338 先张预制场.docx
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338先张预制场
鄄城互通区先张预应力
空心板梁施工方案
一、工程概况
鄄菏高速公路第一标段中小桥及通道桥先张预制板:
10米498块,13米546块,20米315块。
10米梁板底宽0.99米,梁高40㎝,φ12.7钢绞线12根;13米梁板底宽0.99米,梁高55㎝,φ12.7钢绞线13根;20米梁板底宽1.49米,梁板高90㎝,φ15.2钢绞线17根。
1计划2011年11月15日开始做10米、13米实验梁板
二、施工方案
1、梁场规划
本工程在鄄城东互通式立交桥互通区处设预制场,预制场长108.5m,宽32m,占地面积约15亩。
2、台座设计
张拉台座设计为连体式槽式台座,共设6个,1米台宽座3条,可做13米板7块,10米板9块;1.5米宽台座3条,可做20米板5块。
3、张拉与放张
预应力钢绞线采用大吨位千斤顶整体张拉,小千斤顶整体放张。
张拉时采用双控施工,伸长量根据实测弹性模量计算,混凝土的强度须达到设计强度的85%,方可放张钢绞线。
计划配备两台YDT250型台座式千斤顶,2YZB2-50型高压电动油泵及油表4个(2个压力表,2个油压表),QYCW30型小型千斤顶一台。
4、模板设计
10米、13米板内模采用充气橡胶胶囊,外膜采用定型模板各3.5套,20米外模2.5套,内膜2套采用3米1节定型组合钢模。
5、人员、机械配备
该工程由桥梁预制场队负责施工,施工队设队长1人,主管技术员1人。
下设4个组,共45人,具体安排如下:
钢筋组1个,设组长、技术员各1人,共20人,负责钢筋加工及安装、预应力张拉等工作;混凝土组2个,共20人,每组设组长、技术员各1人,负责模板安拆、混凝土浇筑、养护、凿毛,封端,移梁等工作;梁板架设组1个,设组长、技术员各1人,共10人,负责梁板运输、架设等工作。
梁场设2台25吨龙门吊,跨度26米;电焊机4台,钢筋弯曲机2台,钢筋切断机1台,钢筋调直机1台,振捣器6台。
板梁运输采用专用运梁炮车,现场配备2台25t汽车吊架梁。
1、预制梁场布置
预制梁场设鄄城东互通区,内布置槽式台座6个,其中每两个台座浇筑成一个整体。
梁场设置25t龙门吊两座,用于模板的安装与拆除、混凝土浇筑、移梁。
梁场还布置有钢筋加工场、钢筋及钢绞线存放场。
2、先张梁张拉台座设计与检算
(1)台座形式
台座由两个传力柱和底板组成,台座长度需满足施工的要求。
在预应力钢绞线张拉时,张拉力通过台座两端的钢横梁传递到传力柱,由传力柱承受全部钢绞线的张拉力。
台座施工时将两个传力柱与底板及台座的整体受力。
(2)截面选择、强度验算
台座采用C25钢筋混凝土结构,为简化形式节约材料,本方案将预应力钢束的作用面及预应力张拉传力系统(千斤顶、横梁等)与台座传力柱设计在同一平面上。
在施工时要严格控制张拉及传力系统的位置以保证施工安全。
为提高台座的稳定性与安全性,台座底每3米设置一个横向系梁,系梁与台座联接采用钢箍限制传力柱的横向、竖向位移,提高台座抗倾覆性,并使台座能纵向自由伸缩,防止对系梁产生横向推力。
依据空心板梁的设计要求,20米每块中板张控制力3296KN,张拉时传力柱最大轴向力为1648KN,故最大轴向力出现在边梁张拉时传力柱上。
传力柱采用C25号混凝土,其设计抗压强度为11.5MPa,则受压端的
受力面积为:
S=1648000/(11.5×106)=0.1433m2=1433cm2
考虑安全系数1.5后的截面积为:
S1.5=1268×1.5=2150cm2
同时为保证预应力钢束作用面与传力柱中心在同一平面上,防止传力柱出现偏心受压,所以选择传力柱截面形式为:
S=宽×高=40×60=2400㎝2
(2)抗倾覆验算
A:
抗倾覆计算:
Mdv=3296.48K×0.10=329.65KNm
B:
平衡力距:
Mr=1.75×2.49×2×24×4+0.6×0.6×4×2×2×24=974.88KNm
C:
抗倾覆安全系数:
K=Mr/Mdv=974.88/329.65=2.95>1.5满足要求。
(3)抗滑移计算台座的抗滑移验算:
N1=N’+F+Ep’
C25砼N’=200×9.65=1930KN
F=u×(G1+G2)=0.3×(34.56+218.4)=75.9KN
U(粘性土,取中间值0.3)
EP’=(Pcp+p’)×(H-h)×B
其中Pcp=rhtg2(45○+ψ/2)-rhtg2(45○-ψ/2)
=rh{tg2(45○+ψ/2)-tg2(45○-ψ/2)}
=1.78×1.75{tg2(45○+30○/2)-tg2(45○-30○/2)}
=83kn/m2
P’=hPcp/H=(0.2×83)/1.75=16.6KN/m2
EP’={[(83+16.6)×(1.75-0.2)]×9.65}/2
=744.9KN
抗滑移安全系数:
K=N1/N=(1930+75.9+744.9)/1648=1.67>1.3
满足要求。
(4)截面设计:
A:
牛腿配筋计算
h0=1750-40=1710mm
Ag=Nh1/0.85h0fg=2916.48×350×103/(0.85×1710×210)
=3249mm2
设计规定:
当采用I级钢筋时,纵向受拉钢筋的最小配筋率(Ag/bh)不应小于0.2%。
故取Ag=0.007×800×1710=2816mm2
选用6φ25钢筋:
Ag=2945mm2
B:
弯起钢筋计算:
本台座h1/h0=350/1760=0.2<0.3,故应按规范要求配筋:
Ag=0.0015bh0=0.0015×800×1710=2112mm2
选用6φ22钢筋:
Ag=2280mm2
C:
牛腿采用水平箍筋φ10且双肢箍,间距100mm,满足要求
(5)横梁定位板的设计与检算
3cm厚55×45×200横梁6块
2cm厚63×45×259横梁8块
A:
均布荷载:
q=1395×139×20/1000/2.50=1551.2kn/m
B:
最大弯矩:
M=1/8ql2=1551.2×2.592/8=1212knm
C:
惯性矩:
I=2(0.45×.023/12+0.2252×(0.02×0.45))+0.02×0.633×4/12=2.67×10-3m4
D:
实际截面弯应力=1551.2/2.67×10-3×0.225=102×106<210×106
符合要求
E:
剪力验算:
1939/(0.02×0.63×4+0.45×0.02×2)=28.35<85
符合要求
D:
挠度验算:
Y=5×1939×2.594/384×2.0×1011×2.67×10-3=1.6mm<2mm
3、台座制作
传力柱纵向按照设置地梁,端部设端区柱及配重块以增加抗倾覆和抗滑能力,台座底板采用30cm石灰土夯实平整,浇筑25cm砼,然后铺8mm厚钢板做为底模,两侧边预埋5×5角钢,准确固定梁体底部宽度和防止棱角砼的破坏。
台面要求平整、光滑并有3%的坡度,以利排水。
4、钢筋、钢绞线加工及安装
钢筋、钢绞线要有出厂质量证明书和试验报告单,并按规范要求的频率进行抽验,按不同规格挂牌摆放,为避免锈浊和污染,钢绞线堆放在专设的钢筋棚内;
台座底板经刷脱模剂后,可穿入钢绞线,钢绞线穿束应在张拉端固定横梁锚垫板上根据钢绞线设计位置统一编号对号入座,然后穿入失效管,待钢绞线穿过固定端锚垫板后套上单孔锚具并锁紧夹片,将钢绞线顺直拉紧,在坑道内严格按照计算下料长度将钢绞线切断,最后安装连接器。
钢绞线穿束后,应注意检查钢绞线是否相互扭结,钢绞线及失效管规格数量是否符合设计要求。
为了便于固定钢绞线间距和钢绞线距底模的高度,在板的两端设定位板。
进行钢筋骨架的绑扎。
同时注意内外护栏、伸缩缝、底板钢板预埋,绞缝凿毛。
6、张拉及放张钢绞线
(1)施工工艺
在传力柱两端分别设置张拉端固定横梁与固定端固定端横梁,另在张拉端设置活动横梁,固定横梁及活动横梁均设置3厘米厚钢质锚垫板,钢板上根据设计钢绞线中心间距钻制圆孔,精轧螺纹钢锚垫板圆孔直径35mm,锚板及横梁安装均应符合设计图纸对钢绞线位置的要求,且能保证千斤顶张拉作用线与钢绞线轴线及横梁中心线重合一致。
在钢绞线张拉端,采用线杆连接器将钢绞线与精轧螺纹钢进行连接,精轧螺纹钢通过螺母锚固在张拉端固定横梁锚垫板上,通过杆杆连接器与活动横梁间精轧螺纹钢连接,再用螺母锚固在活动横梁锚垫板上,千斤顶张拉完毕后,拧紧固定横梁上的锚固螺母,拧松杆杆连接器,即可移走千斤顶投入下一批张拉。
在钢绞线固定端,采用单孔工具夹片式锚具,直接将钢绞线锚固在固定横梁锚垫板上。
所有张拉机具在投入使用前应进行检查,并对千斤顶、油表进行标定。
(2)钢绞线下料
①钢绞线下料长度包括下述长度:
20米:
5块
L=19.96×5+0.75×4+(0.05+0.30)×2=103.5m
10m板:
10块
L=9.95×10+0.7×9+(0.05+0.30)×2=106.5m
13m板:
7块
L=12.95×7+0.7×6+(0.05+0.30)×2=95.55m
②理论伸长量计算达到设计拉应力时伸长量为:
20m:
∆L=1395×103.5\1.95×105=74.04cm
中板:
17×193.9/2=1648.2kn
边板:
20×193.9/2=1939kn
10m:
∆L=1395×106.5\1.95×105=76.19cm
中板:
12×137.7/2=862.2kn
边板:
12×137.7/2=862.2kn
13m:
∆L=1395×95.55\1.95×105=68.35cm
中板:
13×137.7/2=895.05kn
边板:
14×137.7/2=963.9kn
(3)钢绞线张拉作业
①张拉程序
张拉力进行“双控”,即以应力控制为主,伸长值校核。
张拉程序:
0→初应力(0.1σcon)→0.2σcon→1σcon(持荷5分钟——锚固)
②张拉操作
先张法空心板采用2台YDT250型台座式千斤顶按整体张拉、整体放张工艺生产。
钢绞线用砂轮切割机下料。
③张拉的一般操作
Ⅰ、先用QYCW30型前卡式千斤顶在固定端逐根对钢绞线施加10%σcon的张拉应力进行初调,使钢绞线拉直、锚固端和连接处拉紧,并使相互之间的应力一致。
然后用2台YDT250型千斤顶按整体张拉,先张拉至10%σcon,量取千斤顶油缸长度,作为测量钢绞线延伸量的基点。
然后张拉至20%σcon,量取千斤顶油缸长度,估算钢绞线在初应力时的伸长量,继续张拉至100%σcon,量取千斤顶油缸长度,将张拉10%σcon~100%σcon段伸长值加上钢绞线在初应力时估算伸长量即为钢绞线的实际伸长量。
张拉时两千斤顶同步进行,互报读数,保持横梁平行移动,预应力筋均匀受力。
Ⅱ、持荷
根据规范要求,空心板梁采用的钢铰线选定持荷时间为2min。
Ⅲ、锚固
补足或放松钢铰线的拉力至控制应力,测量、记录预应力筋的延伸量,并核对实测值与理论计算值,其误差应在±6%范围内,拧紧固定横梁上的锚固螺母,千斤顶回油至零,进行下一批张拉。
5、模板
侧模用钢制定型模板,顶部采用横向拉杆固定,并与两侧传力柱上的锚环拉紧,底部采用顶丝支在传力柱上,以固定侧模。
采用侧包端工艺,侧模长度比板梁两端各长25厘米,考虑到钢绞线放张后,板梁压缩量为0.1%左右,为保证板梁尺寸,立模时,端模位置较设计长度长出0.1%左右,端模底部钢绞线通过处可加设锯齿形木板及棉布堵塞防止漏浆。
7、安放、固定内模、绑扎底板钢筋:
模板安装采用龙门吊拼装然后人工调整的办法。
模板安装前要打磨干净并涂刷脱模剂;相互连接的模板,螺栓不要一次拧紧,整体检查模板线形,发现偏差及时调整后拧紧连接螺栓,固定好支撑杆;模板连接缝间隙大于2mm时应用腻子刮平,端模预应力筋孔的位置要准确,安装后与定位板上对应的力筋孔要求均在一条轴心线上。
由于施工中实际上存在误差,力筋张拉时有移动,制作模板时端模力筋孔按力筋直径扩大2~4mm。
10米、13米芯模采用橡胶充气胶囊,在安装前仔细检查,是否有漏气的地方,发现了及时处理,胶囊应涂涮隔离剂,同时芯模的固定钢筋位置要准确,牢固。
从开始浇筑混凝土至胶囊放气时止其充气压力应保持稳定,放气时间根据混凝土凝结情况而定。
20米板内模采用定型钢模,内模设置活动铰链,卷扬机拉出内模。
8、浇注梁体混凝土
混凝土浇注前应对模板、钢筋、预埋件及混凝土质量等逐一进行检查,确保无误后方可开始。
混凝土浇注分两次进行,第一次先浇注底板砼,10米、13米板人工将橡胶气囊从一端穿入,过程中适时调整姿态,避免钢筋划破气囊,气囊充气,充气气压为0.02—0.024Mpa,并检查固定,合格后立即浇注腹板和顶板砼,浇注时从一端向另一端进行,用插入式振动器分层振捣密实,每层下料的厚度不能超过30cm,振捣棒在振捣上层砼时,必须插入下层砼5-10cm。
为防止气囊上浮和偏位,应随时检查定位钢筋固定情况,保持对称浇注混凝土,并在气囊上每隔2米用一根10#槽钢作成的压杠与两侧锚栓连接。
空心板砼振捣时不要碰到钢铰线,以防断筋伤人事故的发生。
并不能接触及充气胶囊,防止出现穿孔漏气现象。
同时制作足够试块,一部分与梁体同条件养生,一部分进行标准养护,准确测定梁体砼强度,为拆模和放张提供依据。
20米按4米一节拼装一体后整体浇筑。
9、养护、拆模:
浇注完砼及时用土工布覆盖养护,并根据气温情况满足浇水次数,保持混凝土表面湿润,侧模和内模拆除时间严格按规范要求的砼强度要求进行。
10、放张、移梁、封端:
混凝土龄期不少于7天后,且混凝土强度达到设计强度的90%,弹性模量达到100%时,方可进行放张。
钢绞线放张采用千斤顶在张拉端整体放张的方法,放张前首先将千斤顶伸出150-200mm,安装张拉端固定横梁与活动横梁间的杆杆连接器,并拧紧活动横梁上的锚固螺母,保证各部件之间顺直、稳当,防止偏心;然后对千斤顶进油拉至固定横梁上的锚固螺母稍有松动即可,拧松锚固螺母,两台千斤顶缓慢同时回油,互报读数,实现同步整体放张,最后由近及远从两侧对称用砂轮机切割空心板间钢绞线,整理封端。
空心板梁放张完毕检查符合要求后进行编号,然后通过场内设置的龙门吊进行移梁存放,存放场地设在预制场右侧,存放采用三层堆放,底部采用枕梁支垫,层间枕木的位置应放在吊点处。
三、质量安全保证措施
(一)、质量保证措施
1、技术保证:
重点施工过程的控制,内容有技术培训、编制实施性施工组织设计、各梁板预制与架设实施性施工方案、钢筋加工与安装技术交底、砼浇筑作业指导书等技术保障;严格推行分级质量管理制,层层管理,责任到人;在施工前,逐级进行施工技术、质量标准、安全作业的书面交底,做到不交底不开工;做好分项工程质量检验评定和验收工作,采用三级检验制度;即施工班级自检互检、项目部质检员复检达到要求后,报监理单位等有关部门复检;
2、组织保证:
既健全质量管理机构,各项工作都由专人负责,质量管理机构有全面质量管理小组、梁场质量管理小组、安全质量监察部、测量队、试验室等;并设项目总工程师、质检工程师、质检员等专职人员。
3、制度保证:
制度上执行国家、业主、监理公司等有关部门颁发的各种施工技术规范及验收标准;同时,按照“质量手册”及“质量体系程序文件”的规定,制定了“工程质量管理办法”。
工程施工严把材料关,认真贯彻执行技术规范,听从、执行监理工程师的指示和指令,服从监理工程师的指挥,使工程施工符合监理要求。
4、经济保证:
在经济上,一方面加大生产投入,购置先进的施工设备和精密检测仪器;一方面对施工班组采取“质量保证金”、“优质奖励、劣质处罚”、“不合格品不计价”等经济控制措施。
5、方法保证:
结合本工程实际情况及以往不合格实物产生的特点,采用下面几种方法有针对性地控制,控制方法有:
工前预防控制法、工中跟踪控制法、阶段控制法、量化控制法;其中,以工前预防控制法为主。
6、做好质量保证资料:
及时、准确做好板梁预制和安装施工整过程的各项原始施工记录,使第一片板梁施工的第一道工序都有相应的质保资料,保证工程施工的可追溯。
7、质量标准:
梁(板)预制实测项目
项次
检查项目
规定值或允许偏差
检查方法
1
混凝土强度(Mpa)
在合格标准内
按JTGF80/1-2004附录D检查
2
梁(板)长度(mm)
+5,-10
用尺量
3
梁(板)宽度(mm)
±10
用尺量3处
4
梁(板)高度(mm)
±5
用尺量2处
5
平整度(mm)
5
用2米直尺检查
(二)、梁板工程施工保证安全的技术措施:
1、桥梁各分项工程施工前编制安全技术措施,制定操作细则,并向施工人员进行技术交底。
做好安全教育工作,提高全员的安全意识。
2、模板安装时要派专人进行指挥,施工人员要带好安全帽、手套,防止立模时挤伤、碰伤。
3、所有施工人员持证上岗,戴好安全帽,工人上岗前必须进行施工操作培训、接受安全教育和安全技术交底,并做好记录。
4、钢筋加工工作前要检查设备、工具的绝缘层有无破损,接地是否良好;事先检查设备各部件是否安全可靠。
5、下料、调直、切断、弯制、焊接、放张时,不许有人横跨正在制作的钢筋或钢绞线,两旁严禁闲人站立观看。
6、进行钢筋除锈和焊接时,施工人员穿戴好防护用品。
7、龙门吊、张拉千斤顶等重要施工设备安排专人操作和管理,并定期检查,及时发现并消除施工安全隐患,保证施工安全。
8、工程用电的电线按规定架设,防止出现触电和引起火灾。
9、张拉过程中要搭设防护架和安全网。
10、各种安全警示牌醒目,安全标语齐全。
预制场人员安排
姓名:
职务:
谢荣光项目负责人
燕宗政施工负责人
张志华施工队长
李宝文技术负责人
刘晓辉质检员
许九刚材料员
鲁文涛安全员
李汇国龙门吊负责人
葛广辉张拉负责人
李燕军钢筋制作负责人
附:
空心板梁施工工艺框图:
空心板梁施工工艺框图
张拉台座施工
清理台面和刷隔离剂
安装钢筋骨架
摆放钢绞线
安装侧模
钢绞线张拉
张拉机具校验
安端挡模
浇注底板砼
安装内模
浇注腹板和顶板砼
制作试件
拆模
养护
压试件
放张、切断钢绞线
移梁、封端
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