1 工程概况
襄渝铁路增建Ⅱ线工程某段某桥11门架墩位于210国道两侧,结构形式为门架墩,基础为υ=1.5m钻孔桩,柱身采用C30钢筋混凝土,帽梁C50预应力混凝土,主要工程数量如下表:
主 要 工 程 数 量 表 工程部位 C50混凝土 帽梁 15-7υ5钢绞线 HRB335钢筋 Q235钢筋 支承垫石 柱身
2 施工工艺 2.1柱身施工
11号墩柱身为矩形实心墩,柱身横桥向宽3m,顺桥向宽3.0m,高5.0m;柱身施工采用大块竹夹板做模板,搭设脚手架作为施工操作平台,由汽车吊进行整体吊安。施工时拟投入模板一套,单个柱身混凝土浇注采用1次完成。施工示意图如下所示:
C50钢筋混凝土 C30钢筋混凝土 HRB335钢筋 单 位 m kg kg kg m m kg 333#
数量 160.5 4573 21570.3 328 1.8 90.0 16333.9 施工工艺流程:施工支架 模板 钢筋 混凝土浇注;钢筋就地绑扎,混凝
土浇注采用泵送入模。 2.2帽梁施工
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帽梁为预应力砼结构,帽梁梁长21.3m,宽3.2m,中部高2.0m,端部高3.5m,帽梁底部墩身之间呈圆弧形。帽梁砼标号均为C50预应力砼(支座垫石砼标号为C50),帽梁顶面设2%的横坡。
帽梁施工脚手架作为施工平台,用12根槽钢立柱及工字钢纵、横梁作为模板和混凝土的支撑体系,先铺设底模,调整好标高、方位,由吊车抬放钢筋,最后安装侧模和端模。帽梁施工工艺流程框图如下:
模板制作 钢筋加工 模板加工 施工准备 脚手架搭设 安装支撑体系 柱顶凿毛、清洗 铺设底模 钢筋绑扎 模板安装、固定 帽梁混凝土浇筑 混凝土养生 侧模板拆除 支架、底模板拆除 移交下道工序 帽梁施工工艺流程图
2.2.1支撑体系安装与验算
帽梁采用碗扣式钢管架体操作平台,由柱身脚手架顺延并适当加大。由人工进行搭设,要求脚
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手架安全、牢固。
对于支承体系安装,采用I50a工字钢及32b槽钢组成。先用32b槽钢(12根,每根长4.4米)作为立柱,槽钢两两组合,并用钢夹板与高强螺栓锚固组成一个整体,共拼接组合6个立柱,立柱底部采用2cm钢板及高强螺栓与公路路面连接。立柱上布I50a型工字钢(2根,每根长4米)做为纵梁, I50a工字钢(3根长11m)作为承重横梁,架设设在纵梁上。详见帽梁支撑体系示意图。
22130模板帽梁钢管支架200I50a承重梁700200I50a工字钢I50a承重梁11501341345032b槽钢组合立柱墩身墩身I25联撑210国道210国道承台承台2-2断面2200700200说明: 1. 以上单位均为厘米400 钢管支架I50a承重梁1-1断面 后河25#大桥11#墩帽梁施工支撑系统示意图
(1) I50a承重横梁验算 A、横梁荷载计算:
①钢筋混凝土重量N1=(160.5×2.5+4.573+21.8983)×g÷21.3=200.81KN/m
②模板重N2=204.63×(1+0.3)×47.1×g÷21.3=5.88KN/m (模板的垫块、螺帽、扣件等其他考虑系数为0.3)
③工字钢梁重量N4=3×11×1063.2N/m÷11 =3.2 KN/m
④施工人员及施工材料等行走运输或堆放荷载:1.5KN/m×3=4.5 KN/m
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⑤振捣砼时产生的荷载:2 KN/m×3=6 KN/m B、横梁刚度验算:
单根I50a工字钢横梁的强度验算组合荷载为: G=(200.81+5.88+3.2+4.5+6)÷3=73.5KN/m
帽梁底I50a工字钢按单跨简支梁进行验算,计算跨度为L=7m,a=2m。 E——钢材弹性模量2.1×10N/mm;I(50a)——截面惯性距46472cm; 按单跨简支梁计算最大挠度: f=GL(5-24×a/L)/384EI
=73.5×7000(5-24×2/7)/(384×2.1×10×46472×10) =14.32mm<[f]=L/400=17.5mm
(2)槽钢(32b槽钢两两组装而成)立柱强度验算 A、荷载计算: ①钢筋混凝土重量N1=(160.5×2.5+4.573+21.8983)×g=4277.2KN ②模板重N2=204.63×(1+0.3)×47.1×g=125.24KN ③工字钢梁重量:N4=11×3×1063.2N/m=35.1 KN N4=(4×2)×1063.2N/m =8.51 KN ④施工人员及施工材料、机具等活载:3.5KN/m×3×3=31.5 KN
单根32b槽钢立柱承受压力N=(4277.2+125.24+35.1+8.51+31.5)÷12=373.2KN B、轴向应力及剪力验算:
①轴向应力:16Mn钢轴向容许应力[σ]=200Mpa
σ=N/A=373.2×1000/(54.9×100)=68.0 Mpa<[σ]=200Mpa ②剪应力:16Mn钢容许剪应力[τ]=120Mpa τ=NSx/δIx
=373.2×1000×302.5×10/(12.5×8056.8×10) =112.1 Mpa<[τ]=120Mpa 经验证强度能满足要求。 2.2.2预应力张拉、压浆及封锚
11#墩帽梁预应力混凝土结构,在混凝土强度达到设计许可的张拉强度后,及时进行预应力的张拉、压浆及封锚施工。 施工工艺 :
(1)工艺流程:清孔→穿束→张拉并锚固→孔道压浆→养护→封端→养护→移梁存放。 (2)预应力张拉程序:0→初应力→1.05δcon →持荷 2min→δcon→测量伸长值→锚固。 量测伸长值时,若合格即可锚固;若发现超标则应查明原因,采取相应的处理措施后再重复张拉程序
(3)施工方法
工序必须待构件达到设计规定的强度(若设计无规定时应不低于设计强度标准值的 85%)后才能进行。 拉前应计算出张拉伸长值,采用应力及应变双控张拉。张拉用千斤顶最大顶力比最大控制力大 50%,行程根据钢绞线伸长值确定,安全系数为 1.2~1.5 倍;油泵要与千斤顶配套。张拉千斤顶油表精度为 1.0级,最大读数比施工读数大 50%;选用的顶压器与锚具、千斤顶配套。 千斤
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顶与油表均应到国家技术监督局或国家技术监督局委托授权的计量单位进行定期校验,各种张拉设备使用超过两个月、张拉超过 200 次都要进行校验。张拉操作工艺:使用穿束机穿好各预应力孔道钢绞线,安装锚具,带好夹片,安装顶压器,然后将钢绞线从千斤顶中心穿过,安装好工具锚后即可张拉。张拉时当钢绞线预应力达 0.1δcon 时停止供油。检查夹片完好后,画线作标记,作为量测工具夹片内缩的起点。 上述工作完成后,打开送油阀向千斤顶缸充油并对钢绞线进行张拉。张拉值的大小以油压表的读数为主,以预应力钢绞线的伸长值加以校核,实际张拉伸长值与理论值长值误差应控制在 6%范围内。超过此数值要立即上报监理工程师,查明原因并采取补救措施。 当油压达到张拉吨位后,关闭送油阀油路,并保持压力 2min,测量钢绞线伸长值加以校核。若油压稍有下降,须补油到设计吨位的油压值,千斤顶顶压器顶紧夹片锁定钢绞线,及时做好记录。
预应力筋使用前应按规定检查:钢绞线截面、粗细、强度和硬度;清除表面的油污锈迹,使钢绞线正常橛进和正常张拉。 锚具安装位置要正确:锚垫板承压面,锚环、对中套等的安装面必须与孔道中心线垂直;锚具中心线必须与孔道中心线重合。 孔道压浆采用纯水泥浆,水泥强度等级不低于 P42.5 级且使用前必须进行过筛,掺入一定量(约占水泥用量的 0.01%)的铝粉作为膨胀剂,水泥浆掺入膨胀剂后的自由膨胀应小于 10%,收缩率不大于 2%;水灰比宜采用 0.4~0.45,泌水率不超过 3%,拌合后 3h 泌水率控制在 2%,24h 后泌水应全部吸收;水泥浆拌合时应先下水再下水泥,拌合时间不少于 1min,自调制到压入管道的间隔时间不超过 40min。
孔道压浆后应立即将梁端水泥浆冲洗干净,同时清除支承垫板、锚具及端面混凝土的污垢,并将混凝土凿毛,以备浇筑封端混凝土;封段模板应妥善固定并在立模后校核梁体全长,确保符合允许偏差的规定;封端混凝土强度应符合设计规定,浇筑时要认真振捣,务使锚具处的混凝土密实。 3 安全与防护
a) 主动与公路管理部门和道路交通管理部门取得联系,共同协商制定交通安全行驶与安全施工技术保证措施,签定安全责任状。
b) 严格按交通技术标准设置安全警示标志牌、减速牌信号或减速缓冲设施,夜间设置安全警示灯。
c) 选派有施工经验、责任心强、熟悉业务的职工担任专职安全防护员,共两名,在210国道上离施工地点50m处布设,随时观察施工现场及车辆过往情况,一旦发现险情,立即通知应急抢险领导小组,采取抢救措施,确保行车安全。
d) 施工现场的施工材料及施工机具等物应堆放在210国道外侧,严禁侵占国道。
e) 组织施工人员认真学习《公路法》和《交通管理条例》等法规,提高全体施工人员的法制观念和交通安全意识。
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