一、工程概况
苏通大桥B2、D1合同段上部结构为预应力混凝土等截面连续箱梁,分左、右两幅布置,分别位于45#墩~65#墩之间(B2标北引桥)和72#墩~77#墩之间(D1标辅桥,要求进行箱梁节段的预制、运输和安装),其中B2标北引桥有2联,其跨径组合为:(50m+9×75m)+(10×75m);D1标辅桥为1联,即5×75m。箱梁预制安装全长1850m,标准桥面宽34.0m。
箱梁采用单箱单室结构,在墩顶设3.0m厚中横梁,梁端设端横梁,其余部位均不设横隔梁。箱梁顶板宽16.4米,底板宽6.5米,底板厚度从80cm变化至25cm,腹板厚度从90cm变化至40cm,顶板厚度均为25cm,翼缘板长度为3.95m,梁中心高为4.0m。
箱梁采用短线匹配法预制,跨墩架桥机悬拼施工。节段长度分为2m、3m、3.3m、3.6m、4.0m和4.5m六种,最大块段重量为286t(重量超过150t的块段采用二次浇注工艺,将预制阶段的块段重量控制在150t以内)。每联的边跨设有1道10cm和1道15㎝宽的湿接缝,中跨跨中则为3m宽的现浇混凝土合拢段。
预制箱梁数量:45#墩~65#墩之间824片,72#墩~77#墩之间208片,共计1032片。
二、施工工艺流程
箱梁节段预制、安装工艺流程见图2.1:
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混凝土配合比设计 钢筋骨架制作 钢筋骨架吊入模 内模安装就位 浮吊安装墩顶0#块 混凝土浇注、养护 模板拆除 匹配梁转运、存放 梁段装船运输至待安跨下方 新浇梁段移至匹配位 架桥机安装到位 架桥机试吊及验收 测量控制 匹配梁段定位 端模、底模、外侧模就位 架桥机设计制作
试吊 架桥机起吊箱梁节段 胶结层配合比设计 节段间胶结层涂沬、张拉临时预应力 胶结层固化张拉悬拼钢绞线束、压浆 架桥机同步解钩 合拢段、湿接缝施工 预应力张拉 架桥机过孔 图2.1 箱梁预制安装主要施工工艺流程图
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三、预制厂设计及建设 3.1 预制厂规划布置原则
预制厂建在B2标生活办公区与B1标现场生产区之间的空地内,预制厂的规划与布置原则为:
1、满足短线法预制施工的需要。
2、满足箱梁节段预制工期的要求,有足够的场地用来储存箱梁节段。 3、预制区及存梁区应布置合理,方便预制好的箱梁节段能及时转运、储存。 4、临时通道及出运码头布置合理,方便梁段转运及出运。
5、根据现有的资源,充分利用有利条件(如可以利用C1及B1标的临时设施等),尽快投入生产,提高使用功能。 3.2 预制厂总体布置
预制厂以箱梁节段预制、堆存及出运为中心进行布置,厂区主要由混凝土拌和站、钢筋骨架加工区、节段预制区、节段堆存区、节段出运栈桥、出运码头和仓库车间等几个部分组成。
节段预制区共设两条生产线,每条生产线各设三个箱梁预制台座、三个钢筋绑扎台座。预制台座两侧设测量控制塔。在每条生产线上各设一台1600KN龙门吊及一台100KN龙门吊(跨距26m)辅助生产。
箱梁堆存区共设162个堆存台座,箱梁节段按2层堆放,共可存放箱梁324块。预制区与堆存区之间设有20m长的修整区,预制好的箱梁节段存放前可在修整区进行适当的修整。
场内还设置有2台50m3/h的混凝土搅拌站、二台箱式变电站(共700KVA)、砂石料堆场、钢筋堆场、钢筋加工车间、办公室、试验室、蒸汽锅炉房等。
预制厂总平面布置见图3.1:
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7.32
图3.1 预制场总平面布置图
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3.3 预制厂地基处理
箱梁节段预制台座区、龙门吊支腿行走区地基采用CFG水泥粉煤灰碎石桩进行加固处理,CFG桩桩径为600mm,桩长8m,桩间距1.8m(预制台座区为梅花型布置,轨道区为等距布置)。
钢筋台座区地基处理为:地基压实+20cm级配碎石+15cm面层混凝土。 箱梁节段堆存(修整)区地基处理为:地基压实+30cm块石+20cm级配碎石。
场区设置完善的排水系统以及时排出地表水。 四、出运码头设计及建设
为了方便箱梁节段的出运,拟修建一出运码头。出运码头主要由出运栈桥及门式起重机(桥吊)组成。出运栈桥长325m,宽7m,出运栈桥主要由Ø800mm钢管桩、贝雷梁、分配梁、面板及轨道组成。桥吊主要是将出运栈桥运梁小车上的箱梁节段转运至运梁船上,其主要结构有桥吊基础、横梁及起重设备。目前,出运码头还在设计中,项目部正抓紧材料的筹备。
出运码头布置见图4.1
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设计高水位2H800x300区设计低水位图4.1 出运码头总体布置图
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五、箱梁节段预制
5.1节段预制工艺流程及总体预制顺序 5.1.1预制工艺流程
箱梁节段拟选用短线匹配法进行预制。根据进度安排,预制厂内设置6个台座(1#、2#生产线各3个),各个台座可同时作业。
短线法预制箱梁的主要施工工艺流程图5.1:
台车及模板系统加工 测量控制 钢筋绑扎、波纹管及预埋件安装 底模、外侧模系统就位 匹配梁段定位 钢筋骨架吊装 内模就位 端头固定模板就位 混凝土配合比设计 混凝土浇筑、养护 拆除模板 匹配梁段转运存放 新浇梁段移至匹配梁位置
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图5.1 短线法预制箱梁施工工艺流程
5.1.2总体预制顺序
B2标、D1标箱梁总体预制顺序按照先拼先制的原则进行。具体为: 1#、2#
生产线首先同时生产B2标上游幅第一联45~49#墩箱梁节段。完成后,1#生产线继续B2标上游幅箱梁节段的预制生产,完成后进行B2标下游幅第二联箱梁节段的生产直至结束。2#生产线在结束B2标第一联的45~49#墩上游幅箱梁节段预制生产后开始B2标下游幅第一联(45~55墩)箱梁节段的预制生产;完成后按先上游后下游幅的顺序开始生产D1标梁段。在施工中将根据实际情况进行模板数量调配以调节每个段落的生产速度。预制总体顺序如图5.2:
1#生产线继续预制B2标上游幅箱梁直至完成 1#生产线预制B2标下游幅箱第二联箱梁节段 2#生产线预制B2标下游幅第一联墩箱梁 1#、2#生产线同时预制B2标上游幅第一联45#-49#箱梁 #
2#生产线预制D1标上、下游幅箱梁 1#、2#生产线同时预制B2标下游幅第二联剩余箱梁 图5.2 箱梁预制总体顺序
5.2试配及节段试制 5.2.1砼配合比
箱梁混凝土采用C50高强混凝土,其主要材料要求为:P042.5普硅水泥、5~16mm、16~25mm二级配玄武岩碎石,中砂、Ⅰ级粉煤灰、超高效减水剂;要求
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混凝土拌和物:具有良好的和易性、无泌水、离析现象、坍落度为14±2cm(1小时坍落度损失小于2cm)、缓凝时间6小时、36h强度大于25MPa、3天强度达到设计强度80%以上。通过试验室反复试配试验,选择最为理想的砼配合比。 5.2.2试制
采用短线匹配法预制箱梁节段在国内运用较少,值得借鉴的成功经验不多。由于这种工法对施工质量要求高,施工过程控制复杂,因此在正式施工前,拟通过箱梁节段的预制施工及混凝土试件的试验获取和确定相应参数和工艺。
1)试验目的
通过试验,达到以下主要目的:
①检验箱梁混凝土配合比参数是否满足设计及施工要求,模板拼装精度是否符合规范要求,总结钢筋制安、模板安装及定位、混凝土浇筑、模板拆除、混凝土养护等工艺,并进行优化。
②检验梁段的外型尺寸是否符合设计要求,端面剪力键是否完好,混凝土的外观质量等。
③检验脱模剂的效果,最终确定箱梁预制所用脱模剂。 ④检验隔离剂的效果,确定隔离剂的配比。 ⑤获得混凝土弹性模量及容重值。
⑥对整个试制过程进行工效分析,优化工料机组织。 2)试件选取
为了检验混凝土的配合比及其各种参数、脱模剂的效果、混凝土的外观质量等,先试制两个1.5×0.6×3m的矩形混凝土块,发现不足并改进,然后再试制3个箱梁节段,总结出一套合理的箱梁预制工艺程序。所选3个箱梁节段为:中跨墩顶0#梁段(A类)、一侧1#梁段(B类)和2#梁段(C类)。墩顶0#梁段长4m,重286t;1梁段长3m,重133.9t;2梁段长3m,重126.1t,底部有齿板。
3)试验流程
整个箱梁节段试验分四步进行。
第一步:通过浇注2个矩形墩初步检验混凝土各项性能指标,并进行脱模剂选择。
第二步:进行第一个箱梁节段预制实验。熟悉并检验箱梁节段钢筋骨架制作、
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安装,模板支护、调整、拆除,混凝土浇注工艺,检测混凝土各项性能指标是否符合要求,发现考虑不足及有缺陷的施工工艺和技术参数,并针对不足之处拟定整改措施和意见。
第三步:在第一、二步的基础上完善箱梁节段的各项施工工艺,并以第一个箱梁节段作为匹配段,对台座区内梁段移运、液压台车对匹配(待浇)梁段平面位置、标高的调整定位以及匹配梁段与待浇注梁段结合面的处理、脱模进行检验。
第四步:进行试制总结,确定各项施工工艺及控制要求,编制短线密接法预制箱梁节段作业指导书指导正式生产。对获取的工序耗时进行分析,优化工料机组织配备。 5.3 节段预制
箱梁节段以“T”为单元进行预制。首先分三批进行B2标第一联、B2标第二联和D1标墩顶块0#节段的预制,然后以0#节段为匹配梁段对称预制,按总体预制顺序依次完成各个“T”构悬臂和边跨部分的箱梁节段的预制生产。 5.3.1节段预制液压模板系统 5.3.1.1模板系统构造
与台座数量匹配,箱梁节段预制投入6套标准模板系统进行施工。为了操作方便,模板系统配置了液压和可调螺杆装置。模板由新加坡YWL公司设计、专业厂家制造。模板系统包括底模、侧模、端模和内模,其总体结构型式如图5.3: 1)底模
底模为4支腿钢平台结构,支腿下设可调螺杆。每套模板包括2个底模支架及1个底模台车,分别用于匹配梁段和待浇梁段。为了满足不同长度箱梁节段预制的需要,底模还设置了可更换部分。底模台车上设置了竖向及横向液压装置,竖向液压装置用于调节底模的高度和倾斜度,拆模时顶升(降落)箱梁节段;横向液压装置用于调节底模(匹配梁段)的平面位置,方便底模(匹配梁段)定位; 2)侧模
侧模系统由侧模、侧模支撑桁架及调节螺杆组成。通过调节装置可以实现侧模侧向移动和沿轴转动。侧模定位时,通过支撑桁架上的螺旋调节装置进行调位,到位后底口与底模用螺栓联结固定。侧模顶、底口设拉预应力螺纹钢筋螺杆对拉螺杆(钢筋骨架吊入模后对拉)。
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3)内模
根据节段内腔尺寸的变化,内模设计成小块组合结构,组合模板分为标准块和异型块,根据各种载面尺寸需要进行组合。内模主要由顶板底模、腹板内侧模及角模组成,各模板之间采用可调撑杆支撑。整个内模系统固定在内模台车滑梁上,由液压系统完成竖直方向伸缩及横向开启、闭合,并通过专用台车伸进移出。
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图5.3 预制箱梁模板结构示意图
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墩顶0#梁段二次浇注横隔墙与腹板接缝断面则采用快易收口网模板进行支护。
4)端模
端模分固定和移动两种。固定端模与固定在地面的支撑锚固支架连接成一 体;移动端模用于墩顶0#梁段预制,作为梁段的另一端的端模,固定端模与移动端模间设预应力螺纹钢筋对拉螺杆。 5.3.1.2模板系统支护
1)模板施工流程
0#块:固定端模定位→底模台车调整底模到位→侧模调整到位→移动端模安装→内模安装(含钢内模及收口网模板)。
普通梁段:固定端模定位→匹配梁段定位→底模台车调整底模到位→侧模调整到位→内模安装。
2)固定端模及移动端模支护
端模对保证梁段的预制精度极其重要,支护时确保其平面位置、垂直度及标高。
a、端模模面与待预制单元中轴线线成900,且在竖向保持垂直。
b、在端模上翼缘正中央及腹板位置处共设三个高程检查点,支模时进行标高检测,确保其水平度。
c、固定端模与底模通过底模上的可拆卸部分(宽550mm)连接,底模可拆卸部分通过可旋转的螺栓固定于固定端模下口。在固定端模校模的同时,也包括对留在端模上的底模可拆部分段平面位置及标高的调整,该部分底模标高调整通过下方设置的三根调节螺杆来实现。
3)底模及底模台车
底模通过5t卷扬机牵引底模台车进行初步就位。细步调整系通过操作油泵来控制布置于底模台车上的横向和竖向的8个千斤顶,对底模进行三维调整。底模支护时中轴线与测量基线(测量塔与目标塔连线)、固定端模模面中轴线位于同一条直线上,并用精密水准仪检查其水平度。
4)侧模、侧模支架及移动端模
侧模及侧模支架系统固定于预制台座上的预埋铁件上。在底模就位后,通过
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调节侧模支架上的调节螺杆,使侧模与固定端模侧面靠近并顶紧,另一端移入移动式端模,同时调整侧模支架螺杆与移动端模,使移动端模模面与预制单元中轴线成900,且模面竖向竖直,上翼缘水平,并及时用螺栓及对拉预应力螺纹钢筋进行连接固定。
5)内模及内模台车
在龙门吊吊放钢筋骨架入模后,5t卷扬机牵引内模台车将内模移入钢筋骨架内腔。滑梁的前端用调节螺杆支撑在地面上,操纵油缸将内模展开,使内模与匹配梁段内腔(移动端模内口)及端定端模口内抵紧,并调节螺杆支撑内模。0#梁段在钢内模就位后,在横隔板位置(3m范围)支立收口网模板并固定,横隔板预埋钢筋穿过收口网模板嵌入箱梁腹板内。 5.3.2匹配梁段定位及与待浇段的隔离处理
根据测量监控程序GeomPro计算的数据进行匹配梁段的精确定位。匹配梁段定位时标高、平面位置控制主要通过设置在底模台车的8台千斤顶来实现,其操作方式与底模调整相同。在匹配梁段调整到位后,采用调节螺杆进行支撑。释放底模台车进行待浇梁段的底模调整。
匹配梁段下等浇梁段间接缝隔离采用涂刷专用隔离剂(采用洗洁精和双飞粉调制)。隔离剂在待浇梁段钢筋骨架吊放入模前涂刷。在梁段分离后,用清水和钢丝刷对匹配梁段和新浇梁段的接头断面进行清洗。 5.3.3钢筋骨架制作
箱梁节段钢筋绑扎的顺序为:底板钢筋绑扎→腹板及横隔板钢筋绑扎(预埋)→顶板(含翼板)钢筋绑扎→波纹管、预埋件安装。
1)、钢筋骨架绑扎
箱梁节段骨架钢筋采取先在台座上绑扎成型、再用龙门吊整体吊装入模的工艺施工。钢筋绑扎台座如图5.4所示:
2)、预埋管件的安装、定位
在钢筋绑扎的同时,进行所有预埋管件的埋设。主要包括:体内预应力波纹管(锚垫板)埋设、预制节段吊点预埋件、预制节段临时预应力预埋件、体外预应力束在墩顶块的预埋钢管、体外预应力束限位装置预埋件、墩顶梁段(0#段)临时锚固预埋件、避雷预埋件、其它附属设施预埋件及通风孔、排水孔的埋设。
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图5.4 筋骨架装配架结构示意图(单位:cm)
为了避免在在浇注待浇梁段时,水泥浆从箱梁节段接缝间渗入预留的波纹管内,必须对两个梁段接头断面处波纹管进行防漏浆处理。拟定的处理方式为:采用木料加工双面锥形体,一端插入匹配梁段波纹管中,另一端插入待浇梁段对应波纹管中,锥形体上包裹一层海绵止浆。
3)、钢筋骨架吊点的设置
绑扎成型的钢筋骨架经验收合格后即可吊装,吊装由10t龙门吊完成。为防止变形,钢筋骨架吊装时,采用专用吊具多点起吊,钢筋骨架顶板与底板之间用连接杆进行临时连接,以增加骨架整体性。 5.3.4箱梁混凝土浇筑
箱梁混凝土的浇筑顺序为:底板→腹板→顶板(含翼板)。
在普通梁段混凝土施工过程中,因内模安装到位后,节段内腔空间狭窄,给箱梁底板混凝土浇注带来了不便,为了保证底板砼施工质量,先用串筒浇注底板无压角模板部分和齿块砼,然后再从腹板顶面下料浇注剩余底板和腹板砼,最后再浇注顶板砼。腹板混凝土按30cm厚度分层浇筑。混凝土采用插入式振捣棒振捣为主,附着式振捣器振捣为辅,振捣棒应避免碰撞模板、钢筋、波纹管及其它预埋件。应严格控制振捣棒的振捣间距和振捣时间。当混凝土浇筑结束后,采用
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专门制作的架子进行收面,严格控制顶面标高,并在其初凝前拉毛处理。
初凝前埋设2个轴线(U型圆钢)和4个高程(镀锌十字头螺栓)控制埋件。 混凝土浇筑完成初凝后应及时进行养护,采用洒水养护,表面采取覆盖潮湿覆盖物使混凝土表面的潮湿状态保持在7天以上(冬季箱梁预制时,采用蒸汽养护)。
标准节段预制程序示意见图5.5
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图5.5 标准节段预制程序示意图
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5.4节段修整及堆存 5.4.1节段修整
预制好的箱梁节段经养护达到拆模强度后,拆除模板,并移出作为匹配梁,强度达到起吊要求(不低于设计强度的75%)后,用160t龙门吊将箱梁节段转运至箱梁修整区的支墩上,并固定好。对箱梁进行全面检查,并修整。修整主要包括以下内容:
1)对混凝土表面的缺陷进行处理
2)清除梁段匹配面上的隔离剂,以免影响拼装施工。 3)检查预应力管道是否堵塞、串孔,并进行处理。 4)清理混凝土表面油污。 5)修补受损的剪力键。 5.4.2节段堆存
箱梁节段在修整区修补完成后,即可转运至堆存区存放。堆存第一层箱梁时,先在相邻两个堆存台座上各铺设一层枕木,用160t龙门吊将箱梁节段吊放在枕木上,堆存第二层时,在第一层箱梁节段的顶板(与腹板交接处)上铺设枕木,再将箱梁节段存放在枕木上。 5.5预制线型控制 5.5.1预制单元的构成
在采用短线预制法时,一套标准的预制单元包含以下的主要部件: a、固定端模 b、底模及底模台车 c、外侧模及其支架 d、内模 e、测量塔
测量塔建在预制单元的两端。它们位于预制单元的中线上并且垂直于固定模。
5.5.2预制单元定位
由于几何控制的有效性取决于预制单元定位的精确度,因此开始浇筑前须验证它的几何关系。常规检测包括如下:
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固定端模-固定端模模面须保持竖向垂直并与预制单元中线成900,端模上缘须保持水平。端模标高应以靠近腹板处的两测量控制点进行检查。水平误差和与中线的垂直度误差必须控制在1mm之内。
底模-对于等高箱梁,底模须水平安置并与固定端模下缘良好闭合。底模中线必须在水平及竖向与固定端模模面成900。
外侧模-要检查它和固定端模闭合是否良好。
预制单元的参照标高位于预制梁梁面。其单元参照系统(即局部座标系)如下所示:
匹配段(移动端模)轴待浇梁段轴固定端模图
5.6 预制单元局部坐标系示意图
5.5.3测量控制点
每一预制梁段须设置六个控制测点。其沿节段中心线的两个测点(FH&BH)用来控制平面位置,而沿腹板设置的四个测点(FL,FR,BL&BR)用以控制标高。测点设置见图5.7。
在固定端模上缘也设置三个控制测点(LI,RI&I)。单元中心线由放置在测量塔上的经纬仪和目标塔反光镜确定。在预制单元附近也要设置一固定水准点(BM),以对测量塔和目标塔进行校准。如果观测到测量塔或目标塔有偏移,应及时纠正。
所有的控制预埋件都在砼凝结前安放在梁段顶板上。它们由镀锌十字头螺栓和U型圆钢组成。这些预埋件必须尽量设置在所规定的位置。但是它们的位置不需要绝对的正确,因为它们只是用作相对位置的参考。
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图5.7 测量控制点布置示意图
5.5.4预制过程中的几何控制流程
预制过程中的几何控制主要流程如下:
新浇梁段移至配合梁段位
重复上面的步骤,直到整孔梁段预制完成 图5.8 预制过程几何控制主要流程图
将测量结果输入至GeomPro以确定新浇梁段在作 安装测点 钢筋骨架吊装、定位,模板安装、定位 浇筑混凝土 根据GeomPro数据调整配合梁段的精确位
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GeomPro的主要作用是通过控制各预制节段在匹配位的空间位置,从而达到节段拼装后梁体的线型满足设计线型的要求。该软件将箱梁各梁段控制点的坐标及预拱度以数据库的形式输入,结合所给定的理论值及梁段在匹配生产时的实测值,经过必要误差修正,精确地计算出已浇梁段在匹配位置时应处的空间位置。
在进行测量作业时,须有监督人员在场的情况下进行两组独立的测量,并取平均值。测量数据按YWL公司提供的GeomPro用户手册中的表格填写。将测量数据的平均值输入到GeomPro程序中,算出匹配节段(新浇节段)的位置。
计算新浇梁段作为匹配梁段时的位置,需测量(新浇梁段混凝土凝固后移动前测量)的数据包括:
XFH,XBH:固定端模和U型圆钢之间的X方向距离
XFL,XBL,XFR,XBR:固定端模和镀锌十字头螺栓之间的X方向距离 YI1,:端模中线和预制单元中线之间的Y方向距离(须保持零) YFH,YBH:端模中线和U型圆钢之间的Y方向距离
YFL,YBL,YFR,YBR:端模中线和镀锌十字头螺栓之间的Y方向距离 ZLI1,ZRI1:测量控制点标高
ZFL,ZBL,ZFR,ZBR:测量镀锌十字头螺栓标高 SL,SR:新浇节段左右边长度
六、上部结构箱梁节段拼装 6.1工程概况 6.1.1 概述
B2、D1标上部结构箱梁节段拼装采用2台架桥机悬拼施工,拼装时除边跨外均以“T”构为单元进行对称悬拼。其中B1标有36个“T”构单元,D1标有8个“T”构单元;两个标段共有12个边跨。
梁段间拼装接缝为环氧树脂胶接缝。边跨合拢为10cm环氧混凝土湿接缝,中跨则设现浇合拢梁段,合拢段宽3.0m,混凝土方量为32.5m3。梁体内分别布置有多束Фj15-12、Фj15-15、Фj15-17、Фj15-19体内预应力束,箱室内共对称布设有4根Фj15-25体外预应力束。 6.1.2 预制梁段几何构造参数
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箱梁高度均为4m;宽16.4m;长度为2m、3m、3.6m、4.6m四种。所有的箱梁根据其底板、腹板厚度及使用桥跨和长度的不同分为A~K’型共17种型号。梁段型号与数量统计如表2-2所示。
预制梁几何构造参数统计表 表6.1
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 型 号 长 度 (cm) A B C D E F F’ G G’ H H’ I L J J’ K K’ 合 计 400 300 300 300 300 300 400 400 330 400 300 400 400 300 200 350 460 底板厚度 腹板厚度 (cm) (cm) 80 80 60 40 25 25 25 25 25 25 25 55 25 55 55 80 55 90 90 90 90 90 90/65 65/40 40 40 40 40 40/90 40 90 90 90 体 积 (m3) 110 51.5 48.5 45.6 43.5 43.3 50.4 43.4 35.8 43.1 32.3 63.1 43.4 51.5 65.9 89.7 107.5 重 量 (t) 286 133.9 126.1 118.6 113.1 112.6 131.0 112.8 93.1 112.1 84.0 164.1 112.8 133.9 171.3 233.2 279.6 数 量 (件) 44 88 88 88 176 88 88 232 4 22 2 12 76 8 4 8 4 1032
注:凡重量超过150t的箱梁节段均采用二次浇注工艺。
6.1.3 墩柱及几何参数
本标段共有水中75米跨度预制拼装桥梁25孔,其中南通侧(江北)20孔,每10孔桥梁为1联,共2联,苏州侧5孔为1联,共1联。均为双幅桥面。桥墩结构示意见图6.1。
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承台顶标高承台顶标高承台顶标高墩顶标高墩顶标高墩顶标高
图6.1 桥墩墩柱结构示意图
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水中各墩高度(承台顶至墩顶),墩柱尺寸见表6.2。
墩身参数表 表6.2
墩号 45 46 47 48 49 50 51 南通侧B2合同段 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 苏州侧D1合同段 72 73 74 75 76 77 墩顶标高(m) 41.592 42.717 43.842 44.967 46.092 47.217 48.342 49.467 50.592 51.798 52.842 53.967 55.092 56.217 57.342 58.467 59.592 60.717 61.842 61.842 60.717 59.592 58.467 承台标高(m) 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 墩身高度(m) 40.592 41.717 42.842 43.967 45.092 46.217 47.342 48.467 49.592 50.798 51.842 52.967 54.092 55.217 56.342 57.467 58.592 59.717 60.842 60.842 59.717 58.592 57.467 墩身截面a×b(m) 6.5×4.2 6.5×4.2 6.5×4.2 6.5×4.2 6.5×4.2 6.5×4.2 6.5×4.2 6.5×4.2 6.5×4.2 6.5×4.2 6.5×4.5 6.5×4.5 6.5×4.5 6.5×4.5 6.5×4.5 6.5×4.5 6.5×4.5 6.5×4.5 6.5×4.5 6.5×4.5 6.5×4.5 6.5×4.5 6.5×4.5 备 注 本标段第一联起点 第1联末,第二联起始。垫石4个 主1号墩 主8号墩 辅桥边墩
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6.1.4 预制节段拼装架桥机
本项目拟共投入2台专用架桥机进行箱梁节段的悬拼施工。 1)技术参数
预制节段拼装架桥机(以下称架桥机)技术参数见下表:
预制节段拼装架桥机技术参数 表6.3
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 项 目 技术参数或要求 50m/75m(最小/最大) 架设跨度 工作纵坡 桥梁横坡 最小工作平曲线半径 最大梁段重量(不含吊具重量) 最大节段长度 节段高度/宽度 辅助起重绞车能力/起升高度/ 起升速度 起重天车最大起升高度(吊具以下) 起重天车起升速度(额定荷载) 起重天车纵向移动速度(额定荷载) 整机最大横移距离(左幅移右幅) 整机最大横移速度 整机纵移(推进)速度 吊具旋转 ±3% 2% 2500m 150t 4.6m 4.0m/16.4m 5t/65m/15m/min 70m 0~5m/min 0~15m/min 18m 0.5m/min 0~2m/min 360° ±4% ±4% 1.25m; 1110T/9(未计吊具) 从水面提升,但保留实现尾部喂梁的连接端口 吊具横向调整角度 吊具纵向调整角度 起重机横向调整最大距离 最大悬挂重量/节段数 喂梁方式
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2)架桥机抗风性能:
架桥机在进行整机推进(过跨)时的风速: ≤12m/s; 进行节段吊装及张拉和悬挂节段施工时的风速: ≤22m/s; 非工作状态时不须采取安全措施时的风速: 22~30 m/s; 在特殊情况下采取安全锚固措施后设备就地抗风能力: 30~68m/s; 提供在强风或台风情况下架桥机的锚固设计。
6.2箱梁节段拼装
6.2.1箱梁节段总体拼装顺序
B2、D2标箱梁节段总体拼装顺序为从低位墩向高位墩架设。1#架桥机先架设B2标上游幅第一、二联,完成后后退至第二联55#-57#墩位置并横移至下游幅就位,安装下游幅第二联。2#架桥机在比1#架桥机约晚1个月进场,2#架桥机在下游幅幅第二联55#-57#墩位上安装就位后,开始拼装完毕下游幅第二联梁段后,拆至D1标进行D1标箱梁节段的拼装。D1标拼装顺序为先上游幅幅后下游幅,从低位墩(72#)墩向高位墩(77#墩)进行拼装。 晚30天 1#架桥机上游幅45#-47#墩安装就位 2#架桥机下游幅45#-47#墩安装就位 上游幅第一联拼装 下游幅第一联拼装 上游幅第二联拼装 2#架桥机拆除至D1标上游幅72-74#墩安装 1# 架桥机后退、横移至下游幅第二联55-57#墩就位 D1标上游幅拼装 下游幅第二联拼装 2#架桥机后退、横移至D1标下游幅72#-74#墩就位 D1标下游幅拼装
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图6.2 箱梁节段总体拼装顺序图
6.2.2箱梁节段总体拼装程序
箱梁节段总体拼装程序如下:
1)、利用浮吊吊装墩顶45#-47#墩0#预制节段就位并临时锚固,并进行横梁第二次浇注及横向预应力张拉。
2)、 在45#-47#墩位下游处利用驳船分节段拼装1#架桥机,利用浮吊分节段吊装1#架桥机于上游幅就位。
3)、利用1#架桥机对称起吊46#墩上游幅两侧的节段就位拼装,直至使拼装的箱梁处于最大悬臂状态。
4)、起吊边跨剩余预制梁段悬挂于1#架桥机上,从45#墩顶开始0#节段开始逐块拼装节段。
5)、 施工湿接缝,张拉边跨合拢束。
6)、1#架桥机在上游幅前移过孔,前支撑架位于48#墩顶旁边的临时支架上,后支腿位于46#墩顶,安装48#墩0#块并锚固。
7)、前支腿支撑在48#墩墩顶0#块上,收起前支撑架,完成前支点转换。 8)、对称架设47#墩上游幅两侧梁节段直至箱梁处于最大悬臂状态。 9)、施工中跨合拢段,张拉中跨合拢束,拆除上游46#墩顶临时锚固。 10)、按以上步骤施工至第二联上游半幅最后一孔边跨,起吊边跨所有剩余预制梁段悬挂于架桥机上,浇筑湿接缝,张拉边跨合拢束。
11)、张拉体外预应力成桥束,至此,完成上游半幅箱梁施工。
12)、1#架桥机后退并横移至54#-56#墩下游半幅,调试到位,并安装56#墩墩顶0#块,并进行前支点受力转换
13)、按上述相同的操作,1#架桥机依次进行第二联下游幅箱梁安装及合拢段的施工。
14)、2#架桥机比1#架桥机晚一个月进场,在安装完毕下游幅第一联后转至D1标依次进行上、下游幅箱梁节段的安装,安装程序与B1标相似,先上游幅,后下游幅。
15)、在所有箱梁节段及合拢段施工完毕后,拆除架桥机。 箱梁节段拼装总体程序见图:
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图6.3-1:箱梁节段拼装总体程序示意图
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图6.3-2:箱梁节段拼装总体程序示意图
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中港二航苏通大桥B2标工程 75m跨箱梁节段预制安装施工方案汇报 6.2.3箱梁节段悬拼施工 6.2.3.1 墩顶0#节段安装 6.2.3.1.1安装方案
墩顶0#块安装根据实现情况,采用以下两种方案进行安装。
方案一:拼装架桥机位置处墩顶0#梁段(45#-47#墩)及D1标全部0#梁采用大型浮吊安装,其主要施工工艺流程见图6.4。
墩顶梁段精确调位并临时固定 浮吊移位 测量控制 浮吊前移、落钩 墩顶梁段装船运墩顶梁段运至浮吊浮吊抛锚就位 操作平台安装(边墩托架系统安装) 永久支座及临时垫块施工 浮吊挂钩、起吊
图6.4 浮吊安装0#块工艺流程图
方案二:除架桥机拼装位置处以外的0#梁段由架桥机安装。
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中港二航苏通大桥B2标工程 75m跨箱梁节段预制安装施工方案汇报 墩顶梁段装船运输至安装墩位 下放前支腿、收起临时支腿、拆除临时支撑临时锚固 下放临时前支腿于临时架上(边墩)安装支撑托架 起吊墩顶块至墩顶精确定位 测量控制 架桥机前移至墩顶 安装临时支撑架 架桥机前移 图6.5 架桥机安装0#块工艺流程图
6.2.3.1.2操作平台及托架系统施工
为了方便墩顶0#梁段及支座的施工,拟在墩顶部搭设临时操作平台,操作平台由型钢焊制,环绕墩身四周布置。平台通过预埋件固定于墩身上。
托架只设置于每联边墩的墩身顶部,其与墩顶支座一起支撑边墩0#梁段。托架主要由三角支架、卸荷块、贝雷桁架横梁、纵梁及支垫等组成(具体见图6.6)。托架系统安装由下至上进行,安装的顺序为:三角支架拼接→卸荷块安装→贝雷架横梁拼装→纵梁安装→支垫安装。三角托架在加工场下料、现场拼焊,通过预埋螺栓固定在墩身上。卸荷块由型钢焊制、固定于托架顶。
45#、65#墩处托架只设置于墩身一边,55#墩两测均设置有托架。 操作平台及托架系统的安装通过浮吊完成。
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中港二航苏通大桥B2标工程 75m跨箱梁节段预制安装施工方案汇报 A纵 梁卸荷块贝雷桁架横梁三角托架卸荷块墩身墩身承台承台A A--A 图6.6 边墩墩顶0#梁段托架系统结构示意图 6.2.3.1.3永久支座及临时垫块施工 永久支座安装前先施工支座垫石和临时支座。临时支座横桥向布置在永久支座的两侧。临时支座中间设2cm厚夹有电阻丝的硫磺水泥砂浆层供卸落之用。
为确保施工精度,垫石(垫块)的模板及混凝土顶面(混凝土顶面宁低勿高)要反复检测、严格控制。 6.2.3.1.4吊装0#梁段
吊装前,在墩顶(或搁置支架上及预埋件上)精确测放出0#梁段的安装位置,并据此安装限位导向装置。为确保0#梁段安装精度达到规定要求,在0#梁段底面布置四台1000kN双向千斤顶,以供精确调位。中跨0#梁段定好位后及时与墩临时固结。固结时按设计采用Ø32精轧螺纹粗钢筋,共50根,每边25根。
浮吊吊装0#块时吃水较深,浅水区墩顶0#块吊装前进行河床抓泥施工,以确保浮吊吃水深度足够,深水区则可全天候作业。 6.2.3.2跨中悬臂节段拼装
6.2.3.2.1跨中节段吊装施工工艺流程
跨中悬臂节段采用专用架桥机吊装,其吊装分为“T”的吊装及每联边跨悬挂节段吊装,其主要施工工艺流程分别见图6.7、图6.8。
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专用架桥机设计及制安 架桥机试验及检测
胶接层配比设计
悬拼钢束张拉
架桥机解钩 胶接层养护至固化 临时预应力张拉 节段胶接层涂抹 架桥机落钩起吊箱梁至桥面 箱梁节段装船运输 运梁驳船就位 吊钩前移
图6.7 跨中一个“T” 的吊装施工工艺流程图
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架桥机就位
湿接缝施工 胶接层配比设计 节段胶接层涂抹 节段调位 架桥机落钩起吊箱梁至桥面附近 箱梁节段装船运输 运梁驳船就位 吊钩前移 节段换吊 临时预应力张拉 中港第二航务工程局 第36页(共43页)
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图6.8 每联边跨悬挂节段的吊装施工工艺流程
6.2.3.2.2吊点设置
箱梁吊点的布置及构造见图6.9、图6.10。
(说明:下图中设计吊点仅作参考,具体由投标单位确定,建议仅设四个吊杆,并只设在箱梁内腔)
φ60×4预埋钢管φ60×4预埋钢管φ60×4预埋钢管φ60×4预埋钢管边跨合拢束张拉 解除吊挂 395011395090(65)670(720)3950400164007706006001/2L600L1/2L60038005150(5550)1350610013503800600380080072008003800
-300×300×16钢板中港第二航务工程局 第37页(共43页) -300×300×16钢板-300×300×16钢板-300×300×16钢板1/2L6006001/2L中港二航苏通大桥B2标工程 75m跨箱梁节段预制安装施工方案汇报
图6.9 箱梁吊点示意图
上图左图适用于SⅠ-10~SⅠ-11、7~11;EⅠ-10~EⅠ-17;SⅡ-10~ SⅡ-17;EⅡ-10~ EⅡ-17; SⅠ-13,1~5;SⅡ-19;EⅠ-19箱梁节段。 右图适用于SⅠ-12 ,6;SⅡ-18;EⅡ-18;EⅠ-10箱梁节段。
10004004001370C164004001150015008002506500YGM型固定端锚具
70050002000C向2501000
吊具6500762616400250吊具
514700
786中港第二航务工程局 第38页(共43页) 大样1节段吊点示意800500中港二航苏通大桥B2标工程 75m跨箱梁节段预制安装施工方案汇报
图6.10 EⅡ-19节段箱梁吊点示意图
6.2.3.2.3匹配面胶结层涂抹
梁段预调到位后将其纵向平移约40cm,在梁段面上涂抹环氧树脂和水泥配制的胶结剂0.5~1mm,回移梁段,经精确定位后,张拉临时预应力。
对于每联边跨的半跨悬挂段,由于所有节段悬吊在架桥机主桁上,匹配面胶结接层涂抹受到影响,为方便操作,拟先将各节段起吊超出已拼箱梁,并整体向中间跨方向纵移约40cm,然后从边墩侧开始,逐块调位、涂抹胶结层、张拉临时预应力。
环氧树脂胶结剂强度要求不低于50号混凝土的相应指标;初步固化时间应大于2小时,并在24小时内完全固化。 6.2.3.2.4临时预应力张拉
临时预应力采用直径为32mm的精轧螺纹粗钢筋,其分别锚于顶板和底板的齿坎上。顶板上的精轧螺纹粗钢筋布置有5根,底板上根据位置的不同布置数量不同,分别为4根和8根。
精轧螺纹粗钢筋的张拉控制力分别为:610kN(锚于钢齿坎上的单根粗钢筋的张拉控制力)、458kN(锚于混凝土齿坎上的单根粗钢筋的张拉控制力)。
张拉时按上下、左右粗钢筋对称均匀进行(具体按设计要求的顺序进行)。 临时预应力解除时,必须滞后该节段拼装后完成2个以上节段施工。 6.2.3.2.5体系转换施工
当一联的中跨跨中合拢段施工完成并张拉合拢束后,拆除该跨后墩墩顶的临时锚固;当施工至该联的最后一跨(即后边跨)时,先完成湿接缝的施工并张拉合拢束,然后拆除该跨后墩墩顶的临时锚固。至此,该联的体系转换完成。
拆除墩顶的临时锚固时,先放松精轧螺纹粗钢筋的预应力,然后通过通电熔化临时垫块中的硫磺砂浆层而达到拆除临时垫块的目的。
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