每批钢绞线的重量不大于60t。确保预应力筋束直顺、不扭转、不松散;预应力筋采用砂轮切割机切割。2.5.3锚具的检查及硬度检验本工程设计的锚夹具采用OVM15系列,进场验收:锚、夹具和连接器进场时,除应按出厂合格证和质量证明书核查其锚固性能类别、型号、规格及数量外,还应按下列规定进行验收:①外观检查:按照规范要求从每批中抽取10%的锚具且不少与10套,检查其外观和尺寸。如有一套表面有裂纹或超过产品标准及设计图纸规定尺寸的允许偏差,则取双倍数量的锚具重做检查,如仍有一套不符合要求,则逐套进行检查,合格者方可使用。②硬度检验:从每批进场的材料中抽取5%的锚具且不少于3套,对其中有硬度要求的部件做硬度试验,对多孔夹片式锚具的夹片,每套至少抽取5片。每个零件测试3个点,其硬度应在设计要求范围内,如有一个不合格,则应取双倍数量的零件重做试验,如仍有一个部件不合格,则应逐个检查,合格者方可使用。2.5.4荷载作用下的抗渗漏及抗弯曲渗漏金属螺旋进场时,按出厂合格证和质量保证书核对其类别、型号、规格及数量,还应对其外观、尺寸、集中荷载下的径向刚度、荷载作用后的抗渗漏及抗弯曲渗漏等进行检验。2.6混凝土建设项目(1)混凝土浇筑方案现浇梁采用的为C50高标号混凝土,为保证梁体外观质量,把混凝土坍落度控制在(100±20)mm范围之内。在混凝土施工过程中,在混凝土浇筑地点,现场随机抽查其坍落度。混凝土原材料选择,配合比设计,搅拌、运输和浇筑符合文献的要求。为保证混凝土强度,在骨料中掺加一定比例的玄武岩,结果表明这一措施确保了混凝土强度全部满足设计要求和相关规范规定。对于箱梁混凝土工程的施工,采取分两次浇筑的施工方案:第一次浇筑箱梁底板及腹板顶;第二次浇筑顶板。这样既减缓了混凝土荷载的加载速度,又有利于提高箱梁几何尺寸的控制精度。(2)覆盖物的覆盖由于部分箱梁浇筑在1～2月份,气温很低,为保证混凝土凝结所需要的温度,采用覆盖一层潮湿的稻草厚3cm,其上覆盖彩条布,彩条布上覆盖一层加厚帆布,以增加保温效果,雨雪时再加盖一层防水雨布。每昼夜用温度计测量箱室内部温度4～6次,实测最低温度为22℃,满足有关要求,保证了混凝土质量。2.7张拉准备和压浆(1)张拉注意事项箱梁混凝土同条件养护试块强度达到设计强度的80%后,才进行预应力钢绞线的张拉工作。张拉前千斤顶、油表重新校验,操作人员持证上岗,编制预应力筋专项施工方案。张拉用油顶的安装,采用人工配合拉力葫芦的方法安装到为,拉力葫芦由钢管人字支架支撑。当发现预应力偏差超过规定时,立即停止张拉,查找出现偏差的原因,待致使超过规范允许偏差的影响因素消除,并且经过验证合格后才能继续张拉。张拉时专人指挥,同时做好防护措施,防止夹片飞出的伤人事件发生,张拉端前面严禁站人。预应力筋理论伸长值计算,采用如下公式计算(尽管设计采用一端张拉,但经过实际张拉,实际伸长量与理论相符合),即△L=PpLApEp(1)△L=ΡpLApEp(1)其中,Pp为预应力筋的平均张拉力(N),直线筋取张拉端的张拉力,两端张拉的曲线筋,计算方法为Pp=P(1−e−(kx+μθ))kx+μθ(2)Ρp=Ρ(1-e-(kx+μθ))kx+μθ(2)其中,P为预应力筋的张拉端的张拉力(N);x为从张拉端至计算截面的孔道长度(m);θ为从张拉段至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和(rad);k为孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数;μ为预应力筋与孔道壁的摩擦系数。张拉时采取分级张拉,张拉程序为0→10%σk→30%σk→100%σk(持荷3min)→锚固。(2)水泥浆压浆孔道压浆采用用普通水泥;水泥浆试块28d标养强度不低于30MPa;水灰比实际采用掺加8%高效减水剂的方法,水灰比为0.35;水泥浆的泌水率最大不超过3%,拌和后3h泌水率控制在2%以内,泌水在24h内重新全部被水泥浆吸回;水泥浆稠度控制在14～18s之间;水泥浆自拌制至压入孔道的延续时间,控制在30～45min范围内;压浆的最大压力为0.5～0.7MPa,最大压力为1.0MPa;稳压期不少于2min,压力不小于0.5MPa。压浆时,直到另一端排气孔冒浓浆为止,然后堵塞排气孔进入稳压阶段,压浆结束后及时封堵压浆孔。压浆时记录压浆压力表的压力数值、稳压时间,以及水灰比。2.8横向或横向卸落模板、支架拆除遵循先支后拆的原则,卸落支架按拟定的卸落程序进行,分几个循环卸完,卸落量开始时小,