苏通长江公路大桥引桥及专用航道桥施工方案

苏通长江公路大桥引桥及专用航道桥施工方案
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苏通长江公路大桥引桥及专用航道桥施工方案

F——锚的水平拉力,KN, F=188.4KN

L0——锚链平躺在河床上的长度,L=2.5h~5.0h,m。

根据以上参数,L0=3h=3×15.75=47 m,可选用2节φ57有挡锚链, 锚绳总长度取400m。

2019年二级建造师《机电实务》考试真题及答案解析6)主锚钢丝绳强度验算

则安全系数K=1190/188.4=6.3

3.2.2 锚碇系统的组成

锚碇系统按墩轴线南北对称布置。 锚碇系统主要包括定位船、导向船及锚碇设施。

因受潮汐影响,为涨落潮双向水流,在上下游设两艘定位船,定位船主要作用是导向船拉缆及钢沉井下拉缆传来的力传给主锚系统,并调节导向船和钢沉井上、下游方向和位置以及使各锚受力均匀。定位船采用1000t方驳,船长54米,型宽12米,型深3米,空载吃水0.5米,重载吃水1.6米,甲板承载力4t/m2 。上设拉力架承受水平力而不致使船体受力,拉力架设于船体中部,其上安装卷扬机用于所有锚缆连接收紧。

定位船设置包括以下系统:

③ 下拉缆系统:因水流为双向涨落潮水流,故下拉缆系统在上下游方向各由2根拉缆固定装置和调缆设施组成,以调节围堰上下游方向的垂直状态。

④ 边锚系统:边锚主要作用是调节定位船平行于桥轴线的南北方向位置,抵抗主锚的不平衡水平分力,在定位船两侧各设置2个铁锚,每个锚块重8t, 每个锚配2节锚链。

⑤ 卷扬设备:由卷扬机作为定位船上各调缆的动力车,每台卷扬机均设有测力计,以便测定每根锚缆的拉力。

⑥ 拉力架:承受定位船工作负荷而不使拉力直接作用于船体,船头主锚拉力和船尾各拉揽形成对拉平衡。

导向船两艘,采用800吨方驳。导向船侧锚为4个8吨铁锚。两艘方驳通过贝雷桁架连接成双船体,主要作用为钢沉井的安装、定位、导向、下沉等的工作平台。导向船布置结构见下图:

导向船上设有各种拉缆及其调节系统,其中联结梁系统由多层贝雷桁架组装而成。在联结梁与钢沉井接触点处设有橡胶护舷,橡胶护舷作为钢沉井下沉的导向架,

同时可避免钢沉井对船只的直接碰撞。

导向船本身的定位系统由两组缆绳系统组成,导向船上设置的主要设备有:

① 与定位船相联的拉缆系统,由双柱缆桩、导缆转盘以及水平导缆滚筒组成。

② 边锚缆调缆系统,由双滚子导缆钳、四轮滑车组、拉力架、调节索及相配套的钢丝绳、眼板、卸扣等组成。

③ 钢沉井纠扭系统,用于纠正钢沉井在定位安装过程中可能产生的转动偏差,由四轮滑车、拉力架及相配套的钢丝绳、卸扣等组成。

④ 绞车系统:每条船均设有卷扬机,用于全船调缆系统的动力供应。同样每台卷扬机均设测力计。

⑤ 联接梁系统:两条导向船由贝雷桁架和钢管构成的桁架联结成整体。

3.2.3 钢沉井拼装及下沉

3.2.4 钢沉井封底施工

3.2.5 承台施工方法

30m、50m跨采用“方案一”型式的实体墩柱,横桥向宽均为6.5m,顺桥向宽分别为1.5m、1.9m,墩身内侧距桥轴线5.5m。

100m跨墩柱采用“方案一”型式的单箱单室结构,横桥向宽均为7.5m,顺桥向宽分别为3.5m,墩身内侧距桥轴线5.0m。

2.1.2 专用航道桥墩柱

主墩由4座单箱单室墩柱组成,单座墩柱横桥向宽为7.5m,顺桥向宽分别为2.5m,墩身内侧距桥轴线5.0m,墩身内侧距墩中心线(横桥向)3.5m。

过渡墩采用“方案一”型式的单箱单室结构,横桥向宽度均为7.5m,顺桥向宽度分别为4.0m,墩身内侧距桥轴线5.0m。

在墩柱施工中,钢筋、模板及施工设备等均由塔吊提升至作业现场。塔吊设置在桥轴线上,由锚固在承台上的横梁提供支承,如图示。

本工程引桥和专用航道桥桥墩既有实体式结构,又有单箱单室结构,在施工方案的表述中仅以典型的单箱单室结构来说明墩柱的施工方法。

2.2.1 搭设施工脚手架

墩柱施工时沿墩柱外围搭设扣件式脚手架,脚手架采用φ48×3.5mm电焊钢管沿墩柱四周布置,脚手架层高1.8m。两墩柱间设人行阶梯、各水平作业层铺设脚手板以形成施工通道(如图示),脚手架外满挂安全网。

墩身采用翻模施工,特制的大块钢模板可以有效保证墩身混凝土的外观质量。墩身外侧模板共设2节,每节高度5m,除角模外,短边设1块模板、长边设2块模板。施工时陆上利用履带吊吊装,水上利用60t.m塔吊吊装)。上、下节模板互为基准模翻转接高;内模采用组合钢模(实体式墩则没有),内、外模板之间通过对拉螺杆连接。对拉螺杆外套PVC硬塑管,模板拆除后对拉螺杆可周转使用。

在单箱单室墩柱内壁上根据施工需要埋入预埋件、设置牛腿,作为墩帽内底模板

的支撑。墩帽底模板及最后一次浇注段的内侧模留在墩柱内腔中,不作拆除。

钢筋在陆上车间加工成半成品,汽车运至现场,利用履带吊吊至施工作业面(水中墩则装船运输、由起重船吊放)。

主筋规格采用10m定尺,通过CABR等强直螺纹连接器接长。

2.2.4 混凝土施工

陆上及浅水区墩柱混凝土由陆上2×75m3/h拌和站(B1、D2各2台)提供、深水区墩柱混凝土由2×75m3/h水上拌和船提供,混凝土由拖式泵通过泵管泵送入仓,泵管沿两分离式墩柱之间的脚手架接至浇注部位。泵管出口处接串筒布料,混凝土分层浇注、分层振捣。混凝土的每次浇注高度5m,与模板高度保持一致。对于单箱单室墩柱,墩柱的最后一次浇注高度不小于4m,使实心段与相应的空心段同次浇注,以减小因混凝土收缩而对墩柱突变截面的受力造成不良影响。

浇注混凝土时,严格控制混凝土的振捣时间,确保混凝土振捣密实。混凝土浇筑完成后,加强养护。模板拆除后,及时对模板进行修整、保养,确保模板平整度和光洁度。

3.1 30m、50m箱梁滑模施工

3.1.1 30m、50m箱梁特点

1)箱梁均为等截面、等跨结构(30m/50m);

2)施工过程中循环次数多;

3)水上施工,墩身较高、跨度较大,不适合搭设满堂支架。

3.1.2 现浇滑模系统的特点

1)滑模三角托架作用在承台上,墩柱两侧的托架通过高强精扎螺纹钢筋对拉固定形成整体,不需要在墩柱上设预埋构件,可保证墩身混凝土的外观质量。三角托架由设在墩顶的扒杆进行安装。

2)做为系统承重结构的主钢导梁可分节制作,通过高强螺栓联结加长。

3)外侧模板及底模板与主导梁形成一体,通过液压顶升装置顶升就位;脱模后,横梁及底模系分别随同两根主导梁向两侧分离,分离后的导梁在卷扬机的牵引下向前滑移。

4)将两根主导梁纵向牵引、滑移到位后,再将横梁及底模系合拢并联结固定。

3.1.3 滑模系统的构造

该系统主要包括:主导梁、横梁、拖架、工作台车、外模系统、操作平台等。

主导梁起着承重作用,同时也作为纵向滑移的轨道梁。在导梁首、尾各设一根三角桁架结构的鼻架梁,鼻架梁在体系空载纵向前移时起着导向作用。

横梁采用单片桁架型式,设置在两根主导梁之间,间距5m(端部适当加密)。横梁两端与主导梁通过施焊联接,横梁中部沿箱梁中心线采用螺栓联接,可分、可合(如图示)。横梁作为箱梁混凝土的承重梁,将荷载传到主导梁上。

主导梁、模板、箱梁混凝土和施工荷载均由施工拖架支撑,拖架依附于墩柱侧旁,墩柱两侧的拖架通过精扎螺纹钢筋张拉固定。

工作台车由支撑轮组、顶升机构、牵引机构及车架等组成,通过牵引台车,可以实现纵向、横向移动。

外侧模板分为翼模、侧模和底模,其中底模沿墩柱纵向中心线一分为二,在系统纵向前移时可以分开,以避开墩身。所有外侧模板均设置可调式螺旋支撑。翼板及侧板的支撑点设在主导梁上,底模支撑设在横梁的节点上。

在以下几个部位设置施工操作平台,以方便施工:

在翼模及底模周围设置人行走道,为浇注混凝土及预应力张拉提供操作平台;在横梁及主导梁内侧设置通道,可为调整底模支撑及横梁联结螺栓提供操作平台;在托架水平梁两侧设置走道,可供系统纵横向移动作业及托架定位调整提供操作平台。

3.1.4 预压及线型控制

滑模系统现场组拼完成后,进行等效预压,以消除部分非弹性变形,并根据底模系的弹性变形值设置预拱度。

剖面图(系统结合状态)

剖面图(系统分离状态)

南、北引桥滑模施工均从岸侧向主桥方向推进,钢筋在陆上车间加工成型、混凝土由陆上搅拌站提供,钢筋、混凝土均从已成型的桥面上运至施工现场。

滑模体系就位并调试完成(控制梁体线型、确保箱梁外模与已浇注梁段混凝土接触严密)后,进行钢筋绑扎、波纹管架设和内模板支立。

3.2 100m跨箱梁悬浇施工

B2标100m跨箱梁悬浇施工时,同一联中的各“T”构悬浇作业同时进行,挂篮按6跨一联进行配置、周转使用,共需配备5对挂篮,箱梁所用材料利用塔吊提升。平均每个周期约5个月。

D1标3×100m跨箱梁悬浇施工时,配备2对挂篮同时施工,周转使用。

3.2.1 0#、1#块支架搭设

0#、1#块采用搭设落地支架现浇工艺施工,0#块的底模支撑体系如图所示:墩柱施工完成后,用钢管沿墩柱搭设三角支撑架,然后在钢管支撑上依次架设:横梁(含卸落砂箱)→支承桁架→分配梁→底模系。

0#、1#块支撑体系示意图

支架搭设完成后进行施工荷载等效预压,以消除支撑体系的的非弹性变形,并测量其弹性变形值,做为设置底模板预拱度的依据。

3.2.2 0#、1#块现浇施工

0#块混凝土分二次浇筑,在第一次混凝土浇筑后,张拉底板部分预应力束,以承担第一次浇注的混凝土自重和第二次浇注的混凝土及施工荷载,在第二次混凝土浇注完成后,再张拉剩余部分预应力束。

0#块外侧模采用大块钢制模板,模板利用塔吊提升安装。0#块内模由组合钢模拼制,内、外模板间用对拉螺杆对拉,对拉螺杆间距控制在100cm左右。对拉螺杆外套PVC硬塑管,拉杆拆除后可周转使用。箱梁内底膜设置压浆板,底板混凝土浇注完成后,将压浆板嵌入,以防止浇注腹板混凝土时引起底板混凝土上涌。

0#块三向预应力张拉顺序依次为:竖向预应力→纵向预应力→横向预应力,三向预应力均采用超张拉。

竖向预应力沿墩柱中心线两侧对称逐根张拉,为消除垫板与混凝土之间的非弹性变形,每根竖向预应力筋在张拉前均进行一次预张拉,消除非弹性变形后,再正式张拉。

纵向预应力采用两端张拉和左右对称张拉,以确保混凝土构件均匀受力。张拉顺序从单幅箱梁中间向两侧依次顶板二束、底板二束、腹板二束,依次循环进行。

横向预应力由0#块中心沿“T”构延伸方向依次对称张拉。

预应力钢束张拉完成后,严禁碰撞锚具和钢绞线,用砂轮切割机将多余的钢绞线切除,保留3~5cm剩余长度。预应力张拉后立即进行孔道压浆,并在24小时内完成。

3.2.3 挂篮悬浇施工

所采用的菱形挂篮主要包括:主桁架、前上横梁、后平联、底模平台、提升机构、行走机构、液压顶推装置以及后锚固等部分。

0#、1#块施工完成、支架拆除后,利用设在墩柱间的的60t.m塔吊在箱梁顶对称组装挂篮,分述如下:

挂篮外侧模采用大块钢模板,内模为了适应在悬浇过程中箱梁腹板宽度和高度的变化,做成基本模板和收分模板二种型式,其中:基本模板适用于悬浇过程中的所有梁段,收分模板根据不同节段的尺寸变化进行组合。内、外模板间通过对拉螺杆进行固定,对拉螺杆外套PVC硬塑管,拆除后拉杆可周转使用。混凝土浇筑完成后将拉杆孔洞用高强水泥砂浆填塞。

挂篮内顶模转角处设用丝杆调节的转铰,脱模时将丝杆收紧,使模板向箱梁中间合拢。挂篮内模行走系统的滑梁前吊点吊在前上横梁上,后吊点通过一个滑动装置锚固在箱梁混凝土上。行走时挂篮内顶模及内模基本部分同挂篮一起行走。

正式悬浇前,对挂篮进行等效荷载预压,预压时同一“T”构上的两只挂篮同时对称进行,以消除挂篮加载后的非弹性变形,并测定挂篮的弹性变形值,为立模时提供依据。

混凝土由拌和船提供,拌和船定后,混凝土通过拖式泵经泵管从拌和船接出,沿施工脚手架直接接至施工作业面,中间转角处设置三通阀控制混凝土流向。混凝土从挂篮悬臂端开始浇筑,浇筑顺序依次为:底板→腹板→顶板→翼板。混凝土分层浇筑,两悬臂端混凝土同步浇注,严格控制在混凝土浇注过程中“T”构二端产生的不平衡重量,同时做好预应力管道以及压浆嘴的保护工作。

3.2.4 边跨直线段支架现浇施工

边跨支撑架利用钢管桩作为支撑,支撑体系自下而上依次为:钢管桩基础→承台→立柱(含平联等构造)→桩帽(砂箱)→横向钢箱梁→纵向钢桁梁→横向分配梁→底模系。在钢管桩桩帽顶与钢箱梁之间设置砂箱,以方便支撑体系拆除。

边跨现浇直线段长度近50m,支架的不均匀沉降及混凝土的温缩裂缝等因素对箱梁浇注质量的影响极为不利,为改变这种不利的受力状况,拟将边跨现浇段分段浇注,中间设置后浇段。

50m边跨直线段支架布置示意图

浇注混凝土前对支架进行施工荷载等效预压。

3.2.5 合拢段施工

箱梁“T”构对称悬浇至合拢段,此时边跨支架现浇直线段已施工完成,按照“先边跨、后中跨”的顺序进行合拢段施工。

将挂篮前移就位(中跨合拢时先拆除一侧挂篮),按设计要求在合拢段设置临时劲性钢架,浇注箱梁合拢段混凝土。预应力筋张拉完后,割除劲性钢架、卸除合拢吊具。

3.2.6 预应力工程

设置定位钢筋网确保波纹管定位准确。定位网片加工成“井”字形,波纹管从网片方格中间穿过。定位网片与普通钢筋点焊固定,以防止波纹管移位。波纹管对接完成后,在管内穿插外径小于波纹管内径5mm的聚乙稀衬管(衬管可周转使用),可有效防止波纹管变形以及浇注混凝土时的漏浆堵管现象,确保管道畅通。

② 横向及竖向预应力管道

横向埋设扁形波纹管成孔,横向预应力管道利用架立钢筋和“井”字型钢筋网片定位;竖向预应力钢筋按设计要求,采用小直径圆形波纹管成孔,设置水平钢筋网片对其定位。

根据设计的张力及张拉方式选取张拉设备,所有千斤顶在使用前均与配套油表一同校准,测出摩阻系数及千斤顶和油表的关系曲线。千斤顶及配套油表由专人保管,并及时做好使用及维修校准记录。

3)预应力钢绞线的制束及穿束

钢绞线及精轧螺纹钢筋均在车间下料,钢绞线运至现场在箱梁顶进行编束。穿束前进行清孔检查,确保管道通畅。长度在50m以内的钢绞线由人工逐根穿入孔道,长度大于50m的钢绞线束用卷扬机整束牵引穿入。钢绞线穿束结束后,清除锚具与垫板接触面上的杂物,进行预应力张拉作业。

现浇合拢段时对环境气温要求较严格,浇筑混凝土时选择在环境气温较为稳定的情况下进行,并选择早强型混凝土。

3.2.7 悬浇线型控制

采油厂污水站改造工程施工组织设计.doc影响箱梁悬浇线型的因素包括:不断增加的箱梁自重荷载、混凝土徐变、预应力作用以及日照温差等。

在浇筑之前各悬臂端按设计要求附加配重,并按所浇筑混凝土的重量分级同步卸载,避免合拢段在浇筑混凝土后产生向下的挠度。

主、边跨合拢并整体张拉预应力束形成连续梁后,立即将外部约束解除,完成体系由施工阶段向成桥阶段的转换。

3.3 专用航道桥连续刚构现浇施工

专用航道桥采用落地支架浇注0#、1#块以及边跨直线段混凝土,0#、1#块混凝土浇完成并张拉固定后,将支撑体系拆除,拼装挂篮对称悬浇施工,其余同连续梁桥。

GBT 51417-2020 电信钢塔架共建共享技术标准刚构桥0#、1#块支撑体系示意图

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