施工组织设计下载简介
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钢管拱桥(上、中、下承式)(实施)施工组织设计钢管砼的施工时间主要由以下三部分组成:
T1———钢管砼的浇注时间
T2———钢管砼的养护时间
根据砼的拌合能力,砼的输送速度按40m3/h计算建筑工程施工现场文明施工方案,一根钢管砼的浇注时间为78/40=2h。
根据设计要求,钢管砼达到80%的设计强度后才可浇注下一根钢管砼。根据施工技术规范和已施工桥梁的经验,结合钢管砼的配合比设计,最后确定养护时间为2天。
则T2=4×3=12d
考虑施工中出现的一些不可确定因素,如天气等原因,最后确定T3为5天
综上所述,最后可得在20天内能完成一跨190m钢管拱的施工
在钢管拱吊装焊接组拼完成后,安装吊杆、上层横梁及系梁劲性骨架,方可进行钢管砼灌注施工,同时张拉系梁预应力束;泵灌入口设在灌注段根部,以顶推方式灌注;严禁从中部或顶部抛灌;入口应设法兰接头和插板与输送泵管口联接,待灌注到设计标高后,用插板堵死开口,防止砼外溢。
单根弦管仅对半分为两个隔仓,因而半跨只设一处进料短管和一处排浆孔。进料短管设在离拱脚端面5~5.5m处的上、下弦管顶面或侧面,进料短管与拱肋轴线夹角为30°,夹角越小泵送阻力越小,对钢管壁的冲击力越小。在拱顶隔板两侧设置排浆管,排浆管直径为20cm,即大于2倍的粗骨料最大粒径,以免排浆时粗骨料堵住排浆管,多余的浆液和气体排不出。
在砼灌注前,应在进料短管上设置防回流闸板阀,并对短管与弦管接口的焊缝作加劲处理。
190m跨每端拱脚处设置一台输送泵(德国HBT125型),压注钢管砼。同时在主拱座处备用一台德国HBT125型输送泵,一个带搅拌装置的砼储料罐。
图4.12.2150m钢管砼浇注示意图
管内砼不能出现断缝、空洞;
管内砼不能与管壁分离;
管内砼的配料强度应比设计强度高10%—15%;
④新灌入钢管的砼,3天内承载量不宜高于30%设计强度。7天内承载量不宜高于80%设计强度;
⑤一根钢管的砼的灌注完成时间,不得超过第一盘入管砼的初凝时间;
⑥一根钢管的砼必须连续灌注,一气呵成;
图4.12.3190m跨拱肋钢管砼灌注顺序图
①先灌注编号为1的钢管。
②等编号为1的钢管砼达到80%的设计强度后在灌注编号为2的钢管。
③等编号为2的钢管砼达到80%的设计强度后在灌注编号为3的钢管。
④等编号为3的钢管砼达到80%的设计强度后在灌注编号为4的钢管。
3)、钢管拱泵送砼施工流程图见图4.12.4
①钢管砼的泵送两端拱脚开始,对称连续顶升泵送至拱顶,同一根管砼的泵送时间不应超过砼的初凝时间;
②同时对称泵送的几根管的砼泵送速度差不应超过设计规定值;
③在灌注砼的前进方向上应每隔30m设一个排气孔;
④灌注开始前,应压入清水清洗管道,润湿内壁,管内不得留有油污和锈蚀物;灌注砼前,应先泵入1:1水泥浆,然后连续泵入混凝土;
⑥灌注时两半管对称地灌注,并在对称地方设两人手持木锤敲击管壁,检查砼压注进度,控制压注砼均衡施工;
⑦压注过程中要随时检验砼的坍落度,严格控制在要求内。当拱顶排气(浆)孔排完砂浆和部分砼后,即可停止泵送,并以振捣棒插入拱顶振捣管内砼;
⑧拱顶排气(浆)管砼振捣到不发生气泡时,拱端压注头打下闸门钢板,保持稳定,在24小时后拆除闸阀;
⑨开始泵送时泵机应处于低速压送状态,并注意观察泵的工作压力和各部件工作情况,待压送顺利后方可提高至正常压送速度;泵送砼应连续进行,尽量避免停泵。当砼量供应不足时宜低速泵进,以免中断。
⑩灌注时环境气温应大于5℃,当环境气温高于40℃,钢管温度高于60℃时,应采取措施降低钢管温度。
4.12.285m跨钢管拱混凝土施工
85m跨钢管拱轴线为二次抛物线,矢跨比为1/7,拱肋采用直径为φ1600mm内设竖板的单钢管,钢管壁厚22mm,中间竖板厚10mm,钢板采用Q345c钢,本标段共5跨共18根φ1600钢弦管,拱肋钢管内灌注C50的砼,单根钢管砼方量为175m3。具体示意图见图4.12.5。
根据设计院所提出的施工方案,灌注拱肋砼,先灌注中间,当中间砼达到设计强度后再灌注两侧,灌注拱肋砼要求整跨纵横对称连续进行,当拱肋砼达到设计强度后张拉系梁预应力束。
预先浇注中间段钢管砼时,砼将对两侧竖板产生侧向压力,引起竖板的变形,为解决这一问题,我们特提出了以下两个解决方案:
[方案1]:竖板上加拉杆
[方案2]:分段施工法
图4.12.585m跨钢管拱砼布置示意图
施工复杂、工期长、易出现空洞、断缝等
我部推荐[方案1]为85m跨拱肋混凝土施工主导方案。
85m跨钢管拱肋通过两竖板分成三个仓,先灌注中间,当中间砼达到设计强度后再灌注两侧,先浇注中间段钢管砼时,砼将对两侧竖板产生侧向压力,
V———砼的浇注速度(m/h)
根据砼的输送能力,Q=40m3/h计算,中间段钢管拱肋的面积为A=1m2/h,最后可计算出V=Q/A=40m/h
P=4.6V1/4=4.6x401/4=11.6Kpa
为控制竖板的变形,在竖板上焊接对拉杆,对拉杆采用φ16mm螺纹钢,横向布置三根,纵向每隔40cm布置一道拉杆。具体见下图所示:
拉杆布置示意图竖板计算简图
竖板采用10mm厚钢板,按四边简支板简化计算,具体计算图示见上:
f=α·q·L4/Bc
f———板中心点的挠度
α———挠度系数:查表为0.00406
q———均布荷载:为11.4KPa
Bc———单位板宽度的刚度,按下式计算
E———钢材弹性模量:为2.1x105Mpa
H———钢板的厚度:为10mm
μ———泊松比:为0.3
对拉杆采用φ16mm螺纹钢,每根拉杆所受的力为
P1=11.4x0.4x0.4/4=0.456KN,
P2=200x3.14x0.0162/4x103=40.2KN>P1
1)、钢管砼施工流程图
图4.12.685m跨钢管砼施工流程图
85m跨钢管拱肋砼以受压为主,采用C50,施工时采用两岸同时泵送施工,由于钢管的密封不透水性,因此,砼的配合比设计除了要考虑它的和易性要好,流动性要大,不泌水离析外,还应特别考虑沉降和收缩,保证钢管砼的质量。
85m跨钢管拱肋砼的配合比设计参见190m跨钢管拱肋砼的配合比设计,施工时根据实际情况作相应的调整,不再作过多的叙述。
3)、砼输送泵的要求及选型
每孔85m跨拱肋输送泵同190m跨钢管拱,采用两台HBT125混凝土输送泵同时泵送,另外备用一台。HBT125混凝土输送泵的性能已作分析,这里主要介绍采用竖板上加拉杆法施工钢管拱砼法的工效分析:
钢管砼的施工时间主要由以下三部分组成:
T1———钢管砼的浇注时间
T2———钢管砼的养护时间
根据砼的拌合能力,砼的输送速度按40m3/h计算,中间段钢管砼的浇注时间为38/40=1h,内、外侧钢管砼的浇注时间为20/40=0.5h,则一根钢管砼的浇注时间
T1=1+0.5x2=2h
根据设计要求,钢管砼达到80%的设计强度后才可浇注下一根钢管砼。根据施工技术规范和已施工桥梁的经验,结合钢管砼的配合比设计,最后确定养护时间为2天。
考虑施工中出现的一些不可确定因素,如天气等原因,最后确定T3为4天
综上所述,采用竖板上加拉杆法施工钢管拱砼法可在10天内完成一跨85m钢管拱砼的施工。
泵灌入口设在灌注段根部,以顶推方式灌注,钢管砼的泵送两端拱脚开始,对称连续顶升泵送至拱顶;入口应设法兰接头和插板与输送泵管口联接,待灌注到设计标高后,用插板堵死开口,防止砼外溢。
钱江四桥85m跨钢管拱肋为φ1600mm单钢管拱,如此大直径钢管拱混凝土施工在全国尚属首次,如采用不加隔舱一次灌注施工,砼的质量不易保证,钢管与砼之间容易出现空洞、断缝、同时拱肋因刚度不足而变形等。
钢管砼分三段,中间加隔板,隔板加在钢管拱肋吊装分段断面处,具体图示见下
图4.12.785m钢管拱肋分段示意图
由于分段的灌注流程,在段与段的交界面上,将会产生由于砼的收缩引起的粘结力下降等缺陷,造成该载面附近承载力降低,为此,灌注砼时可加入适量的彭胀剂,在分段的钢板环上,焊接加劲肋板,以增强该段载面的承载力。图4.12.8加劲肋板构造示意图
钢管砼先对称灌注中间舱第一、二段砼,待中间舱第一、二段砼强度达到设计要求后,再灌注中间舱顶部第三段砼,随后在灌注两侧钢管砼,具体施工顺序图见下:
图4.12.985m跨拱肋钢管砼灌注顺序图
3号~5号墩间85m拱肋混凝土利用陆地拌和站混凝土,混凝土运输车运输,6号~8号墩间85m拱肋混凝土利用水上地拌和船混凝土。压注方法同190m钢管砼施工。砼的配合比设计除了要考虑它的和易性要好,流动性要大,不泌水离析外,还应特别考虑沉降和收缩,保证钢管砼的质量。85m跨钢管拱肋砼的配合比设计参见190m跨钢管拱肋砼的配合比设计,施工时根据实际情况作相应的调整,不再作过多的叙述。
③、砼输送泵的要求及选型
砼输送泵的要求及选型同前,主要介绍采用分段施工法施工钢管拱肋砼的工效分析。
钢管砼的施工时间主要由以下三部分组成:
T1———钢管砼的浇注时间
T2———钢管砼的养护时间
根据砼的拌合能力,砼的输送速度按40m3/h计算,中间舱第一、二段钢管砼的浇注时间为13/40=0.4h,顶部第三段钢管砼的浇注时间为12/40=0.4h,内、外侧钢管砼的浇注时间为20/40=0.5h,则一根钢管砼的浇注时间
T1=0.4+0.4+2x0.5=1.8h
根据设计要求,钢管砼达到80%的设计强度后才可浇注下一根钢管砼。根据施工技术规范和已施工桥梁的经验,结合钢管砼的配合比设计,最后确定养护时间为2天。
考虑施工中出现的一些不可确定因素,如天气等原因,最后确定T3为4天
综上所述,采用分段施工法施工钢管拱肋砼可在12天内完成一跨85m钢管拱砼的施工。
④、中间舱第一、二段钢管砼施工
在钢管拱吊装焊接组拼完成后,安装吊杆、上层横梁及系梁劲性骨架,方可进行第一、二段钢管砼灌注施工,同时张拉系梁预应力束。
由于钢管砼分段施工,对钢管会产生变形,为此,我们采用了斜拉扣挂法进行施工,控制钢管的变形。管压砼施工采用泵送砼施工,泵灌入口设在灌注段根部,以顶推方式灌注,入口应设法兰接头和插板与输送泵管口联接,待灌注到设计标高后,用插板堵死开口,防止砼外溢。
斜拉扣挂就是在拱肋适当位置选取扣点,同时扣点和拱肋悬拼扣挂施工时选取扣点相吻合。用钢绞线作为扣索,两岸设置临时塔架,在砼浇注过程中,根据各断面的应力情况进行张拉或放松,实现从拱脚到拱顶连续浇注砼。
根据钱江四桥的施工特点,结合钢管拱的安装要求,采用一根扣索,扣索采用2φ15.24的钢绞线,具体位置在钢管吊装的分段点处,见下图4.12.9。
图4.12.9扣索布置示意图
扣点作为施加在拱肋上拉力的作用点,其位置很重要,主要考虑以下几个因素:
a.1.1、斜拉扣索不但在浇注砼时起作用,在钢管拱安装阶段也要作为扣挂体系来实现钢管拱的安装,为了方便施工,钢管拱安装阶段和浇注砼阶段的扣点位置和数量最好一致。考虑吊装的要求,扣点位置在吊装过程中初步定在9断面或10断面处。其中10断面为钢管拱肋吊装的分段点,具体分段布置见下图所示。
a.1.2、拱肋结构分析
本桥浇注过程中设定的控制断面是;1、3、10、14。其中拱脚附近15m范围(1、3断面)的上缘拉应力在浇注过程中起主要控制作用。
运用清华大学所编的结构力学求解器SMSOLVER程序,将钢管拱进行单元划分,划分成单元,然后根据施工特点,加上结构荷载,具体见下图所示:
扣点在9断面扣点在10断面
计算出扣点作用在9断面或10断面处时的应力值。
根据钢管砼浇注时的受力特点,结合钢管拱的吊装要求,最后确定扣点位置在10断面处。
索力的确定通过指定应力法来确定,即控制拱肋断面的应力在设计容许范围内,如应力在此范围内,可不张拉扣索,如超出容许范围,则采用扣索来调整应力。
浇注钢管砼过程中,主要是1、3断面的应力较大,当第一、二段钢管砼浇注完毕后,此时应力达到最大。根据计算程序,最后确定索力为454KN。
a3、扣索的张拉与放松过程
对称浇注第一、二段钢管砼时。拱脚附近的断面上缘受拉,这时就需要靠张拉扣索来调整应力和拱轴线形,浇注顶部第三段钢管砼时,拱脚转而受压,趋于全拱均匀受荷,待砼达到设计强度的80%,即可逐渐放松扣索。
12号~14号墩间85m拱肋混凝土利用陆地拌和站混凝土,混凝土运输车运输,9号~11号墩间85m拱肋混凝土利用水上地拌和船混凝土,混凝土运输车运输。压注方法同190m钢管砼施工。
图4.12.1085m钢管砼浇注示意图
钢管砼采用两边对称两根钢管同时进行浇注,在钢管砼浇注过程中通过张拉扣索来调整应力,确保钢管拱肋的线形,其它的施工要求同190m钢管砼的浇注,不再做过多的叙述。
(5)、中间舱顶部第三段钢管砼的施工。
钢管拱蕾中间舱第一、二段钢管砼浇注完毕,待砼强度达到设计强度后,即可进行中间舱顶部第三段钢管砼的施工,浇注中间舱顶部第三段钢管砼时,同时逐渐放松扣索,砼浇完扣索也松完,转变为纯拱受荷体系。
(6)、拱肋两侧钢管砼施工
当钢管拱中间舱砼浇注完毕,砼强度达到设计要求后,即可浇注两侧钢管拱肋砼。先浇注内侧,待砼强度达到设计要求后,再浇注外侧,钢管拱砼施工完毕。
4.12.3钢管砼检测
砼压注完后,按设计等有关要求进行管芯砼质量检测。如果发现有局部不密实之处,需采取措施加以补偿。
(1)、检测方法:敲击听音法与超声波探伤法。
管内混凝土泵送完成两个月左右后,对砼与钢管的密实情况进行检查。检查方法有三种:
①锤击敲打,可探明部位。敲击听音法:通过敲击声音的变化,可以检查出灌注砼与钢管内壁间的空隙,精确度可达1—2mm空隙。
②钻小孔取样,采用磁力电钻,钻孔直径φ=22.0mm。
③超声波无损检查。超声波探伤法:钢管砼是钢管与填芯砼组成的复合材料,密实、完好的构件对应着一个固有的传播声速、振幅和波形。密实度变化,或砼内出现缺陷,其密度、声速、振幅和波形都会发生变化,根据这一原理,可将实测值与标准值进行比较既可检查出缺陷。
(2)、检测位置:拱脚、L/4、拱顶各5m长范围及压注过程中有疑问的部位。
(3)、补强措施:钻孔焊接压浆管,压注水泥浆。
4.12.4钢管砼常见质量缺陷及预防措施
灌注过程排气不良或灌注间断
在钢管上固定附着式振捣器边灌边振,科学布置排气孔。
水灰比过大,水泥用量过多,微膨胀量不足
通过试验,优化配合比。
制作存放过程中严格防止生锈,砼泵送前延长水泥浆润滑时间。
配料不好,骨料堆积,过度振捣
严格控制砼配合比和振捣时间
泵压不足,灌注速度过快
增加泵压,控制灌注速度。
4.13桥面板及桥面系工程施工
4.13.1桥面板安装
主桥桥面板除轻轨位置采用空心板外,其余均采用预制丌型C50砼,其上现浇桥面铺装层,预制板间纵向接缝宽50cm,横向接缝50cm,所有接缝砼采用补偿收缩砼。
本标段桥面板在引桥桥面上进行预制。模板采用钢模,周转使用。预制工序为:台座面涂隔离剂—安装模板—钢筋绑扎—运输混凝土—混凝土入模—振捣—养护—待桥面混凝土强度达到设计要求后毛坯交付常见质量问题管控,132页.pdf,即起吊存放。
桥面板的安装应严格按照设计加载顺序进行加载。
桥面板安装主要利用缆索吊机进行,将存梁区的预制板通过栈桥,运用汽车运输,再通过浮箱运至吊点下,利用缆索吊机运输、安装。为了更有效的加快进度,还可利用工作索道运输,利用小型架桥机进行桥面板的安装。小型架桥机架设桥面板和人行道板见图4.13.1.
4.13.2桥面现浇层施工
桥面铺装厚12cm,其中铣削钢纤维砼厚8cm,中粒式改性沥青砼厚4cm,本合同段桥面铺装工程数量:C50砼防水砼(钢纤维砼):2112.5m3;沥青砼:1110m3。
根据拱桥受力特点,铺装层重量通过纵梁传递给横梁,又由横梁传递给系杆,最终由拱肋劲性骨架承担。因此待车行道板安装或现浇箱梁完毕,受力稳定后,方可将材料均匀放置行车道板上。铺装用砼采用集中拌和,砼泵车运输,摊铺,振捣器振捣。
JTS/T 225-2021 内河航道绿色建设技术指南.pdf本标段伸缩缝共长345.8m。
伸缩缝均采用仿毛勒伸缩缝,其中190m跨梁段桥上设置4道,所有85m跨梁段桥上共设置8道,引道连续箱梁段桥上共设置2道。
安装伸缩缝首先应按设计标高将仿毛勒伸缩缝锚杆预埋入预留孔内,然后焊接锚板,并调整封头板使之与垫板齐平,浇注砼。