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文檔簡介

1、封面彩圖施工總平面布置圖(施工照片)李子溝特大橋施工技術總結前 言 內(nèi)昆鐵路北起四川內(nèi)江,南至云南昆明,全長879公里,新建鐵路水富至梅花山長357.6公里,該工程處于四川盆地爬升至云貴高原的過渡地帶,地形險惡,地質情況復雜,橋隧比重占線路總長的45%,是繼成昆、南昆鐵路之后在西南山區(qū)修建的又一條鐵路干線。內(nèi)昆鐵路與正在進行修建的水柏鐵路的建設將形成西南與華南沿海各省的交流的最短通道,成為成昆鐵路的重要分流線,為“黔煤入川”、“黔煤入廣”創(chuàng)造良好的運輸條件。將來從成都經(jīng)由內(nèi)昆鐵路到廣西防城港比現(xiàn)在經(jīng)由川黔線、黔貴線縮短運距279公里。內(nèi)昆鐵路水富至梅花山段李子溝特大橋,位于貴州省威寧縣觀風海鎮(zhèn)

2、,在李子村橫跨李子溝,是內(nèi)昆鐵路控制工期的頭號重點難點工程,“內(nèi)昆鐵路看建總,建總看十八局,十八局看李子溝”??梢娎钭訙咸卮髽蛟趦?nèi)昆鐵路建設中的重要地位。該橋由鐵道部第二勘測設計院設計,中鐵第十八工程局二處負責主橋施工,長沙鐵道學院監(jiān)理公司負責監(jiān)理工作。該橋于1999年3月26日開工至2000年9月11日最后一個梁段合攏,歷時17個半月的時間完成主體工程施工任務,工程質量評定為優(yōu)良。該橋的建設無論從工程規(guī)模、工程結構特點、工期和施工難度均創(chuàng)造了中國鐵路建橋史之最。參加該橋施工的主要人員有:施工單位:彭道富、黃建、蘭遠均、周順海、吳登銀、陳野、陳伯江、王福安、劉治德、翁衛(wèi)軍、于長彬等設計單位:馬

3、庭林、鄢勇監(jiān)理單位:王放、焦海周第一部分 工程簡介一、地理位置 李子溝特大橋位于貴州省威寧縣觀風海鎮(zhèn)境內(nèi),在李子村橫跨李子溝。該橋線路中心里程為DK442+256。二、工程規(guī)模大橋全長1031.86m,橋跨布置為7×32m+(72+3×128+72)m+8×32m,主橋部分包括12號墩及懸灌梁、其橋跨布置為5孔(72+3×128+72)m一聯(lián)的剛構-連續(xù)組合梁,梁部為單箱單室、變高度變截面、三向預應力箱形結構。0號段梁高8.8 m,跨中梁高4.4m,梁部圬工為7452.8m3。全橋基礎設計為鉆(挖)孔樁和明挖基礎,樁徑為150cm,單墩群樁最多樁數(shù)為50

4、根,全橋總樁數(shù)為222根,最長樁為40m,樁基總長7986m,砼圬工為16057m3。承臺最小尺寸為(長×寬×高)14.2×14.2×4m,最大尺寸為(長×寬×高)37.6×18.1×5m,總圬工量為14520m3。主跨811#墩身為弧端形截面厚壁空心墩,其余墩身為矩形截面,主跨墩身最低墩高度39m,最高墩高度107米,墩底最大截面為28.9×8m,砼圬工近30000m3。全橋總圬工量為10.5萬m3。該橋主跨采取群樁高墩連續(xù)-剛構組合梁形式設計是我國鐵路橋梁設計之最。結構形式詳見李子溝特大橋總布置圖圖1

5、-1。三、自然地理概況(一)、地形地貌 大橋座落在李子溝峽谷,當?shù)貙贅嬙烨治g中山溝谷地貌,海拔20542180m,自然坡度30°60°。溝槽內(nèi)地勢較為平坦,坡面植被較差,兩側多有呈散點、雞窩狀分布的小煤窯,工程地質極差。橋址距威寧昭通公路較遠,交通極不方便,不通水電。(二)、水文地質 橋址地下水埋深較淺,大部分在5m范圍內(nèi),個別地方地下水位較深,主要為空隙潛水,且無侵蝕性。(三)、地質情況 李子溝特大橋橫跨李子溝背斜。背斜兩翼地層為石炭系下統(tǒng)大塘組舊司段,含有多層巖性,并含有數(shù)層煤層及煤線。地面以下5-20米為不穩(wěn)定的滑坡帶,11#墩邊坡達40米高,坡面極不穩(wěn)定,有破碎的斷

6、層。該橋址地震基本烈度為六度。(四)、氣候條件據(jù)威寧縣氣象局提供的資料,威寧縣屬亞熱帶季風濕潤氣候,由于海拔高,具有高原季風氣候特點。年平均氣溫11,最高氣溫32 .3,最低氣溫-15.3;年平均風速3.2m/s,最多風向SE;年平均降雨量1400mm,降雨主要集中在5-10月份,占全年降雨量的82.4%。李子溝橋區(qū)冬季嚴寒,月份最低氣溫達-15.3;常年多大風,西南風最大風速達33ms,相當于10級臺風;多霧,一年中有近150天時間大霧彌漫;春季干旱,嚴重缺水;于610月份,多雨并且多雷擊。這種惡劣的氣候給施工帶來了許多不便。四、該橋的主要特點(一)、集群樁深基、高墩、大跨、長聯(lián)于一體,科技

7、含量高。主橋8#墩頂設活動支座為連續(xù)梁,其它9#11#為連續(xù)剛構。五孔一聯(lián),聯(lián)長達529.4m的主橋,采取剛構-連續(xù)組合梁設計形式為目前我國鐵路設計之最。主墩為50根40m長樁基,墩高107m,鐵路高墩首次突破百米記錄,建筑高度達161m,中國第一,世界罕見。(二)、工程量大,工期矛盾突出 主橋部分砼圬工總量達8萬m3(是南昆線上著名的南盤江大橋和清水河大橋兩座橋梁圬工總量的1.39倍),而施工時間卻比其任何一座橋的工期都短。該橋設計工期為30個月,因設計原因1999年月20日才接到施工資料開工,施工時間僅剩21個月,其間還要跨越兩個雨季、兩個冬季,工期相當緊張。成為鐵道部關注的熱點,工期是李

8、子溝大橋最敏感的話題,在工程監(jiān)理的前期,曾因為李子溝的工期準備改變?nèi)€的鋪軌工期計劃,但我單位用實際行動實現(xiàn)了令人不和相信的事實。(三)、氣候惡劣,環(huán)境條件差 多雨、多霧、高溫、嚴寒,交通運輸條件差,增加了施工難度。(四)、安全、質量要求高,技術復雜,施工難度大,為世人矚目。高墩、深基群樁、大體積混凝土施工、剛構-連續(xù)組合梁施工,類似的橋梁施工無可借鑒的經(jīng)驗。(五)、地質復雜,施工難度大 大橋橫跨李子溝背斜。地面以下5-20米為不穩(wěn)定的滑坡帶,11#墩邊坡達40米高,坡面極不穩(wěn)定,有破碎的斷層。12#墩有溶洞出現(xiàn)?;A穿過煤層和地質斷層,給施工帶來相當大的難度。第二部分 連續(xù)-剛構組合梁施工技

9、術一、連續(xù)-剛構組合梁梁部結構簡介李子溝特大橋主橋包括712號墩及五跨(72+3×128+72m)一聯(lián)529.4m的剛構-連續(xù)組合梁。梁體為單箱單室、變高度、變截面、三向預應力箱形結構,支墩處梁高8.8m,跨中34m直線段及邊跨端部25.7m直線段梁高4.4m,頂板寬8.1m,箱寬6.1m,梁部砼圬工7452.8立方米。全橋由8#-11#墩的4個T構組成,8#墩頂設活動支座,其它均為剛構。每個T構梁段劃分為0#段、1#-16#段、17#合攏段及邊跨的18#、19#段,全聯(lián)共分為141個施工梁段。箱梁結構尺寸見圖2-1梁段劃分見下圖圖2-2圖2-1 梁部結構圖圖2-2 梁段劃分示意圖二

10、、梁部施工要點及主要施工技術 該橋梁部施工的關鍵技術包括0#梁段豎向預應力筋安裝、0#梁段砼灌注、掛藍方案、張拉工藝、合攏順序設計、合攏段施工、預應力施工技術、抗風施工技術等。、0#梁段施工技術0#梁段施工見施工結構設計圖示1、0#梁段豎向預應力筋安裝 0#段豎向預應力筋高達12m,要求一次性安裝到位,不允許采用連接器連接。以往施工都是在地面和普通鋼筋一起綁扎定位,然后整體吊裝至0#段。本橋利用墩身液壓平臺,在其上搭設鋼管架安裝和定位豎向預應力筋,并在墩身周邊砼內(nèi)埋設16槽鋼作勁性骨架來架立和固定豎向預應力筋,待預應力筋埋入墩身一段砼施工完后,分解和拆除墩身液壓平臺。鋼筋仍然以鋼管架支撐。2、

11、0#梁段膺架安裝0#梁段在鷹架上進行現(xiàn)澆施工,本橋剛構墩梁結合部不設墩頂實心過渡段,箱梁底板即為墩身封頂,因此0#段施工須設置內(nèi)外膺架。(1)、內(nèi)部膺架在墩頂砼內(nèi)設置鋼牛腿,牛腿上安裝縱橫梁和模架,模架上鋪設模板,施工箱梁0#梁段底板,并在平臺下部設置二級平臺和封頂砼內(nèi)設置吊環(huán),用以拆除膺架。(2)、外部膺架外部膺架是在墩頂墩身預埋螺栓套組焊的預埋件,安裝由型鋼加工的三角架,主要承受施工荷載,三角架采用墩身平臺20#槽鋼加工,槽鋼背靠背組合,利用22螺栓與預埋件連接,工程完后直接卸掉螺栓,并用砂漿抹平即可。(3)、鷹架安裝方法墩身施工過后利用液壓平臺安裝鷹架,鷹架的安裝順序為先內(nèi)后外(墩內(nèi)平臺

12、先安裝),鷹架桿件利用纜索吊和塔吊吊裝,人工配合安裝,因鷹架連接螺栓孔與預埋件為匹配加工,安裝時按編號進行。3、0#梁段模板安裝及抗風施工技術(1)、模板安裝鷹架組裝后,按照結構尺寸要求控制頂面分配梁的標高,地面分三段整體拼裝模架和模架,利用雙組纜索吊對稱吊裝,精確測量定位后進行鎖定,在以此為基礎順序吊裝。對側模板頂部利用型鋼進行剛性連接,懸吊內(nèi)模模架和模板。(2)、抗風施工技術當?shù)刈罡唢L速達到33m/s,相當于10級臺風的風力,故抗風施工是本橋0#梁段施工的關鍵技術。施工中采取的措施是,避免大風天氣進行吊裝施工和通過對結構進行加固抵抗大風對已安裝好的結構尺寸造成影響。、風荷載計算:W=k1&

13、#215;k2×k3×w0取k1=1.4, k2=1.56, k3=1.3, w0=V2/1.6P PPPPw0結構受力圖示則W=1932Pa,對于0#梁段模板產(chǎn)生的水平力為:P=12×9.6×1932=22.2t受力圖示如結構受力圖示。、施工措施:在施工中采取如下措施A、對現(xiàn)場的氣候進行觀測,選擇合適的時間進行吊裝作業(yè),安裝測風器,加強對風速的觀測,避免強風情況下吊裝作業(yè)。監(jiān)理工程師論壇B、利用模板固定面板,模板于地面分段拼裝后利用兩組纜索吊進行整體對稱吊裝。就位后在不解除吊鉤的情況下及時進行加固。C、模板外模架與膺架焊接固結,上下游模架利用型鋼進行剛

14、性連接,經(jīng)過計算能達到抗風的要求。頂部連接的型鋼可用于懸吊內(nèi)模和作為施工作業(yè)平臺。結構計算如下:D、及時安裝內(nèi)模,使內(nèi)外模形成整體增強抗風能力。安裝結構圖示如下:(3)、效果四個T構0#段模板安裝順利,未發(fā)生安全事故,結構經(jīng)受住大風的考驗,在施工過程中發(fā)生的最大風速為16m/s,事后觀測模板未產(chǎn)生位移,未因風大影響結構的幾何尺寸和工程質量。(在抗風施工方案的考慮中曾建議增加0#段的勁性骨架,可起到抗風的效果和利于模板安裝和施工。)4、0#梁段砼施工砼的拌制:采用5-30mm連續(xù)級配的碎石和含泥量低于1%的中粗河砂,通過摻加高效減水劑,制成塌落度12-18cm的流態(tài)砼,并根據(jù)不同的灌注部位和氣溫

15、情況及時進行調(diào)整。砼灌注:砼采用單鉤起吊能力10T的雙組纜索吊和1250kN-M的塔吊進行灌注。在腹板、頂板和隔板位置開洞9處,安放串筒,保證砼直達灌注部位。 搗固作業(yè):縱向波紋管待混凝土灌注到位后進行安裝,鋼筋進行局部移動位置和割斷預留進人孔,待混凝土灌注到位后進行焊接,搗固人員直接進入結構內(nèi)部進行搗固,確?;炷撩軐?。懸灌施工1、掛藍的設計 采用自錨桁架式三角形掛藍進行懸灌施工,內(nèi)外模板和主構架可以一次走行到位,根據(jù)現(xiàn)場的施工情況和施工習慣,內(nèi)模也可以兩次走行,外模只能與主桁架一次走行到位。 掛藍組成:本橋采用三角形桁架式掛藍,由吊架部分、錨固部分、模板部分、走行部分及附屬部分組成。 主要

16、技術指標:掛藍自重59噸,適應最大梁段長度4米,適用最大梁段重量200噸,最大荷載時掛藍實際測量變形13mm,一般梁段施工時預留沉落值5-10mm,設計安全度為2.5,導鏈牽引。前支座安放聚四氟乙烯滑板,后支座設滾輪,減小滑行阻力。掛藍設計不同之處在于掛藍的走行部分,在走行時外模板坐落于底模縱向走行梁上,較以前依翼緣板下的走行梁走行更為安全和平穩(wěn)。掛藍的結構圖示如下:2、掛藍剛度及變形試驗 掛藍在工廠進行了剛度和變形試驗,掛藍分級加載、卸載。通過加載實驗測定掛藍的彈性變形和非彈性變形值,檢驗各部件的連接情況,測定施工數(shù)據(jù),為安裝掛藍預留沉落量提供依據(jù),具體的實驗方法如下: 場內(nèi)制作掛藍加載實驗

17、臺; 場內(nèi)拼裝掛藍主桁架; 主桁架前端分級加載,進行掛藍實際變形觀測,做好記錄; 在實驗臺上分別對錨、吊結構進行加載實驗,安全系數(shù)要大于2。通過加載實驗測定掛藍在滿載時的彈性變形值為13mm,非彈性變形值為11mm,強度和剛度符合施工規(guī)范和鋼結構設計規(guī)范要求。掛藍加載實驗圖示如下:3、掛藍安裝掛藍安裝在0#段完成并安裝完底板后進行,先安裝滑軌和錨輪組,并利用豎向預應力筋錨固滑軌。然后吊裝主桁架部分,主桁架在地面組裝后用纜索吊吊裝到位,最后安裝前橫梁和其他部件。掛藍安裝采用纜索吊分部整體吊裝施工,具體施工步驟如下:安裝掛藍底模板,并利用豎向預應力筋錨固掛藍軌道。主桁架在地面整體組裝后用纜索吊吊裝

18、到位,錨固于掛藍軌道安裝前橫梁及前吊帶,懸吊底模板,解除斜拉鋼絲繩;0#梁段外模解體,利用纜索吊單側吊鉤移動就位,置于底模外側走行縱梁上,上端臨時固定于主桁架上;安裝外模吊梁和吊桿懸吊外模;安裝內(nèi)吊梁,吊桿和內(nèi)模架,內(nèi)模板;安裝其他部件;安全檢查。安裝前對有關尺寸進行了檢查,比如吊帶孔位置,錨固鋼筋間距,吊耳間距等,發(fā)現(xiàn)問題及時處理,避免了在安裝過程中發(fā)現(xiàn),影響安裝進度,全橋8套掛藍安裝順利。4、掛藍的使用施工時為進行有效的線性控制工作,減少掛藍在灌注砼過程中的變形調(diào)整,掛藍前端應預留沉落量,沉落量的確定是根據(jù)掛藍實驗時的變形和現(xiàn)場施工前12個梁段灌注過程中的變形觀測結果來確定的,具體辦法如下

19、:首次使用掛藍前按照實驗數(shù)據(jù)對掛藍前端預留沉落值,灌注砼前于掛藍前橫梁和吊帶上設定觀測點,根據(jù)砼的灌注過程分級對觀測點的標高進行觀測,當觀測結果與預留沉落值相差超過施工規(guī)范要求的5MM時,對掛藍前吊帶進行調(diào)整對觀測結果進行分析,確定掛藍的底模板和主桁架的變形。該橋掛藍的預留沉落值根據(jù)實驗和前期的觀測結果設定為1-5#梁段8mm,5-11#梁段5mm,11-17#梁段8mm。該變形值在進行掛藍標高設定時一次完成。在掛藍的使用過程中堅持對掛藍的吊系統(tǒng)進行檢查,避免發(fā)生安全事故。5、掛藍走行 梁段砼達到80%后,進行張拉、壓漿后,將掛藍前移。前移步驟為: 接長并錨固掛藍軌道,在軌道表面放置鍍鋅鐵皮,

20、并涂潤滑油;拆下底模后吊帶、內(nèi)外模前后錨桿,并確認模板已經(jīng)和砼脫離,內(nèi)模和內(nèi)模架落于降低的內(nèi)滑梁上,外模板落于底模走行縱梁上;拆除主桁架的后錨桿讓后支座受力,放松底模前吊帶,使底模離開梁體100mm左右;進行走行前的安全檢查,重點檢查部位為掛藍兩軌道是否相對水平和與橋軸線平行,軌道錨固和支墊情況,掛藍前后支座,掛藍上是否有人員在作業(yè);每片主桁架各用一個10噸的倒鏈牽引,帶動掛藍底模、側模和內(nèi)模同步前移,滑行時及時對接縫和砼表面缺陷進行處理,尤其是對拉桿頭進行處理,防止銹水污染砼表面,進行修補和處理時掛藍不能移動;到位后及時安裝底模后吊帶,內(nèi)外滑梁吊桿和掛藍主桁架后錨固裝置,將臨時受力狀態(tài)變?yōu)橛?/p>

21、久受力狀態(tài),確保施工安全。6、特殊情況下掛藍的處理掛藍聯(lián)體解決箱梁1#梁段無后錨施工 在進行8#T構0#梁段施工時,由于在中隔墻位置設計無豎向預應力鋼筋,施工時亦忘記為1#梁段懸灌施工埋設臨時錨固鋼筋,致使施工1#梁段時掛藍后錨處軌道錨固跨度過大,不能滿足受力要求,對掛藍的安裝和移動都產(chǎn)生影響。針對這種情況,施工中采取掛藍聯(lián)體的辦法得到了解決。具體施工方案如下圖所示:、荷載計算:Page: 12A、根據(jù)結構自重計算施工時作用在掛藍前端的結構自重 G自=250KNB、施工荷載 G施:均布荷載為(Pa=0.75KN/M2)×作業(yè)面積(A1=44.2M2)=33KNC、風荷載: G風=風壓

22、P風(1.25KN/M2)×受風面積A1 ( 44.2 M2) =55KN (風壓系數(shù)取1.0)D、1#梁段鋼筋混凝土設計重量1500KN,作用在掛藍前端的荷載按照掛藍結構計算為 G砼576KN、安裝過程中的結構安全A、掛藍安裝時只計入作用在掛藍前端的結構自重、風荷載、施工荷載,對后錨的影響,受力點均按作用在掛藍前端計算。 P安= G自+ G施+ G風=250KN+55KN+33KN=338KN。 B、結構簡化計算圖示如(圖二) C、所需錨固力計算 按照以上圖示計算(圖中尺寸單位以cm計)A點錨固力Ra計算: MB= P安×5.2M-Ra×5=0 Ra=P安

23、15;5.2M/5M =338KN×5.2M/5M=351.2KN D、 軌道受力檢算 根據(jù)圖一中軌道一的受力狀態(tài)對軌道進行受力檢算 W為軌道的截面模量為4.1×10-3m3 安全系數(shù)為K=/=17.5×104/6.4×104=2.72,符合鐵路橋涵施工規(guī)范要求、施工階段的結構安全A、施工階段的荷載計算 施工階段計入掛藍前端的全部荷載,施工荷載、風荷載一半作用在掛藍前端,掛藍前端總荷載 P 施=G自+ G砼+(G施+G風)×1/2 250+576+(33+55)×1/2=870KN 經(jīng)過計算,圖二的錨固措施滿足不了施工階段的要求,故采

24、取掛藍聯(lián)體的方案施工(見圖一)。B、水平桿件選擇 水平聯(lián)桿內(nèi)力(此時不計算Ra產(chǎn)生的力距,偏于安全) 根據(jù) MB=N ×3.5+P×5.2+N×0 =0 推得 N=P安×5.2/3.5=870× 所需要水平聯(lián)桿斷面積: A=N/鋼=1292.5/17.5×104=7.38×10-3 M2 故選用4根20a的槽鋼連接,總斷面積為1.1532×10-2 施工時結構安全系數(shù)K=1.56C、聯(lián)體掛藍前端彈性變形計算 聯(lián)體掛藍為對稱結構,可取圖三進行結構變形計算,(圖中尺寸單位為cm)。根據(jù)單位荷載法計算掛藍前端的彈性變形,

25、計算公式如下:其中E=2060000kg/cm2;A值根據(jù)型鋼表查得,除EC桿為20a的普通槽鋼外,其余各桿均為32c的槽鋼;各值計算結果如下表。桿件NP(KN)L(M)EA(KN)I (M)AB-1.49-1296.355.05×1061.9×10-3AC006.105.05×1060BC-1-8703.505.05×1066.03×10-4EC1.491296.35.002.38×1064.06×10-3BD-1.49-1296.35.205.05×1061.99×10-3CD1.791557.36.

26、275.05×1063.46×10-3聯(lián)體掛藍前端D點的豎向位移(彈性變形值)D=i=1.2×10-3M 單獨掛藍懸灌施工時(結構受力如圖二)前端彈性變形按上式計算如下表:桿件NNP(KN)L(M)EA(KN)I(M)AB-1.49-1296.35.005.05×1061.93×10-3AC17471519.896.105.056×1063.2×10-3BC-2.005-1744.353.505.056×1062.48×10-3BD-1.49-1296.35.205.056×1061.99

27、15;10-3CD1.791557.36.275.056×1063.46×10-3 合計=i=1.3×10-2M。 從計算結果可以看出兩種施工方法的彈性變形值基本相同。采用掛藍聯(lián)體施工在混凝土的灌注過程中前端高程控制與單獨掛藍施工時相同。 、掛藍移動過程中的結構安全掛藍走行時前端荷載按照動載計算(結構受力如圖二),動載系數(shù)取1.2,其計算方法與掛藍安裝計算方法相同,安全系數(shù)K=2.7/1.2=2.252,滿足鐵路橋涵施工規(guī)范要求。 現(xiàn)場我們利用掛藍聯(lián)體的辦法解決了1#梁段無后錨的懸灌施工和掛藍安裝、移動問題,當時亦有采取打錨桿和增加軌道強度的方案進行處理,但經(jīng)過研

28、究一致認為聯(lián)體的施工方案更為直接,且結構計算簡單、明確,彈性變形值基本相同。在掛藍的安裝和移動過程中不計算結構的變形。 利用掛藍底側模板施工合攏梁段 設計時曾經(jīng)考慮掛藍的移動方案,但由于材料規(guī)格的限制和節(jié)約材料,縮短了前端上下橫梁的長度,在合龍施工中采取臨時加長前上橫梁,伸出箱梁翼緣板,利用鋼絲繩代替前吊帶,使側模板完全坐落于底模板上進行移動。 外推吊鉤法進行掛藍底側模板的拆除。參考處論文集之特殊情況下掛藍底板的拆除方法箱梁線性控制施工技術 進行高程測量時采用三角高程測量技術,同時應用了TTM理論對施工誤差進行修正,確保了高程測量的準確。為什么進行線型控制 為保證梁在運營階段的剛度符合設計要求

29、。如何進行線型控制 對箱梁在懸灌階段的不同受力狀態(tài)(包括砼的徐變,預應力等因素的影響)時影響線型因素運用計算機進行變形計算,將其結果與現(xiàn)場實測結果進行比較,通過調(diào)整梁段的立模標高來達到設計要求。線型控制所做的工作精確測定梁部砼的彈性模量,干容重,保證砼強度符合設計要求,合理安排工期,使實際施工工期與設計相符,按照設計的合攏順序和合攏溫度進行合攏,對施工階段的梁段進行分階段的變形觀測。通過觀測的實際數(shù)據(jù)與計算結果對照,經(jīng)過計算確定下一階段的砼立模高程。為更有效地精確計算,現(xiàn)場分別進行了墩身沉降觀測和日照溫差對位移的影響觀測。砼施工砼的質量指標砼的設計強度C48 要求三天的強度達到80%以上,齡期

30、強度按照配合比設計要求達到120%以上。砼的彈性模量不小于3.5×106Gpa砼的干容重小于2.60T/M3砼外觀無缺陷,顏色一至,棱角分明。砼坍落度要求達到120-180,便于砼搗固作業(yè)。砼原材料的選用 水泥:使用525號普通硅酸鹽水泥,其品質指標應符合現(xiàn)行國家水泥標準。砂子:懸灌梁C48砼采用廣西進購的優(yōu)質砂,砂中含泥量在1%以下,砂的其它技術指標應符合GB/T1468493建筑用砂質量標準。石子:采用碎石531.5mm連續(xù)級配,碎石中細粉含量1%,其它技術指標符合GB/T1468593建筑用卵石、碎石質量標準。外加劑:梁部C48砼選用廣東湛江產(chǎn)FDN3000高效減水劑,摻量C&

31、#215;0.5%。緩凝劑為試驗室根據(jù)工程實際用的水泥、砂、石和外加劑進行配合比及強度試驗,確定砼的理論配合比為:。砼的質量控制和早期強度預測砼的拌合施工 砼采用自動計量拌和站進行集中拌和,砼生產(chǎn)能力為25M/H,施工前砼拌和人員在試驗人員的監(jiān)督下將試驗室所開的配合比輸入電腦,確認無差錯方后開盤。攪拌時間不少于45秒。砼拌制的干濕度。梁部砼底板坍落度控制在160180mm,墻部砼坍落度控制在120140 mm,頂部砼坍落度控制在80100 mm。砼的運輸: 砼水平運輸采用砼輸送車,垂直運輸采用纜索吊和塔吊。在進行梁段施工中,每小時可完成從拌和樓至作業(yè)面的運送砼15m3。滿足砼的灌注需要。砼的灌

32、注 砼采用插入式振動器搗固密實,每個梁段配備46臺插入式振動器;根據(jù)梁段的高度確定振動棒的長度。砼從拌合樓拌出至入模時間為30-40分鐘,保證砼在初凝前入模??刂祈湃肽囟仍?7-30度之間,確保高標號砼的整體質量和早期強度,如達不到,原材料需進行降溫和升溫處理。砼進行分層澆注,每層厚度控制在30cm左右,接縫、預埋件、鋼筋密集處,加強振動;砼養(yǎng)生砼的養(yǎng)生質量直接影響到砼的強度和砼的表觀質量。根據(jù)環(huán)境的溫度變化情況制定砼養(yǎng)生措施如下:砼灌注完,砼表面用彩條布覆蓋,并撒水養(yǎng)護,待同等條件養(yǎng)護的砼試件其抗壓強度達到梁部砼設計強度的90%,還需灑水繼續(xù)養(yǎng)護5天,保持砼表面濕潤,同時進行底面和側面的養(yǎng)

33、生。砼的表面和接縫修整 砼表面要進行一次性修整,對拉筋外漏部分應磨平,并涂水泥漿,對施工臨時預埋件的表面亦采取同樣的方法處理,防止銹水污染砼表面,對于砼的接縫要一次性處理,鑿除錯臺,對砼表面出現(xiàn)的質量通病應盡可能避免。冬季施工的辦法和措施 根據(jù)工期的要求該橋進行冬季施工,施工前制定冬季施工技術措施,根據(jù)計算砼的入模溫度在10-15度,環(huán)境溫度不低于15度的條件下能保證砼3天強度達到80%,進行張拉作業(yè),同時能確保砼不產(chǎn)生開裂現(xiàn)象。在施工時采取如下技術措施。砼作業(yè)面采取保溫措施將外模架、底板外側用鐵皮全部封閉,箱梁端部采用彩條布和棉被封死,在砼澆注完畢后,砼表面覆蓋兩層彩條布和一層棉被保溫,砼表

34、面溫度可達25-30,模板外空氣溫度達15-20,達到保溫的目的。提高環(huán)境溫度外模架內(nèi)放置6個蜂窩煤爐,按上中下三層分別放置1、2、3個。底板內(nèi)放置12個碘鎢燈。箱梁內(nèi)安放5個煤爐,提高新灌砼的環(huán)境溫度。原材料加熱采用蒸汽鍋爐對砼拌和用水進行加熱,通過實驗確定合適的水溫,達到砼的入模溫度不低于10度,不高于15度。加強砼的內(nèi)溫觀測,為保溫提供數(shù)據(jù)施工效果 本橋施工的8#墩、9#墩兩個T構的1#、2#梁段,采取冬季施工由于保溫措施得力,未發(fā)生任何凍害,3天強度可達80%以上,取得較好的效果。預應力施工技術該橋采用三向全預應力體系,根據(jù)設計說明李子溝特大橋縱向張拉力分別為2220KN、2253KN

35、、2414KN,豎向張拉控制力為330KN,橫向張拉控制力為5250KN、5171KN。鋼束只在豎向彎曲(部分)而不設水平彎曲,也無砼連通長鋼束,最長鋼束為127.4m。1預應力材料縱向及橫向預應力材料 采用12-75鋼絞線束作為預應力材料,橫向均采用4-75的鋼束。鋼絞線均采用購于天津鋼絞線一廠生產(chǎn)的級低弛,符合GBT524-1995標準其有關參數(shù)如下表:表2-1 預應力鋼絞線參數(shù)設計參數(shù)實測參數(shù)公稱直徑(mm)1524152公稱截面積(mm2)139981400每米重量(Kg/m)111111抗拉強度(Mpa)15701670(Ryjy)極限預應力強度(Mpa)18601948.7彈性模量

36、(MPa)195×109202.5×109豎向預應力材料 豎向預應力材料設計采用鞍鋼生產(chǎn)的25精軋螺紋鋼筋,Ryj=850Mpa,廠家附有權威機構出示的物理力學性能報告?,F(xiàn)場實驗結果如下:表2-2 彈性模量實驗數(shù)據(jù)編號公稱直徑(MM)公稱截面積(MM2)彈性模量(GPA)備注125490.0206合格225490.0209325490.0215表2-3 強度實驗數(shù)據(jù)編號公稱直徑(MM)公稱截面積(MM2)抗拉強度(MPA)伸長率(%)屈服點(MPA)備注125490.0116014990合格225490.0117012980325490.0117510980錨具縱、橫向預應

37、力束的錨具均采用上海生產(chǎn)STM系列錨具,錨口摩阻損失為張拉控制力的3%,鋼束錨固時錨具的變形和鋼絞線的回縮值為:(采用自錨式千斤頂)6mm,豎向采用軋絲錨(由新津預應力廠家負責加工),所有錨下螺旋鋼筋由現(xiàn)場按規(guī)范卷制。橫向錨具固定端擋板由現(xiàn)場根據(jù)設計圖紙加工。錨具型號:縱向:STM15-12型錨具。橫向錨固端:STBM15P-4錨具。橫向張拉端:STM15B-4扁錨豎向精軋螺紋鋼張拉端及錨固端:JLM25螺母錨固。2、預應力孔道 預應力孔道采用波紋管波紋管成孔,波紋管由現(xiàn)場按不同的規(guī)格卷制,原材料為江蘇生產(chǎn)的鋼帶。3、預應力設備 預應力張拉設備包括壓力表、張拉千斤頂、油管、油泵、拌漿機、壓漿機

38、、壓漿管及工具錨夾具等,根據(jù)李子溝特大橋預應力體系的要求,列出所需張拉設備:表2-4 預應力張拉設備一覽表名稱規(guī)格、型號用途備注張拉千斤頂YCW-250縱向張拉12-75鋼絞線性能見附表一張拉千斤頂YG-70堅向精軋螺紋鋼張拉性能見附表二張拉千斤頂YDC240Q張拉橫向束性能見附表三油泵ZB4-500三向預應力張拉高壓油管60Mpa連接拌漿機柳州拌漿壓漿泵柳州壓漿其他配套的工具錨夾具、鋼板尺、張拉工作平臺等標準4、油表的校正與千斤頂?shù)臉硕?壓力表、張拉千斤頂?shù)扔嬃吭O備,定期檢查并建立卡片備查。壓力表選用防震型,表面最大讀數(shù)為縱向100Mpa,精度1.5級;橫向和豎向為60Mpa,精度1.5級。

39、校驗的有效范圍為一周。張拉千斤頂?shù)哪Σ磷枇Σ淮笥趶埨瓏嵨坏?%。并建立油壓力與千斤頂張拉PN標定曲線。千斤頂?shù)臉硕ǚ椒攭悍ǎv向、橫向和部分豎向千斤頂)委托云南工業(yè)大學材料力學實驗室對千斤頂進行標定,標定時千斤頂主動供油,壓力機處于被動受力狀態(tài),由壓力機的讀盤上讀出千斤頂?shù)捻斄?,并記錄頂力和千斤頂油表讀數(shù),連續(xù)進行兩次,取兩次的平均值得出NPA曲線,千斤頂?shù)哪プ璺弦?guī)范要求。同時在標定時直接標定張拉的噸為和油表的讀數(shù),現(xiàn)場直接查用。NPA曲線作為千斤頂個別情況下使用依據(jù)。媒介千斤頂法:(部分豎向千斤頂)由現(xiàn)場實驗室進行,首先選用一臺經(jīng)過標定過的千頂A,作為媒介千斤頂,當校驗千斤頂B時,只要該

40、千斤頂進油推動媒介千斤頂A,讀出與PA相應的Pb的數(shù)值,就可得出NPA曲線。標定頻數(shù)在下列情況下進行千斤頂標定:出廠后初次使用前;張拉完一個懸臂梁段且不超過100束預應力筋;檢驗后經(jīng)過一個月;千斤頂經(jīng)過拆開檢修后;震動、損傷呈油壓銳減及其他異常情況。在下列情況須對油表重作校正:使用超過三個月;張拉完一個懸臂梁段或100束預應力筋;在使用中發(fā)現(xiàn)超過允許誤差或發(fā)生故障檢修后;在運輸、存放和使用過程中應防止日曬、受潮和震動,否則須校正。3、施工操作鋼絞線及預應力粗鋼筋的下料 鋼絞線于現(xiàn)場下料。鋼絞線的切割一定要用砂輪機切,不允許出現(xiàn)破散現(xiàn)象。鋼絞線下料夠一束的數(shù)量后以梳筋板梳理后用細鐵絲綁,每間隔2

41、3m綁一道,以便運輸和穿束。鋼絞線下料的數(shù)量以滿足梁段施工為準。一般為梁段長度加千斤頂?shù)墓ぷ鏖L度加鋼絞線穿束時的焊接長度加富余長度10cm(柳州產(chǎn)千斤頂?shù)墓ぷ鏖L度為60cm),精軋螺紋鋼長度根據(jù)配料單進行下料,注意材料的搭配使用。波紋管的加工及孔道布置 本橋三向預應力預應力孔道均以波紋管成孔,波紋管于現(xiàn)場加工??v向波紋管孔道以鋼筋網(wǎng)片固定,一般情況鋼筋網(wǎng)片為0.5米一片,以確保孔道直順、位置正確。豎向孔道依靠普通鋼筋固定,且橫、豎向均為鋼束與波紋管同時安裝,以型鋼或鋼筋固定鋼束及錨板的正確位置和標高。豎向預應力鋼筋以做掛籃錨固之用。在孔道布置中要做到:不死彎;不壓、擠、踩、踏;防損傷;發(fā)現(xiàn)波紋

42、管損傷,及時以膠帶紙或接頭管封堵,嚴防漏漿;平立面布置準確,固定;距中心線誤差在5mm以內(nèi)。(3)、孔道接長縱向預應力孔道以較孔道波紋管直徑大5mm的接頭管進行接頭,接長后以膠帶紙包裹,以防漏漿。接頭管除特殊情況均采用外接頭。防止在穿束時接頭管被破壞產(chǎn)生堵孔。(4)、錨墊板的安裝錨墊板安放時保持板面與孔道保持垂直,壓漿嘴向上,波紋管穿入錨墊板內(nèi)部,且從錨墊板口部以海棉封堵孔道端口,外包裹膠帶,避免漏漿堵孔。豎向預應力筋在錨固端及張拉端分別加工了成套設施(以錨板、薄壁鋼管、鋼筋、焊成的連通管和壓漿嘴),便于安裝和定位,具體另見加工圖。(5)、防堵孔措施除以上的措施外,在縱向預應力孔道內(nèi),于灌注砼

43、前,穿入較孔道孔徑小10mm的的塑料管,在砼初凝前抽動,終凝后抽出,以防措施不到漏漿堵孔,此塑料管可多次倒用。(6)、P型錨擠壓將下料的鋼絞線首先進行復核,確認無誤,然后將其放入有彈簧的擠壓套內(nèi),開動油泵,通過擠壓模,要求油泵升壓要緩慢平穩(wěn)。對彈簧數(shù)量少或彈簧外漏量大于3圈的P錨要堅決棄用。(7)、穿束本橋采用人工穿短束及人工配合卷揚機穿長束的方法穿束,穿束前將前端安放引導頭,將鋼束表面污物清洗干凈,導引頭采用電焊焊接,焊接時于導引頭端搭火,鋼絞線不許擾動,防止中間某一位置因搭火,擊傷鋼絞線。(8)、橫線預應力鋼束和豎向預應力筋的安裝橫豎向預應力筋安裝時應以基本點為準逐根進行尺量定位,鋼筋加固

44、保證孔道的線型正確,尤其防止出現(xiàn)橫向預應力反向施加現(xiàn)象。特殊情況的處理本橋豎向和橫向預應力鋼筋與普通鋼筋在施工時出現(xiàn)干擾現(xiàn)象,縱向腹板鋼束48、49#與豎向橫向及普通鋼筋有干擾現(xiàn)象,在施工中采取縱向優(yōu)先,橫向、縱向次之,普通鋼筋避讓的辦法進行處理的原則,在腹板鋼束48、49#張拉槽口處,為避讓張拉要求,普通鋼筋做了截斷處理,張拉后又以焊接接長。(9)、張拉及錨固預應力有關參數(shù)的意義解釋A、錨下控制力:錨下控制力=設計的錨下控制應力×設計取定的預應力筋斷面積該橋的錨下控制應力分別為:縱向1 13950MPa ,縱向2 13020Mpa,縱向3 12834MPa設計取定的鋼絞線斷面積為1

45、.40cm2,彈性模量為202.5GPa錨下控制力計算如下:縱向1 13950×1.4×12=2343.6KN 縱向2 13020×1.4×12=21873.6KN 縱向3 12834×1.4×12=2156.1KNB、張拉控制力張拉控制力既千斤頂?shù)捻斄?,應計算錨口的摩阻損失3%,所以張拉控制力=錨下控制力*(13%)理論伸長值計算設計中給定了鋼絞線的伸長值,但實際取值理想化,現(xiàn)場根據(jù)實測參數(shù)按照如下公式進行計算縱向和橫向鋼絞線伸長值計算公式其中:P為千斤頂?shù)捻斄為孔道實際的長度E為鋼絞線的實測彈性模量A鋼絞線的實測斷面積孔道偏擺百

46、系數(shù)孔道偏角以弧度計k孔道摩阻系數(shù)豎向鋼筋伸長值計算公式張拉工藝縱向預應力筋采用一次張拉的工藝,其步驟為:0 ®初應力®dk(持續(xù)15分鐘)錨固橫向鋼絞線的張拉:單端張拉,0初應力1.05K錨固豎向鋼筋的張拉單端張拉,0初應力1.05K錨固伸長值的量測方法設定初張力,當張拉力達到初張力后,量測千斤頂?shù)幕钊饴堕L度L1,然后供油達到設計噸位的油壓值(或超張1.05倍的錨下控制應力的油壓值),量測活塞的外露長度L2,兩者的差值除以所占的張力百分比??椎缐簼{預應力孔道采用一次壓漿工藝,為保證壓漿密實,在壓漿施工中堅持拌漿和壓漿連續(xù)進行,待出漿口閥門出濃漿后關閉,壓力上升至0.60

47、.7Mpa,并持荷2分鐘或足夠的保壓時間,當無零碎漏水、漏漿時關閉(壓力可達到1.5 MPa以上);在壓漿順利的前提下,適當加大水泥漿濃度;實驗室應做好檢查試件,測定水泥凈漿收縮值。張拉施工注意事項采用伸長值與預應力雙控。張拉力以千斤頂標定為主,伸長值與設計值的誤差在+10到-6之間。當實測伸長值與計算伸長值誤差小于-6時,可適當增加頂力,但不超過1Mpa。在伸長值的計算中,計算扣除千斤頂長度部分的伸長量,此部分長度為58cm,為現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)。伸長值為4.4mm。故實際測量后的伸長值應扣除4.4mm(單端張拉)或8.8mm(雙端張拉)?;蚋鶕?jù)具體情況在施工中進行分析計算。整個張拉過程應隨時注意

48、避免滑絲和斷絲現(xiàn)象發(fā)的發(fā)生。了解孔道在整個施工過程中的狀況,與伸長值進行比較做特定分析。 影響伸長值的原因分析張拉力大小預應力材料的斷面面積誤差預應力材料的彈性模量誤差孔道的偏擺影響量測誤差合攏施工技術合攏施工順序本橋共有合攏梁段5個,其合攏順序在原設計中與現(xiàn)在有所不同,為適應施工的需要進行改變,實際合攏順序為:8-9#T構的合攏段、7-8#合攏段、10-11#合攏段、9-10#合攏段和11#-12#墩合攏段。合攏施工的關鍵技術通過對箱梁砼內(nèi)部溫度的觀測確定合攏施工溫度,根據(jù)設計要求和現(xiàn)場施工情況確定合攏施工順序,計算梁部砼的長期收縮和徐變變形,本著減小墩身和梁體的次應力計算頂梁施工的噸位和墩

49、頂?shù)姆聪蛭灰?。頂梁施工能否達到要求,對于高墩多跨剛構結構的橋梁尤為重要。合攏施工工序安排拆除一端掛藍,以道砟代替掛藍的重量加載,要求在掛藍拆除前觀測梁端的高程,加載時以高程控制為主。移動另一端掛藍至合攏段作為施工吊架,內(nèi)模暫不滑出。觀測兩梁端的高程,以翼緣板底相同位置的高程為準,次高程作為評定合攏精度,同時應與梁端觀測點高程進行聯(lián)測,以便以后觀測方便。梁端高程達到合攏精度要求后即可進行下步施工,否則需采取加載或減載的辦法進行高程調(diào)整。頂梁施工前后對梁端的高程變化進行觀測。綁扎鋼筋,安裝預應力孔道和橫、豎向預應力鋼筋,為減小頂梁施工的摩阻,底板和腹板縱向鋼筋單端進行焊接,波紋管單端連接并預留另端

50、活接頭,注意結構尺寸。分級加載進行頂梁施工,同時對梁部的位移和觀測點的高程進行觀測。頂梁施工過程中按照加載階段對兩 T構0#梁段縱向水平位移進行觀測,對合攏段的空隙進行量測變化。10#11#合攏段實際頂梁施工,置鏡點在10#墩中心,后視9#墩轉點,前視11#墩中心。10#9#合攏段頂梁施工時,置鏡點在10#墩中心,后視12#墩轉點,前視9#墩中心。鎖定頂撐,進行波紋管,鋼筋的作業(yè),穿鋼絞線,梁端對稱增加配重(合攏段砼的重量)。視環(huán)境溫度和日照情況決定T()構的0#段之間是否進行灑水降溫,減少溫差變形影響。鋼筋通過檢查后,滑出內(nèi)模板并加固模板,張拉臨時鎖定鋼束。選擇溫度和時間灌注砼,對上述位置繼

51、續(xù)進行觀測,同時進行對稱卸載。合攏溫度和時間選擇在合攏施工前對溫度和砼的內(nèi)溫進行觀測,通過觀測結果如下:表2-5 合前后溫度測量記錄表2000年8月15日時間環(huán)境溫度箱內(nèi)環(huán)境溫度頂板砼溫度底板砼溫度7:0014.017.514.019.09:0016.019.016.019.011:0017.520.517.519.014:0021.021.520.019.017:0019.519.018.019.022:0017.018.518.019.02000年8月16日7:0015.018.015.019.09:0017.520.017.519.511:0018.519.518.519.515:002

52、4.520.522.019.516:3025.021.022.520.018:0025.020.522.520.022:0018.021.019.020.02000年8月17日7:0017.019.517.520.59:0019.019.517.521.011:0022.020.317.520.514:0022.520.519.520.516:0023.021.020.520.518.0021.520.520.020.5確定合攏溫度在20度可進行,通過觀測看出,氣溫變化對砼內(nèi)部溫度變化在頂板部位影響較大,在底板部位影響不大。晚8時至次日上午9時這一時間段溫度相對較穩(wěn)定,可在此時間進行鎖定和砼灌

53、注施工。 頂梁施工技術:設計頂撐及施工方案,制定減小阻力措施,加強施工監(jiān)測,達到減?。ㄏ┮蚨丈砗土后w的收縮和徐變產(chǎn)生的次應力對墩頂造成的位移。 在上午9時前完成頂梁施工,此時箱梁砼內(nèi)溫相對穩(wěn)定,對測量影響不大。頂梁施工時按照分級加載,對兩T()構的0#梁段進行縱向位移量測和兩T()構梁端相對位移量測。最終應達到以下要求:對于10#和11#兩T構合攏段的頂力100t,10#T構0#梁段向內(nèi)方位移28mm,11#T構向昆方位移26mm,梁端相對位移54mm。對于10#-11#構和8#-9#構合攏段的頂力為150噸,10#墩中心向昆方位移14mm,9#墩中心向內(nèi)方位移8mm,梁端相對位移22mm。施工時以位移控制,此位移值按照砼長期收縮徐變的1/2反方向預留。合攏段砼施工砼灌注前觀測砼的內(nèi)溫,考慮溫度的變化規(guī)律,確定合攏時間。合攏段砼在低溫時灌注,要求快速施工,在4小時之內(nèi)完成,升溫時砼處于凝固狀態(tài)。施工效果頂梁施工結果,通過采取上述措施,頂梁施工進行順利,

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