郁江双线特大桥（共6篇）
郁江双线特大桥 篇1
1 工程概况
郁江双线特大桥主桥位于西江航运干线贵港至桂平河段上, 中心里程DK106+537, 孔跨式样: (36+92+228+96+36) m钢桁斜拉梁, 全长492m, 主塔基础283#、284#分别采用桩基为φ2.5m的大直径群桩基础, 283#、284#主墩位于河水中, 其中283#墩爆破后平均水深20m左右, 284#墩处清淤后平均水深17m左右。为了提高施工进度, 本工程双壁钢围堰采用原位悬吊拼装, 与钻孔桩施工同时进行。
2 郁江双线特大桥深水基础双壁钢围堰施工技术
围堰外轮廓尺寸为40.6m (长) ×27.4m (宽) ×20.2m (高) , 围堰自重798吨, 刃脚标高12.0m, 围堰壁仓面积130.5m2, 壁内填砂高度7m, 壁内浇筑砼高度8.5m, 水封砼厚=2.66m, 设防水位12+20.2=32.2m, 大于32m水位。围堰最大吃水深度=20m。
2.1 设计依据
围堰结构用钢材主要为Q235B, 材料技术条件符合《桥梁用结构钢》 (GB714-2000) 的要求。钢材力学性能:允许抗拉、抗压和抗弯应力[σ]=170MPa, 工厂贴角焊缝抗剪[τ]=100MPa;工地手工焊缝抗剪[τ]=80MPa;混凝土力学性能:弯曲拉应力。
2.1.1 总体布置及设计原则
结合本桥的施工条件及工期安排, 对两个主塔基础施工均采用先平台后围堰的施工工艺。主塔承台顶面标高为+19.66m, 承台底面标高为+14.66m, 围堰内轮廓尺寸为承台设计尺寸周边各向外放宽0.1m, 围堰共分七节, 底部起为第一节依次向上, 第一节围堰 (刃脚段) 高为2.2m, 以上每节均为3m。
2.1.2 围堰侧板结构说明
外侧壁板:第一、二、七节围堰外侧壁板板厚为δ=6mm, 第三节至第六节围堰外侧壁板板厚为δ=10mm。
外侧壁板竖向加劲角钢:第一节至第四节围堰外侧壁板竖向加劲角钢为∠100×100×10, 第五节至第七节围堰外侧壁板竖向加劲角钢为∠75×75×8。
内侧壁板:第一节至第七节所有围堰内侧壁板板厚均为δ=6mm。
内侧壁板竖向加劲角钢:第一节至第七节围堰内侧壁板竖向加劲角钢均为∠75×75×8。
壁板间水平向连接支撑:从1.2m高刃脚以上, 围堰内外壁板上每隔1m设一条板厚为16mm的水平环带, 从第三节上部至第六节, 1m间距的水平环带间500mm处增加一条相同的水平环带。内外水平环带间采用∠100×100×10的角钢作水平横撑和水平斜撑。
2.1.3 围堰内隔仓板结构说明
围堰依据自身结构形状可划分为圆弧段和直线段两种。
圆弧段隔仓板共10道, 采用钢板板厚为δ=10mm;
直线段隔仓板共12道, 采用钢板板厚为δ=16mm;
直线段隔仓板所在位置的内外侧壁板上从第三节起至第六节均需设加劲垫板, 加劲垫板板厚为δ=20mm。
2.1.4 围堰内支撑结构
围堰共设两道内支撑:第一层内支撑位于标高+22.36m处, 顺桥向设置4道内撑, 支点均设在由隔仓板与加劲垫板形成的大梁处, 靠圆弧段侧内支撑采用6个I45b工钢, 靠近中线侧的内支撑采用2根φ630×10的圆管, 内支撑之间横桥向采用φ350×6的圆管连接;第二层内支撑位于标高+28.36m处, 顺桥向设置4道内撑, 支点均设在由隔仓板与加劲垫板形成的大梁处, 靠圆弧段侧内支撑采用4个I45b工钢, 靠近中线侧的内支撑采用φ630×10的圆管, 内支撑之间横桥向采用φ350×6的圆管连接。
2.2 钢围堰制造及水密性试验
2.2.1 围堰制造说明
所有构件连接均采用焊接, 加工单位在构件制造和焊接加工的过程中, 应制定严格措施, 优化工艺, 以减小构件加工变形, 降低焊缝残余应力, 出现变形应及时矫正。构件接长时应适当错开焊缝。
2.2.2 围堰水密性试验
(1) 水密性试验是对围堰焊接质量最后全面的检验, 应在焊缝外观检查后进行。试验时, 气温应高于5℃。对未做水压水密性试验的焊缝, 考虑到现场的条件和工期的要求, 采用煤油渗透试验方式检查焊缝抗渗性。
(2) 试验前, 检验部分不允许油漆和搪水泥, 需要试验的箱体表面和焊缝必须打扫清洁, 对采用煤油渗透试验的, 尚需对检视面刷一层石灰浆 (凉干) , 以便观察。
(3) 试验中, 如发现有水流或渗水 (渗油) 现象时, 需进行修补, 修补后必须重新试验。
2.3钢围堰悬拼法施工
郁江双线特大桥采用先桩后堰法施工, 由于承台设计标高在岩面以下, 所以采用人工爆破, 然后清渣成承台型水下基坑, 人造基底覆盖层。清渣范围为围堰外轮廓尺寸向外扩宽2m{围堰外轮廓尺寸为40.6m (长) ×27.4m (宽) ×20.2m (高) }, 清渣标高达到+12m后, 搭设水中施工平台。
2.3.1 拼装准备
检查验收岸上预制钢围单元件, 机械校正拼装接口处壁板及水平环带。
吊装运输系统安装。钢围堰组拼前, 在钻孔平台下方安装吊装走行轨道。轨道为圆端形, 采用I36b工钢制成, 尺寸按钢围堰壁板中心线设计 (直线段长13.2m, 圆孤半径13.1m) 。轨道用拉杆系统 (φ25精轧螺纹钢) 与钻孔平台连接在一起, 当拉杆系统和平台的工钢、贝雷梁有冲突时, 采用挑梁、马鞍形吊挂。轨道上设电动走行系统 (由两台电动走行小车和两台10t电动葫芦组成) , 由于平台上下平行作业, 为平台下的围堰施工安全运行, 在围堰施工正上方平台封闭3m宽平台面板间隙。以免下雨和平台上桩基作业时雨水损坏电动轨道, 沿轨道上面安装遮雨薄钢板, 在遮雨板上铺设防水橡胶皮。为减少水上拼装钢围堰难度, 在靠江中心的平台桩上安装防浪板。水上利用钢护筒和钢管桩做支撑点, 用角钢制造成斜撑形焊接在上面, 用槽钢预制成走道形式, 两者结合一体形成水上作业通道, 在围堰施工的两侧通道旁预制栏杆, 拉上安全网。在平台江心侧上游端开设一个8.7m×9.2m的围堰块件下放吊装孔。由两个C型钩把围堰块件从货车上传递给电动小车, 在围堰块件下放口安装人行楼梯, 楼梯口搭设施工小平台 (供围堰施工人员间歇、放置施工工具和焊接辅材等其它用物) 。
2.3.2 钢围堰、施工过程
(1) 运输。在预制场地把一整节钢围堰块件下放顺序做好标记, 由龙门吊吊装钢围堰块件平稳的放置在运梁货车上, 两侧用手动葫芦把围堰块件固定好。货车从预制场地通过栈桥平台把围堰块件运输到下放口。
(2) 下放。由负责下放的工人在围堰块件上安装好传递扣件, 安装好后30T的汽车吊传递C型钩给工人, 扣件和C型钩都附带预制好的钢丝绳, 工人用卡环衔接好扣件和C型钩。一切下放工作准备到位, 由负责下放的工人指挥下放, 围堰块件两端系好粗麻绳分别由两个工人控制, 以免围堰晃动或者撞到其它平台结构物。一台30T的汽车吊将围堰单块件经平台吊装孔下放至平台下, 慢慢的将围堰块件移到走行系统下, 由拼装工人通过走行系统移动电动小车到下放口适当位置, 用走行系统上的电动葫芦将块件吊起, 两者交接好后由工人解开卡环。
(3) 拼装。吊装系统完整平稳的转换后通过轨道运行至拼装位置, 第一块拼装在下放口的对称位置, 其它块件采用反对称悬吊拼装。
具体拼装如下:
1) 围堰第一节拼装。围堰第一节拼装在轨道及桩基外围8根桩 (导向桩) 施工完成后方可进行。围堰块件用汽车运至平台后, 由30吨轮胎吊将围堰单块件经平台吊装孔下放至平台下;用走行系统上的电动葫芦将块件吊起, 通过轨道走行至拼装设计位置。到达设计位置调整后设置临时吊点将块件悬吊于平台下面, 走行小车回到装吊孔运送下一块单元件。两块件可以初步用点焊的形式预拼, 在第一节所有块件运送完, 进行第一节整体调整成形, 尺寸验收合格后开始拼焊。
2) 围堰第一节下水及导向架安装。第一节拼装成型后, 安装下沉机构, 解除临时吊点, 安装钢围堰导向系统。下沉机构由吊点牛腿、吊杆 (φ32精轧螺纹钢) 、分配梁、液压系统组成。先将牛腿与分配梁分别安装在围堰与平台上, 在第一节成形后将围堰通过牛腿与分配梁用吊杆连接起来, 使围堰悬吊在平台下面。下沉系统安装完毕后方可解除围堰临时吊点, 为了不影响钻机施工, 液压系统只在整节段下沉时安装。钢围堰下水以前, 对面板和隔仓板所有焊缝进行密闭性检查, 对骨架系统进行结构检查。如有渗漏现象发生应补焊, 补焊时应铲除原有焊缝金属后重新焊接, 不能采用堆焊的方式补漏, 再视情况确定是否需要做气密试验, 以确保围堰的密闭性。为了减小下沉过程中的检查工作量, 可在块件成形后对面板和隔仓板焊缝进行密闭性检查。下沉前只对拼装焊缝进行检查。结构检查包括连接焊缝的长度与高度;杆件布设位置、数量与设计图是否相符;围堰有无局部和总体变形。如有以上情形应根据实际情况采取相应的补强措施。
在第一节拼装完成并在整体尺寸验收合格后, 在围堰壁上定出一个测量基准面并确定围堰两个方向的中轴线, 在测点设置好后将围堰调整至设计位置。在围堰接高过程中应以基准面和中轴线为标记点, 来保证围堰拼装接高过程中的尺寸控制和下沉过程中的垂直度的调整。
为保证围堰平面定位准确, 安装导向装置, 导向装置由导向架和导向轮组成, 导向架共设三层, 分别设置在第1、3、5节围堰内壁上, 同一平面共设置8个, 在每个圆弧段与直线段各两个。导向系统除保证围堰下沉过程中的平面位置和垂直度外, 还要将水流对围堰产生的冲击力及封底混凝土在灌筑过程中产生的侧压力传递给导向桩, 因此, 定位架必须设置在钢围堰骨架处。导向轮的设置是为了在围堰下沉过程中水平受力后, 减小导向架与导向桩的摩阻力。
3) 钢围堰接高拼装。围堰单块件用汽车运至平台后, 由一台30吨轮胎吊将围堰单块件经平台吊装孔下放至平台下;用走行系统上的电动葫芦将块件吊起, 通过轨道走行至拼装设计位置。到达设计位置后吊点将块件放置在前一节段后, 进行顺直度和平面位置, 调整走行小车回到装吊孔运送下一块单元件。吊装接高过程中对块件要随拼装, 随调整, 待全部点焊成型后, 方可全面焊接。拼接施焊时, 先焊围堰内外壁板的外立焊缝, 然后焊环焊缝, 形成环包立焊形式, 内外壁板外侧焊的同时焊水平加劲环的对接焊 (当水平加劲环对接错台大于一半板厚需加竖向加强板, 圆弧段与直线段相接处的受力比较大且复杂, 此处的环板对接均需加竖向加强板) ;上面焊完后, 接着隔仓板对接焊、内外壁板的内侧的立焊、平角焊、竖向角钢及水平斜杆焊接, 并按对称施焊要求进行。焊接内外壁焊缝时, 需要预先搭设施工平台设置防护栏杆, 以便操作。
为了防止围堰拼装过程中因为水位上涨而造成围堰上浮, 使得吊杆不受力甚至承受压力, 采用向围堰内注水的方法压重。根据围堰外露高度和围堰重量确定仓内注水高度, 围堰下沉、吊杆固定完成后, 应另加注1.0m高的水。
具体操作步骤如下:单块吊装喂至走行小车上→走行至设计位置定位后吊挂临时吊点→定位焊接→重复以上程序完成一节钢围堰拼装→安装下放结构→加水下放至要求标高→调节仓内水位进行下一节围堰拼装, 直至完成全部围堰拼装。
3 结束语
原位悬吊拼装双壁钢围堰施工技术, 对以后深水基础双壁钢围堰施工具有一定的指导意义。
参考文献
[1]陈光福双壁钢围堰的施工技术[J].中国港湾建设, 2002 (06) .
[2]傅琼阁深水基础钢围堰施工技术[J].中外公路, 2005 (04) .
郁江双线特大桥 篇2
关键词：斜拉桥,合理施工状态,模拟计算
斜拉桥属于高次超静定结构, 施工中又要经过体系转换, 如何确定合理的成桥索力, 同时又能保证施工中的塔梁受力均匀合理, 是目前进行斜拉桥设计及施工监测的主要目标。目前采用的许多优化索力的方法, 都是先确定一个合理的成桥状态, 经过施工中的二次或多次调索, 使最终形成合理成桥索力。
由于在施工阶段随着斜拉桥结构体系和荷载状态的不断变化, 结构内力和变形也相应地不断发生变化, 因此, 需要事先模拟现场施工过程来斜拉桥的每一施工阶段进行详尽的分析和验算, 根据预先设定主梁线形控制目标, 求得斜拉桥各施工阶段斜拉索初张力。成桥后, 再根据活载影响的大小, 结合结构的受力需要确定合理的成桥状态, 对斜拉桥进行二次调索。
1 工程概述
1.1 桂平郁江特大桥简介
桂平郁江特大桥是南广铁路一座双线特大桥, 主桥采用 (36+96+228+96+36) m五跨双塔双索面钢桁斜拉桥, 主桥采用半漂浮体系, 主塔与主梁间设置竖向支承, 纵向采用阻尼约束, 主塔采用花瓶式, 塔高为103.5m, 斜拉索采用Φ7环氧涂层钢丝, 主梁采用钢桁梁, 三角形桁架, 两片主桁, 桁间距15m, 桁高14m, 节间长度12m, 桥面系采用正交异性钢板的整体道砟桥面结构[1]。斜拉桥布置如图1所示。
1.2 主梁施工方案
主桥钢桁梁架设首先在主塔两侧安装托架, 组拼工作平台, 利用塔旁吊机在托架上安装6个节间钢梁杆件, 同时安装临时固定支座与千斤顶, 安装1号拉索并进行初张拉。
此后在上弦拼装架梁吊机, 利用架梁吊机对称悬拼钢桁梁其他节间。对称悬拼过程中依次安装2~7号拉索并根据受力需要进行初张拉。悬拼至辅助墩后, 先完成边跨再进行跨中合龙。由于8号索的安装与架梁吊机冲突, 钢桁梁合龙需先架设后再安装8号拉索。为避免跨中产生较大位移, 8号拉索安装前不拼装桥面板, 待8号拉索安装完成后再安装。全桥合龙后, 拆除临时设施及临时荷载。二期恒载的施工要先施工压重区再由边跨向跨中施工, 最后对斜拉索进行二次调整, 完成终张拉。
1.3 斜拉索张拉力分析方法
斜拉桥静力计算中比较重要的就是确定拉索的初张力, 这跟施工阶段密切相关。初张力相当于在主梁上施加向上的拉力, 故能调整主梁的恒载内力, 这与活载内力是相对独立的, 但可以通过张拉一定的预压力来抵消活载内力。
初张力确定的方法很多, 如刚性支承连续梁法、零位移法、弯曲能量法、矩阵法、无应力控制法等[2]。但施工过程中体系不断发生转换, 上述方法实际操作起来非常麻烦, 也无法得到理想结果。一般调索常用倒拆法和正装法相结合, 两者计算结果因收缩徐变影响会有所区别。桂平郁江大桥主桥为钢桁梁, 没有收缩徐变的影响, 使得倒拆法和正装法结果基本一致。本桥为主塔两侧只有八对拉索, 拉索较少, 可直接采用正装法进行计算。
本桥作为纯铁路斜拉桥, 与公路斜拉桥梁相比, 显著的特点就是活载比例大。本桥主梁恒载约为40t/m, 而活载为16t/m, 在确定合理成桥状态时要充分考虑活载的影响。
2 斜拉索索力分析
2.1 计算模型
本斜拉桥采用Midas软件进行仿真分析, 主塔及钢桁梁采用梁单元, 斜拉索采用桁架单位、正交异性桥面板采用板单元建立。
2.2 施工阶段调索原则及合理成桥状态的确定
本桥从施工到全桥形成的过程中每根拉索张拉两次, 初张拉在施工阶段对称悬臂施工阶段, 终张拉在桥面铺装及二期恒载施工完成后进行。
施工过程中, 斜拉索初张拉为对称张拉, 桥塔只承受竖向力, 初张力的大小主要为了使梁体水平, 确保钢桁梁的顺利拼装。初张力的拉控制原则为拉索张拉后对应的这个施工阶段的索梁锚点位移基本为零[3]。
全桥合龙后, 桥面开始铺装防水层、道砟, 施工人行道等二期恒载。此后进行斜拉索终张拉达到合理的成桥状态, 终张拉后为满足运营梁体线形需要、桥塔弯曲内力较小, 张拉的控制原则为:斜拉索经再次张拉后主塔塔顶纵向位移在恒载下略向边跨侧偏移, 跨中水平略微上挠, 以克服跨中过大活载的影响。
根据以上目标和拉索调索原则, 兼顾钢桁梁主弦在关键位置处的应力, 采用正装法, 对拉索索力反复试算, 最终得出较优索力。待计算稳定后, 利用倒装法计算一次进行校核。经计算斜拉索两次张拉的索力表如表1, 表2。
通过两次调索, 斜拉桥不但可以保证钢桁梁架设的顺利进行, 中跨合拢前主梁位移可以控制在10mm以内, 确保全桥合龙的顺利进行。终张拉后, 恒载下塔顶纵向位移向边跨侧2 m m;跨中位移向上62mm, 钢桁梁梁体线形均匀;桥塔两侧索力相差不大, 因此塔底弯矩很小, 塔身应力也比较均匀。经检算, 主桥钢桁梁各部位杆件应力也满足规范要求。
3 结语
本文以南广铁路桂平郁江特大桥为背景, 根据主桥钢桁斜拉桥的施工架设顺序, 探讨了斜拉桥索力分析方法和索力张拉原则, 对该桥施工阶段和成桥阶段的索力进行分析计算, 保证了钢桁梁的拼装要求, 并确立成桥的合理线形, 同时满足了桥塔、钢桁梁等构件的受力需要。
参考文献
[1]中铁二院工程集团有限责任公司.南广铁路桂平郁江特大桥设计.2009年
[2]刘士林, 等.斜拉桥.人民交通出版社.2002年, 67～72页
郁江双线特大桥 篇3
柳河双线特大桥是襄渝铁路二线的控制性工程。桥的5号墩位于东柳河河床中,中心里程为DK619+273.83,纵桥向尺寸为11.1 m,横桥向尺寸为14.5 m,与东柳河的流向成60°。地质条件为从上至下依次是1.2 m人工填土,4.8 m粉质黏土,2.8 m细砂,1.05 m圆砾土,2.7 m强风化泥岩夹页岩,其下为弱风化的砂岩夹泥岩、砂岩。水文条件:H施工水位=251.84 m,H1/100=260.50 m(柳河),Q1/100=4 060.9 m/s,H1/100=268.39 m(州河倒灌)。东柳河水位在冬季枯水季节河面宽度为62 m,上游至大足,汇水面积相当大,一旦连续2 d～3 d降雨,东柳河的河水涨幅8 m～10 m,给施工造成极大的困难。
2 施工方案确定
根据5号墩承台及桩基所在的地层情况可知,承台位于填筑土、粉质黏土之中,其下为细砂和圆砾土,最下部为泥岩、页岩夹砂岩。东柳河最低水位为250.84 m,比承台底高出4.55 m,造成较大的水压,而且粉质黏土一旦遇水,就会软化。另外细砂和圆砾土的透水性极强,如此一来,5号墩承台的施工若采用常规的基坑开挖,设置内土围堰和内侧水沟,基坑边坡均无法保持稳定。而且,基坑内将产生大量的积水,给排水带来极大的困难。因此选用插打钢板桩围堰,以确保该承台的施工。
2.1 钢板桩
根据设计,选用SP-U型钢板桩,截面尺寸及特性如图1所示。
2.2 钢板桩围堰的截面尺寸
根据承台的截面尺寸,结合已施工的土围堰、承台模型的关拆和支撑以及4号,6号所处的地层岩性等,确定钢板桩围堰在承台的上下游各加宽1.0 m,4号墩侧0.5 m的位置,其平面具体尺寸见图2。
3 施工工艺
根据柳河双线特大桥5号墩位处的水文地质情况,钢板桩围堰的施工流程为:施工准备钢板桩检查修整导框安装与插打钢板桩插打钢板桩合龙钢板桩支撑承台土石方开挖抽水封底台施工。
3.1 施工准备
钢板桩运输到工地后,先进行检查、分类、编号及登记。
锁口检查:用一块长1.5 m～2.0 m符合类型、规格的钢板桩作标准,将所有同类型钢板桩平车,从桩头至桩尾进行检查。
钢板桩整修:凡钢板桩有弯曲、破损、锁口不合格的均应整修,按其具体情况分别采用冷弯、热敲(温度不超过800℃～1 000℃)、焊补、铆补、割除或接长的方法。钢板桩长度不够时可用同类型的钢板桩等强度焊接接长,焊接时先对焊或将接口补焊合缝,再焊加固板,相邻板接长缝应错开。
单块桩两侧锁口在插打前涂抹黄油或热的混合油膏(质量配合比为:黄油∶沥青∶干锯末∶干黏土=2∶2∶2∶1),以减少插打时的摩阻力,并增加防渗性能。
拼制角桩时,可将一块钢板桩纵向割开后,中间用角钢或钢板弯制焊接或螺栓连接成角桩。
3.2 导框安装与插打
1)导框构造。选用单层导框,现场导框采用方木分段,在平台上组装、制作,导框按设计尺寸直接下料,接头一般安排在横撑支点处,接头用夹板螺栓连接的可事先钻孔。
2)导框的插打。导框的插打是先打定位桩,然后在定位桩上挂装导框。导框可在岸边组成,在开始插打板桩后,逐步将导框转挂在已打好的板桩上,插打时必须安装桩帽。
3)钢板桩的插打与合龙。板桩的插打方法:采用桅杆式打桩机在承台位置的填土上悬臂插打钢板桩,钢板桩打入现有地面10.5 m深,开始的一部分逐块插打,后一部分则先合龙后再用插打的方法插打板桩。插打顺序:从敞口边下游始端逐块插打至上游敞口边终点。钢板桩通过吊桩孔起吊,为防止变形可将吊点移至距板头不大于1/3桩长的范围内。钢板桩起吊后用人工扶持插入前一块桩的锁口内,动作要缓慢,防止损坏锁口,插入后可稍松吊绳,使桩凭自重滑入或用锤重下压。待插入一定深度,站立稳定后,方可加以锤击。使钢板桩插打垂直顺利合龙的措施是加设外导框及随时纠正偏斜,当偏斜过大不能用拉挤方法调整时,应拔起重插,在防止与纠正均无效时,可用特制楔形桩合龙。每块楔形桩的斜度不超过2%,如一块楔形桩仍不够合龙口用时则可用两块楔形桩,两块楔形桩应各有一个垂直边,其间至少应插一块普通桩。
3.3 承台土石方开挖
由于承台位于粉质黏土层中,而且粉质黏土层下面为粉细砂层,其透水性能相当强,将发生向承台底部的粉质黏土层中涌出,导致承台开挖相当困难。根据现有的挖掘机(CAT 230)和运输车辆,考虑到雨季即将来临,5号墩承台施工迫在眉睫,因此将承台土石方的开挖分作四部分进行,以确保土石方开挖的顺利进行,其具体开挖顺序如图2中Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ所示。
土石方开挖采用机械开挖为主,人工开挖为辅。因5号墩的孔桩设计为钻孔桩,采用水下混凝土灌注,桩头比设计高出1.0 m～1.2 m,在承台土石方开挖至桩头时,采用14 cm×14 cm的方木在桩和钢板桩之间进行横撑,待土石方挖至承台底时,将此道横撑移至承台底。考虑到底部渗水严重,承台下部超挖0.5 cm。待Ⅰ部分开挖完成后,立即进行封底混凝土的施工,再依次进行Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ部分的施工。
3.4 抽水堵漏
在承台土石方开挖过程中,随时检查各节点是否顶紧,板桩与导框、工字钢围带间木楔是否敲紧,防止抽水而出现事故,抽水速度不宜过快,随时观察钢板桩围堰的变化情况,及时处理。
钢板桩围堰的防渗能力较好,若遇有锁口不密贴、个别桩板入土不够及桩尖打裂打卷情况时,仍有渗漏。锁口不密的漏水可在抽水发现以后以板条、棉絮、麻絮等在板桩内侧嵌塞,或在漏缝外侧水中撒下大量炉渣与木屑或谷糠等随水夹带至漏缝处自行堵塞。漏缝较深时,也可将炉渣等装袋,下到适当深度时逐渐倒出炉渣堵漏。抽水前,应将钢板桩与导框、工字钢围带之间空隙用垫木塞紧,以保证导框、围带受力均匀。
3.5 钢板桩的拔除及整理
当墩柱施工6 m～8 m时,进行钢板桩的拔除。在钢板桩拔桩之前,应先将基坑中的支撑、围带拆除,拆除时应有安全意识,从下到上陆续拆除。拔桩设备采用拔桩机,用长卡环扣在拔桩孔上作为吊点。拔出的钢板清刷干净,修补整理、涂刷防锈油(煤焦油环氧树脂和聚氨基甲酸乙醋涂料)。在运输堆放场地应坚实平整,堆放时按板桩的类型、长度分别编号、登记、堆放整齐。
4 相关措施
4.1 质量保证措施
1)施工前组织技术人员,对照工地实际,对技术、领工、具体操作人员进行详细的技术交底。
2)必须熟悉钢板桩的结构形式及具体尺寸,以便掌握钢板桩围堰在水中基础施工的重要性。
3)定位桩和导向框必须严格按照技术交底进行作业,以便钢板桩在插打之前准确定位。
4)在钢板桩施工之前,应进行检查和整修:凡钢板桩有弯曲、破损、锁口不合格的均应整修,按其具体情况分别采用冷弯、热敲、焊补、铆补、割除或接长的方法。
5)钢板桩长度不够时可用同类型的钢板桩等强度焊接接长,焊接时先对焊或将接口补焊合缝,再焊加固板,相邻板接长缝应错开。
6)钢板桩在插打之前,锁口部位应进行除锈、打油,以减少插打过程中的阻力。
7)在插打过程中,随时检查钢板桩桩身的垂直度,一旦有偏移,应及时调整,待调整到位后,再继续进行插打。
4.2 安全保证措施
1)钢板桩插入土层的深度应尽量大一些,减少承台土石方开挖过程中水和砂的涌入。
2)土石方开挖过程中,应派专人观察钢板桩围堰的变形情况,一旦出现异常,应及时进行处理。并经常检查钢丝绳的受力状态。
3)所有电气设备的绝缘状况必须良好,各项绝缘指标应达到规定值,凡有裸露带电部位的电气设备和易发生电击危险的区域,都应有符合要求的防护。
4)设备及其相连机械设备的金属部分,可能由于绝缘损坏而带电的,必须根据供电系统的特点采取保护性(接零或接地措施。
5)每插打完一片钢板桩之后,必须由专人检查电动机底座有无破损及裂纹现象,如出现此类情况,立即进行电动机的更换(两台备用电机)。检查底座法兰盘的螺栓有无松动,一旦有松动现象,应拧紧。
6)钢板桩在起吊过程中,速度应缓慢(因一片约0.9 t),以免撞击人员及机械设备。
5 结语
在柳河双线特大桥5号墩位应用了钢板桩围堰施工,工程实践表明其施工工序简便、速度较快、施工周期短,适用于地质情况较好(如砂层)的土层,便于打插。
摘要：结合柳河双线特大桥工程实践,对用钢板桩围堰进行施工的方案、施工工艺全过程作了详细介绍,阐述了钢板桩围堰施工的技术要点与质量保证措施,对钢板桩围堰施工的适用条件进行了总结。
关键词：钢板桩围堰,施工工艺,防治措施
参考文献
[1]潘世建,杨盛福.科研、试验、专用技术标准[M].北京:人民交通出版社,2002.
[2]刘自明.桥梁深水基础[M].北京:人民交通出版社,2003.
[3]欧阳效勇.桥梁深水桩基础施工关键技术[J].苏通大桥南塔基础工程施工实践,2005,18(2):68-69.
郁江双线特大桥 篇4
渝利铁路韩家沱长江双线特大桥位于涪陵韩家村处的长江河道上,该桥由主桥5跨斜拉桥及北引桥8跨简支梁桥组成,全桥长1 137.49 m。本桥由重庆向利川方向的孔跨布置为8×32 m预应力钢筋混凝土简支T梁结构(北岸引桥)+(81 m+135 m+432 m+135 m+81 m)钢桁梁斜拉桥(主桥)。
10号,11号墩为大桥两个主塔,11号墩尺寸为55.4 m×25 m,标号为C40,因11号墩开工时间及施工难度等因素,其施工进度比10号墩滞后,因而工期紧,施工任务重,为了保障工程进度,需要一次性浇筑,总浇筑量达7 841 m3,施工方量大。
2 大体积混凝土裂缝的形成原因
2.1 水泥水化热
水泥在水化过程中要产生大量的热量,是大体积混凝土内部热量的主要来源,因为混凝土内部和表面的散热条件不同,因此混凝土中心温度很高,这样就会形成温度梯度,使混凝土表面和内部温差较大,混凝土内部膨胀高于外部,使混凝土内部产生压应力,表面产生拉应力,当混凝土的抗拉强度不足以抵抗该温度应力时,便开始产生温度裂缝,而混凝土的早期抗拉强度很低,因而出现裂缝。这就是大体积混凝土容易产生裂缝的主要原因。
2.2 约束条件
大体积钢筋混凝土与地基浇筑在一起,当早期温度上升时产生的膨胀变形受到下部地基的约束而形成压应力。由于混凝土的弹性模量小,徐变和应力松弛度大,使混凝土与地基连接不牢固,因而压应力较小。但当温度下降时,产生较大的拉应力,若超过混凝土的抗拉强度,混凝土就会出现垂直裂缝。
2.3 外界气温变化
大体积混凝土在施工期间,外界气温的变化对大体积混凝土的开裂有重大影响。混凝土内部温度是由浇筑温度、水泥水化热的绝热温度和混凝土的散热温度三者的叠加。因此控制混凝土表面温度与外界气温温差,也是防止裂缝的重要一环。
2.4 混凝土的收缩变形
收缩的主要影响因素是混凝土中的用水量和水泥用量,混凝土中的用水量和水泥用量越高,混凝土的收缩就越大。选用的水泥品种不同,收缩的量也不同。收缩量较小的水泥为中低热水泥和粉煤灰水泥。
混凝土的逐渐散热和硬化过程引起的收缩,会产生很大的收缩应力,如果产生的收缩应力超过当时的混凝土极限抗拉强度,就会在混凝土中产生收缩裂缝。
3 原材料的选择及混凝土配合比的设计
3.1 原材料选择
根据混凝土的质量要求以及满足大体积混凝土低水化热的特点,选用良好级配的骨料,严格控制砂石质量,选择合适水泥,并在混凝土中掺加粉煤灰和外加剂。其基本性能符合相关规范要求。
3.2 配合比的设计
结合当地原材料的情况,在满足混凝土的强度等级以及可泵性和和易性的要求下,对承台配合比进行了优化设计。在不影响混凝土性能的前提下降低混凝土的坍落度和添加外加剂来降低用水量和水泥用量,使用缓凝时间较长的外加剂延长混凝土的凝结时间,减少水化热、降低混凝土温升和干缩,以此来降低混凝土所受的拉应力。
配合比的设计按照JGJ 55-2000普通混凝土配合比设计规程进行设计。配合比试验设计和抗压强度见表1。
根据试件的抗压强度结果,在满足设计强度、工作性、耐久性和经济性的基础上,确定SP02配合比为试验室选定配合比,混凝土中碱含量及氯离子含量均符合铁路验收标准的要求。施工配合比如表2所示。
考虑到承台一次性浇筑周期较长,对外加剂缓凝成分进行了调整,使混凝土在室内条件下缓凝时间达到了40 h,现场浇筑时混凝土凝结时间在24 h左右,有效的延缓了水化热的峰值期。
kg/m3
4 现场的温控措施
4.1 混凝土入模温度控制
承台第一层浇筑标高6.0 m,开盘时气温约10.3 ℃。混凝土浇筑时,经检测混凝土入模温度在13.0 ℃～19.2 ℃。
4.2 冷却水管布置及通水情况
11号承台沿厚度方向布置5层冷却水管,水管水平间距为1.0 m。在各层冷却水管覆盖20 h左右开始通水,通水期间除第5层流量偏小以外,其他流量均满足要求。
4.3 结构实体的养护
承台采取洒水养护,并且安排了专职人员定时养护,很好的控制住混凝土的内表温差。
5 现场温度的监控
5.1 监测实施方案
在混凝土浇筑前完成传感器的选购及铺设工作,并将屏蔽信号线连接到测温仪器,传感器测头采用角钢保护;各项测试工作在混凝土浇筑后立即进行,连续不断。混凝土的温度测试,峰值出现以前每2 h监测一次,峰值出现后每4 h监测一次,持续5 d,然后转入每天测2次,直到温度变化基本稳定。
5.2 仪器设备
温度检测仪采用智能化数字多回路温度巡检仪,温度传感器为热电耦温度传感器。该智能化温度巡检仪可自动巡回检测32点温度,并具有数据记录和数据掉电保护、历史记录查询、实时显示和数据报表处理等功能。该仪器测量结果可直接用计算机采集,人机界面友好,并且测温反应灵敏、迅速,测量准确。
5.3 测温元件布置
为了解混凝土内部温度变化规律,同时给现场温控措施提供可靠的数据,根据承台混凝土的结构特点,在承台布设2层测点,每层12个测点。
测点的布置按照重点突出、兼顾全局的原则。根据方形结构的对称性和温度变化的一般规律,在承台中心线对称的任意一侧布设测点。温度传感器在每层混凝土接近中心线上布置,该区域能够代表整个混凝土断面的最高温度分布。在平面内,由于靠近表面区域温度梯度较大,因此测点布置较密,而中心区域混凝土温度梯度较小,因此测点布置减少。
5.4 温控数据及分析
5.4.1 监测数据结果
第一层内部最高温度为60.5 ℃,内部最高温度出现时间为92 h,混凝土最大内表温差21.5 ℃;第二层内部最高温度为61.6 ℃,内部最高温度出现时间为86 h,混凝土最大内表温差21.3 ℃。
5.4.2 混凝土内部测点温度变化规律
11号承台混凝土测点区整个温度变化曲线坡度比较缓慢,随着浇筑时间的延长,入模温度的增高,坡度随之加大,整个混凝土的温峰时间也相对较晚,第一层为92 h,第二层为88 h,现场混凝土的缓凝时间约为24 h;由于水化放热会使温度持续升高,第一层在92 h达到峰值60.5 ℃,持续4 h后温度开始下降。后期在冷却水管的持续作用下,混凝土内部温度开始下降,强制降温时间根据现场测温控制在4 d左右。曲线第三段是自然降温段,曲线平缓,表明该时间段混凝土趋于准稳定态。
5.4.3 混凝土内表温差变化规律
实际测量显示测温结束时,各测点区域温差均处于下降趋势,承台的温差一直趋于平缓降温趋势,因为循环水一直都充裕,加上承台四周均为钢围堰,使得内表温差在温峰后不久便出现下降趋势,并且趋于准稳态,期间出现3次寒潮,靠近江边的一面的表面点降温速度超过内部降温速度,使得内表温差反弹,不过始终控制在许可范围内,并在反弹后缓慢回落。温度达到准稳态后,下降速度甚微。
6 结语
从大体积混凝土产生裂缝的机理上来看,为了预防裂缝的出现,原材料的选择和配合比的优化以及现场的温控措施是很重要的。由于原材料的选择受地域性以及工程招标等的限制,温控措施就显得尤为重要。
通过对配合比的优化设计、原材料的精心选择以及施工现场严格的温控措施,保证了韩家沱长江双线特大桥11号墩承台大体积混凝土的施工质量,没有出现有害温度裂缝。
总结承台裂缝控制成功的原因有以下几点:
1)对混凝土原材料的严格控制,对现场的严格监督,配合比的优化设计,从混凝土根源上降低水化热的产生和延缓了温度应力的快速增加。
2)在大体积混凝土仿真温度计算的基础上,根据承台的特点,进行合理分层和冷却水管设计,有效的降低了内部最高温度,并制定了安全、合理、便于实施的温控标准和温控方案。
3)施工期间,温控项目组采集不同施工期的温度数据,针对混凝土的内部温度和内表温差,针对性的发布温控指令,提出了切实有效的温控措施,在各方的共同努力下,11号墩承台的大体积混凝土施工取得了预期效果。
参考文献
[1]GB 50108-2001,地下工程防水技术规范[S].
[2]JGJ 55-2000,普通混凝土配合比设计规程[S].
[3]铁建设[2005]160号,铁路混凝土工程施工质量验收补充标准[S].
郁江双线特大桥 篇5
关键词：空心墩,连续钢构,工程施工
1 工程概况
大干沟双线大桥的难点工程是 (68+128+68) m连续刚构桥, 它跨越大干沟, 主墩墩高达103m, 采用悬臂灌注施工, 施工难度较大。主桥上部结构为 (68+128+68) m预应力混凝土箱梁连续刚构, 单箱单室变高度、变截面箱梁, 梁体全长265.5。桥梁结构采用C55混凝土。箱梁中墩梁高9.8m, 跨中梁高5.4m, 其余梁段梁底按2次抛物线变化。箱梁顶板厚50cm, 底板厚48-100cm。箱梁顶宽11.3m, 底宽7m, 翼缘板长度2.15m。箱梁浇筑分段长度依次为:13m长0号段+5×3m+5×3.5m+6×4m, 中跨合拢段长2m, 无边跨合拢段, 边跨现浇段长5.75m。主桥上部构造采用三向预应力, 箱梁纵向钢束采用17-15.2钢绞线, 采用M15A-17圆塔形锚具, 外径Φ104mm、内径Φ90mm波纹管成孔, 大吨位群锚体系;顶板横向钢束采用4-15.2钢绞线, 采用BM15-4扁形锚具 (张拉端) 和BM15P-4扁形锚具 (固定端) ;竖向预应力筋采用Φ32精轧螺纹钢筋, YGM-32锚具, Φ42波纹管成孔。主桥连续刚构箱梁均采用挂篮悬臂浇筑。
主桥下部结构:19号、20号桥墩为主桥桥墩, 墩身采用空心薄壁墩, 顺桥向厚9m, 横向宽18.33m。承台尺寸为15.8×24.8×5.0m、15.8×30×5.0m, 承台下顺桥向设置15、18根2.5m的桩基。18、21号边墩为厚9.9m的实心薄壁墩, 承台尺寸为13.6×17.5×3m, 承台下顺桥向设置16直径1.5m的桩基。
2 空心墩施工
空心墩采用大块钢模板施工, 在施工过程中, 通过分次浇筑的方式对空心墩底部和顶部的实心部分进行处理, 每次浇筑墩身的最大高度控制在9m, 为了确保同一墩身两次混凝土的浇筑时间不超过3天, 在施工中需要加强施工组织。对于墩身, 其外侧模板一般选用大块钢模板, 内侧选用定型钢模板, 根据地形、墩高等条件, 借助汽车吊、塔吊等方式对墩身钢筋、模板等进行垂直提升, 由混凝土泵或泵车泵送供应混凝土。施工时根据设计要求对钢筋、混凝土采取相应的防腐措施。空心墩施工工艺流程详见下图1。
2.1 模板工程
在空心墩施工过程中, 通常情况下, 选用大块整体钢模作为墩台身外模模板, 选用6mm厚钢板对面板进行处理, 采用10mm钢板对加劲肋进行处理。在模板加工过程中, 需要安排专业工程师进行全程跟踪, 同时采取相应的措施, 进一步确保面板、平整度等符合质量要求。
模板进入现场后, 通常情况下需要进行清理、打磨, 并且涂刷脱模剂, 确保模板无污痕, 同时在模板上覆盖塑料薄膜。在对立模进行操作前, 通常需要进行试拼处理, 并且平整度需要控制在3mm范围内, 通过内撑、外加拉杆的方式对模板进行加固。对于空心薄壁来说, 其误差通常控制在5mm。对于内模来说, 每隔3m需要开设天窗, 进而在一定程度上为混凝土的捣固提供便利。在对支架进行搭设时, 在两个垂直方向上需要进行固定处理, 并且需要在牢固的地基上设立用作支承的支架。采用搭设碗扣支架的方式对墩台空心内的顶部进行处理, 安装好支架后, 需要对轴线、高程等进行检查。
2.2 制备钢筋
在制备钢筋的过程中, 需要遵守下列要求:进入现场的钢筋需要有相应的出厂合格证;钢筋表面要整洁、无弯折, 使用前清除干净表面的油腻、鳞锈等。
在安装钢筋的过程中, 需要按照相应的安装规范和设计要求, 牢固连接承台与墩台基础锚固筋, 在一定程度上使其成为一个整体;准确预埋基底钢筋, 不断满足钢筋的需要, 对于墩身钢筋与预埋钢筋, 通常情况下需要按照50%接头错开的方式进行处理;由于墩身钢筋规格多、数量大, 在这种情况下, 为了确保施工精度和绑扎质量, 通常情况下需要在固定胎架上绑扎钢筋。
2.3 浇注混凝土
在施工过程中, 混凝土的浇筑需要分为墩底实体段、墩身空心薄壁、墩顶部实体段。浇筑过程中使用的混凝土一般利用自动计量拌和站进行生产, 同时选择输送车运输和泵送。在浇筑混凝土之前, 通常情况下需要对支架、模板、钢筋等进行检查, 同时将模板内的杂物、积水等清理干净;对混凝土的均匀性、坍落度等进行检查。
在分层浇筑过程中, 通常情况下将混凝土的厚度控制在30cm;振捣混凝土一般选择振动器。连续浇筑混凝土, 在浇筑过程中, 如果因故必须间断, 在这种情况下, 需要采取措施对间断时间进行严格的控制, 对于间断时间通常需要经过试验进行确定。
2.4 空心墩施工工艺流程
2.4.1 基本段施工
在空心墩施工过程中, 所谓基本段实际上就是下部实心段。在下部实心段施工时, 后续的施工通常情况下受外模支立质量的影响和制约。在这种情况下, 对外膜进行支立时, 要确保支立尺寸的准确性。
2.4.2 安装翻模
(1) 搭设平台吊装的脚手架。在施工过程中, 需要在实心段上及墩身四周, 通过短钢管搭设脚手架平台, 对整体吊装的平台进行安放, 其搭设高度一般超过实心段2.5m。 (2) 平台的组装、吊装。 (3) 安装预埋件及液压设备。预埋件及液压设备的位置要准确, 同时确保平台的平衡性, 避免在施工过程中出现麻烦。 (4) 翻模的组装。对于内外模板来说, 通常情况下需要各设三层, 按顺序、部位对翻模进行组装。组装时, 严密控制模板间缝隙, 同时按照设计尺寸对内外模板进行校正, 并设置相应的拉筋和撑木。
2.4.3 制作钢筋
按照设计图对钢筋进行严格的绑扎, 采用双面搭接焊的方式对钢筋接头进行处理。
2.4.4 灌注混凝土
在拌和站, 混凝土按配合比进行拌和后, 用大料斗由塔吊进行运输, 然后将混凝土卸放在平台上, 通过人工方式将混凝土送至模板内。对称卸放混凝土, 在平台上, 按四等份分别设置四个卸料平台, 在一定程度上确保平台的平衡性。
2.4.5 平台提升
组装好翻模后, 在混凝土灌入达到一定高度后对平台进行第一次提升 (提升高度一般控制在0.8m) , 提升时间一般选在混凝土初凝后, 终凝前, 按照千斤顶的1~2个行程控制提升高度。
对于第二次, 以及以后每次提升, 通常情况下, 每小时进行一次提升, 当混凝土表面发硬时, 在这种情况下, 每次的提升时间控制在半小时。当混凝土终凝后, 一般每间隔4~6小时进行一次提升;组装完模板后, 在灌注混凝土之前需要进行一次提升, 检查套管是否被粘住, 在对下一板混凝土进行浇筑前, 需要对套管进行清洁处理, 并涂油。
2.4.6 模板翻升
第一、二节段混凝土强度达到10MPa时, 拆除该节段模板, 利用内外固定架和塔式起重机、手动葫芦将其翻升至第四节段, 依此循环向上。
模板解体:对于模板来说, 可以根据实际情况, 将其分为若干个大块整体翻升, 在灌注最上层模板混凝土过程中, 提前组织开展此工作。
2.4.7 墩顶实心段及托盘、顶帽的施工
墩顶实心段施工时, 通常情况下需要拆除内模及内吊架, 然后安装过梁和底模, 最后对实心段外模进行安装。
在墩帽施工过程中, 托盘、顶帽一般需要分两次施工;每次进行施工时, 需要按照装模板高度提升平台高度, 再安装托盘, 然后进行相应的绑扎钢筋、灌注混凝土操作。
2.4.8 翻模拆除
在对平台进行拆除时, 需要利用短钢管搭设脚手架平台, 并且将液压平台设置在脚手架平台上, 松开套管与平台之间的螺栓, 在顶杆上倒置千斤顶, 将顶杆依次抽出;拆除平台上所有设备, 将套管与平台的螺栓全部松掉, 利用塔吊整体吊装, 最后拔出套管。
参考文献
[1]徐玥, 孔庆祥.马桑树二号双线大桥高墩翻模施工工艺[J].铁道建筑, 2011.
[2]乔树苗.空心墩台施工中存在问题浅析[J].科学之友, 2010.
郁江双线特大桥 篇6
1.1 工程概况
本现浇段为新建铁路重庆至万州客运专线引入重庆枢纽工程黄家湾双线特大桥共有一联 (31.95+3×32.7+31.95) m预应力混凝土双线变三线变宽道岔连续梁, 梁体全长163.3 m, 中心里程YWDK3+760.4, 墩台号为20号~25号, 梁高3 m。梁体位于直线上, 线路纵坡为0‰, 混凝土现浇施工。
梁体为单箱双室、等高度、变宽截面箱梁, 箱梁顶板宽为19.494 m~12.2 m, 箱底宽14.794 m~7.2 m。全桥标准顶板厚度为35 cm, 底板厚度为45 cm, 在支点附近顶板腹板加厚处理, 顶板由35 cm渐变至60 cm, 底板由45 cm渐变至70 cm, 腹板由40 cm渐变至80 cm, 按直线变化。梁体在支座处设置横隔板, 全联共设置6道横隔板, 横隔板中部设有孔洞, 以利检查人员通过。
1.2 工程特点
1) 墩身高度较高, 除20号墩墩高27 m外, 其余21号~25号墩墩高在32 m~39 m之间, 要求现浇支架高度较高。
2) 地方河道斜穿道岔连续梁范围, 使支架区域多处在软基淤泥上。
3) 道岔连续梁线路左侧与运营的渝利动车右线间距在17 m~18 m间, 高差6.4 m, 属于邻近既有线施工。
4) 现浇混凝土方量较大。5跨连续梁混凝土总方量为2 600 m3。
2 支架方案的制定
2.1 方案确定
由于墩身高度大部分高于30 m, 按照规范要求及实际地理环境情况, 我们决定采用贝雷梁柱式支架现浇方案。
2.2 方案优化
得到设计资料后, 本着确保安全、施工进度及经济实用的原则, 对设计方案进行优化:
1) 由1.2 m钢筋混凝土桩基础代替钢管桩, 桩基顶设承台, 预埋法兰盘与钢管柱相连。
2) 采用[25, [20型钢代替φ529×8钢管及φ325×6钢管。
3 支架搭设
3.1 支架基础
根据地质情况, 基础采用d=1.2 m钢筋混凝土钻孔桩, 桩长在3 m~4 m之间, 每根钢管柱对应一根混凝土钻孔桩。钻孔桩上设置承台, 承台高3 m, 承台平面尺寸随着道岔连续梁的变窄而减小。承台钢筋采用骨架式, 并在对应桩基础的位置预埋法兰盘, 要求法兰盘预埋必须保持水平, 如图1所示。
3.2 钢管立柱安装
钢管立柱采用φ630×12无缝钢管, 选用长度在3 m~10 m之间, 钢管间采用φ830法兰盘及M20高强螺栓连接。
每一跨设置五排钢管, 前后墩身各一排, 中间三排, 根据梁宽, 每排钢管在5根~9根不等, 排与排间距3 m, 每排最外侧钢管间距2.6 m, 其余间距2.3 m。共计170根立柱。
钢柱间水平连接每隔7 m~9 m设立一层, 每层设3道[25槽钢连接, 每道竖向间距2.25 m, 水平连接间采用[20槽钢进行斜向连接, 均利用钢管上加设的节点板背靠背焊接, 焊缝均采用二级焊缝。此种连接方式将纵向横向钢管连为整体, 确保立柱整体稳定。
3.3 贝雷架安装
每跨贝雷片在24片~39片, 单片长度28.5 m, 底板位置每片间间距45 cm, 底板以外位置每片间间距90 cm。每跨贝雷梁间隔3 m横向设置通长槽钢两道, 用U型螺栓与下弦杆连接, 将贝雷片连为整体, 加强稳定性。贝雷片上按75 cm间距布置Ⅰ20a工字钢, 用U型螺栓连接, 作为梁部底板支撑。
3.4 支架预压
1) 预压的目的及意义。通过预压的手段检验, 检查支架混凝土承台地基的强度和稳定性, 消除整个支架的塑性变形, 消除地基的沉降变形, 更加准确地掌握支架的刚度等力学性能指标, 借以指导模板安装, 标高控制, 为施工监控提供可靠的参照数据, 确保系统支架在施工过程中的绝对安全和正常运行。
2) 预压的重量及砂袋布置。根据规范要求, 预压应选择首次浇筑最不利且具有代表性的一跨进行预压。根据支架高度及支架每平方米承压重量, 选择第二段 (含第三、四、五跨) 为预压段且为首次浇筑段。
a.根据梁体结构, 测算出第三跨重量为1 441 t, 第四跨重量为1 312 t, 第五跨重量为1 182 t。支架预压按照支架所承受最大施工荷载的60%, 100%, 110%三级进行, 砂袋尺寸1 m×1 m×1.2 m, 每个重1.8 t。
b.预压过程中为避免偏压, 砂袋码放顺序应由两侧向跨中码放砂袋, 同时同步进行由跨中向墩身两侧码放砂袋。
经计算, 第三跨最大预压砂袋重量1 585.1 t, 共需881个砂袋;第四跨最大预压砂袋重量1 443.2 t, 共需802个砂袋;第五跨最大预压砂袋重量1 300.2 t, 共需723个砂袋。砂袋分两层堆码, 堆码高度为2.4 m。
砂袋布置示意图见图2。
3) 观测点布置。铺设好箱梁底模板, 将底模板顶面标高尽量调整到箱梁底设计标高 (包括设计预拱度及施工调整值) , 确保排梁与模板之间相邻面接触紧密, 无明显缝隙。
观测断面设置在竹胶板上面及方木上面, 每跨设置三个断面, 分别为1/4跨、1/2跨、3/4跨;每个断面设置五个沉降观测点, 分别为翼缘底、底板底两侧、底板中间相对应下分配梁位置。焊接钢筋便于观测沉降值。在预压的过程中对每跨中心支撑钢管布置两个点, 以便提前掌控偏压造成的不良后果。
每跨观测点示意图见图3。
4) 加载。加载前, 对设置好的沉降观测点同时进行初始观测, 并做好记录。在底板上对称加载至60%荷载。加载完成1 h后进行支架的变形观测, 观测各测点并作好记录, 同时对数据作出分析比较, 掌握支架变形、变位情况, 当连续两次监测位移平均值之差不大于2 mm时, 方可进行后续加载。在底板上继续对称加载至100%。加载完成1 h后进行支架的变形观测, 以后间隔6h监测记录, 当连续两次监测位移平均值之差不大于2 mm时, 进行后续加载。在底板上继续对称加载至110%。应间隔6 h监测记录各监测点的位移量, 当连续12 h监测位移平均值之差不超过2 mm时, 卸载。
5) 卸载。卸载过程的操作基本与加载过程相反, 应注意必须均匀对称卸载, 并做好观测和检查工作。卸载后的材料即可循环使用于其他预压段的预压施工。卸载后测量出各观测点标高值。
4 道岔连续梁安全控制要点
根据黄家湾双线特大桥道岔连续梁施工现场的实际情况, 我们主要从塔吊、高空作业两个方面入手进行安全控制。
4.1 塔吊安全控制要点
1) 由于道岔连续梁邻近既有营业线, 塔吊全部采取减臂处理, 塔臂前端距离既有接触网线2.5 m。塔吊施工方案经监理、业主及铁路局审批, 并严格按照批准的方案实施安装和检测合格。塔吊型号与现场实际使用的塔吊要一致。按照营业线安全管理文件要求, 明确施工等级, 防止出现超范围施工等问题。
2) 对塔吊操作人员进行了邻近既有营业线施工的专业培训、考试, 让其明白相关既有线施工要求, 养成习惯;严格做到塔吊作业“十不吊”。
3) 塔吊施工时, 做到“一人一机”防护, 配置对讲机, 方便安全员与塔吊操作人员联系。
4) 要求塔吊在完成施工任务后塔臂旋转至远离既有营业线一侧, 开启电子、机械限位器, 锁好操作室。
5) 设专职人员对塔吊日常操作进行巡查, 及时做好隐患整治及检查记录。
6) 配漏电保护配电柜, 做到一机一柜。
4.2 高空作业安全控制要点
1) 登高前, 安全员检查作业人员, 要求其衣着整齐方便, 不穿拖鞋、高跟鞋、硬底鞋、带钉易滑鞋及打赤脚, 进入施工现场戴好安全帽。
2) 安全带必须挂在牢固可靠的地方, 避免水平悬挂或低挂高用。
3) 在作业前, 清理高空作业下方场地, 将易燃易爆物品等杂物清理干净。
4) 给每位作业人员配备工具包, 要求其上下作业点时工具放在工具包内, 高处作业时不用的工具、器材放在工具包内, 养成习惯。
5) 每日进行工前工后会, 小结一日施工安全情况, 小会由项目部专职安全员主持。
5 施工心得体会
经过整个支架施工, 我们总结了一些心得体会:
1) 架设钢管立柱时必须保证竖直度, 竖直度保证了, 支架承重才有保障。在施工过程中, 要做到每根钢管的竖直度监控, 安装一节, 调节一节, 不能因为数量多而疏忽大意。法兰盘连接时要注意接缝的处理, 必要时填塞钢板进行调节。
2) 钢管立柱横向连接时, 要注意槽钢尺寸的准确。这样做, 一是为了保证材料的利用率, 二是利用槽钢作为保证钢管竖直度的一把卡尺。
3) 预压加载时, 必须要注意加载的顺序及平衡, 不能为了图省事, 使砂袋分布不均匀, 造成局部偏压, 影响整个支架的稳定性。
4) 我们通过对第五跨、第四跨预压数据的分析, 认为造成较大非弹性变形的主要原因就是沙箱内砂子振捣不够密实。原先我们是采用人工木槌夯实, 后改用沙箱内放置钢板液压锤夯实, 解决了非弹性变形较大的问题。
参考文献
[1]铁建设[2010]241号, 高速铁路桥涵工程施工技术指南[S].
[2]TB#space2;#10303—2009, 铁路桥涵工程施工安全技术规程[S].
[3]TB#space2;#10752—2010, 高速铁路桥涵工程施工质量验收标准[S].
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