西安斜拉桥施工组织设计方案

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西安斜拉桥施工组织设计方案

西安斜拉桥施工组织设计方案

本施工组织设计的编制范围为西安市东二环路跨铁路立交工程(暂定名)主桥(斜拉桥)施工招标文件所规定的全部工程内容。即主桥部分(含引桥在边墩上的支座和伸缩缝,不包含新建的灯桥、斜拉桥桥上的栏杆和防抛网)和配套工程。

   根据西安市东二环路跨铁路立交工程(暂定名)主桥(斜拉桥)施工招标文件和现场考察资料,结合我单位施工队伍的技术水平和可投入本工程的施工人员与机械设备数量编制本施工组织设计。

DB5329/T 17-2019 苍山地质灾害防治规范   1.3.1本施工组织设计是在保证工程质量、安全和工期的前提下编制的。

   1.3.2根据我单位目前在建的部分工程已近收尾,大量的机械设备和人员可以转入本工程施工。

本施工组织设计是根据招标文件和现场调查的有关资料所编制的初步施工组织设计方案,对工程的工期、质量、安全、环保、文明施工及总体布置等起着指导性作用。开工前,需在此基础上另行编制监理工程师所要求的实施性施工组织设计。

   本工程主桥为双塔双索面预应力砼斜拉桥,采用塔墩固结、塔梁分离的结构体系。主桥全长480m,桥跨布置为112m+256m+112m三跨式结构,边跨内设一辅助墩,把边跨跨径分为32m+80m。

   2.2地理位置及地形地貌

     主桥拟建场地位于西安市东郊,横跨西安东火车站。北起西安矿业机械厂南墙,南到西安建设机械厂三分厂,场地地形平坦,铁道北地段地面标高介于403.67~405.59m,铁道南地段地面标高介于406.32~407.74m。编组站内股道轨面标高介于406.339~407.347m。主桥南北地势呈现南高北低,以4.4‰的坡度由南向北缓倾。场地内最大建筑物为西安火车东站,包括上、下行到发场及编组场,共计30股道,其中11股道为电气化铁路,上、下行正线间距离约214m,桥梁斜跨铁路,桥轴线与铁路线斜交,交角为68.7。。

    2.3地质及水文状况

   2.4.1按城市I级主干道标准。

   2.4.2设计车速:60km/h。

   2.4.3最大纵坡不大于2.5%,桥面横坡1.5%.

   2.4.4桥面宽30.5m(其中双向6车道22m,两边路缘带各0.5m,中央分隔双黄线宽0.5m,人行道2×2m以及斜拉索隔离带2×1.5m)。

   2.4.5设计荷载:汽—超20,挂—120验算,人群按3.5KN/m2。

   2.4.6设计温度:体系温差±25℃,梁、塔与索温差±10℃,主梁日照顶板升温5℃。

   2.4.7风荷载:设计风速V10=22.8m/s。

   2.4.8地震:按《西安市抗震设防规划》II—3区;截面按A1区,位移按A*区。

2.4.9桥下净空要求:铁路净空不小于9.0m(按站场电气化安全及施工要求)。

   2.5主要工程数量

   2.5.1钻孔灌注桩

   本工程有钻孔灌注桩148根,砼设计总方量10415m3。其中桩径150cm的92根计5170m,桩径120cm的56根计1131m(包括索塔承台支护桩30根计356m)。

   2.5.2钢筋砼承台

   本工程有钢筋砼承台11个,其中索塔承台2个,C30砼5824m3,辅助墩和边墩承台9个,C25砼722.4m3。

   南北边墩和辅助墩共4个桥墩,有12个墩柱2个盖梁,砼标号均为C30,设计总方量633m3。

    本工程有南北两个索塔,共计C50砼5603m3。

   本桥主梁3跨计480m,桥面面积14640m2共有C50砼10471m3。

   2.5.6桥梁护栏

   主桥有车行道护栏和人行道护栏各960m,本次工程招标范围只包括车行道护栏下半部分的钢筋砼护墙223.4m3。

   2.5.7桥面铺装

   6cm厚C30钢筋砼铺装层14167m2计850m3,5cm厚中粒式沥青砼铺装层11280m2计564m3。

   2.5.8桥梁伸缩缝

   本桥有SSFB240型伸缩缝60.4m。

   2.5.9主桥配套工程

   2.5.9.2通信工程拆除HYV电缆2.72Km,电缆交接箱2个,电缆分线盒3个,电缆气路连通管3处。

   新设HYV电缆0.89Km,HQ2电缆5.45Km,HO电缆2.378Km,HEQ2电缆0.48Km,HDYPLWZ小同轴电缆0.25Km,GYTA电缆0.5Km,HPVV电缆20m,电缆交接箱2个,电缆分线盒1个,电缆气路连通管6处,电缆单氯门5处。

各类电缆防护1822m。

   2.5.9.3信号工程

   敷设电缆4340m,电缆分向盒11个,电缆割接和修改分线盘配线11处。

   2.5.9.4给水管道工程

   过渡工程需设给水铸铁管130m,阀门井3座,阀门3个。

   2.5.9.5电力工程

   拆除架空低压线22.6Km,架空高压线9.6Km,电杆9根。更换变压器1台。新设升降式投光灯塔1座,低压电缆1351m,高压电缆738m,立电杆1基。

   2.5.9.6接触网改建

共有6处接触网需改建,施工后恢复。另增加LJ—185回流线100m。

3.1本工程技术含量高,施工难度大。对此我们将高度重视,采用科学的施工方法和先进的机械设备,充分依靠科技进步,严格施工管理,确保工程质量。

3.2斜拉桥主塔靠近陇海铁路上下行正线,主跨穿过铁路站场,铁路各种设施和管线较多。为确保施工顺利进行和铁路行车安全,要对这些管线进行迁改,施工过程中采取临时过渡和安全防护。

3.3本桥塔基础,钻孔桩数量多、间距小、桩身长,施工中必须高度重视,合理安排施工顺序,选用性能先进的钻机,同时加强施工管理,确保钻孔桩的施工质量,做到万无一失。

3.4该桥位于城区内,南边跨位于金华北路上且横跨华清路,施工干扰大,施工时对此应引起高度重视,确保施工的顺利进行。

3.5南主塔和南边跨施工场地狭窄,临时设施布置比较困难。

3.6施工现场交通便利,水、电供应比较方便,这给工程施工带来了有利条件。

   4.施工力量部署

如果我单位中标,将成立“中铁十五局西安市斜拉桥项目经理部”,负责该工程的施工组织指挥,项目部编制33人,设项目经理1人,项目副经理、总工程师和副总工程师各1人,其他各职能科室24人。项目部下辖5个队级编制单位(管理机构框图详见投标书附件3.1)。

   各科室的职责为:

施工技术科6人:负责施工组织管理、工程测量、施工技术指导、办理工程变更手续以及工程技术资料的填报、收集归档、编制竣工文件等。

   计划统计科2人:负责施工计划、进度统计、验工计价。

   安全质量科5人:负责工程质量的监督、评定,负责工程施工安全的监督和指导、制订各项安全施工管理办法。

机械设备科2人:负责施工机械设备的管理使用,保证施工用电。

物资供应科3人:负责工程所需物资及地方材料,机械设备零配件的采购供应。

中心试验室3人:负责工程用原材料(成品、半成品)的测试、检验、施工配合比的选定、砼和砂浆试件的检验、土工试验、水质分析等。

综合办公室3人:负责施工协调、日常生活管理及处理、协调内外关系。

财务科2人:负责施工资金筹措和管理。

公安派出所3人:负责治安保卫工作,创造安全的施工环境。

4.2队伍布置及劳动力安排

   4.2.1砼拌合站:编制52人,其中工程技术人员3名,负责本合同段内所有砼的拌合及运输。

4.2.2桩基工程队:编制48人,其中工程技术人员4名,负责本合同段内所有钻孔灌注桩(含主塔承台基坑开挖时的支护桩)施工。

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为了加快工程进度,保证钻孔质量,施工中拟采用2台德国产BG2500型旋挖钻机钻进成孔,采用水下砼灌注方法成桩。钻孔桩钢筋笼在钢筋加工场加工成型,汽车起重机吊放入孔。所需砼在砼拌合站集中拌合,砼输送车运至现场,汽车起重机配合活底漏斗进行灌注。

钻孔桩施工工艺框图见图4:

7.1.1根据桥墩位置,将场地大致平整,根据实际地形设泥浆池,以便回收利用泥浆。

7.1.2钻孔桩桩位按设计桩位与桥墩十字线相对位置设放,并设护桩。根据桩位埋设护筒,埋设护筒时,护筒四周应用粘土回填,分层夯实。护筒埋设后,应检查其平面位置的偏差和垂直度,使其在允许误差范围内,并测量护筒顶面高程,以便测量孔底标高及安放钢筋笼。

   7.1.3根据桥位的地质情况,拟采用BG2500型旋挖钻机钻进成孔。钻孔应连续进行,不得中途停钻。钻进过程中应保持钻头与护筒中心在同一垂线上。泥浆使用符合要求的膨润土用泥浆搅拌机造浆。钻进过程中,经常测定泥浆比重,并根据地质情况随时调整。护筒内泥浆顶面高度应始终高出地下稳定水头至少1M。

   7.1.4钻孔至设计标高后,及时进行清孔。当孔底沉碴厚度在设计要求及《规范》允许范围之内后,即可下钢筋笼,灌注水下砼。

7.1.5.1钢筋笼制作和吊装就位:钢筋笼在钢筋加工场地内,按设计及《规范》要求加工,在现场采用“卡板成型法”成型。在钢筋笼成型

图4     钻孔桩施工工艺框图

 时,应按图纸要求在钢筋笼上固定声测管,并要严格密封,以防杂物或

泥浆进入。加工好的钢筋笼使用汽车起重机吊放入孔。对于分段制作的钢筋笼,吊装入孔接长时,采用单面搭接焊焊接钢筋,并应使上下节钢筋笼轴线在同一垂线上。为了确保钢筋笼在桩身砼中有足够的保护层,应事先安设控制钢筋骨架与孔壁净距的砼垫块,这些垫块要牢固地绑在钢筋骨架周径上,其沿笼长的间距不超过2M,在横向园周上不得少于4处。钢筋笼就位后,在钢筋笼顶部主筋上对称布置4根钢筋与孔口护筒电焊联结,以防止灌注过程中钢筋笼上浮或下沉。

7.1.5.2导管的组装及吊装就位,:导管拟采用φ350壁厚为3mm的快速接长钢导管。导管使用前,先将导管在桩位附近的场地上拼接,并进行水密性试验,以保证砼灌注过程中不漏水、不透气。然后将导管分成若干段起吊就位,上紧联结螺栓,用卡盘固定于护筒筒口。

7.1.5.3灌注水下砼:砼在砼拌合场拌合均匀后,运至施工现场,同时应检查其均匀性和坍落度,如不符合要求,应进行二次拌合。砼灌注前,应检查钢筋笼、导管底标高、孔底沉碴厚度和有无坍孔现象。灌注砼时,先向漏斗内灌注0.5m3 1:2的水泥砂浆于隔水球周围,以防止粗集料堵塞导管,然后用砼将漏斗装满,使封底砼能确保埋住导管底端不小于1m。砼灌注应连续进行,并经常探测孔内砼面位置,及时调整导管埋深。

7.1.5.4灌注水下砼注意事项

A.灌注水下砼的工作应迅速,防止坍孔和泥浆沉淀过厚;

C.灌注所需砼数量,一般较成孔桩径计算数量大,约为设计桩径体积的1.3倍左右;

7.1.6水下砼的质量要求

7.1.6.1强度满足设计要求;

7.1.6.2无断层或夹层,亦无缩颈现象;

7.1.6.3桩头凿除预留部分后,无残余松散层和薄弱砼层;

7.1.6.4桩顶钢筋长度应符合图纸要求。

7.1.7为了试桩的方便,2根试桩桩顶加高至高程403.7m处,16根锚桩钢筋伸长至地面处。静载试验完成后,将试桩顶部多余的砼凿除,将锚桩上部多余的钢筋割掉,但试桩和锚桩桩顶钢筋锚固长度预备要保证120cm以上。

7.1.8考虑到试桩时的强大压力,试桩顶1m范围采用C30砼,顶面并加设钢筋网,试桩时压力重心严格对准试桩中心,严禁出现偏心压力。

本工程有钢筋砼承台11个,其中索塔承台2个,C30砼5824m3,辅助墩和边墩承台9个,C25砼722.4m3。

辅助墩及边墩承台结构尺寸小,施工方便,采用常规方法施工即可。基坑采用机械开挖,人工配合清底;模板采用大块的木肋钢模(铁皮厚度不小于2mm),汽车起重机吊放安装,PVC管穿钢拉杆和木撑予以固定;承台钢筋在钢筋加工场加工,现场绑扎,绑扎承台钢筋时,墩柱主筋也同时绑扎,并用钢管搭设支架定位;所需砼在拌合站集中拌合,砼输送车运送,砼溜槽入模,插入式振动器振捣。砼浇注完毕后,加强养生。模板拆除后,及时回填基坑,用打夯机分层夯实。

南北索塔承台工程量大,结构复杂且紧邻铁路正线,开挖深度又大,为保证铁路干线的正常运行和承台砼的质量,施工中应高度重视,采取有效的防护和预防措施。

索塔承台施工流程图见图5。

7.2.1承台钻孔桩完成后,用推土机将承台及其周围8m范围内土层

图5   索塔承台施工流程图

清理至设计文件要求的高程,并将表面大致整平。

7.2.2根据图纸所示位置,测量放线定出支护桩桩孔中心,完成支护用砼桩,支护桩的施工方法和注意事项详见钻孔桩施工的有关内容,但该桩施工时,不要埋置超声波检测管。

7.2.3基坑开挖分层进行,采用机械开挖,人工配合。铁路侧基坑采用直壁开挖,非铁路侧基坑边缘采用放坡开挖。开挖弃土应及时清理运走,基坑顶5m以内严禁堆土。基坑开挖过程中注意观测支护桩顶位移,位移过大时,应立即停止基坑开挖,采取有效的措施,以保证铁路的运输安全。

7.2.4基坑开挖后,在设计高程处施做锚杆。锚杆采用Φ10cm孔Φ32钢筋,灌浆采用25#砂浆。钻孔采用干式排碴的水平回旋式钻机,注浆使用挤压式注浆泵。注浆孔口压力控制为0.4Mpa,注浆管插至距孔底5cm—10cm处,随水泥砂浆的注入缓慢匀速拔出,随即迅速将锚杆插入孔内。锚杆安设后不得随意敲击,其端部三天内不得悬挂重物,待砂浆强度达到后,安装锚梁和锚头,完成锚固。

7.2.5继续开挖基坑至设计标高(南索塔承台基坑需施工第二层锚杆)。桩基测试后,凿除桩头松散砼,露出锚固钢筋清理基底,绑扎承台钢筋和下塔柱预埋钢筋,安装模板。钢筋在钢筋加工场加工,现场绑扎;模板采用大块的木肋铁皮模板,铁皮厚度不小于2mm。立模时采用汽车起重机吊放安装,PVC管穿钢拉杆和木撑予以固定。模板拆除后,抽出拉杆,用同标号水泥砂浆将对拉孔填塞密实,用抹子抹平压光,保证砼面平整光滑。

7.2.6承台所需砼在拌合站集中拌合,砼输送车运输,泵送入模。为保证承台的结构整体性,砼需一次浇注完成。为防止大体积砼施工阶段产生温度裂缝,施工中拟采用以下措施:

7.2.6.1配合比设计时,选用低水化热的普通硅酸盐水泥,同时尽可能地减少水泥用量。为此,施工中考虑征得监理工程师同意掺加水泥用量15%的一级粉煤灰,并采用1—3cm连续级配的碎石。

7.2.6.2采用加冰水拌合,水泥提前进场降温,使用经预冷后的石子和砂等措施对砼原材料预以冷却。

7.2.6.3避开气温较高时浇注混凝土,在泵送管上覆盖湿麻袋并淋水,以充分降低砼入模温度。

7.2.6.4在混凝土内布设冷却水管,并通以循环水冷却。

7.2.6.5混凝土浇注后加强养生,严格控制混凝土内外温差。一方面通过循环冷却水进行降温,另一方面对混凝土表面覆盖两层草袋并定时喷淋热水,以提高混凝土表面温度,减少温差,同时防止早期混凝土干缩裂缝。

7.2.6.6混凝土拆模时,应考虑气温、环境等情况,必须有利于强度的正常增长,并防止混凝土开裂,拆模时,混凝土内外温差控制在20℃以内。

7.2.7承台与塔墩连接处,截面突变,刚度变化较大。为避免此处出现收缩、温度裂缝,墩底2m范围内的砼与承台砼一次浇注,但应注意需将砼标号由C30变换为C50。

7.2.8承台模板拆除后,用30#水泥浆对泠却管注浆,并及时回填基坑,打夯机分层夯实。

本工程有墩柱12个,盖梁2个,砼标号均为C30,设计总方量633m3。桥梁墩柱从7.01m到10.47m不等,拟采用定型钢模,整体吊装,砼一次灌注成型,对于南、北边墩的排架墩,砼浇注至墩柱与盖梁阴角处以上2cm,确保盖梁砼浇注后,阴角接缝棱角分明、线条直顺。盖梁模板采用大块的木肋铁皮模板,支架采用碗扣式支撑体系搭设。为防止砼浇注过程中支架产生不均匀沉降,在支架基础范围内的基坑回填土上铺筑30cm厚的2:8灰土。桥墩钢筋在钢筋加工场加工,现场绑扎。砼在拌合站集中拌合,砼输送车运至现场,汽车起重机配合活底漏斗吊放入模,插入式振动器振捣,这些均为常规法施工,此不赘述。下面仅就清水砼施工工艺质量的控制做一叙述。

为确保桥墩清水砼的色差基本一致,要求做好砼的材料选配和计量工作,并加强施工过程控制。

7.3.1桥墩砼材料必须选用同一产地的黄砂、碎石,同一厂家生产的同一品种水泥,并将有关证明文件报请监理工程师审批。

7.3.2优化配合比,并掺入适量的引气剂,降低水灰比以减少汽泡。

7.3.3砼拌制时,要求严格控制材料用量,由专人负责水泥和外加剂用量,保证计量准确。

7.3.4钢筋:桥墩钢筋绑扎铁丝全部采用镀锌铅丝,绑扎好后将每个绑扎头朝里弯。待模板吊装完毕,经校正固定后在模板上口用楔型块将钢筋与模板之间保护层厚度固定好,待砼浇注至此高度时及时取走。

7.3.6砼浇捣:清水砼坍落度要比普通砼稍微小些,控制在8—10cm,以减少砼表面气泡。砼浇注时采用串筒,以免造成砼离析,使清水砼出现色泽不匀和表面气泡增多现象。砼每一次摊铺厚度控制在60cm以内,振捣方式采用先周边后中间,增加振动力,控制振捣速度,快插慢拔,将模板周边的气泡引至中间,然后排出表面。

本桥主塔共2个,为砼桥塔,H形结构。自承台顶至塔顶高83.8m,桥面以上部分塔高70.2m,在桥面以上39.4m处设横梁一道。该主塔上塔柱直立,为斜拉索锚固区;中塔柱向内倾斜,斜度为1:13.5;下塔柱为倒梯形结构。塔柱截面为单箱单室,顺桥方向宽5.5m,横桥方向上、中塔柱为3.0m,下塔柱为24.0~34.0m。上横梁截面为单箱单室截面,顺桥方向箱宽5.2m,竖向箱高4.0m,横梁壁厚为40cm。下塔柱顶部(即下横梁)及上横梁内均设有横桥向的预应力体系,上塔柱锚固段顺桥向及横桥向均设有预应力体系。

根据主塔的结构形式和特点,我们初步拟定主塔的施工方案为:在主塔施工前首先在每座主塔的正面且靠近主塔处(边跨侧)安装一台附着式自升塔吊,以满足施工材料等的垂直运输,同时在施工中辅以人货两用电梯以满足施工人员上下和小型机具材料的运输。下塔柱采用支架施工;中、上塔柱采用爬模施工;横梁搭设支架立模灌注。主塔砼在拌合场集中拌合,泵送砼入模。钢筋在钢筋加工场加工,现场绑扎。

主塔应严格按大体积砼的要求进行施工和养生,其方法参见7.2.6条。

   7.4.1起重设备的选择与安装

7.4.1.1塔吊的选择与安装

主塔施工属高空作业,工作面狭小,起重设备的选择与布置是主塔施工的关键。

根据施工本桥主塔所需的起吊荷载、起吊高度和起吊范围,我们在施工中拟选用QT80A型附着式自升塔吊(其主要技术参数见表二),以满足主要施工材料的垂直运输。塔吊设于主塔的正面且靠近主塔的位置(边跨侧),其基础设在主塔的承台上。

在承台砼施工时,在承台上按照预先确定的塔吊位置准确埋设塔吊基础预埋件。施工时,先按塔吊基础节的标高和螺栓孔位置埋好8根地脚螺栓,为保证预埋螺栓的精度,先用型钢焊设底座,再在底座上放样,将预埋螺栓焊好,连同底座一起浇入承台砼中。待砼达到强度要求后,将塔吊基础节直接固定在预埋的地脚螺栓上。

塔吊基础节完成以后,将塔吊安装至最小自升高度,即可利用塔吊自身的吊臂、自升架及液压顶升系统完成自升工作。塔吊的高度应随主塔的施工高度而升高。当塔吊升至一定高度后,为了增加塔身刚度和稳定性,要及时安装附着杆件与索塔的塔柱可靠地连接起来。

整个塔吊的安装过程必须按工艺及规范要求进行。为了保证塔吊的安装质量及施工安全,必须进行静载(超33%)和动载(超25%)试吊,并检查塔身垂直度和安全装置等各项技术指标,符合要求以后,才能进行起重作业。采用这种方式布置的塔吊在主梁施工时,需在桥面设预留孔,以便使塔吊塔身穿过。预留孔洞的具体尺寸和位置,我们在施工时将与设计单位商定,以保证不影响梁体结构的受力。

表二        QT80A型附着式自升塔吊主要技术参数表         

7.4.1.2人货两用电梯的安装

人货两用电梯具有构造简单、适用性广、安全可靠等特点,在主塔施工中可极大地方便施工人员的上下及小型机具和材料的垂直运输。人货两用电梯拟布置在主塔的东侧且靠近塔柱。其安装分3次进行,第一次安装至桥面,第二次安装至上横梁,第三次安装至塔顶。其安装程序为:浇筑电梯基础砼→安装基架→安装轨道架与顶部天轮架→安装附着设施、脚手架支托→安装电缆导向→安装限位撑铁及登高平台→轿厢上、下试运行调整,安装保护装置,检验试车。

主塔下塔柱高10.9m,为空心箱形截面,呈倒梯形,两侧壁为中塔柱向下的延伸部分,厚度4.3m,两侧壁之间用壁厚为1.0M的板相连,顶板(即下横梁)厚1.0m,形成箱形截面。下塔柱顶部(即下横梁)内设有横桥向的预应力,预应力筋为12φj15.24钢绞线束,波纹管成孔,OVM锚具。

因承台与主塔下塔柱连接处截面突变、刚度变化大,为避免出现收缩、温度等裂缝,下塔柱拟分两次进行施工,即在承台施工时,把下塔柱下部2M范围与承台一起立模、灌筑;当其砼强度达到设计要求后,在承台上搭设支架,立模接灌下塔柱上部砼。

7.4.2.1下塔柱下部2m的施工

下塔柱下部2m范围与承台一起施工,其模板的固定是重要的一环。为此,我们初步拟定,在承台模板安装固定后,使用万能杆件拼成桁架,横跨承台,把下塔柱的模板悬吊固定于桁架上。同时为了确保模板固定牢靠,在绑扎承台钢筋时,在承台中预设劲性骨架,以便进一步加固模板。预设的劲性骨架应与钻孔桩主筋牢固焊接。

下塔柱下部2m采用喷塑板嵌面的大块木模。砼在拌合场集中搅拌,运送至施工现场、泵送入模。其钢筋在钢筋加工场按设计及规范要求加工成型,与承台钢筋一起绑扎。

7.4.2.2下塔柱上部的施工

当承台及下塔柱下部2m的砼强度达到要求后,即可搭设支架,施工下塔柱上部的砼。

其施工工艺流程见图6。

①在施工前首先准确测量放线,并严格按照施工缝的处理方法对下层砼面进行处理。

②脚手架及承重支架均采用碗扣架。下横梁支架在下塔柱空腔内满布搭设。外模采用喷塑板嵌面的木模,内模采用竹胶板,模板接头夹橡胶板或双面海绵胶带以防漏浆。内外侧模板采用带塑料管撑的对拉螺杆加固定位,对拉螺栓的布置方式及数量根据实际情况确定。

③I、II级钢筋在钢筋加工场按设计及《规范》要求加工,送至施工现场,塔吊垂直提升,现场绑扎。直径大于25mm的主筋接长,采用钢筋挤压套筒连接,挤压设备使用上海产DSD2/6型油泵和YJ650III型压结器。连接接头必须按要求错开,同一截面的接头数量不能多于规范要求。挤压设备在使用前应进行校验,挤压接头必须满足质量要求。

④钢绞线在运抵现场后,应严格检查,并进行试验,在确认完全合格后方可使用。

图6 下塔柱上部施工工艺流程图

搭设脚手架及下横梁支架

绑扎下横梁钢筋、固定波纹管、安装预埋件

   钢绞线在钢筋加工场下料,下料长度要经过准确计算。下料时使用砂轮锯切割,切割口的两侧各5cm处先用铅丝绑扎,然后再切割。下料后的钢绞线在地坪上编束,并编号以备使用;

⑤横梁的预应力钢绞线束采用“先灌筑后穿束”的方法进行施工。根据设计的直线或曲线形状将波纹管准确固定于梁体内,同时应准确放置、固定螺旋筋和锚垫板等预埋件。固定波纹管采用间距为600–800mm的定位钢筋网,定位网应与非预应力钢筋可靠地固定在一起。波纹管安装后,应特别注意防止波纹管在浇注砼时被压扁或破损漏浆,给下一道工序施工造成困难。

下横梁的预应力孔道均为直线形式,固定波纹管时,在孔道上每隔10m左右设置排气孔。排气孔、泌水孔的制作方法为:在波纹管上开洞,然后将一块特制的带嘴塑料接头板用铅丝同管子绑扎在一起,再用塑料管插在塑料嘴上,并将其引出构件体外至少30cm。接头板的周边可用宽塑料胶带缠绕数层封严。波纹管的连接采用大一号的同型波纹管,接头管的长度为20cm,用密封胶带封口。

⑥在浇筑砼前,应对钢绞线进行检查验收,并检查锚具、垫板螺旋筋及其它预埋件位置是否准确、稳固,经检验合格后方可浇筑砼。

⑦砼在拌合站集中拌合,砼输送车运输,泵送砼入模,水平分层连续灌筑。砼灌注时,振捣工进入模内,使用插入式振动器振捣。对于有预应力孔道的部位,振捣时不能让振动棒直接接触波纹管。

⑧砼灌注后应加强养生。养生时,应对预应力孔道加以保护,严禁将水和其它杂物灌入孔道内。

  0→初应力(作标记)→102%设计吨位→持荷5min→锚固

⑩钢绞线张拉后应及时压浆封锚,以防锚具锈蚀而影响结构的耐久性。对于下横梁中第2批、第3批张拉的钢绞线,其预应力孔道应严加保护,以防锈蚀。

7.4.3中塔柱及上塔柱施工

中塔柱高43.6m,为两空心斜柱,倾斜率为1:13.5,截面为空心截面,顺桥向宽5.5m,横桥向宽3.0m,壁厚分别为60cm和90cm。中塔柱下部有一2.1m高的实心段。上塔柱高29.3m,为两空心直立柱,该部分为斜拉索锚固区段。上塔柱为空心截面,顺桥向宽5.5m,横桥向宽3.0m,斜拉索锚固侧壁厚120cm,其余两侧壁厚60cm。塔柱内空腔尺寸为3.1×1.8m。上塔柱锚固段顺桥向及横桥向皆设有预应力,预应力筋采用φL32精轧螺纹钢筋,锚具采用轧丝锚。

根据中、上塔柱的结构形式,初步拟定中塔柱下部2.1m高的实心段搭设支架立模灌筑,其余部分均采用“爬模法”施工。在施工中塔柱时,在中塔柱双肢之间拼设2.5m×7m的48支万能杆件作为立柱,从立柱横向拼出二道横撑,每个横撑的轴向承载力均不小于150T。(如图7所示)立柱有两个作用:一是在上横梁施工前从上面拼出的两道横撑,可消除中塔柱根部初应力和塔柱位移,二可作为浇筑上横梁砼的支架。

7.4.3.1中塔柱下部实心段施工

实心段采用搭设支架法立模灌筑,其施工工艺流程见图8。

图8实心段施工工艺流程图

①在施工前,首先准确测量放线,并严格按施工缝的处理方法对下层接缝砼面进行处理。

②脚手架及支架均采用碗扣式支撑体系,从施工下塔柱的支架和脚手架上或下横梁顶面接立至所需高度。

③劲性骨架在钢筋加工场严格按照设计要求,在模具上加工成型,拉运至施工现场,使用塔吊垂直提升,与下横梁施工时埋设的劲性骨架预埋板焊接就位。劲性骨架有着固定钢筋、拉索锚箱(俗称钢套筒)以及调整固定模板等多方面的重要作用,所以必须认真对待,精确加工、准确定位。其施工测量放样包括平面位置、塔身斜度和标高等几个方面,施工中的允许偏差要满足有关规定。

④钢筋在钢筋加工场加工,拉运至施工现场,使用塔吊垂直提升,现场绑扎,主筋采用挤压套筒连接接长。

⑤为了确保塔柱砼的外观质量,模板采用专业模板厂加工的大块钢模,模板的平整度、光洁度必须满足要求。模板使用塔吊提升,人工配合安装。模板要牢固固定,同时使用带塑料管撑的对拉杆加固。

⑥砼在拌合场拌合,砼输送车运输,泵送入模,插入式振捣器振捣。砼灌注后,应按要求严格进行养生。

7.4.3.2中、上塔柱爬模施工

根据塔柱的特点及施工要求,除中塔柱下部实体段采用支架法施工外,中、上塔柱均采用爬模爬架法施工。

①爬模工艺原理及架体爬升步骤

架体式脚手架和模板的升降系统,由爬架模板、已浇筑柱体和提升动力系统三大部分组成。其工艺原理为架体和模板以砼墙体为固定支承体,架体与模板之间利用提升动力互为支撑,相互交替上升。

架体爬升步骤为:清理杂物并检查设备固定情况→安装动力→拆除固定螺母→调节限位结构→分别提升爬架→固定附墙螺栓→检查→投入使用。

根据塔柱的特点及施工要求,爬架在塔柱外侧四面布置。平面上由四个单元组成,逐个单元爬升,爬架提升采用6T手拉葫芦控制,每个施工段高度4m。施工段起始标高为417.2m。塔柱内外均采用钢模,模板板面厚6mm,用6.5号槽钢作竖向加劲肋,10号槽钢作横向加劲肋,单块模板高度2.0m,配置3套模板,施工中交替翻转使用。爬架用附墙螺栓锚固于已灌筑的砼墙体上,固定系统采用M24H型螺母系列。

采用爬模施工塔柱,是一个循环作业的过程,全部施工设备随塔柱的升高而升高。其每一个施工周期的工艺流程见图9和图10。中塔柱和上塔柱的施工方法基本相同,不同之处仅在于上塔柱柱身比中塔柱柱身多了纵横向预应力和锚索套筒等。这里把中、上塔柱的主要施工方法做一叙述。

图9  中塔柱柱身爬模法施工工艺流程图(一个循环)

A.为了保证塔柱的施工精度,测量控制非常重要。在施工中首先要严格控制好劲性骨架的平面位置、标高和倾斜度等;立模时,用极坐标法直接控制模板的四个角点。

B.劲性骨架在钢筋加工场严格按设计要求加工成型,拉运到施工现场,使用塔吊垂直提升,与下节骨架连接就位。劲性骨架在塔身的施工中有着固定钢筋、拉索套筒、以及调整固定模板等多方面的重要作用,所以必须超前拼接、精确定位。这里需要指出,因中塔柱有一定的倾斜度,在施工过程中,其劲性骨架要受到较大的水平分力,所以中塔柱的劲性骨架在设置时,要设一定的预偏值,该值要在施工前准确计算。

C.钢筋在钢筋加工场加工,现场绑扎。主筋接长采用套筒连接。纵横向预应力孔道采用波纹管成孔,波纹管应按设计位置准确安放固定。

D.上塔柱施工的重点在于拉索套筒的空间定位,其位置的准确性直接影响到斜拉桥的工程质量。施工中采用天顶法或空间坐标法进行测量控制,确保其空间误差不超出设计要求。拉索套筒预先按设计要求准备锚板和钢管等材料,在钢筋加工场下料,修整角度,将钢管焊接在锚板

图10上塔柱柱身爬模法施工工艺流程图(一个循环)

安装绑扎钢筋、安装纵横向预应力波纹管

 锚索套筒定位并安装其它预埋件

拆模后穿入фL32精轧螺纹钢筋

 上。要保证钢管与锚板圆孔同心,锚板面与钢管垂直。拉索套筒加工后,在现场安装定位。拉索套筒定位包括套筒上、下口的空间位置、套筒倾斜度和标高等。具体施工时,先测出套筒的下口位置,将套筒下口在此处与劲性骨架铰接,然后调节套筒上口,将其按设计位置固定在劲性骨架上,套筒固定以后,将其两端入口堵住,以防浇注砼时堵塞孔道。套筒的固定必须牢固可靠,以防灌注砼时发生移位。需要说明的是,钢筋绑扎和套筒的安装并不是截然分开的两个施工步骤,一般情况下,当主筋定位后,就要安装套筒,然后绑扎其余钢筋。

E.爬架提升使用6T手拉葫芦,逐个单元爬升。爬架提升到位后,提升安装模板。立模时要使拉索套筒的上、下口紧贴模板,并要消除模板接头间的不平整现象,确保模板间接缝紧密,不发生漏浆现象。

F.爬模施工到上横梁的实心段时,内侧模板采用另行加工的木模以留出上人工作孔,同时在施工时要预留横梁钢筋和预应力孔等,以便进行横梁施工。

G.砼在拌合场严格按施工配合比拌合,砼输送车运输至施工现场,泵送砼入模,分层连续施工,插入式振动器振捣。中、上塔柱中钢筋密集、预埋件多、作业空间狭小,所以在施工时,必须加强振捣,以确保砼的施工质量。砼灌注后,严格养生至规定的时间。

0→初应力→设计吨位→持荷5min→锚固

I.张拉后,要及时压浆封锚,其施工方法详见7.4.2.2第⑩条,此不重述。

图11 上横梁施工工艺流程图

安装横梁外模及腹板内模

绑扎钢筋、固定波纹管、穿钢绞线束

钢筋加工、钢绞线束加工制作

7.4.4.1上横梁采用万能杆件搭设支架进行施工,其支架形式如图7所示。支架两端应与塔柱连结固定,以增加其整体稳定性。支架的顶部标高应根据上横梁底的标高控制。为了消除上横梁施工时支架发生的弹性变形,支架拼装完成后,应对支架预压重,其加载重量为横梁全部重量的1.2倍,同时在支架与横梁模板之间设小型螺杆式千斤顶,以调整在上横梁砼施工过程中,横梁底模可能发生的过大变形。

7.4.4.2横梁的内模使用木模,外模使用喷塑板嵌面的木模,模板在木材加工场制作,塔吊垂直运输,现场拼装就位。

7.4.4.3钢筋在钢筋加工场加工,现场绑扎。砼在拌合站集中拌合,砼输送车运输,泵送入模,插入式振动器振捣,水平分层连续灌筑。

7.4.4.4预应力筋采用“先穿束后灌注”的方法施工,其方法与下横梁预应力的施工基本相同,此不赘述。

7.4.4.5预应力筋张拉完毕、压浆封锚后,即可把施工上横梁的支架及中塔柱的两道临时横撑予以拆除。

本桥主梁孔跨形式为112m+256m+112m三跨式结构,边跨内设一辅助墩,把边跨跨径分为32+80m。主梁为双向预应力砼结构,截面为双实心边主梁形式。主梁全长480m,全宽为30.5m,梁高2.0m,两侧各有1.75m悬臂板,主塔附近加宽至5.25m,两实心边主梁之间用横梁及桥面板相连。为了与结构受力相适应,在边跨辅助墩及边墩附近主梁为全截面实心压重段,其余大部分为标准段,标准段截面桥面板厚度为28 cm。顺桥向每隔6m设一道横梁,其间距与索距相同,横梁厚度为30cm。

根据桥位处的地形条件、主梁的结构特点及设计要求,我们初步拟定施工方案如下:

塔墩处0#段及边跨采用满堂支架法现浇,中跨标准段采用牵索式挂篮悬浇施工,边跨合拢段采用支架法现浇,中跨合拢段采用吊模法施工。根据设计要求,主梁施工时,边跨标准段要超前中跨两个节段施工。梁体节段的具体施工顺序见主梁节段施工顺序图(图12)。采用挂篮悬浇施工的梁段,其悬臂部分滞后一个节段浇筑,待施工下段梁体时,安装吊架立模灌筑;对于采用满堂支架法施工的梁段和中、边跨合拢段,均采用一次立模一次灌筑。

I、II级钢筋、钢铰线、ФL32精轧螺纹钢在钢筋加工场加工,现场绑扎;斜拉索采用符合质量要求的成品索,现场挂设安装。施工所用砼在拌合场集中拌合,泵送砼入模。梁体的横梁节点、端部实体段均属大体积砼,要采取有效措施,降低水化热的危害,确保砼质量。其具体措施和养护方法参见7.2.6条。

7.5.1  0#段的施工

0#段采用满堂支架法施工,其施工工艺流程见图13。

7.5.1.1首先根据梁段的平面位置,在承台上采用碗扣架搭设满堂支架。该支承体系有拆装灵活、调整高度方便、在荷载作用下变形小的特点,施工时可根据承受荷载的大小而组成满足承载能力的空间网状结构。支架搭设后应对支架进行预压,其预压重量为梁体重量的1.2倍,以消除支架在梁体砼灌注中的过大变形。

7.5.1.2梁体模板采用喷塑板嵌面的木模板,按照梁体设计尺寸安装固定。在安装梁体模板的同时,应准确安装梁体的竖向和横向支座,并把梁体施工所需的竖向和纵向临时约束安装就位。临时约束的具体形式按照《东二环路跨铁路立交主桥工程施工招标标前会议纪要》的有关要求,待中标后与设计单位研究确定。

7.5.1.3梁体I、II级钢筋在钢筋加工场加工,现场绑扎。预应力钢绞线及ФL32精轧螺纹钢筋在钢筋加工场下料加工,在绑扎梁体普通钢筋的同时,穿进波纹管,绑扎就位(即“先穿束后灌注”)。有关预应力的施工方法详见7.5.6条“梁体预应力体系施工”。

7.5.1.4梁体砼在拌合场集中拌合,砼输送车运输,泵送砼入模。砼从两端斜层灌筑,插入式振动器振捣,于中间合拢。砼灌筑后要加强养生。

 7.5.1.5当梁体砼强度达到要求后,拆除侧模,并按规定的步骤和张拉顺序张拉纵向预应力钢铰线和横向ФL32精轧螺纹钢筋。这里要特别提出的是,0#墩支架及底模宜在斜拉索张拉4对索以后方可拆除。

图13  0#段梁体施工工艺流程图:

安设支座并设置塔梁竖向及纵向临时约束

绑扎梁体钢筋、穿波纹管、穿横向钢绞线束和纵向φL32预应力粗钢筋、安装预埋件等

张拉横向预应钢铰线束、张拉φ32精轧螺纹钢筋

I、II级钢筋及预应力筋加工

边跨标准节段采用“满布式”支架施工。在0#段施工结束后,两个边跨首先施工S1~S2节段。各节段体梁施工顺序见主梁节段施工顺序图(图12)。边跨施工工艺流程见图14

图14  边跨标准节段施工工艺流程图:

绑扎梁体钢筋、固定波纹管、穿纵横向预应力筋、安装固定主梁斜拉索锚管及其它预埋件

I、II级钢筋、预应力筋加工及斜拉索锚管加工

7.5.2.1在地面上放出支架基础的边线。当支架地基为现有道路路面(如金花北路,华清路等)时,可直接在道路路面上搭设支架,否则应平整压实支架基础范围内的地面,并根据实际情况对地面予以加固处理,以确保地基有足够的承载能力,避免施工时发生不均匀沉降。同时,应加强地面排水,避免支架基础浸水而影响地基承载能力。

7.5.2.2支架主要采用碗扣式支撑体系,“满堂“布置,而在南边跨有一条铁路专用线从桥下穿过,所以在该处采用万能杆件搭设门式支架,以确保火车通行的净空要求,搭设支架时任何杆件不得侵入铁路限界。在搭设支架时,要根据实际情况在适当的位置处预留通道,以保证行人、非机动车通行及施工区周边单位机动车辆的出入。梁体支架搭设完毕后应按要求进行预压。

7.5.2.3梁体模板采用喷塑板嵌面的木模,按照梁体设计尺寸安装固定。梁体I、II级钢筋、预应力筋钢绞线束、精轧螺纹钢筋及主梁斜拉索预埋管道等预埋件,均在钢筋加工场加工,现场绑扎、固定。梁体砼在砼拌合场集中拌合,砼输送车运输,泵送入模,插入式振动器振捣。振捣时,严禁振动器直接振捣波纹管及斜拉索预埋管道。

7.5.2.4梁体砼灌注后,要加强养生,当砼强度达到要求后拆除侧模及预应力锚槽模板,严格按要求张拉横向和纵向预应力筋(预应力的施工方法详见7.5.6条“梁体预应力体系施工”)。

7.5.2.5预应力筋张拉后,要及时压浆,并安装吊模施工悬臂板锚槽口处砼。同时严格按设计要求安装、张拉斜拉索(斜拉索施工方法详见 7.6条“斜拉索技术要求及施工”)

7.5.2.6斜拉索张拉后,即可按预先确定的卸架顺序拆除梁体支架。

7.5.3边跨非标准节段(S11~S18节段)的施工

边跨非标准节段采用满堂支架法施工,其施工方法与边跨标准节段(S1~S9节段)施工方法基本相同,其施工顺序见主梁节段施工顺序图(图12)。但两者施工的不同点是非标准节段的梁体施工后,暂不拆卸支架,也不进行斜拉索的张拉,待边跨合拢、并把中跨和边跨的斜拉索对应成对张拉后,方可拆除梁体模板和支架。

7.5.4中跨标准节段施工

中跨施工横跨铁路站场,所以在施工中必须采取有效措施,要确保施工和桥下铁路行车作业安全。

为了在中跨梁体施工过程中保证铁路畅通无阻,设计要求中跨标准节段采用牵索挂篮悬臂灌筑。根据梁体结构,施工中我们拟采用“全断面整体浇筑自行式牵索挂篮”。这种挂蓝的高度低,重量轻,据初步计算,其纵梁高度不大于1.8米,完全能够满足梁体施工时桥下的净空要求;其重量约130T左右,符合设计文件规定的挂篮重量不大于150T的要求。该种挂篮能充分发挥斜拉索效用,其承重能力大为提高,但在浇筑一个节段砼过程中要分段调索,工艺较复杂。施工时,除两侧悬臂板外整段梁体一次灌筑,其两侧悬臂板滞后一个节段施工。悬臂板采用吊架立模灌筑。在施工时要保持边跨标准节段超前中跨两个节段。

7.5.4.1牵索挂篮施工

①挂篮主体构造(见图15)

 A.承重系统。由两根纵梁和三根横梁组成,均用A3钢板拼焊组成箱式结构。三根横梁分别位于纵梁的前端、中间和尾部,纵梁的前端设置与牵引索系统连接的锚固滑槽,在尾部的横梁上设有行走滚轮。

GB/T50081-2019标准下载B.模板系统。由底模、外侧模、内模及横隔板模组成,均为专门加工的大块钢模。

C.牵索系统。由异形接头、牵引杆、定位架及千斤顶组成。

D.锚固系统。包括后锚点和C型挂梁。后锚点位于挂篮尾部,由直径32mm的精轧螺纹钢通过预留孔将纵梁锚固在已浇梁段上,并设液压顶升装置进行调节。C型挂钩用A3钢板拼焊,位于挂篮中部,其上端挂在已浇梁段前端,下端与挂篮纵梁相连。在C型挂钩附近的纵梁上设置了水平反力座,用以平衡斜拉索的水平力,水平反力座用钢板焊成,与主梁上的预埋件栓接在一起。

E.行走系统。由行走滚轮、滑板、牵拉精轧螺纹钢及穿心式千斤顶组成。滑板铺放在主梁顶面,其前端设顶座。行走滚轮安装在挂篮尾端横梁上,行走时,精轧螺纹钢筋一端与C型挂钩连接,形成行走系统。该系统的主要作用是当挂篮施工完一段后,将其转移到下一段。

A.挂篮安装就位并锚固试压;

B.安装模板,同时安装斜拉索并与牵索系统进行连接;

C.绑扎钢筋,安装预应力管道信步贤庭1#、2#栋住宅小区工程安全文明施工方案,穿纵向精轧螺纹钢筋(即先穿束后灌注砼),而纵横向预应力钢绞线在张拉前方进行穿束(及先灌注砼后穿束);

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