桥梁薄壁墩施工方案

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桥梁薄壁墩施工方案

根据施工总体安排和架梁顺序,陇首1、2高架桥,汪村高架桥桥墩同时平行作业,配置相应作业人员、机械设备。陇首1、2高架桥施工资源配置优先左幅桥配置,左幅桥配置完剩余资源配置于右幅桥,确保左幅桥先行施工完毕,确保架梁。汪村高架桥施工资源优先右幅桥配置,右幅桥配置完剩余资源配置于左幅桥,确保右幅桥先施工完毕,为后续施工做好准备。

高墩主要采用塔吊配合翻模进行施工。在桥梁桩基、承台施工时优先施工塔吊附着墩位,以便塔吊及时安装、附着。具体塔吊位置见附图。塔吊按每台塔吊覆盖6个墩位进行布置,同时进行半幅3个桥墩施工,待半幅3个桥墩施工完毕转入另一半幅进行施工。塔吊中途不进行拆装,6个墩位全部施工完毕后进行拆除。

陇首1高架桥薄壁空心墩共计6个,现场配备2台半径60m塔吊、6套翻模进行墩身施工GB/T 229-2020 金属材料 夏比摆锤冲击试验方法.pdf,其中3套为空心墩固定使用,另外3套为其余实体墩周转使用,墩身下部采用汽车吊、混凝土泵车辅助施工。

陇首2高架桥薄壁空心墩共计8个,现场配备2台半径60m塔吊、7套翻模进行墩身施工,其中4套为空心墩固定使用,另外3套为其余实体墩周转使用,墩身下部采用汽车吊、混凝土泵车辅助施工。

汪村高架桥薄壁空心墩共计26个,现场配置6台半径55m塔吊、17套翻模进行墩身施工,其中13套为空心墩固定使用,另外4套为其余实心墩周转使用,墩身下部采用汽车吊、混凝土泵车辅助施工。

管段内凡是塔吊半径范围内覆盖不到的桥梁墩身一律采用脚手架辅助工人作业,汽车吊进行模板施工,地泵或汽车泵进行混凝土浇注。

(1)陇首1高架桥:2011年4月1日~2011年8月31日,共计153日历天;

(2)陇首2高架桥:2011年4月1日~2011年9月30日,共计183日历天;

(3)汪村高架桥:2011年3月1日~2012年1月10日,共计316日历天。

施工机械设备配置见表4。

表4—主要施工机械设备配置表

砼输送泵(HTB60)

作业人员按每台塔吊进行人员配置,具体见表5——高墩施工每台塔吊人员配置表。

表5—高墩施工每台塔吊人员配置表

由于本项目薄壁墩尺寸形式较多,不统一,在模板设计时考虑将模板按照墩身尺寸进行分解设计,尽量使模板通用。根据桥墩各种几何尺寸,将模板进行分块,具体配置见附图2——薄壁墩模板配置图。

薄壁空心墩模板单独设计,共计20套,汪村高架桥13套同一种尺寸,陇首1、2高架桥同一种尺寸,不同墩位间可以互相通用。由于汪村高架桥薄壁空心墩数量多,模板按一种类型加工,采用4块模板组合而成。长边为4.9m平板模,短边3m加0.5m圆角为一块模,拼接方便。具体见图1。

图1汪村高架桥空心墩模板配置图

薄壁墩身模板每套高度6m,共4节,分节高度为1.5m。侧模面板采用6mm厚钢板,边带法兰采用12mm厚钢板,竖带用[10槽钢,间距40cm,横向加强带采用[14槽钢,每节模板上下设置2道,间距1m。边带法兰设孔径φ20mm螺栓孔,间距20cm。

2、模板拼装(以汪村高架桥模板为例)

每节模板分为4块,拼装时先将短边带拐角模板定位于准确位置,然后将长边两块平模与已定位的短边拐角模拼接,最后将另一侧短边模板扣于已拼装完模板接缝上,将对拉杆和连接螺栓安装紧固到位,一节模板拼装完成。同样方法进行第二、三、四节模板拼装。

为方便施工,在模板上设置可拆卸支架,支架宽度80cm,上铺5cm厚木板,为施工工人提供操作空间,顶部亦铺设木板,防止物体坠落,保证施工工人施工安全。

图3—桥墩一般构造图

翻模施工由4层模板组成一个基本施工单元,先安装2节模板(3m高)浇注墩身底部第一段(实心段)2m墩身砼,模板由连接拉杆固定在墩身上,砼达到10MPa时,立第三、四节3m模板,浇注第二次砼,第二次砼达到强度后将下部三节模板拆除,翻升至第砼顶面上部,浇筑第三次砼,如此循环交替上升。具体浇筑顺序如图4。

2、薄壁墩翻模施工工艺流程

薄壁墩翻模施工工艺流程见图5。

图5—薄壁墩翻模施工工艺流程图

由于桥墩高,数量多,高墩施工采用无支架翻模施工方法。在模板上设置施工作业平台,平台宽度80cm,四周设置1.2m高防护栏杆和30cm高挡脚板。

作业人员通过“Z”型爬梯上下,爬梯根据施工高度使用塔吊往上加升。为确保爬梯稳定,爬梯安装地面采用C20砼进行硬化处理,硬化厚度10cm,地基密实,如地基软弱,需清除换填达到承载力要求。爬梯安装必须垂直,且采用连接件附着于桥墩上,确保爬梯稳定、牢固,按每10m高度附着一次,在桥墩上预埋连接钢板,将连接件与爬梯和预埋钢板焊接。爬梯四周采用安全网和密目网进行全封闭,确保人员上下安全。具体如图6。

4.3.1墩身平面位置测量放样

在承台砼顶面上,用全站仪准确的放样墩身四个角点,并用墨线弹出墩身的平面位置,将四个角点延长引测于承台顶面,用水泥钉打入做好标记,以便模板安装时,对模板进行校正。在墩身逐段往上升高时,采用激光铅垂仪配合全站仪对墩身模板垂直度进行检查复核。

4.3.2钢筋的加工及安装

(1)主筋的加工要根据墩身的高度及每层翻升高度4.5m计算下料,主要是第一节预埋在承台中的主筋的长度。主筋采用机械接头等强连接,接头应设于受力较小的区段,在任一机械接头中心至长度为钢筋直径的35倍,且不小500mm的区段内,在该区段内有接头的受力钢筋截面面积不应超过主筋的50%。

(2)主筋预埋:既要保证主筋预埋位置的准确性、间距均匀,又要加强安装的竖直度控制。首先在承台钢筋上焊接固定墩身四个角点的主筋骨架,保证预埋主筋的竖直度;其次浇筑承台砼时,为防止主筋倾斜,在主筋骨架四角对称用φ6mm钢丝绳加地锚锚固。

(3)主筋接长:在墩身周围搭设双排钢管脚手架操作平台,将主钢筋上部用不小于Ф20mm水平钢筋把位置固定,然后用倒链校正其竖直度,并用全站仪检校。主筋的机械接头要注意:钢筋螺纹接头端面残余丝头用砂轮机磨平,保证接头连接紧密,在每根钢筋接头部位用红油漆标示出连接长度,防止套筒内部连接长度较短或脱空。并按照规范要求定期抽检进行连接拉力试验,合格后方可进行使用。

(4)箍筋的加工及安装:箍筋的加工要保证尺寸的正确。其绑扎顺序宜从一端向另一端分层绑扎,间距要符合设计要求,每层要大致水平。分段绑扎高度为4.5m一节,与每层砼浇注高度及模板翻升高度相同。

4.3.3模板安装及翻升

模板翻升采用塔吊进行吊装,作业人员配合定位。

(1)安装第一层模板时,按照承台顶墨线弹出的墩身平面位置,安装模板,模板的四个角支垫钢板将模板顶面调整水平(相对高差控制在2mm以内),模板下面与承台的孔隙用M10水泥砂浆填塞,即防止砼浇注时漏浆,同时也方便拆模。模板安装要牢靠,要加强竖直度检测控制,砼浇注前对模板的竖直度进行复检。

(2)模板对拉筋的接力要调整均匀,以免影响模板的整体刚度,易造成浇筑的砼面的不平整。安装第二层模板:墩身第一层浇注砼达到一定强度后,将砼顶面凿毛,清理干净,绑扎第二层箍筋,安装第二层模板。

(3)第二层墩身砼浇注后,将砼顶面凿毛,清理干净,绑扎第三层箍筋,翻升第一层模板至第三层。以次类推,循环施工。

(4)模板翻升施工注意事项:高空拆卸模板应用两个不小于5t倒链吊住模板背带的两吊环,将模板松动后用塔吊吊放到地面修整平台上进行修整刷脱模剂。一切准备就绪,用塔吊吊修整好的模板安装下一层模板。模板初步安装好后,用激光铅垂仪通过承台顶面控制点检测模板的竖直度,每层模板竖直度偏差大于5mm时,应用不同厚的钢板块支垫模板的角点进行纠偏。采用用全站仪或经纬仪检测模板竖直度时,要尽量使置镜点在墩身的检测面的铅垂面上。一般检测墩身的三个面,每节安装模板的竖直度偏差要控制在5mm以内。

混凝土采用输送泵直接泵送入模,通过输送管道末端的混凝土输送软管均匀布料。砼浇注时应分层、分段对称均匀地进行,保持砼基本处于同一水平面,保持模板受力平衡。分层厚度30cm左右为宜,浇筑后砼表面宜低于模板上缘10cm的距离。采用插入式振动器振捣,振捣时应避免触碰钢筋及模板,振动器插入下一层砼的深度不宜超过5cm,不要漏捣和过度振捣。灌注完的砼要及时养生,采用覆盖湿水进行养生。

每个施工墩位配置1套砼输送泵管,施工中途不拆除,待一个墩身施工完毕后再拆除。泵管固定于墩身上,可采用钢筋通过墩身拉杆孔进行固定,也可设置预埋件进行固定。

4.3.5施工注意事项

(1)钢筋安装时当钢筋竖直长度超过6m时,应将其临时支撑固定在支架上,以防钢筋倾斜不垂直。

(2)主筋的机械接头连接:钢筋接头端面残余丝头用砂轮机磨平,保证接头连接紧密,在每根钢筋接头部位用红油漆标示出连接长度,防止套筒内部连接长度较短或脱空。并按照规范要求定期抽检进行连接拉力试验,合格后方可进行使用。

(3)固定模板的螺杆由于振捣棒的接触会使螺丝松动而引起模板变形。在振捣操作过程中应尽量避开拉杆,并加派专人去观察,发现有松动螺母及时紧固。

(4)模板在安装、拆卸及翻升过程中,严禁碰撞,以免变形。

(5)高空拆卸模板时先用两个不小于5t的倒链吊住模板吊环,然后抽出拉筋,拆下竖带和水平围带,利用塔吊将模板吊放到地面对模板进行修整和刷脱模剂。

(6)导链调整模板后,焊接处易脱离,造成变形,模板在周转使用过程中,要经常检查其表面及肋带,及时修整,以确保表面平整度及外形尺寸满足设计及规范要求。

(7)砼浇筑时分层均匀布料浇筑,以免对模板形成偏压,振捣的不对称,也容易对模板形成偏压,影响模板的竖直度。砼应分层分段均匀对称的浇注振捣。

(8)每节砼浇4.5m高,模板刚度稍有不足,在浇下一节时,发现在接缝处,易产生小的错台,影响模板的竖直度,现在砼浇顶面比模板顶面低10cm,可避免接缝错台。

(9)浇筑完一层,拆模后砼应及时用塑料薄膜包裹覆盖养护。

(10)施工中因大风、大雨或其它原因必须停工时,必须按照砼接缝处理要求做停工处理。

①经常检查电路,防止发生漏电事故。

②保持工作平台、吊架踏板面上的整洁,及时清除多余材料和杂物。

③安全网挂设要牢固,在墩上作业人员要系好安全带,严禁随意从高空向下抛掷物品,所有墩上墩下作业人员都要戴安全帽。

④遇大风、大雨及雷电而停工时,注意切断电源,保护好各种设备。

⑤经常检查各连接件紧固情况,若有异常及时处理。

4.3.6质量控制标准及检查方法

钢筋、机械连接器、焊条品种规格和技术性能符合国家现行标准规定;受力钢筋同一截面的接头数量、搭接长度、焊接和机械接头质量符合设计规范要求;钢筋安装时,必须保证设计的钢筋根数、间距等;受力钢筋应平直,表面不得有裂纹及其它损伤。

墩身钢筋安装质量允许偏差及检验方法见表6。

表6—钢筋安装实测项目

尺量:每构件检查2个断面

箍筋、横向水平钢筋、螺旋筋间距(mm)

尺量:每构件检查5~10个间距

尺量:按骨架总数30%抽查

尺量:每骨架抽查30%

尺量:每构件沿模板周边检查8处

钢筋表面无铁锈及焊渣。

混凝土所用原材料质量、规格符合技术规范规定;不得出现空洞和漏筋现象,模板安装现场质量允许偏差及检验方法见表7。

表7—模板安装现场质量检验表

用经纬仪检查,梁纵向检查2点,其他纵、横各检查2点

用尺量长、宽、高各2点

用尺量,每接缝检查2点

(2)墩、台身实测项目要求见表8。

表8—墩、台身实测项目

0.3%H且不大于20

吊垂线或经纬仪:测量2点

全站仪或经纬仪:纵、横各测量2点

2m直尺:检查竖直、水平2个方向,每20m2测1处

符合设计规定,设计未规定时:10

砼表面平整,施工缝平顺,棱角线分明,外漏色泽一致;蜂窝麻面面积不得超过该面面积的0.5%,深度不超过10mm;砼表面无非受力裂缝。

4.3.7机械设备检验、操作要求及注意事项

塔吊:标准要求计算伸臂60m(55m)处起吊1.5t,安装于距盖梁端净距1m处,塔身与墩身采用三杆式附着杆联系(杆件:槽钢[8),其第一道附着自由高度24m,第二道附着自由高度18m。

(1)塔吊安装由具有相应资质的专业技术人员进行。

(2)塔身要垂直,否则塔吊的起重能力会急剧下降,并且非常危险。

(3)塔吊安装本着安全第一的原则去做,尽量使臂伸最短,要增大保险系数,以便一些考虑不到的因素。

(4)塔吊必须经检验合格取得特种设备使用许可证后方可投入使用。

(5)在使用过程中经常检查设备性能,设备不能带病工作。

(1)模板接缝采用先进可靠的技术工艺,确保接缝满足外观质量要求和混凝土耐久性需要。加强模板的维修与保养,拆摸后及时清理、整修、涂刷脱模剂。

(2)混凝土的灌注应采用分层连续推进的方式进行,灌注间隙时间不得超过90min,不得随意留置施工缝。

(3)混凝土的一次摊铺厚度不宜大于400mm。

(4)在炎热季节灌注混凝土时,应避免模板和新浇混凝土直接受阳光照射,保证混凝土入模前模板和钢筋的温度以及附近的局部气温均不超过40℃。应尽可能安排在傍晚避开炎热的白天灌注混凝土。

(5)浇筑砼时,经常检查模板、钢筋及预埋部件的位置和保护层的尺寸,确保其位置正确不发生变形。

(6)砼养护期间,砼内部最高温度不能超过65度,砼内部温度与表面温度之差、表面温度与环境温度之差不大于15度。

(7)砼分层浇筑接缝必须严格按照砼接缝要求进行处理。将表面浮浆凿除并清理干净,凿毛作业必须在砼结构达到一定强度后进行,避免造成砼结构损伤。

(8)主筋机械连接时,连接钢筋端头必须平齐,如不平齐必须采用砂轮机打磨平齐。在每根钢筋接头部位用红油漆标示出连接长度,确保主筋接触紧密,防止套筒内部连接长度较短或脱空。

(1)建立高处作业安全责任制,明确责任和目标,防范措施落实到人。施工前,安全员逐级进行安全技术教育及交底,落实所有安全技术措施和人身防护用具,未落实时不得进行施工。

(2)有严重锈蚀、弯曲、压扁或裂纹的钢管不得使用,扣件有脆裂、变形、滑丝的禁止使用。

(3)施工作业平台,必须设置1—1.2m高的护身栏杆和20—30cm的挡脚板,并满挂安全防护立网。

(4)作业区域内设置安全警示牌,非施工人员不得入内。

(5)上下传递时严禁抛掷。

(6)高墩施工作业人员必须经过体检合格后上岗,禁止患有高血压、心脏病、癫痫病等疾病或生理缺陷的人员从事高墩作业。

(7)高空作业前,安全员必须到现场看,提出安全注意事项,跟班巡查,发现问题及时整改;安全员应对高空作业中配备的器械检查其安全性能,每一班次前后必须认真检查其安全性能,确保万无一失;高空作业完工后,安全员应督促施工人员清理施工现场,做好安全器械保养维护工作并交回仓库。

(8)挂设安全网,安全网用直径9mm麻绳、尼龙绳纺织而成,一般规格为宽3m、长6m、网眼5cm左右,每块安全网应能承受不小于16KN的冲击荷载,安全架设时,其伸出结构物的宽度不应小于2m,外口应高于里口,两网扎接应牢固,安全网要随墩身的升高而升高。

(1)各种建筑材料、砂石料、周转料、机具等,分类、分品种、分规格堆码,放置整齐。施工现场设置固定的安全警示牌、宣传牌。

(2)加强施工便道维护保养工作,做到便道畅通,无坑洼,雨天不积水泥泞,晴天不扬尘。

(3)注意做好场区、生活区的排水系统,设置必要的设备,经常清理,集中处理,保持排水畅通。做到规划布局合理,不污染环境。

本项目计划使用塔吊10台,陇首1高架桥2台TC6015塔吊,陇首2高架桥2台TC6015塔吊,汪村高架桥6台TC5515塔吊。取最不利条件对塔吊进行稳定性检算,选择塔吊TC6015型,高度取65m,最大吊重1.5吨。

一、塔吊有荷载时稳定性验算

塔吊有荷载时,计算简图:

塔吊有荷载时,稳定安全系数可按下式验算:

式中K1──塔吊有荷载时稳定安全系数,允许稳定安全系数最小取1.15;

G──塔吊自重力(包括配重,压重),G=650.00(kN);

c──塔吊重心至旋转中心的距离,c=1.50(m);

ho──塔吊重心至支承平面距离,ho=13.00(m);

b──塔吊旋转中心至倾覆边缘的距离,b=2.50(m);

Q──最大工作荷载,Q=15.00(kN);

g──重力加速度(m/s2),取9.81;

v──起升速度,v=0.50(m/s);

t──制动时间,t=20.00(s);

a──塔吊旋转中心至悬挂物重心的水平距离,a=60.00(m);

W1──作用在塔吊上的风力,W1=4.00(kN);

W2──作用在荷载上的风力,W2=0.30(kN);

P1──自W1作用线至倾覆点的垂直距离,P1=15.00(m);

P2──自W2作用线至倾覆点的垂直距离,P2=2.50(m);

h──吊杆端部至支承平面的垂直距离,h=65.00m(m);

n──塔吊的旋转速度,n=1.00(r/min);

H──吊杆端部到重物最低位置时的重心距离,H=63.00(m);

α──塔吊的倾斜角(轨道或道路的坡度),α=2.00(度)。

经过计算得到K1=2.516;

由于K1≥1.15,所以当塔吊有荷载时,稳定安全系数满足要求!

二、塔吊无荷载时稳定性验算

塔吊无荷载时,计算简图:

塔吊无荷载时,稳定安全系数可按下式验算:

式中 K2──塔吊无荷载时稳定安全系数,允许稳定安全系数最小取1.15;

G1──后倾覆点前面塔吊各部分的重力,G1=200.00(kN);

c1──G1至旋转中心的距离,c1=3.00(m);

b──塔吊旋转中心至倾覆边缘的距离,b=2.00(m);

h1──G1至支承平面的距离,h1=13.00(m);

G2──使塔吊倾覆部分的重力,G2=100.00(kN);

c2──G2至旋转中心的距离,c2=4.50(m);

h2──G2至支承平面的距离,h2=65.00(m);

W3──作用有塔吊上的风力,W3=5.00(kN);

P3──W3至倾覆点的距离,P3=15.00(m);

α──塔吊的倾斜角(轨道或道路的坡度),α=2.00(度)。

北京城建大厦施工组织设计经过计算得到K2=1.648;

由于K2≥1.15,所以当塔吊无荷载时,稳定安全系数满足要求!

8.2翻模对拉螺杆抗剪强度检算

薄壁墩翻模设计采用φ20mm高强对拉螺杆固定,在模板翻升过程中,最下部一节模板承受上部三节模板(4.5m)的重量。下部模板主要靠对拉螺杆承重,但也靠模板摩擦力承重,相当于抱箍作用效果。现对模板对拉螺杆进行抗剪强度检算。

临时堆放小型机具、钢材等重量

受力对拉螺杆根数12根,抗剪部位24处,按24处平均受力计算,每根螺杆承受剪力

GBT11896-1989氯离子测定法拉杆剪应力(选用8.8级高强螺杆)

故对拉螺杆抗剪能力满足要求。

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