公路桥梁毕业设计.doc
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1、毕 业 论 文预应力混凝土简支箱梁桥施工姓 名:张焱峰 学 号:1414001200916指导教师:侯晓霞土木工程专业毕业论文(毕业设计)开题报告指导教师侯晓霞学员姓名张焱峰学号1414001200916论文题目预应力混凝土简支箱梁桥施工论文(设计)选题来源:本人参与施工的高沁高速公路玉溪1号大桥论文(设计)的研究目的、对象、目标、内容、方法:一、论文撰写与设计研究的目的 学习预应力混凝土简支箱梁桥施工工艺二、论文(设计)研究的对象: 预应力混凝土简支箱梁桥三、论文(设计)研究预期达到目标: 熟练掌握预应力混凝土简支箱梁桥施工工艺四、论文(设计)研究的内容:预应力混凝土简支箱梁桥 墩盖梁施工五
2、、设计应完成的图纸 墩盖梁施工模板支撑体系及应力计算六、主要参考资料中华人民共和国交通运输部.JTG/T F50-2011公路桥涵施工技术规范.北京:人民交通出版社.2011高沁高速公路LJ-6合同段施工图纸七、进度要求 2016年3月5日-4月20日八、其它要求论文(设计)的创新点:预应力混凝土简支箱梁桥墩盖梁施工新工艺题目可行性说明及预期成果:预应力混凝土简支箱梁桥是目前省内桥梁设计中最常见的桥梁类型,其施工工艺成熟,投资小,施工周期短,是所有桥梁施工企业技术人员必须掌握的桥梁类型。熟练掌握预应力混凝土简支箱梁桥施工工艺辅导教师评语:预应力混凝土简支箱梁桥施工摘 要摘要:预应力混凝土简支箱
3、梁桥是目前省内桥梁设计中最常见的桥梁类型,其施工工艺成熟,投资小,施工周期短,是所有桥梁施工企业技术人员必须掌握的桥梁类型。预应力混凝土简支箱梁桥施工顺序:桩基施工、地系梁施工(承台)施工、墩柱施工(桥台肋板)施工、盖梁施工、箱梁架设安装、桥面系施工。本次设计题目是山西省高平至沁水高速公路LJ-6合同段玉溪1号大桥。玉溪1号大桥共6跨,单孔跨径为20m,箱梁共计48片。箱梁梁高1.2m,底板宽1m,顶板宽2.4m2.85m,底板厚1825,腹板厚1825。该桥箱梁最小重量为中跨中梁计46T,最大重量为边跨边梁计53T。本文主要阐述了该桥的施工顺序及施工工艺和盖梁支撑系统的应力计算。具体包括以下
4、几个部分:桩基施工工艺;地系梁施工工艺;墩柱施工工艺;盖梁施工工艺;箱梁安装;桥面系施工。盖梁施工工艺包括盖梁模板支撑系统选用、应力计算等。关键词:预应力混凝土简支箱梁桥,桩基,墩柱,盖梁,支撑系统,应力,箱梁,桥面目 录引言11 桩基施工工艺21.1桩位放样21.2挖孔21.3爆破挖孔31.4钢筋笼制作及吊装71.5灌注干孔砼112地系梁施工工艺112.1施工准备112.2底模施工112.3钢筋加工与安装122.4地系梁侧模安装122.5地系梁混凝土浇筑122.6模板拆除与养生123墩柱施工工艺123.1施工准备123.2钢筋笼制作和安装133.3模板制作和安装143.4墩柱混凝土的浇筑15
5、3.5摸板拆除与混凝土养生154盖梁施工工艺164.1盖梁施工工序164.2测量放样164.3墩顶凿毛174.4穿心棒安装174.5架设底模174.6钢筋制作和安装184.7安装盖梁侧模、端模194.8支座垫石、挡块194.9混凝土浇筑194.10摸板拆除与混凝土养生204.11无支架穿心棒法盖梁施工计算书205箱梁安装工艺255.1施工准备255.2支座安装255.3架桥机拼装265.4架桥机过孔265.5箱梁运输275.6箱梁吊装275.7落梁后检查285.8注意事项296桥面系施工工艺296.1横隔梁和湿接缝296.2负弯矩预应力钢绞线张拉压浆及体系转换306.3桥面铺装施工356.4防
6、撞墙施工376.5搭板施工39参考文献39引 言预应力混凝土简支箱梁桥是目前省内桥梁设计中最常见的桥梁类型,其施工工艺成熟,投资小,施工周期短,是所有桥梁施工企业技术人员必须掌握的桥梁类型。预应力混凝土简支箱梁桥施工顺序:桩基施工、地系梁施工(承台)施工、墩柱施工(桥台肋板)施工、盖梁施工、箱梁架设安装、桥面系施工。本次设计题目是山西省高平至沁水高速公路LJ-6合同段玉溪1号大桥。玉溪1号大桥共6跨,单孔跨径为20m,箱梁共计48片。箱梁梁高1.2m,底板宽1m,顶板宽2.4m2.85m,底板厚1825,腹板厚1825。该桥箱梁最小重量为中跨中梁计46T,最大重量为边跨边梁计53T。本文主要阐
7、述了该桥的施工顺序及施工工艺和盖梁支撑系统的应力计算。具体包括以下几个部分:桩基施工工艺;地系梁施工工艺;墩柱施工工艺;盖梁施工工艺;箱梁安装;桥面系施工。盖梁施工工艺包括盖梁模板支撑系统选用、应力计算等;桩基施工工艺桩基成孔是桩基施工的关键工序,直接影响桩基工期,因此选择能够适应现场的成孔方案至关重要。在地下水位较深的地段,采用人工挖孔成孔。正 文1 桩基施工工艺1.1桩位放样在开挖前应根据图纸用全站仪在现场精确放样定出桩基位置,并经测量监理工程师复验合格后,在桩基外围1m处设置4个护桩用以在挖孔过程中随时检查桩位偏差、倾斜度,并在最后吊放钢筋笼时检查吊放中心是否准确。1.2挖孔当场地为坡地
8、时,需清除地表杂物,挖除软弱层,整平并用压路机碾压密实以设置施工平台。井口围护应比地面至少高30cm,防止土、石、杂物滚入孔内伤人。 挖孔应相互间隔,每个桥墩每次开挖一个桩孔,以避免施工时相互影响,并保持孔壁土体的稳定。 桩孔开挖采用分节开挖法,分节开挖与护壁,每节开挖深度不超过1.0m,挖孔次序为先中间后周边。人工手持风镐或十字镐从上到下逐层挖掘,铁锹铲土装入吊桶,简易电动提升架提升,至地面后运至弃土场。安装提升设备时,应使吊桶的钢丝绳中心与桩孔轴线位置一致,以此为挖土时粗略控制中心线。每节挖1m应及时灌注C25细石混凝土护壁,护壁厚度不小于15cm。护壁砼圈中心线应与桩轴线重合,其与桩轴心
9、偏差小于20mm。护壁砼中可掺用速凝剂,护壁模板一般在24h后拆除。护壁砼模板由标准组合钢模板拼装而成,拆上节支下节,循环周转使用。 施工中随时注意孔壁情况,发现问题,及时处理,防止事故发生。如果发现护壁有渗涌水现象要采取向孔洞内喷水泥浆或用相同标号砼填塞空洞的方案处理。当渗涌水量较大时,采用以下处理方法:降低地下水位,在已完工的孔内设泵抽水以减少地下水对不良地质孔的压力。降低每节护壁砼的高度,随挖随护壁以免除不良地质的孔壁暴露时间太长。采用水中挖土,减少地下水的水头压力尽量缩小孔内水位与地下水位的高差。如发现已形成流沙和流泥,视情况采取相邻桩跳挖施工的顺序,保持相邻桩挖深高差不少于2m。如遇
10、流沙、流泥较严重时,需放弃人工挖孔方案,采用冲击钻成孔。1.3爆破挖孔在挖孔的过程中,当遇到较大的孤石或软岩层时使用空压机和风镐,将其打碎。当遇到硬岩层或软岩层较厚时,需采用浅眼爆破法进行爆破作业。具体施工工艺如下:(1)布孔采用风动凿岩机钻眼,就位后按钻眼布置图钻孔,掏槽眼和周边眼的钻眼精度要求为控制在3cm之内。基孔中央以等三角形布3个眼,眼距为50cm左右,深1.2m。三角形中间布一空眼,形成三角掏槽。沿基孔周围布置周边孔,周边孔采用斜向周边外打孔,与中心孔的距离为65cm,孔深1.0m,孔距30cm。根据本标段桩孔基岩特性和孔径,确定每循环进尺延深H=1.0m ,属浅孔爆破,爆破孔径浅
11、眼取d=(40+2)mm,超钻深度h=(2-6)d,a=(9-4)d,最小抵抗线w=(0.5-0.9)H,炮孔排距b=(0.8-1.2)a。针对爆破施工需尽量减少对周围岩层影响的特点,参数取值h=200mm,a=300mm,b=350mm。规范规定w取最小0.9m,故w=0.9m。炮孔平面布置图见下图(以上数据为桩径1.5m布孔参数,其余桩径做适当调整):(2)参数计算炸药单耗根据图纸所示,本标段桥梁桩基需爆破的地质为砂岩、泥岩层,属V级岩石等级,其标准抛掷爆破炸药单耗q标=1.41.5kg/m3,松动爆破炸药单耗取q松=q标/3=0.470.50kg/m3。装药量爆破药包计算公式Q=q松w3
12、e式中:q松松动爆破单位耗药量(kg/m3)w最小抵抗线,中心掏槽孔(0.9m),周边孔(0.35m)e炸药换算系数,0.78则中心掏槽孔Q=0.2670.284kg,周边孔Q=0.0160.017kg。结合实际装药高度以孔深的1/3高度左右爆破效果最佳,爆破的计算参数结果见下表所示。在实际施工时,必须对q松值进行试爆验证,也应根据实际适当调整。周边孔采取隔孔装药。孔位孔数(个)孔深(cm)孔药量(g)孔距(mm)装药长度(mm)起爆顺序单段数量(g)中心掏槽孔3120300520400I900周边孔14100225300300II1575微差时间微差爆破中,两相近段之间毫秒间隔时间确定为50
13、ms。爆破安全距离A、 爆破地震安全距离R=(K/V)1/a Q1/3其中R安全距离(m)K岩石介质系数选用150a衰减系数1.5V安全震速3cm/s 相当于地震烈度等级级Q炸药量:齐发爆破取总量,毫秒爆破取量大一段药量(1.575kg)m药量指数选1/3则R=15.8m,考虑理论计算与实际的差别,安全距离R取50m。B、 个别飞石的安全距离验算R=20KfNW式中R飞石安全距离(m)Kf安全系数1.5N爆破作用指数0.5W最小抵抗线 0.9m所以R=201.50.50.9=13.5m根据实际爆破经验和许多不确定因素,在桩基周围100m范围均设置警戒线,以完全满足安全生产的要求。(3)装药爆破
14、前要对储存的爆破材料进行检查,选用合格的炸药和雷管。注意要使用爆破材料的生产日期,有效保质期等,不使用过期的废旧火工品。要仔细进行装药、堵塞、联结工作,注意每一环节,防止出现卡孔、雷管与炸药分离和折断雷管脚线等问题。管药联结时,雷管脚线不能过分拉紧,要保持一定的松驰度。雷管与管脚线联结时反向联结。 (4)起爆采用串联微差起爆网络,起爆前用专用电桥检测电路阻值,符合爆破规程要求后,方可起爆。在挖孔深度较浅时,全部使用电雷管起爆;随着基孔深度的增加,如果渗水较大,电雷管起爆电源不足,引起拒爆,可采用导爆管结合电雷管起爆。爆破时必须贯彻“安全第一”的指导思想,在规定的爆破时间,设置警戒哨岗,划定警戒
15、线,警戒人员控制好安全范围,明确警戒音响信号。在离居民区较近的地段还应与当地治安、交警部门联系,发布公告,并在路线两端设立醒目的标志、施工告示牌,明确危险标示。严格遵守当地公安部门的有关爆炸物品管理的规定,要记录好爆破时间、装药量、剩余用量等数据。如起爆后发现盲炮,要立即封锁现场,组织施工人员针对装药时的具体情况,找出拒爆原因,采取相应措施处理。处理盲炮一般可采用二次爆破法和炸毁法。属于漏点火的拒爆药包,可再找原来的导火索、导爆管或雷管脚线,经检查完好后,进行二次起爆;对防水药的炮眼,掏出堵塞物,再装入起爆药包将其炸毁。如果拒爆眼周围岩石尚未发生松动破碎,在离拒爆眼30cm处,钻一平行新眼,重
16、新装药起爆,将拒爆眼炸毁。 施工人员下井前应事先测定孔底有无毒气,若有毒气则立即排除。(5)孔底处理 当爆破作业至桩底标高0.4m时,应改用风镐凿岩,使桩尖持力层不受爆破力的影响。挖孔达到设计深度后,把孔底的松渣、浮土、护壁污泥、淤泥、沉淀土等扰动过的软弱层全部清理掉。若桩底进入斜岩层,应把桩底岩石凿成水平或台阶状。之后通知监理工程师、设计部门对孔底标高、形状、尺寸、土质、岩性等进行检验,合格后迅速封底。1.4钢筋笼制作及吊装(1)材料要求钢筋进场必须有出厂合格证和质量证明书,进场钢筋应分别按规格、型号批量堆放,并按规定通知监理进行力学性能检验,合格后方可加工制作。钢筋的表面应洁净,使用前应将
17、表面油渍、漆皮、鳞锈等清除干净。钢筋应平直、无局部弯折,成盘的钢筋和弯曲的钢筋均应调直。焊条要求采用E50级以上,应分类存放和妥善管理,并采取措施防止腐蚀受潮变质。焊接时,施焊场地应有适当的防雨设施。(2)钢筋制作与焊接 钢筋制作主筋下料时应考虑搭接焊接长度和相邻2根主筋应错开的焊接接头区段长度(指35d且不小于500mm)。应根据桩的长短和吊车吊装能力来确定钢筋笼的分节长度,且分节长度最大不超过18m。加强箍筋应在按设计内径制作的定型圆平台上(可在12mm钢板上用长10cm的25钢筋沿圆周焊成定型圆)卷制焊接而成。螺旋箍筋下料时应考虑绑扎时搭接长度不小于30d。钢筋焊接钢筋焊接前,须根据施工
18、条件进行试焊,合格后方可正式施焊。焊工须持考试合格证上岗。钢筋接头采用搭接电弧焊,宜采用双面焊接,焊缝的长度不应小于5d(d为钢筋直径);当双面焊接困难时,可采用单面焊缝,焊缝的长度不应小于10d。焊接时两钢筋搭接端部应预先折向一侧,使两接合钢钢筋轴线一致。之后焊接接缝按以下要求进行检查:A、焊缝表面应平整,不得有较大凹陷和焊瘤。B、接头处不得有裂纹。C、允许偏差见下表:名 称单位接头形式搭接焊接头处弯折3接头处钢筋轴线的偏移mm0.1d3焊缝厚度mm+0.05d,0焊缝宽度mm+0.1d,0焊缝长度mm0.5d横向咬边深度mm0.5在长2d的焊缝表面上夹渣数量个2面积mm26在焊接接头区段长
19、度(指35d且不小于500mm)内,同一根钢筋不得有2个接头。桩基钢筋笼配置在接头区段长度内的受力钢筋,其接头截面面积占总截面面积不超过50%。(3)钢筋笼的成型在一块坚实平整的场地上,按每间隔2m铺上枕木枋形成钢筋笼的制作平台,在此平台上按照规范要求铺设主筋,之后每隔2m设置一道加强箍筋。在加强箍筋与主筋焊接时,先按图纸所示的主筋间距、根数在加强箍筋上划上记号,将主筋按规定的间距焊牢在加强筋上,且必须保证加强筋的平面与主筋垂直。之后按照图纸所示的位置焊接定位钢筋,并按照设计间距绑扎螺旋箍筋,则一节钢筋笼即可成型。对于最上面一节钢筋笼,还需准确测量护筒标高,计算出护筒顶至钢筋笼底部的距离,加焊
20、圆环吊筋。钢筋笼检验允许偏差见下表:项次检查项目允许偏差检查方法和频率1受力钢筋间距(mm)灌注桩20尺量:每构件检查2个断面 2箍筋间距(mm)10尺量:每构件检查510个间距3钢筋骨架长度(mm)长10尺量:按骨架总数30%抽查宽、高或直径54保护层厚度(mm)基础10尺量:周边检查8处(4)钢筋笼运输与安装在成孔验收且第一次清孔后,即可用吊车将钢筋笼放入桩孔内。钢筋笼在起吊、运输和安装过程中应轻搬、轻运,保证骨架的整体性,防止变形。吊起钢筋笼时,钢筋笼顶部要用钢管十字相撑,主筋部位可绑扎方木临时加固,防止在吊放时产生变形。吊点的设置一定要正确,否则可能引起钢筋笼的变形甚至散架。其位置为:
21、第一吊点设置在顶部加强箍筋或吊环处,第二吊点设置在距本节钢筋笼底部1/3长度处。当距离较远,需用炮车运输时,应采取固定措施,要匀速缓慢行驶,防止钢筋笼滚落伤人和颠簸变形影响下孔。钢筋笼入孔时,需改变第二吊点位置,将钢筋笼吊直扶稳,对准桩孔缓慢下沉,切勿撞击孔壁,吊装就位偏差不大于5cm。每下完一节钢筋后用钢管、方木或工字钢固定,再用吊车吊另一节进行拼装焊接。(5)钢筋笼的拼装焊接拼装前,应检查每根主筋否符合焊接要求。拼装时,在需要焊接的位置用楔形卡卡住,防止电焊时局部变形。待所有焊接点卡好后,先在焊缝两端点焊定位,然后进行焊缝施焊。钢筋笼焊接时,施焊顺序应由中到边对称地向两端进行,先焊骨架下部
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