某地市某大桥工程 边跨支架现浇段暨合龙段
施工专项方案
编 制:
审 核:
审 批:
编制单位:某市交通工程集团有限公司
二0 0九年六月
目 录
一、 工程概况 ............................................ 1 二、 编制依据 ............................................ 1 三、 总体施工方案 ........................................ 2 四、 分项工程施工方法 .................................... 3 五、 人员、材料设备计划表 ............................... 18 六、 质量保证措施 ....................................... 19 七、 施工安全措施 ....................................... 21
某地市某大桥工程 现浇段、合龙段施工方案
某大桥边跨现浇段以及大桥合龙段施工方案
一、 工程概况
某大桥连续箱梁桥跨布置形式为:72+120+72m,全桥共三个合龙段,边、中跨合龙段长均为2m,砼方量为18.66m3;合龙段砼浇筑支架在挂篮的基础上改装。边跨现浇段长11米,砼方量为130.16 m3。合龙段横截面如下图:
2%2%
《合龙段横截面示意图》
二、 编制依据
本施工方案编制的依据: 1、《招标文件》
2、《某地市某大桥两阶段施工图》 3、现行部颁《公路桥涵施工技术规范》 4、现行部颁《公路工程质量检验评定标准》 5、现行部颁《公路工程安全技术操作规程》 6、《公路施工手册(桥涵)》上、下册
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7、《公路钢筋砼及预应力砼桥涵设计规范》(JTJ023-85) 8、《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》 9、《钢结构设计规范》 10、《路桥施工计算手册》 11、现场实测地形及地质情况 12、我单位已有的施工经验与技术 三、 总体施工方案 1. 主要施工步骤
1)在浇筑完墩身的同时,进行支架基础施工; 2)按要求搭设好现浇门式支架体系; 3)对现浇段支架进行预压
4)安装箱梁模板、钢筋、预应力管道及钢绞线; 5)浇筑梁体混凝土,准备进行合龙段施工;
6)待合龙段混凝土达到设计强度后,进行预应力张拉; 7)预应力管道压浆、封锚,拆除模板、现浇支架。
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主要施工工艺流程图
支架基础处理 支座安装 波纹管制作 钢绞线制作 支架搭设底侧模安装预压钢筋制作底板、翼板底板腹板钢筋安装波纹管安装钢绞线安装安装内模顶板翼板钢筋安装检查验收模板制作钢筋制作取检查试件 砼强度90%
四、 分项工程施工方法 4.1 边跨现浇段施工
混凝土浇筑养生砼制备养护至拆模合拢段施工预应力张拉、压浆支架拆除结束某市交通工程集团有限公司 3
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边跨现浇段长11米,砼方量为130.16 m3。具体砼数量截面分配如下图:
1100450350300
21#块 369.58m19520#块 332.62m91319#块 327.96m310
边跨现浇段砼分布图
4.1.1 支架安装
现浇段支架以承台+两根Φ120cm钢管桩为基础。根据当地地质条件,钢管桩嵌入弱风化岩层2m。
支架以门式支架+贝雷梁+钢管桩的形式形成整体现浇支架。在支架基础施工完成后,在承台和钢管桩上横桥向布置5排贝雷梁,其上纵向布置8排贝雷梁,然后再横向以1米、0.4米的间距铺设25b工字钢,作为门式支架下托座基础。待工字钢铺设好后,对箱梁支架进行放样,确定其平面位置。门式脚手架设置上下托座,增加受力面传递。脚手架上端采用可调托座和增加调节杆,以便调节支架的局部高度。上托座上顺桥向放置10b型槽钢,该槽钢上面铺设箱梁模板。支架搭设时在即将达到设计高程时进行超平、放样,以减少模板铺设后的高度调节工作。
为了增强支架的整体性和大风天气的抗倾覆能力,竖向每层高度用钢管与门式脚手架连成一组Φ48x3.5mm的水平杆,水平杆间加45°斜撑钢管
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(横桥向和顺桥向方向同样布置)。水平杆、斜撑与门架立柱用“十字卡”卡牢。架与架之间用交叉拉杆成对角连接。
根据现浇段梁体长度、标高,支架纵向搭设长度为12.5米,高度为11.6米(详见支架布置图)。
上层纵桥向贝雷梁下弦杆采用双层加强弦杆,下层贝雷梁下弦杆与钢管桩接触的地方采用在钢管桩顶部焊接钢牛腿的方式,增大受力面,使它们之间的支撑方式为面弹性支撑。
支架承载力计算见附录1。 4.1.2 支架预压
支架在初次受到荷载作用时,会发生相应的非弹性变形和弹性变形,为保证上部构造在支架拆除后能达到设计要求的外形,在支架搭设好后,对全桥支架进行预压,以消除其非弹性变形,同时,通过测量观察以确定支架实际荷载作用下的饶度,从而为施工总梁体预拱度的设置提供实测数据。支架搭设完成及铺好底板模板后,按19、20、21#节段的325.4T梁体重量的110%考虑,具体施工时用与上述荷载相当的沙袋及钢筋进行预压。 4.1.2.1 测量控制点位布设
测点布置主要为通过测量仪器监控,全过程分节点的收集支架变形数据,以便分析,点位设置纵向主要在贝雷梁支架前端和中跨位置,横向主要集中在主肋位置和中轴线位置。 4.1.2.2 荷载试验准备
荷载试验加载采用沙袋及钢筋堆载的形式。 4.1.2.3 准确控制荷载
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计算控制荷载需要明确沙袋单袋重量,实际数据根据现场人员统计沙袋数量,累加计算其重量。 4.1.2.4 材料准备
材料主要选用粗砂,粗砂需要按一定数量沙袋装好,方便吊装或堆放。根据工地实际情况,拟浇注混凝土堆场处粗砂,满足最大荷载要求数量。 4.1.2.5堆载支架
沙袋为模拟砼堆载形式,需要在主肋位置加载较多沙袋,将形成一定高度。为防止临边钢筋垮塌或侧翻,需要焊制牛腿支撑。在工字钢上焊接竖向型钢,并设置斜撑脚,形成防护牛腿。 4.1.2.6堆载过程
堆载的过程分为1/3梁段重(沉降观测)—2/3粱段重(沉降观测)—100%粱段重(沉降观测)—110%粱段重(沉降观测),并满足110%粱段重稳定荷载2天,测量其最终稳定变形。然后再逐步卸荷,卸荷时也采用与加载时相对应的方式进行测量沉降观测。 4.1.3 现浇段施工
待箱梁现浇支架搭设完毕后,在现浇段支架顶部间隔25cm设置钢管,然后开始安装箱梁模板。所有模板用竹胶板加方木组合而成。模板安装时先安装箱梁底模,然后安装侧模、内模。
箱梁外侧模安装完成后即绑扎底板和腹板钢筋,穿底板和腹板预应力钢束波纹管,待箱梁内模安装完成后再绑扎顶板钢筋,穿顶板预应力钢束。
该边跨混凝土浇注拟二次完成(如图)。在混凝土浇筑前,再次对钢筋的骨架、预应力管道、支架、模板进行一次检查,对标高、中轴
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线进行复测,确保100%没有差错。待以上工序完成并通过检查后,即进行箱梁混凝土的浇注。
2%2%筑第一次浇
混凝土浇注前应做好相关天气预报,选择好适当时间浇注,以保证浇注质量。 4.2 合龙段施工
箱梁的合龙施工是保证主桥受力状况和线形良好的关键工序,因此箱梁的合龙顺序、合龙温度和工艺都必须严格控制。刚构合龙原则是低温浇注,又拉又撑又抗剪。合龙前使两悬臂端临时连接,保持相对固定,以防止合龙混凝土在早期因为梁体混凝土的收缩。在混凝土浇筑过程中,按照设计要求,采用微膨胀混凝土。 4.2.1合龙段施工顺序
合龙顺序为:先进行4#墩边跨合龙,再进行3#墩边跨合龙,最后进行中跨合龙。
①、先将挂篮改装为吊篮,边跨的挂蓝三脚架放下来,中跨的挂蓝三脚架不动。
②、在悬臂端施加配重水箱。
③、安装模板,绑扎钢筋及预应力管道,选择最佳合龙温度对合龙段
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进行锁定。
④浇注砼,同时水箱同步放水,保持悬臂端稳定。 ⑤养生,张拉预应力钢束,压浆,封锚。
主桥合龙段施工工艺框图
合拢吊架安装 安装内支架及顶板模板调整钢筋、预应力管道、模板钢筋下料加工原材料检验测量两端高差及监测其温度影响安底模、外侧模安装径性骨架,锁口合龙段 安装钢筋及预应力管道模板制作安装钢筋及预应力管道 合拢段安装劲性骨架,锁定 检查签证配合比审查绑扎顶板钢筋,预应力管道原材料检验 强度评定养 护砼试件选择合拢温度时浇筑砼砼板制、输送 拆 模预应力施工某市交通工程集团有限公司 8 某地市某大桥工程 现浇段、合龙段施工方案
4.2.2、合龙施工准备
①、清除桥面多余的施工设备和杂物,使桥梁处于设计和标准施工荷载状态;
②、时间区段的选择
在箱梁合龙前,应对主梁的梁顶高程、桥轴线和桥长进行联测,观测气温变化及气温引起的梁体竖向和水平向相对位置变化的关系,连续观测时间不少于48小时,以确定浇筑合龙砼浇筑的时间区段,合龙段一般选择在一天中最低温度时进行。
③、检查合龙段处劲性骨架的预埋件,锁定型钢及焊机的准备; ④、劲性骨架安装
按设计要求,箱梁合龙前,为保证两边已浇梁段的位置相对固定,设置梁体外临时刚性支撑,张拉临时预应力束,形成顶压抗拉的近于刚性接头。劲性骨架在焊接时,先要调整两边梁段的标高,偏差控制在15mm以内,中轴线偏差不大于10mm,并在当日温度最低时进行施焊。
⑤、压载水箱砌筑、注水及放水设备、水量监测设备的安装; ⑥、挂篮锚固孔设置及部分构件修整切除;
⑦、预应力锚齿及管道的清理、施工预应力束的穿束安装、张拉设备准备;
⑧、测量标识的预埋、清理,测量工具的准备,测量记录表编制; ⑨、各道工序施工时间的计划安排,施工时机的选定,施工人员组织。 4.2.3、边跨合龙施工
在3#以及4#墩17#块砼达到拆模强度后,对称拆除挂篮内芯模。在17#
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块张拉、压浆完成后,边跨挂篮前移2m,将挂篮改装成吊篮,吊篮重量为12T,用6mm钢板制作的水箱(3×3×3m)放置于边跨17#块箱梁顶面,注 水配重到24T(包括水箱自重),配重如下图所示。
浇注混凝土时逐渐地卸掉24t4#(3#)墩24t直线段支架施工施工挂蓝悬臂法施工挂蓝悬臂法施工图4 边跨合拢段配重示意图
① 将挂篮底篮纵梁前移2.5米,取出挂篮底篮后横梁,将其移至边跨悬臂端用做吊架下横梁。如图示。
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② 在设计合龙温度下,焊好合龙骨架,绑扎合龙段钢筋。 ③ 浇筑合龙段砼,同步放水。
④ 待混凝土强度达到设计强度的90%以上时按顺序张拉纵向、横、竖向预应力。 4.2.4 中跨合龙施工
根据设计图纸要求,在边跨合龙完成后,结构由刚构状态转换成两跨单悬臂梁,需按设计要求解除0#块与墩身的临时固结,即拆除临时支座垫块,切断临时锚固钢筋,具体转换顺序和施工方法如下:
①凿除临时固结位置所有的砼,露出墩身两侧的临时锚固钢筋, 及放松临时锚固精轧螺丝钢。由中间向两边在墩身两侧对称切断。
②凿除临时支座混凝土要做到缓慢、均衡确保结构的稳定,同时要保持3#、4#墩支座临时锁定,在安装中跨合拢吊架,安装外刚性支撑,张拉中跨临时纵向钢束后在解除临时锁定。体系转换前需测量各梁段的标高。在凿除过程中,注意各梁段的标高变化;如出现异常情况,立即停止作业,找出原因,以确保施工安全。
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锚固中跨吊篮(吊篮自重12T),在中跨17#顶面各配重24T,将水箱(3×3×3m)放置于中跨17#块箱梁顶面,各注水配重到24T(包括水箱自重)。
吊篮改装注意事项如下: ③ 普通钢筋施工
普通钢筋分两次绑扎到位,首先绑扎底板及腹板钢筋,第二次绑扎顶板钢筋。
④ 预应力管道施工
箱梁合龙段预应力管道施工包括纵、竖向两种预应力管道。所有预应力管道均采用塑料波纹管成孔。
在底板底层钢筋及腹板外侧钢筋绑扎完毕后,即进行底板纵向、腹板及竖向预应力管道安装,管道定位准确牢固。在顶板底层钢筋绑扎完毕后,即进行顶板纵向预应力管道施工。
由于纵向管道无法再穿内衬管,波纹管安装前应仔细检查有无孔洞,砂眼,存在问题的不准使用。两端接头必须用胶带纸密封固定。定位钢筋设置满足图纸要求,砼振捣时振动棒严禁碰撞波纹管。
由于合龙段施工中,预应力束道数量多、工作量大,为了能够在混凝土强度和弹性模量达到张拉要求后及时张拉,在合龙段波纹管安装好后,将所有钢绞线全部提前穿入各自孔道。这样做有两点好处:1)可以防止混凝土浇注过程中因漏浆而影响穿钢绞线;2)确保在劲性骨架焊死后,能及时张拉临时合龙束。
⑤ 内侧模板及顶板底模拼装
箱梁内模采用竹胶板,在纵向钢筋和纵、竖向管道安装完毕后即可进
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行内侧模板及顶板底模拼装。内外侧模板通过对拉螺杆连接在一起,顶板底模通过钢管支架支撑。注意在内模安装时在未焊接的劲性骨架一端预留一孔洞,以方便焊接锁定进行合龙段劲性骨架。
⑥ 合龙段锁定
为防止合龙段砼在达到强度进行预应力张拉前开裂,须对合龙段两端的箱梁进行锁定。
合龙段锁定利用劲性骨架焊接和合龙段临时预应力合龙束张拉来完成。劲性骨架的锚固杆在17#块和边跨现浇段施工时按设计要求提前制作并预埋入梁体。劲性骨架焊接和合龙段临时预应力合龙束的部分张拉应选择在设计要求的温度(16~20℃)进行,上述工作完毕,即进行砼浇筑,劲性骨架构造如下图。
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需要注意的是,劲性骨架须在配重完毕后方能焊死,这样做两大好处:1)抵消悬臂的预抛高,否则易造成桥梁线性不柔顺;2)防止劲性骨架受过大剪应力。
根据设计要求,合龙温度为16-20℃,在此温度时焊死劲性骨架,即将连接杆与锚固杆之间的连接钢板焊死,并同时用薄钢板填实顶紧连接杆
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与锚固杆之间的空隙,然后张拉合龙段临时预应力合龙束(其中边跨锁定张拉2ST1、2SB1,中跨锁定张拉2CT、2CB1),每束控制张拉应力为600KN。
为缩短劲性骨架的焊接时间,预先将4根劲性骨架的连接杆在合龙段箱梁一端与锚固杆之间的连接钢板焊死,另一端待达到设计要求的合龙温度时进行焊接,然后张拉临时钢束,浇注箱梁合龙段的砼。
如果合龙时温度无法满足设计要求,则需考虑强迫合龙措施,在合龙段两侧腹板正面预埋钢板,根据气温高低确定顶、拉措施及力的大小(具体布置根据设计院要求确定)。
⑦ 合龙段砼浇注
在灌注合龙段混凝土之前不断湿润合龙段两端交接面的混凝土。交接面的凿毛也需要严格控制。
合龙段混凝土浇注时间应选在一天气温中最低的时间,,浇注完毕后气温开始回升,这样混凝土膨胀受压比较有利。箱梁边、中跨合龙段混凝土的方量为18.66m3,混凝土浇注可在2小时完成。我们将根据合龙前当地昼夜气温分布规律和混凝土浇注所需时间,基本控制在凌晨零点左右开始。
砼浇注时应特别注意劲性骨架位置处砼的振捣,保证该处箱梁砼振捣密实,无蜂窝、麻面。
合龙段混凝土灌注完毕后,进行覆盖养护,合龙段左右各2-3米范围内也应一起洒水养护,箱内箱外均应不间断洒水,养护时间不少于7天。强调一点的是:合龙段混凝土浇注完成后,用土工布覆盖、洒水养生,以免箱梁顶底板温差变化太大。
⑧ 合龙段预应力张拉
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合龙段砼养生至设计张拉强度和弹性模量后,尽快进行张拉纵、竖向预应力,防止砼开裂。
按设计要求合龙段先进行纵向预应力张拉,再进行竖向预应力张拉。纵向预应力张拉采用400T穿心式千斤顶两端对称张拉,竖向预应力采用60T穿心式千斤顶单根张拉。张拉时采用张拉应力和伸长量双控,张拉顺序严格按照设计要求进行,纵向束先底板,后顶板,先长束,后短束。
张拉加载程序:
底板钢束:0→368.4195KN(10%σk)→736.839KN(20%σk)→3684.195KN(σk)→持荷2分钟→3684.195KN(σk)
顶板钢束:0→368.4195KN(10%σk)→736.839KN(20%σk)→3684.195KN(σk)→持荷2分钟→3684.195KN(σk)
竖向钢束:25精轧螺纹:0→34.66KN(10%σk)→69.32KN(20%σk)→346.6KN(σk)→持荷2分钟→346.6KN(σk)
32精轧螺纹 :0→67.28KN(10%σk)→134.56KN(20%σk)→672.8KN(σ
k
)→持荷2分钟→672.8KN(σk)
根据设计要求,竖向预应力筋应在第一次张拉后7天进行第二次张拉。 底板、顶板预应力张拉时,派专人观测顶、底板齿块,看是否有裂缝
等异常现象产生,如果有异常现象产生要立即停止施工,上报监理、业主、设计院及公司,待处理方案确定后再行施工。
⑨ 合龙段预应力管道压浆、封锚
合龙段预应力张拉达到设计要求后,用砂轮机割除多余的钢绞线、精轧螺纹钢,利用清水冲洗管道,再用压缩空气将管道内多余积水吹出进行
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压浆,压浆完毕,进行封锚。封锚前必须将锚具及封锚区域清洗干净并凿毛,然后按设计要求浇注封锚砼C50。
4.3合龙施工工期
3#墩、4#墩边跨合龙段错开施工约6天左右。
边跨挂篮前移及吊篮改装2天,普通钢筋及预应力管道施工2天,内侧模板及内顶模安装1天,劲性骨架锁定及砼浇注1天,养生5天,张拉压浆4天,合计15天。
中跨挂篮前移及吊篮改装2天,普通钢筋及预应力管道施工2天,内侧模板及内顶模安装1天,劲性骨架锁定及砼浇注1天,养生5天,张拉压浆5天,合计16天。 具体时间安排见附表2
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五、 人员、材料设备计划表 5.1、人员投入
职务或工种 桥梁负责人 施工负责人 实验负责人 质检负责人 测量负责人 质检员 安全员 施工员 浇捣工 张拉工 电焊工 钢筋工 木工 起重工 电工
职称 工程师 高级技工 工程师 工程师 工程师 工程师 中级 技工 技工 技工 技工 技工 技工 技工 技工 单位 名 名 名 名 名 名 名 名 名 名 名 名 名 名 名 数量 1 1 1 1 1 1 2 6 12 10 8 18 8 12 2 备注 某市交通工程集团有限公司 18
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5.2 机械配备
机械名称 砼搅拌系统 混凝土泵 发电机 浮吊 码头吊 高压水泵 电焊机 切断机 弯曲机 张拉千斤顶 张拉千斤顶 油泵 压浆泵 插入式振捣器 平板式振捣器
六、 质量保证措施
推行全面质量管理,进行全员质量意识教育,强化每一位施工人员的质量意识;建立严密的质量管理体系,健全并严格执行检测制度,建立完整的自检体系,对每一道工序先进行自检,再报监理工程师认可后,方准进行下道工序施工。严格按规范施工程序施工,为确保工程质量达到优良,针对本标段实际情况,特制定以下措施。
1、在与各施工班组签订质量责任目标,设质量保证金。工程达到目标
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规格JS750 120KW LS30- YC500 YDC65 功率、容量或50m3 60m3/h 120KW 16t 8t 500t 65t 数量2 2 1 1 2 2 16 2 2 2 2 6 2 10 4 某地市某大桥工程 现浇段、合龙段施工方案
后对各班组进行重奖,达不到则重罚。
2、建立以项目经理为主的质量管理体系,认真贯彻ISO-9000的文件,,组织全体施工人员认真学习有关质量标准,验收规范,定期总结和推广成功经验。
3、建立健全质量管理体系,实行三级质量管理制度,明确各级部门的责任,切实推行全面质量管理,加强质量管理的监督力度,落实质量签证会签制度。
4、坚持“三检”“三不”制度,即隐蔽工作检查制;不定期质量抽检制;单项工程竣工检查制。以及材料不合格不施工;上道工序未经验收下道工序不施工;试验不合格下道工序不施工。
5、切实服从质检部门的监督和指导,积极配合监理工程师的工作。 6、做好各种材料的试验验收及计量工作,施工中的各种材料需具备质保单并经试验合格审报监理工程师批准后方可使用。
7、要特别加强测量放线、钢筋工程、预应力工程及砼工程的质量控制和技术把关,使砼施工允许偏差控制在设计、规范及部颁质量验收标准要求更高的内控质量验收标准允许的范围内。
8、做好施工现场交接,进行平面控制点及水准点的复测,建立平面和高程控制网,保护现场桩位,在制度上保证测量复核工作的三级管理理制度。
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七、 施工安全措施 7.1高空作业安全措施
① 架子工必须持证上岗,凡有高血压、心脏病、癫痫和其他不适应高处作业的人不得从事架子工工作;
② 高处作业必须拴安全带,行走时安全带要绑在身上,严禁拖着行走。跳板必须绑扎牢固,严禁搭探头跳;
③ 高处作业时将袖口和裤脚口扎好,穿软底防滑鞋,六级以上大风、暴雨、雷电天气停止高处作业;
④ 高处作业时使用的工具必须放在工具袋内,防止掉落; ⑤ 开工前要认真检查脚手架、机械和电器设备,特别是起重和 7.2 防护设备要认真检查,要确认符合安全要求;
① 所有零星构件,采用袋装或桶装,尤其是螺栓、卡子等钢构件。 ② 当暂时性不可避免坠落的项目进行时,派专人看守,限时段通行,防止行人进入作业区域。
③ 各类脚手架料具使用前应进行检查选料, 不合要求的料具,不得使用。
④ 脚手板铺设宽度不小于1.2m,并必须铺满,铺设不允许有空隙,脚手板搭接时,其搭接长度不短于20cm;对接时需用木块钉牢。 ⑤ 搭设支架时,边缘立柱应用钢管连接两角,防止失稳。 ⑥ 支架四周应形成八字形支撑,防止倾覆。
⑦ 支架上的操作平台需铺设木板,并设置安全网进行防护。 ⑧ 搭设支架完毕后,必须挂安全网,防止人、物坠落。
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⑨ 在拆除脚手架之前,要在周围一定距离有范围内设置警戒标志,并设专人警戒,任何人不允许进入警戒区。
⑩ 拆除时,应按自上而下的顺序,做到一步一清,不准上下同时作业。 ? 拆除脚手架联系杆、剪力撑时,先拆中间扣,再拆两头扣,由中间操作人员往下拆杆子。
? 拆除下来的脚手杆、脚手板、钢管、扣件等材料,向下传递或用绳吊下,不允许往下投扔,并及时清理,运送到指定地点存放,带钉子的木料要先拔除或打平,防止钉子扎脚事故。
7.3支架预压实验安全措施
① 荷载试验严格按理论重量计算施加临时荷载的数量。
② 荷载试验前在各受力杆件部位设置沉降观测点,严密监控其变形。 ③ 荷载试验必须按严格程序化执行,每级荷载加上后需要静置一段时间,观测变形。
④ 荷载试验过程中,支架下面尽量减少人员行走,吊装加载人员需挂设安全绳。
⑤ 拆除荷载也需要小分量吊装,逐渐拆装。 7.4防洪措施
①在汛期或多雨季节,指定专人值班,负责收听天气预报,保持通讯联络。
②准备施工防汛材料,如草包、彩条布、雨衣、手电等工具。对危房和公房立即进行加固并加入人员疏散;仓库、设备材料等由专人负责。
③一旦发生险情,立即组织人员抢险救灾,并按照先救人后救物的
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原则,尽量减少损失,并在抢险救灾后轻点人数。
④提前在江水上涨时将低洼处的设备等物转移到高处,防治被洪水或江水冲走。
⑤预先准备好挡板,在洪水来临前,将挡板焊在钢管桩上的贝雷片两侧,形成一个顺水方向的锥形,以减少水流的冲击力及水上漂浮物的沉积。
7.5合龙段安全措施
① 边跨合龙段支架改装时,不能扰动边跨现浇段承重立柱杆件,防止支架局部应力集中,逐渐失稳;
②支架承载平台主要由精轧螺纹钢作为传力吊杆,需重点保护精轧螺纹钢的质量,避免弯曲、高温切割、焊接等;
③精轧螺纹钢吊杆的锚固垫板需要足够的厚度,且孔眼直径必须标准、不能过大,避免锚固失稳;
④中跨挂篮改造,需要拆除部分构件,拆除过程中,需避免零星构件坠落,砸伤过往船只;
⑤合龙段配重水箱采用砖砌水池,需严格把关水池砌筑质量; ⑥水池砌筑完成,待砂浆强度达到设计值后,方可蓄水使用; ⑦第一次蓄水需缓慢进行,避免水池崩裂。
⑧所有骨架焊缝要严格按设计要求施作,确保承载力满足要求; ⑨骨架焊接过程中,操作工人必须穿戴安全绳,且铺装木板,防止人员坠落;
⑩操作过程中,有大量小型钢构件,需采用桶装形式,防止坠物伤人。
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7.6在合龙过程中航道管制措施
在合龙段施工的时候,将联系港航局,邀请港航局派出巡逻艇在施工现场指挥水上交通,在边跨施工的时候,所有施工船只一律走主跨下面通行(有航标灯指示),在中跨合龙的时候,则走边跨通行。 附录1
1、 支架承载力验算
按照支架布置图,从上至下分别对结构进行受力计算。
根据支架布置形式和箱梁断面形式,以下荷载取值均只计算相应部位的最大荷载值。荷载取值沿顺桥向简化。
钢筋混凝土荷载:(该荷载分为翼缘板处荷载、腹板荷载和顶底板荷载) 翼缘板荷载:(考虑方木承受荷载的最大有效宽度为1.05m) Q1=(0.7+0.47) ×1.05÷2×26=15.97KN/m 每根立柱承受的压力为:
F1=(0.7+0.47) ×1.05×11÷16×26÷2=10.48KN 腹板荷载:(考虑方木承受荷载的最大有效宽度为0.3m) Q2=0.3×3.05×26=23.79KN/m 每根立柱承受压力为:
F2=0.3 ×3.05×11÷16×26=16.36KN
顶底板荷载:(考虑顶板混凝土荷载直接传递给底板承受,每根方木承受荷载的最大有效宽度为0.9m)
Q3=0.9×(0.44+0.7)÷2×26=13.34KN/m 每根立柱承受压力为:
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F3=0.9×(0.44+0.7) ÷2×11÷16×26=9.17KN 模板荷载:取1.5KN/m2;
人群、机具及其他荷载:取2KN/ m2;
方木自重荷载:0.8×103Kg/m3×0.2×0.15×10 =0.24KN/m 门架自重荷载:7.85×103Kg/m3×4.28×10-4×9.8=32.93N/m ① 方木受力验算: 受力简图如下:
翼缘板处方木:q1=15.97+1.5×1.05+2×1.05+0.24=19.89KN/m M1max= q1l2/8=19.89KN/m×1×1㈤÷8=2.49KN·m σ
1max
q=M1/WZ=2.49×103÷(1/6×0.15×0.22)=2.49Mpa
腹板处方木:q2=23.79+1.5×0.3+2×0.3+0.24 =25.08KN/m M2max= q2l2/8=25.08KN/m×1×1÷8=3.135KN·m σ
2max
=M2/WZ=3.135×103÷(1/6×0.15×0.22)=3.135Mpa
顶底板处方木:q3=13.34+1.5×0.9+2×0.9+0.24=16.73KN/m M3max= q3l2/8=16.73KN/m×1×1÷8=2.09KN·m σ
3max
=M3/WZ=2.09×103÷(1/6×0.15×0.22)=2.09Mpa
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由上计算知,方木最大弯曲正应力为3.135MPa<[σ]=10Mpa。 剪应力只计算最大荷载处:FQmax=25.08KN/m×1÷2=12.54KN τ
max
=FQ×Sz★÷(Iz×b)=1.5×FQ÷(b×h)=1.5×12.54KN÷(0.15
×0.2)=0.627Mpa<[τ]=1Mpa qi——均布荷载值; Mi——截面弯矩; l——计算长度; I——截面惯性矩; A——截面面积; F——截面剪力;
Sz★——截面中性轴以外部分截面面积 综上知:横向方木受力满足受力要求。 ② 门架受力验算:
以门架力的传递均按竖向直接传递,横向分摊较少,不计横向受力考虑,则两侧腹板下门架受力最大,以单根钢管上下两端铰接为计算模型。
翼缘板下方门架单根立柱受力为:
F1=10.48+1.5×1.05×1+2×1.05×1+0.24×1=14.395KN 腹板下方门架单根立柱受力为:
F2=16.36+1.5×0.3×1+2×0.3×1+0.24×1=17.65KN 底板下方门架单根立柱受力为:
F3=9.17+1.5×0.9×1+2×0.9×1+0.24×1 =12.56KN
经上计算知门架上端调节杆承受最大荷载为17.65KN<42.5KN,符合照
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该门架技术参数要求。
门架底部最大荷载:
取门架最大高度为11.8m,则门架单根立柱承受自重荷载为: G=32.93N/m×(11.8m+(1.2+2) ×8)=1.23KN
底端最大荷载为:F5=17.65KN+1.23KN=18.88KN<75KN。 由上计算知,门架立柱满足受力要求。
本工程项目施工季节风力较大,现对支架结构稳定性进行验算。 风荷载考虑10级大风,其作用方向选择最不利方向,即与支架立面垂直的方向。支架横桥向立面面积约156m2,顺桥向立面面积约143m2。10级大风的风速取28.4m/s,其风压约为:0.504KPa。
作用在支架横桥向立面的最大风荷载为:156×0.504=78.63KN 作用在支架顺桥向立面的最大风荷载为:143×0.504=72.02KN 支架横桥向、顺桥向立面各布置的斜撑杆件共计5排,十字卡之间的间距为3米,斜撑的角度按照45度,则每排斜撑承受的最大水平风力为:15.73KN。
轴向细长压杆稳定应力为:
Ncr= EI/l2=π2x2.0x1011x12.28x10-8/32=26932N=26.9KN
其理论水平抵抗力为:26.9×sin45=19.3KN>15.73KN。(满足要求。) 基于施工过程做影响因数较多,风力大小影响也较复杂,现偏与安全的将支架横桥向、顺桥向斜撑风别增加至7排。
③ 贝雷梁支架受力计算:
采用MIDAS建模对结构进行计算。结构简化模式如下:
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横向工字钢与贝雷梁之间为铰接,上层纵向贝雷梁与下层横向贝雷梁之间为铰接,下层贝雷梁与承台。钢管桩为固接。
结构加载时的取值均取上面门架计算中立柱的最大值。 电算结果如下: 结构三维图如下:
内力如下: 工字钢:
25b工字钢最大弯矩为14.79KN/m;最大应力为:? 贝雷梁弦杆:
上层贝雷梁上弦杆最大弯矩为6.35KN·m,最大轴力为169.2KN;上层贝雷梁下弦杆最大弯矩为8.95KN·m,最大轴力为108.6KN;下层贝雷梁上弦杆最大弯矩为11.8KN·m,最大轴力为90.3KN;下层贝雷梁下弦杆最大弯矩为5.09KN·m,最大轴力为99.6KN。
弦杆最大轴力为169.2KN,弦杆允许承载力为560KN;最大弯矩为
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11.8KN·m弦杆允许承载弯矩为21.676KN·m,因此满足要求。
贝雷梁立杆:
上层贝雷梁立杆最大轴力为184.4KN;下层贝雷梁立杆最大轴力为167.8KN。
立杆承受最大压力为184.4KN,容许承载力为210KN,因此满足要求。 贝雷梁斜杆:
上层贝雷梁斜杆最大轴力为144.7KN;下层贝雷梁斜杆最大轴力为90.2KN。
斜杆承受最大轴力为144.7KN,容许承载力为171.5KN,因此满足要求。 综上知:贝雷梁支架体系满足结构受力要求。 ④ 单桩承载力计算:
根据上面支架计算结果,得到桩顶压力为1082.9KN。根据桩的位置,按照偏心受压构件进行计算。偏心距取0.2米。有效桩长取21米。桩身直径为1.2m,钢护筒壁厚15mm,边界条件取为底端固定。则桩身最大压应力为:
σ1=1082.9÷(3.14×0.6×0.6-3.14×0.585×0.585)=19.4MPa 由偏心引起的桩底承受最大弯矩为:1082.9×0.2=216.6KN·m 由弯矩引起的桩身正应力为:
σ2=216.6×32÷3.14÷(1.23-1.173)=17.465MPa
支架在受10级大风荷载作用的情况下,桩身受到最大横向剪力为:78.63KN。考虑由两根桩平均承担,则单桩承受最大剪力为39.32KN。由剪力引起的桩身剪应力为:
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τ=FSz*/(Izb)=39.32÷(3.14×59.25×1.5)=1.41MPa。
则护筒底端混凝土面的最大拉应力为1.41MPa<1.8MPa(满足要求)。 由风力引起的桩身最大弯矩为: 39.32×21=825.72KN·m
由风力引起的桩身最大弯曲正应力为:
σ3=825.72×32÷3.14÷(1.23-1.173)=66.581MPa
考虑应力叠加下桩身最大正应力为: σ1+σ2+σ3=103.45MPa。 桩身长细比计算:
iy=(I/A)1/2=(59.253/1.5)1/2=9.43 λy=μl/ iy =2×210/9.43=44.5 查稳定因数表得:ψ=0.88
按照细长受压杆件截面容许应力为:
[σ]= ψ×σ=0.88×140=123.2MPa>103.45MPa(满足要求)。 τ——截面剪应力; [σ]——截面容许正应力; λy——压杆长细比; iy——惯性半径; μ——边界条件影响系数; ψ——稳定因数。
综上知,单桩承载力满足要求。 ⑤ 桩基承载力计算
按照端承桩计算其承载力。桩底岩层弱风化凝灰岩,其容许抗压承载
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力取1700KPa。
由于桩底扩大头不确定,现至偏于安全的考虑桩身直径面积的承载力。 桩底抗压承载力:
F=1700×3.14×0.6×0.6=1940.04KN>1082.9KN(满足要求)。
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附录:(72+120+72)m现浇段及合拢段施工流程图
Step 1 Step 2 Step 3 Step 4
边跨合拢前对箱梁顶面标高及轴线进行统一的观测48小时 (时间间隔 3小时) 支架搭设、底模安装 20天 预压 3天 绑扎底板、腹板钢筋及安装其预应力管道、穿其钢绞线及浇筑、养生7天 Step 5
4#墩、3#墩挂篮前移就位并调整 所需时间:2d Step 6 Step 7 Step 8
3#、4#墩的两悬臂端配重24吨 所需时间:2d 安装4#墩劲性支撑及张拉临时预应力束道 所需时间:1d 绑扎4#墩底板、腹板钢筋及安装其预应力管道、穿其钢绞线 所需时间:1d Step 9 Step 10
安装4#墩芯模 所需时间:1d 绑扎4#墩顶板钢筋及安装其预应力管道、穿其钢绞线 所需时间:1d Step 11
一边浇注合拢段混凝土(凌晨2:00~3:30) 一边卸掉靠边跨合拢段悬臂端的配重 Step 12
一混凝土养生 所需时间:大约5d 某市交通工程集团有限公司 32
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Step 13 Step 14
安装3#墩劲性支撑及张拉临时预应力束道 所需时间:1d 绑扎3#墩底板、腹板钢筋及安装其预应力管道、穿其钢绞线 所需时间:1d 安装芯模 所需时间:1d 绑扎3#墩顶板钢筋及安装其预应力管道、穿其钢绞线 所需时间:1d 一边浇注合拢段混凝土(凌晨2:00~3:30) 一边卸掉靠边跨合拢段悬臂端的配重 一混凝土养生 所需时间:大约5d Step 15 Step 16
Step 17
Step 18
Step 19
张拉所有预应力束道,并补拉临时预应力束道到位 所需时间:2d 中跨合拢前对箱梁顶面标高及轴线进行统一的观测48小时 (时间间隔3小时) Step 20
Step 21
Step 22 Step 23
拆除临时固定,进行体系转换、拆除挂篮的桁架等,保留挂篮的底模、外侧钢模保留,形成吊篮结构状态 所需时间:4d 安装劲性支撑及张拉临时预应力束道 所需时间:1d 绑扎底、腹板板钢筋及安装其预应力管道、穿其钢绞线 所需时间:2d Step 24 Step 25
安装芯模 所需时间:1d 绑扎顶板钢筋及安装其预应力管道、穿其钢绞线所 需时间:1d 某市交通工程集团有限公司 33
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Step 26 一边浇注合拢段混凝土(凌晨2:00~3:30) 一边卸掉两悬臂端的配重 Step 27 Step 28
混凝土养生 所需时间:5d 张拉所有预应力束道、并补拉临时预应力束道到位、压浆 所需时间:4d 拆除吊篮结构 Step 29 Step 30
(72+120+72)m一联箱梁合拢完毕
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