鸭子河双线特大桥1-112m系杆拱采用先梁后拱的施工方式。地基处理后搭设碗扣式满堂支架,铺设系梁和拱脚段底模,支架预压验收合格后安装拱脚段预埋钢管拱肋及其定位钢构件,绑扎系梁钢筋,安装预应力索,现浇系梁和拱脚,待混凝土强度达到设计要求后,进行第一批预应力索张拉、孔道压浆。
拱肋钢管委托有相关资质的厂家生产,单元构件在工厂内按预定检验项目进行检验,立体试拼装,线形调整,检验合格后运至工地预拼场进行再接长加工,拟定单片拱肋分七节,对称分布,将两侧拱肋临时连接整体吊装。
在系梁上搭设拼拱支架,拱肋钢管运至施工现场后焊接两片对应节段,采用大吨位履带吊车整体吊装,安放在拼拱支架上,通过操作平台调整至设计位置。拱肋拼装时,两端分节段对称进行逐节拼装,直至中跨合拢。拱肋逐节安装过程中及时拼装拱肋间横向连接结构,保持拱肋的结构稳定。
泵送上、下拱肋钢管内混凝土,分仓、对称、均匀灌注拱肋腹板内混凝土。管内混凝土达到设计要求90%后,适量降低调节装置高度,使支架与拱肋钢管脱离,从两端拱脚对称安装张拉吊杆,再张拉系梁剩余预应力索。拆除系梁支架后,检测并调整吊杆力至设计值。
拱脚混凝土浇注二次混凝土,钢管外表面涂装。 1.1.2 系杆拱施工方法
1.1.2.1 系梁和拱脚施工方法 1.1.2.1.1地基处理
清表整平,然后翻挖回填三七灰土30cm厚,地基处理压实度控制在0.91以上。在灰土层上浇筑C20混凝土,厚度20cm。在地基两侧做30㎝×30㎝排水沟或2%自然顺坡向外排水。地基处理完成后作静力触探,检查其承载力,检测频率要求4处/100m2。 1.1.2.1.2支架搭设
(1)普通碗扣式满堂支架
碗扣式满堂支架搭设采用φ48.5mm,壁厚3.5mm的钢管,横杆层距60cm;系梁端10m以及通车门洞四管柱靠墩身一侧2m范围内立杆纵向间距30cm,此范围外立杆纵向间距60cm。系梁端10m范围内立杆横桥向间距为60 cm×32=1920 cm,此范围外5m递减为60 cm×31=1860 cm。纵、横扫地杆距地面不大于20cm。纵横分别布置剪刀撑,沿线路方向每5米在横截面上设置一道,横向设置5道剪刀撑与地面成45°角。
顶托上顺桥向放置10㎝×15㎝方木,系梁实心端10米范围内方木上再横向放置间距15cm(净距5cm)10㎝×10㎝方木,其余横向放置间距20cm(净距10cm)10㎝×10㎝方木作为模板肋板在上面铺设固定系梁底模。支架标高的微调通过顶托和顶托丝杆实现。顶托或底托丝杆调节高度不大于30cm。
(2)门洞的搭设
系梁跨过公路处支架门洞施工前,在路面上铺设塑料薄膜后,支
立模板,浇筑C20混凝土支墩基础,混凝土达到设计强度后,在基础上紧贴支立四管柱,横桥向门洞单侧布置63组,施工相邻支架,用φ48.5钢管将四管柱与支架连接牢固后,再吊放[903]分配梁及[3703]纵梁。系梁底板下纵梁间距60cm,共计32组。
机动车、非机动车门洞纵梁上均满铺防护板作为防护,防止坠物落入路面。
(3)支架顶部纵向和横向位移控制机制
支架顶部纵向方木与支架绑扎牢固,横向方木平稳放置在纵向方木上,支架底托采用3mm厚钢板设置加劲板。支架之间用钢管可靠连接,顺、横桥向支架体系将既有桥墩围绕,并用短钢管顶撑牢固,形成支撑体系,防止因地基沉降或其他施工因素产生支架顶部纵向与横向位移。
1.1.2.1.3系梁支架预压
支架搭设完成,经验收合格后,铺设底模,进行预压。预压采用砂袋,预压重量为设计荷载(系梁重量+钢管拱及内部混凝土重量+模板重量+支架重量+施工荷载之和)的1.2倍且与梁重分布对应。
预压加载前,先在基础顶面及模板顶面设置水平观测点。观测点要和调整模板高程计算控制点相对应。纵向从系梁中心向两端对称布置,间距5m,不足5m的设置在拱脚附近,横向设为5排,具体位置见测点布置图。观测点设置完成后对各点的高程进行全面测量记录。
5m5m5m5m5m
沉降观测点平面布置图
5m5m5m5m5m
沉降观测点纵向布置图
1.5m5.7m5.7m1.5m
沉降观测点横向布置图
为了防止车辆撞击支架发生事故,在箱梁支架前方设置临时限高门架和限宽砼防护墩,派专人看守。并在支架下部设置双层安全网防止桥面杂物落下。
3m5.7m1.5m加载时按照80%、100%、120%分三级加载,每级持荷时间不少于10min,满载持荷时间不少于24h。加载用的砂袋进行随机抽样称重,以估算每个砂袋的平均重量。砂袋用吊车分码吊至支架顶,由人工配合摆放。加载中由技术人员现场控制加载重量和加载位置,避免出现过大误差而影响观测结果。
预压荷载加载时,要遵循整体、均匀、分层进行的原则对称进行。加载过程当中,安排专人观察支架是否有弯曲变形、联结脱落、移位等现象,并做书面记录。
预压荷载加载完毕后,测量各观测点标高。每两小时观测一次,确定支架稳定后方可卸除荷载,预压时间视支架地面沉降量定,支架日沉降量不大于2.0毫米(不含测量误差)时为支架稳定,一般梁跨预压时间为两天。
地基沉降稳定后卸除荷载前测量各点标高。卸载过程的操作与加载过程相反,对称进行。荷载卸除完毕后,测量各点标高。卸载之后应组织人员对支架进行一次全面检查,根据检查记录,及时调整、抽换与方木接触不良或弯曲变形的立杆。
测量采用精密水准仪,测量人员用专用表格对每次测量数据进行详细记载,根据现场采集的数据及时进行计算、分析、处理、修正,得出系统变形值。非弹性变形用丝杆调整到位消除,弹性变形作预留处理。
1.1.2.1.4支座安装
在支座安装前先复核垫石位置、标高及预偏量,符合要求后方可
进行支座安装。
安装前认真检查支座连接是否正常,但不得随意松动上、下支座连接螺栓。
(1)首先复测垫石高程,合格后凿毛垫石顶面支座位置混凝土,并弹上支座中心线和预留螺栓孔中心线,检查预留螺栓孔位置、直径、深度,清除预留锚栓孔中的杂物,并用水将凿毛的支撑垫石表面浸湿。
(2)安装支座,垫平、复测高程,保证支座顶面水平。支座顶面标高以支座中心里程处梁底的设计标高为准,安装时和梁底的预埋钢板一起固定安装。为方便支座检查,支座位移刻度指针朝向两支撑垫石内侧,梁底的预埋钢板保持水平,梁底按预设高程控制。
(3)如合格后在支座下板周围安装用角钢制成的模板,模板每边尺寸较支座尺寸大5cm,模板安放后,在支座底面与支撑垫石之间留20~30mm空隙,用砂浆将垫石与模板间缝隙塞填密实。然后采用重力灌浆方式灌注支座下部及锚栓孔处空隙,灌浆过程从支座中心部位向四周注浆,直至从钢模与支座底板周边间隙观察到灌浆材料全部灌满为止,最少等强两小时。灌浆材料终凝后,拆除模板及四周钢楔块,检查是否有漏浆处,必要时对漏浆处进行补浆,并用砂浆填堵钢楔块抽出后的空隙。拧紧下支座板锚栓,待灌注梁体混凝土后,及时拆除各支座的上、下支座连接钢板及螺栓,并安装支座钢围板。 1.1.2.1.5模板安装
系梁、拱脚模板均采用15mm厚竹胶板。支架搭设完毕且支座安装完成后,安装系梁模板,底模一次铺设完成,然后安装外模,在底
板和腹板钢筋安装结束之后安装内模。
模板表面要求平整光滑,模板缝用双面胶填充并涂刷玻璃胶或腻子防止漏浆。脱模剂采用变压器油,指派专人涂刷,保证其均匀、颜色一致。
底模:满堂支架搭设到设计高度后,铺设纵横向方木及竹胶板底模,固定牢固后进行预压。预压完成后根据测量结果调整支架及底模标高,按要求设置预拱度,预拱度=设计预拱度+支架系统及地基弹性变形值。标高调整完毕后,在底模上进行放线定位,确定外模位置,验收合格后安装外模,绑扎底板及腹板钢筋。
内模:系梁内模支撑采用碗扣式支架做排架。在底模上面用梅花型马凳筋做支撑,设置纵横向水平10㎝×10㎝方木支撑,排架立杆安置在支撑上,以增加支架的整体稳定性,防止内模涨模。内模支架的搭设原理及方式与满堂支架基本相同,立杆的支撑点必须与横桥向底模下的方木位置对应。中隔墙及人洞模板安装后,通过内骨架进行顶撑加固。
系梁底板顶面为敞开式布局,为避免浇筑腹板时挤压底板混凝土造成上浮,在两侧底导角临时加设50cm宽竹胶板压板。
腹板外侧模板:侧模肋板采用10×5cm方木,竖向布置,间距30cm,肋板外侧加横肋,横肋采用双φ40钢管,通长布置。采用φ16拉丝将外模横肋与内模固定,拉丝纵向间距1.2m,竖向间距0.6m。内模用钢管支架支撑牢固,外侧模用斜撑支顶牢固。
端头模板:端头处的内外模板安装完成后,将内外模一起固定,
以便调整相互之间的位置。端头模板通过与内骨架及满堂支架相连的钢管固定。侧模拉筋布置如下图所示:
Ⅰ竖向5×10方木肋板间距30cmφ16钢筋拉筋纵向间距120cm、竖向间距60cm横向双φ40钢管间距60cmⅠ模板加固纵向布置图
内模竹胶板 外侧模竹胶板 箱竖向5×10方木肋板身中横向φ40钢管轴线 竖向5×10方木肋板60cm横向φ40钢管 60cmφ16钢筋与箱身两侧腹板拉筋焊接 φ16钢筋拉筋(外套PVC管) 60cm
Ⅰ-Ⅰ截面
系梁模板安装应符合《模板安装允许偏差和检验方法表》要求。
模板安装允许偏差和检验方法表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 底模板宽 底模板中心线与设计位置偏差 桥面板中心线与设计位置偏差 腹板中心位置偏差 隔板中心位置偏差 模板垂直度 侧、底模板平整度 桥面板宽度 腹板厚度 底板厚度 顶板厚度 隔板厚度 模板预留预应力孔道偏离设计位置 项 目 侧、底模板全长 允许偏差±10 +5,0 2 5 10 5 每米高度3 每米长度3 +10,0 +10,0 +10,0 +10,0 +10,0 3 尺量检查 尺量检查不少于5处 吊线尺量检查不少于5处 1m靠尺和塞尺检查各不少于5尺量检查 检验方法 尺量检查各不少于3处 尺量检查不少于5处 拉线量测 1.1.2.1.6钢筋绑扎
对进场的钢筋必须先检查出厂合格证、质量证明书、包装、标志和规格进行检查;再报质检工程师进行外观检查验收,按照规范要求进行力学性能抽样试验,进行质量鉴定,监理工程师见证,合格后方可用于施工。
钢筋焊接使用前,按照施工规范进行试焊,经试验合格后方可正式焊接、使用,凡焊接的各种钢筋、钢板均有材质证明书或试验报告单。焊条、焊剂需有合格证。
(1)拱脚预埋段钢管安装和钢筋绑扎
根据拱肋坐标,先将拱肋钢管定位好,安放骨架型钢。型钢骨架尽量避开预应力管道,调整好后焊接型钢成骨架。拱脚钢筋类型多,
下料前按实际尺寸放样,以确保钢筋尺寸准确。
拱脚预埋段钢管的尺寸、方向要求十分准确,否则对钢管拱的合拢带来很大困难,需反复量测、检查、核对,才能正式定位。
(2)系梁钢筋绑扎
系梁首先绑扎底板及腹板钢筋,然后进行顶板钢筋的绑扎。钢筋事先在钢筋加工场加工好,在梁位模板处进行钢筋焊结施工时,采用小块铁板或铁皮临时铺垫在焊接位置,焊接结束后随即抽走,防止电焊渣烧伤模板。 钢筋加工好后,按型号分类堆放整齐,标识其编号、使用位置、检验状况等。钢筋绑扎前采用简易胎具,即采用在三角铁上按照钢筋设计间距切割小口或在直径20mm的钢筋上焊接小钢筋头,然后在底板顺桥向固定两道,腹板顶端固定一道。横桥向间隔6m左右先安放一道。事先将钢筋均布,绑扎时根据胎具具体调整位置,胎具放置在待绑钢筋上部。钢筋绑扎先底板。钢筋绑扎完毕,立外模,外模立好后绑扎腹板钢筋,穿波纹管定位安装内模。预应力管道及内模安装完毕后即可绑扎顶板钢筋,同时注意底板钢筋的上、下保护层厚度,绑扎完钢筋后加垫块用来保证钢筋保护层厚度。为保证钢筋的横向净距和保护层厚度,两排钢筋之间采用架立筋扎结固定,在钢筋与模板间设置保护层垫块,垫块错开布置,不能贯通截面全长。钢筋绑扎偏差应符合《钢筋安装允许偏差和检验方法表》要求。
钢筋安装允许偏差和检验方法表
序号 1 2 项 目 桥面主筋间距及位置偏差(拼装后检查) 底板钢筋间距及位置偏差 允许偏差(mm) 15 8 检验方法 尺量检查不少于3 4 5 6 箍筋间距及位置偏差 腹板箍筋的不垂直度(偏离垂直位置) 混凝土保护层厚度与设计值偏差 其他钢筋偏移量 15 15 +5,0 20 5处 拱脚和系梁钢筋绑扎完毕后,由现场技术人员检查预埋吊杆锚块、支座钢板、过桥管线预埋件、排水管、伸缩缝预埋钢筋和护栏钢筋等预埋件的位置及数量。预埋钢筋在安装之前,先将外露部分涂刷水泥浆进行防锈处理,然后再预埋。综合接地系的接地钢筋和各种预埋件在施工各个阶段时相应预埋。各种预埋件和预埋筋包括竖排气孔、泄水孔等,均按设计图纸和《施工技术指南》的要求设置,并准确定位。
1.1.2.1.7预应力索安装
纵、横向预应力索安装:纵、横向预应力孔道采用预埋金属波纹管施工,纵向预应力索采用Ф内90mm波纹管,横向根据不同钢索型号分别采用20×60mm、23×72mm和Ф内90mm波纹管。钢筋绑扎完成后安装预应力索定位网,定位网应先按照图纸设计精确定位、焊接U 型定位钢筋,然后穿波纹管,最后U型钢筋封口焊接成井字形钢筋网。每根索定位钢筋网纵向每50cm设置一道,由φ10钢筋绑扎并与系梁内的纵、横向钢筋绑扎牢固。波纹管与排气管的连接应采用专用连接器。
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。
梁体钢筋与预应力索交叉时,可适当调整梁体钢筋间距或进行适当弯曲。预应力索管道与拱肋钢管交叉时,可在钢管上开孔通过,但需保证索管的密封性和位置准确。纵向预应力索管道与系梁端部横向预应力交叉时,可适当移动横向预应力管道。
钢绞线穿束:系梁采用Ф15.2高强度低松弛预应力钢绞线,短束钢绞线在钢筋加工场下料加工,长束可在现场下料,下料长度视孔道长度加千斤顶、工具锚、工作锚的尺寸而定,具体尺寸见设计图纸。切割时使用砂轮切割机,严禁用氧气或电焊切割。混凝土施工前进行钢绞线穿束,采用人工单根穿束,穿束时钢绞线头部套椭圆形钢套,以免弄伤波纹管。整束穿齐后要仔细检查根数,并将外露的钢绞线用塑料布包裹,以免生锈。
按照真空辅助吸浆系统在长束和长曲线束的中间和最高点位置要设置吸浆排气管道。排气管采用塑料管,与波纹管连接处用水密胶带缠绕密封,外露端用胶带缠裹好防止漏浆。并将其引出梁顶面40~60cm。
1.1.2.1.8混凝土施工
系梁及拱脚混凝土在原料的选择、配合比试验、拌制工艺上严格按照相关《验标》、《技术指南》的要求执行。
(1)温度的控制
为有效控制合拢段混凝土温度,计算混凝土施工能力及每段混凝土施工时间,保证合拢混凝土浇筑时在中午或温度较高的时候。
混凝土浇筑前设置测温片,测温片在系梁两端4米处各设一处,
纵向系梁中心设置一处,横向布置如《测温片布置示意图》所示。全桥合计设置12处。
测温片布置示意图
在混凝土养护期间,对已浇筑混凝土进行温度监控,及时测量混凝土芯部温度、表层温度及环境气温,每日4次,(早6点,中午12点、下午18点、晚24点)并做好测温记录,一般混凝土芯部最高温度不宜超过60℃,混凝土表面与芯部、表面与外界温差控制在15℃以内。并根据混凝土温度和环境参数的变化情况及时调整养护制度。
(2)混凝土浇筑
混凝土浇筑前,首先对模板内的杂物安排专人进行清理,然后用空压机对模板内的灰尘吹风及高压水泵用水冲洗模板内表面(灰尘及其他杂物从排水孔吹走),自检合格后报请监理工程师按照设计图纸核对钢筋布置及支座安设等预埋件,检查结构断面尺寸误差是否符合规定,桥梁中线误差情况,模板接缝情况及表面平整光洁度。以上情况逐项检查、验收,合格后方可进行混凝土浇筑。混凝土浇筑前,应对模板内进行润湿。
混凝土在拌合站集中拌合,混凝土罐车运送至现场,泵送入模,插入式振动棒振捣。混凝土经输送泵泵送至桥面,自高处倾落混凝土
时,临时调整箱身钢筋,穿入橡胶泵管,使混凝土的自由倾落高度满足不超过2m的要求。
混凝土纵向浇筑顺序:由跨中分别向系梁两端连续浇筑,并就每箱的底板、腹板高度,沿结构横截面以斜坡层向前推进,每段长度8~10m,厚度为0.4m。每次大约需用1小时后,再浇筑上层混凝土。在斜坡层倾斜角20°~25°。浇筑至距梁端7~8m处反向浇筑,避免浮浆堆积在系梁端。每段纵向浇筑顺序如《系梁纵向混凝土浇筑顺序图》所示:
⑨ 顶板
⑩ ⑦ ④ ② ⑤ ① ⑧ ③ ⑥ 腹板 底板
纵向前进方向
系梁纵向混凝土浇筑顺序图
混凝土浇筑过程中横向坚持“对称、平衡、均匀、同步进行”的原则,沿梁高方向先浇筑底板,再浇筑腹板,最后浇筑顶板,如《系梁横向混凝土浇筑顺序示意图》所示。
431231231213系梁横向混凝土浇筑顺序示意图
底板浇筑时,从腹板下料振捣,如腹板下料不能满足底板混凝土量,可从每箱的顶板内模预留孔下料。
混凝土生产过程中测定骨料的含水率,每一工作班不少于一次,当含水率有显著变化时,应增加测定次数,依据检测结果及时调整用水量和骨料用量,并派专人量测记录混凝土入模温度及浇筑后梁体的芯部温度。
混凝土一经入模,立即进行全面的振捣,使之形成密实的均匀体,先由一台振动棒进行浇筑振捣,紧随其后由一台振动棒进行复振,避免出现漏振。振捣延续时间以混凝土获得良好的密实度、表面泛浆气泡消失为准,防止漏振、过振。振捣过程中严禁振捣棒触碰波纹管、模板。操作插入式振动棒时宜快插慢拔,振动棒移动距离不得大于振动棒作用半径的1.5倍,每点振动时间约20s~30s,振动棒插入深度以进入前次灌注的混凝土面层下5cm~10cm为宜。对于钢筋、预应力索和预埋铁件等分布密集、缝隙窄小处,采用30型振捣器振捣,必要时在振捣器前端焊钢筋辅助振捣,并适当加密振点,振捣过程中派专人检查,保证混凝土振捣质量。
混凝土浇筑前在支架顶纵向方木上悬挂测绳,并标记测绳底位置,混凝土浇筑过程中指派专人每30min观测一次测绳,测量支架变形,并与支架弹性变形值比较。
混凝土浇筑注意事项:
① 施工前,做好充分准备,备用泵车及振捣器应提前到位,施工人员分工明确,以保证混凝土连续快速浇筑,防止施工冷缝的出现。
② 施工时要设专人对横隔板、过人洞等钢筋、预应力索密集处等关键部位进行振捣和检查。混凝土振捣过程中应注意防止震动棒碰触损坏波纹管,造成漏浆,影响预应力张拉和孔道压浆。
③ 灌筑腹板混凝土时,用卸料钢板盖住进料口周边,避免松散混凝土留在顶上造成顶板出现蜂窝。
④ 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。
⑤ 顶板或底板上、下层钢筋之间,应有足够的联系架立筋,以免钢筋网变形。
⑥ 灌筑混凝土时,要防止锚垫板位移和倾斜。
⑦ 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。
⑧ 混凝土浇筑前要取得配合比的正式通知单,并检查砂、石、水泥,减水剂质量。严格控制粗骨料粒径,坚决不能使用粒径﹥20cm的碎石,避免在钢筋密集处出现蜂窝现象,发现粗骨料粒径有超标现象应过筛后再使用。
⑨ 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。
⑩ 施工人员分班作业,切实保证混凝土浇筑的紧密衔接。 混凝土养护:混凝土浇筑完成后用铁抹子收面平整,待混凝土初
凝后顶面立即覆盖清洁、厚实的塑料布。混凝土终凝后撤去顶面塑料布,用浸湿的棉毡覆盖,再用塑料布覆盖在浸湿的棉毡表面,并定时洒水进行潮湿养护。混凝土带模养护期间,应采取带模包裹、浇水、喷淋洒水等措施进行保湿、潮湿养护,保证模板接缝处不致失水干燥。养护时间不少于15d。
内模和侧模在混凝土强度达到30MPa之后拆除。 1.1.2.1.9预应力索张拉
预应力索张拉中,结构挠度计算参数采用图纸提供数据,其中混凝土容重:26.5KN/m3;二期恒载:194KN/m,钢索与管道壁摩阻系数μ=0.23;管道局部偏差系数k=0.0015;钢索松弛率:0.025;锚具变形与钢索回缩值:6mm。
纵向预应力索采用OVM15-12锚具,锚下张拉控制应力采用1209Mpa,除系梁实体段局部预应力索G1采用一端张拉外其余均采用两端张拉,并左右对称进行,最大不平衡束不超过1束。第一批张拉预应力索张为:顶板索、底板索、局部索。剩余索在二期恒载上桥前张拉完成。
预应力索张拉采用双控,严格按张拉工艺操作。
预应力张拉分预张拉、初张拉和终张拉三阶段完成。预张拉在混凝土终凝,端模及内模拆除之后便可进行;初张拉在混凝土强度达到设计强度80%时进行;终张拉在混凝土强度、弹性模量均达到设计值,且养护龄期不小于设计要求15天后进行。
预张拉:0→0.1σcon(测初始伸长量及夹片外露量)→0.2σcon
(测伸长量及夹片外露量)→预张拉设计值(持荷5分钟)→补充到预张拉设计值(测控制油压伸长量及夹片外露量)→锚固(测锚固回缩量)
初张拉:0→0.1σcon(测初始伸长量及夹片外露量)→0.2σcon(测伸长量及夹片外露量)→初张拉设计值(持荷5分钟)→补充到初张拉设计值(测控制油压伸长量及夹片外露量)→锚固(测锚固回缩量)
终张拉:对于已经预张拉或初张拉的0→预(初)张拉设计值→σcon(持荷5分钟)→补充到σcon(测控制油压伸长量及夹片外露量)→锚固(测锚固回缩量)
张拉应左右对称同步进行,同时加强系梁应力、变形观测。初始张拉:梁两端同时对千斤顶主油缸充油,使钢绞线束略为拉紧,充油时随时调整锚圈、垫圈及千斤顶位置,使孔道、锚具和千斤顶三者之轴线互相吻合,同时应注意使每根钢绞线受力均匀,并在钢绞线束上刻上记号,作为观察滑丝的标记。第一次张拉时应及分多级张拉,如从0.1~0.2σcon、0.2~0.3σcon以检验0.1~0.2σcon 与0.2~0.3σcon 时钢绞线伸长量是否一致,当不一致或实测伸长量较大时可提高初始压靠值,即将0.1σcon提高到0.2σcon。
钢绞线锚固:钢绞线束在达到σcon时,持荷5min,并维持油压表读数不变,然后主油缸回油,钢绞线锚固。最后回油卸顶,张拉结束。张拉完成后,在锚圈口处的钢绞线上做记号,以作为张拉后对钢绞线锚固情况的观察依据。
切割多余钢束,应使用砂轮切割机。 张拉质量及安全要求:
(1)实际伸长量不超过计算伸长量的±6%(两端之和)。 (2)张拉过程中出现以下情况之一者,需要换钢绞线重新张拉: ① 后期张拉时发现早期张拉的锚具当中夹片断裂者; ② 锚具内夹片错牙在8mm以上者;
③ 锚具内夹片断裂两片以上者(含有错牙的两片断裂); ④ 锚环裂纹损坏者;
⑤ 切割钢绞线或者压浆时发生滑丝者。
张拉完毕后,必须经技术人员检查签字认可。锚具、夹具均应设专人妥善保管,避免锈蚀、粘污、散失。
(3)滑丝与断丝处理:
① 一片梁断丝、滑丝超过钢丝总数的0.5%,且一束内断丝超过一丝时均须进行处理。
② 处理方法:当一束出现少量滑丝时,可用单根张拉油顶进行补拉。当一束内出现多根钢绞线滑丝时,须放松钢绞线束并重新装夹片整束补拉。
(4) 安全要求:
① 高压油管使用前应作耐压试验,不能使用不合格的产品。 ② 油压泵上的安全阀应调至最大工作油压下能自动打开状态。 ③ 油压表安装必须紧密满扣,油泵与千斤顶之间采用高压油管连接,油路的各部接头均须完整紧密,油路畅通。在最大工作油压下
保持5min以上均不得漏油,否则应及时修理更换。
④张拉时作业现场设置纤维板防护,千斤顶后面不准站人,作业人员不得踩踏高压油管。
⑤ 张拉时发现张拉设备运转异常,应立即停机检查维修。 ⑥ 锚具、夹具均应设专人妥善保管,避免锈蚀、遭受机械损伤或散失。施工时在终张拉完后按设计文件要求对锚具进行防锈处理。 1.1.2.1.10真空压浆和封锚
管道压浆要在终张拉后的24h内完成;管道压浆应一次完成,若中间有中止压浆情况,采用压力水将管道内的浆液立即清除干净,再连续一次完成管道压浆。根据真空辅助吸浆施工工艺,选用HB6-3型吸浆泵配以UJW3灰浆拌合机进行吸浆。
(1)浆液要求
孔道吸浆时水泥浆抗压强度不小于图纸的标号,同时水胶比要低于本体混凝土且不大于0.35;水泥浆要求流动性好、不泌水、无收缩;在1.725L 的漏斗中,水泥浆的稠度不大于25s并不小于16s;吸浆时两端必须密封;抽真空时真空度(负压)控制在-0.06~-0.1Mpa之间;28天的抗压强度必须大于50Mpa;严格控制用水量,对未及时使用而且降低了流动性的水泥浆予以弃用。
(2)吸浆 ①吸浆准备:
张拉施工完成后,切除外露的钢绞线,进行封锚,同时将锚垫板表面清理干净平整,在保护罩底面与橡胶密封圈表面均匀涂一层玻璃
胶,装上橡胶密封圈,将保护罩与锚垫板上的安装孔对正,用螺栓拧紧。清理锚垫板上的灌浆孔,保证通道通畅。
②真空试抽:
启动真空泵,使系统负压能达到0.06~0.1MPa,当孔道内的真空度保持稳定时,停泵1分钟,若压力降低小于0.02MPa,即可认为孔道基本达到真空,如果不满足此要求,则表示孔道未能完全密封,需在灌浆前进行检查及更正。
③拌浆:
拌浆前先加水空转数分钟,使搅拌机内壁充分湿润,将积水倒干净。
a、将称量好的水倒入搅拌机,之后边搅拌边倒入水泥,再搅拌3~5分钟,保证水泥浆均匀稳定。
b、将外加剂和其它液态外加剂倒入搅拌机,搅拌5~15分钟,然后倒入盛浆筒。
c、倒入盛浆筒的水泥浆应尽量马上泵送,否则应不停的搅拌。 d、搅拌好的浆体应每次全部卸尽,在浆体全部卸出之前,不得投入未拌和的材料,更不能采取边出料边进料的方法。
④灌浆:
a、启动真空泵,当真空度达到并维持在负压0.08MPa左右时,打开阀门,启动灌浆泵,开始灌浆。
b、当浆体经过透明高压管并准备到达三通接头时,打开排浆阀门并关闭负压容器阀们,关闭真空泵。透明高压管应超过10米以便
控制。
c、观察废浆筒处的出浆情况,当出浆流畅、稳定且稠度与盛浆筒浆体基本一样时,关闭灌浆泵,关闭另一端阀门。
d、再次启动灌浆泵,使灌浆压力达到0.4MPa左右,最后关掉灌浆泵,关闭灌浆端的阀门。
e、接通水,打开阀门清洗,拆下透明高压管。 ⑤封锚
封锚混凝土采用无收缩混凝土,抗压强度不应低于50Mpa要求。先将锚垫板表面粘浆和锚环上的封锚砂浆铲除干净,安装封锚钢筋,横向预应力索张拉槽口处截断的钢筋搭接好,凿毛接触面混凝土后,捣固封锚混凝土。要求混凝土密实,无蜂窝麻面,与梁端面平齐,封端混凝土各处与梁体混凝土的错台不超过2mm。
混凝土浇筑后加强养护,充分保持混凝土湿润,防止封端混凝土与梁体之间产生裂纹。
混凝土施工的检验符合铁道部现行的相关规定。梁体外形尺寸允许偏差和检验方法符合《梁体外形尺寸允许偏差和检验方法表》的要求。
梁体外形尺寸允许偏差和检验方法表
序号 1 2 3 项 目 △梁全长 △梁跨度 桥面及挡砟墙内侧宽度 允许偏差(mm) ±20 ±20 ±10 检验方法 检查桥面及底板两侧,放张/终张拉30天后测量 检查支座中心至中心,放张/终张拉30天后测量 检查1/4跨、跨中、3/4跨和梁两端 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 腹板厚度 底板宽度 桥面及挡砟墙内侧宽度 梁高 梁上拱 顶板厚 底板厚 挡砟墙厚度 表面垂直度 梁面平整度 底板顶面平整度 钢筋保护层 每块边缘高差 支座中心线偏离设螺栓孔 △螺栓孔中心偏差 外露底面 电缆槽竖墙、伸缩装置预留+10,-5 ±5 ≤10 +10,-5 L/3000 +10,0 +10,0 ±5 每米高度偏差3 每米长度偏差5 每米长度偏差10 不小于设计值 ≤1 ≤3 垂直梁底板 ≤2 平整无损、无飞边、齐全设置、位置正确 通风孔测量,跨中、1/4跨、3/4跨各2处 专用测量工具测量,跨中、1/4跨、3/4跨和梁两端 从支座螺栓中心放线,引向桥面 检查两端 放张/终张拉30天时 专用工具测量,1/4跨、跨中、3/4跨、梁两端各2处 尺量检查不少于5处 侧量检查不少于5处 1m靠尺检查不少于15处 1m靠尺检查不少于15处 专用仪器每10米检查顶板、腹板和底板等部位不少于四处 尺量 16 上支座板尺量每块板上四个螺栓中心距 观察 17 接触网支架座钢筋 泄水管、管盖 桥牌 1.1.2.2 钢管拱施工方法 1.1.2.2.1钢管拱肋加工制作
拱肋节段在具备相关资质及质量可靠的工厂制作,制作和加工工序主要有:放样、号料和切割;矫正和成型;整平除锈、清边和开坡口;卷管;管节校圆;管节对接接长;弯管;钢管拱肋总体预拼装。,必须满足设计文件和有关规范要求。
齐全设置、位置正确 观察 标志正确,安装牢固 1.1.2.2.2钢管拱肋吊装施工
拱肋节段在工厂制作,用汽车运输到现场,按节拼装成型后,利用汽车吊逐节吊装,临时支架进行支撑;施工时两头须对称进行安装,同时进行节段间横连接撑施工,选择合拢时间和温度,焊接合拢口。
⑴拱肋吊装前的组织准备 ①钢构件质量检查
拱肋出厂前,严格检查外形尺寸及焊接质量是否符合设计要求,运到工地后检查接头(端头)及弧度是否明显变形,严格控制拱肋线形及变形量,并检查线形及焊缝质量,对达不到设计要求的拱肋必须修整调校。起吊及运输过程中做好防护,保护涂装,防止撞坏。
②系梁拱座尺寸检查
在灌注拱座混凝土前,严格检查拱座中心平面位置及标高,预埋钢管,保证钢管预埋尺寸的准确。
③测量控制
拱肋中线观测:在两个主墩上设中线点,在每段拱肋接头附近垂直拱肋方向设置一根刻度水平标尺,用经纬仪读出刻度值即可测定拱肋的中心位置。
拱肋高程观测:主要控制拱肋接头处拱顶标高,设两个水准基点,制作一个直角三角形尺身,水平方向靠在拱背(顶)上,垂直方向用钢筋或小钢管接长,在其下端设有标尺,水准仪观测标尺的刻度,即可计算拱顶的标高。
④拱肋节段标志
拱肋分段并标志钢管拱编号,进场的构件标志清楚,拱顶底轴线标志及接口对位标志,标明摆放的位置及方向,以便安装定位测量。
⑵钢管拱肋安装
钢管拱肋制作时,在节段拼装接头的上下弦管设置内衬管,拼装时利用内衬管定位,然后先利用高强螺栓拼接,焊接前,调整好拱肋轴线,使拱肋轴线符合设计和规范要求。
①节段安装施工
节段安装施工工艺见下页《节段安装施工工艺流程框图》。 拱脚处理:系梁施工时,在拱脚处预埋钢管。在系梁混凝土浇注时,认真核对预埋钢管尺寸和位置,根据设计要求,焊接角钢固定架,形成固定拱肋预埋钢管位置的型钢架,确保预埋钢管尺寸和位置的准确。吊装拱肋节段前,对预埋钢管的位置进行检测。
起吊:为控制好安装角度,合理布置吊点后,经过试吊检查,无异常情况发生,才起吊。
节段安装施工工艺流程框图
吊点钢丝绳捆绑、吊点挂钩 节段验收、检查 拱座尺寸检查 运输节段工厂拼装 拼装接头装置设置 钢构件质量检查 吊装
定位:节段拱肋吊放于膺架上,徐徐放下,将其力逐渐转移到膺架上,用千斤顶调整拱肋的标高和轴线,使其轴线和高程与设计相符,固定拱肋。节段拼接时,利用内衬管定位,利用高强螺栓拼接。
②合拢段安装
合拢段安装施工工艺见下页《合拢段安装施工工艺流程框图》。 锁定合龙温度:根据施工计划和当地的实际,收集气象资料,确定本桥合龙时锁定温度值。根据线膨胀定律和虎克定律,计算钢管拱温度变化时的半跨钢管拱伸长量,用坐标法测定合龙段长度后,定长切割,同时对合龙段长度进行温度修正。
合拢段安装施工工艺流程框图
汽车吊就位 吊装 吊点钢丝绳捆绑、挂钩 钢构件质量检查 合龙节段现场组拼 合龙节段验收、检查 合龙口瞬时合龙装置设置
合龙时间:观测计划合龙前5天温度变化,确定合龙的时间,同时对拱肋进行不少于24小时的温度影响观测,并绘制一个反映升温和降温过程中的“温度-悬臂端点挠度”关系曲线,以及温度变化与合龙段两端高程和合龙段长度变化关系。在此基础上进行温度修正。根据观测记录的气候资料选择合龙的最佳时间。
检测:合龙前对拱肋进行全面的线形、位置检测,在安装合龙段前,检测桥墩的水平位移和拱脚节段的轴线、合龙端(左、右两端)标高(含预抬高值)及合龙端的长度,使拱肋的线型与设计相符。
吊运:合理布置吊点后,经过试吊检查,无异常情况发生,即吊运合龙节段拱肋。
对位:合龙节段吊运至正中位置后,徐徐放下合龙段。利用活动内衬管和限位板使其与运输节段合龙铰结。合龙段吊装就位时,用两部水准仪观测4个接头标高,并用全站仪测拱肋中线。调节合龙装置的调节螺栓,反复循环直至与设计相符,调整拱肋轴线位置,固定合龙装置。
合龙:根据掌握资料,准确选择合龙的时间和温度,利用设置的刚性体外支撑,在一天的最低温度凌晨一点钟左右锁定体外支撑。合
龙口锁定后,保证在凌晨1-7点钟内焊接完成合龙口。
③横联构件的安装
在安装拱肋支架时,为了保证两片拱肋之间支架的稳定性,设置连接横联,保证支架整体稳定性。
K撑、一字撑的组拼:根据设计,在平整的水泥地面上按照1:1对K撑、一字撑进行放样,按地样在钢板上焊胎架,胎架数量每3米一个。焊接好后,用水准仪校正胎架标高,使其波动范围在±3mm。
焊接:将节段桁架撑放在水平胎架上固定,用水准仪找平,注意节段间接缝错缝边量≤±2mm,拱肋高度偏差为+3至-1。将直横撑用角钢固定到胎架上,防止钢管错位。经检查无误后,用CO2气体保护焊打底,再用埋弧焊接完毕。
超声波探伤:对焊缝进行100%UT检验。对于不合格的焊缝用气刨吹开,将缺陷刨掉重新焊接,焊完后再探伤直至合格。
K撑、一字撑的组拼完成后,利用汽车吊整体吊装K撑、一字撑至设计位置,同时利用搭设的支架,固定K撑、一字撑的位置,检查K撑、一字撑的位置,满足设计要求后,用CO2气体保护焊打底,再用埋弧焊接完毕。
钢管拱肋安装检测项目见《钢管拱肋安装检测项目表》。
钢管拱肋安装检测项目表 项次 1 2 3 检查项目 对口错边 轴线横向偏位(mm) 拱肋接缝错台(mm) 规定位置或允许偏差 t/10,且不应大于3.0 1/6000 0.2壁厚 检查方法和频率 用拉线和钢尺检查 用经纬仪检查5处 用尺量每个接缝 4 拱圈高程(mm) 符合设计要求 用水准仪检查5处 焊缝补涂:割除拱肋合龙口接头处连接钢板,对施工焊缝进行检查验收,并用超声波检测,合格后对焊缝进行打磨和补涂。 1.1.2.2.3钢管混凝土施工
钢管混凝土施工工艺见下页《钢管混凝土灌注施工工艺流程框图》。
选择高性能混凝土,采用输送泵输送,自两拱脚至拱顶对称均衡地压注完成拱肋内混凝土。混凝土强度达到设计要求,安装、锚定吊杆。
⒈压注顺序
施工要求,灌注拱圈混凝土时,左右两根拱肋同时灌注,采用泵送顶升法自拱脚至拱顶,按照压注顺序施工,先灌注拱圈下钢管内混凝土,一次呵成,形成完整拱圈下环,待下环混凝土达到设计强度的90%,采用同样的方法,浇注拱圈上钢管混凝土,然后浇注拱圈钢管腹板内混凝土,至此形成整体钢管混凝土拱圈。
钢管混凝土灌注施工工艺流程框图
中线、标高的检测 施工准备 压注孔、截止阀、排气孔的设置 清洗管 压注口泵入适量水泥浆 对称均衡连续压注混凝土 钢管顶端气孔排出合格砼 关闭压注口 钢管砼的养护 扣索调整
压注顺序见《拱肋混凝土压注顺序示意图》。
拱肋混凝土压注顺序示意图
⒉混凝土配合比
混凝土配合比要由试验室经多次原材料对比试验、正交试验、拌合物性能对比试验、混凝土力学性能和耐久性能对比试验后,多方面验证了经正交试验优选出的配合比作为主桥钢管拱高性能混凝土专用配合比。
⒊混凝土灌注方法 ⑴泵送方法
钢管混凝土采用泵送顶升法压注施工,采用泵车输送混凝土至工
排渣孔 砼运输车 输送泵 排气(浆)孔 上拱管 钢管注口 ② ③ ① 腹板 下拱管 灌注顺序:先①后②最后③,两端及两侧同时对称灌注。
地输送泵,由两拱脚至拱顶对称均衡地一次压注完毕,连续灌注,一气呵成,形成完整的拱圈。
⑵设备配备
拱桥南北两侧4个拱脚各配备1台HBT60-13-75S输送泵与钢管拱拱脚灌注孔连接,南北两侧各配备1台备用HBT60-13-75S输送泵,即共6台输送泵,4套管路。
⑶灌注程序
拱肋钢管混凝土根据设计要求分三次灌注完成,其灌注程序是:先灌注拱肋的下钢管混凝土(待第一次灌注混凝土达到设计强度90%后)→灌注拱肋的上钢管混凝土(待第二次灌注混凝土达到设计强度90%后)→灌注拱肋腹板混凝土。
每次采用泵送顶升法,从拱脚一次对称浇注至拱顶时,施工步骤:准备工作→压注管内混凝土→关闭压注口处闸阀、稳压→拆除闸阀,完成压注。
⒋混凝土质量检测
混凝土质量实测须符合《钢拱肋混凝土浇注质量实测项目表》要求。
钢拱肋混凝土浇注质量实测项目表
项次 1 2 检查项目 混凝土强度(MPa) 混凝土填充度 规定值或允许值 在合格标准内 ≥98% 检查方法和频率 按JTJ071-1998的附录D检查 在拱顶、L/4 3 轴线横向偏移拱顶 (mm) L/4 1/5000 1/6000 用经纬仪检查 用水准仪检查 用水准仪检查 4 拱顶、拱脚及接头高程+20,-0 (mm) 1.1.2.2.4吊杆施工
先安装系梁端,另一端暂固定在支架上,然后待相应节段的拱肋吊装到支架上时,再将吊杆穿过拱肋,用螺母临时固定,最后统一调整。
1.1.3 系杆拱施工技术措施 1.1.3.1 线形控制措施 1.1.3.1.1拱肋中线观测
在两个主墩上设两片拱肋的中线点,经纬仪直接置镜在中线点上,直接对拱肋的中线进行控制。 1.1.3.1.2拱肋高程观测
主要控制拱肋各控制截面处吊杆顶和接头处拱顶标高。 设两个水准基点,制作一个直角三角形尺身,水平方向靠在拱背(顶)上,垂直方向用小钢管接长,在其下端设有标尺,水准仪观测标尺的刻度,即可计算拱顶的标高。 1.1.3.1.3坐标控制
利用全站仪,直接对拱肋各控制截面处吊杆的坐标进行控制。 1.1.3.2 施工监测项目及措施
1.1.3.2.1拱肋钢管控制断面的应力监测
拟在全拱肋钢管上设9个观测断面 (拱脚、L/8,2L/8,3L/8及拱顶等处),拱脚和拱顶的断面均布置应力测试点4个,其它断面各布置应力测试点2个,且反对称分别布置在左右拱肋上,采用外置式钢弦应变计,全拱肋共计24个测点。
监测时机:空钢管合拢形成无铰拱后、泵送钢管混凝土过程、桥面系安装的每一施工阶段。 1.1.3.2.2吊杆和系杆内力监测
在被测吊杆和系杆上放置加速传感器,测量吊杆和系杆的固有频率,并换算成所受拉力。
监测时机:桥面系安装过程。 1.1.3.2.3管内混凝土应力监测
拟在两个拱脚上设观测断面,各断面均布置应力测试点2个,采用内置式钢弦应变计,应力测点共4个。
监测时机:泵送钢管混凝土过程中及桥面系安装前后。 1.1.3.2.4结构体系温度场监测
在桥梁主拱拱肋阳面和阴面设观测断面3个,测量温度对结构应力和挠度的影响。
监测时机:根据施工进度及环境温度,每隔一定时间对各测点进行测量。
1.1.3.2.5施工位移监测
用全站仪和水平仪对拱肋各控制截面处标高、坐标进行三维检
测,检验施工单位的测量成果与施工精度,在各主要施工阶段随时检测。
监测时机:主拱肋合拢前后,泵送混凝土及桥面安装过程。 1.1.3.2.6桥面标高监测
用水平仪对桥面标高进行检测,控制成桥线形。 监测时机:桥面安装过程。 1.1.3.2.7管内混凝土密实度检测
根据无损探测目的与要求,本工程超声检测点采用随机抽样布点,要求所布抽样点具有代表性和一定数量,可进行统计分析,同时对拱顶、拱脚以及在泵送混凝土中容易出现堵管的区域进行重点探测。全桥共布置10个测区,每个测区测3个断面,每个断面按互相垂直的方向各测一次。
监测时机:泵送混凝土施工完成后 1.1.3.2.8管内混凝土微膨胀检测
在拱肋拱脚的两个下弦管断面,各断面沿周向均布置应力测试点4个,采用电阻式应变片,共8个测点,以检测混凝土微膨胀对钢管受力的影响。
监测时机:泵送钢管混凝土过程中。
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