1、1-140鋼箱系桿拱施工方案、施工方法1 工程概況汀泗河特大橋跨越汀泗河、京珠高速公路,中心里程DK1288+556.25。橋全長3167.96m,孔跨布置為:78-32m簡支箱梁+2-24m簡支箱梁+6-32m簡支箱梁+2-24m簡支箱梁+1-32m簡支箱梁+1-140m下承式鋼箱系桿拱+4-32m簡支箱梁。線路與汀泗河主流向法向夾角為20度,與京珠高速公路夾角30度,高速公路寬28m,由于與京珠高速公路夾角較小,采用140m系桿拱跨越通過。橋址位于壟崗地和一級階地,崗丘與崗間谷地相間分布,自然坡度10度左右,相對高差5-10m左右,植被發育,階地地形平坦開闊,大部分為魚塘,部分為農田。5
2、施工監控5.1 施工監控內容監控鋼箱節段安裝的精度、栓接質量,結構軸線精度。監控主橋墩臺沉降,臨時墩沉降、墩頂縱向偏移變化,六四式軍用梁應力變形及拼裝桿件應力變形情況。拱軸線及系梁軸線在施工過程中的高程變化情況,吊桿拖拉過程的應力變化和變形。部分中橫梁跨中及端部的應力變化。監控系桿拱拖拉的全過程,各工況條件下各控制截面處應力、變形和主拱縱橫向的穩定性,觀測拖拉過程的橫向偏差。保證墩身在縱向水平力下的安全。監控拱肋橫撐、端橫梁及中橫梁在拖拉過程中平面扭曲的變化情況,確保豎向受力均勻。5.2 施工監控措施計算機自動控制利用計算機對拖拉全過程進行仿真計算,其仿真程序可連續為每個拖拉階段提供主縱梁和墩
3、臺的靜態計算、分析,為施工提供監控依據。指揮中心計算機與檢查系統通過網絡通信設備進行聯系,拖拉系統設置緊急制動設施,當實際拖拉力(油壓表讀數)超過設計允許值時,能立即停止拖拉;當橋墩偏移量超過允許值時,拖拉也會自行停止。當拖拉方向為下坡方向時,如果坡道的正切值大于滑道的摩擦因數的一半時,啟動拖拉限制機構。從而實現施工監控的自動化。橋墩上安裝高精度的角位移傳感器(一種精密加速度傳感器),將采集的角度信號經過信號調理裝置送入計算機,經數據處理給出橋墩的水平位移。另外,拖拉部分的測力裝置將測得的油壓信號也傳送給計算機,經換算給出拖拉力;屏幕顯示這些數據并實時監測拖拉力,一旦橋墩位移或拖拉力大于許用值
4、,立即通過報警裝置報警并停止拖拉。支點反力控制支點反力的實際值與設計值的比較,是通過由支點反力特別控制儀表獲得的數據進行的,其控制壓力表安裝在橋墩或橋臺上,并與計算機連成一個系統。測力系統輸出的信息包括直接的機械顯示、電子讀數和經指揮站中計算機處理過的信息。實際反力值由計算機連續監測,一旦其值超過設計值,則停止拖拉,進行調整。四氟滑板的控制四氟滑板是由橡膠板、薄鋼板和聚四氟乙烯板膠合的復合制品,四氟板與不銹鋼板的摩擦系數為0.05,本橋施工中摩擦系數采用0.08;拖拉施工系桿拱使用的四氟板滑塊數量多,且質量要求高,使用時需精心操作,妥善保存。要求四氟板表面清潔光滑,無刻痕,無油污,無翹曲變形等
5、;四氟滑板滑動面可涂硅脂,但不能涂普通機械黃油;當主縱梁底部與四氟板接觸時,隨著主拱的拖拉前進,滑道上的四氟板從后面滑出后,立即從前面插入填塞補充,補充的滑塊應涂以潤滑劑,并端正插入,四氟板磨損過多時,應及時更換。拖拉導向及糾偏為了控制梁體在拖拉過程中的中線始終處于規范范圍內,橫向導向裝置是必須設置的。拖拉時,做好橫向偏差觀測,主要觀測主梁和永久墩的彈性橫向位移。a被動導向裝置當梁體橫向移位時,采取楔塊擠壓法糾偏。楔塊靠近墩頂錨頂的部分是固定的,靠近梁體的半塊同梁體之間設置橡膠隨梁體前移,楔塊的斜面非常光滑,當梁體前移時,梁體就會被擠向設計方向。b主動導向裝置當梁體偏移較大或被動導向無效時,可
6、采用主動糾偏方法。糾偏裝置由防偏支持架、糾偏滾軸及水平絲杠頂組成,用型鋼作為防偏支架,成對地安裝于主拱兩邊墊塊鋼架上,并用螺栓連接,當需要調整主拱軸線時,用絲杠千斤頂調整糾偏滾軸與主拱側面的距離,梁體拖拉時,手動施壓,用水平絲杠頂住糾偏滾軸,滾軸貼在梁腹上,強迫主拱結構糾偏。高程控制拖拉架設前,測量人員仔細檢查墩位處支座墊石高程,保證施工高程滿足規范要求。拖拉過程中,作好滑道、主拱撓度、臨時墩沉降觀測。施工橋面板時,根據橋面縱坡,由測量人員測量高程,并拉線控制,使橋面高程符合設計要求。鋼箱系桿拱節段栓接控制拼裝所用高強度螺栓長度,必須符合設計要求,螺栓穿裝方向正確,墊圈孔內經倒角處與螺栓桿及螺
7、栓頭頸過渡圓弧處相配合,不得裝反;摩擦面經過處理符合要求;施擰扳手由專人在上班前進行標定,下班交回時復查誤差范圍,反映不夠靈敏、誤差大于5%的立即停止使用,工地設有校驗設備,以便隨時校驗。栓接完后派專人進行檢查復核驗收,當天擰完的螺栓當天檢查,并做好施工紀錄。6 質量控制措施6.1 鋼箱系桿拱加工質量控制采購的各種鋼材要求有出廠質量保證書和合格證書,并按規定進行鋼材的物理性能及化學成分復驗,合格后方做焊接工藝評定試驗。按國家標準要求進行焊接工藝評定,其評定合格的焊接工藝參數如焊接電流、電弧電壓、送絲速度等即為正式施焊工藝參數。焊條、焊絲、焊劑的規格、型號必須符合設計要求,經焊接工藝評定合格后方
8、可用于施焊。焊材按規定的要求保管,使用前必須進行烘干。焊工必須持有焊工合格證書且在有效期內。焊接環境溫度不低于5。主要焊縫優先采用埋弧焊,受限部位可采用氣體保護焊或焊條電弧焊。施焊時母材的非焊接部位嚴禁引弧。埋弧焊時加入引弧板和熄弧板,焊接過程中不應出現斷弧現象。多層焊接時宜連續施焊,注意保持道間溫度。所有焊縫必須進行外觀檢查,不得有裂紋、未熔合、夾渣、未填滿弧坑等缺陷。外觀檢查合格后,在24h內進行無損探傷:一級焊縫100%超聲波探傷,同時采用X射線進行10%的抽查檢驗,若發現超標缺陷時加倍檢驗。6.2 鋼箱系桿拱拼裝質量控制鋼箱系桿拱拼裝前,要認真復核設計圖與拼裝圖,復核每一處拼接板的編號
9、、數量和高強螺栓的長度、數量。同時,清除各類污垢,鏟除磨光飛邊毛刺。檢查鋼箱系桿拱出廠合格證、鋼梁材質試驗報告、拼裝圖、拼接板摩擦面抗滑移系數試驗報告、焊縫重大修補記錄、試拼裝記錄、桿件發送表清單等。鋼箱結構預拱度調整完成,并檢測合格后,采用高強螺栓連接。連接完成后,再測量一次預拱度值及主梁間距是否達到要求。拼裝時每一節點栓孔嚴格按梅花形布置上好50沖釘,其余用高強螺栓初擰、終擰后,再換下沖釘擰入高強螺栓。采用扭矩法擰緊工藝完成鋼梁全部拼裝。使用工具為扭矩扳手,終擰扭矩值Tc=KPcd(式中:K高強螺栓連接副的扭矩系數平均值;Pc高強螺栓施工預拉力;d高強螺栓公稱直徑)。高強螺栓聯接終擰4h后
10、進行終擰檢查,每栓群選高強螺栓連接副總數的5%(但不少于2套)進行松扣回擰法檢查,測取此時的扭矩值應在(0.91.1)Tch范圍內,TchKPd(其中P高強螺栓設計預拉力)。6.3 鋼箱系桿拱拖拉質量控制鋼箱系桿拱拖拉過程中,設專人監測中線偏差和系桿拱撓度,出現較大偏差時須及時糾正。7 安全保證措施7.1 交通安全控制措施因拱橋拖拉施工跨越京珠高速公路,交通流量較大,施工期間不能影響和中斷交通,需采取切實可靠的安全防護和道路保暢通措施,編制完善的施工方案和安全應急預案,經監理工程師審批后報京珠高速公路交通管制部門批準。在得到同意批復后,嚴格照批復方案組織施工。吊車跨高速公路上吊裝過程中,吊裝設
11、施加強檢查和維護,吊裝作業區做好警示標識和安全防護措施。拖拉跨越高速公路時,防止空中墜物,橋下設置雙層掛網,滿橋布置,防止墜物掉落;橋兩側采用纜風索連接拱部,增強大橋整體移動過程的穩定性。跨高速公路過程時嚴管交通通行,在高速公路上設置警示牌,夜間掛警示燈,布置防護和安全引導設施,安排專人指揮疏導交通,確保行車安全和暢通。7.2 施工安全措施對全體施工人員進行安全教育,安全知識普及,增強安全防護意識,將施工安全控制點和措施向施工人員交底。安排專業人員上場操作,施工人員從事工作前進行專業培訓。起吊設施施工前需檢查吊機各關鍵部件的可靠性和安全性,并進行試吊;吊裝過程不得超負荷吊裝;吊裝施工時指派專人
12、統一指揮,施工人員分工明確。吊裝作業區嚴禁非工作人員進入,設置安全防護隔離區。支架桿件安裝和拆除按施工方案規定和施工技術規范進行操作。施工人員必須戴安全帽,高空作業人員佩戴安全帶,遵守施工紀律。施工過程安排專職安全員負責監控和管理,發現安全隱患及時消除處理,預防安全事故發生。8 鋼箱系桿拱橋荷載試驗8.1 荷載試驗目的(1)掌握系桿拱橋結構的實際工作狀況,判斷橋梁的實際工作狀況是否符合設計要求或處于正常受力狀態。(2)通過橋梁主要部位位移、控制截面應力和吊桿受力測試,直接了解橋結構承載力情況,據以判斷橋梁結構的實際承載能力。(3)檢驗系桿拱橋結構的工作狀況、靜力和動力性能是否滿足設計或使用要求
13、,并予以評價。(4)試驗結果還可為今后橋梁維護及評估提供原始數據。8.2 荷載試驗內容和方法(1)靜載試驗橋梁靜載試驗主要是在指定位置對橋梁進行加載,通過測量橋梁結構在靜力試驗荷載作用下的變形和內力,測試橋面的撓度、橋梁控制截面的應力增量,確定橋梁結構的實際工作狀態與設計期望值是否相符,檢驗橋梁結構實際性能,如結構的強度、剛度等。其試驗測試內容為:系梁、拱肋以及吊桿的最大應力、應力分布規律等測試。測試1/8、1/4、3/8、1/2、3/4、7/8跨等6個斷面的撓度。測試支座處縱豎向位移和梁端轉角。試驗按設計試驗荷載在橋梁指定位置加載,應力測試采用粘貼箔式應變計,電阻應變測量系統測量。為保證試驗
14、數據的可靠性,每一加載工況進行三次試驗,取平均值。位移采用高精度水準儀進行測量。(2)動載試驗動載試驗主要包括自振特性試驗、行車試驗和制動試驗。自振特性試驗測試橋梁在振動環境下分析橋梁的自振特性(自振頻率、振型及阻尼特性)。試驗采用激振設備激勵橋梁,使橋梁產生振動,再在橋梁的各個特征部位(如1/8跨、1/4跨、3/8跨、1/2跨、3/4跨等)布置傳感器,拾取各點的振動信號進行分析。行車試驗由測量試驗列車以設計或規范要求的試驗速度駛過橋梁時,橋梁各主要特征部位如1/2、1/4、3/4跨中的豎向最大振幅、橫向最大振幅、沖擊系數、動應變和動撓度等。每個車速跑車34次。制動試驗由試驗列車以試驗要求行車
15、速駛過橋梁,至跨中位置剎車,測量橋梁各特征部位的豎向振幅、橫向振幅和縱向振幅。試驗共進行3次。制動試驗的測點布置與跑車試驗的測點布置基本相同。第七節 1-112m提籃拱施工方案、施工方法1 工程概況工程位于湖北省赤壁市境內,壟崗及其谷地區,崗地低矮谷地平坦開闊,高坡面平緩,高差1020m,植被不發育,辟為旱地。高差110m,辟為稻田及水塘,其間分布小水溝,溝型不規則,走勢彎曲,溝寬13m,溝深12m,水流流速較緩。廣州臺附近有一條鄉間公路,交通較為便利。橋梁跨京珠高速公路,與公路軸線交角36,交角較小,高速公路交通流量較大,根據橋位處實際情況,橋型選用下承式鋼管混凝土提籃拱橋。提籃拱橋鋼管及鋼
16、板采用Q345q-D和Q234鋼材,鋼管內用C50無收縮混凝土填充,預應力混凝土系梁用C45混凝土。吊桿采用7鍍鋅高強平行鋼絲束,間距8m,按尼爾遜體系布置。拱肋截面型式為啞鈴型截面,拱高3m,拱肋內傾13,系梁為單箱三室截面,頂寬18.2m,底寬12.24m,高2.5m。橋跨L=112m,矢高f=22.4,矢跨比f/L=1/5。2 施工方案綜述提籃拱橋采用原位先梁后拱的施工方法,為滿足通車凈空的要求,預應力混凝土系梁采用墩梁式支架(臨時支墩采用軍用墩,支架梁在跨高速公路范圍內采用自制鋼梁,箱形截面,梁高1.0米,其余部分采用貝雷梁)、大塊模板、分區澆筑混凝土、留后澆段送混凝土等施工措施現場澆
17、筑。支架臨時支墩基礎為樁基,臨時支墩為八三式軍用墩,鋼管拱肋采用系梁上搭設支架施工,拱肋節段輪胎吊吊裝,拱肋混凝土采用頂升法對稱泵送無收縮混凝土進行灌注,之后安裝并張拉吊桿,調整好吊桿力后拆除支架,施工二期恒載及橋面系,復測并調整吊桿索力至設計值。3 提籃拱施工工藝和方法3.1 提籃拱施工步驟見附后“1-112m提籃拱橋施工工藝流程圖”和“1-112m提籃拱橋施工步驟示意圖”。3.2 系梁施工 臨時軍用支墩施工在跨京珠高速公路路面上搭設2跨寬25m、凈空高5m的組合門式支架,作為跨越高速公路連續箱梁的支撐系統。軍用支墩基礎分別設在路肩外側,高速公路中央分隔帶內。臨時支墩基礎均采用鉆孔灌注樁、鋼
18、筋混凝土承臺基礎。鉆孔灌注樁長度和承臺結構尺寸根據上部荷載以及地質條件確定。由于綠化帶內設有多種管線,施工前進行改移和防護。八三式軍用墩支撐架的組拼拼裝前仔細核對每個桿件的尺寸及型號,組拼時首先拼接基本桿件,然后拼輔助桿件。拼完一組支架再用吊車吊裝就位。3.2.2 支架搭設根據橋址地形和下部交通情況,京珠高速公路在橋跨處限高為5.5m,限界距離系梁底高度為1.227m,為滿足通車5.5m的凈空要求,在跨高速公路范圍內采用自制鋼梁,箱形截面,梁高1.0米,布置間距1.0米,其余部分采用貝雷梁,間距0.3米,支架梁上部鋪設I14工字鋼作分配梁,順橋方向按照40cm間距布置。1-112m提籃拱橋施工
19、工藝流程圖系梁上搭設拱部支架鋼管拱頂升壓注混凝土現場預拼拱肋、吊裝拱肋、各段鋼管焊接就位吊桿安裝穿索并張拉橋面系安裝施工,鋪設二期恒載、現場涂裝張拉梁體部分預應力索波紋管定位、預應力索安裝施工墩鉆孔樁基礎、承臺系梁及拱腳模板安裝、鋼筋綁扎系梁及拱腳梁混凝土分段澆注拆模板、卸落支架張拉系梁剩余預應力索、壓漿支架預壓后調整支架標高拼裝臨時支墩、搭設支架實測吊桿力,并調整至設計值支架梁用吊車吊裝到臨時支墩上的設計位置,與臨時墩頂的上墊梁聯結牢固。臨時支墩上墊梁頂設硫黃砂漿落架結構層。臨時支墩以及支架搭設布置詳見附后“1-112m提籃拱橋支架布置示意圖”。 支架檢算強度檢算:強度檢算時,荷載考慮支架自
20、重、模板自重、梁體自重、施工荷載、澆筑混凝土時的沖擊荷載,以及基礎沉降的影響。剛度檢算:包括兩方面即單個構件的剛度檢算和整體剛度檢算。單個構件的剛度檢算和整體剛度檢算相互協調,否則容易造成梁體局部平整度不滿足要求。整體穩定檢算:支架在順橋向通常穩定性較好,因此穩定性只檢算橫橋向的穩定。穩定性檢算時,考慮模板和支架的迎風面積、支架高度、計算風壓、風力系數及施工中的的水平力和豎向力的影響。 支架整體預壓(1)支架預壓支架預壓在支架立好和安裝橫向分配梁后進行,預壓材料采用沙袋作為預壓體,沙袋均布在支架上,預壓重量等于箱梁重量的1.2倍,加壓順序與澆筑混凝土順序一致。(2)支架變形觀測測設時分別貝雷梁
21、頂端沿梁縱向范圍內每隔3.0m設置一測點,橫向設三排測點,在預壓前先將測點標出,并記錄好標高,作為沉降觀測的基準。用水準儀每隔2小時觀測一次貝雷梁各檢測點標高,計算出貝雷梁沉降量,預壓過程中根據加載重量和壓載時間進行觀測記錄并分析。做為調整模板標高的有效數據。(3)支架的卸載地基及貝雷梁支架沉降穩定后,不再有沉降,然后開始卸載。支架卸載時按加載的相反順序進行,分級卸載,分次觀測。(4)調整支架標高調整貝雷梁支架預壓前,支架按照設計標高搭設,確保支架各桿件均勻受力。預壓后,架體已基本消除預壓荷載作用支架各桿件的間隙及非彈性變形。預壓卸載后的回彈量即是箱梁在混凝土澆注過程的下沉量,因此,支架頂的標
22、高值最后調整為設計標高值加預拱值加預壓回彈量。(5)梁體支架拆卸梁體支架在鋼管拱安裝后,梁體張拉完畢,并且吊桿最后調索張拉完成后,才落架拆除。支架拆除注意安全施工,確保交通暢通并及時清理現場,恢復高速公路綠化帶設施,對路基和路面的損壞進行維護處理,恢復做好環境保護措施。 設置預拱度由于箱梁在澆筑施工和卸架后,會發生一定的下沉和產生一定變形,因此,為使箱梁在卸架后能獲得滿意的設計線形,須在模板安裝的時候,按設計要求設置一定數值的預拱度。預拱度設在箱梁跨徑的中點,以中點預拱度為最大值,以梁的兩端為零(即墩支承點為零)。預拱計算公式為:f=f1+f2,其中,f:支架彈性變形,f2:梁體撓度。 模板制
23、作與安裝(1)箱梁大塊模板分底模板、側模及內模。底模鋪設在工字鋼分配梁頂上,采用大塊鋼模板進行組裝。底模板與支座縫連接處用乳膠拌合水泥抹密實不漏漿。側模采用大塊定型鋼模板拼裝,可預先加工制作好,使用時再進行吊裝。側板壓在箱梁底板上。內箱模采用組合鋼模和木模板相結合,用短鋼管和短木方支撐。內箱模分2次支設,先支設腹板內模,再支頂板內模。箱梁的頂板內模按設計位置留設天窗洞,作為拆除箱梁內模板的預留洞。(2)模板制作注意事項:模板的接縫必須密合,如有縫隙須堵塞嚴密,以防漏漿。配板時將鋼模板的長度沿著梁的長度方向,以增大鋼模板的支承跨度。模板安裝前,首先按箱梁的輪廓尺寸設計,繪制裝配圖,并對不足模數的
24、空缺部位和非直角轉角處按符合設計尺寸的木模配補,編制模板配件表。 鋼筋加工與安裝鋼筋加工在現場附近設置的鋼筋加工廠統一集中進行。骨架鋼筋按分段加工,鋼筋主筋接頭采用閃光對焊和搭接焊。為減少橋上焊接工作量,先在橋下將鋼筋骨架分段焊成整體后吊運到橋上進行組合。采用鋼筋保護層塑料卡呈梅花狀布置支墊鋼筋,以保證底板和腹板鋼筋的混凝土保護層厚度。拱腳預埋件提前安裝,再綁扎底板鋼筋,在綁扎底板鋼筋前在底模上按設計圖紙彈出骨架鋼筋墨線,根據彈線布置鋼筋,保證鋼筋的間距和相對位置。然后綁扎腹板鋼筋,安裝縱向波紋管并穿束。綁扎鋼筋過程中凡與波紋管沖突的鋼筋,或將其扳彎,或將其移移位置,即確保波紋管坐標準確。內模
25、安裝就位后,最后綁扎頂板鋼筋,安裝波紋管并穿束。綁扎鋼筋時重點檢查受力筋的位置,一定要保證其間距和布置與設計相符;護欄預埋件的位置,泄水管的位置,要仔細檢查和調整。 預應力束安裝(1)波紋管的安裝波紋管外觀要求清潔、內外表面無油污,無孔洞和有不規則的褶皺,咬口無開裂,無脫扣。波紋管接頭長度不小于200mm,并用密封膠帶封口,保證接頭不變形,無滲漏現象。波紋管的定位鋼筋采用焊接鋼筋定位網片與普通鋼筋共同綁扎,保證在水平方向誤差5mm,豎向誤差5mm,間距100cm,平彎和豎彎處定位鋼筋間距加密到50cm。安裝波紋管后在其鄰近部位施焊時,在安裝好的波紋管上覆蓋鐵皮,防止電火花燒傷管壁。除設計圖紙規
26、定的壓漿出口外,在每束鋼絞線豎向最高點增加了一個排氣孔。波紋管與錨墊板間接觸部位采用海綿進行了封堵,防止混凝土進入。預應力管道關鍵就是其坐標位置的準確性及連接質量,因為預應力管道的位置對張拉伸長值的影響很大,所以在安裝預應力管道一定要保證坐標位置準確,管道平直順暢;穿束、電焊、振搗以及其他相關作業時,均應避免損傷預應力管道(波紋管)。預應力管道安裝完成后,要注意保護,不得踩蹋、碰撞,以免破壞管道或改變管道位置。(2)穿預應力束骨架鋼筋綁扎結束后,先穿入波紋管;按給定坐標固定好位置,然后穿入鋼絞線,穿束時分根進行編號,且鋼絞線頭用塑料套頭套住,避免鋼束將波紋管創破。 混凝土施工橋梁混凝土施工量大
27、,長度長,采取分5段施工,設后澆段,以防出現收縮裂縫,每段有底板、腹板及頂板一次澆鑄成型。混凝土由自動計量拌和站集中統一拌制,混凝土罐車運輸,輸送泵泵送澆注,混凝土振搗用插入式振動器。(1)混凝土澆筑前,用高壓氣槍吹凈模板表面。(2)澆筑底板時,預留適量的混凝土空間,以便腹板澆注時,混凝土從腹板流入箱內底板。箱內底板中部由于混凝土流淌速度過快所產生的三角形缺口,應加強預防。(3)底板和腹板澆筑時,采用插入式振搗棒振搗,在鋼筋密的地方用小型振搗棒,確保混凝土振搗密實。(4)存在施工縫處理時,將已經澆筑的混凝土表面鑿毛,剔除浮動石子,并用高壓水槍沖洗干凈,先灑一層同等級的水泥凈漿,以保證新舊混凝土
28、結合緊密。(5)由于拱腳與主縱梁的連接鋼筋密集,澆注拱腳混凝土時,采用預留拱腳剪力槽的辦法,拱腳混凝土分2次澆筑,既可保證拱腳的位置準確,又可保證拱腳混凝土的澆注質量。(6)澆筑過程中必須制作標準養護試件,作為拆模、張拉工序的強度控制依據。(7)振搗過程中,振動棒注意避開波紋管,派專人進行了監督檢查。加強了錨墊板附近砼的振搗,為避免大量砂漿聚集影響砼的強度,可分配和易性較好的砼。在混凝土澆筑期間,設專人檢查支架、模板、鋼筋和預埋件等穩固情況,發現有松動、變形、移位時,及時處理。 張拉與壓漿施工(1)準備工作對鋼絞線的機械性能做取樣試驗,對張拉機具進行標定。檢查壓力表與千斤頂是否配套,測定千斤頂
29、內摩阻力、錨圈口摩阻率,檢驗板體混凝土質量,控制張拉前混凝土強度不小于設計強度,彈性模量齡期達到要求。(2)張拉根據設計要求,本橋預應力分兩批張拉,首批張拉安排在搭設拱部支架前,剩余束張拉安排在吊桿張拉后完成。為防止發生由于構件截面受到大的偏心壓力,導致板體出現較大側彎現象,因此,鋼絞線要對稱張拉。在混凝土強度、彈性模量、齡期達到設計強度要求后,進行張拉,錨具支撐,墊板清理,錨圈中心與管道中心對齊,機具就位,初始張拉。預應力鋼絞線張拉程序為00.1(作伸長量標記)(持荷5min,測伸長值)錨固。張拉值的大小以油壓表的讀數為主,用預應力鋼絞線的伸長值加以校核,實行雙控。實際張拉伸長值與理論伸長值
30、之差控制在6%范圍內。張拉綱絞線時,采用兩邊同時給千斤頂充油,荷載分級,兩端伸長基本保持一致。允許斷絲或滑絲的數量不得超過預應力筋總數的0.5%,并不得位于梁體的同一側,且一束內斷絲不得超過1根絲。當一切正常后,再進行割絲、壓漿封端等工序。(3)壓漿在張拉工作結束且不超過24小時后進行此項工作,壓漿采用真空壓漿工藝。壓漿前,先用壓力水沖洗管道,高壓風吹干。先進行錨頭封堵,以便壓漿抽真空時不漏氣,漿體采用設計要求的水灰比,并慘入適量阻銹劑,漿體攪拌的同時進行管道抽真空作業,當抽真空達到-0.060.1Mpa時進行管道壓漿,壓漿滿后立即關閉管道閥門,同時壓力機壓力在0.50.7Mpa時持續時間不少
31、于2分鐘。壓漿從梁的一端壓向另一端,先下層管道后上層管道。(4)封端封端模板制作要準確,支立模板要穩定,以防變形影響美觀;其次梁長尺寸要準確,端隔板的鋼筋網焊接要牢固,位置要準確,澆筑混凝土要振搗密實。 拆模及養護當混凝土抗壓強度達到2.5MPa后,即可拆除側模及內模,待箱梁混凝土達到設計強度100%,并且吊桿施工完成后,拆除箱梁底模,底模拆除順序為,先拆跨中,后拆兩端。箱梁混凝土澆筑完成后,應及時進行養護。在養護期間,保持濕潤,對混凝土外露面,在表面收漿、凝固后即用塑料薄膜、草簾等物覆蓋,并經常在模板、塑料薄膜和草簾上灑水,混凝土養護期間或未達到一定強度之前,嚴禁受力擾動,并設置明顯的禁示牌
32、。3.3 鋼管拱吊裝施工方法 拱部支架施工為防止拱部加載造成系梁變形開裂,拱支架采用萬能桿件搭設組合門式組合承重支架,詳見“拱肋支架布置示意圖”。支架頂安裝50cm長的可調座,以便卸架和標高調整,詳見“拱肋鋼管座支撐布置圖”。支架搭設前按照拱圈坐標在主梁上確定出拱架鋼管位置,人工拼裝拱架。鋼管架搭設的同時,安裝好人行道側面的安全網設施。拱肋支架布置示意圖拱肋鋼管座支撐布置圖 主拱肋鋼管加工拱結構采用工廠分節制造,分段吊裝上橋的方法安裝。節段制造好后在工廠進行平面和立面組拼檢查,檢查合格后發運至施工現場,再在施工現場將節段預拼,最后吊裝上橋形成完整拱肋。(1)節段劃分根據該橋的施工特點,將單片拱
33、肋劃分為拱腳預埋段、中間節段、拱頂節段3部分,每個吊裝節段高9-12m,工廠制造,現場組拼。(2)節段制造單根主弦管熱彎成型焊管在專業化工廠定制,其分段長度9-12m,具體劃分長度應考慮吊桿位置確定,焊管彎曲成型在中頻彎管機上進行,熱彎溫度控制在850左右,具體工藝參數應通過熱彎工藝評定試驗確定。以保證彎管成型后的材料性質沒有明顯改變,管徑誤差和壁厚誤差滿足規范要求。熱彎成型后的單元部件需放入特制胎具檢驗,驗證成型后的拱軸線與理論軸線是否一致,否則應采取措施進行校正。(3)胎架制造在地面上按1:1比例繪制出節段的坐標圖,并在主弦管部件的軸向、徑向定位位置以及吊桿孔開孔位置做上標記,然后安裝胎架
34、及定位模板。模板精度是保證節段組裝精度的基礎,要求下料、安裝定位必須準確。(4)節段裝焊節段裝焊程序如下:上弦管部件上胎架,檢查其軸線、徑向定位線以及吊桿孔位置是否與胎架上的定位標記吻合,檢查合格后將其與胎架剛性連接,下弦管部件上胎架,保證上、下弦管吊桿開孔軸心線處于同一直線上,安裝吊桿索導管及腹腔鋼板,完成焊接。焊接前根據鋼結構施工規范進行嚴格的焊接試驗,以確定各項焊接參數。焊接采用氣體保護焊或用埋弧自動焊。(5)節段校正節段焊接完成后,檢查線形是否與理論線形相符,否則,采用火工矯正法進行校正。(6)節段標識與存放節段制造完成后,應在端口繪制定位線和檢查線,并對節段編號,節段在專用場地存放,
35、地應預留充足的轉運通道。(7)節段預拼節段預拼分為平面預拼與立面預拼,平面預拼的主要目的是檢驗實際拱軸線是否與理論軸線一致,立面預拼的主要目的是檢驗橫撐與主拱肋連接相貫線位置是否準確。預拼檢驗合格的鋼管拱單元節段分類存放,根據工地的安裝進度運送到指定的安裝點。 鋼管拱吊裝施工待萬能桿件拱架架設后,將拼裝成段的鋼管拱運到起吊位置上,用100T輪胎吊將鋼管拱吊裝至拱架上焊接成拱,并按從拱腳到拱頂的順序,同時對稱吊裝焊接成型。合攏段設置宜短一些,其長度考慮加工與合攏溫度的差值,合攏時選擇與設計合攏溫度相適應的時機進行,鋼管接頭焊接前進行剛性固定(見“節段接頭焊接前固定示意圖”),否則焊接時接頭間發生
36、相對位移,將會影響焊接質量。鋼管拱節段接頭焊接前固定見右圖。兩拱肋間橫向支撐在拱肋安裝時同時進行。橫撐根據設計預先加工成型,運輸到施工現場后,通過汽車吊吊高至橫撐與拱肋相貫位置,然后對中、調整、檢查、焊接,斜撐按同樣的施工方法進行。拱肋的安裝步驟為:起吊就位連接精確調整點焊固接焊接探傷檢測。節段接頭焊接前固定示意圖 拆除拱肋安裝支架待拱肋合攏后以后即可拆卸拱部支架。卸架從拱頂向兩側拱腳順序同步卸落,拱架卸落僅將支架脫離拱肋10cm15cm,不全部拆除支架,以便于吊桿等構件安裝,卸落后的拱架不再與拱肋接觸。 拱肋混凝土壓注拱肋混凝土壓注C50無收縮混凝土,4臺混凝土輸送泵,采用對稱頂升法施工,即
37、從兩肋四拱腳同時對稱壓注至拱頂。首先對稱灌注拱肋上管混凝土,待上管混凝土達到設計強度的60%時,對稱灌注拱肋下管混凝土,待下管混凝土強度達到設計強度的60%時,對稱灌注拱肋腹腔混凝土。工藝流程為:清除管內渣物封拱腳、人工澆筑壓注頭以下區段混凝土安設壓注頭和閘閥壓注鋼管內混凝土從拱頂排氣(漿)孔振搗混凝土關閉壓注口處閘閥穩壓拆除閘閥完成砼壓注。(1)施工準備為確保每階段一次壓注成功,施工前做好人力、物力和機械設備的配備,同時在混凝土施工前對泵送混凝土的和易性、可泵性、緩凝時間作全面試驗,特別是對混凝土輸送泵的輸送能力作全面了解,掌握詳細的施工依據,合理地進行人員配備、材料供應、機械調配。(2)施
38、工要求壓注前用清水將鋼管內從拱頂向下沖洗,在拱腳處開設排渣孔排出管內渣物。管內混凝土壓注是從兩側拱腳向拱頂對稱壓注,為了保證管芯混凝土的壓注質量,充分密實,在拱頂處設置了隔板,將鋼管分為兩部分,防止從一側壓注上來的混凝土流向另一側;距拱頂隔板4050 cm處對稱設置兩個120mm的排氣(漿)管,管長150200cm,使管內氣體充分排出,當管內灌滿混凝土時,全部灰漿和部分混凝土從排氣(漿)管排出,這時把振搗器從排氣(漿)管插入,振搗混凝土,使混凝土密實。壓注頭布設在距拱腳45m處,與鋼管成30角,壓注頭以下區段混凝土人工澆筑,用插入式振搗器振搗密實。嚴格控制混凝土的塌落度,泵升混凝土的塌落度宜為
39、162cm,考慮施工氣溫條件和阻力較大的情況,塌落度取定16cm,并摻入適量的膨脹劑,防止混凝土的收縮;泵送過程中,應注意觀測拱軸線的變位情況。控制混凝土配比中粗骨料的最大粒徑,石料級配控制在525mm;泵升過程中,不得振搗,不準敲擊鋼管,否則將在混凝土和鋼管之間形成沙漿層,減少混凝土和鋼管之間握裹力,削弱整體性。混凝土澆筑須在混凝土初凝前澆筑完畢,以減少混凝土受到支架變形帶來的不利影響。混凝土壓注完畢后及時對拱內混凝土的密實情況進行檢查,出現問題及時處理。 吊桿安裝和調索張拉(1)吊桿安裝全橋吊桿采用人工配合吊車安裝,在拱肋混凝土強度達到75%以上后進行吊桿安裝,吊桿的安裝由鋼管拱肋上錨孔自
40、上而下穿出,再穿過梁體上的預留孔。穿桿時,先擰上拱肋上的冷鑄墩頭錨的螺母,當吊桿穿過邊縱梁的預留孔后,再擰上墩頭錨的螺母,并調整校正。在整個穿桿過程中,不得碰、擦傷擠包護層及墩頭錨絲螺紋。(2)吊桿調索張拉橋面荷載先通過梁體傳給吊桿,再傳遞給拱肋,最后傳到橋墩上。由于不同的吊桿施工加載順序會影響吊索的受力不均,如不進行各施工階段吊索隨時調整和現場的實時監控,會造成局部吊桿索力增大,彈性變形過大造成梁體出現裂縫,直接影響拱肋線型和橋梁的使用。索力調整順序如下:拱肋、吊桿安裝完畢后,拱肋混凝土強度達到設計強度時,將吊桿調直,進行吊桿張拉;然后梁體第二次張拉,橋面二期恒載施工完畢后,實測吊桿力與設計
41、是否相符合,不符合時即進行調整。施工中通過對吊桿和拱肋的監測,控制拱肋的應力與變形均在設計允許的范圍內。吊桿進行張拉施加應力時,按設計順序進行。兩片拱肋的吊桿在施加預應力過程中須交叉、對稱地進行。張拉嚴格按設計給出的張拉步驟進行,每次張拉應注意拱腳支座位移情況。吊桿張拉結束后,錨頭處須安裝錨頭防護罩,防護罩內部灌填防腐油脂,防止錨頭銹蝕。 橋面系安裝施工護欄、橋面系等二期恒載施工,滿足設計要求和施工規范,注意護欄線型要順直,預留孔位正確無遺漏,保證質量和橋形外觀。防水層施工、現場涂裝按設計要求進行,其工藝可參照鋼箱系桿拱實施。4 施工監控4.1 施工監控的內容施工過程中的結構安全,保證結構應力
42、應變在設計控制范圍內。鋼管拱的加工制作及安裝要求精確,拱軸線符合設計要求,保證加工制作、焊接及組拼質量合格,控制在設計誤差范圍之內。鋼管拱混凝土壓注達到設計要求,嚴格施工操作程序,控制砼質量。箱梁張拉和吊桿調索張拉控制,保證結構受力狀態均勻,達到設計標準。4.2 施工監控的措施結構整體自重很大,施工過程中的結構安全,保證結構應力變形在設計控制的范圍內,是質量目標的前提。支架體系要預壓,減少非彈性變形;拱支架搭設拼裝時,支架整體連接要好,以盡可能的減少沉降變形;澆注混凝土和鋼管拱安裝施工考慮溫度、氣候等因素影響,施工選擇避開高溫、晝夜溫差較大、強風和多雨期間。鋼管拱的加工制作及安裝拱肋分段加工,
43、分段長度以滿足起吊的重量為控制。拱肋分段長度嚴格按設計圖紙加工,不超過允許誤差;拱肋加工嚴格按設計提供的施工軸線進行;安裝前拱肋按設計嚴格進行地面試拼裝,后再運到現場起吊安裝;嚴格控制拱肋的焊接質量,要求所有的焊縫都需嚴格按行業規范操作,控制焊縫溫度變形,所有焊縫都做超聲波檢查,檢查結果有疑問的,進行拍片檢驗,另要求抽取2%拍片檢驗;安裝時保證拱肋軸線,采用測量儀器同步監測,并通過調節拱肋底座千斤頂,使拱肋軸線控制在精度之內。加強拱肋混凝土壓注控制,確保混凝土密實。系梁張拉和吊桿調索張拉系梁張拉整個施工過程中梁體預應力索張拉分次進行。第一批預應力索張拉待系梁混凝土達到設計要求強度時進行。剩余預
44、應力索是在拱肋混凝土壓注結束,拱肋混凝土強度達到設計強度,卸落拱架進行吊桿張拉后進行。吊桿調索張拉其作用在于調整和控制中系梁面標高,調索標準采用梁標高和吊桿拉力雙重控制,整個調索過程分步進行,從而控制吊桿受力均勻符合設計。5 質量控制措施5.1 彎管精度控制措施在正式彎管前,要進行彎管工藝評定試驗,彎管工藝評定需要解決兩方面的問題,一是彎管實測曲率與理論曲率是否一致;二是加熱后焊縫和母材的熱影響區機械性能是否有大的改變,試彎過程中,需要對中頻彎管機的加熱溫度,給進速度,導模板的曲率等進行修正,特別是導模板的曲率,要考慮彎曲的回彈影響。通過熱彎工藝評定試驗,確定熱彎溫度。5.2 焊接質量的控制措
45、施工廠焊接是在自動流水線上進行,焊接質量易于保證,焊接質量控制的重點在鋼管拱工地焊接,正式開焊前,根據設備,人員,采用的焊接材料,焊接工藝等進行焊接工藝評定試驗,以此確定適合工廠設備,人員,管理等方面的最佳工藝參數。施工過程中,除了嚴格執行焊接工藝操作規程外,還對焊縫的內外質量進行檢驗,焊管焊縫要求通過100%超聲波和100%X射線檢測,工廠和工地焊縫進行100%超聲波檢測,20%(并不得少于1個接頭)X射線檢測。(1)焊工經過考核合格,并取得相應施焊條件的資格證書后方上崗施焊。每條焊縫有焊工的鋼印,焊縫質量檢查結果,記入檢查記錄薄。(2)焊接工藝必須經過評定,確保焊接質量;確定的工藝參數,施
46、工中不得隨意改動。焊接工藝評定的試驗內容按鐵路橋涵施工規范(TB10203-2002)和鐵路鋼橋制造規范(TB10212-98)執行。(3)焊縫的位置、外形尺寸必須符合施工圖和鋼結構工程施工及驗收規范(GBJ 205-83)的要求。在施焊中不得任意加大焊縫,避免焊縫立體交叉和在一處集中大量焊縫,同時焊縫的布置應盡可能對稱于構件中心;母材的非焊接部位嚴禁焊接引弧。(4)焊接工作宜在室內進行,濕度不宜高于80%;室外焊接采取相應的防護措施,保證滿足焊接條件,在結構表面潮濕或刮大風、陣雨天氣下,又無適當保護措施時,不得進行焊接;主要桿件應在組裝后24H內焊接。(5)鋼管的焊縫等級按設計圖紙要求執行。
47、各部位的焊縫應在焊接24H后進行無損檢驗。超聲波探傷比例為焊縫長度的100%;X射線探傷檢查比例為焊縫長度的10%。焊縫探傷方法和報告,應符合國家有關規定。(6)外觀檢查和探傷結果有不允許的缺陷時,應按規范的有關規定進行焊縫磨修及返修焊。氣孔、裂紋、夾渣、未溶透等超出規定時,應查明原因,用碳弧刨清除缺陷,用原焊接方法進行返修焊;返修焊和焊縫應隨即鏟磨勻順,并按原質量要求進行復驗。返修焊次數不宜超過兩次。(7)所有鋼管必須在焊縫經檢查達到要求后,方進行結構的防腐涂裝。5.3 安裝精度控制措施本橋采用組合支架,能非常方便地調整各吊裝段的空間位置,吊裝過程中必須加強對拱軸線的觀測,重點控制官段接口和
48、各吊桿孔的位置,注意控制焊接變形。(1)鋼管拱肋要求,一定要在工廠進行預拼。(2)鋼管混凝土拱橋中,鋼管骨架的制作與安裝,按鐵路橋涵工程施工質量驗收標準(TB10415-2003)的要求執行。(3)鋼管構件出廠具備完整的驗收資料,經監理工程師檢驗合格后鋼管拱肋方可吊運出廠。在出廠和工地吊裝之前的存放,防止變形和生銹。(4)鋼管構件出廠前應提供下述驗收資料:鋼材的質量證明書及抽樣檢驗報告;焊接材料質量證明書和烘焙記錄;涂裝材料質量證明書;焊接工藝評定報告;焊縫質量外觀檢測報告;內部探傷報告;鋼管加工施工圖(含原設計圖、設計變更文件以及制作中對技術問題的處理的協議文件);鋼管構件幾何尺寸檢驗報告;
49、按工序檢驗所發現的缺陷及處理方法記錄;鋼管構件加工出廠產品合格證。5.4 拱肋混凝土質量的控制措施(1)混凝土輸送管在布置時,盡量減少和避免使用彎管。(2)混凝土在灌注前,對混凝土輸送泵、輸送管的狀態和密封性進行試車檢查,發現問題及時處理,確保設備狀態良好,避免灌注過程發生故障,導致灌注停頓,影響灌注質量。(3)混凝土拌制時,應嚴格按配合比配料,計量要準確,拌合要均勻,凈拌合時間應大于2min,確保出斗時有良好的和易性和流動性。(4)混凝土在灌注過程中,若供料不及時或其他原因造成中斷,立即進行反泵,以防止混凝土在泵管中停留時間過長造成堵管。(5)泵送混凝土時,必須兩邊對稱泵送,泵送速度應加強協
50、調,盡量對稱頂升,特別是接近拱頂時,要注意避免一邊上升過快。拱頂應設隔板及排氣孔。(6)混凝土終凝后,用小錘敲擊和超聲波探測儀對拱肋內混凝土的密實度進行全面檢查和探測,防止存在脫空。6 安全保證措施6.1 交通安全控制措施因拱橋施工跨越京珠高速公路,交通流量較大,施工期間不能影響和中斷交通,需采取切實可靠的安全防護和道路保暢通措施,編制完善的施工方案和安全應急預案,經監理工程師審批后報京珠高速公路交通管制部門批示并簽定相關協議。在得到同意批復后,嚴格照批復方案組織施工。吊車跨高速公路上吊裝過程中,吊裝設施加強檢查和維護,吊裝作業區做好警示標識和安全防護措施。防止空中墜物,橋下設置雙層掛網,滿橋
51、布置,防止墜物掉落。嚴管交通通行,在高速公路上設置警示牌,夜間掛警示燈,布置防護和安全引導設施,安排專人指揮疏導交通,確保行車安全和暢通。6.2 施工安全措施對全體施工人員進行安全教育,安全知識普及,增強安全防護意識,將施工安全控制點和措施向施工人員交底。安排專業人員上場操作,施工人員從事工作前進行專業培訓。起吊設施施工前需檢查吊機各關鍵部件的可靠性和安全性,并進行試吊;吊裝過程不得超負荷吊裝;吊裝施工時指派專人統一指揮,施工人員分工明確。吊裝作業區嚴禁非工作人員進入,設置安全防護隔離區。支架桿件安裝和拆除按施工方案規定和施工技術規范進行操作。施工人員必須戴安全帽,高空作業人員佩戴安全帶,遵守施工紀律規定。施工過程安排專職安全員負責監控和管理,發現安全隱患及時消除處理,預防安全事故發生。7 提籃拱橋荷載試驗試驗內容和方法參見本章第五節“8 鋼箱系桿拱橋荷載試驗”。