梁济河特大桥施工技术方案.doc
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1、梁济运河特大桥主桥悬浇连续箱梁施工技术方案一、工程概况梁济运河特大桥位于梁山县徐集镇吴大庙村东北梁济运河,桥中心线与流水交角为75,设计采用正交,桥中心桩号K122+071。桥全长527延米,桥孔为530+60+100+60+530米,主跨采用三跨60+100+60预应力混凝土半刚构连续箱形梁,主梁采用50号混凝土。引桥采用30米预应力混凝土简支梁转换连续箱,梁横断面为两幅分离的单箱单室断面,宽13。5米,采用三向预应力结构。两主墩采用双薄壁墩, 主桥主墩采用40号混凝土,引桥采用柱式桥墩、肋板式桥台。梁济运河特大桥位于半径R=9000m的平曲线内,曲线变化由主桥和引桥箱梁翼板长度变而形成。桥
2、位河床地质为:粘土、亚粘土、亚砂土、细砂、中砂、粗砂、中粗砂.钻孔桩基础和主跨挂篮预应力混凝土半刚构连续箱形梁施工,是本桥的关键控制性工程。(一)、梁济运河特大桥主桥上部结构:1、主桥上部结构形式为预应力混凝土半钢构连续箱形梁,其桥孔布置为60+100+60米。横截面为两幅分离的单箱单室断面,单幅箱梁全宽13.5米,桥面横坡由箱梁顶板自倾形成.箱梁纵向为变截面:主墩墩顶箱梁梁高5.00米,跨中及边跨支点箱梁梁高2。50米,1号9号及0号块部分箱梁梁高按二次抛物线变化,0号块底板厚为分段线性变截面;1号9号块底板厚按二次抛物线变化,0号块底板厚为分段性变截面,10号块底板为等厚。箱梁0号块长度1
3、0.0米;悬浇段长度43.米,共分10块,每块长度3.5或4.50米;中孔合扰段长度3。00米,边孔合扰段长度1。50米;连孔支架现浇段长度9。93米。箱梁除墩顶设置横隔板外,连孔、中孔合扰段各设一块横隔板。2、主桥箱梁设置纵、横、竖三向预应力.纵向预应力采用12j15.24低松驰预应力钢绞线束,锚具采用OVM15-12型锚具,预应力孔道采用金属波纹管,孔道内径为9厘米。每个T构设置纵向悬浇钢束62束,其中:顶板20束,腹板42束;每个中跨跨中合扰束32束,其中:腹板8束,顶板6束,底板18束;每个边跨跨中合扰束22束,其中:腹板8束,顶板8束,底板10束;备用孔道内径9厘米,其中:每个T构顶
4、板悬浇段8束,每个中跨顶、底板合扰束分别为1束和4束,每个连跨顶、底板合扰束分别为1束和6束。横向预应力钢束的基本布置间距为0.75米,采用3j15.24低松驰钢绞线,锚具为BM153、BM15P-3型锚具,全桥共设横向预应力束588束.竖向预应力布置间距为0。75米1.00米,采用25高强精轧螺纹钢筋25冷拉IV级钢筋,锚具采用轧丝锚,全桥竖向预应力钢筋1136根。隔板横、竖向预应力钢筋,均采用25高强精轧螺纹钢筋冷拉IV级钢筋,锚具采用轧丝锚,全桥隔预应力钢筋共192根。3、纵向预应力钢束张拉采用双控一次两端张拉工艺,除连孔底板合扰钢束控制应力为k=1200兆帕外,其余钢束线拉控制应力为k
5、=1300兆帕;横向预应力钢束有线拉采用双控一次一端张拉工艺,张拉控制应力为k=1300兆帕;竖向预应力钢筋和隔板预应力钢筋的张拉采用双控一次一端张拉工艺,张拉控制力为k=600兆帕。上述张拉控制应力为锚下预应力钢束(钢筋)应力,不包括锚口应力损失。(二)、下部及基础设计:梁济运河特大桥主桥每座共用墩为厚度1。6m 的单薄壁墩,基础为双排直径1.5米钻孔桩,桩顶设2.5米厚承台.主墩为厚度1.50米双薄壁墩,两薄壁中心距6米。基础为三排直径1.8米钻孔桩,桩顶设3.0米承台。桥台处设置了桥头塔板,长度为12米。(三)、支座、减震构造设计:梁济运河行大桥主桥要用盆式橡胶支座,引桥采用圆板式橡胶支
6、座。支座和减震垫板橡胶均采用天然橡胶,梁底、墩顶钢板为碳素结构Q235,并应符合GB700-88的规定。支座应满足公路桥梁盆式橡胶支座JT391-1999和公路桥梁板式橡胶支座JT/T4-93的规定。四氟析与不锈钢板之间加润滑硅脂,支座滑动摩擦系数不大于0.05。每个支座的滑动摩擦系数均应经国家承认的检测部门的检测,不符合要求的不能使用。在购买支座时,生产厂家应提供产品所用材料的材质、技术指标及成品整体力学性能和技术指标的抽样检验报告,检验结果应符合交通部颁发的公路桥梁盆式橡胶支座JT3911999和公路桥梁板式橡胶支座JT/T4-93的标准要求和设计要求。所有支座及减震板的钢板外露部分采用涂
7、漆防腐,要求先涂一遍底漆,再涂两扁油漆。(四)、伸缩装置设计:本桥采用GQF-MZL-80型和XFII240A2斜向支承型两种伸缩装置,除图中注明尺寸,其余异形钢、密封橡胶带、位移箱尺寸是参照有关厂家定型产品设计的.伸缩装置预留槽采用50号钢纤维防水混凝土,抗渗等级为S6,应满足钢纤维混凝土结构计与施工规程(CECS38:92)的规定.钢纤维防不混的粗骨料粒径不大于2厘米,钢纤维体积率1。2,采用长度40毫米、直径0.5毫米的剪切型钢纤维,钢纤维抗拉强度不小于600兆帕。钢纤维宜采用有锚固端的钢纤维,不得使用表面磨损前后裸露尖端导致行车不安全的钢纤维,不宜使用搅拌易成团的钢纤维。水泥采用标号不
8、低于425号的硅酸盐水泥,水泥用量不少于380千克/立方米.拌合严禁掺加氯盐。(五)、现浇混凝土、桥面铺装及防水设计:整体化混凝土采用50号防水混凝土.桥面铺装沥青混凝土厚度9cm,分4、5 cm两层铺筑,材料要求及施工工艺同路面结构。防水层施工前应将桥面清理干净并将桥面混凝土拉毛,清除表面灰浆并清洗干净,待表面干燥后,设FYTI型三涂涂膜类防水层,其组成顺序为:FTTI型1号料(加表面活性剂稀释,一涂)+FYTI型1号料(二涂)+FYTI型2号料(三涂),由生产厂方负责施工.(六)、护栏及其他设计:(1)、护栏所有外露金属件均应涂防锈漆。(2)、本桥全桥设置了泄水管.泄水管采用铸铁管.泄水管
9、除与混凝土接触面外,均采用涂一遍底漆、两遍面漆防腐。(3)、依据国家地震局和建设部发布的中国地震动参数工划图(GB183062001),本桥位于属于基本烈度VII度区,依照公路工程抗震设计规范(JTJ00489)的规定,本桥按基本烈度VII度设计,按VIII度要取抗震措施。(七)、主桥箱梁施工关键技术:箱梁施工采用4对(8套) 挂篮对称悬浇施工。施工过程中加强线型控制,0、1#块在托架上现浇施工、210#段悬臂挂篮施工、边跨梁段支架现浇以及合拢与体系转换等关键技术方案及施工要点说明如下:1、箱梁施工顺序本桥梁连续刚构施工,其具体安排如下:(1)、完成主墩后,临时锚固后在墩顶设托架,现浇0、1#
10、块(2)安装悬臂施工挂篮并调试、试压。(3)依次由墩顶至跨中对称、平衡悬臂浇注箱段、张拉预应力钢束直至悬臂浇注梁段施工完成。(4)架设边跨支架,在悬浇梁段完成前,现浇边跨梁段并养护至设计强度。 挂篮示意图(5)拆除悬臂施工挂篮,安装边跨合拢挂篮或搭设合拢支架现浇,同时在悬臂段根据施工和设计要求进行配重,并安装劲性骨架。浇注合拢段混凝土时,同步等量减少配重,配重重量按合拢段混凝土重量的90%控制.(6)张拉边跨预应力钢束。(7)安装跨中合拢段挂篮、配重,安装劲性骨架,浇注合拢段混凝土,并同步等量减少配重,张拉预应力钢束。(8)全桥合拢,拆除桥墩X形撑.2、三角式桁架挂篮:根据本桥特点,悬臂施工挂
11、篮采用三角桁架式,如下图所示。该挂篮由三角形架、提吊系统、锚固系统、走行系统、模板及张拉平台组成,前吊带具有调整标高的能力,可在立模及浇注混凝土梁段过程中,随时调整由于梁段自重在挂篮上产生的挠度。挂篮设计参数为:走行时抗倾覆安全系数为5;施工时抗倾覆安全系数为3;上水平限位安全系数为3。(1)、 线型控制:线型控制直接影响到合拢精度,故必须对线型进行精确计算和严格控制,在施工中采取控制高程和圆曲线,以计算机程序化分析控制。(2)、 高程控制要点:在梁顶面的同一方向截面上位于桥纵轴线左右对称预埋1个测点,箱梁腹板左右对称预埋1个测点,主桥桥左右墩各埋设1个测点,按照一定的时间对每截面上6个测点采
12、用精密水准仪进行监测,通过对监测数据整理分析得出每一工况下梁体随时间的变化规律,据此计算下一步梁段的预留变形量,同时与设计值进行对照,发现异常情况及时进行分析处理。(3) 平曲线控制要点: 布设大桥二等精度三角测量网。 建立正确的计算模型,计算出每个梁段中心线起、终点平面坐标值,输入微机待用。根据模拟线型计算结果,进行参数调整,使参数尽量接近实际,并严格控制。 T构平面线型控制,关键在于控制模板及挂篮的平面位置,施工中采取施工测量(相对平面位置) 与控制测量(绝对平面位置) 相结合的方法,控制平面曲线位置. 对已完成的各梁段中心线也按规定每天测量一次,以掌握其线型的总体变化,输入微机指导下部梁
13、段的曲线定位测量工作.(4)、加载及预拱度设置:0、1块支架、模板安装完毕后,在底板上纵向等距布设6个测量控制断面,在墩身两侧各对称布2个测量控制点,测出相应控制点的标高(H1)然后用砂袋均匀堆放在模板上进行模拟加载,加载重量为0#块梁段的重量加内模重量,加载完成并待稳定后测出各控制点的高程(H2).然后进行卸载,卸载后测出相应控制点的高程(H3).由以上观测结果可计算出0#块支架系统的变形值为:非弹性变形:0= H1 H3弹性变形:1= H3 H20块梁段施工控制标高除考虑支架系统的变形外,还应考虑梁段预应力束张拉后所产生的起拱值(2)和1#9悬浇梁段荷载对0块所引起的挠度(3)。对于首先施
14、工的经过预压的0#块标高控制时采用值为:H=H0+12+3其中:H0为相应控制点的设计标高。其它墩七个0块因未经预压,支架的非弹性变形未消除,故标高控制采用值为:H=H0+0+1-2+3底模、侧模在绑扎底板、腹板钢筋前先进行打磨除锈清洁,并涂刷脱模剂。(5)、 0#、1#块的施工:、在墩身上预埋型钢安装牛腿及托架,预埋的牛腿及托架经计算后确定.托架安装后,按照施工时竖向等效荷载的1.4倍进行预压,以消除托架的非弹性变形,检验托架的安全度,避免托架变形而使箱体混凝土开裂,0、1#块现浇施工的三角形托架如上图所示.、 铺设0块底模,将预先绑扎好的0#块骨架吊装就位并绑焊,交替安装0#块的外模、内模
15、、纵向预应力束波纹管、竖向预应力筋与波纹管、顶板钢筋与有关预埋件。、搭设混凝土工作平台,在腹板和顶板上预留天窗,布置混凝土漏斗和串筒,采用混凝土输送泵,从底板开始前后左右对称灌注混凝土。、 由于0#块混凝土数量大,预应力管道密集,为减轻托架负荷和保证混凝土质量,0#块竖向分2层浇筑,分层位置距底板不小于50cm,两次混凝土结合部质量采取加强振捣和加强养生等措施。、混凝土灌注结束后,加强对梁体、尤其是箱体内侧与外侧的养护,当混凝土强度达到设计强度90时,穿束、张拉纵向预应力束,张拉顺序为先顶板后腹板,先上后下,左右对称。、待0块按设计施工完成,安装1块模板,按0#块施工方法完成1#混凝土块的支架
16、现浇施工,当混凝土强度达到设计强度90时,按设计图纸进行预应力的施工作业。(6)、挂蓝设计:施工流程图中,挂篮重量140吨、吊篮重量70吨,主要包括挂篮、吊篮及施工机具和材料、模板、人员、用水等.施工完成的主梁顶面不得堆放任何物品,箱内应尽量清理干净。根据上述要求,我部对悬浇挂蓝进行了设计,其主要由以下五个部分组成:主桁架系统:采用三角主构架; 行走及锚固统;悬吊系统;底平台系统;模板系统。挂蓝自重约140t,挂蓝结构详见附图。挂蓝各组成部分在地面场地加工制作完成,然后分组试拼,并进行认真检测,看是否满足设计及施工要求,合格后起吊至0#块顶拼装.2。2。2挂蓝拼装挂蓝结构拼装流程如下:2.2.
17、2。1 主桁架梁拼装a、测量放出箱梁中心线、主桁架梁中线和端头位置线,在桁架梁中线处放置钢枕(钢枕用18号槽钢焊接而成),后铺设3.5m及4m轨道,并在前后支点的轨道上安放四氟板支座。b、将三角主构架起吊至0块上,并在0#块上拼装三角主构架。每块三角主构架长度为11.2m.三角主构架由二件横向联结系联结。c、将拼好的主桁架梁移至前支点上,按每个放出的桁架梁中线和端头线准确就位,然后安装后锚固系统.后锚固系统,由预埋在腹板两侧的6根精轧螺纹粗钢筋及后锚梁,后锚扁担组成.d、安装主桁架梁之间的上下横系梁。e、安装前悬吊系统及提升装置等。2.2.2。2 底平台及模板拼装安装悬吊工作平台安装前后轨道和
18、前支点安装后锚固系统及前横梁安装底模吊放主桁架梁至平滚上并安装横向联结安装前悬吊系统拼装主桁架梁安装侧模a、将底蓝与前后吊带固定,放置纵向工字钢及底模形成底平台系统。b、安装好内模后悬吊轮,装上内模,内滑梁,并使内滑梁穿入后悬吊轮,前端与前吊带相连,安装好后,将内模滑入箱梁0块空箱内。c、安装外侧模板。2.2.2.3 挂蓝加载试验挂蓝首次拼装完成以后,需要进行模拟加载试验,以确定系统在荷载作用下的变形,为预拱度的设置提供依据.加载采用砂袋进行,加载总量为120t,加载重量按20t分级加载,每级加载并持荷30min后分别测量标高数据,直到加至满载.加载稳定24hr后测量标高数据后卸载.卸载后,计
19、算出非弹性变形,然后推算出每级加载挂蓝系统的变形,作为标高控制的依据。2.2。2。4 挂蓝的移动在每个箱梁悬浇块施工完毕后,挂蓝前移,进入下一悬浇块施工,其移动方法和步骤如下:a、拆除模板对拉螺杆放松前后悬吊轮和吊带,使内外模全部与砼面脱离;b、在新浇块件上放出主桁架梁的位置,并在新浇块件端部放置钢枕及轨道;c、安装下一后锚使之受力后,拆除前一后锚;d、用手拉葫芦反向牵引挂蓝系统平行、整体向前移动至新的块件位置。在前移时要注意确保两侧挂蓝同时前移,两边移动的不对称距离相差应小于50cm,在行走的同时调整好纵梁位置;e、内模系统的内滑梁先随挂蓝移动前移,内模需等到底板、腹板钢筋绑扎完成再进行前移
20、就位;f、调整吊带及悬吊轮,使底模、侧模板就位.2.2。3 轴线、标高、预拱度设置梁济运河特大桥位于半径R=9000m的平曲线内,曲线变化由主桥和引桥箱梁翼板长度变而形成.2。2.3。1 轴线控制轴线控制的目的是保证箱梁的顺利合龙及合龙前后箱梁的中心线在一条直线上.具体方法是在立模之前,放出节段两端的理论中心线位置,作为底模铺设的控制点,侧模根据底模走向设置,在标高调好后,再次校核底模及侧模轴线,使之与理论轴线吻合。另在砼浇筑前,调整侧模上口,使之轴线准确。2。2。3.2 标高控制及预拱度设置挂蓝的拼装标高由箱梁的设计标高加设一定预拱度叠加而成,预拱度设置的数值与以下因素有关:a、挂蓝承重系统
21、受力后的变形1;b、梁段张拉后的起拱值2;c、后浇筑梁段施工后对前浇梁段的重力下挠3;在每一梁段模板调整时,以上三个因素一并予以考虑,实际控制标高为H=H0设计+12+32.2.4 钢筋施工及预应力孔道安装2。2。4.1 普通钢筋绑扎普通钢筋的加工、绑扎严格按照公路桥涵施工技术规范的要求进行.首先按图纸要求在钢筋场地下料加工制作,并按部位挂牌编号,再用吊车吊至桥面绑扎。钢筋的绑扎按底板、腹板、顶板次序进行,在绑扎过程中设置好保护层垫块。2#(2)10(10#) 悬臂梁段施工:在0#、1、1# 块完成后, 在其上对称拼装三角式桁架挂篮,并对称移动挂篮至2#(2#) 梁段位置。挂篮安装完毕后进行预
22、压测试,并记录预压时的弹性变形曲线,以尽可能消除非弹性变形和获得标高控制数据.挂蓝预压测试完成后,在吊架上安装2#(2) 梁段模板.悬臂施工要点如下:、挂篮预压、检查合格后,将预制好的2#(2) 梁段的底板、腹板钢筋骨架依次吊入挂篮内,一边与1(1#) 梁段预留钢筋相连,一边安装底板、腹板的纵向与竖向预应力制孔管道。顶板钢筋与顶板预应力筋管道待梁段内模从1#(1) 梁段箱体内拖移出并装上模板后现场绑扎安装。、同时对称浇筑2#(2#) 梁段混凝土,各梁段一次浇筑完毕,作业结束后精确测量观测点的高程和中线,同时安排专人清孔,拆除梁端部模板,将端部混凝土凿毛,调直接茬钢筋。、当梁段混凝土达到设计强度
23、90时,两个梁段同时同步双向张拉纵向预应力束,并测量记录张拉前及张拉、压浆后观测点的高程。、为避开挂篮轨道影响,2(2#) 梁段的竖向粗钢筋的张拉与压浆安排在3#(3#) 段施工结束,挂篮移到4(4) 梁段位置后进行。以次类推,循环作业直至完成10#(10#) 梁段的施工.、张拉压浆纵向预应力钢束张拉采用双控一次两端张拉工艺,除连孔底板合扰钢束控制应力为k=1200兆帕外,其余钢束线拉控制应力为k=1300兆帕;横向预应力钢束有线拉采用双控一次一端张拉工艺,张拉控制应力为k=1300兆帕;竖向预应力钢筋和隔板预应力钢筋的张拉采用双控一次一端张拉工艺,张拉控制力为k=600兆帕。上述张拉控制应力
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