麦田河电站搬迁复建工程渡槽施工组织设计方案

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麦田河电站搬迁复建工程渡槽施工组织设计方案

单根拱肋合龙施工程序如下:

①拱顶段拱肋吊装就位后,徐徐放下,与边段试行合龙(不卡紧),接缝张口不宜大于2cm

②用仪器校正中线DB34/T 2748.2-2016 高速公路沥青路面养护指南 第2部分:养护设计导则,然后将拱顶段提升至与边段接头差30cm~4Ocm处;

③松索合龙,用仪器配合控制边段标高,徐徐放下起重索,当拱顶段与边段接触后再松扣索。如此循环进行,直至准确合龙。

将第一根拱肋合龙并调整轴线,楔紧拱脚及接头缝后,松索压紧接头缝,但不卸掉扣索和起重索,然后将第二根拱肋合龙,并使两根拱肋横向联结固定。拉好风缆后,再同时松卸两根拱肋的扣索和起重索,这种合龙方法需要两组主索设备。

拱顶段吊装就位时,需用两部水准仪观测两侧4个接头标高,并用经纬仪观测和控制拱肋中线,具体可按下列程序进行:

①缓慢放松起重索,当拱顶段左右两端头标高比设计值高出1cm~3cm时关闭起重卷扬机;

②按照先边扣索,后次边扣索的松索顺序两侧均匀、对称地放松扣索,反复循环直到与拱顶段接头合龙;

③调整拱肋中线位置,偏差在1cm~2cm以内时,固定风缆;

拱肋松索成拱程序及注意事项

①松索调整拱轴线,调整拱轴线时应观测各接点标高、拱顶及1/8跨径处截面标高。调整轴线时精度要求为:每个接头点与设计标高之差不大于±1.5cm,两对称接头点相对高差不大于2cm,中线偏差不超过0.5cm~1.0cm,防止出现反对称变形、导致拱肋开裂甚至纵向失稳。松索成拱的操作方法是否正确,直接影响合龙后拱肋的拱轴线,必须认真、仔细操作。

②松索时应按边扣索、次边扣索、起重索三者的先后顺序对称均匀地进行。每次松索量以控制各接头标高变化不超过1cm为限。

③电焊各接头部件,全部松索成拱。电焊时,采取分层、间隔、交错施焊的方法,每层不可一次焊得过厚,以防灼伤周围混凝土。

④在合龙成拱后,可保留起重索和扣索部分受力,待拱肋接头的连接工序基本完成后再完成松索。留索受力的大小取决于拱肋接头的密合程度和拱肋的稳定性。施工中,起重索受力保留在5%~10%,扣索基本放松。

拱肋的稳定包括纵向稳定和横向稳定。前者主要取决于拱肋的纵向刚度。在拱肋的结构设计中已考虑裸拱状态下的纵向稳定,一般都能满足。在吊装过程中要控制好接头标高,选择合适的接头型式并及时完成接头的连接工作,使拱肋尽快由铰结状态变成无铰拱状态,纵向稳定就能得到保证。

拱肋的横向稳定,只有在拱肋形成无铰拱,并且在拱肋之间用钢筋混凝土横系梁联结成整体后才能得到保证。施工过程中一片或两片拱肋的横向稳定,必须依靠设置缆风索和临时横向联系等措施来实现。

横向稳定缆风索,在边段拱肋就位时可用来调整和控制拱肋中线;在拱肋合龙时可以约束接头的横向偏移;在拱肋成拱后,可减少拱肋自由长度,增大拱肋的横向稳定;在外力作用下拱肋产生位移时缆风索还可起到约束作用。拟将缆风索布置在岸上。

设置横向稳定缆凤索时,应注意以下几点:

①每对缆风索与拱肋轴线的夹角不宜小于55°。上下游缆风索长度不宜相差过大;与水面夹角宜在20°左右。

②每孔至少有两根基肋在接头附近设置稳定的缆风索。

上述固定缆风索,不可过早或中途拆除,在每孔拱肋全部合龙、横系梁或横隔板达到一定强度后,方能逐步拆除。

③缆风索锚固点位移要小,若缆风索受力后锚固点发生较大位移,稳定作用就会减小,因此吊装前应对可能发生位移的地锚予以试拉。

④缆风索须配备便于操作的收紧装置,采用链滑车或手摇绞车收紧,并用花篮螺栓等固定的收紧装置随时调整拱肋的位置。当拱肋形成无铰拱后,即可将缆风索固定起来,将收紧装置抽换出。

⑤缆风索须保持一定的安装张力,当因拱肋接头标高下降而引起缆风索松弛时,须及时收紧。

⑥缆风索布置力求对称,以避免因缆风索受力不均而引起拱肋接头不对称变形。

在吊装过程中,若能减小拱肋的自由长度,就能增强拱肋的横向整体作用。拱肋间的横向联系是一项必不可少的施工措施。采用木夹板作为临时横向联系,采用Φ10~Φ14的圆木制作,并用Φ14~Φ18的螺栓上下夹紧,以约束两拱肋间的横向位移。但在悬挂多边段拱肋中使用时,在单肋合龙前不宜将螺栓旋紧,以免在调整拱肋标高时相互影响。本夹板的间隔一般为3m~5m。

拱肋合龙后的横向稳定,只有在横系梁或横隔板安装后才能得到保证。因此争取尽早安装横系梁构件,以减少其它临时横向联系的用材,加快施工进度。

由于拱肋截面尺寸较小,刚度不足,所以采用在拱肋拱腹等分点上用钢丝绳进行多点张拉,以保证纵向稳定性,如图5所示。

图5拱肋多点张拉示意图

张拉索锚固于设在河床中的锚碇上,用花篮螺栓来调整松紧。张拉力控制在10kN~20kN范围内,拱脚部分的拉力要比拱顶大,张拉强度以拱轴线形来控制。

在缺乏拉力计直接测量缆索拉力时,可采取测量主索跨径中点垂度的方法来计算主索拉力。主索垂度可以在跑车上安吊绳直接测量,或用经纬仪测仰角来计算。

缆索拉力用拉力计量测。由于拉力计吨位较小,须设置滑轮组,将拉力计装在其中一端,测出其单端拉力值,然后计算出缆索拉力。

塔架及地锚的安全用位移值大小来检查。位移值的观测根据搭架高度和风力大小,在塔架顶吊一垂球来测量塔顶的位移。

一般将经纬仪架设在岸坡观测拱肋中线。

拱肋高程观测一般只控制拱肋接头处的标高,观测采用水准仪进行。

主拱圈以上的结构部分吊装应按规定的施工程序对称均衡地进行,以免产生过大的拱圈应力。

由于拱圈以上构件吊装时拱肋已经合龙,因此吊装按以下程序进行:

①将构件运输至缆机移动端下的吊装场地(小构件)或移动端所在一岸的河床底部(渡槽槽身);

②按两点法或三点法安装好吊绳;

③垂直起吊至超过拱圈高程以上1m或构件安装高程以上;

④水平移动至构件安装位置;

⑤起吊就位于装配位置;

拱波吊装时应注意以下几点:

①拱波应在拱肋强度或其间隔缝混凝土强度达到设计强度的50%后开始安砌。

②拱波安装前应作质量检查并洒水湿润,拱波与拱肋间的接触面须凿毛清洗,用稠度大的水泥砂浆安砌,灰缝要饱满。拱波与拱波间的灰缝宽度一般为1cm~2cm。同一孔的拱波灰缝,在顺桥向宜前后错开。

由于槽身重量较重,因此必须在垂直方向准确定位后才能下放至装配位置,以免错位纠正时对下部结构的接头产生损坏。

预制法施工吊装布置示意见图6。

宜良县麦田河电站搬迁复建工程

2#渡槽施工方案(二)

编报单位:宜良草甸建筑公司

日期:2001年10月16日

7.拱架的设计计算原理 4

10.拱架的卸落和拆除 6

方案二:现浇法施工方案

2#渡槽为双曲拱式渡槽,跨度60m,条石砌筑拱座。拱桥由三支拱肋作为支承,边拱肋为变形截面,中间拱肋为矩形断面。拱肋间有横系梁、拱肋上有两波拱波连接。拱背上为钢筋混凝土排架,排架上部为槽托,渡槽槽身支承在槽托上。槽身为钢筋混凝土按10m长度分缝。各部位构件均为现浇钢筋混凝土结构。

本方案采用满堂式钢管扣件(脚手架)制作拱架进行渡槽的施工。拱架的设计、立模及混凝土浇筑程序及方法是本方案的重点。

施工准备(场地平整、材料准备等);

立模,拱肋绑扎钢筋(拱波、排架、槽托及槽身钢筋预先绑扎成骨架);

拱肋混凝土分段浇筑、养护、拆模;

拱波立模、钢筋骨架拼装;

拱波及拱背混凝土浇筑、养护、拆模;

排架立模、钢筋骨架拼装、混凝土浇筑、养护、拆模;

槽托立模、钢筋骨架拼装、混凝土浇筑、养护、拆模;

槽身立模、钢筋骨架拼装、混凝土浇筑、养护、拆模;;

本方案考虑采用满堂式脚手架搭设拱架。该钢管拱架由立杆(立柱)、小横杆(顺水流方向)、大横杆(顺桥轴线方向)、剪刀撑、斜撑、扣件和缆风索组成,并以各种形式的扣件(如直角扣件、回转扣件和套筒扣件)联结各杆件。立杆和横杆钢管直径均采用Φ48.25mm,壁厚3.5mm。

立杆是承受和传递荷载给地基的主要受力杆件,其间距取为:纵向间距取1.0m,共61排;横向间距取O.8m,每排8根,共计488根。节点扣件共计8×850+8×45=7160个。

顶端小横杆是将模板、混凝土构件重力、施工临时荷载传给立杆的主要受力构件,其余小横杆起横向联结立杆的作用。

大横杆起纵向联结立杆的作用。大横杆的间距取1.5m。

缆风索是保证扣件式钢管拱桥整体横向稳定的重要措施,且承受水平力。其位置设在3L/8用和L/4处,捆绑点上下游缆风绳对称交叉,且对等收紧。

采用该方法的原因是由于杆件轻,运输传递灵活方便,无须特殊起吊设备,工作面宽,拱架的搭设进度快。其构造示意见图1。

图1满堂式钢管扣件拱架示意图

拱架采用在立杆端部垫上底座,使立杆承重后均匀沉陷并有效地将荷载传给地基。但由于立杆数量多,分散面宽,每根立杆所处的地基土不一定相同,除按一般支架基础处理外,可采用分别确定立杆管端承载能力的方法,使各立杯承载后的不均匀沉陷控制在允许范围内。一般采用的方法为:将各立杆用人工锤击法打入土中,测出其入土深度,再从地质剖面图上找到立杆钢管底端所处的岩层类型,以确定管端的承载能力。

安装工具仅需扳手。由两拱脚开始,全拱圈宽度推进,在拱顶处合龙。但施工中应注意以下几点:

①立杆打人土中时,要求捶台钢管直至出现多次反弹现象为止;

②立杆位置要正确,立杆要求与地面垂直,相邻立杆接头不能在同一高程内,立杆不宜采用搭接,对接端面应平稳;

③所有扣件架设时要求拧紧,对于顶端小横杆的连接扣件,在浇混凝土过程中,还应派专人经常检查,严防松滑;

④安装顶端小横杆时,要求杆身不能弯曲;

⑤缆风绳捆绑点上下游要求交叉,且对等收紧。图2主拱架构件大样图

扣件式钢管主拱架结构大样图见图2。6.拱肋模板

拱肋模板如图3所示。底摸厚度根据弧形木或横梁间距的大小来确定,厚度为5cm。为使侧向放置的模板与拱圈内弧线圆顺一致,预先将木板压弯。压弯的方法是:每4块木板一叠,将两端支起,在中间适当加重,使木板弯至正矢符合要求为止,施压约需半个月左右的时间。

拱肋侧面模板,预先按样板分段制作,然后拼装在底模板上,并用拉木、螺栓拉杆及斜撑等固定。安装时,先安置内侧模板,等钢筋入模后再安置外侧模板。模板宜在适当长度内设一道变形缝(缝宽约2cm),以避免在拱架沉降时模板间相互顶死。

拱肋间的横撑模板与侧模构造基本相同,处于拱轴线较陡位置时,可用斜撑支撑在底模板上。

处于拱轴线较陡区段的拱段,应设置拱肋盖板,并随浇筑混凝土进度而装钉盖板。

7.拱架的设计计算原理

拱圈重力。对双曲拱,一般仅考虑拱肋和拱波的重力或仅考虑拱肋的重力。

模板、垫木、拱架与拱圈之间各项材料的重力。

施工人员、机具重力。按2kN/m估算。

横向风力。验算拱架稳定时应考虑横向风力。参考《公路桥涵设计通用规范》(JTJ021)第2.3.8条计算,也可假定横向风力为1kN/m2。

扣件式钢管拱架是一个空间框架结构,但节点处介于铰接与半刚性之间,其效果与操作者的工作质量有关。钢管多次重复使用,存在微量弯曲,为简化计算,作一些较切合实际的合理假定。

只取单排立柱,按平面杆件体系计算;

立杆自由长度取大横杆的间距(即垂直间距h),两端视为铰接;

顶端小横杆按连续杆计算;

只计作用在拱架上的竖直荷载,不考虑水平力和风力。

2)计算图式及荷载布置

主拱圈为肋拱,肋宽较窄,每根顶端小横杆下布置8根立杆,作用在小横杆上的荷载按集中力荷载考虑。顶端小横杆按七跨连续梁计算。小横杆把荷载以连续梁支反力形式传给立杆,立杆按两端铰接的受压杆件计算。

拱顶预拱度按经验估算:δ=L2/5000*f

设置预拱度时,拱顶处应按全部预拱度总值设置,拱脚处为零,其余各点可按拱轴线坐标高度比例或按二次抛物线分配。按二次抛物线分配时的计算方法,可参考下列公式和图4。

式中:δx—任意点(距离为X)的预加高度;

x—跨中至任意点的水平距离。

按照拱架放样图上支座的坐标,将支座位置测放到墩台上。

测量以桥位中心线和墩台中心线两条基线为基准。先测出上下游最外侧拱架片的中心线,再测出最外侧两拱架片的支座中心位置,然后测出其余拱架片支座中心位置。

满布式拱架各杆件和组件位置的测量,以桥中心线和墩台中心线两个方向的基线为基准进行引测;应使用标准的或统一的钢尺丈量。其误差限制的一般规定如下:

①起拱线以上部分拱架立柱的纵轴在平面内与设计位置的偏差不超过±30mm;

②拱助与桥中心线之间距离偏差不超过上±10mm;;

各片拱架在同一节点处的标高应尽量一致,以便于拼装平联杆件,扣件式钢管拱架及风力较大地区的拱架,必须设置缆风索。

先在放样台上放出拱圈大样,以确定拱块形状和尺寸、拱圈分段位置、各项杆件的位置和尺寸,并进行块件等编号。拱圈大样采用1:1的比例。放样平台选择在桥位附近较平坦和宽敞的地方(或场所)。平台的表面应平整、不积水(有3%~5%的单向坡)且坚实。为此,在整平地面后,在其上再夯填一层三合土或砂砾,再铺抹一层水泥砂浆或夯筑一层石灰土。

拱圈和拱助采用坐标法放样。

2)按拱轴线方程算出拱轴线、拱腹及拱背内外弧线各预定点的纵横坐标。

3)以坐标基线及辅助线为基准,用经纬仪及钢尺(标准的或统一的)放出或者用细钢丝放出各预定点并量出加预拱度值后的各点。

4)用预先制作的曲线板将各点连接起来,即可绘出拱圈的设计弧线和加预拱度后的弧线。曲线板按拱圈的弧线半径制作。

10.拱架的卸落和拆除

拱肋必须在浇筑完成后钢筋混凝土强度达到设计强度的70%以后才能卸落拱架。此外还考虑拱上建筑、拱背填料、连供等因素对拱圈受力的影响,尽量选择对拱体产生最小应力的时机。

采用组合木楔作为卸架设备,如图6所示,其由三块楔形木和一根拉紧螺栓组成。卸架时只需扭松螺栓,木楔徐徐下降,拱架即可逐渐降落。

拱架卸落的过程,就是由拱架支承的拱圈重力逐渐转移给拱圈自身来承担的过程,为了对拱圈受力有利,拱架不能突然卸除,而应按一定的卸架程序和方法进行。在卸架中,只有当达到一定的卸落量h时,拱架才脱离拱因体并实现力的转移。

拱顶处的卸落量h为拱圈体弹性下沉量及拱架弹性回升量之和。拱顶两侧各支点处的卸落量按直线比例分配。

为了使拱圈体逐渐均匀的降落和受力,各支点卸落量应分成几次和几个循环逐步完成。各次和各循环之间应有一定的间歇。间歇后应将松动的卸落设备项紧,使拱圈体落实。

满布式拱架根据算出和分配的各支点的卸落量,从拱顶开始,逐次同时向拱脚对称地卸落。

整个渡槽恶毒混凝土浇筑分四个阶段进行:

第二阶段:浇筑拱上拱波、联结系及横梁等。

第三阶段:浇筑上部排架、槽托。

第四阶段:浇筑渡槽槽身。

混凝土浇筑过程中,应保证前一阶段的混凝土达到设计强度的7O%以上才能浇筑后一阶段的混凝土。拱架在第四阶段混凝土浇筑前拆除,但必须事先对拆除拱架后拱圈的稳定性进行验算。如设计文件对拆除拱架另有规定,应按设计文件执行。

拱波应在拱肋强度或其间隔缝混凝土强度达到设计强度的70%后开始。

拱肋混凝土采用分段浇筑法进行。分段长度为6m~15m。分段位置确定的原则是使拱架受力对称、均匀,并使拱架变形小。因此,在拱架挠曲线为折线的拱架支点、节点处,及拱顶、拱脚等处,设置分段点并适当预留间隔缝。如预计变形较小且采取分段间隔浇筑时,也可减少或不设间隔缝。间隔缝的位置应避开横撑、隔板、吊杆及刚架节点等处。间隔缝的宽度一般为8Ocm~100cm,以便于施工操作和钢筋连接。为缩短拱圈合龙和拱架拆除的时间,间隔缝内的混凝土强度采用比拱圈高一等级的半干硬性混凝土。各段的接缝面应与拱轴线垂直。

分段浇筑程序应符合设计要求,且对称于拱顶进行,使拱架变形保持对称均匀和尽可能地小。

填充间隔缝混凝土,应由两拱脚向拱顶对称进行。拱顶及两拱脚间隔缝应在最后封拱时浇筑,间隔缝与拱段的接触面应事先按施工缝进行处理。并应注意以下几点:

(1)间隔缝混凝土应在拱圈分段混凝土强度达到70%设计强度后进行;

(2)封拱合龙温度应符合设计要求,如设计无规定时,可在接近当地的年平均温度或在5℃~15℃之间进行。

拱波应在拱肋强度或其间隔缝混凝土强度达到设计强度的70%后开始。

各拱助同时浇筑时,各拱肋间横向联结系与浇筑拱肋同时施工,并同时卸落拱架;各拱肋不是同时浇筑和卸架时,应在各拱肋卸架后再浇筑肋间横向联结系。

排架及槽托应在拱波强度达到设计强度的70%后开始。排架混凝土应从底部到顶部一次连续浇完,顶部施工缝设在槽托的底面。

槽身混凝土应在排架及槽托混凝土强度达到设计强度的100%后才能进行。每两排排架之间的渡槽槽身混凝土应一次连续浇完。

(1)拱脚接头钢筋预埋

由于拱肋的主钢筋需伸入墩台内,因此在浇筑墩台混凝土时,应按设计要求的位置和深度将钢筋端头预埋入混凝土中。为便于预埋,主钢筋端部可截开,但应按有关规定使各根钢筋的接头错开。

为适应拱助在浇筑过程中的变形,拱肋的主钢筋或钢筋骨架不使用通长钢筋,而在适当位置的间隔缝中设置钢筋接头,且最后浇筑的间隔缝处必须设钢筋接头。

钢筋绑扎将根据混凝土浇筑分段及顺序进行,绑扎时各种预埋钢筋应予临时固定,并在浇筑混凝土前进行检查和校正。

拱上其它建筑钢筋与模板

为简化在拱肋上进行的施工作业,拱上建筑的钢筋采用预先绑扎或焊接成钢筋骨架,模板预先组装成整块或整体。钢筋骨架和整体式模板用履带吊车吊到拱上安装。

水泥:选用普通硅酸盐或矿渣硅酸盐水泥有出厂日期和出厂合格证,储存超过三个月以上视为不合格,必须重新检验标号后方可使用。

混凝土宜采用半流动性微膨胀缓凝混凝土,配合比设计要点如下:

(1)水灰比应小于O.35,坍落度:5cm~8cm,以7cm最佳;

(2)加入减水剂增加流动度。减水剂以FDN最好,在相同水灰比时,可增大坍落度1.0倍,提高强度20%左右。也可选用M型、YJ2、UNF2型减水剂,减水剂掺加量约为水泥量的0.9%~1.2%;

(3)加微膨胀剂防止混凝土收缩。微膨胀剂可选用钙矾石、UEA等。掺加量为水泥量的1O%~20%(具体用量根据产品情况试验确定);

(4)夏季浇筑混凝土时,可加5%(水泥量)的一级粉煤灰,以增加和易性,降低水化热;

(5)应加入缓凝剂延长初凝时间;

(6)配料强度应大于(1.1~1.15)的设计强度。

混凝土拌制选用强制式搅拌机,严格按用料重量比进行拌制,混凝土拌合物拌合时间应不少于1分钟(等于或小于1000L容量的强制式拌合机),严格控制水灰比,加水量根据砂、碎石含水量调整,使拌合物塌落度不大于7cm。

混凝土拌合物采用3m3混凝土搅拌运输车进行水平运输。经运输至浇筑地点应保持其匀质性,不分层、不离析,不漏浆,合易性好。

垂直运输采用泵送。混凝土泵的选择应注意以下事项:

(1)混凝土输送泵应当性能可靠,以保证连续灌注。

(2)输送泵的额定扬程应大于25m。

(3)输送泵的泵压不宜超过4MPa,以免过度及挤压模板。

(4)输送泵的额定速度:

式中:V——输送泵的额定速度;m3/h;

t——混凝土终凝时间,取72h;

Q——要求灌注的混凝土量,m3。

入仓混凝土采用插入式振动器人工振捣。振捣器的插点要均匀排列,可采用“行列式”或“交错式”的顺序移动。这样方可防止漏振。

拱肋混凝土浇筑应连续进行,如因天气、设备故障、模板的支撑,停电等情况必须间歇时,歇间时间当气温在25度左右时不超过两小时,超过时间应留施工缝,但施工缝的位置应设在拱肋分段的1/3跨内。施工缝在继续浇筑前必须作必要的处理,清除松散软弱部份XX公路改建项目施工方案,凿毛清洗后再行浇灌。

拱式渡槽各部位混凝土在浇筑期及浇筑完成后需进行洒水养护。渡槽槽身上应覆盖草席。各构件的养护时间不得低于7天。

现浇拱圈的结构质量检测标准见表1。

现浇施工方法示意见图7。

内弧线偏离设计弧线(mm)

用尺量拱脚、l/4、拱顶5个断面

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