市政工程現(xiàn)澆連續(xù)箱梁橋的設(shè)計(jì)

市政工程現(xiàn)澆連續(xù)箱梁橋的設(shè)計(jì)

1主4橋臺(tái)式樁基礎(chǔ)蕪湖卓河大橋是連接?xùn)|四條河流的重要橋梁。箱梁采用單箱雙室縱、橫向預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土直腹板,等寬度、等截面連續(xù)梁,橫橋向?yàn)殡p向分離式斷面。下部結(jié)構(gòu)為雙柱式橋墩,箱形空腹式橋臺(tái),鉆孔灌注(摩擦)樁基礎(chǔ)。橋梁全長354.86m,跨徑組合為:3.38m(橋臺(tái))+24.4m+2×25m+25m+3×33m+25m+5×25m+3.38m(橋臺(tái))=354.86m。設(shè)計(jì)荷載等級(jí)為:汽車-超20級(jí),掛車-120,城市-A級(jí);地震基本烈度:Ⅵ級(jí);橋面寬度為3.25m(人行道)+11.25m(車行道)+0.5m(護(hù)欄)+4.0m(中央分隔帶)+0.5m(護(hù)欄)+11.25m(車行道)+3.25m(人行道),行車道為左右幅六車道;橋面橫坡:雙向坡,±1.5%;橋面鋪裝上層為10cm厚瀝青混凝土,下層為8cm厚C40防水混凝土。2質(zhì)量控制2.1基礎(chǔ)處理和支架設(shè)計(jì)(1)混凝土硬化層扁擔(dān)河大橋施工范圍位于河塘內(nèi),主要為軟土、輕質(zhì)亞黏土,表層全部為軟土的實(shí)際情況,采取淺層摻灰處理,流質(zhì)淤泥予以換填摻灰黏土,處理深度為50～100cm,表層為10cm厚C15混凝土硬化層,并預(yù)留橫向排水坡度,縱向設(shè)置邊溝排水,確保支架地基處于干燥狀態(tài),以穩(wěn)定其承載力和變形。根據(jù)受力計(jì)算支架地基承載力為36kN/m2,地基處理好后,采取輕便觸探實(shí)測地基承載力最小值為56kN/m2,滿足使用要求,扁擔(dān)河內(nèi)采取兩端設(shè)置圍堰截?cái)嗔魉?施工時(shí)間在前年的11月份到次年2月份的枯水季節(jié)),清淤后填筑1.0m厚建筑垃圾,分層碾壓密實(shí)后,其上再分層填筑50cm厚水泥穩(wěn)定粒料,水泥穩(wěn)定粒料每層的壓實(shí)度達(dá)到95%,表層澆筑10cm厚C15混凝土硬化層。(2)翼板及支架布置采取碗扣式滿堂鋼管支架,經(jīng)計(jì)算:箱梁腹板范圍內(nèi),支架豎桿間距布置為50cm×50cm,翼板范圍內(nèi)布置間距為70cm×70cm,支架縱、橫向采用鋼管連接,使其構(gòu)成為整體,并在每排鋼管斜向采用剪刀撐,縱向用50cm長的鋼管將豎桿相互連接,以加強(qiáng)排架的整體受力性能。根據(jù)現(xiàn)澆梁荷載計(jì)算鋼管支架的布置形式和幾何尺寸,確保支架的整體強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性滿足使用要求。(3)沉降觀測時(shí)間支架預(yù)壓荷載采用驗(yàn)算荷載+20%偶然荷載的方法預(yù)壓,采用每袋重量為25kN標(biāo)準(zhǔn)沙袋對稱逐級(jí)加載,并在跨中、1/4跨、1/8跨及支座位置處設(shè)置沉降觀測點(diǎn),每天間隔測量4次。在相臨觀測數(shù)據(jù)變化小于2mm的情況下,繼續(xù)穩(wěn)壓8h,確保支架變形符合設(shè)計(jì)要求。2.2測回法繪制本工程測量放樣工作,采用三角網(wǎng)法放樣,每次放樣均采用測回法閉合。放樣之前,先對勘測單位提供的控制點(diǎn)和水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測,復(fù)測合格后,再進(jìn)行控制網(wǎng)和水準(zhǔn)點(diǎn)的加密工作,然后進(jìn)行軸線、控制線和幾何位置等的測量放樣。2.3原料質(zhì)量檢驗(yàn)工程所用鋼筋,水泥,金屬波紋管,錨、夾具等原材料均按照有關(guān)規(guī)范規(guī)定,在材料進(jìn)場后先進(jìn)行材料抽檢試驗(yàn),待檢測結(jié)果合格后,方才允許進(jìn)行材料加工和用于工程施工。2.4混凝土模板施工在初步擬定構(gòu)件模板尺寸后,根據(jù)荷載組合進(jìn)行模板的強(qiáng)度、剛度計(jì)算和脫模計(jì)算。作用在模板上的力有豎向荷載和水平荷載,計(jì)算時(shí)主要考慮模板自重、濕混凝土對模板產(chǎn)生的豎向力和水平力、振搗混凝土產(chǎn)生的豎向力和水平力、施工荷載及混凝土與模板間的粘結(jié)力等。模板的受力計(jì)算,是根據(jù)力學(xué)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理進(jìn)行的。市政工程外觀質(zhì)量要求較高,同時(shí)為了減輕支架荷載,模板采取大面積優(yōu)質(zhì)竹膠板,拐角處采取45°倒角相連,模板拼接處采用單面膠帶相連確保接縫嚴(yán)密。為保證混凝土保護(hù)層厚度,采用PVC定型保護(hù)層墊塊,用鉛絲綁扎固定在靠近模板的鋼筋上。預(yù)應(yīng)力筋孔道采用預(yù)埋金屬螺旋管,加設(shè)井字型定位鋼筋的方法進(jìn)行波紋管定位。在預(yù)埋波紋管后,即將鋼絞線穿進(jìn)管道,混凝土澆筑前嚴(yán)格檢查管道的密封情況(波紋管接頭處用膠帶密封)。2.5鋼筋和預(yù)交叉2.5.1鋼筋表面選擇鋼筋的技術(shù)條件符合設(shè)計(jì)要求,按照圖紙配制鋼筋的級(jí)別、鋼種、數(shù)量、直徑、型狀等。鋼筋表面應(yīng)潔凈,無銹皮、油漬、油漆等污垢;鋼筋要順直;鋼筋綁扎時(shí)鐵絲扎緊,鋼筋骨架成型后穩(wěn)固,在安裝及澆筑混凝土?xí)r不松動(dòng)或變形。2.5.2預(yù)應(yīng)力筋張拉本工程預(yù)應(yīng)力筋采用符合ASTMA416-92標(biāo)準(zhǔn)中的270級(jí)鋼絞線,標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度Ryb=1860MPa,Ey=2.0×105MPa,設(shè)計(jì)張拉控制應(yīng)力0.75Ryb。從進(jìn)場的每批鋼絞線中任取3盤,并從所選的每盤鋼絞線端部正常部位截取一根進(jìn)行表面質(zhì)量、直徑偏差和力學(xué)性能試驗(yàn),每批鋼絞線的重量不大于60t。確保預(yù)應(yīng)力筋束直順、不扭轉(zhuǎn)、不松散;預(yù)應(yīng)力筋采用砂輪切割機(jī)切割。2.5.3錨具的檢查及硬度檢驗(yàn)本工程設(shè)計(jì)的錨夾具采用OVM15系列,進(jìn)場驗(yàn)收:錨、夾具和連接器進(jìn)場時(shí),除應(yīng)按出廠合格證和質(zhì)量證明書核查其錨固性能類別、型號(hào)、規(guī)格及數(shù)量外,還應(yīng)按下列規(guī)定進(jìn)行驗(yàn)收:①外觀檢查:按照規(guī)范要求從每批中抽取10%的錨具且不少與10套,檢查其外觀和尺寸。如有一套表面有裂紋或超過產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)圖紙規(guī)定尺寸的允許偏差,則取雙倍數(shù)量的錨具重做檢查,如仍有一套不符合要求,則逐套進(jìn)行檢查,合格者方可使用。②硬度檢驗(yàn):從每批進(jìn)場的材料中抽取5%的錨具且不少于3套,對其中有硬度要求的部件做硬度試驗(yàn),對多孔夾片式錨具的夾片,每套至少抽取5片。每個(gè)零件測試3個(gè)點(diǎn),其硬度應(yīng)在設(shè)計(jì)要求范圍內(nèi),如有一個(gè)不合格,則應(yīng)取雙倍數(shù)量的零件重做試驗(yàn),如仍有一個(gè)部件不合格,則應(yīng)逐個(gè)檢查,合格者方可使用。2.5.4荷載作用下的抗?jié)B漏及抗彎曲滲漏金屬螺旋進(jìn)場時(shí),按出廠合格證和質(zhì)量保證書核對其類別、型號(hào)、規(guī)格及數(shù)量,還應(yīng)對其外觀、尺寸、集中荷載下的徑向剛度、荷載作用后的抗?jié)B漏及抗彎曲滲漏等進(jìn)行檢驗(yàn)。2.6混凝土建設(shè)項(xiàng)目(1)混凝土澆筑方案現(xiàn)澆梁采用的為C50高標(biāo)號(hào)混凝土,為保證梁體外觀質(zhì)量,把混凝土坍落度控制在(100±20)mm范圍之內(nèi)。在混凝土施工過程中,在混凝土澆筑地點(diǎn),現(xiàn)場隨機(jī)抽查其坍落度?；炷猎牧线x擇,配合比設(shè)計(jì),攪拌、運(yùn)輸和澆筑符合文獻(xiàn)的要求。為保證混凝土強(qiáng)度,在骨料中摻加一定比例的玄武巖,結(jié)果表明這一措施確保了混凝土強(qiáng)度全部滿足設(shè)計(jì)要求和相關(guān)規(guī)范規(guī)定。對于箱梁混凝土工程的施工,采取分兩次澆筑的施工方案:第一次澆筑箱梁底板及腹板頂;第二次澆筑頂板。這樣既減緩了混凝土荷載的加載速度,又有利于提高箱梁幾何尺寸的控制精度。(2)覆蓋物的覆蓋由于部分箱梁澆筑在1～2月份,氣溫很低,為保證混凝土凝結(jié)所需要的溫度,采用覆蓋一層潮濕的稻草厚3cm,其上覆蓋彩條布,彩條布上覆蓋一層加厚帆布,以增加保溫效果,雨雪時(shí)再加蓋一層防水雨布。每晝夜用溫度計(jì)測量箱室內(nèi)部溫度4～6次,實(shí)測最低溫度為22℃,滿足有關(guān)要求,保證了混凝土質(zhì)量。2.7張拉準(zhǔn)備和壓漿(1)張拉注意事項(xiàng)箱梁混凝土同條件養(yǎng)護(hù)試塊強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%后,才進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼絞線的張拉工作。張拉前千斤頂、油表重新校驗(yàn),操作人員持證上崗,編制預(yù)應(yīng)力筋專項(xiàng)施工方案。張拉用油頂?shù)陌惭b,采用人工配合拉力葫蘆的方法安裝到為,拉力葫蘆由鋼管人字支架支撐。當(dāng)發(fā)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力偏差超過規(guī)定時(shí),立即停止張拉,查找出現(xiàn)偏差的原因,待致使超過規(guī)范允許偏差的影響因素消除,并且經(jīng)過驗(yàn)證合格后才能繼續(xù)張拉。張拉時(shí)專人指揮,同時(shí)做好防護(hù)措施,防止夾片飛出的傷人事件發(fā)生,張拉端前面嚴(yán)禁站人。預(yù)應(yīng)力筋理論伸長值計(jì)算,采用如下公式計(jì)算(盡管設(shè)計(jì)采用一端張拉,但經(jīng)過實(shí)際張拉,實(shí)際伸長量與理論相符合),即△L=PpLApEp(1)△L=ΡpLApEp(1)其中,Pp為預(yù)應(yīng)力筋的平均張拉力(N),直線筋取張拉端的張拉力,兩端張拉的曲線筋,計(jì)算方法為Pp=P(1?e?(kx+μθ))kx+μθ(2)Ρp=Ρ(1-e-(kx+μθ))kx+μθ(2)其中,P為預(yù)應(yīng)力筋的張拉端的張拉力(N);x為從張拉端至計(jì)算截面的孔道長度(m);θ為從張拉段至計(jì)算截面曲線孔道部分切線的夾角之和(rad);k為孔道每米局部偏差對摩擦的影響系數(shù);μ為預(yù)應(yīng)力筋與孔道壁的摩擦系數(shù)。張拉時(shí)采取分級(jí)張拉,張拉程序?yàn)?→10%σk→30%σk→100%σk(持荷3min)→錨固。(2)水泥漿壓漿孔道壓漿采用用普通水泥;水泥漿試塊28d標(biāo)養(yǎng)強(qiáng)度不低于30MPa;水灰比實(shí)際采用摻加8%高效減水劑的方法,水灰比為0.35;水泥漿的泌水率最大不超過3%,拌和后3h泌水率控制在2%以內(nèi),泌水在24h內(nèi)重新全部被水泥漿吸回;水泥漿稠度控制在14～18s之間;水泥漿自拌制至壓入孔道的延續(xù)時(shí)間,控制在30～45min范圍內(nèi);壓漿的最大壓力為0.5～0.7MPa,最大壓力為1.0MPa;穩(wěn)壓期不少于2min,壓力不小于0.5MPa。壓漿時(shí),直到另一端排氣孔冒濃漿為止,然后堵塞排氣孔進(jìn)入穩(wěn)壓階段,壓漿結(jié)束后及時(shí)封堵壓漿孔。壓漿時(shí)記錄壓漿壓力表的壓力數(shù)值、穩(wěn)壓時(shí)間,以及水灰比。2.8橫向或橫向卸落模板、支架拆除遵循先支后拆的原則,卸落支架按擬定的卸落程序進(jìn)行,分幾個(gè)循環(huán)卸完,卸落量開始時(shí)小,