李子沟特大桥技术方案.pdf

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第一节基础施工技木 一、超深挖孔施工技术 二、承台大体积混凝土施工技术 第二节百米高墩施工技术, 、工程简介 二、抗风液压自升式平台翻模的构造组成、特点及工作原理 三、工艺流程及施工方法 四、墩身冬期施工措施. .10 五、取得的效果 第三节主桥梁部施工技术. .11 、梁部结构简介 11 二、梁部施工技术.. ..11 第四节 测量技术 一、控制测量施工技术 ..27 二、高墩变形、日照变形及合龙段施工变形观测 第五节11号墩边坡防护预应力锚索施工技术.. ..35 、边坡加固方案概述 二、锚索作用原理及结构形式, ..35 三、锚索施工工艺 ...36 四、施工效果 第六节混凝土施工技术研究. ..40 、李子沟特大桥混凝土情况, ...40 二、大体积流态混凝土施工技术. ..40 三、高强度等级混凝土施工技术.. 四、混凝土冬季施工技术, ...49 第七节施工机械配备 ..53 一、快速施工机械设备配套技术 二、TC5023塔机安装、使用与维护技术 ..58

第二节百米高墩施工技术

(二)施工方法 1.混凝土浇注 (1)采用25m²/h和50m3/h自动计量拌合站各1台拌制混凝土,4台混凝土输送车 运输,塔吊和缆索吊进行吊装灌注。 (2)混凝土对称均匀分层浇注,每层厚度30cm,通过掺加高效减水剂,增加混凝 土和易性,便于人工摊平和减少混凝土的冷缝、色差。 (3)混凝土捣固采取定人、定岗、定责方法,不漏捣、不过捣,确保混凝土捣固

密实。 2.工作平台提升 (1)第一次提升工作平台应在混凝土初凝后终凝前进行为宜。提升高度为千斤顶 1~2个行程(3~6cm)。 (2)在浇筑过程中每一小时提升一次,每次提升千斤顶一个行程(3cm)。 (3)浇注完毕后继续提升工作平台JGJ@T225-2010《大直径扩底灌注桩技术规程》.pdf,每隔半小时提升千斤顶一个行程。 (4)提升工作平台的总高度以能满足一节模板(1.5m)组装高度即可(1.5m

(1)将底节抗风柱解体,利用塔吊整体翻升至抗风柱顶面,并连接固定。 (2)底层模板脱离、解体:拆除拉杆剥离模板后,将模板及其围带解体成每4~10m 个单元,分别通过悬挂在纵梁上的多个倒链提升模板到安装位置。 (3)模板装配:弧端模板和直线段固定模板直接提升至原位安装,斜角模板和抽 换模板根据预先排好的排板图进行调整,保证模板上口周长与墩身设计截面周长相吻 合。模板装配按照由中心向两端顺序对称进行合龙。 (4)固定抗风柱:利用拆除的对拉螺栓将抗风柱与混凝土固定

4.千斤顶移位和顶杆的回收倒用

(3)平台铺板、吊架步板和安全网必须全封闭安装,保证作业人员安全。 (4)检查抗风柱是否工作正常。 四、墩身冬期施工措施 因工期要求,本桥10号、11号墩进行冬季施工,主要采取以下措施: (1)砂石料加热:安装一台0.5m的蒸汽锅炉对拌合机内的砂石料进行加热,保证 混凝土入模温度不低于10℃。 (2)墩身保温措施:用铁皮将外吊架密封至平台以上1.2m,吊架内安放煤炉进行 加热升温,同时进行温度观测,确保模板外温度不低于5℃。平台下混凝土表面采用彩 条布和棉被覆盖,其覆盖范围根据混凝土的强度,混凝土的内温情况确定,以保证混凝 土的内温和环境温差在25℃以内。 (3)加强温度观测,及时为施工提供数据:施工过程中在混凝土内部安放测温孔: 加强对混凝土的内温和环境温度的观测,及时为施工提供数据,随时改变施工方案。 五、取得的效果 采用液压自升平台式翻模进行高墩施工,最快速度达到2d3板(4.5m),创造一个 月完成墩身52m的记录,百m高墩施工不超过三个月。墩身达到了弧端圆顺,大面平 整,棱角分明,基本消除了混凝土冷缝和色差

3.0号梁段混凝土施工 (1)混凝土的拌制 采用5~30mm连续级配的碎石和含泥量低于1%的中粗河砂,通过掺加高效减水剂 根据不同的灌注部位和气温情况制成塌落度12~18cm的流态混凝土。 (2)混凝土灌注 混凝土采用单钩起吊能力10T的双组缆索吊和1250kNm的塔吊进行灌注。在腹板、 顶板和隔板位置开洞9处,安放串筒,保证混凝土直达灌注部位,人员进入结构内部进 行捣固。 4.0号梁段抗风措施 当地最高风速达到33m/s,相当于10级台风的风力,故抗风施工是本桥0号梁段施 工的关键技术。

2.挂篮刚度及变形试验

挂蓝在工进行了刚度和变形试验。挂蓝分级加载、卸载,通过实验测定挂蓝的 性变形和非弹性变形值,检验各部件的连接情况,测定施工数据,为安装挂篮预留沉 量提供依据,具体的实验方法如下: (1)场内制作挂篮加载实验台; (2)场内拼装挂篮主桁架: (3)主桁架前端分级加载,进行挂篮实际变形观测,做好记录; (4)在实验台上分别对锚、吊结构进行加载实验,安全系数要大于2。 通过加载实验测定挂篮在满载时的弹性变形值为13mm,非弹性变形值为11mm 强度和刚度符合施工规范和钢结构设计规范要求。

3.挂蓝安装 挂篮安装在0号段完成并安装完底板后进行,先安装滑轨和锚轮组,并利用竖向预 应力筋锚固滑轨。然后吊装主桁架部分,主桁架在地面组装后用缆索吊吊装到位,最后 安装前横梁和其他部件。 挂篮安装采用缆索吊分部整体吊装施工,具体施工步骤如下: (1)安装挂篮底模板,并利用竖向预应力筋锚固挂篮轨道 (2)主桁架在地面整体组装后用缆索吊吊装到位,锚固于挂篮轨道。 (3)安装前横梁及前吊带,悬吊底模板,解除斜拉底模的钢丝绳。 (4)0号梁段外模解体,利用缆索吊单侧吊钩移动就位,置于底模外侧走行纵梁上: 上端临时固定于主桁架上。 (5)安装外模吊梁和吊杆悬吊外模。 (6)安装内吊梁,吊杆和内模架,内模板。 (7)安装其他部件。 (8)安全检查。 安装前对有关尺寸进行检查,如吊带孔位置,锚固钢筋间距,吊耳间距等,发现问 题及时处理,避免影响安装进度。 4.挂篮的使用 施工时为进行有效的线性控制工作,减少挂篮在灌注混凝土过程中的变形调整,挂 篮前端应预留沉落量,沉落量的确定是根据挂篮实验时的变形和现场施工前1一2个梁 段灌注过程中的变形观测结果来确定的,具体办法如下: (1)首次使用挂篮前按照实验数据对挂篮前端预留沉落值。 (2)灌注混凝土前于挂篮前横梁和吊带上设定观测点。 (3)根据混凝土的灌注过程分级对观测点的标高进行观测,当观测结果与预留沉 落值相差超过施工规范要求的5mm时,对挂篮前吊带进行调整 (4)对观测结果进行分析,确定挂篮的底模板和主桁架的变形。 该桥挂篮的预留沉落值根据实验和前期的观测结果设定为1~5号梁段8mm,5~11 号梁段5mm,11~17号梁段8mm。该变形值在进行挂篮标高设定时一次完成 在挂篮的使用过程中坚持对挂篮的吊挂系统进行检查,避免发生安全事故

梁段混凝土达到80%后,进行张拉压浆,后将挂篮前移。前移步骤为: (1)接长并锚固挂篮轨道,在轨道表面放置镀锌铁皮,并涂润滑油; (2)拆下底模后吊带、内外模前后锚杆,并确认模板已经和混凝土脱离,内模和 为模架落于降低的内滑梁上,外模板落于底模走行纵梁上;拆除主桁架的后锚杆让后支 座受力,放松底模前吊带,使底模离开梁体100mm左右; (3)进行走行前的安全检查,重点检查部位为挂篮两轨道是否相对水平和与桥轴 线平行,轨道锚固和支垫情况,挂篮前后支座,挂篮上是否有人员在作业:

染混凝土表面,进行修补和处理时挂篮不能移动: (5)到位后及时安装底模后吊带,内外滑梁吊杆和挂篮主桁架后锚固装置,将临 时受力状态变为永久受力状态,确保施工安全。 (三)箱梁线性控制施工技术 为保证梁体在竣工后线性符合设计,满足运营要求,在施工中必须对梁体进行线性 控制。 1.线型控制原理 考虑箱梁在悬灌阶段的不同状态时影响线型的因素(包括混凝土的徐变,预应力等 因素的影响),运用计算机进行变形计算,将其结果与现场实测结果进行比较,通过调 整梁段的立模标高来达到设计要求。 2.线型控制所做的工作 (1)精确测定梁部混凝土的弹性模量,干容重;保证混凝土强度符合设计要求; 合理安排工期,使实际施工工期与设计相符;按照设计的合龙顺序和合龙温度进行合龙 (2)施工阶段的梁段进行分阶段的变形观测。通过观测的实际数据与计算结果对 照,经过计算确定下一阶段的混凝土立模高程。进行高程测量时采用三角高程测量技术, 同时应用了TTM理论,确保高程测量的准确。 (3)为更有效地精确计算,现场分别进行墩身沉降观测和日照温差对位移影响观 测。 (四)梁部混凝土施工技术 1.混凝土的质量指标 (1)混凝土的设计强度C48要求3d的强度达到80%以上,龄期强度按照配合比 设计要求达到120%以上。 (2)混凝土的弹性模量不小于3.5×10GPa (3)混凝土的干容重小于2.60t/m (4)混凝土外观无缺陷,颜色一至,棱角分明。 (5)混凝土落度要求达到120~180cm,便于混凝土捣固作业。 2.混凝土原材料的选用 (1)水泥:使用42.5号普通硅酸盐水泥,其品质指标应符合现行国家水泥标准。

2.线型控制所做的工作

(1)混凝土的设计强度C48要求3d的强度达到80%以上,龄期强度按照酉 没计要求达到120%以上。 (2)混凝土的弹性模量不小于3.5×10GPa (3)混凝土的干容重小于2.60t/m3 (4)混凝土外观无缺陷,颜色一至,棱角分明。 (5)混凝土落度要求达到120~180cm,便于混凝土捣固作业。

1)水泥:便用42.5号普通硅酸盐水泥,其品质指标应符合现行国家水泥标准。 (2)砂子:悬灌梁C48混凝土采用广西进购的优质砂,砂中含泥量在1%以下,砂 勺其他技术指标应符合GB/T14684一93《建筑用砂》质量标准。 (3)石子:采用碎石5~31.5mm连续级配,碎石中细粉含量+1%,其他技术指标 等合GB/T14685一93《建筑用卵石、碎石》质量标准。 (4)外加剂:梁部C48混凝土选用广东湛江产FDN一3000高效减水剂,掺量cX

0.5%。 3.混凝土的质量控制 (1)混凝土的拌合施工 1)混凝土采用自动计量拌和站进行集中拌和,混凝土生产能力为25m/h,施工前 混凝土拌和人员在试验人员的监督下将试验室所开的配合比输入电脑,确认无差错后方 可开盘。 搅拌时间不少于45秒。 混凝土拌制的干湿度。梁部混凝土底板落度控制在160~180mm,墙部混凝土 落度控制在120~140mm,顶部混凝土落度控制在80~100mm。 (2)混凝土的运输 混凝土水平运输采用混凝土输送车,垂直运输采用缆索吊和塔吊。在进行梁段施工 中,每小时可完成从拌和楼至作业面的运送混凝土15m。满足混凝土的灌注需要。 (3)混凝土的灌注 1)混凝土采用插入式振动器捣固密实,每个梁段配备4一6台插入式振动器;根据 梁段的高度确定振动棒的长度。 2)混凝土从拌合楼拌出至入模时间为30~40分钟,保证混凝土在初凝前入模。 3)控制混凝土入模温度在17~30度之间,确保高强度等级混凝土的整体质量和早 期强度,如达不到,原材料需进行降温和升温处理。 4)混凝土进行分层浇注,每层厚度控制在30cm左右,接缝、预埋件、钢筋密集处 加强振捣。 (4)混凝土的养生 混凝土的养生质量直接影响到混凝土的强度和混凝土的表观质量。根据环境的温度 变化情况制定混凝土养生措施如下: 混凝土灌注完,混凝土表面用彩条布覆盖,并撒水养护。待同等条件养护的混凝土 试件其抗压强度达到梁部混凝土设计强度的90%,还需洒水继续养护5d,保持混凝土 表面湿润,同时进行底面和侧面的养生。 (5)混凝土的表面和接缝修整 混凝土表面要进行一次性修整,对拉筋外漏部分磨平,并涂水泥浆;对施工临时预 理件的表面办采取同样的方法处理,防止锈水污染混凝土表面;对于混凝土的接缝要 次性处理,凿除错台,尽可能避免混凝土表面出现的质量通病。 (五)预应力施工技术 根据设计,该桥采用三向全预应力体系,纵向张拉力分别为2220kN、2253kN 2414kN,竖向张拉控制力为330kN,横向张拉控制力为5250kN、5171kN。钢束只设竖 向弯曲(部分)而不设水平弯曲,也无连通长钢束,最长钢束为127.4m。 1.预应力材料

预应力孔道采用波纹管成孔,波纹管由现场按不同的规格卷制,原材料为江苏 的钢带。

可特大桥预应力体系的要求,其所需张拉设

预应力张拉设备一览表

:油衣的校正与十片顶的标定 定期检查压力表、张拉千斤顶等计量设备并建立卡片备查。压力表选用防震型,表 面最大读数为纵向100MPa,精度1.5级;横向和竖向为60MPa,精度1.5级。校验的有 效期为一周。张拉千斤顶的摩擦阻力不大于张拉吨位的5%。建立油压力与千斤顶张拉 P一N标定曲线。 (1)千斤顶的标定方法 1)顶压法(纵向、横向和部分竖向千斤顶) 委托云南工业大学材料力学实验室对干斤顶进行标定。标定时干斤顶主动供油,压 力机处于被动受力状态,由压力机的读盘上读出千斤顶的顶力,并记录顶力和千斤顶油 表读数,连续进行两次,取两次的平均值得出N一PA曲线,干斤顶的磨阻符合规范要求。 司时在标定时直接标定张拉的吨位和油表的读数,现场直接查用。N一PA曲线作为千斤 顶个别情况下使用依据。 2)媒介干斤顶法(部分竖向干斤顶) 由现场实验室进行,首先选用一台经过标定过的干顶A,作为媒介干斤顶,当校验 千斤顶B时,只要该千斤顶进油推动媒介千斤顶A,读出与PA相应的PB的数值,就 可得出N一PA曲线。 (2)标定频率 在下列情况下进行干斤顶标定: 1)出厂后初次使用前; 2)张拉完一个悬臂梁段且不超过100束预应力筋; 3)检验后经过一个月; 4)千斤顶经过拆开检修后:

5)震动、损伤呈油压锐减及其他异常情况。 在下列情况须对油表重作校正: 1)使用超过三个月; 2)张拉完一个悬臂梁段或100束预应力筋; 3)在使用中发现超过允许误差或发生故障检修后; 4)在运输、存放和使用过程中应防止日晒、受潮和震动,否则须校正。

(1)钢绞线及预应力粗钢筋的下料 钢绞线于现场下料。钢绞线的切割必须用砂轮机,不充许出现破散现象。钢绞线下 料够一束的数量后以梳筋板梳理后用细铁丝绑,每间隔2~3m绑一道,以便运输和穿束。 钢绞线下料的数量以满足梁段施工为准,一般为梁段长度加干斤顶的工作长度加钢绞线 穿束时的焊接长度加富余长度10cm(柳州产千斤顶的工作长度为60cm)。精轧螺纹钢 长度根据配料单进行下料,注意材料的搭配使用。 (2)波纹管的加工及孔道布置 本桥三向预应力预应力孔道均以波纹管成孔,波纹管于现场加工。纵向波纹管孔道 以钢筋网片固定,一般情况钢筋网片为0.5m一片,以确保孔道直顺、位置正确。横、 竖向均为波纹管与钢束(筋)同时安装,以型钢或钢筋固定钢束及锚板的正确位置和标 高。在孔道布置中要做到:不死弯;不压、挤、踩、踏防损伤;发现波纹管损伤,及时 以接头管封堵,严防漏浆;平立面布置准确,固定;孔道中心线误差在5mm以内。 (3)孔道接长 纵向预应力孔道以较孔道波纹管直径大5mm的接头管进行接头,接长后以胶带纸 包裹,以防漏浆。接头管除特殊情况均采用外接头,防止接头管被破坏产生堵孔。 (4)锚垫板的安装 锚垫板安放时保持板面与孔道垂直,压浆嘴向上,波纹管穿入锚垫板内部,且在锚 垫板口部以海棉封堵孔道端口,外裹胶带,避免漏浆堵孔。竖向预应力筋在锚固端及张 拉端分别加工了成套设施(以锚板、薄壁钢管、钢筋焊成的连通管和压浆嘴),便于安 装和定位。 (5)防堵孔措施 除以上的措施外,在纵向预应力孔道内于灌注混凝土前穿入较孔道孔径小10mm的 的塑料管,在混凝土初凝前抽动,终凝后抽出以防漏浆堵孔,此塑料管可多次倒用。 (6)P型锚挤压 将下料的钢绞线首先进行复核,确认无误后将其放入有弹簧的挤压套内,开动油泵, 使其通过挤压模,要求油泵升压要缓慢平稳。对弹簧数量少或弹簧外漏量大于3圈的F 锚要坚决弃用。 (7)穿束

本桥采用人工穿短束及人工配合卷扬机穿长束的方法穿束。穿束前将前端安放引导 头,将钢束表面污物清洗干净,导引头采用电焊焊接,焊接时于导引头端搭火,钢绞线 不许扰动,防止中间某一位置因搭火击伤钢绞线。 (8)横向预应力钢束和竖向预应力筋的安装 1)横竖向预应力筋安装时应以基本点为准逐根进行尺量定位,钢筋加固保证孔道 的线型正确,无其防止出现横向预应力反向施加现象。 2)特殊情况的处理 本桥竖向和横向预应力钢筋与普通钢筋在施工时有干扰现象,纵向腹板钢束48号、 49号与竖向、横向预应力筋及普通钢筋有干扰现象。在施工中采取“纵向优先,横向、 竖向次之,普通钢筋避让”的原则进行处理。在纵向腹板钢束48号、49号张拉槽口处, 为避让张拉要求,普通钢筋做了截断处理,张拉后又以焊接接长。 (9)张拉及锚固 预应力有关参数的含义解释 1)锚下控制力: 锚下控制力=设计的锚下控制应力×设计取定的预应力筋断面积 该桥的锚下控制应力分别为: 纵向113950MPa,纵向213020MPa,纵向312834MPa 设计取定的钢绞线断面积为1.40cm,弹性模量为202.5GPa 锚下控制力计算如下: 纵向113950×1.4×12=2343.6kN 纵向213020×1.4×12=2187.36kN 纵向312834×1.4×12=2156.1kN 2)张拉控制力 张拉控制力即干斤顶的顶力,应计算锚口的摩阻损失3%,所以 张拉控制力=锚下控制力×(1十3%) 理论伸长值计算: 设计中给定了钢绞线的伸长值,但实际取值理想化,现场根据实测参数按照如下公 式进行计算 纵向和横向钢绞线伸长值计算公式

采用长柱吊装和无振捣成型的钢管混凝土框架施工工艺其中: P为千斤顶的顶力 L为孔道实际的长度 E为钢绞线的实测弹性模量

A钢绞线的实测断面积 孔道偏摆系数 0孔道偏角,以弧度计 k孔道摩阻系数 竖向钢筋伸长值计算公式

△ = PL 一竖向计算公 EA

(3)顶梁施工技术 设计顶撑及施工方案,制定减小阻力措施,加强施工监测,达到减小(消除)因墩 身和梁体的收缩和徐变产生的次应力对墩顶造成的位移。在上午9时前完成顶梁施工, 比时箱梁混凝土内温相对稳定,对测量影响不大。顶梁施工时分级加载,对两T(II) 购的0号梁段进行纵向位移量测和两T(II)构梁端相对位移量测,最终应达到以下要 求:对于10号和11号两T构合龙段的顶力100t,10号T构0号梁段向内方位移28mm, 1号T构向昆方位移26mm,梁端相对位移54mm。对于10号~11号11构和8号~9号 I构合龙段的顶力为150t,10号墩中心向昆方位移14mm,9号墩中心向内方位移8mm, 梁端相对位移22mm。施工时以位移控制,此位移值按照混凝土长期收缩徐变的1/2反 方向预留。 (4)合龙段混凝土施工 混凝土灌注前观测混凝土的内温,考虑温度的变化规律,确定合龙时间。合龙段混 疑土在低温时灌注,要求快速施工,在4h之内完成,升温时混凝土处于凝固状态。 3.施工效果

分析数据可见,在两个T构合龙时,梁端的高程变化较大,在两个工构合龙时,梁 端的高程变化非常小。 (3)关于预压和临时束张拉 在合龙段混凝土的灌注过程中,除采取临时锁定梁端的办法确保合龙梁段的相对位 置不发生变化外,通常还采取预加载和同步卸载的办法来确保梁端的高程稳定,以达到 对合龙段新灌注混凝土的保护,但视具体情况可以减少预加载和卸载的程序,同样可以 达到上述目的。比如在本桥施工时采取了如下措施避免了预加载和卸载的程序: 1)提高混凝土的灌注速度,使混凝土在初凝前全部灌注完毕,然后在混凝土施工 接缝处进行一次彻底的捣固,避免梁端高程的变化影响新灌注混凝土的质量。 2)增加对梁端高程的高程观测,通过张拉纵向预应力底板钢束调整梁端的高程(临 时锁定的钢束分多次张拉),使梁端高程在混凝土的灌注过程中保持相对不变。 工程实例:9号~10号合龙段施工于8月31日晚9时开始施工,采用缆索吊运输混 凝房建框架楼施工组织设计,计划混凝士灌注时间为3个小时,混凝的初凝时间为4h,但在混凝士施工过程 中出现机械故障,影响混凝土灌注达1h之久,施工中未进行预加载,但通过采取上述 措施确保了合龙段混凝土的质量,实际测量观测结果如下表:

9号~10号合龙段实测高程、温度记录表

(七)梁部冬期施工措施 由于工期需要,本桥8号墩、9号墩两个T构的1号、2号梁段必须采取冬期施工。 根据计算,在混凝土的入模温度在10~15℃,环境温度不低于15℃的条件下能保证混凝 土3d强度达到80%,可以进行张拉作业,同时能确保混凝土不产生开裂现象。在施工 时采取如下技术措施。 1)混凝土作业面采取保温措施。将外模架、底板外侧用铁皮全部封闭,箱梁端部 采用彩条布和棉被封死,在混凝土浇注完毕后,混凝土表面覆盖两层彩条布和一层棉被 保温,混凝土表面温度可达25~30℃,模板外空气温度达15~20℃,达到保温的目的。 2)提高环境温度。外模架内放置6个蜂窝煤炉,按上中下三层分别放置1.2.3 个。底板内放置12个碘钨灯。箱梁内安放5个煤炉,提高新灌混凝土的环境温度。 3)原材料加热。采用蒸汽锅炉对混凝土拌和用水进行加热,通过实验确定合适的 水温,达到混凝土的入模温度不低于10℃,不高于15℃。

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