高架桥工程施工组织设计方案.doc

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高架桥工程施工组织设计方案
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高架桥工程施工组织设计
某施工单位
2006年02月21日
目录
第一章 高架桥 1
高架桥工程施工组织设计方案
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第一章 高架桥
高架桥施工组织设计
1、工程概况
高架桥共16联,三跨连续梁组成,除第六联为(48+60+48)米三跨连续钢混结合梁外,其余均为三孔(25+25+25)米预应力混凝土连续梁组成。其中直线梁二联,曲线梁14联,。梁体横截面为单箱室截面,。桥墩采用矩形双柱墩,按受力情况分固定墩(盆式固定橡胶支座),非制动墩(盆式横向固定、纵向活动橡胶支座)和联间墩(四氟板式橡胶支座)。墩身高4米及4米以上时,墩顶设一道系梁。基础采用D=,桩长25-32米,。
该桥第六联为(48+60+48)米三跨连续钢混结构桥梁,第六联中跨跨越既有铁路单线,部分施工影响既有线,是此桥的施工难点工程。
桥位处地形基本平坦,西端略高,东端略低。地层自上而下依次为①人工堆积层;粘质粉土素填土层。②第四纪沉积层;粘质粉土粉质粘土层,粉质粘土粘质粉土层,圆砾卵石层,粉质粘土、粘质粉土层。本区段地下水可分为上层滞水,潜水和承压水。上层滞水含水层为砂质粉土层及粉细砂层,-,潜水含水层主要为细砂层,,承压含水层为圆砾卵石层,-。
2、主要施工方法
1)钻孔灌注桩施工
⑴施工方法
高架桥共有∮,桩长25-32米,总桩长6893米。根据地质条件及工程情况,本工程桩基拟采用旋转钻机钻孔,钢筋笼分段制作、吊装、入孔,井口焊接绑扎,汽车吊吊装。竖向钢导管法浇筑水下砼,-,灌注中导管的埋深大于2米,小于6米,-。砼采用拌合站集中拌制,砼运输车运输,汽车吊配合,通过漏斗的导管法水中灌注。为了方便承台施工,每个墩台的钻孔桩,在保证邻桩成桩质量的前提下集中完成。
①施工准备:平整场地,清理杂物,必要时对软土层进行处理
②桩位放样:对设计单位所交付的有关导线坐标、水位基点桩行检查复测,测设孔桩桩位及标高,并设护桩,以利检查使用。
③护筒采用4MM钢板卷制焊接,内径为孔桩直径加30CM,。在旱地埋设护筒,,以防止地表水流入。埋设时保证护筒竖直、顶面水平,护筒中心位置准确,护筒底端要埋入密实土层中,周围夯填粘土并密实。
④相邻5M以内桩距的钻孔桩,要等前根砼桩完成24小时,且达终凝程度后再行钻进,以免影响成桩质量。钻孔采取泥浆护壁,土质不良(砂层、松散土层)时可在泥浆中加入适量膨润土和碳酸钠,以增加泥浆黏度及护壁能力。
⑤钻孔:钻孔作业连续进行,不得中断并经常注意地层的变化,钻机开钻或进入砂层时,以低速钻进,加强护壁,防止钻进中坍孔。
⑥清孔:清孔时,应保持孔内水头的高度,防止坍孔,孔底沉淀物厚度小于10CM,采用抽浆法清孔。
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⑦终孔检查:钻孔达到设计深度清孔后,对孔径、斜度、泥浆沉淀物的厚度等进行检查,确认泥浆的各项技术指标符合下表要求后,方可进行下道工序的施工。
钻孔桩各项技术指标见下图:
序号
项目
标准
1
孔的中心位置
任何方向偏差不大于50MM
2
钻孔直径
不小于孔桩设计直径
3
倾斜度
不大于1/100
4
泥浆相对密度
-
5
粘度
16-22
6
含砂率
小于4%
7
沉淀
小于10MM
8
钢筋笼骨架底面高程
±50MM
⑧钢筋笼:钢筋笼采用箍筋成型,笼体要求整体焊接牢固。每隔一定距离设置定位筋,以保证钢筋笼的保护层厚度。吊车吊装下孔,并固定好钢筋笼的位置,以免钢筋笼上浮。
⑨灌注水下砼:灌注前重新检查沉淀量不大于10MM,即可灌桩。砼灌注使用导管进行,直径20CM。,封底后导管埋深不小于1M,水下砼灌注应连续进行,不得中断,导管埋深一般应不小于2M,也不大于6M,砼的坍落度为18-22CM,-,预加高度必须在合适的时间凿除。
⑩灌注前配备备用发电机。
(2)保证质量措施:在钻孔桩施工中,应采取必要的措施防止坍孔断桩,防止坍孔的主要措施是经常检修钻孔机具设备,使钻孔能连续不间断进行,保证钻孔进度。始终保持孔内有足够高的水位,加大净水压力,钻孔中,注意地质变化情况,钻到砂层,加大泥浆比重,增强护壁能力。清孔后,立即下钢筋骨架,安装导管,灌注混凝土。防止断桩的主要措施是导管坚固,导管内壁光滑圆顺,内径一致,使用前试拼、试压、编号、接口连接严密、牢固。砼要拌合均匀,坍落度控制在18-22CM,大于40MM超粒径的卵石要筛除。灌注水下混凝土要保证连续施工,混凝土随拌随灌,拌好的混凝土不要停留时间过长再灌,混凝土运输后灌注前不得离析。在灌筑过程中,应记录浇筑混凝土的数量,经常测深孔内混凝土面的位置,及时调整导管埋深,导管的埋深大于2M,小于6M。导管提升要轴线竖直和位置居中,逐步提升,专人指挥吊机防止拔多断桩。有备用发电机和砼搅拌机。水、电、料、砼搅拌必须满足砼连续浇筑的需要。
(3)桩基下沉控制对策
,出于行车安全的考虑,设计单位明确要求桩基的后期沉降宜控制在
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5MM之内。为达到上述严格的技术标准,拟采取以下的桩基下沉控制措施:
通过桩基静载实验,了解地基承载力和桩的下沉情况,据以调整桩的长度,减少桩的下沉。
根据对钻孔灌注桩进行的静载试验资料表明,桩端沉碴厚度对桩的承载力影响较大。当沉碴厚度大于50cm时,桩端阻力几乎接近于零。为此特采取如下措施:
,搞好清孔工作,采用空气吸泥机清除沉碴,降低泥浆稠度,保证沉碴厚度小于规范要求。增加桩与孔壁之间的摩阻力。
,当灌注桩完成后,进行桩基的压浆加固,通过向桩底压浆,提高桩基的承载力,防止桩的下沉。
基于钻孔桩施工中泥浆护壁在桩身砼固结后将发生体积收缩,导致桩身砼与孔壁之间产生间隙,减小侧摩阻力,降低单桩承载力。克服护壁泥浆的潜在隐患,是钻孔桩基础工程中又一个急待解决的关键性技术问题。为此采取以下措施:
对桩侧土体进行压力注浆提高桩身承载力。
采用专用挤扩设备,选择良好的持力层,对桩身中间某一位置进行扩盘,提高桩身承载力。
孔桩灌注前进行孔径检查,保证孔桩直径满足设计要求。
灌注水下砼前,沉碴厚度必须小于100mm,保证灌桩砼封底质量。
了解地质情况,桩底嵌入地基承载力较高的地层。
2)桥墩台承台施工
承台采用挖掘机人工配合开挖,人工修整坑底并设坑底排水设施,在雨季坑顶设截排水设施。凿除虚桩头至设计高程,保证桩顶嵌入长度。对桩进行应变检测合格后,人工清理基底绑扎布置承台钢筋和墩柱钢筋,钢筋的规格、数量、接头方法和位置均应符合设计和施工规范要求。组合钢模板立模,支撑和模板要牢稳,使用拌合站集中拌合砼,砼运输车运输,插入式振动器捣实砼,砼入模为汽车吊吊送入模(承台施工见工艺流程图)。浇筑方法为水平分层,分层厚度30厘米。
3)墩柱施工
(1)施工方法
此桥采用矩形双柱墩,标准外形尺寸为140×112厘米。墩高于4米(含4米)在墩顶设一道系梁,以增加其搞扭刚度。
柱顶外围包封闭式钢箍。-,在第六联(15#
墩-18#墩)跨铁路线附近墩柱较高。
墩柱模板采用工厂制拼装钢模板,,,每节由四块拼装,整体吊装就位。底部利用承台施工时的予埋筋固定,顶端利用倒链紧线器拉紧固定。为保证墩柱几何尺寸正确不变形,。墩台施工前,凿除基础面浮浆并清洗干净,整修连接钢筋,准确定出墩中心线和尺寸线。安装布置墩柱钢筋,钢筋的位置、接头和保护层厚应符合设计和规范要求。设系梁的墩柱采用双柱和系梁钢筋一次安装,砼一次浇筑的方法施工。砼采用拌合站集中搅拌,砼运输车运输,汽车吊吊送入模,并设串筒下料,每层厚度为30厘米,扦入式振捣器捣实,一次灌注至墩顶标高。
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(2)注意事项
模板出厂前先试拼,检查其几何尺寸、接缝错缝、平整度并编号成组。工地拼装时接缝加设橡胶密封条,以防漏浆。拼装后对上述各项进行检查,合格后吊装。灌筑砼前对模板中心位置、方向、垂直度、标高进行检查纠正、加固,确认无误后,灌注砼,砼坍落度控制在7-9厘米。灌注后24-36小时,且强度达到5Mpa后方可拆模,防止表面受损。
墩柱施工详见“墩柱施工工艺流程图”。
(3)根据以往施工以验,并考虑到工序的衔接,加工8套墩柱模板和4套系梁模板可满足施工进度。
墩柱施工工艺流程图
4)支座安装
本桥采用了板式、盆式共6种不同规格型号的橡胶支座。
(1)板式支座的安装中,下钢板用环氧树脂砂浆粘接于墩台支承垫石上预留的凹坑中,上钢板焊锚固筋与梁一同浇筑。四氟板式支座安装中注意事项:
①与四氟板接触的不锈钢表面不允许有损伤、拉毛现象。
②安装时,支座四氟板面的储油凹坑内涂刷不易挥的“295”硅脂作润滑剂。
③梁底钢板(即上支座板)与下钢板保持平行,同一支座上下面全部密贴。
(2)盆式支座采用地脚螺栓连接法,按支座位置在支撑垫板上准确预留地脚螺栓孔,孔径≥3倍地脚螺栓直径、深度稍长于地脚螺栓。安装过程如下:
①放样:在墩顶上按设计图纸标出支座位置十字线,并测出高程。
②支座安装前,清理垫石顶面,清凿并刷洗干净预留孔。
③用丙西同或精清洗支座各相对滑移面,擦洗干净支座其它部件。
④支座安装上、下各部件纵横向精确对中。当安装温度与设计温度不同时,活动支座上下各部件错开的距离根据计算确定。
⑤锚固砂浆采用与垫石等强度的环氧树脂砂浆。配方由实验确定。砂浆初凝前,插进地脚螺栓并带好螺母,待砂浆完全凝固后再拧紧螺母。
⑥支座安装除满足标高要求外,两个方向的四角高差不得大于2毫米。
⑦支座上座板与梁体一同浇筑,通过螺栓固定。
5)连续梁施工
(1)施工方法
①该桥1-5联、7-16联为三孔(25+25+25)米预应力混凝土连续梁组成,其中11-12联为直线梁,梁横截面为单箱室,,,,为现浇梁。
采用满布碗扣式支架支撑,上下加设可调承托和底座。采用大块钢模板,并配套边角异型模板。箱梁混凝土第一阶段浇筑底板和腹板,第二阶段浇筑顶板,二次浇筑的接缝严格按施工缝处理,确保箱梁整体质量。砼采用搅拌站集中拌合,砼运输边运输,砼泵车灌筑,插入式振捣棒振捣。当砼达到设计强度100%,且龄期不小于12天时进行张拉。
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②支撑方法
采用满布碗扣式脚手架支撑,,,上下设可调承托和底座,两侧悬臂设木制桁架。支立前对基底进行整平压实处理,遇松软土质时,换填砂卵石或碎石,并夯实密实,对地基承载力进行检算,如仍不能满足要求则采取铺方木或其它措施,地基不得泡水,支架拼装完毕后,按等重予压48小时,以消除非弹性变形,并为予留拱度值提供参考依据。详见“连续梁满布支架及模板分块布置图”。
根据碗扣式脚手架使用说明书,当纵向、,,单根柱承受竖向压力为4t。
A、立柱受力检算
a腹板处单柱承受压力
砼压力P=××××k=×k
k为砼灌注冲击系数,
P=×=
模板、:
×=
合计:+=<4t
安全系数为:4÷=
b、腹板以外部分单柱承受压力
砼压力P=××××k=×=
模板、:
÷=
合计:+=<4t
安全系数为:4÷=
B、基地承载力检算
a、地基夯实后,,。×。
b、腹板处每根立柱压力为:=2764kg
2764kg÷(15cm×90cm)==<
安全系数为:÷=
③模板制作及安装
连续梁外模(底模及侧模)由工厂制作成大块钢模板,其面板采用5毫米冷轧板,加肋采用∠50角钢及50毫米扁钢制作,运至工地后现场组拼。内模侧模采用木模板,用方木框架支撑。顶板底模采用2厘米厚的钢丝网水泥预制板,联端端模为木模板浇筑砼时顶部预留100
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×75厘米洞口,作为内模拆除用。72厘米厚的钢丝网每联两端端模板为木模板。外模纵向2-3米分段,横向分块见“连续梁满布支架及模板分块布置图”。
模板接缝加设密封条,以防止漏浆,接缝平顺,不错牙,钢筋绑扎及砼灌注前,对支架上下拉杆进行调整、加固,中线、水平进行复核,以保证梁体结构的平整度、几何尺寸、中线、标高符合设计和规范要求。
④钢筋绑扎
连续梁钢筋在钢筋场集中下料加工,现场绑扎。直径大于14毫米的钢筋采用闪光对焊焊接,12毫米及以下钢筋采用搭接焊。接头位置及搭接长度符合规范要求。由于砼分底板腹板和顶板两次灌注,所以先绑扎底板及腹板钢筋,待第一次砼灌注后再绑扎顶板及悬臂部分的钢筋。
预应力钢绞线按设计长度加工作长度分类集中下料,制孔采用金属波纹管。波纹管在工厂加工卷制。钢筋骨架绑扎时按设计的平面和立面坐标,焊好波纹管定位钢筋井字架,然后将波纹管安装牢固,波纹管的承插方向一致,便于穿束,钢绞线束通过引导铁线由卷扬机配合进行。
⑤砼灌注
砼由砼搅拌站搅拌,砼运输车运输,砼泵车灌筑。根据设计要求,连续箱梁砼分两次浇筑,第一次浇筑底板及腹板,待其强度达到设计强度50%后,支立顶板底模、绑扎顶板钢筋,第二次灌注顶板(包括悬臂)砼。由于浇筑底板时,需从顶板下料,人工在箱内捣固抹平,所以顶板及角隅N12钢筋暂不绑扎。第一次浇筑到N12钢筋下端,高度约94厘米。第二次浇筑时,认真进行凿毛,接缝处清刷干净,以便砼衔接密实。见两次砼浇筑高度示意图。为尽量缩短砼灌注时间,每联安排二台砼泵车,三台砼运输车,从两端向中间灌注。为适应大体积梁体灌注的连续性,砼中加入适量缓凝剂,适当延缓初凝时间。坍落度控制在18厘米。第一次砼灌注,采用先底板、后腹板的顺序分层分段连续进行。底板及腹板砼采用插入式振捣器振捣,顶板可铺以平板振捣器铺助振捣,砼灌注完毕初凝后即可洒水养护,终凝后用麻袋、线毯覆盖洒水养护。
两次砼浇筑高度示意图
为了加快施工进度,使连续梁能多联同时施工,设计将连续梁设计成A、B两种类型,A型梁施工先于B型梁。为使后施工的B型梁有足够的张拉空间,A型梁的端横梁腹板之间的空间为二次浇筑混凝土(预留千斤顶工作空间),预留空间妨碍千斤顶工作的钢筋预先切断(预留足够的联接长度)。待B型梁张拉封锚后,A型梁预留空间被切断的钢筋按施工规范的要求恢复原状,浇筑预留空间混凝土。
⑥预应力施工
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a、成孔方式为波纹管成孔,施工时注意:
波纹管外观无孔洞、无油污、无变形,接头无偏口、卷口,搭接接头牢固、密封。按设计要求安设排气孔,保证压浆密实。
砼浇筑过程中,严禁振捣棒碰撞波纹管使其移位和损坏变形。
b、钢绞线及锚具
(GB/5224—1995标准),标准强度fpk=1860Mpa、Ep=×105Mpa。
锚具采用性能符合国家《预应筋用锚具、夹具和连接器》(GB/T14370—93)的Ⅰ类锚具,且能承受脉冲动载。其规格现浇3×—12。预应力张拉采用YCW500—200型千斤顶并配套自锚顶压器。钢绞线不得有折弯、烧伤、继丝,下料长度应满足孔道计算长度和工作长度,并有富余长度,钢绞线宜现场穿束切割,用冷切割,切割时在切口两端用扎丝扎紧钢绞线。钢绞线编束保证每根钢绞线之间平行不缠绕,穿束用钢套牵引法。穿束时必须防止钢绞线捅坏管壁。对在浇筑前穿束的钢绞线,其外露部分应包严,防止沾污锈蚀。
c、预应力张拉
钢绞线张接控制应力==1395Mpa,张拉时以应力(油压表读数)和应变(伸长值)进行双控,以应力控制为主,伸长值校核。当实际伸长值与理论伸长值误差超过6%时,停止张拉,查明原因,采取相应措施。张拉顺序按设计进行,张拉采用对称原则。
张拉工艺为:0→初始应力→按设计超张拉持荷5min→锚固
d、张拉注意事项
锚垫板上设定位措施(在垫板加工时留锚具面或施工时点焊锚具定位圈),并保证锚垫板平面与孔道垂直。千斤顶张拉要匀速平稳并防止张拉力超限。千斤顶、工作锚、工具锚、限位板或顶压器等轴线与孔道轴线重合。做好测量伸长值的标记。两端张拉时,至设计控制拉力,测量伸长值,满足要求,一端持荷,一端锚固,然后持荷端补足控制张拉力后持荷再锚固。检查有无断丝、滑丝等现象,如有按规范要求处理。
⑦压浆、封锚
钢绞线张拉完成后应及时进行压浆。
压浆前用高压水对孔道进行冲刷,清除孔内杂物。压浆采和纯水泥浆,-,泌水率满足规范要求,水泥浆流动度控制在17-22厘米。其强度为箱梁砼强度,即C50°%膨胀剂,一般使用铝粉。压浆采用活塞式压浆泵,-。压浆从一端压入,达到最大压力后,稳压一段时间,直至另一端饱满,排气孔排出浓浆为止。
完成压浆后,及时清除端面、锚垫板、钢绞线表面上的污物,焊接钢筋网、立模、用与梁体同标号砼进行封锚。
⑧施工注意事项
支架支立前对地基进行处理,碾压夯实,必要时采取处理。支架除进行检算外,并采用等重量予压,一则检验支架强度,整体稳定性,还可以消除不均匀沉降及非弹性变形。
模板出厂前试拼,检查其密合性、平整度和几何尺寸偏差。工地组装时进行表面除锈涂刷脱模剂(一般采用新机油),接缝用密封条密封防止漏浆。模板上下加设拉杆,保证结构尺寸正确。
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钢筋加工前,抽样进行强度、伸长率、冷弯检验及焊接试验。对钢绞线进行强度、弹性、模量、松驰度试验。砼灌注前需认真检查钢筋规格、数量、接头位置及绑扎情况;波纹管位置、数量、接头处理、定位加固情况;栏杆底座予埋件、张拉端及锚固端锚垫板、加强螺旋筋焊接固定情况及模板伸缩缝板安装加固情况,确定无误后进行砼灌注,砼灌注连续不间断进行。
予应力钢绞线张拉前,对千斤顶、压力表、油泵进行标定,并进行编号,不得互换。绘制压力表读数MPa一千斤顶张拉力KN曲线,以备张拉时对张拉力进行控制。
砼强度未达到设计强度,予应力钢绞线未全部张拉锚固前,不拆支架,防止砼出现裂纹。
予应力连续箱梁施工详见“连续箱梁施工工艺流程图”。
⑨连续梁施工周期
经过认真安排并根据设计及规范要求,结合现场及我单位实力,每一联连续梁周期为42天。
详见“一联连续梁施工周期表”
⑩高架桥进度计划
高架桥是本标段重点工程,同样也是控制工程。中标后,我局将集中先进机械设备,精良的施工队伍施工。2001年2月15日全面展开施工准备,同时进行钻孔桩、承台、墩柱施工,2001年5月底完成全部基础及墩台身,为连续梁施工创造条件。中标后进行连续梁模板加工制作,4月初运至现场,4月初安装支撑架、模板、绑扎钢筋,5月上旬同时灌注第一、第三、第五、第十五联连续梁,10月上旬完成连续梁主体。桥面系根据连续梁完成情况相继施工,10月15日全部完成。详见“高架桥施工进度计划表”。
(2)克服连续梁砼徐变控制措施
①控制砼收缩徐变措施
A、适当提高砼的强度,施工配合比高于设计标号10-20%,使强度有富余,在高强度条件下张拉,对砼徐变有力。
B、适当延长预应力张拉龄期,严格按照预应力张拉顺序同时对称同步张拉。
C、严格按设计座标控制预应力管道位置,保证管道平顺无急弯,测定管道摩阻系数,及时调整张拉应力,保证预应力施加准确。
D、搞好压浆、封锚工作,减少预应力松驰。
E、选用水化热较低的水泥,要加强砼养生工作,降低水化热,减少砼表面温差,对砼收缩徐变非常重要。
F、施工时严格控制砼的配合比和水灰比,保证砼的施工质量。
G、箱梁在支架上设置负拱度,抵消砼收缩徐变引起的拱度。
、钢箱梁施工
高架桥第六联梁跨为(48+60+48)米,三跨连续变高度钢混结合梁,-。中支承梁顶部位设预应力。钢梁上翼缘与混凝土顶板用剪力钉结合。设计要求在制造厂加工焊制成各个分段,用汽车运至工地,在桥址处搭设导梁与正桥平行相靠,在导梁上将分段钢梁用高强度螺栓连成整梁。将整梁同步横移至桥位,下落到桥墩上就位。顶板制模、绑筋、浇筑混凝土。木桥在第六联中跨(16#墩-17#墩)跨越既有铁路路基,桥下(梁底-轨面)。高度7米。施工需满足铁路建筑限界要求的净空,按既有线施工进行防护,以保证正常行车安全。既有线路基上高6米左右有一条电气化高压线,施工时需采取隔电板措施,见
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