1、编制依据
1.1《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)。
1.2《市政桥梁工程质量检验评定标准》(TB10415-2003)。 1.3《钢结构设计手册》。
1.4铁二院设计的郑州中心区铁路跨线桥施工图相应部分图纸。
1.5中铁大桥局集团一公司设计事业所设计的郑州中心区铁路跨线桥菱形挂篮设计图。
2、工程概况
主桥跨铁路线部分为双塔单索面斜拉桥,以高架方式沿建设路布线,上跨京广、陇海两大铁路干线,对现场施工是一次新的挑战。跨径组合为(106+248+106)m=460m,桥宽33m,中心梁高为3.49m,主梁断面为三箱斜腹板箱梁,边箱为三角形,底宽为7m,顶宽33m。桥下净空大于8.5m。主桥墩为矩形花瓶状,主塔为实心H型钢筋混凝土结构,梁面以上高64.5m,塔梁固结,塔顶景观构筑物高5m,避雷装置高20m,其中塔顶景观构筑物为可转动球状晶体,内置光源。
斜拉索按扇形布置,每个索塔有15对拉索交错锚固。西侧主桥采用挂篮施工跨越铁路货运线,东侧主桥墩身和承台接合处设平转构造球铰,主梁转体长度120m,转体重量159600kN,转体前进行挂篮拼装、静载试验,然后转体施工,转体施工完毕后球铰用混凝土封闭。
主桥上部结构为(106m+248m+106m)纵、横、竖三向预应力混凝土连续梁结构,全长460m。悬浇梁施工主梁为顶宽33m,底宽7m,三箱斜腹板部分等截面箱梁结构,斜拉索采用箱内锚固形式,见主梁断面图(图一)。
主梁除0号块、XB6、DZ1、DB1、DB3节段在支架上施工外,其余各梁段均利用挂篮悬臂施工,标准节段为4m,最短节段为2.5m,箱梁采用C55高性能混凝土。先合龙边跨,后合龙中跨,再浇注合龙段混凝土,实现全梁合龙。
梁体纵向、横向预应力孔道均采用塑料波纹管成孔,竖向预应力孔道采用高频φ43铁皮管成孔,其中纵横向管道采用抽真空压浆。
悬浇梁施工顶板厚40cm,底板厚30cm渐变50cm渐变75cm,部分变截面底版厚,腹板厚度30cm,横隔板分别30cm、60cm两种,所有横隔板均设过人孔。 悬浇梁共分57个梁段,边跨依次编号XB1~XB4,中跨XZ1~XZ15、DZ7b~
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DZ15,合龙段XZ16、XB5长2.0m,其它悬臂梁段长分2.5m、2.75m、3.25m、3.5m、3.75m、4.0m六种:箱梁除0号块、XB6、DZ1、DB1、DB3节段在支架上施工外,其余各节段均采用挂篮悬臂浇注。悬浇梁段最重3000KN。
主梁纵横向均采用公称直径15.2mm,抗拉强度标准值fpk=1860 MPa的低松弛钢绞线,竖向采用直径32mm、冷拉Ⅳ级、抗拉强度标准值fpk=930MPa精轧螺纹钢筋。
若图纸另有变更,施工时请注意设计院设计变更,并及时进行记录,以备查用。
表1: 全桥上部结构箱梁工程数量
序号 1 3 4 5 6 7 8 9 项目 C55高性能混凝土 φ15.2钢绞线fpk=1860MPa φ32精轧螺纹钢筋 锚具 波纹管 HRB335 R235 Q235钢板 单位 m t t 套 m t t t 3数量 5517 492959 85213 11312 73767 3712.8 59.9 4.5 3、挂篮施工
3.1 菱形挂篮的设计原则及用途
3.1.1为推动科技进步,提高桥梁施工技术,提高本标段工程质量,加快施工进度及分析了该桥所具有的施工特点(上跨京广、陇海两大铁路干线),梁体中跨XZ1~XZ15、DZ7b~DZ15,边跨XB1~XB4节段采用全封闭式菱形挂篮悬浇施工,合龙段XZ16、DZ2、XB5节段用挂篮作为吊架施工。
挂篮既是悬浇箱梁的承重设备,又是极为重要的吊挂施工平台。悬臂的前端承担新浇筑梁段混凝土的重量,后端锚固在已浇筑的梁体上;在施工中,挂篮受力的情况和步骤必须符合设计要求,尤其是挂篮的稳定必须确保。根据主体设计要求,挂篮的自重(包括模板急其它荷载)不得超过1200KN,本挂篮自重1029KN。挂篮工作时和走行时的稳定性主要依赖于梁体上底板后锚固系统预应力粗钢筋、
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前吊挂系统和预埋梁体螺栓做为锚固筋,因此要求该预应力粗钢筋和预埋梁体螺栓位置准确。同时,在施工的全过程和各施工阶段的每个施工步骤,都要规范施工,规范操作,每道工序必须经严格检查合格、无误后,方可进行下一环节的施工和操作。主墩0号块纵向索在0号块梁段混凝土强度达到设计强度的90%后张拉,完成后,安装两侧挂篮。
3.1.2菱形挂篮在主梁施工中具有的三种功能:
(1) 主梁(106m+248m+106m)连续刚构箱梁,边跨XB1~XB4,中跨XZ1~XZ15、DZ7b~DZ15,合龙段XZ16、DZ2、XB5长2.0m节段施工用,直接跨越货运铁路和铁路检修车间。
(2)本挂篮采用全封闭式结构,防止桥面一切掉落物体,影响铁路行车安全。
(3) 混凝土箱梁预应力束张拉等作业工作平台。
3.2 菱形挂篮的组成及拼装
3.2.1 挂篮组成
主桥采用的菱形挂篮有4片主桁,单只挂篮宽36.2m(含外模支架),纵向长约11m。由四片主桁构架、底模平台、外模吊挂系统、走行系统、平衡及锚固系统、防护系统等6大部分组成。(见附件2:菱形挂篮总布置图,郑中桥设-G-01 02)
3.2.2 挂篮拼装
(1) 挂篮的制造和拼装应按设计图纸进行,挂篮加工后,对整个结构进行预拼装检查,办理签证,合格后方能运往工地安装。
(2)在已浇注好的2#墩0#块梁面上对称挂篮走道梁、前滑板、后钩板、垫梁,安装之前梁面应抄垫密实、平整,利用塔柱旁塔吊辅助起吊作业,先安装主桁架及其主桁后锚系统、联结系,后锚系统锚固于0块梁体上,再安装前上横梁,然后安装吊带;2#墩西侧底模平台在地面组拼,2#墩东侧底模平台在0#块施工平台和防护棚组成的施工平台进行组拼(提前确定整体提升方案),组拼完成后,提升就位,后端锚固,前端吊挂。
2#墩边跨施工完成后,该挂篮用于3#墩DZ7b~DZ15悬浇梁施工,在已浇注好的3#墩DZ7a块梁面上进行安装,利用35T吊机辅助起吊作业,重复2#墩挂篮拼装步骤。
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挂篮拼装程序:走道梁、前滑板、后钩板、垫梁 主桁架 主桁后锚系统
横联及平联 前上横梁、前吊挂系统 底模平台及底模 防护棚
底模后吊挂 其它构件。
(3) 对挂篮各构件的栓接和电焊连接部位,在拼装前及拼装过程中,都必须进行仔细地检查,以保证构件位置正确,结构连接可靠,且对主要部件不能随意进行电焊或氧气切割,其焊缝质量必须保证,螺栓连接必须牢固。
(4) 安装挂篮走行系统走道梁时,因梁面设计2%的横坡,混凝土梁面不平,可用粗砂抄平,保证走道梁平整度。
(5) 走道梁采用型钢制造,在使用过程中,必须保持其表面清洁,并于走行前涂抹一层黄油,以利挂篮行走。
(6) 挂篮拼装及使用时,应严格控制吊架悬臂部分的重量,除张拉操作平台及必须的少量工具外,不得任意增加载重量。
(7) 挂篮拼装或移动走行时,应做到精确定位,还必须进行全面检查验收,对挂篮前支点中心位置的偏差;顺桥方向应在±10mm之内;横桥向应在±5mm之内。两主桁相对偏差应在±5mm之内。且每梁段的误差不得累计。以确保梁体中线顺直,并便于模板的安装、调整。
(8) 安装前对关键部位重点交底和检查,上一道拼装工序完成后,须经检查合格签证后方准进行下一道工序。
挂篮拼装完成后,对结构螺栓、焊缝、构件数量、规格等进行仔细检查,并在检查合格办理签证后进行试压检查。
3.3 挂篮静载试验
悬浇梁仅选取2#墩0号块两侧挂篮进行静载试验(3#墩挂篮不做静载试验,因3#墩挂篮倒用2#墩西侧已施工完的挂篮),以检验挂篮强度、刚度和稳定性,并测量取得挂篮结构的弹性和非弹性变形值,为挂篮立模提供试验数据。
挂篮静载试验按要求分级加载,并监测结构变形,测得数据与计算值进行比较,然后逐级卸载,并测量结构回弹变形量,根据实测变形值确定挂篮底模的预抬值。
3.3.1 试压方法
(1) 挂篮拼装完毕检查挂篮结构,确认与设计相符后,选取2#墩XZ1、XB1
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施工时的一对挂篮进行试压,顺桥向取标准节段4m范围,横桥向为底板、腹板等的全断面试压,将试压面分为5个区域:A区域×1、B区域×2、C区域×2,总共9个测量控制点,其中6个为吊杆底板处测量控制点,3个为非吊杆底板处测量控制点。具体方法与步骤如下:
挂篮拼装完成后,按照附图所示在吊杆下布置测量控制点,压重物使用砂石袋,并部分使用现场的其它材料。按照要求将砂石袋吊至挂篮底模上,加载到120%。
测量底模平台各根吊杆处及底模平台中心3个控制点标高并记录,绘制底模平台荷载—变形曲线图,为以后挂篮施工预抬值提供参考数据。 (4) 测量完成后应进行的计算工作
根据每一步骤测量的挂篮底模平台标高,对挂篮在各级荷载下的变形量进行分析,计算挂篮的弹性变形量,为节段悬浇施工时的线型控制提供依据。
整个试压要求2个挂篮对称、同步进行。挂篮试压,协力队伍相关人员、作业队相关人员、测绘公司、工程技术部、安质等部门人员一同对其仔细检查及测量。
3.3.2 安全注意事项
(1) 挂篮试压前,要确实做好对拼装工序的检查验收,确保挂篮结构安全。特别是对后锚固及走道、前支点、吊挂系统等关键部位要进行专项检查验收。并结合塔吊的实际起吊情况确定试压物每吊重量。
(2) 挂篮静载试验时,注意刚构箱梁两端的受力,要保持平衡,偏载在设计要求范围内尽量小,同时要避免增加不必要的施工荷载。
(3) 挂篮试压过程中,注意用电安全和增设消防设施。
(4) 挂篮静载试验是高空作业,应加强安全防护措施,特别是安全网、脚手板、安全带的使用要规范。施工人员必须戴安全帽、安全带。
(5) 静载试验不得在风力超过4级或雨天进行。
(6) 挂篮试压时,挂篮平台上严禁有施工人员,最后加载到120%荷载前,砂石袋应和托盘直接由塔吊吊至指定位置。测量和观察人员必须在停止加载并持荷5min以上,方可进入挂篮平台。
(7) 试压前应做好防护棚、施工通道和防护栏杆安装检查、挂篮结构检查等工作。
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3.4 挂篮走行及锚固
2#墩0#块混凝土施工完成后,2只挂篮全部一次拼装到位, 从1号块开始依次浇注所有悬臂节段,悬浇施工主梁时,要严格按设计要求控制梁面施工荷载,在进行主梁线形测量时,清除梁面上的临时施工荷载,直至边跨、中跨合拢。 标准节段施工工艺流程:下放底模平台,直至滑梁落于滑锚上→挂篮前移→挂篮锚固、底模提升→调整固定底模→绑扎底板、腹板钢筋及预应力管道、竖向筋→安装内模→绑扎顶板钢筋及预应力筋、安装预埋件、预留孔→检查签证→浇混凝土→养护→脱内模→张拉预应力束(筋)→挂篮下降、脱底模→挂篮前移(见附件6:主桥挂篮悬浇梁施工工艺框图)。
3.4.1 挂篮前移
待浇节段预应力及拉索张拉完成后,预紧滑梁滑锚,在前吊带各位置挂设钢丝绳,钢丝绳预留约60cm的下放空间,先将挂篮底板后吊杆、主桁后锚固拆除,同时在挂篮的尾部设置好保护装置,放松前吊带使挂篮下落一定高度,底模平台整体下降约50cm,检查底板、腹板等部位,确保挂篮走行无障碍,进行挂篮前移。
挂篮前移分两步进行: 第一步:准备阶段
预紧滑梁滑锚--安装走道梁--安装前吊带挂设钢丝绳作为吊带保险→安装对称底模平台牵引φ16钢丝绳、10T手拉葫芦、3.5T单门滑车--安装同步标尺--安装主桁架牵引千斤顶--安装滑道前端设置限位装置--放松前、后吊杆,将底模平台下放约50cm,直到滑梁中部落于滑锚上--解除后下横梁所有吊杆--解除主桁后锚固系统,同时在挂篮尾部设置好保护装置(以上准备阶段可以同步进行)。
第二步:前移阶段
第一步准备充分后,底模平台完全由前下横梁和滑锚吊挂,挂篮主桁、底模平台在走行动力作用下同步走行,派专人监测走行同步标尺,一但不同步时,利用千斤顶、手动葫芦进行调整,调整后继续前移,前移设计位置后→挂篮锚固、底模提升→调整固定底模标高→绑扎底板、腹板钢筋及预应力管道、竖向筋→安装内模→绑扎顶板钢筋及预应力筋、安装预埋件、预留孔→检查签证→浇混凝土→养护
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挂篮走行时的注意事项:第一步走行非常关键,现场技术人员、操作人员均要绝对的重视、负责,挂篮走道梁安放位置要准确,接头处要平齐无台阶,走道梁用竖向筋锚固。挂篮前移利用YC70千斤顶(40T)牵引前行,挂篮主桁、底模平台要保持同步,南北两挂篮要基本上对称前移,走行前,提前进行梁面中线的测量放线工作,并在走行过程中注意观测挂篮中线及走道方向,发现偏位后及时纠正,保持均匀同步走行,6级风以上禁止挂篮前移,走行速度不大于5m/h,在接近梁端100cm处应减速,确保挂篮到位后符合要求。
预埋钢筋是走道梁的锚固件,主要平衡挂篮前端产生的倾覆力矩;预埋钢筋与后勾板受力大,挂篮走行时应特别注意观察后勾板和预埋钢筋,发现问题应及时处理。注意在浇筑混凝土时与空篮走行时的后支点受力转换,保证在浇筑混凝土时后勾板不受力,此时的倾覆力矩完全由锚固系统承受;避免主桁架锚固及挑梁预应力精轧螺纹钢筋及挂篮的前后吊带在施工过程中打火受伤,出现此类问题应及时更换,不能勉强使用。
3.4.2 挂篮锚固
挂篮走行到位后,应及时检查挂篮位置的准确,若发现有偏差应当尽快用手拉葫芦和千斤顶等调整挂篮平面位置的准确度,并将后锚固锚固好,拆除滑移设备,安装并拧紧后锚设备,利用后吊杆提升挂篮底模,收紧前吊带,调整底模位置及标高。
4、箱梁施工主要工序、施工方法和要求
4.1 模板安装
4.1.1 在安装模板时,除严格按照主梁的结构尺寸进行放样造型外,必须采取可靠措施对模板进行固定,确保模板在浇筑混凝土时不致因振捣和混凝土自重等原因而发生跑模、变形等现象。
4.1.2 模板成型前现场技术人员和测量人员应对模板底面高程、预应力孔道坐标、部分拉索锚固端坐标、顶板混凝土高程等进行放样。
4.1.3 外模采用钢模,并与外模支架焊接成一体。内模采用木模形式,模板采用竹胶模,支架采用碗扣式脚手支架,板厚和支架满足刚度、稳定性要求。内模在底板、中腹板钢筋、预应力筋绑扎完成后安装。
4.1.4 箱梁结构采用一次浇筑成型,内模底部开口不要过大,同时腹板每隔1.5米高、1.5米(底板、底板倒角)纵距设置振捣孔和封孔模板。混凝土面上升至离振捣
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孔1米高位置处时,用封孔板将振捣孔封堵。封孔模板应能有效的封堵各类型孔洞,并不脱落、跑模。
4.1.5 内模安装完成后及时的将可调拉压杆安装到位,注意其位置必须与预应力孔道位置错开,完成后对模板测量、校核。
4.1.6 正常施工时,混凝土施工完成强度达到2.5MPa,拆除内模,在纵向预应力束张拉完成后脱开底模。
4.1.7 内、外模板拆除后,应立即对其进行除污、除锈、修复或切割、涂油,以保证下一跨主梁段的外观质量。模板安装前应涂刷脱模剂,底模脱模剂应采用同一品种,不得使用易粘在混凝土表面使其变色的油料。
4.1.8 该桥处于郑州市中心,对模板要求较高,所以每次模板安装完成后,必须对模板的结构尺寸、平整度进行校核。
4.1.9 底模前后吊点标高按照挂篮静载试验提供的每节段挂篮前后点弹性变形值确定,并按照现场线型监控组(测量组)提供的修正值修正。
4.2 钢筋绑扎
钢筋进场应有出厂合格证,材质检验报告等,进场资料应齐全。钢筋外观与数量验收合格,取样并做力学试验,合格后进行加工。
测量校核底模位置,开始绑扎底板钢筋、斜腹板、中隔板处钢筋,为了保证底板、腹板的设计厚度,防止内模的压重使底板钢筋网片变形,在底板和斜腹板钢筋网片上放置钢筋支承,并在底板钢筋网片上放置混凝土垫块,以保证混凝土保护层厚度。经检查签认合格后,进入下一道工序施工,拼装内模支架、模板,绑扎顶板钢筋。
4.2.1 钢筋在东西侧施工现场钢筋车间下料加工,加工后经人工运至墩旁(吊机)吊机处,由墩旁塔吊吊至0#块上,最后由人工运送至施工段现场绑扎(吊机直接吊至施工段)。注意吊至0#块的钢筋应在墩顶范围均匀对称分布,不得出现偏载超过设计要求的情况。
4.2.2 结构钢筋必须保证梁体能够承受预应力施加时所产生的荷载及预应力孔道、锚板的架立功能,而预应力孔道的成型质量则是施加预应力的基本保证。检查图纸结构钢筋,隔梁、锚区等钢筋较密部位是否与孔道位置有所矛盾,调整时应以孔道位置为主。
4.2.3 所有的电弧焊接和绑扎接头与钢筋弯曲处的距离均应符合施工规范要求,
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对预应力筋竖弯处的箍筋应绑扎牢固。内支架、顶板模板经项目部检查合格后,再进行顶板钢筋的绑扎。
4.2.4 每段梁施工时,挂篮的走道梁、主桁使用前一段梁预埋钢筋和竖向精轧螺纹钢筋锚固,在每段梁施工时注意预埋竖向精轧螺纹钢筋、预埋钢筋位置准确,为后续施工提供保障。
4.2.5 为保证保护层厚度,在钢筋与模板之间应设置塑料垫块,垫块应与钢筋扎紧,并互相错开,排列整齐。
4.2.6 钢筋加工偏差长度±10mm,弯起钢筋起点位置±20mm,箍筋尺寸±5mm。 4.2.7 成型受力钢筋间距±5mm;箍筋及构造筋间距-20mm;保护层厚度±5mm。
严格按图纸要求及施工规范进行,并注意相临两段梁钢筋的埋设和连接。
4.3 预应力安装
4.3.1 预应力筋采用在墩顶0#块中心位置处下料加工。切割后的钢绞线应进行梳理顺直及编束,然后用扎丝每隔2~3m绑扎一道,其扎丝扣应置于钢绞线的空隙里,编束后应在钢绞线束两端挂上长度及编号标志牌,并分类存放,且应架离地面,防锈蚀。施工前必须校验孔道的座标位置、曲线长度与设计是否相符,以免发生孔道及锚区位置与断面不符的情况,造成孔道、模板的返工修改。
4.3.2 主梁纵向、横向预应力孔道均采用塑料波纹管成孔,竖向预应力孔道采用高频钢管成孔,其中纵横向管道采用抽真空压浆。
4.3.2 其中规格为19-φ15.2mm和15-φ15.2mm、13-φ15.2mm的纵向底板索采用内径为100mm、90mm的塑料波纹管成孔;规格为5-φ15的纵向顶板和腹板索采用内径为55mm的塑料波纹管成孔,抽真空压浆。纵向索管道用定位钢筋网定位,当管道位于直线上时,定位网片间距不得大于100cm,当管道位于曲线上时,定位网片间距不大于30cm。
4.3.3 其中横向索共分2种类型,均为H1: 3-φ15.2mm、H2: 5-φ15.2mm钢绞线,H2放置在拉索处,每侧个放置一跟。横向预应力索一端固定、一端张拉,张拉端和锚固端在主梁两侧交错布置。横向索采用内径为60mm×19mm、90mm×19mm的塑料波纹管制孔,抽真空压浆。
4.3.4 竖向预应力筋顺桥向间距为35cm、40cm、45cm、50cm不等。竖向筋锚下张拉控制应力为837MPa、张拉控制力673KN。竖向预应力筋采用内径为55mm高频钢管成孔。
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4.3.5 竖向预应力筋在每次预埋前均要对其位置进行复核以便挂篮走行至下一孔时走道梁能很好的与之相锚固。
4.3.6 对于长孔道,为了保证波纹管的制孔质量,纵向波纹管的接头应用比被接长的波纹管直径大一个号的波纹管旋入套接,两端用胶带缠包,防止漏浆。波纹管的接头每端旋入长度宜为该直径的2.5倍。所有预应力束后穿时,浇注混凝土前孔道内应穿直径合适的芯棒。
4.3.7 预应力管道在钢筋绑扎后安装,管道应保持顺直,位置准确,固定管道的定位网钢筋应与主筋焊接,定位网与波纹管用细铁丝捆扎,使制孔装置上、下、左、右均不能移动波纹管,锚下垫板,应保持同心,支承板面应垂直于管道轴线,管道中心在任何方向的偏差必须满足规范要求。
4.3.8 竖向直径φ32mm精轧螺纹钢筋,下端为固定端,上端为张拉端。采取一定措施防止螺母滑脱。张拉端钢筋伸出螺帽外80~100mm。而用于固定挂篮后锚固的精轧螺纹钢筋,其露出长度按菱形挂篮设计图中要求办理。
4.3.9 在施工过程中,若预留孔洞或者钢筋与预应力管道相碰时,以预应力为主,适当调整孔洞或普通钢筋位置,但必须保证挂篮吊带孔满足使用要求。 4.3.10 预应力穿束前,应用压缩空气清除管道内积水及污物,穿束前还应核对一下穿束的管道编号和钢束是否相符,以防穿错。 4.3.11 有锈坑的钢束不得穿入孔内张拉。
4.3.12 塑料波纹管检验项目和技术指标必须满足规范要求。
4.4 混凝土浇注及养护
4.4.1 主梁采用C55高性能混凝土,要求较高,在混凝土原料的选择、配合比、拌制上应严格按照要求执行,在浇筑前,试验中心应做C55高性能混凝土的实验,并出具试验报告,最终确定配合比。混凝土的初凝时间不小于15小时,混凝土龄期5天要求达到设计强度的90%以上。
4.4.2 混凝土采用商品混凝土工厂供应,混凝土运输车运至施工现场,再由地泵输送到施工节段。墩点施工人员应在混凝土浇筑前2天通知商品混凝土工厂,使其有充足的准备时间。混凝土性能要求和质量控制符合设计和规范要求,混凝土经输送泵泵送至施工节段底板,进行灌注,腹板混凝土从腹板内侧模板上预留的窗口送入,当灌注一半时,把预留窗口封堵,再从顶板灌注,中腹板应对称从顶板灌注。浇筑时灌注顺序:先底板,再灌注腹板、中隔板,最后灌注顶板,从悬
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臂端向接缝端进行。
4.4.3混凝土浇筑前应对挂篮、模板、预埋件、吊带、精轧螺纹钢筋进行认真检查,清除模板内的杂物,并用清水对模板进行认真冲洗。C55高性能混凝土必须采用强制式搅拌机搅拌,在拌制第一盘砂浆时,为便于搅拌机、导管持浆,起到润滑作用。
4.4.4 混凝土由前端向后端分层灌注,分层厚度30cm左右,移动距离不应超过振捣器作用半径的1.5倍,与侧膜保持50mm~100mm的距离,插入下层混凝土50mm~100mm。采用高频30、50振捣器垂直点振,振捣操作严格按照施工规范进行。
4.4.5 灌注梁段混凝土时应水平分层,当混凝土自流高度大于2m时,必须用溜槽或导管输送,在浇筑过程中严禁加水,以保证混凝土的质量。混凝土浇筑应快速、连续浇筑完成。
4.4.6 高性能混凝土浇筑完毕后,应立即用塑料布覆盖,并在混凝土终凝后立即洒水养护,养护期不少于7天。端模拆除后,应将该梁段与前段混凝土结合面凿毛,并清洗干净;纵向非预应力钢筋采用绑扎搭接接头。
4.4.7 各施工阶段,测量各梁段标高,形成完整记录,并根据记录结果分析线形变化的原因,对下一段梁标高放样做出优化调整,确保主梁线形与设计线形吻合。整个施工期间确保主梁箱内的照明设施、监测通道、仪器设备等完好。 4.4.8 为使主梁施工达到高质量、高精度和高安全度,除要求混凝土强度达到90%以后方可施加预应力外,对已灌注的梁段,要求通过以下四个方面的检查校核后,方可进行下一梁段的施工:
① 箱梁截面各部尺寸以及中线误差必须满足施工规范的要求; ② 混凝土强度必须达到设计标号;
③ 预应力的锚下控制张拉力和钢绞线的伸长量是否达到设计值; ④ 实测挠度值是否与设计值相符;
⑤ 箱梁拉索锚固端截面各部尺寸和中心位置必须与设计相符; 4.4.9 质量验收标准
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表5: 预应力混凝土连续梁悬臂浇筑允许偏差(mm)
项目 悬臂梁端高程与设计高程之差 合龙前两悬臂端相对高差 梁段模板中线与设计中线之差 轴线偏差 顶面高程差 允许偏差 +15,-5 合龙段长的1/100且不大于15 5 15 ±10 4.4.10每次灌注前,应有专人负责组织好下列准备工作:
①取得配合比的正式通知单,并检查砂、石、水泥、减水剂、外加剂质量。 ②拌合机试运转是否正常,计量设备是否准确,以及现场水、电供应是否能保证不中断,和当地气象部门联系,了解天气预报情况,如遇天气变化,应有防护措施。
③对模板、钢筋骨架,预应力管道,预埋件及预留孔位置、标高等,均应详细检查。发现问题及时处理。模板内杂物要清理干净,并办理签证手续。
④做好技术安全交底和劳动力组织工作。 ⑤了解商品混凝土厂家的混凝土生产能力。
4.4.11 施工时要设专人对横隔板、顶板等钢筋、预应力密集处等关键部位进行振捣和检查,并备以竹片、钢筋人工捣固。混凝土灌注和振捣过程中应注意防止波纹管上浮。
4.4.12 灌筑腹板混凝土时,为避免松散混凝土留在顶上,待灌筑顶板混凝土时,这些混凝土已初凝,易使顶板出现蜂窝,故在灌筑腹板混凝土时,进料口周边应用卸料钢板盖住。
4.4.13 腹板振捣以插入式振捣器为主。在腹板与底板倒角处,应注意振捣密实,灌筑腹板混凝土后,不得再振捣底板混凝土,以防止腹板梗角处混凝土外鼓,上部悬空,出现空洞。
4.4.14 顶板或底板上、下层钢筋之间,应有足够的联系筋,以免钢筋网变形。 4.4.15 灌筑混凝土时,要防止锚垫板位移和倾斜,防止管道踩扁和移动。 4.4.16 悬浇施工中,块件交界面处通常因接合不好出现裂纹,因此要求箱梁交界面的凿毛除满足规范要求外,凸凹深度要适当加大,以利新老混凝土的接合和啮合。
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4.4.17 箱梁的人洞、倒角等部位因应力集中,常常出现裂纹,施工时在这些部位需增加抗裂钢筋。
4.4.18 冬期施工时,应按规范中冬期施工的有关规定办理,并需采取防寒措施。必要时可采取水和砂子加温,同时对混凝土运输车进行保温,以提高混凝土的温度。严禁用含冰的粗、细骨料拌合混凝土。入模时混凝土温度应根据具体保温方法确定。
4.5 预应力束(筋)张拉
4.5.1 张拉设备油泵、压力表、张拉千斤顶,油管路及阀门接头等进场时应与锚具配套使用,使用前千斤顶与压力表须配套校验,建立油表压力与千斤顶拉力标定曲线,并建立卡片和定期检查和复验。校验后的有效期为一个月,也不得超过6个月或200次张拉作业。当张拉设备更换配件或在使用过程中出现异常现象时应重新校验。
4.5.2 纵向19-φ15.2mm、15-φ15.2mm、13-φ15.2mm索张拉配张拉力500t以上穿心式千斤顶,纵向5-φ15.2mm索张拉配张拉力400t以上穿心式千斤顶;横向索采用逐根张拉,配张拉力30t以上穿心式千斤顶;竖向粗钢筋张拉配张拉力100t以上穿心式千斤顶。张拉采用张拉与伸长量双控。横向、纵向预应力索规格及张拉力见下表:
表: 主梁横向预应力索锚下控制张拉应力、张拉力表 钢索编号 H1 H3 H2 H4 钢索位置 顶板 顶板 规格 3-φ15.2mm 5-φ15.2mm 张拉控制应力 1376.4MPa 1376.4MPa 张拉力 192.7KN 192.7KN 千斤顶 YCW30 YCW30 表: 主梁纵向预应力索锚下控制张拉应力、张拉力表 钢索编号 N11~N34a N9~N11a N6~N8a N1~N5a 钢索位置 底板 底板 底板 腹板 规格 19-φ15.2mm 15-φ15.2mm 13-φ15.2mm 5-φ15.2mm 张拉控制应力 1357.8MPa 1357.8MPa 1357.8MPa 1357.8MPa 张拉力 3611.8KN 2851.4KN 2471.2KN 950.5KN 千斤顶 YCW500 YCW500 YCW500 YCW200 4.5.3 张拉顺序:先拉纵向束后拉竖向束,最后拉横向束。横向束采用每隔一束交替单端张拉,横、竖向束筋由每块的后端向前端张拉,均滞后张拉横、竖向束筋采用二次张拉。其它张拉详细顺序请参照“主梁构造及预应力布置图”相关说
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明办理。
4.5.4安装锚夹具,千斤顶应使轴线与孔道轴线一致。安装前应逐个检查锚夹具有无裂纹或变形,并做相关的力学试验。锚下混凝土是否密实,并清除支承面上的杂物。
4.5.5张拉以应力为主,以伸长量校核进行双控。纵向实际伸长量与计算伸长量之差不得大于+6%,横竖向不超过+6%。纵向束张拉为两端同时进行。 在施加预应力前应做好以下工作:
① 钢绞线进场后要取样做拉伸试验,抽查钢绞线的断面尺寸。 ② 锚具、夹片到场后要检查锚固效率系数,其值不可小于0.95。 ③ 要定期抽查夹片的硬度。 ④ 油顶油表要定期进行校验。
4.5.6 预应力张拉过程如下:安装锚具、千斤顶→拉到初应力(设计应力20%)→作量测伸长量起始记号→张拉至设计应力→量伸长量→回油锚固→量到实际伸长量并求出回缩值→检查是否有滑丝、断丝情况发生。每次锚具安装好后必须及时张拉,以防在张拉前锚具生锈。
4.5.7 张拉过程中如有滑丝、断丝、伸长量不够的情况发生,则需分析原因并处理后重新张拉。张拉过程中发生滑丝现象,可能由于以下原因: ① 可能在张拉时锚具锥孔与夹片之间有杂物。
② 钢绞线上有油污、锚垫板喇叭口内有混凝土和其它杂物。 ③ 锚固效率系数小于规范要求值。
④ 钢绞线可能有负公差及受力性能不符合设计要求。
⑤ 初应力小,可能钢束中钢绞线受力不均,引起钢绞线收缩变形。 ⑥ 切割锚头钢绞线时留得太短,或未采取降温措施。
⑦ 长束张拉,伸长量大,油顶行程小,多次张拉锚固,引起钢束变形。 ⑧ 夹片、锚具的硬度不够。
4.5.8 张拉过程中断丝现象一般有以下原因:
① 钢束在孔道内部弯曲,张拉时部分受力大于钢绞线的破坏力。 ② 钢绞线本身质量有问题。
③ 油顶未经标定,张拉力不准确及施工操作人员粗心大意。
4.5.9 钢束张拉如发现伸长量不足或过大,也应及时分析原因,一般是管道布置
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不准,增大孔道摩阻,应力损失大,有时也有可能设计计算使用的钢绞线的弹模值与实际使用的弹模值不相同。
总之,在张拉过程中如发现滑丝、断丝、伸长量不够等情况后要及时查明原因,采取相应的措施后方可进行下一步施工。
4.5.10 张拉设备必须事先经过校验,并有校验报告结果。校验报告结果应注明顶号、表号,相互配套,给出顶力与油表的关系线。
4.5.11 张拉控制程序除特殊要求外,一般为0→0.2σk→1.0σk(持荷5min)→锚固。
4.5.12伸长值计算公式 精确计算式:
式中:Pj ——预应力筋张拉力; ——Ap预应力筋截面积; ——Es预应力筋弹性模量;
——LT从张拉端至计算截面的孔道长度; ——K孔道每米局部偏差对摩阻的影响系数; ——μ预应力筋与孔道壁之间的摩擦系数;
——θ从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角(rad), 简化计算式:
式中:P——预应力筋的平均张力,取张拉端的拉力与计算截面处扣除孔道摩擦系数损失后的拉力平均值。
4.5.13 安装锚具及千斤顶时必须保证锚板、锚环、千斤顶均在一条直线上。在安装夹片时必须先检查钢绞线锚固部位及夹片是否清洁,合格后方可安装,安装时必须使夹片外露部分平齐,开缝均匀。
4.5.14当使用锚具时应注意限位板上有不同规格钢绞线的识别标志,以免用错,
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造成内缩量过大或增加锚口损失。尤其注意不同厂家的夹片不能混用。 4.5.15当钢束较长或曲线较多时应先不安装夹片,从两端反复张拉数次,可有效降低摩阻系数。
4.5.16 切割多余钢束,一般应使用砂轮切割机,外露长度不小于3cm。 4.5.17张拉锚固后应及时压浆(一般应在48h内完成),水泥浆配制及压浆工艺按设计要求或现行规范执行。
4.6 真空辅助压浆与封锚
4.6.1 每节梁段张拉完毕后,孔道内应尽早安排压浆,压浆前应对孔道进行清理,冲洗干净并使空壁完全湿润,压浆应在钢绞线张拉完毕后48小时内完成。 4.6.2 孔道压浆一般宜采用水泥浆,水泥浆的强度不应低于设计规定。 4.6.3 两端下弯的孔道顶部和直线段宜在适当位置留有排气孔,并兼作接力压浆孔。 4.6.4 试抽真空
将灌浆阀、排气阀全都关闭,抽真空阀打开,开动真空泵抽真空,观察真空压力表读数,即管内的真空度,当管内的真空度维持在-0.06~-0.09MPa时(压力尽量低为好),停泵约1分钟时间,若压力能保持不变即可认为孔道能达到并维持真空。
真空灌浆施工设备连接如下图所示:
阀 1 构 件 阀2 阀3 阀4 空气滤清器 压力表
吸浆管 灌浆泵
搅拌机 真空泵 4.6.5 准备工作:清理锚垫板上的灌浆孔,保证灌浆通道畅通。确定抽真空端及灌浆端,安装引出管、球阀和接头,并检查其功能。 4.6.6 搅拌水泥浆
① 搅拌水泥浆之前要求加水空转数分钟,将积水倒净,使搅拌机内壁充分湿润。搅拌好的灰浆要做到基本卸尽。在全部灰浆卸出之前不得再投入未拌和的材料,更不能采取边出料边进料的方法。
② 首先将称量好的水(扣除用于溶化减水剂的那部分水)、水泥、膨胀水泥、粉煤灰倒入搅拌机,搅拌2分钟。
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③ 将溶于水的减水剂倒入搅拌机中,搅拌3分钟出料。 ④ 水泥浆出料后应尽量马上进行泵送,否则要不停地搅拌。
⑤ 必须严格控制用水量,否则多加的水全部泌出,易造成管道顶端有空隙。 ⑥ 对未及时使用而降低了流动性的水泥浆,严禁采用增加水的办法来增加灰浆的流动性。 6.6.7 灌浆
① 压浆前应清除孔道内杂物和积水,并用砂浆堵塞锚具间空隙,防止孔道压浆时冒浆。
② 孔道压浆采用水泥浆,用强度等级不低于42.5的普通硅酸盐水泥。水泥浆的强度及性能要符合设计及规范规定,其施工配合比须经有关部门审批同意后方可使用。
③ 管道压浆时,应严格按规定压力进行。施压前应调整好安全阀。关闭阀门时,作业人员应站在侧面。
④ 压浆顺序先下束后上束。压浆按真空压浆工艺实施。 ⑤ 每束孔道压浆时要连续进行,不得中断。
⑥ 关掉灌浆阀,启动真空泵抽真空,使真空度达到-0.06~-0.09Mpa并保持稳定,启动灌浆泵,打开灌浆阀,当灌浆泵输出的浆体达到要求稠度时,将泵上的输送管接到锚垫板上的引出管上,开始灌浆。灌浆过程中,真空泵保持连续工作。
⑦待抽真空端的空气滤清器中有浆体经过时,关闭空气滤清器前端的阀门,稍后打开排气阀, 观察排气管的出浆情况,当浆体稠度和灌入之前稠度一样时,关闭抽真空端所有阀门,仍继续灌浆2~3分钟,使管道内有一定的压力,压力达到0.5Mpa~0.7Mpa,持压不小于2分钟。最后关闭灌浆泵及灌浆端阀门,完成灌浆,清洗所有灌浆设备。 4.6.8封锚
压浆完毕后,即可加设钢筋网片,并用C55混凝土填封。填封混凝土前将接茬面先凿毛并用水冲冼干净。
5、安全、质量及环保措施
5.1 安全管理
5.5.1 树立安全第一、文明生产的观念,严守操作规程,避免设备、质量和人身
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事故的发生。
5.5.2 关键工序上墙,技术工种持证上岗。
5.5.3 实行逐级安全技术交底制。5.5.4 安全防护措施齐备,设备器具必须合理使用。
5.5.5 临时施工脚手架拼装完成后,在使用前应进行彻底的检查并签证,挂篮通道设置栏杆并设置防护棚。
5.5.6 挂篮自重102吨,属大型施工生产设备,且悬浇箱梁时负荷达300吨,施工时一定要按既定规程操作并应有专人指挥,专业操作人员持证上岗,其他人员未经特别授权不得对液压和吊挂系统进行操作。 5.5.7 未经设计人员签字认可,不得对结构进行改动。 5.5.8 连接螺栓应按设计要求的规格与数量,上满拧紧。
5.5.9 用作销轴的螺栓不宜拧紧,必须采取防螺母脱落的措施,最好采用可穿开口销的螺栓以防松脱。
5.5.10 参与挂篮施工的人员均应经过培训及技术交底,熟悉挂篮施工的流程及关键环节。
5.5.11 遇8级以上风力时,停止混凝土浇筑;风力大于6级时,挂篮不得走行,各构件应处于锁定牢固状态。
5.5.12 挂篮纵移时,纵移千斤顶操作要同步进行。
5.5.13 浇筑混凝土之前,应指派专人重新对所有吊杆的连接状态予以复检、拧紧,采取相应的保护措施。混凝土浇筑时保证左右两侧腹板及翼缘混凝土对称下料,偏载满足设计要求,以保证挂篮结构均匀受力,变形一致。
5.5.14 混凝土箱梁施工应严格执行公路桥涵施工技术规范要求和设计图纸中的特殊要求。
5.5.15 建立健全完善的检查机制,做到每一段施工前、施工中、施工后均对挂篮进行全面检查,及时发现问题、查出隐患并及时处理,确保做到安全生产。5.5.16 禁止双层作业,正确佩带安全帽,高空作业系好安全带。 5.5.17 侧模架及底模架间设轻质爬梯,保证人员上下安全方便。 5.5.18 严格遵守安全用电的有关规程。
5.5.19 在挂篮安装、拆除和悬浇梁施工过程中,在起吊的重物上、下严禁站人。 5.5.20 严禁在挂篮上随意摆放重物,增加其荷载。
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5.5.21 振动棒在振捣混凝土时,不得触及埋设物、预应力管道和模板,以防结构移位或变形。
5.5.22 严禁对运转中的机械设备进行维修、保养调整等作业。
5.5.23 指挥施工机械作业人员,宜上到人可了望的安全地点,应明确规定指挥联络信号。
5.5.24 注意不得随意从桥上抛弃各类小零件或其它物品,应有专人对各类构件的堆放进行看管,以免因构件从高处掉下造成浪费或铁路营业线造成影响。 5.5.25 参加施工作业人员均应遵守高处作业的有关规定。
5.5.26 张拉工作架等处均应安装防护栏杆、上下梯子、人行道等安全设备。夜间作业应有充足的照明设备。
5.5.27 张拉作业时,张拉人员严禁站立在千斤顶的前方,应站立在千斤顶两侧进行操作,同时注意油管有无缠绕,操作人员不得站在油管处。
5.5.28 挂篮在安装完毕后必须经过检查签证,并填写记录有关人员认可后方使用。
5.5.29 桥上应配备消防器材和通讯设施。
5.5.30 在挂篮走行过程中要派专人和气象及地震部门取得联系,若有情况立即通知施工部门采取安全措施。风力达6级和6级以上时停止施工。
5.5.31 现场照明:照明电线绝缘良好,导线不得随地拖拉或绑在脚手架上。照明灯具的金属外壳必须接零。
5.5.32 施工现场用电,严格执行有关规定,加强电源管理,防止发生电器火灾。
5.2 质量要求
建立组织严密完善的职能管理机构,按照我集团公司保证质量体系正常运转的要求,依据分工负责,互相协调的管理原则,层层落实职能、责任、风险和利益,做到各司其职,各负其责,保证在整个工程施工生产过程中,质量保证体系正常运作和发挥保障作用。
5.2.1 建立工程质量保证制度,及时对工程质量进行检查,履行公司的“三检”制度。
5.2.2加强施工前的质量控制工作,充分熟悉图纸,做好施工前的准备工作。 5.2.3做好施工全过程的质量控制工作,发现问题及时汇报并处理。
5.2.4 做好施工材料的质量控制,从材料的源头抓起,保证各类材料质量符合相
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关要求。
5.2.5 严格按照规范要求做好各类原材料抽检和复检工作,认真把好质量关,对于各类测量仪器,须按规定做好计量检定工作,在使用过程中要随时发现掌握可能出现的偏差,以保证计量设备的准确。
5.2.6 保证施工中的资料完整齐全,保证文件资料控制的有效性和可追溯性,确保工程竣工资料的准确性、及时性和完整性。
5.2.7 在雨季进行混凝土浇筑必须准备好雨棚、防雨胶布等,及时对已浇筑部分进行覆盖。在冬季进行混凝土施工准备好保温设施,对已浇筑部分进行覆盖。
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