安庆长江公路大桥施工方案

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安庆长江公路大桥施工方案

钻孔过程中或终孔后,利用30m3/m风量以上的柴油动力式空压机进行气举反循环出渣和清孔。供气不足将造成不能及时排渣导致进尺缓慢。

出现故障时,查明原因,及时连续处理,不得延误。钻孔施工实行24小时三班连续作业,跟班填写钻孔原始记录,如实填写实际地质情况,绘制实际地质柱状图。

3.3.4清孔、成孔检验

钻孔深度达到设计标高后,将钻头提离孔底15cm,利用钻机的气举反循环进行第一次清孔。清孔结束后,应对成孔质量进行检查,成孔检验主要检测成孔直径、孔壁倾斜度和孔壁平整度。孔壁平整度不符合要求时,采用扫孔处理。在钢筋骨架下放到位,水下砼灌注前DB34/T 1924-2013标准下载,检查沉淀厚度,如不符合要求,需进行二次清孔。清孔排碴时,必须注意保持孔内水头,防止坍孔。

3.3.5基桩混凝土浇注

3.3.5.1钢筋骨架制作和安装:

每根主塔墩基桩钢筋骨架的设计重量约40.133T。钢筋骨架在钢筋棚分节制作,由运输车辆转运至码头,由水上设备转运至墩位,浮吊分节进行安装。钢筋骨架连接采用挤压套筒连接,以加快施工进度接头应错开布置,同一截面接头不应超过50%。安装过程中,骨架的起吊采用双吊点起吊空中竖转法,避免骨架变形。每根基桩均安装4根超声波检测管,检测管安装必须顺直,每5m固定在骨架上。顶、底口和接头部位要用电焊封死不漏水,顶口与钻孔平台顶面平,以便超声波检测。

3.3.5.2混凝土的制备:

基桩混凝土为30#水下混凝土。水下混凝土所用的石子的级配、砂子的粒径、水泥的品种与标号、初终凝时间,外掺缓凝剂等都要经过严格的试验。水下混凝土所选用的粗集料优先选用卵石,其最大粒径不应大于导管内径的1/8和钢筋最小净距的1/4,同时不应大于40mm,以保证混凝土有良好的和易性和足够的流动度,其塌落度要控制在18~20cm。每立方米混凝土的最小水泥用量宜不小于350kg,具体由试验确定,水泥标号不应低于425号。细集料宜采用级配良好的中砂,混凝土配合比的含砂率宜采用0.4~0.5,水灰比宜采用0.5~0.6,具体由试验确定。采用粉煤灰水泥或普通硅酸盐水泥掺加粉煤灰以节约水泥用量。掺加缓凝剂,增加混凝土的初凝时间与和易性,具体掺加量由试验确定。

砼采用水上拌和站拌和,砼输送泵运输。一般安排两个拌合站,两台输送泵工作。

3.3.5.3混凝土的浇注:

导管直径采用Φ300mm,螺旋式接头,接头应装卸方便,连接牢靠并有密封圈,保证不漏水,不透气。导管在使用前应做水密性和承压试验,不合格导管严禁使用,灌注首批混凝土前,再次检测泥浆性能指标和沉淀层厚度,必要时进行二次清孔,待多项指标符合要求后,开始浇注首批混凝土。首批混凝土的数量与钻孔深度、孔径大小、导管的内径和底端悬空(一船悬空25~40cm)有关,因此要求储料的体积与其相适应,保证首批混凝土一落后,导管埋深不小于1米。浇注基桩混凝土应连续、快速地进行,做到一气呵成。灌注时间不得长于首批混凝土的初凝时间。灌注过程中,注意保持孔内的静压水头,不小于1~1.5m。同时及时测量混凝土面的高度及上升速度,推算和控制导管埋深,导管最大埋深不大于6米,最小埋深不小于2米。桩顶要比设计标高多浇注80~100cm,确保桩顶混凝土的强度和质量。

基桩混凝土浇注的重要性要求灌注前做好充分的准备工作,灌注全过程严格控制。浇注前编制作业指导书,明确分工,层层交底,层层落实。基桩施工工艺框图见附图。

抽水、破桩头、搭设底模

当18根钻孔桩经超声波检测合格后,进行钢围堰抽水,割除桩顶设计标高之上的钢护筒,破除桩头,利用吊机将破除的桩头砼吊起运走。桩头破除完毕,在桩顶部钢护筒上搭设承台底模,并以钢围堰内壁为侧模进行承台施工。底模应有足够的刚度和强度。

由于承台砼方量大,应按大体积砼施工。施工中必须考虑温控措施。结合考虑混凝土水化热控制,承台底模的承载能力,结构钢筋、预埋件的位置,承台砼浇筑拟分三次浇筑。层厚分别为1m、2m、3m。承台砼采用两台水上砼拌合站拌和,同时使用砼输送泵通过输送泵管直接注入承台底模。

浇注承台时,混凝土按30cm厚度、按一定顺序水平分层浇筑,并使用φ70mm插入式振动棒振捣密实。每层砼要求在下层砼初凝或能重塑前浇筑完成上层混凝土,可考虑在拌制砼时加入适量的缓凝性减水剂。振动器移动间距不应超过振动器作用半径的1.5倍;与侧模应保持5~10cm距离;插入下层混凝土5~10cm;每一处振动完毕后应边振动边徐徐提出振动棒;应避免振动棒碰撞模板、钢筋及其他预埋件。对每一振动部位,必须振动到该部位混凝土密实为止。密实的标志是砼停止下沉、不再冒出气泡、表面呈现平坦、泛浆。

砼的浇筑应连续进行,如因故必须间断时,其间断时间应小于前层砼的初凝时间或能重塑的时间。

浇筑混凝土前,应对支架(内支撑)、模板、钢筋、预埋件进行检查,模板内的杂物、积水和钢筋上的污垢应清理干净。

混凝土按一层30cm厚度,一定的顺序和水平分层浇筑,应在下层砼初凝或能重塑前浇筑完成土层混凝土;上下层同时浇筑时,上层与下层前后浇筑距离应保持1.5m以上。

对于施工缝的处理必须按下述要求进行:

①由于承台砼分两层浇筑,在浇筑完第一层砼后,应凿除第一层砼表面的水泥砂浆和松弱层。当采用人工凿毛时,第一层砼强度须达到2.5MPa,用风动机凿毛时,须达到10MPa。

②经凿毛处理的砼面,应用水冲洗干净,在浇筑第二层砼前,对水平缝应铺一层厚为1~2cm的1:2水泥砂浆。

③施工缝处理后,须待第一层砼达到一定强度后才能继续浇筑砼。结构物为钢筋砼时,其强度不得低于2.5Mpa。

3.4.3大体积砼施工采取的温控措施

本桥主塔墩承台拟按大体积砼施工。在大体积砼中,温度应力往往超过荷载引起的结构应力,使块体产生温度裂缝。砼的温控标准确定为:砼内表温差、上下层温差、砼表面与环境温差均按25℃控制。因承台处于围堰内,堰壁为钢板砼结构,厚度1.5m,绝缘条件好,可视为绝热层,因此砼水化热温度只考虑沿浇注层面垂直方向传递。

为确保工程质量,避免产生温度裂缝,在承台施工中将采取如下温控措施:

合理的分层浇筑。承台拟分三层浇筑,层厚分为1m、2m、3m ,浇筑上层砼之前应对第一层顶面进行人工凿毛。

降低水泥水化热。水泥水化热温升主要取决于水泥品种,水泥用量及散热速度等因素,因此施工中选用水化热较低的矿渣硅酸盐水泥。同时为减少砼配合比中的水泥用量,在确保砼强度及坍落度条件下,考虑掺用25%的Ⅱ粉煤灰及外加剂,从而减少砼配合比中的水泥用量,降低砼的水化热温升,控制最终水化热。

控制砼的浇注温度。浇注温度是指砼经拌和,运输至模板仓内的温度,浇注温度控制在20℃左右。降低砼的浇注温度的措施一是尽量采取夜间浇注,二是对砼原材料进行预冷降温。夏季施工时,可在砼拌和水中掺加一定数量的冰块,把水温降低到10℃以内,同时采用江水冲洗石子,使石子温度降低。混凝土用料应避免日光曝晒,以降低初始温度。

埋置水平冷却管。即在砼浇注前预先埋入冷却管,利用管内流淌的冷水带走砼内部的部分热量。从而降低砼内部的最高温度。冷却水管采用φ48×3.5mm普通钢管,水管平面间距为1.2m。浇注第一层时可不设水管,从第一层的表面算起,各层水管的埋设高度分别为0.8m、2.0m、3.0m、4.0m,各层设置三个进水口、三个出水口。冷却管在埋设时采取固定措施,在浇注砼过程中应防止堵塞、漏水及震坏。冷却水采用江水,在散热过程中,控制水管水温与砼温度之差为20~25℃。冷却水从砼浇筑时即开始循环,连续通水20天,目的是有效降低砼水化热最高升温值,并在温度达到峰值后加快砼内部散热降温,减小砼内表温差造成的拉应力,防止裂缝的形成。为检验施工质量和温控效果,在承台水平轴线附近同一竖直断面各层中埋设温度传感器,布设温度测点,进行24小时温度监测。当发现进出水口温差过大或过小,或者水温与砼内部温度的差值超过25℃时,应及时调整水温或流量,防止水管周围产生温度裂缝。

蓄水养生。在每层砼浇注完毕待终凝后立即在上表面作蓄水养护,蓄水深度应在30cm以上,以推迟砼表面温度的迅速散失,控制砼表面温度与内部中心温度或外界气温的差值,防止砼表面开裂,但蓄水时间不宜超过3天。

分层浇注时,层间浇注的间隙以不超过7天为宜。这样当底层砼表面温度降到某一温度值时,上层砼的入模温度对下层砼起到了保温作用,控制了温差,有效防止了砼开裂。

索塔包括下、中、上塔柱、塔冠和横梁,以及索塔附属结构设施。

下塔柱高度43.851m,内侧面和外侧面横桥向斜率分别为1:4.6442、1:3.1584,顺桥向侧面斜率为1:25.0582,断面为由8.5×10.5m向上渐变至4.058×7m的分离箱形断面。

中塔柱高度84.13m,斜率为1:5.8488,断面为4×7m的分离矩形断面。

根据受力需要,索塔设一道6.5m(高)×6.8m(宽)箱形断面下横梁,下横梁为预应力砼结构。

4.1.2索塔施工流程

承台施工结束后,进行塔吊、电梯等索塔施工设备现场布置;

立模浇注下塔柱起步砼,翻模逐段浇注下塔柱砼至下横梁;

架设支架立模浇注下横梁及与下横梁连接部分塔柱,张拉下横梁;

爬升模板逐段浇注中塔柱砼至两塔交会处,安设塔柱间主动横撑;

立模浇注上塔柱底部砼,爬升模板逐段浇注上塔柱,立模浇注塔冠;

张拉上塔柱内环向预应力束;

拆除塔柱模板,中塔柱横撑、塔吊,浇注支座垫石,准备安装0号段箱梁。

4.1.3索塔施工要求

索塔施工的关键主要是塔柱线型和外观质量的控制及上塔桩斜拉索锚固区施工。

施工中要求塔柱的倾斜度在设计斜度的基础上,误差不得大于塔高的H/3000,且不大于30mm;轴线偏位允许偏差±10mm;塔顶高程允许偏差±10mm;断面尺寸允许偏差±20mm;斜拉索锚固点高程±10mm;斜拉索锚具轴线±5mm;并且要求其外观线条顺直,表面光洁和色泽一致。

索塔施工过程中,应严格按设计要求埋设预埋件等。

4.2索塔施工的设备选型及现场布置

索塔施工现场布置图见附图所示。施工主要设施有塔吊、电梯、混凝土泵车及管道、供电设施和供水设施五个部分。

为了满足施工的需要,结合承台平面尺寸及标高,拟在距索塔中心线6.5米的岸侧布置一台塔吊,塔吊选用江麓浩利工程机械有限公司生产的JL150自升式塔吊。该塔吊最大起重量10T,额定起重力矩150T.M,最大起重力矩为175T.M,选用40M水平臂架。在施工时,塔吊采用固定附着式,每隔一定高度便采取措施使塔吊与塔身固定。

塔吊安装高度为190M,在承台施工时可采用埋入基础节或预埋锚固螺栓,当承台施工完毕以后,立即将塔吊安装至50M的基本高度,以后随着索塔的升高,不断自升接高,索塔施工的所有机具、材料等垂直或在塔周围的运输,都由塔吊来完成。

施工电梯布置一台,设置于塔吊对称位置的江侧。

4.2.3混凝土泵车及泵管布置

混凝土垂直输送泵管沿塔柱外侧布设,至横梁顶面后。(如附图中的平面图所示。)用Ω型卡固定在预埋的专用架上,并用绳扣隔一定距离将其吊挂于塔柱施工的原模板对拉螺栓上,输送泵管直径为Φ125mm,随塔身的上升而接长。工作面上采用水平管,或三通截止阀

外接软管。采用水上拌合,泵车设在拌合浮箱上。

用两台高压多级水泵分别在顺桥方向的左右两侧,布置见附图。用长江水作为施工用水水源。上水管沿泵管外侧附着敷设。

从总配电箱接出动力电缆,绕承台半周,分别输送给塔吊、电梯及高压水泵的电动机,电缆随塔吊一起上升布置垂直动力电缆。两塔柱工作平面内设小型配电板,以满足工作面上的电焊机、振动器、照明等电力需要。

下塔柱从承台顶至下横梁底面高40.601m,将其划分成9节段,每节4.5m,其余部分与下横梁一起浇注。

下塔柱为变截面外倾柱,下塔柱采用平衡支架作为脚手架现浇施工,该支架与横梁施工用支架配套使用,即在进行下塔柱施工时逐步加高支架至完成其施工,然后通过支架的调整,进行横梁的施工。其支架布置见附图。

模板系统采用塔吊吊装翻模施工方法,配备三套模板,先安装两套模板浇注砼后,再安装第三套模板,拆除首套模板安装于第三套模板之上。每次浇注砼前有一套模板仍紧固于已浇注砼体上。其余两套模板则处于待浇注状态。紧固于塔体上的支承模板是依靠自身抱箍于塔身的较大摩擦面而产生的摩擦力支承其上的两套模板重量和其他施工荷载。

模板为专用定型钢模板,其构造与中、上塔柱的模板相配套统筹考虑设计。模板高统一为2.25米,每塔肢共制作三节。为了索塔美观,接缝水平设置,并保证塔柱各面基本水平一致。模板通对拉螺杆连接到到劲性骨架上加固。变截面由收分模板及角模来实现。按混凝土分层两塔柱对称两边设9道水平拉杆,每道拉杆由4根Φ32精轧螺纹钢筋组成。拉杆随塔柱施工逐道安装,拉杆主要用于控制塔柱因施工荷载和自重产生的横向水平位移,增加塔柱的稳定性及减小根部初应力,防止塔柱根部混凝土开裂。下塔柱施工过程中建议业主方要求监控单位在塔柱根部预埋应力片,以方便控制根部初应力。

下塔柱的混凝土施工要确保对称,以保持结构稳定。施工中随时观测劲性骨架,通过松紧拉杆调节等倾角,以确保其定位准确。

内模采用组合钢模与2[10钢楞拼装,采用Φ48×3.5钢管脚手架作为支撑。

下塔柱下部25.5米高度范围内,设计为实体结构,而塔柱砼标号为C50,水化热峰值将达到65℃。必须采取温控措施,防止产生温差裂缝。

4.5、中、上塔柱施工

4.5.1中上塔柱施工节段划分

中塔柱从上横梁顶部至中上塔柱的交接处高为80.88m,将其划分成18个节段进行施工,除最后一节高度为4.38m,其余每个节段高4.5m。上塔柱从中、上塔柱交接处至上塔柱顶高为49.3米,将其划分成11个节段进行施工,除最后一节高度为4.3m,其余每个节段4.5m。

中、上塔柱的第一、二节段由塔吊吊装翻模施工,然后安装爬架。中、上塔柱采用架体式爬模施工工艺,爬模以爬架和塔柱外模为其两大元素,随混凝土浇筑高度的上升,两者交替垂直或者斜向爬升。

4.5.2架体式爬模的构造

架体式爬模由架体系统、模板系统、提升系统及附属导向机构四部分组成。

架体系统从高度方向上分为上部的工作架、下部的附墙固定架和悬挂脚手架三部分组成。架体总长度为24米,架体分顺墙向的P1架和横桥向的P2架,该索塔共制作8组架体。工作架高14米,分7个操作层,用于施工操作平台和堆放施工用材;附墙固定架高6米,基中附墙框高4.25米,分两个操作层,附墙固定架采用锥形螺母固定技术,将附墙固定架紧固在塔肢混凝土上,即利用混凝土施工时预埋的用于内外模板对拉拉杆的锥形螺母,锥形螺母与外模采用方头螺杆固定,拆模待混凝土达到一定强度后,锥形螺母即可作为传递架体重量给塔柱的重要部件。悬挂脚手架高4米,分两个操作平台,待提升架体后用于锥形螺母方头螺杆的推拆和螺孔修补的工作平台。

模板系统:内外模均采用整体定型钢模,每套模板分为三节,每节2.25m,每节分为四块制作,其中转角部分纳入横桥向面内整体制作。每次浇筑节段共4.5m高混凝土,其中一节段2.25m紧固在塔壁上,作为底节接口模板,下次浇筑时上次的顶节模板作为该次嵌固底节接口模板,上次底节和中节模板作为该次浇筑混凝土用模板,重复爬升施工。由于下、中塔柱为倾斜结构,可通过计算调整其内外的高度,以确保每层砼浇筑高度为4.5m。

提升系统:由于架体式爬模系统中索塔外模与架体互为支承,相互爬升,故模板和爬架爬升动力采用5T手拉葫芦,其中若塔吊起吊能力能满足施工需要,也可利用塔吊进行模板提升,以加快施工进度。

导向系统包括导向滑轨、限位轮、伸缩脚轮。

导向滑轨:每套架体式爬模设置6组导向滑轨,每组导向滑轨由2[12槽钢对口焊接在模板上,槽钢之间留3cm左右间隙。其中横桥向面每块模板上设一组导向滑轨,顺桥向面每块模板上设两组导向滑轨。(见附图)

限位轮:限位轮设置在架体上与模板上的导向滑轨位置相对应,每组滑轨设两个。

伸缩脚轮:由橡胶轮和伸缩螺杆组成。爬架提升时,脚轮旋出2~3cm,以保证已浇混凝土不受损坏并能变滑动为滚动磨擦,减小提升阻力。

4.5.3中、上塔柱架体式爬模施工工艺

架体提升顺序为:顺桥向的P1架固定,先提升横桥向两面的P2架,P2架就位固定后,再提升P1架。

提升前先清理架体上杂物,转移过重的物体,小型机械要固定在架体上,检查模板和架体上吊点是否可靠,手拉葫芦是否损坏,架体保险钢丝绳及吊点是否可靠。

在模板吊点与架体吊点之间按P1架、P2架在斜向及垂直爬升的受力特点安装手拉葫芦。

检查动力系统安全性后,拉紧所有5T手拉葫芦,使架体重量由螺杆转移到手拉葫芦上。并使每个葫芦受力均匀。

拆附墙框上M24方头螺杆。P1架上有24个M24螺杆,P2架上有20个M24螺杆。

将伸缩脚轮旋出2~3cm,变滑动磨擦为滚动磨擦。

由富有经验的施工人员统一指挥,要特别注意架体保持动态平衡,尤其是中塔柱提升施工时,外侧P1架由于塔柱内倾造成此片架体脚轮受力最大,架体提升时极易由于不平衡而造成脚轮箍断裂。每次架体提升高度为9.0m。

架体提升至与设计相差近20mm时,放慢提升速度,提升到位后伸缩轮退回,在施工中对于内侧P1架,应先退回下层,再退回上层,使附墙框下部先贴墙面,P2架由于塔身垂直,伸缩轮退回无先后顺序。

固定螺栓一端为锥形丝口,另一端为带正方形方头的丝口螺杆,固定螺栓的安装工序为:先将方头螺杆旋入预埋的锥形螺母中,然后用扳手通过方头将螺杆紧到位,第三步是加上垫板和M24螺帽,将螺帽反复均衡拧紧,使架体紧贴墙面。

用Φ22钢丝绳加设保险。

模板提升前先清除模板上一切杂物,并准备好拆模、清理模板用工具及脱模剂(新鲜机油),并将第一节及第二节模板的对拉螺栓拆除。

由于模板可用塔吊提升,故在脱模前将5T葫芦预紧或塔吊预吊以防止由于脱模后造成安全事故,每次提升一节2.25m模。

清理模板表面混凝土渣,用新鲜机油或其他物质作为脱模剂,要求均匀涂刷,并防止脱模剂过多污染钢筋或混凝土。

模板提升就位,就位后,安装好接头螺杆,及对拉拉杆。

测量监测调整模板,测量复测,合格后请监理工程师验收签字转入下一道工序施工。

模板提升施工工艺流程如下:

准备工作→安装动力→紧葫芦→模板脱位→清渣、涂脱模剂→均匀提升就位→测量验收

4.5.4中上塔柱内模施工

中、上塔柱内模采取翻模施工,内模采用组合钢模与2[10钢楞拼装,采用Φ48×3.5钢管脚手架作为支撑。脚手架四边与已浇混凝土内壁支撑,沿高度方向每4.5m设一操作平台,每20m通过塔身内壁的四周预埋件设置一卸力平台。

上塔柱拉索锚固区段内的齿板设置相应的齿形定型模板与竖向内模组成一个整体。由于齿板受塔柱节段的影响,在施工中以保证每一根拉索的锚固台一次浇筑成型为原则,可适当调整每次混凝土浇筑高度,以保证锚固块的整体性。

4.5.6主动横撑设置

中塔柱施工时,随着塔柱的爬升,塔柱自由悬臂长度逐渐增大时,为了克服塔身在混凝土自重、施工荷载、风载及日照温差等作用下,使得塔柱根部产生的很大的次应力。为了消除之,采用主动力横撑方法在中塔柱的双肢间每隔15m左右一道主动水平横撑横撑,并与两塔柱固接。合计5道横撑。为更好控制塔桩根部的次应力,中塔柱施工过程中建议业主方要求监控单位在上、下塔柱交接处塔柱根部预埋应力片,以方便控制根部初应力,为设置横撑具体数及施加预顶力的大小提供依据。横撑设置好后,还可用于塔吊及电梯的附着。

横撑结构。每道横撑由4根φ630mm,壁厚δ11mm钢管组成,顺桥向两两并排对称布置。并排钢管之间用型钢连接成整体,组成平面桁架结构,增加顺桥向稳定,且确保塔吊及电梯附着强度和刚度。为减少横撑自重挠度,增加竖向整体刚度,也为方便横撑的架设和施力,在横撑中部设置8根钢管立柱。在立柱上设有顺桥向牛腿,用以支撑横撑。立柱间也用型钢连接,同横撑桁架一起组成空间桁架,增加施工过程中的整体稳定。横撑施力前从中部一分为二,两段与塔柱预埋件焊接,中间部位搁置在立柱牛腿上,利用立柱作为工作平台,在横撑中部设置千斤顶施力系统。施力完成后,将横撑中部焊接联成整体。

劲性骨架作为索塔施工导向、钢筋定位、模板固定之用,也是上塔柱环向预应力钢束塑料波纹管和斜拉索钢套管定位安装必不可少的。劲性骨架主要由角钢加工而成,在工厂分段加工,现场分段超前拼接。劲性骨架连接利用M30×70高强螺栓连接。

劲性骨架的安装质量会不同程度地影响主筋、模板和拉索套管的定位。由于劲性骨架本身自由段自重,右受其侧面主筋的拉压作用,劲性骨架沿水平方向在侧面发生位移,将造成模板安装困难,索塔平面位置变化等不利因素。要保证骨架承力后顺应塔肢倾斜度,就必须采取骨架安装预偏的方法实现预期目的。

预偏法就是根据侧面荷载的水平分力来确定预偏角度,安装劲性骨架时在设计的塔肢坡度基础上,增加预偏角度。以此来消除受力后引起的水平位移。

劲性骨架的定位首先用吊垂球的方法控制其斜率,初步定位,然后用全站仪测量其上口的三维坐标,符合要求后,将骨架固定连接。

对于上塔柱,劲性骨架定位后,将进行斜拉索套管的安装,套管安装十分重要,直接关系到索、塔、梁的联系及使用效果,稍有不慎会造成索与套管口壁摩擦,影响受力和拉索的使用寿命。

套管安装首先根据套管的斜率、锚固中心坐标与套管的长度,推算出套管的上、下设计坐标,然后在劲性骨架上,根据套管的设计坐标用水平尺、垂球、卷尺在骨架上放样,用角钢焊设固定架,将套管初步定位。最后再用全站仪复核,用逐步逼近法进行精确调整。

套管安装定位测量应避开天气的影响。塔体是钢筋砼结构,受砼收缩徐变的影响,其断面几何中心未必是设计中心,因此不能以几何中心为参照物。塔柱迎日照面受热膨胀伸长,被日照面因温差效应则挠曲变形,塔柱中心产生位移。同时上塔柱越往上,自由端越大,风荷作用会使塔体摆动。所有这些因素,均会给测量定位工作带来影响,因此选择适当的测量时机是必要的,一般在阴天或每日0点至凌晨6点,且风力在三级以下,测量可行。

横梁采用支架现浇施工,横梁与塔身同步浇注,横梁混凝土拟分两次浇注,。第一次浇注3.25米高,横梁浇注完后,一次进行预应力张拉。

横梁支架由4个φ3.4m钢护筒和6根φ1.2m钢管桩同4组贝雷架共同组成下横梁施工主要承重结构,并在下塔柱上预埋部分塔壁牛腿。支架结构详见方案图。支架系统安装好后,应进行预压,以消除弹性和非弹性变形。

底模与外侧模采用大面积钢制模板,外侧模板采用2[20型钢,对拉拉杆采用Φ=50mm塑料管穿Φ=32mm拉杆。内模采用组合钢模与2[10钢楞拼装,采用Φ48×3.5钢管脚手架作为支撑。

砼浇注前,测量模板位置安装准确无误,经监理工程师验收合

格后,方可浇注。为防止在砼浇注过程中波纹管漏浆造成施工不便,应在砼浇注前穿好预应力束。施工中在每个室的顶部预留1.0×0.8m人洞,以便施工人员进出及拆模(人洞必须避开预应力管道布置)。模板撤出后,将内箱清理干净并将人洞封闭。

在横梁䬼强度达到‹0%后,进驌预应军张拉,漠拉顺序为:先从腹板中部向上、下缘依次进行,两腹板同高度预应力束应对称张拉,再从顶、底板中部向左、右对称张拉各顶、底板钢束,顶、底板离桥轴线同距离的预应力钢束应对称张拉。

索塔钢筋包括塔柱钢筋和横梁钢筋两部分,索塔钢筋总量为1295t,数量较大。索塔受力主筋除塔冠段为φ20钢筋其他位置处均为φ32钢筋,主筋钢筋供应时。要求进9m定尺。为增强砼表面抗裂能力,塔柱、横梁表面均加设一层直径5mm,间距为10×10cm的带肋钢筋网。

4.7.1钢筋配料、制作

按照图纸,合理配料,下料制作。各道工序都必须满足现行国家标准的要求。钢筋在钢筋棚或钢筋加工区内进行加工制作,严格按照图纸要求的形状、尺寸进行制作,复杂的细部尺寸放大样进行。加工成半成品的钢筋应按施工部位、型号、规格等做好编号并挂牌标识,并分类堆放。用运输船转运至墩位处,由塔吊吊入施工面内进行钢筋的安装绑扎。

索塔受力主筋φ32钢筋,采用冷拉套筒接头,平面上交替搭接形成的闭合箍筋,其搭接接缝应交错布置,箍筋搭接接头采用单面焊接,箍筋与主筋交叉点处采用点焊。钢筋接头各项指标都必须满足现行国家标准的要求。若设计作出要求时,按设计要求进行施工。

钢筋安装完成后,利用劲性骨架将其主筋进行临时位置调整,然后严格按照图纸要求将各号钢筋按一定施工顺序进行绑扎定位,然后利用测量放样点进行钢筋尺寸,或空间位置的调整,并挂上保护层垫块。通过自检合格后,请监理验收签证,即可进行下一道模板工序施工。

钢筋绑扎施工过程中,当其与预应管道或斜拉索的预埋件位置交叉或重叠时,钢筋可做适当调整,但不得任意取消或剪断。确需剪断应在同一截面上按等强度设置补强钢筋。

在有预应力管道的施工区域进行施焊时,必须防止预应力管道被烧伤或电弧击穿,其相应保护措施见预应力体系施工部分。

钢筋密集部位应考虑混凝土振捣施工的操作空间,可作适当的调整,以确保混凝土浇筑振捣密实。

本索塔采用C50混凝土,混凝土方量为10306.65m3。砼施工采用水上拌合,砼泵送垂直运输,一次泵送到位。混凝土施工包括混凝土配合比设计、混凝土生产、混凝土运输、混凝土浇筑、混凝土养护及施工缝处理等工序。

4.8.1混凝土配合比的设计

索塔混凝土泵送高度从常水位算起最大高度为173.5米,索塔砼即要求强度达到50Mpa以上,又要求保持一定的流动性,保证砼能够一次泵送到位。砼配合比设计过程中要做到以下几点

水泥选用强度等级为42.5号水泥,要求同一生产厂供应,确保砼外观颜色一致。

砂、石料质量要求,砂的细度模数一般为2.4~2.7,对泵送砼而言,偏细的砂子有利,但要求级配良好。碎石为5~31.5mm连续级配石子,但从中塔柱开始,石子应改为5~25mm连续级配石子,主要是为了高扬程泵送。石料强度120~170Mpa,针片状<10%。

选择好的砼外加剂,即泵送剂。外加剂能适应一年四季的温度变化,保证砼拌合物坍落度及坍落度损失以及砼初凝时间、终凝时间满足施工要求。

考虑掺加Ⅱ级粉煤灰,砼掺加粉煤灰后能显著改善砼拌合物的和易性,易泵送,尤其适宜高扬程泵送。在掺加粉煤灰过程中,必须控制粉煤灰的质量,粉煤灰的细度、烧失量、需水量比、三氧化硫等四大技术指标必须按规范要求分期分披取样检验。

在施工过程中,我们将严格控制原材料的质量,以确保混凝土的质量要求。做到材料检测不合格不进场,严格按技术规范要求做好混凝土配合比试配实验,并将其试配结果进行优选,选出满足本索塔施工要求的配合比,以指导施工。要求混凝土在不但要保证普通节段施工时的早强的同时,还要根据不同部位浇筑时间将混凝土初凝时间作调整,以确保混凝土施工质量。

拟投入本工程的砼生产机械详见机械计划表。

混凝土生产要求严格按现行国家标准进行。拌和站有试验员和熟练的试验工持证上岗并按有关规程、规范对原材料取样试验,试验原始记录经监理工程师签字。在拌合砼前,按规定检查水泥、砂石料

粉煤灰、外加剂等材料的规格质量。拌合过程中严格掌握水灰比,严格材料计量和拌合时间。及时做砼坍落度、测砼温度、做试块。详细记录好当天砼施工日志,并经监理工程师签字。

混凝土运输采用混凝土泵泵送,利用型输送泵一次泵送到位,该输送泵最大泵送高度可达250米,完全能够满足塔柱施工要求。输送泵管沿着塔柱由下往上接高。

索塔砼泵送在高温季节应采取降温措施:水平泵送管段采用浇水降温和覆盖湿麻袋吸热;竖直管采用泵管外包矿棉阻隔外界高温侵入措施。

混凝土浇筑严格按节段或分层进行施工,每节段或分层一次摊料厚度不大于30cm,混凝土入料必须采用平行多点串筒入模布料的施工工艺,以确保混凝土浇筑质量。

混凝土浇筑采用软轴插入式振捣器进行振捣施工,要求结合结构的空间尺寸,配备不同规格的振捣棒。

4.8.5混凝土养护及施工缝处理

混凝土浇筑完成后,根据混凝土凝结时间,确定终凝后进行洒水养护。

严格注意早期前7天养护,干燥或炎热气候条件下潮湿养护时间不得小于21天。脱模前采用顶面蓄水养生,脱模后,周围采用悬挂环状水管不间断喷洒水,使养护期内始终保持湿润。

下塔柱实体段和加厚段处应采取降低内部水化热措施,注意保温和养生,防止因水化热过高而使塔柱开裂。内部温控措施详见承台砼浇注温控措施。

混凝土浇注层基面按施工缝的要求进行凿毛,待混凝土表面强度大于2.5Mpa以后,采取人工凿毛,以凿出新鲜石子为宜,然后用高压气或水冲洗,严禁使用风镐,钢钎进行凿毛,以免骨料产生扰动。下层混凝土浇筑前,先铺一层2~3cm厚的同标号砂浆后进行施工。

本索塔预应力结构主要包括上塔柱、横梁,上塔柱环向预应力束99束(规格12φj15.24),上塔柱底座预应力束12束(规格19φj15.24),横梁预应力束50束,共计161束预应力钢绞线。所有预应力采用两端同时张拉工艺。张拉预应力均要求双控,以张拉力控制为主,伸长量为辅,实际伸长量与理论误差应在±6%以内。

4.9.1预应力材料与施工准备

采用匹配的成套OVM产品与相应的锚板。

4.9.2预应力体系施工工艺

预应力体系施工除了严格按照现行国家标准进行施工外,主要从以下几方面组织施工。

下料长度按照图纸设计长度下料,同束钢绞线的下料长度相对差值,当长度≤20m时,不宜大于1/3000,当长度>20m时,不宜大于1/5000。

(2)波纹管、锚垫板安装

对于横梁预应力束、上塔柱底座预应力束,管道由钢筋骨架定位防止浇砼时,管道移位。

对于上塔柱环向束,采用喷灯用火焰协助塑料管弯曲成设计弯曲曲线定型安装在劲性骨架上,采用“#”型Φ10钢筋限位,在半圆弧处应设拉筋,防止变形。

管道安装前,检查其无裂缝、无变形,方可使用。施工中应特别注意保护管道不受破损。一旦发现管道破损或穿孔,必须用接头或绝缘胶布缠裹以防止水泥浆进入管道,对管道接头处要缠裹密实。同时,注意锚垫板与模板、锚板及套管之间的密封情况,勿使水泥浆进入管道。

为避免预应力张拉端槽口过大而切断塔柱的竖向主筋,同时改善塔柱外观质量,本桥采用深埋锚工艺,即锚垫板栓接一段套筒套筒外缘埋入塔柱外侧表面内5cm,施工塔柱时应预先用泡沫封堵套筒,严禁施工时,砼进入套筒内。预应力张拉时使用特制的工具式过渡板在塔柱外张拉。

本索塔预应力束均采用后穿法安装。

(4)锚具、夹片、千斤顶工具锚安装

对于横梁预应力束张拉,上夹片前先用人工将钢绞线拉直,夹片上好后要保持其高度一致。千斤顶安装要注意其作用力线与钢绞线轴线一致。

(5)张拉作业操作施工工艺流程见流程框图。

张拉完成后,用砂轮切割机切割除预应力束(筋),保持外露长度不小于3cm。

张拉场地或平台应稳固可靠。非操作人员不准进入施工现场。

张拉千斤顶后面严禁站人,以免预应束(筋)飞出伤人。

预应力束(筋)严禁电焊或气割切割。

张拉作业人员必须持证上岗,并严守岗位。

做好每一道工序原始记录,并及时计算,校核,以指导施工。

压浆水泥采用525#水泥,要求水泥浆的泌水率最大不超过4%,拌合后3小时泌水率控制在2%内,25小时后泌水,应全部被浆吸回,另外水泥浆的稠度应控制在14S~18S之间,水泥浆配合比由试验室根据设计要求试验确定。

压浆前,应先用压缩空气把管道吹净,在压浆过程中缓慢、均匀进行,没有特殊原因中途不得停止。压浆使用活塞式压浆,压力控制在0.5~0.7MPa,压浆必须饱满,现场以排气孔留出与规定稠度相同的水泥浆为标准,封闭出气孔后,要稳压一段时间。

封锚孔道压浆完成后,进行封锚。封锚前,在预应力张拉槽口处补焊设计采用的钢筋。封锚砼采用与主塔相同标号,C50。

4.10索塔施工测量定位控制

4.10.1测量定位控制内容

其控制内容有:模板安装定位、劲性骨架、斜拉索套筒的定位测量、索塔挠度的变形等的精度定位。

4.10.2测量放样的主要方法

由于塔柱高,且施工测量还受通视、温度等因素的影响,故在施工中必须多次建立高精度的局部临时测量控制定位网点,并采用空间三维坐标定位。

在控制网点架设仪器,直接测量索塔上测点的三维坐标X、Y和高程H,然后将测量值与对应的设计值比较,计算出二者的差值,再将点位移至设计位置。

由于“全站仪三维坐标法”对仪器依赖性太大,所以同时用常规的经纬仪交会和水准仪分别对平面点位和高程进行校核。

4.10.3模板安装定位

模板定位包括外模和内模的定位。外模定位首先要根据模板各测点的标高、塔柱各边的斜率来计算模板的平面位置及各控制测点的坐标,再利用全站速测仪对模板的各测点分别进行测量,并进一步调整,直到合格为止。内模定位则只需用钢卷尺量内模到外模的距离即塔柱壁厚来控制进行调整,直到合格为止。

4.10.4劲性骨架定位

劲性骨架在钢结构加工场地内按图纸尺寸认真加工,并根据图纸算出各点的坐标,经验收合格后,在施工现场用全站速仪直接对各测点进行观测,调整,直到合格为止。

4.10.5斜拉索套筒定位

斜拉索套筒的定位是整个索塔施工定位工序中,精度最高、工序最复杂的项目。斜拉索钢套管定位的关键是食品店锚固点中心点空间位置及钢套管的方向正确,,否则斜拉索将与钢套管发生磨擦,损坏斜拉索,为了防止混凝土堵塞斜拉索钢套管且利于立全站仪棱镜杆,

定位前需将钢套管两端用薄钢板封口,以后再割开。

放样时,只要保证斜拉索钢套管上端中心口(锚固中心点)与下端中心同时达到各自设计坐标与高程,则索管已在到设计位置。于是用全站仪三维坐标法先测得斜拉索钢套管上、下端中心点的坐标和高程。根据其偏差就可以利用千斤顶等特微动设备移动斜拉索钢套管至正确位置,再将其焊接在劲性骨架上。这样的测量、计算、调整往往需进行多次,直到达到设计要求为止。在实际工作中,斜拉索钢套管下端中心点由于处在垂直面上,无法直接采用全站仪棱镜杆,可在其旁焊接一块钢板用于立棱镜杆,计算时加上改正量即可。

由于索塔基础地质比较复杂,岩基在基础、塔身及主梁结构自重作用下可能产生沉降,所以在施工过程中需对其进行观测。为此在中塔桩上设置沉降观测点。观测点的高程与主梁平齐,上、下游各1个。

观测方法:按照二等水准测量规范要求。在主塔施工过程中定期对变形点的高程进行观测,最终一次的观测值与第一次测量值为主塔的沉降变形量。

在索塔施工过程中,由于索塔受风力、日照等外界环境的影响而产生挠度变形。随着塔高的增加,变形幅度也急剧增大。只有准确掌握塔的摆动和扭转规律,才能有效指导施工和相应的施工测量工作。另外,在主梁施工中,由于施工原因,致使索塔两侧拉索受力不平衡,从而使索塔在顺桥向产生一定的偏移。为了将这种变形控制在一定范围内,不致使其危及索塔安全,需对此变形进行观测。

为了准确地反映索塔各个位置的变形情况,分别在塔柱的塔顶、上、下塔柱交接处布设变形观测点。

变形观测点的周期,在施工阶段根据影响索塔受力的具体情况而定(如斜拉索的张拉)。

索塔挠度变形观测方法:采用全站仪极坐标法进行观测。在控制点安置好仪器,输入测站点坐标并配置好起始方位后,只要一次照准反射棱镜,仪器即可测出方位角和距离,计算并显示出变形点的坐标,将测量结果与变形点第一次测量的坐标比较,就得出变形的二维偏移量。为确保精度,观测要进行一个测回。

为提高测量精度,用全站仪极坐标法观测时始终在同一控制点上,后视方向也始终为同一方向,这样各控制点的误差不会影响测量精度。同时GA 374-2019标准下载,工作基点和照准点都采用强制对中装置。

索塔施工测量的主要技术要求

索塔施工测量的控制基准点要经常复测,防止点位移动。

温度、日照和风力对索塔的挠度变形影响复杂广州某管道工程临时用电施工组织设计,其对施工测

量放样的影响值难以得知。所以对索塔各部位进行施工测量放样时,应选择夜间、风力小、外界环境相对稳定的时段进行。

由于索塔的不断增高和混凝土收缩、徐变、沉降、风荷载、温度等因素影响,塔身必然会有少量的变化,所以在对塔身各部位的相关位置和变化点进行测量放样时,应避免误差的累积,保证索塔各断面尺寸达到设计要求。

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