广深沿江高速公路A1合同段
东江南特大桥主桥箱梁挂篮悬臂施工方案
广东省长大公路工程有限公司 广深沿江高速公路A1合同项目
东江南特大桥施工处 2008年9月5日
长大公路 联接世界 创造未来
广东长大――东江南特大桥主桥箱梁挂篮悬臂施工方案 广深沿江高速公路A1合同段
编制说明
一、编制范围
本施工组织设计编制范围为广深沿江高速公路东江南特大桥主桥上部结构箱梁挂蓝悬臂施工。
二、编制依据
(一)、《广深沿江高速公路(东莞段)B4标两阶段施工图设计(修编)(第二册 第一分册 第一小分册)》
(二)、《广深沿江高速公路东江南特大桥总体施工组织设计》
(三)、国家、交通部颁发的现行设计规范、施工规范、技术规程、质量检验评定标准及验收办法。
(四)、《桥涵》施工手册。
(五)、公司现有的技术装备、管理水平和类似工程的施工经验。
(六)、我国的法律、法规、当地政府及业主、监理有关施工安全、文明施工、劳动保护、土地使用与管理、环境保护等方面的具体规定。
三、编制原则
(一)、本施工组织设计力求采用先进可靠的工艺、材料、设备,达到技术先进、经济合理、切实可行、安全可靠。
(二)、本施工组织设计根据东江南特大桥设计成果结合桥址的地质、水文、气候、气象条件及工程规模、技术特点、工期要求等多方面的因素而编制。
(三)、严格遵守各有关设计、施工规范、技术规程和质量评定及验收标准,确保工程质量达到业主的要求。
(四)、实施项目法管理,通过对劳动力、材料、机械等资源的合理配置,实现工程质量、安全、工期、成本及社会信誉的预期目标。
(五)、强化精品意识,以“跨越昨天,超越今天”的企业精神为指导,向业主及社会交一项内实外美,经久耐用的放心工程,以此作为业主对我公司信任的答谢。
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1. 工程概况
1.1 工程概述
东江南特大桥主桥上部结构采用(146+256+146)m连续刚构,箱梁采用C60混凝土,半幅桥宽19.85m,单箱双室断面,其中箱底宽12.85m,两侧悬臂翼缘板宽3.5m;箱梁根部梁体中心线梁高H跟=15.5m,跨中及端头梁体中心线梁高H中=5.20m,箱梁梁高采用1.6次抛物线变化H跟/L=1/16.516,H中/L=1/49.231,梁段长度由1#块的2.5米加长至31#块的5米,合拢块长度为2米,挂篮施工段腹板厚度由2#梁段75cm变化至合拢段的45cm,底板由153.1cm变化至30cm,。箱梁底板横向保持水平,桥面横坡由腹板高度来调整,顶板斜置设置横坡。
ⅩⅥⅩⅦⅩⅧⅩⅥK29+112.23ⅩⅦK29+510.8704567ⅩⅧ路线中心线图1.1-1 东江南特大桥主桥总体布置图
1.2 水文、气象
东南江特大桥桥址跨越东莞水道(东南江支流)及货运码头,河道宽710m,河床水深1.5~20.7m,北测为道窖镇沉州岛,南侧直通沙田镇,地形平坦。
本标段所在的区域属亚热带季风区,长夏无冬,雨量充沛,季风明显。平均气温在21℃~22.2℃,最高气温为37.9℃,最低气温为-0.5℃,多年月平均气温最高是7月27.2℃~28.2℃,最低气温是1月13.4℃~14.2℃。本区域年降水量为1768.8mm,最大降水量为2394.9mm,最少降水量为972.2mm,主要降水集中在4~6月;平均相对湿度为79%,以5和6月份最大(85%);由于处在季风区,受大气流影响,风向、风速随季节不同而不同,平均风速为1.9m/s,最大风速为26m/s(相当于10级台风),瞬间风速为35m/s(相当于12级台风以上)。
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值得注意的是本桥址处于广东沿海暴雨高值带,有明显的前后汛期之分,4~6月以锋面雨为主,7~9月以台风雨为主。
东南江支流河口潮汐性质属于不正规半日混合潮,涨潮和落潮历时不等,平均低潮差为-0.96~-0.80m,平均高潮差为0.4~0.72m,最高风暴潮位3.4m。
东江南特大桥所处的水道为国家3级航道,主航道通航净空为200×34m,设单孔通航,通航船舶吨位为5000吨海轮。
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2. 施工工艺流程及工期安排
2.1施工工艺流程图
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2.2 工期安排及说明
挂篮拼装及预压前两套每套安排15天,其余每套安排10天;标准节段每节施工工期为15天,具体工期安排如下:挂篮移机立模1天、钢筋预应力安装5天、内模安装及加固2天、砼浇筑1天、砼等强5天、纵向预应力张拉及压浆1天。
根据目前施工进度,6#主墩上部结构优先于5#主墩施工,计划于2008年9月26日开始6#主墩左幅挂篮拼装施工工期为30天;于2008年10月26日开始左幅箱梁标准节段
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施工,工期为450天,于2010年1月18日完成箱梁悬臂施工;边跨合拢段施工工期15天,于2010年2月2日完成左幅边跨合拢段。右幅计划于2008年10月26日开始挂篮拼装,施工工期为20天;于2008年11月15日开始右幅箱梁标准节段施工,工期为450天,于2010年2月7日完成箱梁悬臂施工;于2010年2月22日完成右幅边跨合拢段施工。
5#主墩施工,计划于2008年11月5日开始左幅挂篮拼装施工,工期为20天;于2008年11月25日开始左幅箱梁标准节段施工,工期为450天,于2010年2月17日完成箱梁悬臂施工;于2010年2月2日完成左幅边跨合拢段施工。右幅计划于2008年11月25日开始挂篮拼装,施工工期为20天;于2008年12月9日开始右幅箱梁标准节段施工,工期为450天,于2010年3月4日完成箱梁悬臂施工;于2010年3月19日完成右幅边跨合拢段施工。
中跨合拢段施工工期也15天,计划于2010年3月19日完成左幅合龙施工;于2010年4月3日完成右幅合龙施工。
详见《广深沿江高速东江南特大桥主桥箱梁施工进度计划横道图》。
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3. 箱梁挂篮悬臂施工工艺介绍
3. 1 挂篮结构设计
根据设计图,悬臂浇筑节段按长度2.5m、3 m 、3.5 m 、4 m 、5 m划分,单墩每侧共计31节段,2#~31#节段采用挂篮悬臂施工节段重量416t~240t,其中最重阶段为5#节段、节段长度为3m,砼方量为160.1m3节段重量416.26t;挂篮受力最不利节段为第23节段,节段长度为5m,砼方量为121m3节段重量314.6t。
菱形吊架挂篮主要由以下构件组成:桥面菱形吊架、横梁系统、前支腿、反扣轮、纵移轨道、翼板及外侧模板系统、底篮、内模板系统、后锚系统、装修系统(详见《挂篮结构图》)。
菱形挂篮自重174t,考虑施工荷载后总重190t,适应最大梁重450t,最大梁长5m。本桥共投入8套挂篮施工。挂篮用既有菱形吊架挂篮改造,由于箱梁节段重量大挂篮由四榀菱形主桁构成;为方便底篮调节将原吊带改装为由吊杆加吊带组合;为确保主桁受力均衡及保证底篮刚度,将横梁(包括前上横梁、前下横梁及后横梁)由原双拼45H型钢改为双拼56#工字钢;为减少安全隐患将后面由原利用竖向精轧钢锚固,改为直接用吊杆锚固在箱梁上;同时为增加施工安全性及施工效率,在底篮后面增设装修挂篮。
图1.1-1 挂篮结构总图
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3. 2 挂篮拼装及预压
待0#、1#各道施工工序完成后,方可进行挂篮模板安装。具体步骤如下: 1、以箱梁中心线为主要基准,参考挂篮施工图,找准轨道所在位置,先铺设锥体垫座,再在其上放置轨道,适当调正钢枕使轨道处于水平位置,并严格控制轨道间的中心距与图纸一致。然后借用箱梁竖向φ32精制螺纹钢把轨道压紧(锚固处有螺母和垫板),若竖向钢筋长度不够,可采用接长器增加其长度,最后用长尺复核轨距。
2、安装反扣轮组和前滑座,使其分别座落在轨道合适的位置处。
3、安装承重系统(含四榀承重架和八片联接桁架) 在桥面直接组装承重架(由前后拉杆、垂直杆、水平杆和销轴组成),承重架与反扣轮联接。
4、安装前横梁、前平台和侧平台,并在前横梁上放置吊杆,以备安装滑梁及模板之用。施焊处应确保焊接强度。
5、在每处后支座上部放置2支后锚扁担梁,每支扁担梁两端长孔中穿插有足够长的后锚杆,后锚杆的下端分别锚固在翼板和顶板的下表面(翼板和顶板上有预留孔),锚固处配以斜垫板和螺母,后锚杆的上端分别锚固在扁担梁的两端;利用千斤顶和顶梁打压扁担梁,直至使反扣轮组座在轨道上,拧紧螺母后方可松开千斤顶,此时整个承重架处于锚固稳定状态,前述过程应在四处后支座同时进行。
6、按最不利工况下挂篮前吊点各吊杆受力的1.2倍,用穿心千斤顶进行加载试验,以尽可能消除非弹性变形影响,试验后移前就位。
7、挂篮安装外模和外滑梁 参考图纸,先把外滑梁吊至外模框架内部确切的位置(一般在外模垂心处),并使滑梁前端超出外模端面一定长度,然后将滑梁作适当固定;在翼板预留孔处安装好悬吊轮和悬吊架(悬吊架应在靠近箱梁端面一边)。将外模和外滑梁一并起吊,滑梁前端通过吊杆挂在前横梁上,后端则穿过悬吊轮和悬吊架并通过它们挂在箱梁翼板上。
8、安装底模和下横梁 参照图纸,在工作船上将底模、走台和下横梁联接成一体,然后一并起吊安装,在底模吊至一定高度时,使前下横梁处于前横梁正下方,并迅速将事先穿在前横梁上吊杆拧入位于前下横梁上部的吊耳联接系统的螺母中,同样的方法将此时位于箱梁底部的后下横梁通过吊杆和吊耳联接系统分别挂在箱梁的底板和翼板上(见挂篮施工总图),这样整个底模和下横梁就安装结束了。
9、内模系统安装 先安装两根内滑梁,和前面安装外模和外滑梁一样,滑梁前端通
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过吊杆挂在前横梁上,后端则穿过悬吊轮和悬吊架并通过它们挂在箱梁顶板上。然后再安装内模顶板和行走梁(两者实为一体),使行走轮正确地落在内滑梁上。最后安装内模侧板。
3.3 挂蓝移机施工工艺
每一标准节段施工完毕后, 挂篮移机保持对称平衡施工,按如下操作:
1、移轨道:
(1)张拉完纵向预应力钢绞线后,进入挂篮施工; (2)安装底篮前、后保险手拉葫芦(可提前挂好); (3)放松前上横梁吊杆约2cm,同时收紧保险葫芦; (4)放松后下横梁外吊杆约7cm;
(5)放松后下横梁箱梁钢棒吊杆约5cm,同时收紧保险葫芦;
(6)测量组放样出箱梁中线和轨道中线,找平梁顶面并铺设垫梁,垫梁间距小于2m,其中挂篮前移后的前支腿处,放3~4条垫梁;
(7)先放松外模,再将底篮后横梁与箱梁底板的锚固点松下约20cm放松菱形架后锚反扣轨道的扁担梁约2cm,但不解除,保留菱形架后锚处两条扁担梁(单边)直接与箱梁精轧钢连接;
(8)放松压轨道的扁担梁约2cm,但不解除将后横梁用4组φ32mm钢丝绳及10t手拉葫芦挂在4条外滑梁上,拆除底篮后锚吊杆,准备移篮;
(9)利用千斤顶在前支腿处将挂篮顶起约3cm,再用手拉葫芦前移轨道,技术员检查好轨道位置、高差,并检查轨道的垫梁(尤其是挂篮前移后的前支腿处)支垫情况后,在滑行部位涂上黄油,将挂篮整体放下就位。
2、移挂篮:
(1)锁好挂篮前移用的压轨道的扁担梁,解除阻碍挂篮前移的压轨道的扁担梁; (2)放松菱形架后锚剩余2条扁担梁,此时挂篮会前倾,致使反扣轮组的滚轮安全地反扣在轨道上;
(3)挂好6个10t安装前移手拉葫芦,利用手拉葫芦把后下横梁外吊带下放挂于外模或外滑梁上;
(4)技术员检查各部位,排除阻碍挂篮前移物件,特别是模板对拉杆,拆除后横梁
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吊杆;
(5)并检查好反压轮,松掉后锚点,进行移篮牵引前支座使挂篮、底摸架、外侧模一起向前移动,前移过程中必须安排有人观测外滑梁的滑行情况和底篮后锚吊带孔与预留孔位置;
(6)挂篮前移到位后,马上安装挂篮后锚(菱形架后锚及轨道扁担梁),安装底篮后下横梁的钢棒吊杆,预紧挂篮后锚,将底篮后下横梁预顶到离底标高2cm的位置;
(7)先解除外滑梁上的1个吊框,前移挂好,稍微顶升使受力,再解除另一个后吊框前移,把外模顶升到位(不能顶紧);
(8)测量放样、调整底篮和外模,符合要求后完成调篮施工,进入下一步工序。
3、施工注意事项
(1)拆外模前,采取措施限制外模的侧翻转,将侧模底端顶在底篮人行通道处,或将两侧外模用手拉葫芦在底模下拉住;
(2)前移轨道时,压轨道的扁担梁放松约2cm,但不解除,以做为菱形架的保护; (3)移篮过程中,菱形架后锚处反扣轨道的扁担梁放松约2cm,但不解除,以做反扣轮组的保护;
(4)移挂篮过程中,保证反扣轮两边压住轨道的扁担梁间距小于4m,且在该扁担梁外侧1m范围内宜再加1条扁担梁压住轨道做保护,以避免发生挂篮倾覆事故;
(5)移篮过程中须控制挂篮的前移路线,整体标高等,以便调篮;
(6)移篮过程中需有人在滑梁观测吊框情况,避免出现吊框偏斜、歪扭折伤吊杆; (7)移篮到位后,解除外滑梁吊框时,不得一次同时解除单侧两条外滑梁上的两个吊框前移,要求只能一个滑梁吊框到位顶升后,才能解除前移另一个吊框,要以另一条滑梁互为保险;
3.4、模板设计及安装施工
1、模板结构形式
主桥箱梁棱形挂篮施工的模板均采用大块组合钢模加标准模板及调节模板组合而成。底模采用5×3m的钢模和标准模板加调节钢模板组合而成,外侧模采用5×3m的钢模加1×1.5m标准模板组合而成,内侧模采用大块组合钢模,顶板底模采用标准模板加调节模板组合而成,外缘翼板采用定制倒角钢模加标准钢模板组合而成,端头采用6mm
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的钢板。侧模横向加径采用10#双拼槽钢,竖向加径采用20#双拼槽钢。
2、模板安装工艺
待棱形挂篮按装安毕后,铺设好行走通道及操作平台,围好护栏,挂好安全网等安全保证措施,再进行模板的安装。首先先安装底板模板,底板首次安装尺寸为3×12.85m,由两块5×3m的钢模和和两块标准模板加调节钢模板组成;紧接着安装外侧模和翼板模板,外侧模板最顶端处的模板采用5×3m的钢模,下口接1×1.5m的标准模板,上口接定制倒角模板,首次安装长度为3米;再安装顶板底板及端头模板,然后安装箱梁钢筋、预应力等,最后安装内侧模板,在底板面与腹板接头的倒角底部,可外加一块压浆板,防止腹板混凝土反浆。模板安装完后,测量人员要对模板进行检测。合格后进行入下道工序的施工。
由于箱梁各截断面的尺寸都不一样,随着箱梁不断的廷伸,箱梁的高度,腹板、底板、顶板的厚度在不断的变矮、变小,每节段的长度也在不断的加长,所以,模板要根据箱梁的实际变化情况,对应的进行增加和减少模板的用量。施工至5#块时,底板及腹板各增加两块6×3m的钢模板和部分调节模板跟标准模板,加长后总长度为6米,腹板标准模板部分可跟据实际情况分几次加长至6米;外侧模下部均用1×1.5m的标准模板,跟据实际情况,可拆除标准模板逐渐的降低外侧模的高度;内侧模则根据实际尺寸的变化直接割除多余部分的模板;顶板底模中间加宽部分可采用木模。在底板面与腹板接头的倒角底部,可外加一块压浆板,防止腹板混凝土反浆。模板安装完后,测量人员要对模板进行检测。
移、装模板。在内模、外模、底模处均设有滚动轴承,滚动轴承带动内模、外模、底模沿滑道滑出。在安装内模时,腹板厚度视实际情况稍微缩小一点,浇注混凝土时由于重力作用可扩至设计尺寸。由于腹板较高,模板对拉螺丝要锁紧、锁好,防止浇注过程中爆模或构件变形。
3、施工注意事项
(1)每次安装模板时,模板要搭接至已浇筑好砼的箱梁上,至少要够上一个对拉杆,保证接口平顺;
(2)因每装一次内侧模,模板高度都会变小,必须割除部分的模板,所以从下到上要采用旧模板到新模板,降低模板的成本;
(3)装端头模、面板侧模。端头模上要预留好外伸钢筋的槽位及纵向波纹管的孔位;
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面板侧模上预留横向钢绞线的孔位。由于面板水泥较厚,侧压力大,故端头模要用钢筋伸入面板钢筋的主筋处,并与其焊接稳固。
(4)模板面必须保证光洁、干净,相邻两模板面高差不大于1mm,对出现错台严重的必需进行调整或用打磨机进行打磨,保证相邻两模板面高差在规范以内;
(5)模板拼缝要保证搭接平顺、严密,对于局部缝隙难以整合的地方要加贴胶条,保证不漏浆;
(6)模板立模加固后,必须进行吊垂球检查腹板垂直度,保证模板倾斜度小于0.3%H且不大于20mm;
(7)在模板整体立模加固完后,要对拉杆、内外支撑系统进行复检,要保证合格通过后,才能进入下一道工序施工;
(8)安装模板过程中,不得随意割除钢筋和破坏预应力管道; (9)箱梁各实测项目: 序号 1 2 3 4 5 6 7 检查项目 砼强度(Mpa) 断面尺寸(mm) 竖直度 顶面高程(mm) 轴线偏位(mm) 大面积平整度(mm) 预埋件位置(mm) 规定值或允许偏差 在合格标准内 ±20 0.2%h ±10 10 5 10 检查方法和频率 试验中心站试压 检查3个断面 用垂直仪或经纬仪测量 用水准仪测量3处 用经纬仪测量纵横各2点 用2m尺量 用尺量 3.5、钢筋安装施工工艺
1、施工概述
箱梁梁段普通钢筋重量最重为31#梁段21653kg,最轻为合拢段8546.1kg。截面构造组成部分包括顶板、底板、腹板,均设置双面钢筋网,钢筋网之间采用蹬筋联成整体钢筋骨架,蹬筋间距为30×30cm,梅花形布置,蹬筋为Ⅱ级钢筋Φ12mm;顶板顺桥向钢筋和翼板钢筋为Ⅱ级钢筋Φ16mm,横桥向钢筋为Φ20mm;底板主筋顺桥向为Ⅱ级钢筋Φ16mm,横桥向为Ⅱ级钢筋Φ20mm, 部分梁段底板面层横桥向为Ⅱ级钢筋Φ25mm,腹板钢筋竖向为Ⅱ级钢筋Φ20mm,水平筋为Ⅱ级钢筋Φ16mm,大于或等于Φ20mm采用螺纹连接。梁体受力主筋保护层厚度不小于40mm,箍筋保护层厚度不小于25cm。
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2、施工工艺流程
原材料进场验收现场技术指导现场进行抽检钢筋制作制作成型钢筋分类堆放在底模上进行钢筋位置放样成品钢筋搬运技术指导检查安装波纹管及钢铰线穿束底板钢筋安装腹板钢筋安装进行安装成型钢筋自检重新进行钢筋整理监理进行检查进入下一道工序监理进行成型钢筋验收监理旁站钢筋试件取样送检合格 3、钢筋安装工艺
1)、钢筋制作
钢筋加工制作时,要将钢筋加工表与设计图复核,检查下料表是否有错误和遗漏,对每种钢筋要按下料表检查是否达到要求,经过这两道检查后,再按下料表放出实样,试制合格后方可成批制作,加工好的钢筋要挂牌堆放整齐有序。
(1)钢筋表面应洁净,粘着的油污、泥土、浮锈使用前必须清理干净,可结合冷拉工艺除锈。
(2)钢筋调直,可用机械或人工调直。经调直后的钢筋不得有局部弯曲、死弯、小波浪形,其表面伤痕不应使钢筋截面减小5%。
(3)钢筋切断应根据钢筋号、直径、长度和数量,长短搭配,先断长料后断短料,尽量减少和缩短钢筋短头,以节约钢材。
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(4)钢筋弯钩或弯曲:①钢筋弯钩。形式有三种,分别为半圆弯钩、直弯钩及斜弯钩。钢筋弯曲后,弯曲处内皮收缩、外皮延伸、轴线长度不变,弯曲处形成圆弧,弯起后尺寸不大于下料尺寸,应考虑弯曲调整值。②箍筋。箍筋的末端应作弯钩,弯钩形式应符合设计要求。箍筋调整,即为弯钩增加长度和弯曲调整值两项之差或和,根据箍筋量外包尺寸或内包尺寸而定。
(5)钢筋下料长度应根据构件尺寸、混凝土保护层厚度,钢筋弯曲调整值和弯钩增加长度等规定综合考虑:a. 直钢筋下料长度=构件长度—保护层厚度+弯钩增加长度b. 弯起钢筋下料长度=直段长度+斜弯长度-弯曲调整值+弯钩增加长度 c. 箍筋下料长度=箍筋内周长+箍筋调整值+弯钩增加长度 2)、钢筋的安装
钢筋绑扎前先熟悉施工图纸及规范,核对钢筋配料表及相关图纸。对于结构形式复杂的部位,应先研究好逐根钢筋的摆放层次的穿插顺序,减少绑扎困难,避免返工,保证质量。
钢筋在制作场地加工成半成品后,再运到施工地点进行绑扎。先在安装好的底模上进行放样,焊好定位钢筋,依次安装底板、腹板、顶板钢筋。底板钢筋偏差为±10mm,腹板为±5mm,端头模板必须预先留好槽位,以便于钢筋的安装。
底板、面板钢筋面层与底层间要用短钢筋支垫好,焊接牢固,以免在人群荷载等的影响下造成变形,有利于保持钢筋间距。在钢筋安装过程中,若与管道或另一方向普通钢筋有干扰或冲突时,可适当调整位置,原则为调整次要钢筋,或临时切断,待预应力张拉完成后再进行等强度焊接。顶板、底板、腹板及梗肋的各自的两层钢筋之间应设相互联系的蹬筋,蹬筋要勾住上下层横向钢筋,其规格为12mm,顶、底板及腹板的蹬筋按每两根钢束布置一根(有钢束部分),纵横向按30cm梅花形布置,蹬筋弯钩一端为90°,一端为135°,相邻两根噔筋同一端弯钩按90°、135°交错布置,以防脱落。如图所示:
在安装完梁段普通钢筋后,再对体外预应力锚固钢筋、齿块钢筋及防崩钢筋进行安
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装。锚固块钢筋N2、N2a、N3、N3a要箍住顶板及腹板的纵向钢筋,尽量与箱梁内钢筋相连,形成整体;底板预应力纵向钢束防崩钢筋沿着纵向每15cm布置一道,顶板预应力纵向钢束防崩仅在钢束平弯或竖弯处均沿着纵向2.5米每 0.24米布置一道,勾在最近的纵向预应力钢束上;在有齿块部位的施工时,注意在前一节要预埋好齿块加强钢筋的预埋钢筋,预埋长度为1.2米。在所有预应力钢筋安装完毕后,要对所有钢筋进行全面的检查,进行整理焊接。
4、施工注意事项
1)、保证项目:
(1)钢筋的材质、规格及焊条类型应符合设计要求及施工规范,有材质及产品合格证书和物理性能检验,对于进口钢材需增加化学性能检定,检验合格后方能使用。 (2)钢筋的规格、形状、尺寸、数量、间距、锚固长度、接头位置、保护层厚度必须符合设计要求和施工规范的规定。
(3)焊工必须持相应等级焊工证才允许上岗操作。
(4)在焊接前应预先用相同的材料、焊接条件及参数,制作二个抗拉试件,其试验结果大于该类别钢筋的抗拉强度时,才允许正式施焊,此时不可再从成品抽样取试件。 2)、基本项目
(1)钢筋、骨架绑扎,缺扣、松扣不超过应绑扎数据的10%,且不应集中。 (2)钢筋弯钩的朝向正确,绑扎接头符合施工规范的规定,搭接长度不小于规定值。 (3)所有焊接接头必须进行外观检验,其要求是:焊缝表面平顺,没有较明显的咬边、凹陷、焊瘤、夹渣及气孔,严禁有裂纹出现。
3.6、预应力施工
1、施工概述
东江南主桥主桥采用三向预应力体系。纵、横向预应力采用高强度低松弛钢绞线,钢绞线标准强度fpk=1860MPa,纵向采用两端张拉,横向采用单端张拉。竖向预应力采用精轧螺纹钢筋,直径为32mm,抗拉拉强度为fpk=930MPa,张拉控制应力为837MPa,在顶板单端张拉。除竖向和面板横向预应力采用金属波纹管外其他的均采用塑料波纹管,纵向束压浆采用真空辅助压浆工艺。
2、施工工艺流程
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预应力材料的进场预应力材料的送检合格下料管道的安装、锚板的精确定位技术员自检通知监理、质检检查验收合格安装模板浇注混凝土张拉、压浆设备准备通知监理、质检到场混凝土等强预应力筋的张拉合格通知质检、监理、实验室压浆封锚 不合格退货锚板加工不合格返工安排人员值班不合格查明原因3、预应力安装工艺
1)、竖向预应力安装工艺
(1)概述
东江南特大桥主桥腹板竖向及0#块横隔板竖向均采用抗拉标准强度为930MPa的φ32mm的精轧螺纹钢;波纹管采用φ外55mm的金属波纹管,接头管采用大一直径的同类管;竖向预应力精轧螺纹钢单根长度大于12m的均采用连接器接长。一个0#块横隔板有56
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根,全桥共224根,全桥腹板处竖向预应力精轧钢共10704根,精轧钢总重约为736吨;其中边腹板竖向预应力在z18至b18梁段均采用双排布置,中腹板在z26至b26梁段均采用双排布置,其余梁段腹板采用单排布置。竖向预应力在挂篮前移后于箱梁顶板处单端张拉,0#-16#梁段先张拉竖向预应力后张拉横向预应力,其余梁段先张拉横向后张拉竖向预应力。
(2)精轧螺纹钢筋的下料
精轧螺纹钢的切割采用砂轮机切割,严禁使用氧割及电焊切割,要求切割面平整,无斜向截面。长于12m精轧螺纹钢采用连接器接长。堆放时注意保护,远离电气操作场地。防止精轧螺纹钢筋的意外伤害。
(3)安装步骤
在安装前,应先对锚板进行加工;在腹板及横隔板钢筋绑扎基本完成时,按照图纸确定精轧钢最下端位置采用6#或8#槽钢作为竖向精轧螺纹钢筋的承重装置。
待水平筋绑扎基本完成后,由腹板顶部垂吊棉线调整精轧螺纹钢筋的垂直度及水平位置,再采用预先加工好的U型卡与钢筋进行焊接固定。安装时,应严格按照设计及规范要求精密定位,高度方向控制±10mm以内,同排方向控制±10mm以内,长度方向控制±30mm以内,保证管道的顺直且固定牢固。当与普通钢筋发生冲突时,适当的移动普通钢筋。但在未经允许的情况下,切勿乱割。波纹管接头处的连接管宜采用大一个直径级别的同类管道,其长度宜为被连接管道内径的5~7倍。另外精轧螺纹钢筋利用连接器接长的时,带有连接器的那部分宜采用φ70mm的同类管,考虑张拉过程中由于精轧钢的延伸,连接器会有一定的位移(同连接器所在的位置和精轧螺纹钢的锚固长度有关),所以必须留有足够的连接器位移空间,波纹管所有接头部分均采用封箱胶布密封。每条管道设置2个压浆嘴,压浆嘴采用塑料压浆嘴,压浆管采用黑色塑料胶管,进浆孔从腹板倒角处引出。
(4)注意事项
a、为保证精轧钢定位牢固,在混凝土浇筑过程中不发生精轧钢出现偏位,槽钢及U型钢筋应固定牢固。
b、下螺母应紧贴锚板,并加环氧树脂固定且在下锚板处塞满海绵,防止受到震动造成移动导致水泥浆从下螺母渗入。
c、包扎压浆嘴时,注意孔眼对齐和包扎密封。压浆管和压浆嘴应有足够的摩擦,
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如果比较松动,应用扎线绑扎牢固,防止脱落无法压浆。
d、锚板必须固定牢固且平整,使预应力钢筋处于管道和锚板的中心位置,螺旋筋必须紧贴锚板,下螺母必须拧紧。张拉端预留槽口使用碎棉布或海绵塞实,必须预留出足够的张拉杆连接长度,宜在下锚板端部波纹管内塞些碎海绵,防止锚头进浆。
e、在安装过程中至混凝土浇筑完成之时,一定要注意管道的保护,防止精轧螺纹钢筋受电焊和汽割伤害及波纹管的破裂。特别是在模板安装过程中要设专人看护,防止木工装对拉螺杆时对管道的无意伤害。在浇筑混凝土之前,技术人员必须进行一次认真仔细的全面检查,方可浇筑混凝土。在浇筑混凝土的过程中设专人值班,防止意外事件发生,及时补救。
2)、横向预应力筋施工工艺
(1)概述
顶板横向钢束采用扁锚单边整体张拉锚固,张拉端采用交错布置的形式。钢束间距为50cm规格为2φs 15.2,全桥共1666束;间距为75cm和62.5cm处规格为3φs15.2,全桥共260束。波纹管采用金属波纹管,全桥面板横向预应力钢绞线总重约为92.26吨。
东江南主桥于0#块横隔板设置8φs 15.2预应力钢绞线,共64束(全桥共256束),钢绞线重约30.176吨采用塑料波纹管成孔,单端张拉。于边跨端横梁设置3φs15.2扁锚预应力钢绞线2束(全桥8束)及16φs15.2预应力钢绞线8束(全桥32束),16孔的采用塑料波纹管成孔,采用单端张拉。
(2)安装步骤
在钢筋绑扎前可预先把料下好,挤压挤压头,根据规范和图纸要求,把P板以及约束圈和波纹管定长穿好以及密封好,待第一层面板钢筋绑扎完成后,根据图纸面板束线性进行测量定位,采用φ12和φ16的螺纹钢筋做波纹管定位骨架,再把已密封好的整束钢绞线抬置定位钢筋上,采用棉线对中调节每束钢绞线的水平位置,然后采用U型卡固定牢固。每束两端均设置进出浆孔一个。
(3)注意事项
a、挤压挤压套时,必须专人负责,挤压弹簧应均匀覆盖于被挤压段钢绞线上,挤压完成后应使挤压弹簧两端都可见。在挤压前应先清除挤压头套和模具内的杂物。应定期做锚固头拉力试验和检查锚固头的外径。
b、约束圈端部应采用海绵堵塞密封,防止水泥浆渗入;
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c、控制好管道线性,钢绞线应为锚板垂直; d、焊接U型卡时注意波纹管的保护。 3)、纵向预应力施工工艺
(1)概述
顶板纵向钢束为29φs15.2、27φs 15.2、15φs15.2,0截面处共100束(单墩单幅),端部采用平、竖弯结合,锚固于顶板承托内,其中4束为预备束;腹板钢束采用规格为25φs15.2、19φs15.2,0#截面处共84束(单墩单幅),端部采用竖弯,其中F3-F28束于张拉端部有少许平弯,锚固于腹板内。其中顶板纵向束于1截面处开始锚固T1束,至后面每一梁段截面处按顺序分别锚固T2-T32束,腹板束于2截面开始锚固F1束,至后面每一梁段截面处按顺序分别锚固F2-F28束。
东江南主桥顶板于边跨B25梁段开始设置顶板纵向齿板束,分别为B25梁段设置T35共4束(全桥共16束);B27梁段设置T34共4束(全桥共16束);B29设置T33共4束(全桥共16束);均锚固于边跨端部横隔梁顶部内。顶板齿块束均采用15φs15.2预应力钢绞线全桥共48束。
东江南主桥于边跨B20梁段开始设置底板纵向齿块束,B20梁段设置BD预共3束(全桥共12束);B21至B30梁段分别设置BD10至BD1各3束,全桥边跨底板纵向齿块束共132束(含预备束),其中边腹板BBD束锚固于端横梁中部,中腹板BZD束锚固于端横梁底部。底板纵向齿块束均采用15φs15.2预应力钢绞线。
东江南主桥于主跨Z16梁段开始设置底板纵向齿块束,Z16梁段设置ZD预共3束(全桥共6束),Z17至Z30梁段分别设置ZD14至ZD1各3束,全桥中跨底板纵向齿块束共90束(含预备束),分别锚固于另半跨相对应的梁段齿块。中跨底板纵向齿块束均采用15φs15.2预应力钢绞线。
另外,在主桥中跨0#、5#、8#、12#、18#、23#、27#及30#块设置体外预应力锚固快及转向块以备后期使用,共30束,于中跨两端对称布置。转向块及锚固块成孔采用φ180×6mm的无缝钢管。
主桥纵向束具体部位数量如下: 部位 根数 锚具型号 波纹管型号 全桥数量(束) 第 19 页 共 64 页
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边腹板(外) 腹板 中腹板 边腹板(内) 边腹板(外) 顶板 中腹板 边腹板(内) 纵向截面 边跨底板 22 6 22 6 22 6 23 9 1 23 9 2 23 9 1 10 1 边腹板(外) 中腹板 10 1 边腹板(内) 10 1 边腹板(外) 中跨底板 14 1 中腹板 14 1 边腹板(内) (2) 安装步骤:
14 1 F1-F22为25孔 F23-F28为19孔 F1-F22为25孔 F23-F28为19孔 F1-F22为25孔 F23-F28为19孔 BT1-BT23为27孔 BT24-BT32为29孔 预备束为27孔 BT1-BT23为27孔 BT24-BT32为29孔 预备束为27孔 BT1-BT23为27孔 BT24-BT32为29孔 预备束为27孔 BBD1-BBD10为15孔 BBD预为15孔 BBD1-BBD10为15孔 BBD预为15孔 BBD1-BBD10为15孔 BBD预为15孔 ZBD1-BBD14为15孔 ZBD预为15孔 ZBD1-BBD14为15孔 ZBD预为15孔 ZBD1-BBD14为15孔 ZBD预为15孔 φφφφφφφφφφφφφφφ136mm 外114mm 外136mm 外114mm 外136mm 外114mm 外136mm 外146mm 外136mm 外136mm 外146mm 外136mm 外136mm 外146mm 外136mm 外336 400 φ外114mm φ外114mm φ外114mm φ外114mm φ外114mm φ外114mm φ外114mm φ外114mm φ外114mm φ外114mm φ外114mm φ外114mm 90 132 面、底板纵向束待第一层钢筋绑扎完成后;腹板束待腹板水平筋绑扎基本完成后,根据施工图纸的线性要求,采用φ16螺纹钢筋作为高度方向定位钢筋,间距采用50cm,曲线部分适当加密。通过φ16螺纹钢筋焊接来确定管道的竖弯,待波纹管放置基本平顺时,再调整管道的平弯,最后采用U型卡进行固定。波纹管接头均采用塑料波纹管专用接头和封箱胶布密封。为方便节段之间的波纹管的连接以及保证每一节段之间波纹管线性的顺直,每一节段施工缝处的每一条波纹管均采用接头管,外露和预埋各为一半,示
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意图见下图:
为了保障压浆的质量,还应在最高点设置排气孔及需要时在最低点设置排水孔。
张拉前,应对管道进行穿束,钢绞线在已浇筑完成的桥面进行下料,钢绞线的下料采用砂轮机切割,切割面要求平整。待料下好后,对管道线性总长80米以内的采用人工单根穿束,对管道线性总长50米以下者采用人工整体穿束,对管道线性总长超过80米采用卷扬机整体穿束。穿束时,将每一束预应力钢绞线顺序编号,在构件两端对号检查。且必须将钢绞线梳顺,防止在管道中打绞。采用卷扬机整体穿束时,先将钢绞线端部连同带环的钢筋焊接在一起,外形宜为锥形,且表面较为光滑,再用一根比管道稍长的钢绞线作为牵引线引入卷扬机钢丝绳。穿束时卷扬机应采用低档进行,整个过程宜连续且缓慢,如遇穿束困难,不宜蛮穿,应及时疏通管道后,方可继续穿束。
(3) 注意事项
a、主桥纵向束均采用大孔径的塑料波纹管预埋成孔,为防止波纹管在浇筑混凝土时上浮导致波纹管线形出现波浪形,必须严格控制定位钢筋的间距,焊接必须牢固。
b、安装时应认真阅读图纸,注意不同外径型号管道的布置位置。
c、焊接U型卡时,特别是腹板束,为防止焊接上层钢筋时,下层波纹管被焊渣烧伤,在焊接时应对下层波纹管进行保护。
d、波纹管中心应同锚板面垂直,须保证管道线形圆滑顺直。
e、波纹管接头部分不应处在悬空状态,若接头部分悬空应加定位钢筋,防止接头部分在浇筑混泥土时脱落或形成折角。
f、端头接头管应注意保护,保持接头管的顺直,防止破裂影响下一节段的连接,若接头管破裂,应凿出整条接头管,在下一节段波纹管接长时利用已成型的混凝土孔作为接头,并采用水泥浆进行密封。
g、注意锚头和锚头上压浆孔的保护,防止水泥浆从锚头渗入,应在浇筑混凝土前采
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用海绵等塞堵。
h、浇筑混凝土时,应设专人值班,在混凝土初凝前应对管道进行通水处理。
四、预应力张拉工艺
东江南主桥预应力张拉在混凝土浇筑完成后,构件强度不小于设计强度的90%且龄期不小于5天,方可进行张拉。不同部位及不同规格型号的锚下控制应力有所不同,具体如下:
东江南特大桥主桥预应力筋张拉顿位及设备型号 钢绞线规格 15 27 29 顶板钢束 15 27 29 19 腹板钢束 25 15 跨中底板钢束 25 边跨底板钢束 15 0#块横梁钢束 8 16 端横梁钢束 3 3 面板横向束钢束 2 精轧螺纹钢筋 1 1)、机具要求
预应力张拉所用机具设备及仪表应由专人使用和管理,并定期维护和校验。千斤顶与压力表应配套校验;张拉机具设备应与锚具要配套使用,并应在进场时进行检查和校验,锚具与钢绞线应按规定做检验。 2)、张拉前的准备工作
张拉前必须检查梁体、锚垫板下砼是否有蜂窝麻面,混凝土构件强度达到设计强度90%,且龄期不少于5天才能张拉。对预留孔道应用通孔器或压气、压水等法进行检查或处理堵塞物。构件端部预埋铁板与锚具和垫板接触处的焊渣、毛刺、混凝土残渣等清除
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部位 锚下控制应力张拉顿位(MPa) (T) 千斤顶型号 备注 1339 279.2 400 适用于1到111339 502.5 650T 号梁段和33到1339 539.8 650T 35梁段 1395 290.9 400T 1395 523.5 650T 适用于12到321395 562.3 650T 号梁段 1395 368.4 500T 1395 484.8 650T 1376.4 287 400T 1376.4 478.3 650T 1339 279.2 400T 1395 155.1 200/250T 1376.4 306.1 400T 1302 54.3 85T 1302 54.3 85T 1302 36.2 86T 837 67.3 100T 广东长大――东江南特大桥主桥箱梁挂篮悬臂施工方案 广深沿江高速公路A1合同段
干净。检查锚垫板是否与孔道垂直。 3)、预应力筋的张拉
预应力钢绞线均采用整体张拉。张拉时,千斤顶中心与工作锚以及工具锚中心必须处在一条直线上。
预应力筋的张拉及伸长量的计算方法:
预应力钢绞线张拉:张拉前量取钢绞线工作长度L0,根据公式:
L1PL0EA计算出钢
绞线工作长度的伸长值L1;当油表读数达到设计初应力10%时,量取千斤顶油缸长度L2;当油表读数达到设计应力的20%时,量取油缸伸长值L3;当油表读数达到50%张拉控制应力,量取油缸长度L4作为比较值。当达到100%张拉控制应力时,持荷2min量取油缸长度L5。实际伸长量 LL5L2L3L2L1。控制回油锚固回缩量,根据规范要求为6mm以内。
预应力粗钢筋张拉:清理锚垫板,在锚板上取一点量至端头的竖向距离L1作为计算伸长量的初始值,安装千斤顶,安装连接器和张拉杆(注:为保证安全,在张拉杆上用红油漆标出8cm的连接长度)。安装工具螺帽。张拉至控制张拉力P的10%,张拉至控制张拉力P持荷2分钟,旋紧工作螺母,卸去千斤顶及其它附件,l—2天后再次张拉至控制张拉力P并旋紧螺帽,量取从端头至锚垫板上标记点的竖向距离L2作为计算伸长量值,计算实际伸长量LL2L1,并将该值与理论计算值进行比较。 4)、预应力筋的切割、封锚
张拉完成经检验合格后,需对预应力筋及时切割封锚并压浆。预应力筋的切割采用砂轮机切割,预应力筋锚固后的外露长度不宜小于30mm。预应力筋采用同等型号湿润水泥进行封锚,纵向预应力筋采用真空辅助压浆,对封锚质量要求更高,在压降前采用专用保护罩进行密封。 5)、注意事项
(1) 在安装千斤顶时,千万注意工作锚与工具锚孔眼保持一个方向,保证千斤顶内腔钢绞线是平顺的,否则千斤顶内腔段钢绞线容易断根断丝,导致后锚夹片飞出伤人。 (2)在安装工具锚时注意工具夹片要安装平整,不要出现松紧不一,防止钢绞线的
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不均匀受力导致断丝。
(3)在安装限位板时注意限位板的正反面。
(4)安装千斤顶时,必须调整千斤顶的位置,使得工作锚板与工具锚板中心位于同一直线上。注意工作锚在张拉前应进入锚头槽口内
(5)夹片的周围和纹理中有油污杂物,在安装前必须清理干净方可使用。 (6)回油时速度不应过快,应缓慢进行。
(7)张拉过程中,油泵操作人员不准擅自离开岗位,临时离开必须停机。 (8)张拉时,千斤顶正前后方不准站人,防止钢绞线及夹片弹出伤人。 (9)对于精轧钢,张拉后要用加力杆旋紧螺锚,确保锚固力足够。 (10)对于精轧钢,每轮张拉完毕后,用不同的颜色在钢筋上作出明显的标 记,以避免重拉和漏拉。
(11)对于精轧钢及横向预应力,每一节段悬臂尾端的一组竖向预应力粗钢筋留待与下一节段同时张拉以使其预应力在混凝土接缝两侧都能发挥作用。
5、压浆工艺
1)、压浆前的准备工作
压浆前,应先对管道进行冲水清洗和润湿。对通水不通的管道及时处理。冲洗后应使用不含油的压缩空气将管道内的所有积水吹出。
2)、预应力钢筋及横向预应力筋的压浆(非真空辅助压浆)
a、严格按照试验室给定的配合比进行水泥浆的配置,水泥浆稠度宜控制在14~18s之间,水泥浆自拌至压入孔道的延续时间,视气温情况而定,一般在30~45min范围内。水泥浆在使用前和压注过程中应连续搅拌。对于因延迟使用所致的流动度降低的水泥浆,不得通过加水来增加其流动性。
b、压浆时,对曲线孔道和竖向孔道应从最低点的压浆孔压入,由最高点的排气孔排气和泌水。压浆顺序宜先压注下层孔道。
c、压浆应缓慢、均匀的进行,不得中断,并应将所有最高点的排气孔依次一一开放和关闭,使孔道内排气通畅。较集中和邻近的孔道,压浆应一次完成,压浆中途发生故障,间隔时间不超过40分钟,否则用压力水冲洗干净,研究处理再继续灌浆。
d、压浆应使用活塞式压浆泵,不得使用压缩空气。压浆的最大压力宜为0.5~0.7MPa,当孔道较长或采用一次压浆时,最大压力宜为1.0MPa。梁体竖向预应力筋孔道的压浆最
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大压力可控制在0.3~0.4MPa。压浆应达到孔道另一端饱满和出浆,并应达到排气孔排出与规定稠度相同的水泥浆为止。为保证管道中充满灰浆,关闭出浆口后,应保持不小于0.5MPa的一个稳压期,该稳压期不应少于2min。
e、压浆过程中及压浆后48h内,结构混凝土的温度不得低于5℃,否则应采取保温措施。当气温高于35℃时,压浆宜在夜间进行。
f、压浆后应先将其周围冲洗干净并对梁端混凝土凿毛,然后设置钢筋网浇筑封锚混凝土。封锚混凝土的强度应符合设计规定,一般不低于构件混凝土强度等级的80%。必须严格控制封锚后的梁体长度。 3)、预应力钢绞线 (真空辅助压浆)
a、准备工作
1)在压浆施工前将锚垫板表面清理,保证平整,在保护罩底面与橡胶密封圈表面均涂一层玻璃胶,装上橡胶密封圈,将保护罩与锚垫板上的安装孔对正,用螺栓拧紧;
2)清理锚垫板上的压浆孔,保证压浆通道通畅; 3)确认浆体配方;
4)检查材料、设备、附件的型号或规格、数量等是否符合要求;
5) 按设备原理图进行各单元体的密封连接,确保密封罩、管路各接头的密封性; b、试抽真空
关闭阀门1、3、4,打开阀门2和5,启动真空泵,观察真空压力表的读数,应能达到负压力0.07~0.1MPa。当孔道内的真空度保持稳定时(真空度越高越好),停泵1min,若压力降低小于0.02MPa即可认为孔道能基本达到并维持真空。如未能满足此数据则表示孔道未能完全密封,需在压浆前进行检查及更正工作。 c、拌浆
1)拌浆前先加水空转数分钟,使搅拌机内壁充分湿润,将积水倒干净;
2)将称量好的水(扣除用于溶化固态外加剂的那部分水)倒入搅拌机,之后边搅拌边倒入水泥,在搅拌3~5min直至均匀;
3)将溶于水的外加剂和其它液态外加剂倒入搅拌机,再搅拌5~15min,然后倒入盛浆浆桶;
4)倒入盛浆桶的浆体应尽量马上泵送,否则要不停地搅拌; d、 压浆
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1) 启动真空泵,当真空度达到并维持在负压0.08 MPa左右时,打开阀门1,启动压浆泵,开始压浆;
2) 当浆体经过透明高压管并准备到达三通接头1时,打开阀门3并关闭阀门5,关闭真空泵;注意透明高压管应超过10米长以便控制;
3) 观察废浆桶处的出浆情况,当出浆流畅、稳定且稠度与盛浆桶体基本一样时,并关闭压浆泵,关闭阀门2;
4) 启动压浆泵使压力达到0.4MPa左右,最后关掉压浆泵,关闭阀门1; 5)接通水,打开阀门3、4清洗,再拆下阀门处的透明高压管,关闭阀门3清洗。 e、 真空辅助压浆注意事项
a、保护罩不能做为工具罩使用,在浆体初凝后可拆除;
b、在压浆前若发现管道内残留有水份或赃物的话,则须考虑使用空压机先行将残留在管道中的水份或赃物排除,确保真空辅助压浆工作能够顺利进行;
c、整个连通管路的气密性必须认真检查,合格后方能进入下一道工序; d、浆体搅拌时,水、水泥和外加剂的用量都必须严格控制;
e、必须严格控制用水量,对不及时使用而降低了流动性的水泥浆,严禁采用增加水的办法来增加其流动性;
f、搅拌好的浆体每次应全部卸尽,在浆体全部卸出之前,不得投入未拌和的材料,更不能采取边出料边进料的方法;
3.7、砼施工
1、施工工艺
挂篮施工部分梁段砼浇筑一次性浇筑完,在每次钢筋及模板安装完毕之后,开始布置泵管。泵管沿着塔吊身往上廷伸,接至待浇筑梁段,每次浇筑均布置两套泵管对称浇注,2#~8#梁段在每个腹板内侧面中间上下开两个口,作为进浆口及进人进行振捣作业,9#~15#梁段只在每个腹板内侧面中间开一个口,其它梁段跟据实际情况只开进浆口,振捣作业人员可只直在面板处插入振动棒进行振捣。
砼浇筑施工的顺序大体为:底板→腹板→顶板。浇筑分层的厚度控制在30~40cm,浇筑底板时要注意控制砼坍落度(坍落度在18~20cm),待底板浇筑完后,将已准备好的压浆板放下,加劲肋的孔位穿过预留好的螺杆位置,把底模板与压浆板之间用对拉螺杆固定,
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将螺母拧固即可;浇筑腹板时,采用对称的浇筑方法,腹板间高差控制在1米内;为了避免操作人员在高处进行振捣时出现漏振现象,振捣人员必须下到内面对砼进行振捣,务必要求将砼振捣密实。
2、施工注意事项
1、混凝土由拌和站集中拌和、由混凝土输送地泵运送到位。采用两台地泵、六辆砼拌和车,满足在最早浇筑的混凝土初凝前浇筑完全部混凝土为控制标准。
2、根据浇筑完一个梁段的砼所需时间,制定好砼的初凝时间,且将砼坍落度控制在18~22cm左右,其中浇筑底板时适将砼坍落度控制在18~19cm。
3、混凝土分层浇注,每层厚度不超过50cm,而且上下水两边腹板高差不超过1.0m。 4、混凝土振捣采用插入式振捣器。振动棒移动距离不得超过振动棒作用半径的l.5倍。振动棒插入速度要快,拔出速度要慢,插入深度为0.5~1.0m,保证混凝土振捣均匀、密实。
5、由于腹板高度大,必须采用内模开孔的方法让混凝土缓慢流入,而不能直接从高处落下,防止离析。
6、对振捣人员要认真划分施工区域,明确责任到人,以防漏振。振捣腹板混疑土时,人必须进入腹板内用插入式振捣器进行振捣。
7、在预应力管道前附近振捣时,要注意既要保持混凝土的密实性,又不能影响管道的平面位置,更不能影响它的外形尺寸甚至令其漏浆,要尽量其避免与振捣棒相接触。 8、振捣过程中避免振捣棒直接与模板接触,以免造成模板变形,影响混凝土外观。 9、砼的浇筑过程,木工班、张拉班及钢筋班要安排人值班,进行跟踪检查,便于发现问题时可及时进行处理;
10、浇注完混凝土后,及时进行养生。可采用养护剂或喷水等方法进行。当混凝土强度达到2.5MPa时,可以拆掉端头模、侧模,以及放松内外侧模。端头模拆掉后开始进行凿毛,同时进行穿引纵向钢绞线的工作,测量人员此时可放样块件的平面控制点,即块件中点。
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4、箱梁施工测量及监控
4.1、概述
东江南特大桥为广深沿江高速公路上的一座特大型桥梁,全桥长940m。主桥为钢筋预应力砼连续刚构桥。跨径布置为:146+256+146m。在施工过程中,箱梁的成桥线型应进行严格的控制和限制。影响成桥线型的因素很多,有施工支架、模板、灌注砼等施工影响,同时,还存在测量放样、控制网基点等测量误差,且后二种影响显得尤为显著,因此,制订切实可行的高精度的施工测量方案,显得特别重要。
东江南特大桥主桥处于纵坡分别为1.2%和-1.25%半径为16000米的竖曲线上,主桥从起点K29+014.5到K29+112.237位于Ls=180的缓和曲线上,从K29+510.87到终点K29+562.5位于Ls=180的缓和曲线上,其余位于直线段上。半幅桥宽19.85米,单箱双室断面,其中箱底宽12.85米,两侧悬臂翼缘板宽3.5米, 0#段长14米,悬臂施工节段为33对梁段,分别为4×2.5米, 4×3.0米, 6×3.5米,8×4.0米,9×5.0米,合拢段为2米,边跨现浇段为16.8米,采用全段面一次性浇注。由于许多因素的影响,主梁施工过程实际上始终处于一种动态状态,任何节点的测设放样都应该随着外部条件的改变(例如:荷载、温度、风向)而做出相应的调整,必须结合这种动态施工的特点,制定梁段的施测方案,这样才能保证全桥箱梁中、边跨的顺利合拢和理想的成桥状态。
4.2、箱梁施工测量控制点的埋设与施测
1、施工测量控制点的埋设
东江南特大桥二个主墩5#墩、6#墩、位于宽达700米河道中,两边与南北引桥相连,主要高精度的测定工作都集中在主墩位置完成。布设如图所示平面控制网。按照国家二等边角网的方案进行施测,使用间接平差对外业测数据进行处理,分别采用2mm+2ppmTC802的全站仪进行测边测角工作,以保证测角中误差<±1”轴线相对中误差<1/130000,三角形最大闭合差<±3.5”的二等边角网的要求。
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6#墩DN06DN055#墩DN12DN11
图4.2-1 主桥箱梁施工平面控制网
2、施工测量控制点的观测
在东莞水道(东江南支流)的东、西两岸,各有一个三等水准点,为保证南、北两岸施工构件的标高统一性,应分别将两岸水准控制点引测至布设在承台预埋水准点上,成为完整的统一高程精度的控制网,并定期进行复测和校正工作。跨河水准采用“z”字形双线跨河布设,(如图2所示),
BM12BABM11
图4.2-2 跨河水准布置
在进行箱梁施工前,将已引至承台,经过跨河水准进行联测之后的标高引至施工完成的0#块预埋点上,定期对箱梁0#块预埋的水准基点进行复测调整。
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4.3、箱梁施工测量
1、0#块及边跨现浇段块施工
箱梁施工进入到0#块后,首先在墩顶预埋位置放样出底板平面位置,针对零号块块件较长,定位精度要求较高的特点,可考虑恢复出边线的平面和高程位置,对相对尺寸误差做出调整,指导模板的平面位置安装,调整模板的垂直度,通过测设,使0#块的模板在平面、高程、垂直度三个方面达到设计的要求。
边跨现浇段块施测方法基本和0#块相同。
0#块施工完成后,为保证以后箱梁施工监控的精度,应在0#块顶面建立箱梁施工监控阶段使用的局部控制网。
局部控制网的点的布置可在0#块施工阶段,通过预埋来实现,可在5#墩、6#墩、0#块顶面布设如图所示局部控制网。
以6#墩布设情况为例,控制点布设如下图: 中跨下水上水边跨 其中所设各点为平高控制点,R—1、L—3两点接入控制网点,通过和控制网点整体平差,采用边角同测各六个测回,确定外业作业方法。R—1~L—3布设为三等闭合导线网,同主网采用等精度平差计算。
高程采用三等工程水准测量结合三角高程对向观测和悬挂钢尺传递。
2、箱梁施工测量
箱梁施工过程中由于受荷载、张拉预应力、挂蓝、气温、日照的影响,箱体的平面
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位置和标高始终处于动态变化中,因此为保证整个施工阶段线型的正确性,应在监控测量的基础上,预设平面和标高值,以保证接下来的块件施工能够按照设计要求顺利完成。测量放样时间应选择在晚上10点后到早晨8点前为施工测量时段,以避开日照、温差的影响。
利用已建立起来的局部控制网,结合桥型特点(设有竖、平曲线),在顶板、底板位置每一截面上放样预测三个点。如下图所示:
粗调:挂蓝前移时参照已有的轴线点情况,指导挂蓝的移动方向和移动量,预调顶板和底板的平面位置和标高。
精调:钢筋、预应力设备安装完成后,重新测定和调整这几点处的标高和座标,在考虑各项修正值(挂蓝自重及本身挠度,箱梁自重挠度,张拉预应力挠度)的基础上,确定正确的立模标高。
3、合拢段测量控制
当悬臂施工到合拢阶段时,为保证平面±10mm,标高±20mm的合拢精度,应对合拢段前几块箱梁在规范允许范围内进行有目的预调工作,做好监控测量工作,制订正确的立模标高和立模位置,确定合适的合拢时间。在此期间应对即将合拢的悬臂进行跟踪观测,取得每一构件的合拢参数,按照先边跨、后中跨的合拢顺序,进行体系合拢。
4.4、施工监控的方法与精度
1、观测方法
悬臂箱梁的挠度观测,以精密水准仪和因瓦水准尺,采用水准测量的方法,周期性
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地对预埋在悬臂每一块箱梁上的监测点进行监测,在不同施工状态下,同一监测点标高的变化就代表了该块箱梁在这一施工过程中的挠度变形。挠度观测的相对基准,分别布设在5#、6#墩的0#块上,绝对基准设在岸上,由于各墩所承受的悬臂荷载的不断增大,各墩在沉降变形,同时由于墩柱存在收缩徐变,所以0#块上的水准点是不稳定的,为真实地反映箱梁的挠度变形,应以岸上水准点为基准,定期对0#块上的水准点进行稳定性监测,并在挠度观测处理中加以考虑,予以修正。东江南特大桥5#、6#墩承台的沉降观测,可采用二等跨河水准测量的方法施测,墩柱的压缩徐变,可采用悬吊鉴定钢尺精密水准测量的方法施测。
2、挠度观测点的埋设
为监测悬臂中每块箱梁在施工过程中的挠度变形情况并指导施工,应在每一块箱梁顶面分别在两侧腹板、中间腹板位置上埋设直径2cm、长度约为20cm~25cm的合金铜棒或钢棒,合金铜棒或钢棒要预先加工,顶部磨圆,在浇注混凝土时埋好,端头处露出混凝土面约1cm,作为挠度监测的观测点。按设计要求并考虑所采用的挂篮的结构特点,观测点应埋在腹板顶部,以保证观测点本身的稳定性和极大限度地反映挠度变形,同时也不妨碍挂篮的前移,同一块箱梁上埋设三个观测点,有两个方面的作用,其一是通过两个点的挠度比较,可观察该块箱梁有无出现横向扭转,其二是同一块箱梁上有三个观测点,其监测结果可进行比较,相互验证,以确保各块箱梁挠度观测结果的正确无误,从而真实地反映变形。观测点埋好之后应注意保护,布置施工场地时应注意避开。挠度观测点布置如下图:
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3、挠度观测时间
挠度观测,比较关键的是固定观测时间,以减少日照温差对观测结果的影响和施工时对观测工作的干扰,挠度观测宜严格安排在清晨6:00—8:00时间段内,同时记录空气温度和箱内温度。
4、挠度观测周期
东江南特大桥悬臂施工每一箱梁段的施工观测,可分为三个阶段:(1)挂篮前移阶段;(2)浇注混凝土阶段;(3)张拉预应力阶段。以三个阶段作为挠度观测的周期,即每施工一个梁段,应在挂篮前移后,浇注混凝土后和张拉预应力后,对已施工监测点各观测一次,其标高的变化,就代表了该点所在的箱梁在不同施工阶段的挠度变形过程。
5、观测的水准路线形式
为了容易检测误差,提高外业观测数据的自检能力,拟定观测水准点路线形式的各自0#块上的水准点为终点,采用闭合水准路线的形式进行水准测量。
4.5、测量人员、仪器配置
测量人员、仪器配置见下表
项 目 技术员 配合工 全站仪 单位 人 人 台 台 数量 5 10 3 4 备注 标称精度为2mm+2ppm DS1级二台、DS3级二台 水准仪 第 33 页 共 64 页
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5、施工质量注意事项及保证措施
5.1、质量组织机构
施工处主任 总工程师 副主任 工程技术室 质检室 测量组 机材室 南岸施工项目 北岸施工项目 预应力专业队 模板专业队 钢筋专业队 混凝土专业队 材料仓库 制作车间
5.2、质量管理
箱梁施工质量管理要做到防检结合,以防为主,事前控制,过程检验,以质量体系文件及质量管理规定和措施为依据,真正做到人人把关,层层落实,以提高全员质量意识为突破口,实行区域管理责任制,落实到人,严格执行质量管理体系的各项制度和要求。
5.3、施工质量注意事项及保证措施
1、钢筋安装:钢筋加工下料须准确,安装严密,严格控制保护层厚度,搭接符合要
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求,规格,数量须正确,定位牢固,严格实行三检制。
2、模板安装:严格控制模板平整度及接缝,模板表面清理干净,模板漆涂抹均匀。加强测量监控,保证结构物尺寸,位置准确,对拉杆和支撑系统须严格按方案要求的规格及间距布置,焊点牢固,螺丝须认真检查,防止滑丝、生锈、螺母须拧紧。
砼浇筑:严格控制落浆口自由高度(≤2m),合理布设下浆点,分层厚度≤30cm,每层振捣完毕,须经技术员检验合格后才能泵浆浇上面二层,振捣标准为快插慢拔,以表面泛浆不冒气泡为准。
砼外观质量:加强砼配合比监控,强化落实责任制,振捣时分区分片落实到个人,实行班前技术交底,强化振捣。
桥面平整度:桥面横、纵坡需测量给出放样点,划水平线控制,两侧翼板边模安装准确,固定良好,不漏浆,严禁赶浆。摊铺采用灰铲及其它辅助工具,用光面三米直尺来回平刮。砼初凝后采用竹扫拉面,条纹须顺直,搭设辅助平台,便于人员作业,严禁砼面站人施工,留下脚印。
预应力安装及检查:预应力安装时应注意管道的规格是否与设计要求一致,管道的 材质是否满足设计要求,波纹管有无破损。钢绞线或精扎螺纹钢有无损伤,有损伤时应及时更换,定位时应严格按照设计及规范要求精确定位,高度方向控制在 内,同排方向控制在
±10mm以
±10mm以内,长度方向控制在±30mm以内,保证管道顺直固
定牢固,波纹管所有接头部分均应采用密封带密封,防止砼进入堵塞波纹管,压浆嘴与连通管接口处应保证有足够长度,且用铁丝绑扎牢固,防止脱落,横向束还应注意夹片及挤压质量是否合格。
张拉力及伸长量:张拉过程中应按照图纸要求顺序张拉。张拉的吨位应与设计一致,且伸长量应控制在±6%以内,若误差超过±6%应分析原因,并处理后方能压浆,张拉竖向预应力时要调整千斤顶的位置,使千斤顶张拉持力点与精轧钢及锚板中心在同一直线上,如张拉中发现有精轧钢横移应立即停止张拉,并调整,重新张拉 ,张拉完毕后在钢筋上作出标识,防止重复张拉和漏拉。张拉过程中采用双控措施即控制伸张量和张拉吨位,当伸长量与张拉吨位有出入时以张拉吨位为主。张拉完成后切除桥面以外的部分时,应保证螺母上长度为3-4cm,且切割时严禁使用氧割、电焊切割,应采用砂轮机切割。
压浆质量:严格控制净浆配比,优化施工工艺,采用真空压浆,压浆前须灌水通管道,压浆时严格控制压力,冒浓浆后停置3-5min,再补压一轮后封浆口。
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6、施工安全注意事项及保证措施
6.1 箱梁施工危险源辨识
根据长大公司《职业健康安全管理体系文件》、《危险源辨识、风险评价和风险控制
策划管理程序》的相关规定,结合箱梁施工工艺特点和现场施工环境,辨识的重大危险源清单如下:
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 作业活动/状态 发生 部位 塔吊 电梯 电梯 电梯 危险因素 危险类型 评价结果 (D值) 塔吊安全保护装置失效 电梯安全保护装置失效 电梯未安装防冲顶装置 检修作业未设警示标志他人误操作 起重伤害 高处坠落 高处坠落 机械伤害 起重伤害 起重伤害 坍塌 坍塌 高处坠落 高处坠落 高处坠落 物体打击 触电 爆炸 爆炸 120 120 120 90 90 90 90 120 90 90 90 90 90 90 90 风险级别 C C C C C C C C C C C C C C C 塔吊吊装作业 施工升降机作业 施工升降机作业 施工升降机作业 起重吊装 起重吊装 支架施工 挂篮施工 高处作业 高处作业 高处作业 高处作业 电气作业 压力容器操作 压力容器操作 作业点 使用钢丝绳不符合安全规定 作业点 违规进行起重吊装 作业点 脚手架搭设不符合设计要求 挂篮吊带不符合设计安全要挂篮 求 作业点 高处作业人员未系安全带 作业点 高处作业未设置安全设施 高处作业人员在危险独立梁作业点 行走 高处作业材料杂物放置不牢作业点 固 作业点 施工人员违规电气作业 压力容器 压力容器安全装置不符合安全要求 空压机 违章操作空压机 6.2 重大危险源控制措施
1、箱梁施工前,组织相关人员进行施工技术、安全技术交底。 2、特种作业人员必须持证上岗,严禁无证操作。
3、作业人员必须按规定使用劳动个人防护用品。高空作业必须系扣好安全带,遵守高空作业安全规程。
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4、各种施工机具设备投入使用前及施工安全防护设施,应进行安全检验合格后,方可投入使用。
5、施工用电按《临时用电安全技术规范》进行配电,实行“一机一闸一漏”的安全措施。
6、各类临边、洞口、立体交叉等危险作业场所施工时,应设置可靠的安全设施。 7、塔吊、施工升降机、压力容器等特种设备应规定配备安全装置,执行机械设备维护保养检验规定,确保安全装置有效。机械不得“带病”运行;
8、起重吊装作业必须严格执行安全操作规程,专人指挥,遵守“十不准吊”规定, 加强起重吊装过程的检查,排除安全隐患,防止起重伤害。
9、支架搭设必须按施组设计方案、图纸进行搭设、安装;支架搭设过程中,施工技术员加强监督检查,及时纠正偏差;支架搭设后,由施工项目组织相关部门、人员对支架进行检验合格后方可投入使用。
10、挂篮悬臂施工,必须严格执行检验制度,确保安装符合设计要求,吊带材质符合要求,锚固可靠。
11、高处作业材料、机具、构件放置须牢固可靠,及时清理杂物,防止坠物伤害。 12、加强施工过程中的安全监督检查,及时纠正作业人员的不安全行为和消除物的不安全状态。
6.3 主要工序施工安全保证措施
1、0#、1#块、边跨悬浇支架施工
1)、作业人员上落应从通道上下,不得攀爬支架、绳索等不安全行为,防止高处坠落伤害。
2)、安装、拆除支架作业期间,必须设置严密可靠的隔离措施;作业人员工具、材料必须放置稳固,零星物件、杂物及时清理,防止坠物伤害。不得随意损坏安全网或拆除脚手板等保护措施。
3)、立体交叉作业时,下方应设置警戒线或搭设隔离棚。不得有人停留或通过危险区域。
4)、支架搭设完毕,须经检验合格后方可投入使用。
2、模板施工作业
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1)、安装模板时,应有保持模板临时的稳定措施。各支撑必须顶紧,各连接螺栓紧固力矩符合设计要求。
2)、多人一起搬抬模板时,应协调动作,防止挤压伤害。
3)、钢模板的面板涂油脂层后,应采用麻袋等防滑措施,防止行走时打滑跌倒。 4)、拆除模板前,砼的强度必须达到设计要求后方可拆除。
5)、拆除模板正下方应设立警戒区和警戒标志,正下方禁止有人停留,并专人指挥下进行拆除模板。严格按程序拆除,后支先拆,先拆非承重部分;注意防止拆除模板时突然倒塌。
6)、起重吊运钢模时,绑扎牢固可靠,清理模板上的水泥渣等杂物,防止悬挂有零星物料在吊运时坠物伤人。
7)、模板拆除应按区域逐块进行,不得大面积撬落。模板、支撑要随拆随运,严禁随意抛掷,拆除下来的模板应分类堆放整齐牢固,木模板应及时撬除铁钉,防止扎脚。不得留有未拆净的悬空模板。
3、钢筋施工作业
1)、起重吊运钢筋时,必须严格遵守机械安全操作规程,吊运过程中,应有专人指挥,正下方不得有人停留;吊运长钢筋时,应设麻绳定向,防止撞碰、钩拉。同规格的钢筋吊运,绑扎牢固,不得长短混绑在一起,防止绑扎不牢,钢筋坠落,人工上下传递钢筋时,不得垂直传递,作业人员站位应相对错开,禁止抛掷方式传递。
2)、成捆钢筋吊运后,不得集中放置在脚手架处,防止超负荷造成脚手架杆件变形、坍塌。钢筋放置牢固可靠,禁止挤压电缆线,防止触电事故发生。
3)、钢筋安装高处作业,应搭设脚手架或马架,操作层必须铺好脚手板,应有可靠的立脚点,不得攀爬作业。高处作业人员必须按规定使用安全带。
4)、安装立钢多人操作时,必须相互配合好,动作协调,抬钢筋行走时,注意防止钩拉缠倒。交叉作业避免同一垂直作业面进行,否则按规定设置隔离防护措施。
4、塔吊操作及起重吊装作业
1)、操作人员必须遵守起重吊装安全技术规程,合理选用吊具、绳索,绑扎吊物牢固可靠。
2)、塔吊吊运物料时,专人指挥下进行吊装作业,指挥与司机相互配合好,防止误操作发生起重伤害。
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3)、六级或以上风力、雷暴雨、大雾等恶劣天气时,应暂停起重吊装作业。 4)、起重作业人员应认真执行交接班制度。
5、施工升降机作业
1)、电梯安装后,必须经检验合格后方可投入使用; 2)、电梯司机必须持证上岗,专人开机,严格执行操作规程。 3)、电梯载人和载物按额定运载,不得超荷载。
4)、电梯检修作业必须设专人监护,防止他人进入梯笼后误操作发生事故。 5)、严格执行维修保养规定,确保安全装置灵敏可靠。
6、挂篮施工安全操作规程
1)、挂篮拼装后,按设计要求进行检验合格后,才可投入使用。
2)、挂篮设备及构件应进行检查,(如千斤顶、滑车、手拉葫芦、钢丝绳、吊杆、精轧螺纹筋等),不符合安全规定的严禁使用,并备有足够的安全系数;
3)、检查桥面预埋件数量、安装是否符合设计要求,特别注意后吊带、内外模后吊架预留孔洞位置是否正确及孔洞是否垂直,吊带的挠、弯度是否符合要示;挂篮定位要准确,螺栓、销轴连接牢固,锚固装置可靠。
4)、 工艺流程:铺设滑道→松底篮→解除后端锚固→顶起主桁→挂葫芦、放下主桁 移篮→安装后锚→提升底篮→调整标高→锚固→ 验收
5)、移机、提升、下放操作应设专人统一指挥,各控制点派人负责监控; 6)、滑道要铺设平整、顺直,偏移在允许范围之内,轨道终端应设置限位装置,防止出轨发生倾斜事故。
7)、松底篮前,应检查模板对拉螺栓是否全部清除,防止下放移机时卡阻;移挂篮前,设一组保险钢丝绳,防止突然滑行;
8)、在纵梁上划出标尺刻度,以控制行程速度;移动挂篮要同步缓慢进行,移动行程应不大于10cm/min,以不产生跳动、剧烈冲击振动为宜。
9)、前移时应测量监控挂篮沉降弯形弯距情况。现场技术人员必须经常检查挂篮位置前后吊带、后锚杆等关键受力部位锚固的情况,发现问题及时解决,重要情况及时报告。
10)、下放底篮时,操作千斤顶应同步平衡下放;操作千斤顶正下方不准有人停留,防止手柄掉落伤害;吊杆需划标记。
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11)、移机到位,调整标高,锚固可靠,验收合格之后才可进入下道工序施工; 12)、施工过程中严禁擅自拆除吊带、安全防护装置、如保险钢丝绳等,因施工的需要,确需拆除时,须经施工技术员的同意,并采取临时加固措施后方可拆除;
13)、当遇大雾、五级风力以上等恶劣天气时,停止挂篮下放、前移操作; 14)、施工过程中,应严格控制荷载,防止过载的冲击、震动。如需在挂篮上另行搭设作业平台设施,不得损坏挂篮结构及改变其受力形式。
15)、挂篮安全防护注意事项:
(1)挂篮底采用安全网封闭,防止施工材料、机具或其它物件从挂篮掉落,造成过往船舶物体打击事故。
(2)挂篮底设置警示红灯和限高标志牌,防止过往船舶发生碰撞。 (3)使用过程中,应经常检查挂篮吊带、锚固螺栓完好性。
(4)挂篮拆除作业,如影响航道通航安全,必须采取半封航或警戒措施。
7、预应力施工
1)、千斤顶、油泵机安全阀、压力表等应定期检测,标定合格后才能投入使用。 2)、作业前必须检验张拉设备、工具(如:千斤顶、油泵机、压力表、油胶管、顶楔器及液控顶压阀、安全装置等),确认安全可靠后,方可进行张拉。
3)、张拉前,必须在砼强度达到设计强度方可施加预应力。按设计图纸规定顺序先后对称张拉,并采取措施防止滑丝、断砼的情况。
4)、张拉前,操作人员要确定联络信号,张拉两端相距较远时,应使用对讲机等通讯设备保持联系。
5)、张拉作业区,无关人员不得进入,千斤顶两端正前方不得站人或有人通过,并做好警戒措施,防止非操作人员误进入危险区域。
6)、钢束张拉采取张拉力和延伸量双控,即当钢束张拉达到设计张拉力时,当实际伸长量与理论伸长量之间的误差超出允许值时,必须检查机具或钢铰线重新检验合格才能继续张拉作业。
7)、张拉时,油泵开动时,进、回油速度与压力表指针升降应平稳、均匀一致,必须按预定设计压力进行张拉,不得超强拉,拆除时,必须先停止施加的压力后,否则会发生严重事故。
8)、张拉操作中若出现异常现象(如油表震动剧烈、发生漏油、电机声音异常,发
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生断丝、滑丝等),应立即停机进行检查。
9)、安装张拉作业时,精扎钢、钢铰线、套筒螺丝必须有足够的工作长度;夹具应有足够的夹紧力,操作人员应站在侧边,防止锚具夹紧不牢固而滑出。
10)、压浆操作人员必须佩戴防护眼镜,以免水泥浆喷出伤害眼睛;穿好工作胶鞋、手套等防护用品。
11)、展开成捆的钢铰线时,操作人员应保持适当的安全距离,不得猛拉钢铰线,防止卷盘的钢铰线自由散开时造成伤害。
12)、钢铰线穿入管道时,如果使用卷扬机作牵引时,必须严格执行卷扬机安全操作规程,不得猛拉,防止超出牵引拉力断钢丝绳伤人。
13)、使用手持电动工具,如砂轮机切断时,机具应严格执行“一机一漏”,并在闸刀开关处设置安全警示标志,防止他人误操作打错开关;砂轮片必须严格按要求安装牢固可靠,切割时注意用力不得过大、扭转,防止砂轮片爆裂伤人;操作人员应按规定使用绝缘手套,不得拖拉电源线;维护检修时,必须拆除电源线后进行,防止触电。桥面边缘切割作业,应做好防坠物措施,防止切割料高处坠物造成过程船舶物体打击。
8、砼施工
1)、泵管、泵卡及支架应安装牢固,泵送前,应检查管路、管卡及密封圈的完好程度,不得使用有破损、裂缝、变形不合格的管件。
2)、操作人员按规定穿好防护手套,应戴防护眼镜,防止伤害眼睛。
3)、使用手持电动工具,必须“一机一闸一漏一地”保护措施,电缆线绝缘良好,无破损、老化等绝缘损坏现象,作业中不得拖拉电缆线,禁止湿手打开关,振动器应放在干燥位置处,防止触电事故发生。用水冲洗时,注意防止用水直接喷射至电气设备、电线上发生触电。
4)、浇注混凝土时,严格按施组方案顺序平衡分层浇注。
5)、浇注过程中,技术员、施工员等管理人员应值班监控,加强对支架、模板的检查工作,发现问题及时处理。
6)、箱梁内施工在暑天期间,应加强通风降温,防止中暑。
6.4 高处作业安全保证措施
1、高处作业安全注意事项
1)、参加高处作业的人员应身体健康,凡患有不宜高处作业的症状(如高血压、心
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脏病等)不得登高作业;酒后禁止登高作业。
2)、高处作业所用的物料,应堆放整齐平稳,不妨碍通行和装卸。工具应随手放入工具袋;应保持通道畅通;拆卸下的物件及余料和废料均应及时清理运走,不得任意乱置或向下丢弃,传递物件禁止抛掷。施工作业场所有坠落可能的物件,必须先行撤除或加以固定。
3)、遇有六级以上强风、雷暴雨、浓雾等恶劣气候,不宜进行攀登与悬空高处作业。 4)、因作业需要,临时拆除或变动安全防护设施时,必须经施工负责人同意,并采取相应的可靠措施,作业后应立即恢复。
5)、高处作业安全设施应符合相应规范的要求。
6)、高处作业人员必须按规定正确使用劳动防护用品,戴好安全帽,系扣好安全带。
2、临边作业防护
1)、脚手架、支架周边、悬挑梁、楼梯周边、操作平台周边、挂篮周边、桥面边缘等有坠落危险的部门都应设置防护栏杆或安全防护网。
2)、临边防护栏杆杆件的规格及连接要求,应符合下列规定:
(1)钢筋横杆上杆直径不应小于16mm,下杆直径不小于14mm,栏杆柱直径不应小于18mm,栏杆柱间距小于200cm,高度大于1.2m,采用电焊牢固。
(2)栏杆柱的固定及其与横杆的连接,其整体构造应使防护柱在上杆任何处,能经受任何方向的1000N外力。
3、洞口作业安全防护
1)、进行洞口作业以及在因工程和工序需要而产生的,使人与物有坠落危险或危及人身安全的其他洞口进行高处作业时,必须按下列规定设置防护设施:
2)、箱梁桥面预留洞口根据具体情况采取设防护栏杆、张挂安全网或加盖件其它防坠落的防护设施,安全设施应牢固可靠并防止挪动移位。
3)、楼梯口、电梯口必须设防护栏杆或固定栅门,并设置警示标志,夜间设置照明灯。
4、攀登作业
1)、登高作业应使用梯子或搭设脚手架等其它攀登设施。
2)、攀登的用具,结构构造上必须牢固可靠。供人上下的踏板其使用荷载应大于1100N。当梯面上有特殊作业,重量超过1100N时,应按实际加以验算。
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3)、移动式梯子,放置应牢固。梯子底部应坚实、不得垫高使用。梯子的上端应有固定措施。立梯工作角度以75度左右为宜,踏板上下间距以30cm为宜,不得有缺档。
4)、人字形梯子,铰链必须牢固,在梯子中间部位设置拉撑措施,防止滑倒。 5)、梯子如需接长使用,必须有可靠的连接措施,且接头不得超过1处。连接后梯的强度,不应低于原梯的强度。
6)、固定式直爬梯应用金属材料制成。梯宽不应大于50cm,并焊接牢固。 7)、作业人员应从规定通道上下,不宜在支架、外脚手架、钢筋、模板等进行攀登。 8)、上下梯子时,必须面向梯子,工具应使用工具袋。
9)、安装模板、钢筋时,应使用脚手架、平台或梯子、马凳,不得随意攀登作业。有坠落危险时应系扣好安全带。
10)、攀登作业使用的材料、工具,应使用起重设备吊运,人工传递时,操作人员应相对错开位置,防止垂直作业。使用绳索绑扎吊运时,必须检查绳索、吊具、吊篮确认安全可靠后,方可吊运,操作人员不得站在吊物正下方。
5 悬空作业
1)、悬空作业处应有牢靠的立脚点,并必须视具体情况,配置防护网、栏杆或其他安全设施。
2)、悬空作业所用的索具、脚手板、吊篮、平台等设备,均须符合技术要求和检查合格后方可使用。
3)、箱梁外观粉刷、打磨等装修施工的悬空作业,须设置吊篮或梯子。吊篮必须固定牢靠,作业人员必须系扣好安全带,保险钩扣在吊篮处或其他可靠的构件上。移动吊篮时,应专人利用麻绳拉紧协助移位。使用打磨机时,电缆线不得拴在身上,操作人员应戴绝缘手套。
4)、特殊情况下如无可靠的安全设施,必须系好安全带并扣好保险钩,或架设安全网、安全绳。
6、交叉作业
1)、各工种进行上下立体交叉作业时,不得在同一垂直方向上操作。下层作业的位置,必须处于依上层高度确定的可能坠落范围半径之外。不符合以上条件时,应设置安全防护层。
2)、钢模板、脚手架等拆除时,下方不得有其他操作人员。
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3)、结构交叉施工时,凡人员进出的通道口,应根据坠落半径影响范围的情况搭设牢固的安全防护棚。
4)、起重吊装交叉作业时,被吊物件不得从施工人员的上方通过。
7、操作平台
1)、操作平台搭设必须牢固,必要时经验算,防止超荷载。
2)、操作平台四周必须按临边作业要求设置防护栏杆,并应布置登高扶梯。 3)、使用工具吊篮时,吊环焊接牢固,钢丝绳应符合安全要求。如果吊运散件物体的吊篮,四周应全部密封,装卸时不得装运过满,不得超载。使用吊篮起重吊运时,应将吊索全部挂钩,同时重物应平衡分布,防止吊运时翻转倾倒。
6.5 防台风、防雷措施
1、当遇有六级(含六级)以上风力时,应停止影响作业安全的施工。
2、对于易坍塌的临时构筑物、施工机械设备、材料采取加固措施。如采用锚固、拉结、设置缆风绳或清理、转移等方法进行。
3、当打雷时,电气设备应及时断开电源,暂停供电。
4、打雷时,不要使自己成为尖端,也就是说,要尽量降低自身高度,不应该把铁锹、钢筋等带有金属的物体扛在肩上高过头顶或者拿较长的金属(如钢筋、钢管、大板手、撬棒、钢丝绳等),不得站在或碰及铁支架、机械设备,因为这样会增加闪电直接击中的机会。
5、雷电时,不宜使用通讯电器(手机、对讲机) 6、打雷时,作业人员可以到就近的工具房或箱梁内。
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7、文明施工及环境保护措施
7.1 箱梁施工重要环境因素辨识
根据长大公司《职业健康安全管理体系文件》、《环境因素识别与评价管理程序》《一体化作业文件规定》的相关规定,结合箱梁施工工艺特点和现场施工环境,辨识的重要环境因素清单如下: 序号 1 2 3 4 5 6 7 重要环境因素 施工固体废弃物排放 机械设备的使用/油、电消耗 材料使用/材料消耗 浇灌混凝土清洗作业/废水排放 打磨作业 车辆行驶、施工设备的使用 机械设备漏油 环境影响情况 综合评分/等级 控制部门 水体/土壤污染 能源消耗 资源消耗 水体污染 粉尘排放 噪声排放 油污染 60/6/A 40/4/A 40/4/A 60/13/A 45/4/A 45/4/A 60/13/A 工程部 工程部 工程部 工程部 工程部 机材部 机材部 7.2 重要环境因素控制措施
1、施工垃圾(无毒无害类)收集到陆地指定地点堆放,严禁丢弃到河流中。 2、可利用固体废料(金属、塑料、橡胶、纸皮等)回收处理。
3、混凝土输送泵,泵车、运输车辆、空压机、张拉设备等所有机械设备的各类废油料及润滑油,废油漆桶等有毒应回收到陆地指定地点存放并按规定处理。
4、清洗混凝土拌和机、泵管、预应力压浆设备等污水经沉垫后排放。 5、选用噪声小的设备,加强机械设备的维修保养,降低噪声。
6、打磨模板、箱梁外观装修时,可使用湿式打磨,减少粉尘排放污染。
7、加强施工过程中的管理,优化施组设计,科学施工,提高材料、设备的利用率,节约材料、水、电,减少能源、资源浪费。
7.3 文明施工与环境保护保证措施
1、为创造良好的施工作业环境,现场文明施工实行施工项目区域管理责任制,由各职能部门对现场文明施工负责管理和监督。各施工项目、中队、班组负有实施文明施工的责任。
2、施工项目负责人为本施工项目的文明施工区域责任人,负责该责任区文明施工的管理和监督,落实各项文明施工管理措施和存在问题的整改工作。
3、每月进行一次安全文明施工定期检查,发现问题,限期整改。
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4、施工现场做到布局合理,大小临时设施和各种材料、构件、半成品按平面布置堆放整齐,道路畅通,排水设施得当,水电线路整齐,施工安全有序。
5、运载地材(砂、石、水泥、散装物料等)应采取措施,防止“滴、漏、撒” 以减小扬尘。
6、发电机、柴油机等机械设备做好维护保养工作,使废气排放符合规定。 7、桥面上不得焚烧垃圾杂物,防止污染空气。 8、桥面上施工期间适当晒水,防止粉尘污染。
9、桥面上施工产生的建筑垃圾集中堆放,定期清理运回场内指定地方堆放处理。 10、使用张拉设备、空压机等机械设备使用中应防止跑、冒、滴、漏而造成油污染。 11、加强对施工作业人员的安全教育,施工人员必须遵守高处作业规程,禁止向河中抛撒材料、垃圾和其他废弃物。
12、施工选择性能优良、噪声小的施工机械,降低噪声影响。
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8、箱梁施工验算
8.1、概述
广深沿江高速东江南特大桥上部结构为146+256+146连续刚构,其箱梁采用变高度三向预应力混凝土结构(C60),为双幅桥面。单幅桥宽19.85m,为单箱双室三腹板断面,设计为单幅4车道桥面。单幅单墩连续刚构采用挂篮对称悬臂浇筑。根据设计图,悬臂浇筑节段按长度2.5m、3 m 、3.5 m 、4 m 、5 m划分,单墩每侧共计31节段,节段重量416t~240t。
挂篮拟用既有菱形吊架挂篮改造。菱形吊架挂篮主要由以下构件组成:桥面菱形吊架、前上横梁、底篮、内外模板、纵移轨道、内外模板滑移梁。
该挂篮为湖北鄂南起重运输机械有限公司制造,已先后用于永胜大桥、金塘东通航孔大桥施工。
8.2、验算依据
1. 广深沿江高速公路(东莞段)两阶段施工图设计 2.《公路桥涵施工技术规范》(JTJ 041-2000) 3.《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTJ025-86) 4.《路桥施工计算手册》人民交通出版社. 2002 5.《钢结构设计规范》(GB50017-2003)。 6.《机械工程师手册》 机械工业出版社. 2004
7. 《公路桥涵施工技术规范实施手册》 人民交通出版社. 2002 8.《钢筋混凝土结构中预埋件设计》 中国铁道出版社
8.3、挂篮荷载确定
根据挂篮受力特点:底篮上现浇砼荷载分别由已浇砼梁段和菱形吊架承受。即后端通过底篮后下横梁分布吊杆锚固于已浇砼梁段表面,前端则通过底篮前下横梁分布吊杆吊挂于前上横梁。前上横梁作用于每片菱形吊架前端,形成菱形吊架前端吊力。菱形吊架在中支点的支承下,后端锚固于已浇砼梁段顶板,因此对于单片菱形吊架而言,其受力实际上属于三力杠杆平衡体系。
挂篮前吊点前端吊力的确定尤为关键,必须确定出最大吊力工况。按照挂篮设计图中支点沿顺桥向始终位于已浇砼梁段前端0.5m位置,其前端吊点距中支点6m,后锚点距
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中支点7m。根据本桥梁段设计图,确定最大吊力工况如下:
1、施工荷载
施工荷载对挂篮前端吊点产生吊力分为两部分:梁段砼自重和挂篮下部结构自重产生的作用力。由于梁段高度逐渐降低,每一种长度梁段中起始梁段对挂篮前端吊点作用力最大;挂篮自重则按不随梁段长度变化考虑。计算结果如下表: 1).现浇梁段砼对挂蓝前端产生的吊力 序起始 号 梁段 1 2 3 4 5 2 5 9 15 23 方量(m3) 149.9 160.1 155.9 137.2 121 重量 (t) 389.74 416.26 405.34 356.72 314.6 重量 (t) 35 10 30 17.112 3.2 8 7.428 7.408 5 10 133.148 对应砼梁段长度(m)之前端吊力(t) 2.5 113.67 3.00 3.50 4.00 5.00 138.75 152.00 148.63 157.30 2).底篮及模板结构对挂蓝前端产生的吊力 序杆件 号 代号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 6 7 8 10 11 13 14 15 名 称 侧模 底模 底模平台 内模总成 平、直横联 底篮前吊带 外滑梁 内滑梁 人群荷载 施工机械 底篮荷载 对应砼梁段长度(m)之前端吊力(t) 2.5 3.00 3.50 4.00 5.00 8.75 10.21 11.67 13.13 16.04 2.5 13.19 1.60 8.00 3.71 3.70 2.50 5.00 2.92 4.99 1.60 8.00 3.71 3.70 2.50 5.00 3.33 5.70 1.60 8.00 3.71 3.70 2.50 5.00 3.75 6.42 1.60 8.00 3.71 3.70 2.50 5.00 4.58 7.84 1.60 8.00 3.71 3.70 2.50 5.00 15.00 15.00 15.00 15.00 15.00 63.96 60.63 63.72 66.81 72.99 吊力总计 177.63 199.39 215.72 215.44 230.29 动载1.1 195.40 219.33 237.30 236.99 253.31 注:1.体外预应力锚快、转向块砼(钢钎)应为二次浇筑,故9#、23#节段方量仅含齿块; 2. 各现浇梁段砼及挂篮序号1、2、4项吊力计算公式:FGi(0.5L)/2。 6由上表计算结果,菱形吊架最大吊力出现在23#节段浇筑工况。 第 48 页 共 64 页
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2、横桥向风荷载
参照《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2004,挂篮结构所受横桥向风荷载风压:
WFwh/Awhk0k1k3Wd3265Pa 式中:
Wd—设计基准风压,
WdVd22g2291N/m2
Vd—高度Z=50m处设计基准风速,Vdk2k5V1061.33m/s;
V10—设计基本风速,查附录A广州重现期100年时V1031.3m/s; k2—地面粗糙度系数,查表A类h=50m,k21.42; k5—阵风系数,查表开阔水面k51.38;
—空气重力密度,Z=50m高0.012017e0.0001Z1.19510N/m3
g—重力加速度,g9.81m/s2
k0—重现期换算系数,特大桥施工架设期k00.75; k1—风载阻力系数,查表取k11.9
k3—地形系数,查表一般地区k31; 各种规格杆件线性风荷载:
假定风荷载仅作用于菱形吊架外侧[36杆件之上,根据杆件宽度确定出其线荷载如下:
对于[36a杆:
qhgWh3265Pa0.36m1175N/m
8.4、挂篮结构验算
1、前上横梁吊杆力确定
挂篮前上横梁共计16根吊杆,最大前上横梁吊杆力出现在23#节段。根据挂篮设计图,承重吊杆承载分为两类:滑梁前后吊杆用于承担箱梁翼板、外侧模、内模以及其上表面所支承的箱梁顶板砼荷载;底篮前后吊杆用于承担前后下横梁、底篮、以及其上表面所支承的箱梁底板、腹板砼荷载。
为便于计算两类吊杆共同承载砼箱梁的超静定吊杆力,将其简化为按箱梁单位截面
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积吊重与吊杆承载截面积综合考虑求得。计算简图如下:
最大前上横梁吊杆力计算如下表:
23#节段满载工况菱形挂篮前上横梁16吊杆吊力计算 1# 2# 3# 4# 5# 6# 7# 8# 吊杆 吊杆 吊杆 吊杆 吊杆 吊杆 吊杆 吊杆 前端单位吊力10.87 10.87 10.87 10.87 10.87 10.87 10.87 10.87 (t/m2) 承担荷载截面(m2) 2.88 0.69 0.79 0.68 简算吊力(t) 前端吊力求和(t) 计算总前端吊力(t) 节段总截面积(m2) 2.4 3.25 0.33 0.71 31.31 7.50 8.59 7.39 26.09 35.33 3.59 7.72 255.05 253.31 23.34 注:1.吊杆力按对称一半计算。2.前端单位吊力=此节段计算总前端吊力/总截面积。 2、菱形吊架结构计算
1)、施工荷载工况
本工况仅考虑最大前上横梁吊杆力外荷载。菱形吊架按4片主桁布设计算,荷载仅考虑竖向荷载。菱形吊架结构示意图如下:
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2)、菱形吊架主要杆件材料如下表(挂篮全部材料取作Q235): 杆件名称 杆件材料 前斜压杆 后横压杆 2[36b 竖压杆 2[36b 前斜拉杆 后斜拉杆 2[36a 前上 横梁 2I50b 横联 弦杆 2[14a 横联 斜杆 2L75 3)、计算模型如下图:
4)计算结果如下表:
(1)菱形吊架主要杆件受力计算结果表
计算参数 计算值 -111MPa +122MPa +115MPa Worst应力max -104MPa -110MPa -75MPa -89MPa +76MPa 许用值 145MPa[1] 145MPa[1] 145MPa[1] 145MPa[1] 145MPa[1] 145MPa[1] 145MPa[1] 145MPa[1] 结论 pass pass pass pass pass pass pass pass 位 置 外侧主桁前斜压杆 外侧主桁后斜拉杆 外侧主桁前斜拉杆 外侧主桁竖杆 外侧主桁后横压杆 内侧主桁前斜压杆 内侧主桁竖杆 内侧主桁前、后斜拉杆 第 51 页 共 64 页
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(2)支座反力计算结果(荷载:10kN ) 支座反力 中支点压力 后锚点拉力 (3)最大变形计算
23#节段长5m为全桥最为接近前吊点的节段,其前端加载后变形亦为最大。计算23#节段砼前端变形时,先根据满载与空篮加载顺序工况下计算出前上横梁的净变形,再计算出23#节段砼前端变形。
23#梁段端头变形及竖向力计算简图如下:
23#节段空篮工况菱形挂篮前上横梁16吊杆吊力计算 1# 2# 3# 4# 5# 6# 7# 8# 吊杆 吊杆 吊杆 吊杆 吊杆 吊杆 吊杆 吊杆 单位面积吊力3.13 3.13 3.13 3.13 3.13 3.13 3.13 3.13 (t/m2) 承担荷载截面(m2) 简算吊力(t) 前端吊力求和(t) 空篮总前端吊力(t) 节段总截面积(m2) 2.88 0.69 0.79 0.68 2.4 3.25 0.33 0.71 外侧主桁 内侧主桁 内侧主桁 151.7 67.8 96.2 42.2 96.2 42.2 外侧主桁 151.7 67.8 9.02 2.16 2.47 2.13 7.52 10.18 1.03 2.22 73.49 72.99 23.34 注:1.吊杆力按对称一半计算。2.单位面积吊力=此节段计算总前端吊力/总截面积。 第 52 页 共 64 页
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各工况前横梁变形计算结果如下: 计算工况 23#节段满载fM 挂篮空篮fK 吊点净变形fJ 23#梁段端头变形 悬臂浇注[f] 前横梁外侧菱形吊架 最大变形值(m) 0.024 0.007 0.017 0.015 20 外主桁 外主桁 备 注 fJfMfK 满足[公路桥涵施工技术规范]要求 [施工规范]JTJ041-2000第15.3.1条 (4)各片菱形吊架分担荷载
根据各片菱形吊架前斜拉杆及前斜压杆前吊点处所受轴向力,计算得: 内侧菱形桁片吊重占据总荷载约:2×50/253.32=39%; 外侧菱形桁片吊重占据总荷载约:2×80/253.32=61%
3、菱形吊架抗风计算
1)、施工荷载+风载工况
本工况计入最大前上横梁吊杆力+最大设计风速外荷载。计算时最大设计风速外荷载作用于外侧菱形主桁,即施工荷载+风载工况。 2)、计算模型如下图: 第 53 页 共 64 页
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3)、计算结果如下表
(1)菱形吊架主要杆件受力及变形计算结果表
计算参数 计算值 -140MPa Worst应力max +144MPa -119MPa 许用值 210MPa[1] 210MPa[1] 210MPa[1] 结论 pass pass pass pass pass 位 置 迎风侧主桁前斜压杆根部 非迎风外侧主桁前斜拉杆 内侧主桁前斜压杆根部 内侧主桁前、后斜拉杆 前吊杆 +69.7MPa 210MPa[1] 最大变形f <0.028m L/400=0.012 (2)挂篮支座反力计算结果(荷载:10kN ) 支座反力 中支点压力 后锚点拉力 迎风外侧主桁 内 侧主桁 内侧主桁 150.0 66.9 96.2 41.9 96.1 41.1 外侧主桁 151.4 67.4 4、菱形吊架稳定计算
以下计算,根据资料[6] 《钢结构设计规范》(GB50017-2003)第5.2.2条实腹压弯构件稳定计算之规定。菱形吊架压杆稳定计算针对前斜杆、竖杆、后横杆三条压弯杆件,详见菱形吊架结构示意图。
各杆根据面内外节点约束情况,确定计算长度如下。
稳定系数计算 回转半径 压杆长 长度系r(m) L(m) 数μ 柔度 λ 稳定系数 φ 构件段 前斜压杆 竖杆 后横压杆 前斜压杆 竖杆 后横压杆 注:1.λ杆件截面 [+]36b 面0.136 6.325 1 46.51 0.872 内 [+]36b 面0.136 4 1 29.41 0.939 内 [+]36b 面0.136 7 1 51.47 0.85 内 [+]36b 面0.129 2 1 15.50 0.982 外 [+]36b 面0.129 4 1 31.01 0.932 外 [+]36b 面0.129 7 1 54.26 0.836 外 =μL/r 2.稳定系数φ(b类)由GB50017-2003查得3.r=√(I/A 第 54 页 共 64 页
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1)菱形主桁面内稳定
面内稳定计算应满足以下公式:
TT1T2NxAmxMxNxWlx(10.8')NExf
式中:f——强度设计值 对于Q235f215MPa
N——所计算构件段范围轴心压力
'22'NEA/(1.1NExExx) ——参数
x——面内受压构件稳定系数
Mx——所计算构件段范围最大弯矩
x——截面塑性发展系数 x1.05(表5.2.1)
Wlx——所计算构件段面内截面模量
mx——等效弯矩系数mx1(悬臂结构)
面内稳定计算结果如下表(受力参数取自四片菱形主桁有限元计算结果): 构 件 杆件截面 N(kN) φx 前斜压杆 [+]36b 1263.00 0.872 竖杆 [+]36b 1101.00 0.939 后横压杆 [+]36b 1195.00 0.85 +
A(m2) 0.0136 0.0136 0.0136 T1(MPa) 106.50 86.21 103.37 βmx 1.00 1.00 1.00 Mx(kN-m) 12.50 31.50 29.60 λx NEx'(kN) T2(MPa) T(MPa) 46.51 11834.02 9.30 115.80 29.41 29596.12 22.09 108.30 51.47 9663.10 22.35 125.72 上表各干件面内压弯应力满足Tf215MPa之要求。
γx Wlx(m3) 1.05 1.40E-03 1.05 1.40E-03 1.05 1.40E-03 2)菱形主桁面外稳定
面外稳定计算应满足以下公式:
BB1B2MNtxxfyAbWlx
式中:N——所计算构件段范围轴心压力
y——面外受压构件稳定系数
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——截面影响系数非闭口截面1
b——均匀弯曲受压构件整体稳定系数。资料[2]附录B.3
b 对于轧制槽钢(简支梁)
570bt235l1hfy
b,t,h——分别为槽钢截面的翼宽、平均厚度和高度
l1——为受压翼缘自由长度 即压杆计算长度
Mx——所计算构件段范围最大弯矩 Wlx——所计算构件段面内截面模量
tx——等效弯矩系数 tx1 (悬臂结构)
面外稳定计算结果如下表(受力参数取自四片菱形主桁有限元计算结果) 构 件 杆件截面 前斜压杆 [+]36b 竖杆 [+]36b 后横压杆 [+]36b +
N(kN) φy 1263.00 0.982 1101.00 0.932 1195.00 0.836 A(m2) B1(MPa) 0.0136 94.57 0.0136 86.86 0.0136 105.10 3η 1 1 1 βtx Mx(kN-m) λ1.00 12.50 1.00 31.50 1.00 29.60 y φb' 15.5 1.06 31.01 1.05 54.26 1.00 上表各干件面内压弯应力满足Tfφb Wlx(m) B2(MPa) B(MPa) 1.00 1.40E-03 8.93 103.50 1.00 1.40E-03 22.50 109.36 1.00 1.40E-03 21.14 126.25 215MPa之要求。
5、前上横梁计算
前上横梁因有较大吊杆集中荷载产生的剪力,需将有限元计算中所得弯曲应力和剪力按折算应力单独计算。
前上横梁选用 2I50b,截面参数如下:
截面形式 2I50b A(m2) 0.0258 Ix(m4) 9.7e-4 Wx(m3) 3.88e-3 查询计算文件: 计算参数 Worst应力max 计算值 48MPa 许用值 145MPa[5] 结论 pass 位 置 近内桁片吊点位置 第 56 页 共 64 页
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剪力Q 495kN 80MPa[5] 近内桁片吊点位置 前上横梁靠近内桁片吊点位置最大剪应力计算: maxQ495000N0.0129m20.0177m41.6MPa*442dI/S20.014m9.710m
[]80MPa (Q235a) pass 取翼板剪应力为最大剪应力(偏安全)
22翼板折算应力:386.6MPa1.1[]159MPapass
6、底篮计算
1)底篮概述
底篮主要由前下横梁、后下桁梁及纵桁梁拼装而成,其上敷设砼箱梁钢制底模。针对砼箱梁荷载的分布,在砼箱梁腹板正下方,集中布设三片双肢杆纵桁梁;其余底板部位布设单肢纵桁梁。为使前下横梁适应前端吊杆垂直受力,特将纵桁梁上弦杆前端销接于前下横梁顶部;为使后下横梁贴紧于变高度砼箱梁斜面底板,特将纵桁梁上弦杆后端栓接于后下横梁顶部。
根据挂篮模板和吊杆布设特点,底篮主要承受砼箱梁腹板及其模板、砼箱梁底板及其模板荷载;内外滑梁仅承受砼箱梁顶板及其模板、砼箱梁翼板及其模板荷载。挂篮浇注工况时,底篮共计16个吊杆受力,即前下横梁上8个吊杆吊挂于菱形吊架之前上横梁;后下横梁8个吊点锚固于已浇砼箱梁底板和顶板之上。
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底篮平面图如下:
根据设计图底篮材料如下表 前下横梁 后下桁梁 2I56b 2I56b 双肢纵桁上弦 2[22b 双肢纵桁下弦 双肢纵桁腹杆 2[16b 2[10 关于底篮计算荷载 底篮砼箱梁浇注荷载全部作用于各纵桁梁之上,各纵桁梁分配荷载按砼箱梁覆盖投影面积求得。砼箱梁节段对底篮纵桁梁荷载投影面积图如下:
考虑到砼变截面梁高以及不同长度节段对底篮的作用力变化,以下分别计算不同块长度节段荷载对底篮的影响。计算模型中将纵桁梁上弦杆前端销接于前下横梁;其后端固结于后下横梁。 2)砼浇筑工况计算
根据荷载情况第5#块为全桥最重块节段,在浇筑砼时底篮受力最不利,其计算作为
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底篮纵桁梁验算依据。5#块满载工况底篮29根纵桁荷载计算如下表:
3m-5#块满载工况底篮28根纵桁荷载计算 1'# 0# 1# 2~11 12# 13# 14# 桁片 桁片 桁片 #桁片 桁片 桁片 桁片 承担砼截面(m2) 3.69 3.69 3.69 0.71 3.52 3.52 3.52 承担单位砼荷载(t/m) 9.59 9.59 9.59 1.85 9.15 9.15 9.15 承担侧模边长(m) 8.53 8.53 8.53 0.53 8.70 8.70 8.70 承担单位侧模荷载(t/m) 1.02 1.02 1.02 0.06 1.04 1.04 1.04 底模荷载(t/m) 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 桁片荷载总计(t/m) 10.67 10.67 10.67 1.97 10.26 10.26 10.26 1.1总单位荷载(t/m) 11.74 11.74 11.74 2.17 11.29 11.29 11.29 底篮承担节段砼荷载比底篮承重砼总重(t) 361.76 例(%) 此节段砼设计荷载(t) 416.26 0.87 注:1.桁片荷载按对称一半计算。2.桁片单位长度荷载=所占面积×砼比重2.6。 3.侧模荷载=侧模边长×0.12t/m2。4.底模荷载=10t/(29×5.4)= 0.06 (t/m) 说明:5#块底板仰角8.2°,表中底篮荷载未考虑底篮斜置角度,计算应当是偏安全的。由于砼箱梁底板呈斜置状态,浇注节段底板的铅垂荷载对底篮仅有正压力分力作用,其下滑力分力则传至承载节段的底板。
计算模型如下图:
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计算结果如下表:
计算参数 Worst应力计算值 -132.4MPa +131.7MPa +62MPa 0.004m 许用值 145MPa[5] 145MPa[5] 145MPa[5] 结论 pass pass pass 位 置 外侧两条纵梁后外斜杆与上弦交点处 其他腹板处纵梁后外斜杆与上弦交点处 后下横梁中点 max 变形f 说明:a根据资料5《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTJ025-86)中第1.2.10条之规定,临时性结构容许应力取[]ls1.3145188.5MPa。 3)移机空篮荷载计算 (1)空篮荷载
移机空篮荷载计算 1'# 0# 1# 2~11 12# 桁片 桁片 桁片 #桁片 桁片 底模荷载(t/m) 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 1.1总单位荷载(t/m) 0.07 0.07 0.07 0.07 0.07 1.底模荷载=10t/(29×5.4)=0.06(t/m) (2)移机工况计算 计算模型如下图:
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13# 桁片 0.06 0.07 14# 桁片 0.06 0.07 广东长大――东江南特大桥主桥箱梁挂篮悬臂施工方案 广深沿江高速公路A1合同段
计算结果如下表: 计算参数 Worst应力max 变形f 计算值 +21MPa -50MPa 0.022m 许用值 145MPa[1] 145MPa[1] 结论 pass pass 位 置 外侧纵桁梁前外斜杆 后下横梁中点处 后下横梁中点处 8、锚固计算
1)菱形吊架后锚计算
菱形吊架计划采用以螺杆锚固为主,利用砼箱梁结构竖向Φ32精轧螺纹钢为辅的锚固方案。
专用锚杆锚固计算如下: 锚杆Φ(m) 小径d(m) 60 0.05 破断力锚固力Fb(10kN) Fmax(10kN) 154.06 68 精轧螺纹钢锚固计算如下: 面积A(m2) 0.001963 锚杆数 2 材料 40Cr 安全系数n 4.53 σb(MPa) 785.00 [n] >3(pass) 锚杆Φ(m) 小径d(m) 面积A(m2) 材料 σb(MPa) 32 0.032 0.000804 PSB830 930.00 破断力锚固力安全系数锚杆数 [n] Fb(10kN) Fmax(10kN) n 74.76 68 4 4.40 >3(pass) 安全系数满足[公路桥涵施工技术规范] JTJ041-2000第15.3.1条要求。 2)吊带计算
根据设计图,底篮前后吊带采用同一规格:16Mn-25×200×L。吊带最大吊力出现在5#块(416t)浇注工况,约60t,位置位于砼箱内底板上最外一根吊杆。
吊杆 后吊 4'# 5#块浇注工况吊带受力(10kN) 3'# 2'# 1'# 1# 2# 3# 18.4 59.9 17.6 20.8 4# Σ 26.3 59.9 18.4 47.8 47.8 26.3 304.8 18.4 158.4 前吊 18.4 20.8 17.6 22.4 22.4 吊带计算如下: δ25带宽S(m) 销孔Φ(m) 0.2 0.052 拉力Fbmax(10kN) 后吊带Fmax(10kN) 127.65 60 净截面A(m2) 材料 σs(MPa) 0.003700 16Mn 345.00 锚杆数 安全系数n [n] 4 8.51 >3(pass) 第 61 页 共 64 页
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3)后锚砼局部受压计算
(1) 基本资料:
a、根据《混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)第5.7局部承压构件进行计算:(即安全等级为一级)。 0Fl1.3lfcAl,0为桥梁结构重要系数安1.1取
b、后锚砼局部受压区为圆形,受压构件为圆形,素混凝土(未配置间接钢筋)如上图。
F11.25Fmax1.25680212.544计,式中1.25为吊杆
c、后锚单根吊杆拉力按受力不平衡系数
045d、后锚螺帽直径80mm,锚垫板厚度20mm,受压区面积计入在锚垫板中按角扩大
的面积,所以局部受压区的直径 d = 80 + 40 = 120mm; 受压构件的直径 D =3d= 360mm;孔洞直径d55mm;
e、混凝土强度等级为 C60,砼抗压强度设计值fc = 26.5N/mm2,局部承压修正系数 =0.92
f、 混凝土局部受压面积 :AlAb(d2d2)44(1202552)448929mm2 99361mm2(D2d2)g、局部受压的计算底面积:
(3602552)
lh、混凝土局部受压时的强度提高系数:
Ab3.34Al
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(2)局部受压区截面验算:
0Fl=1.1212.2=233.75kN1.3lfcAl1.30.923.3426.58929943.5kN
满足要求。
9、装修篮计算
1)装修篮荷载
1.操作人员P1=4×75=300kg 2.材料工具P2=200kg 总计P1+P2=500kg 2)悬臂梁计算
悬臂梁2[22b最大荷载出现在5m节段悬臂长度L=4.5m工况,此时: 装修篮自重荷载P3=1200kg
单梁总集中力P=1.2×(P1+P2+P3)/2=1.2×(500+1200)/2=1020kg 单梁自重均布荷载q=2×28.45≈60kg/m 悬臂梁位于后下横梁处危险截面:
弯矩Mmax=P×L+q×L^2/2=4590kgm+608kgm=5198kgm
弯曲应力σ=M/W=519800kgcm/(233×2)=1115kg/cm^2=111.5MPa <[σ]=145MPa pass 剪力Q=P+q×L=1020+30×4.5=1155kg
剪应力τ=Q/(2×b×h)=1155/(2×0.9×22)=29.2kg/cm^2=3MPa <[τ]=80MPa Pass 3)装修篮抗弯计算
装修篮按危险工况跨中集中力简支梁计算。此时: 跨中集中力P=1.2×(P1+P2)=1.2×500=600kg 自重均布荷载q=1.2×1200/15=96kg/m 支座处最大弯矩Mmax=P×L/4+q×L^2/8
=600×15/4+96×15^2/8=2250+2700 =4950kgm 桁架梁惯性矩I按4[10上下弦杆布设求得。 I=184287cm^4 W=I/60=3071cm^3
弯曲应力σ=M/W=495000kgcm/3071cm^3=161kg/cm^2=16MPa
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<[σ]=145MPa pass 4)横联杆自重抗弯计算
横联杆取2[16加了角钢L5缀条焊接而成,简支跨度L=15m。 自重均布荷载q=1.2×700/15=56kg/m
支座处最大弯矩Mmax=q×L^2/8=56×15^2/8=1575kgm 桁架梁惯性矩I按2[16上下弦杆布设求得。 I=7038cm^4 W=I/17.3=407cm^3
弯曲应力σ=M/W=157500kgcm/407cm^3=387kg/cm^2=39MPa <[σ]=145MPa pass
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