主墩承台（精选4篇）
主墩承台 篇1
摘要：结合工程实践, 以某桥梁主墩承台的施工为例, 就承台砼的施工工艺进行了详细的阐述。
关键词：桥梁工程,主墩,承台,砼施工工艺
某桥梁主墩单个承台由6根灌注桩支承。承台底面标高-1.3 m, 顶面标高+1.7 m, 尺寸为10 m×7.5 m×3 m, 砼设计等级为C30。封底混凝土厚0.8 m, 砼设计等级为C25。单个承台混凝土方数为219.2 m3, 封底混凝土约为60 m3。承台封底采用水下砼一次性灌注完成, 承台分二层浇筑, 第一层高0.8 m, 第二层高2.2 m。采用有底钢套箱施工。
1 主墩承台砼施工关键工序
1.1 套箱封底砼施工
砼封底是整个承台施工的关键工序, 必须一次浇筑完成。采用三套导管同时封底, 保证封底砼的质量, 确保封底完成后套箱不漏水。
1) 浇筑点的布置。浇筑时选择桩基与桩基空隙的正中间布置3个浇筑点, 在这3点浇注完后检查各处砼面标高, 必要时进行补浆。导管口离砼底板面约30 cm, 导管球直径比此高度略小, 待漏斗和储料斗满浆后缓慢放球至底板, 这样可以避免砼对底板的冲击。
单个承台封底砼60 m3, 根据砼的初凝时间宜控制其浇注时间为5~10 h左右;砼的坍落度要求控制在18~22 cm;初凝时间8~10 h, 并采用1~3 cm粒径石子作粗骨料。
2) 封底砼开盘工艺。为保证水下砼的质量, 施工中要求开盘后导管埋置深度0.3 m左右即可, 砼球用编织袋包砂浆来制作。开盘前将导管球悬挂在导管中, 开闸后缓慢下放钢丝绳, 一直到砼球落到底板, 钢丝绳不受力为止。第一盘砼全部下落后导管内不进水, 则开盘成功。
3) 施工观测与监控。施工观测目的在于了解砼浇筑情况以便判别某浇注点是否达到浇注标高。测点在护筒及导管附近加密布置, 其余以1.5 m×1.5 m作网点, 用有刻度的竹杆测定。封底砼面标高控制在±5 cm以内。待砼强度达到80%以上, 即可抽干套箱内水进行人工整平等工作。
1.2 承台砼浇筑
承台封底成功后即可进行承台施工, 并于施工前关闭进水孔、拆除上承重结构、破除立柱、切割护筒、绑扎钢筋, 检查套箱的密封性。
1) 砼配合比及品质要求。承台施工分二层浇注, 第一层高为0.8 m, 第二层高为2.2 m。现场试验室严格设计其配合比, 并要求其和易性、泵送性达到施工要求, 坍落度18~22 cm, 初凝时间8~10 h。考虑到套箱的受力特性, 混凝土应从中间向四周扩散浇注, 尔后相反, 力求套箱受力均匀。浇注过程由于是无水作业, 应注意施工时的潮差的变化对套箱侧模的影响。
2) 大体积砼水化热的处理。对于承台大体积砼浇筑, 散热是个重要问题。这不仅在砼配合比设计时应要求这一指标, 而且在施工中亦可采取相应散热的措施。其做法为:采用掺加粉煤灰以减少砼水化热, 在浇筑承台第二层砼时布设冷却管并日夜通水, 完成浇注后用湿麻袋覆盖进行养生, 保证承台砼施工质量。
2 承台安全质量保证措施
2.1 承台质量保证措施
承台施工时, 桩头要严格按设计要求和规范要求处理, 且严禁桩头积水或有松散混凝土块。承台封底混凝土要求密实, 不漏水, 并采取相应预防措施。承台大体积混凝土应采取温控防裂措施, 防止承台混凝土因水化热过大而出现裂缝, 影响质量。
正确选择和评价合格的材料供应商, 并对合格的材料供应商进行有效地控制, 以确保材料供应商能长期和稳定供应优质、价格合理的材料, 以确保工程质量创优目标的实现。质量控制标准如表1所示:
2.2 承台管理措施
严格按照《公路桥涵施工技术规范》《公路工程施工安全技术规程》有关规定和设计文件要求进行施工、监督。按ISO质量保证体系建立相关的质量保证管理部门, 设立专职技术管理人员进行施工监督, 并及时填写资料。还要成立以技术主办和质检工程师为首的质量技术管理小组, 严格把关, 层层检查。并在施工之前由技术主办对工序负责人进行技术交底, 工序技术负责人在工序开始前向有关班组进行技术交底, 明确施工方法、技术和质量要求, 以及施工中重点注意的内容。
2.3 承台安全保证措施
根据技术规定和操作规程, 制定和完善承台各工序安全施工实施细则, 严禁违章操作, 保证安全生产。对于进入施工现场作业人员高空作业除戴安全帽外, 还需穿防滑鞋和系安全带;水上作业必须穿戴救生衣。由机械材料部组织专人负责检验进场原材料和劳动保护用品。杜绝因不合格原材料和劳保用品而造成的工程损害和人身伤亡事故, 以保证安全生产。由机械材料部及其机械维修组组织专门班子, 对施工机械设备进行定期和不定期检查、保养、维修, 严禁机械设备带故障施工, 杜绝事故的发生, 以保证安全生产。
参考文献
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主墩承台 篇2
上塘河主墩承台整体式钢吊箱围堰设计与施工
结合某桥水中承台施工的工程特点及施工水位,采用了整体式钢吊箱施工,介绍了整体式钢吊箱围堰设计与施工要点,同时总结了几点施工体会,并指出钢吊箱吊杆采用拉压杆方式,具有设计受力明确、下放定位准确、施工速度快等特点.
作 者：杨士兵 YANG Shi-bing 作者单位：杭州市地下空间建设发展中心,浙江,杭州,310008 刊 名：山西建筑 英文刊名：SHANXI ARCHITECTURE 年，卷(期)： 35(2) 分类号：U443.2 关键词：深水承台 钢吊箱围堰 设计 施工
主墩承台 篇3
石首长江公路大桥主桥为双塔单侧混合梁斜拉桥, 桥跨布置为 (75+75+75) m+820 m+ (300+100) m;混凝土主梁和钢主梁均采用分离式双边箱的PK梁断面;索塔采用收腿的倒Y形造型, 整体式承台, 群桩基础, 行车道数双向六车道、设计速度100 km/h。主墩采用58根2.5 m钻孔灌注桩基础, 圆端矩形承台, 承台分两级布置, 一级承台尺寸为67.5 m×35.75 m, 厚度为7 m, 二级承台厚2.5 m, 底面平面尺寸为51 m×23 m, 顶面为46 m×18 m, 预计主墩承台混凝土浇筑总方量为1.8万m3左右, 属大体积混凝土范畴。
2 长江大桥大体积承台混凝土质量控制措施
石首长江大桥主墩承台混凝土质量控制从浇筑分层布置、冷却循环水控制、混凝土配比优化、表层添加聚丙烯纤维、混凝土出机及入模温度控制、现场养护等措施着手, 认真落实, 坚持措施不到位不落实不开仓的原则, 混凝土浇筑后取得了比较好的整体效果, 表面基本无温度应力裂缝。
2.1 浇筑分层布置
石首长江大桥主墩承台混凝土浇筑方量较大, 采取化整为零分层浇筑的方式, 通过分次浇筑使得每一次浇筑的方量降低, 可以有效降低混凝土内部中心温度, 有利于内外温差及温度应力控制, 主墩承台混凝土分三层浇筑, 第一层:一级承台2.5 m, 第二层:一级承台2.5 m~7.0 m, 第三层:二级承台厚2.5 m, 底面平面尺寸为51 m×23 m, 顶面为46 m×18 m。
2.2 冷却循环水控制
冷却循环水管采用57 mm钢管, 一级承台布置7层, 每层12套水管, 每套总长180 m, 水平管间距1 m, 层间距:一级承台第一浇筑层间距0.9 m, 第二浇筑层0.8 m, 冷却水管垂直交叉呈网状布置。二级承台布置2层, 共7套, 每套190 m, 水平间距1 m, 层间距0.8 m, 垂直交叉呈网状布置。
冷却循环水降低混凝土内外温差, 冷却水管按照温控方案分组布置, 在浇筑过程中即通水冷却, 通过整套的冷却循环降温系统控制混凝土内部及表面温差, 内外温差控制在不大于25℃。
2.3 混凝土配比优化
混凝土配比采用矿物掺合料与缓凝型高性能减水剂双掺配比能有效延缓水化热温峰出现的时间, 降低温峰值, 减少水泥用量和用水量, 密实混凝土内部结构, 增加混凝土的抗裂能力。
该承台混凝土属大体积混凝土范畴, 配合比优化过程中要综合拌合物性能、力学、热物理学及耐久性能进行考虑, 选择绝热温升较低并且在早期强度不宜过低的配比, 从早期强度抵抗部分温度应力, 可以大大降低出现温度裂缝的几率。经过多轮次的配比优化, 选取符合本工程用的C40主墩大体积承台配合比, 配合比材料参数见表1。
2.4 表层混凝土配比添加聚丙烯纤维
考虑到混凝土塑性收缩引起的微裂纹, 防止及抑制混凝土原生裂缝的形成和发展, 在不改变原有配比其他物料比例的前提下, 对浇筑至单次结构面50 cm层时, 添加聚丙烯纤维, 聚丙烯纤维采用上海巩瑞实业有限公司生产的12 mm Y型聚丙烯纤维, 经试拌合添加聚丙烯纤维的混凝土不需要改变原设计的配合比, 也不取代原设计的受力钢筋, 仅在投料顺序上做适当调整, 先加集料及水泥干拌, 再加聚丙烯纤维拌合, 最后加水, 搅拌时间需延长20 s~30 s。
工程实际证明添加聚丙烯纤维能有效地控制混凝土塑性收缩、干缩、温度变化等因素引起的微裂纹, 防止及抑制混凝土原生裂缝的形成和发展, 大大改善混凝土的防裂抗渗性能, 增加混凝土的韧性。
2.5 混凝土出机及入模温度控制
公路工程因大体积混凝土总体方量偏少, 受投资及成本考虑, 工程设计并没有强制要求混凝土拌合站加装骨料风冷、制冰等控制原材料温控保证设施, 所以公路工程大体积混凝土质量受浇筑季节的影响较大, 对于湖北及长江沿线的工程来说, 在无温控设施的情况下, 浇筑的最佳时期为冬季, 其次为春秋季, 最不利季节为夏季, 本工程承台浇筑为6月底~8月底, 工程进度无法再选择季节, 只能选取在阴雨天进行, 浇筑时平均气温30℃左右, 混凝土入模的温度控制在23℃~28℃之间。
2.5.1 混凝土原材料控制
1) 同水泥厂家协调主墩承台使用的水泥数量及温度, 要求其提前15 d将水泥用船运至主墩旁码头放置冷却, 避免使用刚出厂的新鲜水泥, 水泥进场温度不允许超过50℃。实际使用时水泥进场温度控制在36℃~48℃之间, 超过50℃一律严禁进场;要求粉煤灰进场温度控制在40℃以下, 实际温度控制在32℃~40℃;要求矿粉进场温度控制在70℃以下, 实际温度控制在52℃~70℃。
2) 对砂石骨料覆盖遮阳, 堆高骨料、底层取料, 现场井水连续喷淋粗骨料冷却降低其温度, 粗骨料喷淋水降温应在混凝土开盘前3 h~4 h进行, 并加大碎石含水率的检测频率。
3) 加冰降低拌合用水温度。降低拌合用水温度采取碎冰机碎冰, 大功能搅拌器及循环水加速融冰的方式, 在混凝土开盘前将拌合用水的温度降低至0℃~5℃之间, 从冰水混合物底部抽取不含冰屑的低温水拌合混凝土。并对贮水槽、水箱及输水管加遮阴和隔热设施, 避免阳光直接照射。
2.5.2 搅拌、运输过程控制
对搅拌站料斗、皮带运输机、搅拌楼、运输罐车、泵送管道及其他相关设备遮阴或冷却, 如对运输罐车反复淋水降温, 泵送管道用湿罩布、湿麻袋等加以覆盖, 避免阳光照射并反复晒水降温等;应尽量缩短混凝土运输和滞留时间, 混凝土拌合物从加水至入模的最长时间, 夏季施工宜小于1 h。
2.5.3 浇筑工期控制
合理安排工期, 混凝土浇筑选在阴雨天进行, 本工程大体积承台三次浇筑均选取阴雨天进行, 浇筑时温度在22℃~33℃之间, 平均气温30℃左右, 混凝土入模的温度控制在23℃~28℃之间。
2.6 混凝土现场养护措施
对于新浇筑的混凝土避免模板受阳光直射, 在浇筑混凝土前即搭设遮阳棚架, 在每一次浇筑后进行遮阳, 在每次整体浇筑完成后对混凝土表面用土工布整体覆盖, 对前两次浇筑的侧面模板外部注水 (套箱模板) 。在浇筑二级承台时, 在模板外侧用厚土工布覆盖并用长江底中心水喷淋降温, 对新老混凝土结合面处模板进行浸水养护, 浸水深度50 cm左右, 浸水养护5 d拆模。
3 承台浇筑后的实际效果
分三次浇筑1.8万m3混凝土, 实测28 d抗压强度在44.3 MPa~49.9 MPa之间, 承台整体效果良好, 一级承台第一层无肉眼可见裂缝, 一级承台第二层存在两条肉眼可见裂缝, 临江面上游18.4 m处存在长2.1 m, 宽0.2 mm, 深25 cm裂缝一条, 临江面下游8.3 m处存在长1.7 m, 宽0.2 mm, 深18 cm裂缝一条, 已经做封堵灌浆处理, 经后续监控未见新增裂缝, 现有裂缝未见继续发育。二级承台混凝土浇筑拆模后, 因倒角造成的气泡较多, 肉眼可见裂缝四条, 距承台中心裂缝一条, 其长度0.7 m, 宽度0.1 mm, 深度4.4 cm;南边侧面裂缝一条, 其长度0.9 m, 宽度0.1 mm, 深度6.1 cm;临江长边裂缝两条, 一条长度1.2 m, 宽度0.1 mm, 深度5.9 cm;一条长度0.8 m, 宽度0.1 mm, 深度7.1 cm, 经过1个月的监控, 四条裂缝未继续发育。
4 结语
主墩承台 篇4
随着施工技术的快速发展,我国深水工程的建设技术也逐渐走向成熟。目前深水构造物基础的施工中,各种型式的钢围堰由于型式灵活、施工便捷、安全有效、可回收等优点往往成为首选方案[1,2]。桥梁工程中,为了给深水承台提供无水的施工环境,通常设计钢吊(套)箱围堰作为临时的阻水结构。承台钢箱围堰主要分为有底(钢吊箱)和无底(钢套箱)两种型式,当承台深埋于河床时,设置无底钢套箱,利用河床面作为底部支承;当承台设置于水面位置时,设置有底钢吊箱,吊箱侧板和底板上的封底混凝土共同形成一个封闭的无水区域,方便施工。
2 工程概况
桃花岛大桥跨越地方深水库,最大水深34m。上部结构主桥部分采用预应力混凝土连续刚构箱梁。主桥桥跨结构布置为71.5m+130m×2+71.5m=403m,箱梁顶宽18m,底宽为8.5m。桥型布置图见图1。下部结构主墩采用双肢薄壁墩,单肢壁厚1.6m,壁间距8m,最高墩高27m,主墩承台平面尺寸为15.3m×15.3m,厚4.5m,每个主墩处设置9根桩基,桩径2.2m。桩基长度最长为50m,水中侧向自由长度17～27m。主墩承台由于所处水域较深,施工均采用钢吊箱围堰。
3 钢吊箱围堰设计
3.1 主要设计依据
钢吊箱围堰设计主要依据原桥梁设计的图纸资料、水文信息及当前的施工、结构设计规范等。主墩钢吊箱尺度拟定为:平面尺寸为17m×17m,高6m,套箱顶高出设计水位0.5m。
3.2 总体结构
钢吊箱由底板、侧板、吊挂系统(含抗浮杆)、水平支撑系统(内支撑)组成[3,4]。
3.2.1 底板
底板由龙骨和底板面板组成。龙骨6根主梁为2145a工字钢,主梁通过吊杆将荷载传递给吊挂系统。龙骨各隔梁与主梁垂直井字型焊接,形成框架结构,工字钢上翼缘齐平。龙骨上铺设Ⅰ12.6工字钢分配梁。分配梁面板为6mm厚钢板。
3.2.2 侧板
侧板采用单壁结构,同时兼做承台模板。平面侧板高6m,采用3层2m高平面模板通过法兰螺栓连接组拼而成,连接部位均增设止厚5mm水橡胶垫。平面模板小竖肋为[8槽钢,横肋为2[18a,沿面板纵向从下至上第1层间距30cm,中间每隔70cm布置1层,顶层间距30cm侧板不设拉条,在侧板外侧安装Ⅰ32竖向大梁与底板龙骨连接,上口与内支撑系统连接。
3.2.3 吊挂系统
吊挂系统由贝雷梁纵吊梁、2Ⅰ56a工字钢横吊梁、 φ32mm精轧螺纹钢吊杆、2Ⅰ45a工字钢龙骨主梁组成,钢吊箱共设吊点36个。扁担梁采用Ⅰ12.6工字钢制作,吊杆采用φ32mm精轧螺纹钢,钢吊杆在封底混凝土施工完成、抽水转换受力(钢吊杆受力转换为护筒上预埋焊设的φ28mm钢筋和封底混凝土共同受力)后拆除。
3.2.4 钢围檩支撑杆
在钢吊箱上设置了二层内撑,内撑设置在侧板标高以下15cm处,材料为φ325mm×5mm钢管桩,同时在钢吊箱内撑处设一层围檩,材料为2125a型钢。撑杆主要起加强钢吊箱的强度和整体刚度的作用。
3.2.5 临边防护
为了施工安全,沿钢吊箱外边缘全部设置钢管(Φ50mm,δ=3.5mm)防护栏(见图2)。
3.3 主要受力构件计算
为了确保设计的钢吊箱结构安全可靠,须结合规范要求对钢吊箱主要受力构件进行承载能力等验算。需要验算的构件主要有:吊箱底部支承用钢管桩、桩顶传力工字钢、工字钢顶贝雷梁、吊箱底板及底板工字钢主梁、侧板、吊杆等。由于以上均为钢构件,故应对各构件的强度、整体及局部稳定以及钢材抗疲劳等分别进行计算。另外,各构件间的连接形式设计(如焊缝连接、高强螺栓连接等)及相应的强度验算也应满足钢结构设计规范等的要求。
以上各构件计算时按2种最不利工况下考虑:第一,在最高水位时进行围堰内抽水;第二,在最低水位时进行承台混凝土灌注。第一种工况下,侧板受水的向内压力、围堰受的浮力、底板受水的向上压力、封底混凝土顶部的拉应力、拉压杆和抗浮杆受压力都是最大值。第二种工况下,侧板受混凝土向外的压力、底板受封底混凝土和承台混凝土的向下压力、拉压杆和抗浮杆受拉力都达到最大值。
4 钢吊箱施工
4.1 吊箱拼装及下沉
钢吊箱在钢结构工厂分块加工后,在钻孔桩施工平台处拼装下沉。吊箱拼装及下沉分两步:第一步,拼装底板及第一节围堰侧板。然后拼装下层侧板、上下吊点、吊带,第一节围堰入水。第二步,拼装上层侧板、竖向支架及内支撑。围堰下沉至设计标高,安装吊杆进行体系转换,围堰全部由吊杆吊挂,将吊带拆除。围堰下放主要设施包括4个主吊具及其升降系统和八个辅助吊具。主吊具由主吊点和吊带组成,吊具升降系统由锚箱、油压千斤顶、升降梁和稳定架组成。辅助吊具采用精轧螺纹钢吊杆。当提升围堰时先提升主吊点,后提升辅助吊点;当下放围堰时先松放辅助吊点,后松放主吊点。主辅吊点交替进行,每次升降高度严格控制在50mm以内,主辅吊点升降幅度应一致,避免围堰扭曲变形。
4.2 吊箱定位
吊箱沉至设计高程后,复核其平面位置,如不满足要求,可将千斤顶安放在4个角的4个护筒外壁与吊箱侧板之间调整吊箱位置,待其满足要求后,在4个角的4个护筒与吊箱侧板之间用定位器(短型钢)焊接定位。
4.3 灌注封底混凝土
1)用自行研制的大型圆筒形钢丝刷清除封底混凝土高度范围护筒表面氧化层及附着物,确保封底混凝土与钢护筒间黏结力;
2)建议提高封底混凝土坍落度及强度级别,同时采用措施提高混凝土的流动性和延长混凝土的初凝时间;
3)为了防止封底时吊箱内水位高于箱外水位,可预先在吊箱上节侧板(箱外水位处)开孔,封底时排出箱内封底混凝土置换出的水量。
4.4 灌注承台混凝土
封底完毕5d后,抽干吊箱内积水后,然后拆除吊杆梁、割除钢护筒、吊杆及底层水平内支撑钢管以下的竖向支撑柱,清除高出承台面的封底混凝土,然后灌注承台混凝土。
5 结语
桃花岛大桥主墩水中承台施工要求严密的无水环境,采用有底钢吊箱施工,相对于其他围堰方案(如水中筑岛等)而言,成本低,更能满足环境保护的要求,同时它工序简单、易操作,大大提高了生产效率,能有效加快该桥下部结构的施工进度。当然,钢吊箱由较多的板件焊接而成,应防止局部板件受力屈曲;同时水中钢结构施工应注意严格保证焊缝质量的问题,以保证承台构件的施工质量与安全。
摘要：叙述了桃花岛大桥钢吊箱围堰的设计与施工方法,包括吊箱各结构板件、吊挂系统、水平支撑系统的介绍;吊箱加工、吊装下沉、封底混凝土施工等施工过程的介绍,最后在比较钢吊箱施工优点的同时强调了施工中应注意的问题。
关键词：钢吊箱,设计,施工,系统,吊装下沉
参考文献
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