工程概况
莆田特大桥全长16988.065m,起点里程DK528+855.050,终点里程DK545+843.115。中铁十局管段从0#台(向塘台)到158#墩,终点里程DK534+195.93,全长5.34Km。墩身为圆端型空心墩和实心墩,其中1#~3#、136#~158#为实心墩,最低墩身高度为6m,最高墩身高度为20m,平均墩高为14m;4#-135#为空心墩,最低墩身高度为22.5m,最高高度为48m,平均高度为38米,平均每个墩身砼方量约为:500m3。墩身多为高空作业,墩身砼施工为大体积砼浇筑,由于高控制作业,在施工过程中对空心墩的施工须设置塔吊配合施工。对实心墩的施工采用汽车吊进行配合施工。 编制依据:
《铁路桥涵工程施工质量验收标准》 《铁路混凝土与砌体工程施工质量验收标准》 《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》 《铁路工程施工质量验收标准应用指南》 《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》 《新建时速200公里客货共线铁路设计暂行规定》 《向莆铁路永泰至莆田端站前工程施工图》
一、 空心墩身施工工艺流程如下框图:
施工测量放样 搭设墩内脚手架、墩身钢筋安装 模板拼装,搭设作业平台 墩身模板安装 钢筋、模板检查 浇筑墩身混凝土 墩帽钢筋、模板安装 浇筑墩帽混凝土 养 护 拆 模 检测、验收
二、 空心墩施工工艺及方法 1、 工艺流程
承台混凝土面凿毛→测量放样→钢筋安装→模板安装、搭设作业平台→钢筋模板检查→墩身底节砼浇筑→砼养护→下节墩身施工→托盘、顶帽施工→检测验收 2、 主要施工方法 1)、施工前的准备工作 施工准备:
施工前,完成“三通一平”工作,并完善生活、生产房屋和临设建设。做好操作人员上岗前的培训工作;准备施工初期所用材料;制定施工所用材料的采购计划、检查和验收制度;施工机械到位、检修。
技术准备:
施工前,根据经过批准的施工组织设计编制施工技术交底。 将墩身与承台交界面凿毛,并将混凝土表面清理干净,由技术负责人会同测量人员根据特大桥控制网在扩大基础或承台顶面测放桥墩中心线和墩身底部大样。在每次模板安装完毕浇注砼前,由工地负责人、工地技术负责人会同测量人员对模板进行检查,包括平面布置、倾斜度。墩台主体完工后对全桥进行中线、标高、跨度贯通测量并检查锚栓孔位、深度并进行整修。 2)、钢筋制作及绑扎
a、钢筋制作
钢筋在钢筋加工车间采用钢筋切断机按定尺寸长度下料、成型。主筋接长采用直螺纹套筒连接方式,其余钢筋采用焊接或绑扎连结。直螺纹套筒连接接头的加工包括钢筋的墩头和套丝,墩头和套丝均采用直螺纹墩头机和套丝机进行加工。
各规格钢筋加工成半成品,编号分类堆放,钢筋加工检查标准见下表。
钢筋加工检查标准
次 检 验 项 目 项 允许偏差(mm) 1 2 3 受力钢筋顺长度方向加工后全长 弯起钢筋各部分尺寸 箍筋、水平筋各部分尺寸 ±10 ±20 ±5 b、钢筋安装
钢筋通过人力配合架子车运至墩位,塔吊或汽车吊起吊钢筋至墩
顶施工平台,由人工进行安装。在墩身内外层钢筋之间安装临时定位钢管框架,保证钢筋顺直和位置准确,主筋和部分箍筋安装后,取出定位钢管框架,然后安装拉筋。主筋接长采用直螺纹套筒连接方式,同一断面受力钢筋接头数量不超过全断面的50%。箍筋、拉筋与主筋之间采用扎丝绑扎,扎丝头应朝向内侧。钢筋安装完毕立模前,按照设计图纸要求的保护层厚度安装垫块,垫块采用预制的砼垫块,按4个/m2布置,垫块与墩身砼同标号。
钢筋安装精度见下表: 项目 序号 检 验 项 目 受力钢筋间距 横向水平钢筋间距 钢筋骨架尺寸 保护层厚度 长 宽、高 两排以上排距 同 排 允许偏差(mm) ±5 ±20 0,-20 ±10 ±5 ±10 1 2 3 4 三、模板安装
模板安装允许偏差表
序号 项目 允许偏差(mm) 1 2 3 4 5 6 7 前后、左右距中心线尺寸 表面平整度 相邻模板错台 空心墩壁厚 同一梁端两垫石高差 墩台支承垫石顶面高程 预埋件和预留孔位置 ±10 3 1 ±3 2 0;-5 5 测量检查每边不少于2处 1m靠尺检查不少于5处 尺量检查不少于5处 尺量检查不少于5处 测量检查 经纬仪测量 纵横两向尺量检查 检验方法 空心墩的施工采用大型定型钢模板,钢模板考虑到安全、通用经济以及装拆方便,钢模加工采用厚5mm钢板作面板以及横肋,100mm*80mm*10mm的角钢作边肋,10#槽钢作竖肋,14#槽钢作对拉杆。
模板运抵施工现场后,首先在拼装场地进行试拼,并按安装顺序依次编号,彻底清除模板表面污渍、焊渣。模板每次使用时须涂刷脱模剂,脱模剂要涂刷均匀,达到模板表面油光但无油痕为准,不得漏涂,以保证浇注砼面光滑,同时避免拆模时损坏面板。拆模后要及时清理保养面板,注意必须将模板表面的灰浆清理干净,再用干净纱布将模板擦干净。
模板安装先圆弧端后直板,先内模后外模的原则进行安装,先将内模圆弧端用塔吊就位,与下层模板对齐间隔进行螺栓连接,然后调平;再安装内模直板,内模直板与圆弧端模板背带连接螺栓全部连接,与下层直板模板间隔螺栓连接,待模板调平后再将螺栓全部安装。再进行外模圆弧端模板安装,与下层模板对齐间隔螺栓连接,调平后再进行直板安装,直板与圆弧端背带螺栓全部连接,与下层模板间隔螺栓连接待调平后再将螺栓全部安装。然后进行拉杆加固,拉杆外侧采用厚度1cm厚钢板,10cm*10cm长宽作为垫板,直径22圆钢作为拉筋,拉杆加固好后校正模板水平及中心偏位情况,符合要求后方可进行下一层模板安装。
为防止模板现场拼缝漏浆,在面板竖向拼缝处应贴双面胶带,拼装时要求严格按照模板工程控制精度要求进行,保证模板拼装的结构尺寸、平整度等满足设计要求。预埋件或模板拉杆与钢筋有冲突时,可适当调整钢筋位置。脱模剂采用专用脱模剂。模板安装时必须注意预埋检查梯预埋U型螺栓及通风孔、泄水孔。悬灌处墩身上实体部分注意预埋0号块施工所用托架,托盘及顶帽注意预埋检查检查梯、围栏、接触网预埋件。
内外模外侧设施工平台,施工平台采用双排【10槽钢作为受力支撑与内外模板背带连接,平台外侧设斜撑与模板连接,斜撑采用【10槽钢,受力槽钢间距原则按1m布置,直板每块模板设2个平台支架。平台宽度80cm,外侧设有120cm高防护栏,防护栏采用直径40mm钢管作为立杆与平台连接,水平方向设2道直径40mm和32mm钢管作为防护,并设防护网。施工平台在地面进行安装到模板上后随着
模板一起安装,模板安装完成后在进行施工平台方木的搭设,方木采用宽厚20cm*5cm,长1.5m满铺,施工平台载重不大于1.5吨。
汽车吊:墩高在20m以内的桥墩施工采用汽车吊作为起重设备,并作砼垂直运输的辅助设备。
塔吊:当墩高用汽车吊不能满足施工要求时设置塔吊,塔吊安装随墩高的升高而升高,在塔式吊机升高时四周应设置缆风绳对塔吊进行固定,当塔吊升高到20m-30m时塔吊与墩身之间设置附墙撑。
砼浇筑:空心墩浇筑采用泵送,泵车设置两台,以防止在施工过程中因机械故障影响正常施工。砼分层进行浇筑,浇筑高度50cm一层,浇筑速度小于1.33m/h,振捣采用插入式振捣,振捣时振捣棒不能紧贴模板。
在墩底实心段倒角顶端设置70cm*140cm的进人洞,进人洞的钢筋布置与墩顶进人洞相符,但由于墩底壁厚加大,须对洞口钢筋加密满足承载力要求。作业人员由墩底进人洞进入,沿空心墩内设置的检查梯上升到墩身模板上的作业平台进行作业。
附:翻模施工示意图(一):(图中垂直运输工具为塔吊,当汽车吊满足施工要求时,采用汽车吊和井字架作为垂直运输工具)
附:翻模施工工艺流程图(二):(图中垂直运输工具为塔吊,当汽车吊满足施工要求时,采用汽车吊和井字架作为垂直运输工具)
翻模施工示意图(一) 操作平台
翻模施工工艺流程图(二)
操作平台操作平台操作平台1、A、B段砼强度达到7.5MPa时,接长径型骨架,绑扎钢筋。1、当砼强度达到15MPa时,进行翻模作业,将模板安装在待浇C、A段。1、翻模施工完毕,浇筑C、A段。
(四)墩顶实体段施工 1、墩顶2.5米托盘封顶段施工
空心墩封顶采用预埋工字钢、满铺木板来实现,工字钢型号根据墩顶空心段直径通过检算确定,横桥向间距1m,木板为6cm厚、20cm
宽柏松板。现以4#墩封顶施工进行检算:
4#墩封顶处圆端直径为8.2m,壁厚0.5m,空心直径为2.1m。横向空心部分宽度为2.0米。
1 钢筋混凝土荷载:q1=2.5×26.5=66.25KN/m2 1 1 2木板荷载:q2=0.36KN/m 1 0 1 混凝土振捣荷载:q3=2.0KN/m2
1 2人员、机具荷载:q4=2.5KN/m 1 各类型工字钢均按1m布置,则其所承受 0.6 ⑴荷载计算如下:
0.6
c b a a a a b c 的荷载分别如下: q= q1+ q2+ q3+ q4=71.11 KN/m2 ⑵工字钢型号选定
工字钢预埋入混凝土内30cm,则简化结构的支点位于工字钢预埋入混凝土内的15cm处。
选定工字钢:
Qmax=ql/2=81.78KN.m Mmax=ql2/8=47.02N.m
按正应力强度条件选择工字钢型号:
δmax= Mmax/Wz=47.02/Wz170MPa 故Wz≥47.02×103/170=276.59cm3
查阅相关资料与Wz=276.59cm3接近的工字钢型号为I22a,其Wz=309cm3。
据此校核剪应力强度:
剪力= QmaxSz/dIz=81780/7.5/189=57.69MPa<100MPa 满足!
由于该梁跨度较大,且工字钢的容许剪应力较大,故该梁的强度是由正应力强度条件控制的。
通过以上计算,工字钢型号暂选定为I22a。 ⑶ 强度检算
正如先前计算,该梁的强度是由正应力强度条件控制的,故这里仅检算各类型钢的正应力强度条件是否满足。
查阅相关资料,I22a工字钢的自重为I22a:0.33kN/m。通过计算工字钢在自重下产生的弯矩为: I22a:M=0.33×2.32/8= 0.22KN.m I22a:δ
max=Mmax/Wz=(47.02+0.22)×106/309000=152.87KN.m <170MPa 满足! ⑷ 工字钢挠度检算 I22a:
fc=5×(47.02+0.22)×103×2.34/(384×210×109×11075.5×10-8)=0.0074m 大 剪力=QmaxSz/b/Iz=7110×9/200/360=0.889MPa<1.1MPa 满足! ⑹支点强度检算: 每根工字钢承受竖向荷载: P=2.5×1.0×2.0×26.5=132.5KN 支点受力面积: S=0.13×0.3×2=0.078m2 支点应力: δ=P/S=1.325/0.078Mpa=16.99<[δ]=42.9MPa 满足! ⑺、根据4#墩的施工检算资料,该桥选用I22a工字钢,由于整座桥梁实体段均为分段浇筑,故该检算可运用到所有空心墩的实体段施工。 在2.5m厚的封顶混凝土强度达到80%的设计强度后,即可施工余下的实体段,并同时预埋托架预埋件。墩顶实体段混凝土施工时确保托架预埋件位置准确,为连续梁施工打好基础。 2、墩顶实体段施工人员进出、上下作业采取的方案及防护措施 提前将墩顶至进人洞间围篮、吊篮设施加工好,当施工到该位置拆外模时,拆一块外模安装相应部分吊篮,并挂设双层安全防护网作为墩顶实体段施工人员进出、上下作业的通道。 五、混凝土施工 1、混凝土拌合浇筑 混凝土设计强度为C35耐久性混凝土,采用泵送混凝土,混凝土的可泵性、和易性必须满足要求,混凝土坍落度为14~18cm,初凝时间不小于4.5h。还应考虑在高温季节混凝土水平运输、垂直运输过程中水分均有损失,易造成泵送时间过长或堵塞现象,所以墩身混凝土配合比设计时应注意: a、掺入外加剂和粉煤灰,以改善混凝土的和易性、可泵性、缓凝早强等效果,提高混凝土的工作性能。 b、夏季施工时,采用冷水拌合以控制混凝土的出仓温度,同时 对混凝土泵管分别采取浇水等降温措施,以减少混凝土水份的损失。 浇筑混凝土时应根据混凝土结构、形状、钢筋布置、卸料方法及振捣方法等情况、顺序分层进行,并在下层混凝土初凝以前浇筑完成上层混凝土。每一层采用人工摊平,每层浇筑的厚度不超过振动器有效厚 度,一般在30~40cm以内。每次浇筑高度为4米。 2、混凝土的振捣 1)插入式振捣器工作时可按直线行列移位或按交错行列移位捣固间距为30cm(在振捣作用半径的1.5倍),振动棒与模板的距离为作用半径的0.7倍,约15cm。振动器的移动距离应尽量保持一定的规律,防止漏振或过振.插入式振动器的振动深度,一般不应超过振动棒作用部分的1.25倍,振动时应不断的上下移动振捣棒以便捣实均匀,振动棒应插入到下层混凝土中5~10cm,并应在下层混凝土初凝以前振动完成其相应部位的上层混凝土,以便上下层混凝土紧密地连接。振动时间不可过短或过长。过短时混凝土振不实,过长上时混凝土可能产生离析现象。振动的时间约为20~30s。振动器在一个部位振动完毕后须缓慢、匀速地边振动边上提,不宜提升过快,以防振动中心产生空隙或不均匀。 2)振捣好的混凝土判断 a、振动时混凝土不再有显著的沉落。 b、不再出现大量的气泡。 c、混凝土表面均匀、平整、并已泛浆。 施工完毕后,顶面预留孔位置准确、表面扫平、压光、支撑垫石水平、周边坡度一致,棱角分明、线条笔直,排水顺畅。7、混凝土的养护 在一般气温下,混凝土浇筑后10~12h内进行养护,保持湿润。浇筑6h后,开始覆盖,混凝土强度达到2.5MPa后,拆除钢模,用塑料薄膜紧紧包住,防止水分蒸发,保持塑料布内有凝结水,养护时间不少于14天。 3、混凝土墩台允许偏差表 序号 1 项目 墩台前后左右边缘距设计中心线尺寸 允许偏差(mm) ±20 检验方法 2 3 4 5 6 7 8 空心墩壁厚 桥墩平面扭角 表面平整度 每片梁一端支承垫石顶面高差 每孔梁一端支承垫石顶面高差 支承垫石顶面高程 预埋件和预留孔位置 ±5 2° 5 3 5 0;-15 5 测量检查不少于5处 1m靠尺检查5处 测量检查 六、安全质量保证措施 1.质量保证措施 强化质量创优意识,坚持“百年大计,质量第一”的方针,制定创优计划和工程质量的包保措施,统一施工工艺标准,教育全体职工树立主人翁责任感,增强职业道德,严格执行岗位责任制和施工技术管理规程,努力提高一次成优率,争创优质工程。 认真贯彻执行ISO9000质量管理标准,加强对工程质量全方位的检查监督和控制,严格工序管理,创一流的质量水平。 认真熟悉审查图纸,领会设计意图。坚持按图施工并做好技术交底工作。 严格按国家现行的有关规定、标准和技术规范及施工图纸要求,进行工程质量监督、检验和评定。监督检查施工人员按设计图纸、按操作规程进行正确施工。对施工中的隐蔽工程和上、下道工序衔接的重要部位及资料进行监督检查。 严格控制材料、成品、半成品的质量,杜绝不合格品进入施工现场。 成立测量小组,负责测量放线工作,坚持换手复测制度。 加强施工过程中质量管理,实行挂牌施工,切实搞好“三检一评”活动。实行工序逐级签证制,上道工序未经签认,不准进行下道工序施工。对未经质检工程师检查、签认的工程不予计价。 严格工艺流程,实行标准化作业。依靠科技进步搞好工程质量,积极推广新技术、新设备、新材料、新工艺和先进的施工方法,提倡技术革新。 严格标准计量和工地试验流程,按规定对各工序及原材料、成品、半成品进行检查评定及试验鉴定。 施工中,严格按照质量保证体系控制流程进行操作,主动接受监理工程师的检查和技术指导,内外密切协作,共同搞好工程质量。 2.安全保证措施 成立安全应急小组,加强安全控制,尤其是塔吊作业和墩身高空作业的安全防护,所有进入施工现场的人员必须佩戴安全帽,高空作业人员必须佩戴安全带,防止高空坠物和坠落。 加强高空作业安全培训,加强理论知识和业务能力的培训,使安全第一的思想始终贯彻入人心,在施工中时刻警惕安全事故的发生。 加强对各种高空作业施工机械的检修和检查,消除一切安全隐患,要求各个施工人员严格按照施工作业指导书和机械管理和使用要求进行机械操作,杜绝任何人在任何情况下进行违章作业。要求做好各种机械的日常保养,杜绝安全隐患。 实行安全责任制,将安全问题责任具体到人,加强自身的安全意识,树立全民讲安全的风气。 对高空作业中的各种机械和器具的使用,做到合理放置,不乱丢乱放,各种防护设施要经常检查维护,杜绝形式注意,各种高大施工用具如高大模板和脚手架要堆放整齐,要做好防倾覆防坍塌措施。对塔吊使用的钢丝绳要经常检查,如不能满足其作业性能或存在安全隐患时要及时更换和检修。 因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容