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現澆鋼筋混凝土拱橋施工方案技巧

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目前在中國,鋼筋混凝土為應用最多的一種結構形式,佔總數的絕大多數,同時也是世界上使用鋼筋混凝土結構最多的地區。那麼,下面是小編為大家整理的現澆鋼筋混凝土拱橋施工方案技巧,歡迎大家閱讀瀏覽。

現澆鋼筋混凝土拱橋施工方案技巧

  一、工程概況

滹沱河大橋是新城大道工程的一部分,橋樑設計起點為K0+260.5,本橋平面位於直線上,與滹沱河交角90°。橋樑全長2414.06m、分為17聯,其中跨滹沱河主橋採用9×66米跨徑的上承式鋼筋混凝土板拱。全橋下部結構採用鑽孔灌注樁基礎,主橋橋墩基礎採用φ1800mm的鑽孔樁,矩形承臺(承臺高度分為2.5米與3.5米兩種)。

橋樑橫斷面為雙向8車道,兩側設定人行道,標準斷面總寬度49米:2×(6.0米人行道+15.0米機動車道+0.5米防撞護欄+3米中空帶),橋面鋪裝為10cm厚的瀝青混凝土。

  二、編制依據

(1)、合同檔案;

(2)、施工設計圖紙;

(3)、國家、交通部、建設部、河北省現行設計、施工規範、驗收評定標準及有關檔案;

(4)、專案辦及總監辦下發的有關檔案;

(5)、現場實際情況及施工條件;

(6)、積累的成熟技術、科技成果、施工工藝及同類工程的施工經驗,可呼叫到本合同段工程的各類資源。

  三、主要工程數量

主拱圈採用鋼筋混凝土板拱,截面高1.0m、寬221.5m,採用C40混凝土,一個主拱圈混凝土理論數量1435.3m3,全橋左右幅18個主拱圈共計25835.4m3.

  四、現澆拱橋施工方案

(1)、基底處理

1、地基處理

根據橋位處水文地質情況,滹沱河河道內地下水位較高,且基本上為砂層,因此承臺開挖需要採取1:1.5的邊坡並採取防水措施,河道內有水的承臺採用施打鋼板樁防水、開挖。

現澆拱橋在施工過程中荷載較大,因此在搭設支架前對地基進行全面處理,首先把施工區域內的淤泥、雜物及泥漿池中的泥漿清理乾淨,換填砂層(採用水壓)。整體整平後再填築30cm厚以上砂礫層,分層碾壓成型,並做出單向橫坡。處理後測試地基承載力,地基符合要求後,澆築15cm厚C20混凝土墊層。在混凝土澆築完成後,要進行收面、壓光、必須保證砼面的平整度。在收完面以後進行灑水,並用塑料薄膜覆蓋養護。

2、排水溝挖設

地基範圍一米外兩邊挖設60×80cm的排水溝,排水溝要做防滲處理,防止雨水浸泡地基,避免地基沉陷,碗扣支架產生不均勻沉降。

(2)、支架搭設

支撐方式採用滿堂式碗扣支架。碗扣支架採用WDJ式支架,架杆外徑4.8cm,壁厚0.35cm,內徑4.1cm。支架要求鋼管表面無鏽、光滑、無裂紋,具有出廠合格證,所用鋼材符合有關規定。根據主拱圈混凝土的重量,支架縱橋向間距0.6m,橫橋向間距0.6m,橫杆間距0.6m。考慮支架的整體穩定性,支架頂部及底部設定水平剪力撐,中部剪力撐設定間距小於4.8米;在支架的四周及中間的縱橫向,由底到頂連續設定豎向剪力撐,其間距不大於4.5米,剪力撐斜杆與地面的夾角在45°—60°之間。

斜杆每步與立杆扣接,扣接點距碗扣節點的距離 ≤150mm;當出現不能與立杆扣接的情況時可採取橫杆扣接,扣接點牢固。斜杆的搭接長度不小於1m,搭接處設2個扣件,兩端扣件位置距端頭不小於10cm。

1、測量放樣

測量人員用全站儀放樣出現澆拱橋在地基上的豎向投影線,並用白灰撒上標誌線,現場技術員根據投影線由中心線向兩側對稱佈設碗

扣支架。

2、碗扣支架安裝

根據立杆及橫杆的設計組合,從底部向頂部依次安裝立杆、橫杆。一般先全部裝完一個作業面的底部立杆及部分橫杆,再逐層往上安裝,同時安裝所有橫杆。立杆和橫杆安裝完畢後,安裝斜撐杆,保證支架的穩定性。斜撐杆通過扣件與碗扣支架連線,安裝時儘量佈置在框架結點上。

支架安裝要設定掃地杆,底託下墊方木或木板以使地基受力均勻,底託伸出量控制在20cm以內。

2.1、人行坡道的搭設:

①人行馬道立杆縱向間距1.2m,橫橋向間距1.2m,橫杆步距1.2m。內側橫杆與馬道面平行。

②人行坡道搭設寬度為1.0米。

③人行坡道坡度1:2。

④人行坡道踏步高度不大於25釐米。

⑤在外側立面設定一道剪刀撐,並應由底至頂連續設定,兩側立面由底至頂連續設定八字斜撐;剪刀撐採用搭接,搭接長度不小於1m。

⑥上欄杆上端高度1.2m,中欄杆居中設定。

⑦欄杆和擋腳板應搭設在外墩身的內側。

⑧擋腳板高度不應小於180mm。

2.2、搭設要求

①可調底座及可調託撐絲桿與螺母捏合長度不得少於4-5扣,插入立杆內的長度不得小於150mm。

②隨著架體升高,剪刀撐同步設定。

③安全網在剪刀撐等設定完畢後設置。

④安全網滿掛在外排杆件內側大橫杆下方,用26#鐵絲把網眼與杆件綁牢。

⑤搭設滿堂碗扣式腳手架時,使用普通鋼管搭設水平剪刀撐。

⑥安裝碗扣式腳手架時,立柱和縱、橫橋向水平杆的安裝必須同步進行,接頭必須鎖緊。支架搭設完成後,對碗口進行檢查,必須保證所有碗口都已敲緊鎖死,並檢查立杆連線銷是否安裝、斜杆扣接點是否符合要求、扣件擰緊程度。

⑦腳手架頂自由端高度不得大於600mm,超過後設定水平橫杆連線。

⑧搭設腳手架因地勢情況出現端正時,用十字扣件連線水平橫杆。

3、頂託安裝

為便於在支架上高空作業,安全省時,可在地面上大致調好頂拖,再運至支架頂安裝。每個斷面橫向設定5個控制點,順橋向在拱腳、1/8L、1/4L、3/8L、拱頂設定控制面,精確調出頂託標高。然後用明顯的標記標明頂託伸出量,以便校驗。最後再用拉線內插方法,依次調出每個頂託的標高(以設計圖紙確定最終標高,注意加上預拱度),頂託伸出量控制在20cm以內。

4、拱頂支架固結

由於現澆結構為拱橋,因此在支架頂(拱腹下方)位置將縱橫向立杆用鋼管連線,連線鋼管採用兩道,間距為60cm,鋼管確保與立杆的每個接觸點用十字扣件扣接牢固。

(3)、縱橫樑安裝

頂託標高調整完畢後,在其上安放15×15cm的.方木橫樑,在橫樑上安放5cm厚的縱板,橫樑長度隨橋樑寬度(21.5m)而定,每一邊各寬出至少100cm,以支撐外模支架及檢查人員行走。安裝縱橫方木、模板時,應注意橫向方木的接頭位置與縱向方木的接頭錯開,且在任何相鄰兩根橫向方木接頭不在同一平面上。

(4)、支架預壓

1、支架預壓目的

為保證支架施工安全,提高現澆拱橋質量,在拱橋支架安裝完畢,拱橋底模鋪設完成後,對支架進行超載預壓,超載係數為1.2。

預壓目的:

1)檢查支架的安全性,確保施工安全。

2)消除地基非彈性變形和支架非彈性變形的影響,有利於控制樑體線形。

3)確定預拱度。

2、預壓方法

安裝好底模模板後,對支架進行預壓。支架預壓荷載為混凝土結構恆載與模板重量之和的120%。支架預壓分為3級載入,依次為預壓值的60%、80%、120%。預壓採用袋裝砂土預壓,載入的順序儘量接近於澆築混凝土的順序,布載與混凝土重量相當;橫向載入時從砼結構中心線向兩側進行對稱布載。每級載入完成後,先停止下一級載入,每間隔12h對支架沉降量進行一次觀測。當支架頂部監測點12h的沉降量平均值小於2mm時,進行下一級載入。

3、監測方法

在預壓前對拱底標高觀測一次,在每載入一級後預壓的過程中監測各觀測點標高並計算沉降量,全部預壓荷載施加完成後,每間隔12h應監測一次並記錄各監測點標高,當預壓結構符合支架合格規定:各監測點最初24小時沉降量平均值小於1.0mm,各監測點最初72小時沉降量累計值小於5.0mm,判定支架預壓合格。將預壓荷載按載入級別解除安裝後再對標高觀測一次,預壓過程中要進行精確的測量,要測出樑段荷載作用下支架將產生的彈性變形值及地基下沉值,將此彈性變形值、地基下沉值與施工控制中提出的因其它因素需要設定的預拱度疊加,算出施工時應當採用的預拱度,按算出的預拱度調整底模標高。監控點的佈置按拱腳、1/8 L、1/4L、3/8L和拱頂,每個截面按

5個控制點均勻進行控制。

4、預設反拱

為保證線路在運營狀態下的平順性,樑體應預設反拱,理論計算按設計實施,施工中反拱的設定根據具體情況,充分考慮混凝土收縮徐變的影響以及二期恆載上橋時間確定。預留拱度=設計拱度+支架彈性變形值,設計圖紙中已提供設計拱度,包括施工階段的恆載、預應力和混凝土收縮、徐變產生的撓度,預壓沉降量根據現場地基承載力試驗可得。

5、解除安裝:人工配合吊車吊運砂袋均勻解除安裝,解除安裝的同時繼續觀測。解除安裝完成後記錄好觀測值以便計算支架及地基綜合變形。

6、支架調整

在支架預壓完成後,重新標定橋樑中心軸線,對拱底模板平面位置進行放樣。預壓後通過調整承託精確調整底模板標高,其標高設定時考慮設定預拱度。預拱度設定要考慮拱自重所產生底拱度,下沉曲線與預留拱疊加,為成型後拱體底模標高。

7、線性控制

支架預壓後底模按照計算標高調整,確保支架各杆件均勻受力。預壓後架體在預壓荷載作用下基本消除了地基塑性變形和支架豎向各杆件的間隙即非彈性變形,並通過預壓得出支架彈性變形值。根據以上實測的支架變形值,結合設計標高,確定和調整拱底標高。拱底立模標高=設計拱底標高+預留拱度。

在頂託上先鋪橫向方木,再鋪設縱向木板,接頭相互錯開;在縱向木板上面鋪15mm厚的竹膠板,用水準儀按樑底立模標高控制高程,保證樑底曲線符合設計要求。

(5)、模板工程

為保證現澆拱橋的外觀質量、光潔度、表面平整度和線形,加快施工進度,外模、側模均使用竹膠板。

1、底模安裝

拱橋底模採用竹膠板,模板加工時按照拱橋線形將模板分段製作,將每一段視為直線段,按照拋物線X與Y值調整模板位置,保證線形美觀。

在支架上橫向鋪設15cm*15cm方木,在橫向方木上縱向鋪設5cm厚的木板,再安裝底模,底模板各種接縫要緊密不漏漿,在模板接縫上貼密封膠帶,保證接縫平順。

2、側模安裝

先進行測量放線確定底板邊線,施工時要求側模與底模板對準,調整好側模垂直度,並與底模聯結牢固。側模安裝完後,檢查整體模板的長、寬、高尺寸及平整度等,並做好檢查記錄。不符合規定者及時調整,以保證安裝準確。

3、頂模安裝

頂模在拱圈鋼筋綁紮以後及時安裝,安裝要注意各方面尺寸,固定牢固。按照澆築段落預留孔洞,以方便混凝土的振搗。

(6)、鋼筋工程

鋼筋施工時,首先在鋼筋加工場完成鋼筋下料、彎曲、成型和必要的焊接,驗收合格後,運至需要地點,利用汽車吊、塔吊和人工卸至作業面。鋼筋需要接長時採用搭接焊或採用機械連線,鋼筋保護層採用混凝土墊塊形成,以確保均勻可靠。

鋼筋安裝前核對鋼筋規格、型號、種類是否與圖紙相符,確認鋼筋已進行檢驗併合格。嚴格按照圖紙設計和施工規範進行鋼筋加工製作,加工過程中嚴格控制加工誤差。製作完成後按照鋼筋編號分別存放,並掛牌標識。

鋼筋綁紮前先在底板上精確按設計放出鋼筋點位,並墊設砼墊塊,然後進行鋼筋綁紮,綁紮成型的鋼筋尺寸,箍筋間距必須滿足規範要求,待監理工程師驗收合格後方可進行下一道施工工序。

鋼筋綁紮採用分段預留的方式,待相應段落混凝土澆築完成以後再進行機械連線。

(7)、混凝土的運輸、澆築、及養護

混凝土拌合使用商品混凝土站集中拌制,混凝土運輸採用罐車運送,泵送入模,現場採用3臺泵車澆注混凝土, 1臺泵車備用(3孔同時澆築)。

1、泵送混凝土施工工藝:

1.1泵送混凝土前,先把儲料斗內清水從管道泵出,達到溼潤和清潔管道的目的,然後向料斗內加入與混凝土配比相同的水泥砂漿(或1:2水泥砂漿),潤滑管道後即可開始泵送混凝土。

1.2開始泵送時,泵送速度放慢,油壓變化在允許範圍內,待泵送順利時,才用正常速度進行泵送。

1.3泵送期間,料斗內的混凝土量保持不低於缸筒口上10mm到料斗口下150mm之間為宜。避免吸入效率低,容易吸入空氣而造成塞管,太多則反抽時會溢位並加大攪拌軸負荷。

1.4混凝土泵送保持連續作業,當混凝土供應不及時,降低泵送速度,泵送暫時中斷時,攪拌不停止,保持運轉。當葉片被卡死時,需反轉排隊,再正轉、反轉一定時間,待正轉順利後方可繼續泵送。

1.5泵送中途若停歇時間超過20min、管道又較長時,每隔5min開泵一次,泵送小量混凝土,管道較短時,採用每隔5min正反轉2—3行程,使管內混凝土蠕動,防止泌水離析,長時間停泵(超過45min)氣溫高、混凝土坍落度小時可能造成塞管,將混凝土從泵和輸送管中清除。

1.6當施工時氣溫較高,採用溫草袋覆蓋管道進行降溫,以降低入模溫度。

1.7泵送管道的水平換算距離總和應小於裝置的最大泵送距離。 2、澆築前準備工作

2.1原材料準備

砼用原材料包括砂、碎石、水泥、外加劑,在材料進場後使用前進行檢驗,合格後方可使用,在施工前進一步核實數量是否足夠,質量是否符合要求,保證澆築順利進行。

2.2機械裝置、電氣檢查

現澆拱橋澆築量大,連續作業時間長。在施工前對拌合站、砼運輸車、泵車、備用發電機和所有的機械裝置認真地進行檢查、維修,保證裝置滿足施工的需要。

2.3施工人員到位準備

混凝土澆築前,要進一步檢查作業班組的分組情況。現場配備架子工、鋼筋工、模板工進行施工中檢查,發現異常情況及時處理;檢查現場砼施工人員、機械駕駛人員是否全部到位,同時準備一定數量的備用人員,和意外事件發生時所需要的人員。

2.4施工現場檢查

澆築前,對模板的穩定性、螺栓連線等進行檢查,清除模板內雜物、積水等。模板、鋼筋、波紋管、錨具、預埋件等經監理工程師驗收合格。

2.5混凝土拌制

混凝土的配製根據設計的強度等級、彈性模量及耐久效能要求,進行混凝土拌合物的效能、抗壓強度、抗裂效能及耐久效能試驗,按照工作效能優良,強度、彈性模量、耐久性滿足要求,從中選出符合板拱設計要求的耐久性砼配合比。

砼拌合利用商砼站集中拌制,拌制前,粗細骨料中的含水量及時測量,每班抽查2次,雨天隨時抽查,並按實際測定值調整用水量、粗細骨料用量。攪拌時,按選定的理論配合比換算為施工配合比,計算每盤混凝土實際需要的各種材料用量。澆築樑體混凝土之前與之聯絡,安排水泥、材料、配合比等有關準備工作,隨時準備拌和。

2.6混凝土澆築

拱橋混凝土的澆築採用分段(分為5段)澆築,中間設間隔槽,對稱於拱頂進行,各段的接縫面應與拱軸線垂直。砼的澆築按照由低到高逐層、逐段落進行投料、振搗,並且要在下一層砼振搗密實後,再進行上一層的投料工作;層與層之間要在砼初凝前使其連續上。

砼振搗採用插入式振搗,振搗時,振搗棒與側模應保持5cm距離,每一處振搗完後,徐徐提起振搗棒,嚴禁碰撞鋼筋預埋件與模板,砼澆築的間斷時間不得超過砼初凝時間。振搗密實的標準是砼表面不再下沉、不再冒氣泡。

初凝後,養生期間採用土工布覆蓋,經常灑水養護,保持溼潤狀態,以防止混凝土表面出現裂紋。特別要注意混凝土的溼潤、經常灑水,保持潮溼狀態最少7天,溼養護不間斷,不得形成乾溼迴圈。混凝土在養護期間或未達到一定強度之前,防止遭受振動。

(8)、拱上結構的施工

待主拱圈強度達到100%時再進行立牆與腹拱圈的施工。立牆使用定型模板,工作方法同立柱施工,腹拱圈的施工採用滿堂支架同主拱圈。主拱圈與腹拱側牆的施工方法同上(參考墩柱施工)。

(9)、支架及模板的拆除

在混凝土達到設計強度100%後,再行拆模板和支架。先拆除腹拱支架,對滿堂支架的拆除,應該在兩個單向推力墩之間三孔同步進行拆除,要從每孔的拱頂向兩端拱腳對稱進行,在橫向同時一起卸落。每次拆支架,拆除程式遵守由上而下,先搭後拆的原則,即先鬆頂託,使底樑板與樑體分離,隨時注意觀察樑底是否變形(可按照預壓時確定的觀測點,進行主拱擾度的監測),主要是拱腳位置的水平位移,若發生變形須立即停止支架拆除,若未發生變形則將模板拆除,然後拆除剪刀撐、斜撐,最後拆小橫杆、大橫杆、立杆等(拆除順序為:安全網→欄杆→底模→剪刀撐→小橫杆→大橫杆→立杆)。

不準分立面拆架或在上下兩步同時進行拆架。做到一步一清、一杆一清。拆立杆時,要先抱住立杆再敲鬆碗扣。分段拆除高差不應大於2步,如高差大於2步,臨時增設斜撐加固保證拆除後架體的穩定性不被破壞,拆除各標準節時,應防止失穩,必要時加設臨時支撐防止變形。

(10)、支架拆除的安全防護措施

⑴工人作業前必須對個人防護用品進行檢查合格後,方可投入使用。檢查使用的工具是否牢固,板手等工具必須用繩子鏈系掛在身上,防止掉落傷人。避免釘子紮腳和空中滑落。高空或懸空作業時必須戴好安全帽和繫好安全帶。

⑵架子拆除時劃分作業區,周圍必須設圍欄或豎立警戒標誌,地面設有專人監護和指揮,嚴禁非作業人員入內。

⑶在拆架過程中,不得中途換人,如必須換人時,將拆除情況交代清楚後方可離開。

⑷拆架時嚴禁碰撞腳手架附近電源線,以防觸電事故。拆下的零配件要裝入容器內,用吊籃吊下;拆下的鋼管要綁紮牢固,雙點起吊,嚴禁從離空拋擲。

⑸每天拆架下班時,不留下隱患。

(11)、滿堂架搭設質量、安全保障措施

11.1、質量保障措施

1、操作人員施工前必須進行崗位技術培訓與安全教育。

2、支架前做好安全技術交底,並落實所有技術措施和人身安全防護用品。

3、杆件材料到場後必須進行檢查,不合格的杆件及配件不得使用。

4、嚴格按施工方案進行施工。

5、每級載入完成後,應先停止下一級載入,並應每間隔12h對

支架沉降量進行一次監測。當支架頂部監測點12h沉降量平均值小於2mm時,可進行下一級載入。

6、腳手架施工完畢,進行驗收方可使用。

7、不得在腳手架基礎及相鄰處進行挖掘作業,否則應採取安全措施。

11.2、安全保障措施

1、支架施工人員必須經培訓考核,持證上崗。不適宜從事此項工作的疾病的施工人員不得進入施工現場。

2、佩戴安全冒、安全帶、穿防滑鞋。

3、不得隨意向下拋丟物品,不得隨便拆除安全防護裝置。

4、雨雪天氣及六級大風嚴禁施工。

5、模板安裝過程中如遇中途停歇,應將已就位模板或支架連線牢固,不得浮擱或懸空,防止構件墜落或作業人員扶空墜落傷人。

6、在吊裝作業時,由專人統一指揮,參與吊裝人員要有明確分工。

7、吊裝作業前,檢查起重裝置的可靠性和安全性,並進行試吊,在吊裝時應防止吊裝物撞擊支架。

8、每幅支架兩側各搭設寬度不小於1m的作業平臺,平臺上鋪設腳手板,外側設定安全防護欄杆,高度不小於1.5m。

9、施工場地要求平整,夜間施工需要有足夠照明設施。 10、如遇影響排架基礎穩定情況立即停工及時上報,待問題解決後再行施工。

(12)、支架受力計算

1、立杆承重計算

本工程採用滿堂碗扣式支架,支架高度最高處預計15m。 主拱圈荷載:主拱圈混凝土1453.3m3,鋼筋自重287764.25Kg,底板寬度全斷面21.5米計算 混凝土重

G1=1453.3m3×24KN/m3=34879.2KN 鋼筋重

G2=287764.25×9.8/1000=2820.1KN 一條主拱圈重

G=G1+G2=34879.2+2820.1=37699.3KN

按照《公路橋涵施工技術規範》要求,拱圈自重荷載取1.2倍係數計G=45239.2KN。

以全部重量作用於底板上計算單位面積壓力: F1=G÷S=45239.2KN÷(21.5m×60m)=35.1KN/m2 施工活荷載(包括振搗荷載)F2=4.5KN/㎡

每一計算支架間隙內荷載F1=35.1×0.6×0.6=12.64KN F2=4.5×0.6×0.6=1.62KN 立杆軸向力N=1.2F1+1.4F2=17.4KN 立杆的穩定性計算公式為: N 其中 N —— 立杆的軸心壓力最大值,N=17.4KN;

i —— 計算立杆的截面回轉半徑,i=1.58cm:

A —— 立杆淨截面面積,A=4.890cm2;

W —— 立杆淨截面模量(抵抗矩),W=5.080cm3;

[f] —— 鋼管立杆抗壓強度設計值,[f] = 205.00N/mm2;

a —— 立杆上端伸出頂層橫杆中心線至模板支撐點的長度,a=0.50m;

h —— 最大步距,h=0.60m;

l0 —— 計算長度,取0.6+2×0.50=1.600m;

—— 由長細比,為160/1.58=101.3;

—— 軸心受壓立杆的穩定係數,由長細比 l0/i 查表得到0.58;

經計算得到=17.4KN/(0.58×4.89 cm2)=61.35N/mm2≤[f] =

205.00N/mm2 立杆穩定性滿足要求!

(2)地基承載力計算:

支架之託支撐在15cm厚的C20混凝土面上,底託的大小為10cm×10cm,按45度角進行擴散。混凝土墊層與砂礫接觸的面積應按0.25m×0.25m即0.0625m2,取受力最大的單杆進行計算,產生的最大的基地應力為:17.4KN/0.0625m2=278.4KPa,到達原狀地基的接觸面積為0.6m×0.6m即0.36㎡,產生的最大地基應力為:48.3KPa.

根據《建築施工碗扣式鋼管腳手架安全技術規範》回填土取0.4的折減係數,故要求地基承載力大於80.5Kpa,砂礫層承載力大於464KPa。