大跨径变截面箱梁桥梁上部结构施工工艺与监理关键点控制.doc.doc
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1、房山四渡桥工程 第 1 页 共 52 页 大跨径变截面箱梁桥梁上部结构施工工艺与监理关键点控制大跨径变截面箱梁桥梁上部结构施工工艺与监理关键点控制 交通工程管理部张学君 田世文 王晓刚 摘要:本文以四渡桥为例,介绍了大跨径变截面箱梁桥梁上部结构施工工艺与摘要:本文以四渡桥为例,介绍了大跨径变截面箱梁桥梁上部结构施工工艺与 监理关键点控制与方法,对监理工程师从施工准备到完工各阶段的工作做以总结。监理关键点控制与方法,对监理工程师从施工准备到完工各阶段的工作做以总结。 关键词:大跨径关键词:大跨径 箱梁箱梁 施工施工 工艺工艺 质量质量 安全安全 控制控制 1、工程概况工程概况 11 工程概况工程
2、概况 四渡桥位于房山区张坊镇四渡岭涞宝路跨越拒马河处,桥梁全长 370.38 米,上部结构为(45m+80m+110m+80m+45m=360m)五跨变截面预应 力混凝土连续箱梁,最大跨径 110 m。 0#1#、4#5#采用等高度箱梁截面,梁高 2.75 米;1#4#采用变 高度箱梁截面,箱梁根部高度 5.8 米,跨中最小梁高 2.75 米,梁底曲线 采用二次抛物线连接。 箱梁截面为单箱双室,全宽 17.82 米,其中底板宽 10.82 米,两侧悬 臂长 3.5 米。顶板厚度 0.25 米,在中支点及端支点附近 5 米范围内过渡 到 0.75 米。等高度梁段底板厚度 0.22 米,仅在中支点
3、或端支点附近 5 米 范围内过渡到 0.62 米。变高度梁段底板厚度跨中为 0.22 米,在距 2#(3#) 中支点 6.25 米处渐变到 0.754 米,距 2#(3#)中支点 2 米处由 0.754 米 渐变为 1.2 米。等高度梁段腹板 0.5 米,仅在中支点或端支点附近 5 米范 房山四渡桥工程 第 2 页 共 52 页 围内过渡到 1 米。变高度梁段腹板在靠近 2#(3#)中支点一定范围内按 1.1 米 0.9 米 0.7 米 0.5 米渐变。本桥预应力索包括纵向索及竖向 索预应力钢筋两种。纵向索分为顶、底板短索及腹板通长索。采用高强度 低松驰预应力钢绞线,腹板索在施工缝处用连接器连
4、接。竖向预应力筋采 用 JL32 精轧螺纹粗钢筋。在距 2#(3#轴)36.25 米布设,沿腹板中线交错 布设,间距 50cm;在 2#,3#横梁范围采用双肢,其余部分采用单肢。 混凝土强度设计为 C50,采用低碱活性集料配置,集料的分类和试验 方法应满足北京市工程建设地方标准预防混凝土结构工程碱集料反规程 (DBJ-01-95-2005) 。抗渗标号不得小于 W8,封锚混凝土强度为 C40。 12、设计标准、设计标准 桥梁设计荷载:公路 级;地震动峰值加速度系数:0.2;桥梁桩号: K0+789.9 K1+150.28,全长 370.38 米;桥梁宽度:桥全宽 18 米,其中行 车道 26
5、米,两侧各 3 米的人行步道。 13 、主要、主要工程数量工程数量 现浇 C50 砼 7313m3,精轧螺纹钢(32)27t,钢绞线(1075) 314.79t,级钢筋 9.1t,级钢筋 1481.46t。 14、工程特点、工程特点 该桥预应力变截面连续箱梁桥施工工艺复杂,跨径长,受力复杂,施 工难度大。且上跨拒马河,须保证河道泄水能力,且为北京重要旅游区域, 施工时做好质量控制,环境保护,交通疏导,文明施工,确保排水、车辆、 行人和工程设施的安全至关重要。本工程平面位置和施工中高程控制为监 理工程师重点技术检查和控制对象。 房山四渡桥工程 第 3 页 共 52 页 15 上部结构工期控制上部
6、结构工期控制 2009 年 3 月 20 日-2009 年 4 月 11 日 110 米跨地基处理 2009 年 3 月 25 日-2009 年 4 月 15 日 110 米跨支架搭设 2009 年 4 月 5 日-2009 年 4 月 20 日 110 米跨一期模板工程 2009 年 4 月 21 日-2009 年 4 月 27 日 110 米跨预压、专家论证 2009 年 4 月 28 日-2009 年 5 月 13 日 110 米跨一期钢筋工程、验收 2009 年 5 月 14 日-2009 年 5 月 20 日 110 米跨一期砼浇注、养护 2009 年 5 月 21 日-2009 年
7、 5 月 30 日 110 米跨二期钢筋、模板 2009 年 5 月 31 日-2009 年 6 月 6 日 110 米跨二期砼浇注、养护 2009 年 6 月 7 日-2009 年 6 月 17 日 110 米跨预应力张拉、灌浆 2009 年 3 月 20 日-2009 年 8 月 30 日 80 米跨箱梁施工 2009 年 3 月 20 日-2009 年 9 月 10 日 45 米跨箱梁施工 2009 年 9 月 20 日-2009 年 10 月 10 日 全桥预应力张拉、灌浆、封 锚。 2、施工准备工作、施工准备工作 2.1 技术准备 完善工程需各种技术资料,熟悉施工设计图纸和施工规范,
8、监理工程 师组织技术人员进行图纸再审核,进行技术交底。 组织配套的技术力量,对现场施工人员进行技术交底和入场教育。 计算复核图纸所示控制点坐标和高程,依据已验收的导线点及高程点 进行现场测设。 房山四渡桥工程 第 4 页 共 52 页 2.2 主要人员配备齐全。 2.3 机械准备匹配。 2.4 材料准备 上部箱梁砼强度 C50,抗渗指标不小于 W8,采用商品砼,使用监理工 程师批准的商混厂家;水泥浆的配合比及材料审批工作;波纹管的检测、 摩阻值及材料审批工作;钢绞线、锚具、夹片、支座的检测和材料审批工 作;钢筋的原材及焊接试验、材料审批等工作均要得到监理工程师批准。 2.5 现场操作准备工作
9、2.5.1 临时用水 现场施工及养护用水采用拒马河河水。 2.5.2 临时用电 施工现场用电从附近高压线路接入,设一台 315kVA 变压器,沿主线 施工便道设主干线,其他用电拉临时支线。 另外,由于施工现场作业面大,留 2 台 120kW 移动式发发电机作临时 机动之用,防止突然停电并解决用电高峰期电量不足问题。 2.5.3 施工道路 在桥梁右红线内已修筑一条 5 米宽的施工便道,供施工车辆通行。 2.62.6 箱梁安全专项方案必须按监理工程师批准的方案组织实施。 3、上部、上部箱梁箱梁结构施工结构施工工艺工艺 四渡桥下部结构完工后,开始箱梁支架基础处理,铺脚手板,搭设箱 梁支架系统。箱梁支
10、架使用满堂红碗扣架,梁高 5.8-3 米的腹梁段:排架: 房山四渡桥工程 第 5 页 共 52 页 立杆间距 0.3*0.6 米横杆步距 0.6 米;梁高 5.8-3 米即距离 2#轴和 3#轴 40 米以内箱室段排架立杆间距 0.6*0.6 米,横杆步距 0.6 米(即 x=1500); 梁高 3-2.75 米即距离在距离 2#、3#轴 40 米以外区域腹板按照立杆间距 0.6*0.6 米,横杆步距 0.6 米搭设排架;梁高 3-2.75 米的箱室即距离在距离 2#、3#轴 40 米以外区域(底板最厚 0.25 米顶板厚 0.25 米),排架布置形 式:立杆间距 0.9*0.9 米,横杆步距
11、 0.6 米;翼板段梁高 0.5 米立杆间距 0.9*0.9 米,横杆步距 0.6 米。 墩柱周围在排架中套架子加密立杆间距, 保证局部部位排架稳定性。排架顶纵向铺 1510木方子、横向 1010cm 木方子、木胶板,具体施工工艺如下: 基础处理测量放样铺设大板立竖杆安装纵、横向横杆安装 上托设置剪刀撑铺设纵向方木铺设横向方木铺设大板安装模板 支架预压卸载调整支架高度钢筋綁扎安装波纹管安装内侧模 板一期混凝土浇筑安装箱室顶模綁扎顶板钢筋浇筑二期混凝土 砼养护预应力张拉、灌浆拆除支架 31 地基处理地基处理工艺工艺 下部结构施工完毕后,进行基础处理。基础处理的原则:根据排架模 数,结合地面高程尽
12、量减少挖方,土方就地平衡的原则确定地面高程;由 测量人员放出基础设计高程后,使用推土机推平,局部地区进行回填,如 果发现局部弹软将弹软部分挖出,换填砂砾料,回填分层厚度 20cm,用 振动压路机进行碾压,保证压实度达到 96以上。河坡及高差较大地段人 工开台阶,台阶宽 0.9 米,高 0.6 米,台阶临空面砌 24 砖墙加固。 处理范围内河底表层浮渣清除,地基处理完毕后上铺 5大板处理。 房山四渡桥工程 第 6 页 共 52 页 顶面高程根据支架所用立杆及箱梁底板高程确定,原则是根据支架立杆及 底板高程,保证在铺底模时,使底模处高程在顶托的可调范围内,注意顶 托和底托伸出量应在 830 厘米范
13、围内,根据立杆模数,确定分块,以保 证支架的稳定性。为了保证地基排水通畅,支架地基应高出四周地面 30cm 以上。 在四渡桥拒马河河床内,先用草袋围堰在上游将河水拦截缩小水面, 在 2#-3#轴跨中的位置埋设三排内径 1.35 米的过水管,三排管安装同时 进行,管底高程同原河底高程一致,砼管接口用塑料布包裹好防止渗水,管 道长 40 米,管身固定采用回填砂砾,管顶覆土 1-1.5 米,用天然砂砾分 层填筑夯实,为保证基础的整体性和强度,砂砾上再铺 20cm 二灰,碾压,洒 水养护压实度达到 96%以上,然后再做 10cm 厚的 C20 混凝土(处理长度 150 米,宽 26 米)。上、下游两侧
14、边全部用浆砌石护砌,下游做 20 米 左右的砾石(粒径大于 15cm)海漫防止河水冲刷,在原桥上游做一道拦 污栅,防止杂物堵过水道。 地基承载力验算:地基承载力验算: 四渡桥桥区地基容许承载力砂砾: 密实情况下承载力0达到 800600KPa; 中密情况下承载力0达到 600400KPa; 钢筋混凝土容重取 2600Kg/m3,砂砾密度:2.3g/cm3;洒水压实后压实 度均达到 96%以上(96.6%;96.2%;97.9%;96.2),考虑支架自重和施工 荷载取系数 1.4 ,大板宽度为 30cm 荷载总重:34142600101.4=1.24108N 大板承压面积为:0.3*18*189
15、=1021m2 房山四渡桥工程 第 7 页 共 52 页 P=1.24108/1021=121.4 KPa 121.4 KPa400Kpa 满足要求 D=1350 Q 级砼排水管外压荷载裂缝强度 90KN/M,破坏荷载 140 KN/M,三排管安装在 2-3#轴中间受力(按最不利情况考虑): (26*22.46/10.82*1.4+2.3*1.5)= 79 KN/M90 KN/M 满足要求. 32 铺设铺设脚手板脚手板 地基处理好以后利用全站仪放出支架中心线和分块位置,然后边搭设 排架边铺设大板,为保证大板与基础密贴,在大板底部铺砂子找平,防止 中间出现悬空现象,大板必须横桥向放置。 支架采用
16、标准碗扣式支架,为分散支架应力及增大与地面的接触面积 在支架立杆底托的位置铺大板(脚手板截面采用 3035*5 cm),脚手板必须 放平找直,并使支架底托中心落在其中线位置。 33 排架设设计与计算排架设设计与计算 3.3.1 排架设计 在梁高为 2.75 米标准段,立杆间距 0.90.9 米,横杆步距 0.6 米;在 距 2#、3#轴两侧 15 米以内排架立杆间距 0.60.6 米,横杆步距 0.6 米; 其它位置立杆间距 0.90.9 米,步距 0.6 米。 根据预应力张拉要求,全桥混凝土分为五段 10 次进行施工,因此根 据混凝土施工要求,排架分为五块进行施工,施工顺序先中间后两边对称
17、施工,第 1 次、第 2 次:2#3#轴跨并向两边各延伸 15 米;第 3-6 次: 1#2#轴跨或 3#4#轴跨并向两侧延伸 10 米;第 7-10 次剩余部分。 房山四渡桥工程 第 8 页 共 52 页 竖杆要求每根竖直,立竖杆后及时加纵、横向平面钢管固定,竖杆底部 设置纵、横向扫地杆。搭设支架时要切实保证横杆的水平(控制的关键是 对第一层水平杆的控制,必须挂小线安装) ,如有高差用底托进行调整。 根据组架方案和尺寸,测定框架底脚位置,安放可调支座,保证同一 块阵中的柱脚位于同一水平线上。 拼装时随时检查横杆的水平度、直角度和立杆垂直度,并在无荷载的 情况下检查立杆底座是否浮地松动,不平或
18、松动的应旋紧可调支座或用薄 铁板垫实。 为了确保满堂支架的整体强度、刚度和稳定性,支架横向剪刀撑每 5m 设置一道,沿桥梁总宽设置;纵向剪刀撑设置 3 道,设在每幅支架两 侧及箱梁中心位置,每联通长设置;同时在支架中间位置设置水平剪刀撑, 水平剪刀撑设在每跨的跨中位置。剪刀撑拉杆斜度控制 45左右,必须用 扣件扣紧,确保空间网架结构的稳定性。并设专人检查排架每一个上碗扣, 使上碗扣、限位销置于规定位置。 3.3.2 荷载计算: 1、对本桥按照三种截面进行计算,梁高 2.75 米的梁端、箱室段,梁高 5.8 米的梁端段。 钢筋混凝土自重:26.00kN/m3,底层模板及覆盖胶合板自重 0.5KN
19、/m2 ;施 工人员及设备重 2.5 KN/m2;振捣砼时对模板平面产生荷载 2 KN/m2;倾倒砼 时对模板产生水平荷载 2 KN/m2 因此施工荷载及模板自重等,取放大系 数为 1.4 增加 10.4 KN/m2。 A 梁高 2.75 米的梁端: 房山四渡桥工程 第 9 页 共 52 页 截面积:46.22291 . 3 38 . 1 282.102/5 . 0)82.1082.17(25 . 0 82.17 平均荷载: 232 /5397082.10/260001/46.22mNmmNmmm B 梁高 2.75 米的箱室: 截面积: 2 625.10)42/4 . 04 . 042/15
20、 . 0266 . 4 28 . 2 ( 282.102/5 . 0)82.1082.17(25 . 0 82.17 m 平均荷载: 232 /2553182.10/260001/625.10mNmmNmmm C 梁高 5.8 米的梁端: 截面积: 2 104.38276 . 3 6 . 305 . 5 82.102/5 . 0)82.1082.17(25 . 0 82.17m 平均荷载: 232 /9156282.10/260001/104.38mNmmNmmm 排架碗扣承载力验算: 钢管的材料力学性质: 252 N/mm102.06E/205,mmN 3.3.3 强度与刚度验算 A、梁高
21、5.8 米的梁端:(排架布置形式:立杆间距 0.90.9 米,横杆 步距 1.2 米进行假设计算) 立柱受力区格面积为: 2 81 . 0 9 . 09 . 0m 立柱所用钢管外径为 48mm,壁厚为 3mm, 钢管有效面积为: 222 12.4244/)4248(mmA 回转半径: mmrRi95.154/)3248(484/ 2222 验算立柱抗压强度: 考虑施工荷载及模板支架等,取放大系数为 1.4: 立柱所受轴向力为: KNN 8 . 10381 . 0 562.914 . 1 房山四渡桥工程 第 10 页 共 52 页 立柱轴心受压强度为: 223 /205/24512.424/10
22、 8 . 103/mmNmmNAN 立柱轴心受压强度不满足要求。 稳定验算: 长细比: 24.7595.15/1200/il 76. 0 (钢结构设计规范T17-74 中纵向弯曲系数,2#钢和 3 号钢在 ) 0.731800.78970时,时 223 /205/322)76 . 0 12.424/(10103.8)/(mmNmmNAN 立柱不满足稳定性要求。 梁高梁高 5.8 米的梁端:立杆间距米的梁端:立杆间距 0.60.6 米,横杆步距米,横杆步距 0.6 米再进行计算)米再进行计算) 立柱受力区格面积为: 2 36 . 0 6 . 06 . 0m 立柱所受轴向力为: KNN15.463
23、6 . 0 562.914 . 1 立柱轴心受压强度为: 223 /205/ 8 . 10812.424/1015.46/mmNmmNAN 立柱轴心受压强度满足要求。 长细比: 6 . 3795.15/600/il 943. 0 (钢结构设计规范T17-74 中纵向弯曲系数,2#钢和 3 号钢在 0.927400.95830时,时 房山四渡桥工程 第 11 页 共 52 页 223 /205/ 4 . 115)943 . 0 12.424/(1046.15)/(mmNmmNAN 立柱满足稳定性要求。 梁高5.8米段箱梁排架、模板示意图 10*10一一一0.3m 5cm一一一 1.2cm一一一一
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