钢管混凝土系杆拱桥标准施工.docx
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钢管混凝土系杆拱桥标准施工
钢管混凝土系杆拱桥施工
一、施工准备
1.地基解决
WDJ齿碗扣型多功能支架必要搭设在经解决坚实地基上,地基须高出原地面0.5-0.8m,做好防水,避免雨季浸泡。
在立杆底部铺设垫层和安放底座,垫层可采用厚度≥20cm混凝土或厚度≮10cm钢筋混凝土或厚度≮5cm木板。
2.预压
支架使用前须全程预压,不能以一孔预压获得经验数据推概全桥。
静压5d(120h)以上及达到沉降稳定状态2d(48h)以上,沉降稳定原则:
24h沉降不超过1mm.
3.主拱肋拱轴线控制系统
以激光照准和精密测标构成定位系统;监测项目为拱肋线形变化、拱脚位移和拱脚沉降。
4.建立测量控制网
在每节拱肋端头设立固定测量控制点,控制点设在拱肋中线位置。
施工放样及检查都采用全站仪进行,每架设一节段拱肋,对所有控制点都要进行观测。
此外,对拱座偏位进行观测。
钢管拱对温度,特别是日照影响非常敏感。
为了减少温度和日照对线形控制影响,标高测量涉及合拢时间都安排在凌晨。
5.重要机具设备
机械名称
规格型号
功率、容量、吨位
单位
数量
备注
冲击钻机
CHZ-10
55kW
台
6
地质钻机
XU-2
18.5kW
台
2
泥浆泵
3PNL
22kW
台
4
高速制浆机
ZX-800
7.5kW
台
4
排污泵
AS30-2CB
37kW
台
6
泥浆测试仪
NY-1
台
3
泥浆净化器
ZX-200
45kW
台
6
导管
φ250mm
m
400
汽车吊
QY-16A
16t
台
3
汽车起重机
KATO/TADANO25
150t
台
4
龙门吊
100t
台
2
平板汽车
160t
台
2
平板汽车
100t
台
2
混凝土输送泵
HBT60
60m3
台
5
混凝土搅拌车
JCQ6
6m3
台
8
自卸汽车
EQ3260G
15t
台
4
自卸汽车
10t
台
5
装载机
ZL50L
3m3
台
3
电焊机
AXC-400-1
台
20
对焊机
UN1-0
台
6
张拉机具
套
3
钢筋切断机
GQ40L
台
2
钢筋弯曲机
WJ—40
台
2
钢筋调直机
GJ4-4/14
台
2
电弧自动焊机
MZ-1250
台
1
多功能自动焊机
LHJ-403
台
1
整流弧焊机
ZX-500
台
3
卷扬机
JK-3
3t
台
2
千斤顶
YCW250
250t
台
8
插入式振动器
ZB110-5
3kW
台
60
柴油空压机
ZL2-10/8
55
台
3
缆索吊
80T
套
1
二施工办法
(1)拱圈施工
采用在工地加工厂进行弯制成拱肋单元,再拼装成拱肋,由缆索起吊安装成形。
钢管混凝土浇筑采用泵送顶升法工艺,由拱脚向拱顶对称均衡浇筑。
钢管混凝土劲性骨架作为外包拱圈混凝土施工立模支架,外包拱箱混凝土分环分段对称、均衡施工,拱脚部份箱肋顶、底板逐渐加厚成实体。
(2)拱肋施工
拱肋钢管采用定购无缝钢管,拱肋钢管弯制、加工以及吊段形成在工地加工厂进行,拱肋吊段总拼场地布置在桥台化工厂端,规定与桥台在同一高程上,总拼场地长度规定超过100m,宽度不不大于80m。
拱肋骨架加工采用计入了预拱度拱肋放样坐标。
预拱度在拱顶按设计总值下样,再以挠度曲线规律分派至各节点上。
拱肋各弦杆加工后各节点中心位置均能接近设计位置,其误差值应不大于5mm。
拱肋按节施工后,再总拼装成三段,由缆吊起吊安装成形。
边拱肋段吊装后由索扣、拱铰形成受力平衡体系。
中间拱肋段就位时,由索扣调节整个拱肋预拱度值及线形。
拱肋加工工艺流程:
钢管弯制→单片拼焊→拱肋组焊→分单元运送→现场吊装。
下料
下料前对管材、板材和型材形状进行检查,按工艺文献规定放样和号料:
保证放样和号料精度符合规范规定。
钢管划线后,采用钢印、油漆分别标示出钢管分段、分节编号。
焊接坡口采用手工切割,切割精度符合规范规定。
坡口均要进行认真修磨。
拱肋制作工艺
经监理工程师检查合格钢管及其他材料,方可进入现场。
螺旋焊管管长普通为8~15m,每一片拱肋由四管节构成。
详细分法按设计图纸规定,详细方案经设计监理批准后进行。
钢管经复检合格后,将钢管按悬链线线形在加工厂进行弯制和在预拼平台上组拼。
预拼平台在室外用混凝土土制作,沿拱轴线方向宽4m,在χ轴方向打一条宽1.2m宽基线台,长度方向不不大于1/2跨距。
平台浇筑时安装预埋铁,用于安装支承胎架。
使用全站仪放样,水准仪抄平。
依照设计图纸及现场安装条件,根据给定拱轴悬线方程,对每片拱肋理论拱轴线坐标在计算机上复核。
各弦杆弦与弧间矢度按设计控制,可按拱曲线制作定位模,采用预热压弯办法将各管节加工成微弧形。
将各管节按拱肋理论拱轴线坐标在加工厂内按1:
1大样拼装。
混凝土平台浇筑后,一方面用经纬仪在基线台上打出一条基准线,拟定坐标原点,按拱轴线χ坐标值在基准线上找出各运送单元接口χ坐标点,在每个点处可预先埋设一块钢板,将χ坐标点打在钢板上,做好永久性标志。
因预拼装是按水平自由状态而不是实际安装状态,故而预拼装坐标应考虑焊接受缩量,自重下沉,各接口对接间隙影响,可将拱顶预抬高10mm(预拱度)。
钢管管节组装成拱肋,可用附加钢筋焊于钢管外壁作暂时固定联焊。
固定点距离取300mm左右,不少于三点。
焊接中如发现点焊定位处焊缝浮现微裂纹,要将微裂纹所有铲除,重新补焊。
钢管管节组装成拱肋,为保证联结处焊接质量,可在管内接缝处增长附加衬管。
附加衬管楞用宽20mm、厚3mm钢板,与管内壁保持0.5mm膨胀间隙,保证焊缝根部质量
拱肋制作过程中应按设计规定将吊点孔、混凝土浇筑孔、排气孔、溢流孔开好并装上各种附属构件。
管段弯制
管段弯制前一方面进行吊段、弯段测量放样,通过吊段测量和1:
1放大样,精准拟定各管段大样精确形状和与理论拱轴线座标相应关系。
管段弯制采用卧弯方式,先在拱肋弯制平台上使用经纬仪放样。
放出拱肋各弯段管节轴线、边线,作出明显标记,再在此地样基本上设立弯制胎具,用吊车将相应管节吊至胎具上,调节轴线后加热并配以千斤顶进行弯制,弯制合格达到尺寸后,经验收合格后即可。
吊装节段拼装组焊
搭建拱肋拼装平台,在拼装平台上放管段大样进行拱肋吊装节段拼装组焊。
全桥拱肋共分为(3节)6个吊段,吊段拼装从第一吊段开始,直至拼完。
㈠单片节段(桁片)拼装与焊接
a拼装
单片拱肋由一种上弦单节拱肋和一种相应下弦单节拱肋构成,中间用腹杆连接,采用卧拼方式。
先放样,设立胎具,每个单节拱肋在两端和中间共设6个支点,所有腹杆均设两个支点。
单片节段拼装在拱肋拼装平台上进行,拼装前对平台和拼焊胎具进行认真检查,经检查确认后可以开始拼装。
拼装放样时注意拱肋预拱度并放出拼装环境温度与合拢温度修正值。
拼装现场使用50t龙门吊,单片节段(桁片)拼装在卧式组装平台上拼对。
在单片节段组焊胎架上先吊入下弦管、定位,再吊装腹杆,调节合格后加固与已吊装拱肋之间采用点焊连接,最后吊装相应上弦管,调节定位、点焊,经检查无误后,方可施焊。
b焊接
点焊按工艺文献规定进行,焊接时从中间向两边对称施焊,先焊腹杆与弦管立焊缝,再焊平焊,翻面焊接另一面焊缝,保证焊缝质量,腹管与弦管焊缝质量达到《钢构造施工及验收规范》(GB50205-)Ⅱ级质量原则规定,超声波探伤内部质量Ⅱ级,焊缝外观应满足GB50205-规定。
c检查与验收
单片节段组焊完毕后,对单片节段上拱值、断面扭曲值、旁弯、节段弧线长度等值进行认真检查,保证符合规范规定,对局部超差部位进行局部热矫正,保证组装质量优良。
㈡节段拼装组焊工艺
a拼装:
两片拱肋拼焊成整体。
拱桥共分三段(六个吊段),每段由两片拱肋构成,采用卧拼方式。
在单片拱肋拼装胎具上完毕大拼。
先将矫正合格单片拱肋放在胎具上,调节合格后加固。
再安装相应平联板、缀板并点焊加固。
然后将相应另一片拱肋吊至平联板和缀板上,调节合格后加固,并与平联板和缀板点焊,合格后焊接。
b焊接
焊缝均为单面坡口,在胎具上采用手工焊焊接。
焊接合格后矫正并按地样修割端头余量,完毕后防腐。
拱肋拼装验收
拱肋拼装验收在节段拼装组焊完毕后进行,在现场进行拱肋拼装验收。
拱肋拼装方式为卧式,吊装起重设备为50t龙门吊,拼装放样时应依照试拼装时环境温度与拱肋合拢时温度(合拢温度15℃)进行温差修正。
a拱肋拼装
一方面在拼装平台上放出节段坐标线,依照坐标测放出拱肋中心线,上、下弦管中心线和吊段位置线,按顺序先吊入第一节段,使节段中心线与平台上中心线一致,节段投影与平台上位置线重叠,经检查符合规定后定位并吊入第二节段,按同样办法调节定位,依次吊入各段。
b拱肋拼装验收
拱肋拼装完毕后,对构件几何尺寸及预拱度值、焊接质量、构造构造等进行全面质量检查并作好完整质量记录报请监理工程师和业主进行全面检查和验收,验收合格后方能按吊装段分拆。
c拱肋安装成形
拱肋吊装采用缆索系统。
缆索吊作为吊运系统。
试拼、组装拱段,通过监理工程师严格检查合格后,开始单肋分片吊装。
安装工艺流程:
起吊、落位、松扣、调索、合拢。
吊装顺序为:
Ⅰ吊装拱脚段①就位,施工扣索、浪风进行固定,形成基肋㈠;
Ⅱ吊装拱脚段②就位,施工扣索、横撑与基肋㈠形成整体固定。
Ⅲ吊装拱脚段③就位,施工扣索、浪风进行固定,形成基肋㈡;
Ⅳ吊装拱脚段④就位,施工扣索、横撑与基肋㈡形成整体固定。
Ⅴ吊装拱顶段⑤就位,调节骨架:
放松起重索,同步放松拱脚段①、③扣索,直至各控制点高程和拱轴线满足设计规定,用钢板楔楔紧接头;
Ⅵ吊装拱顶段⑥就位,,调节骨架:
放松起重索,同步放松拱脚段②、④扣索,直至各控制点高程和拱轴线满足设计规定,用钢板楔楔紧接头,连接横撑,核查各控制点高程和拱轴线满足设计精度规定。
Ⅶ从拱顶向拱脚对称施焊接头,形成两铰钢管拱。
吊装劲性骨架时操作要平缓,尽量减少撞击。
在钢骨架完全合拢前,扣索只能松而不拆,调节拱轴线位置,增强骨架稳定性,不得拆除扣索。
放松扣索遵循:
缓慢、均匀、对称。
拱肋安装过程中,遵循设计图纸,严格各控制点标高、拱轴线位置控制与调节。
水准仪控制标高,千斤顶钢铰线扣索调节标高,浪风、接头垫板调节拱轴线位置。
(3)钢管混凝土浇筑
混凝土制备
钢管混凝土施工工艺规定混凝土具备良好可泵性,钢管混凝土套箍特点规定混凝土具备小收缩率。
这样制备混凝土要坍落度大,和易性好,不泌水不离析,收缩率小。
为满足混凝土强度和坍落度、和易性规定,配合比掺入高效减水剂,以减少用水量,减小水灰比,增大混凝土流动性,提高混凝土强度和耐久性。
掺量为水泥用量0.4~0.8%。
为保证管内混凝土密实性,减小混凝土收缩系数和孔隙率,配合比掺入膨胀剂,普通选用UEA膨胀剂。
使用了UEA膨胀剂混凝土生成钙铝石过程中需要一定水份,而钢管对混凝土保水条件好,能满足水份规定。
掺量为10~15%。
为改进混凝土性能,减少干缩变形和水化热,减少水泥用量,配合比掺入粉煤灰。
掺量为水泥用量3~10%。
骨料称量采用计量仪,水泥按包计。
混凝土制备中严格控制骨料含水量,现场随时调节混凝土拌和用水量。
配制混凝土应是满足强度规定半流动性微膨胀缓凝混凝土。
浇筑钢管混凝土
钢管混凝土浇筑顺序:
先上弦管,再下弦管(纵向);先外侧管,再内侧管(横向)。
混凝土泵设于两岸拱脚处,混凝土由拱脚向拱顶顶升,每根钢管混凝土浇筑分二次:
拱脚1/4拱段,1/4拱段拱顶。
1/4拱段处设钢隔板、排气孔。
在泵灌混凝土之前,为了保证质量,将钢管内灌满清水。
一方面检查了拱肋稳定性;同步用清水冲洗钢管内壁,起到润滑作用,减小泵送混凝土时阻力。
每次混凝土浇筑要一次持续完毕,且浇筑完毕时间不超过第一盘入管混凝土初凝时间。
混凝土泵送速度V≥1.2Q(砼方量)/t(砼终凝时间)。
浇筑入口设在浇筑段根部,从两拱脚向拱顶对称浇筑。
每30m设一排气孔。
设立钢隔板与拱轴线垂直,隔板周边与钢管内壁焊接。
上弦管内混凝土强度达到90%后,才浇筑下弦管。
浇筑时环境温度应不不大于5℃。
当环境温度应不不大于40℃,钢管温度应不不大于60℃时,采用办法减少钢管温度后才干施工。
为保证管内混凝土密实性,在各分段浇筑顶端设立溢流管。
对钢管混凝土不密实部,采用钻孔压浆法补强。
压浆后钻孔补焊牢固。
浇筑混凝土过程中,时时对拱肋轴线变形进行观测调节。
(4)系梁安装技术方案
系梁安装由于受安装钢管拱和暂时索限制,安装存在较大难度,无法一次提高到设计标高,采用两次吊装施工技术方案,即先运用缆机将其提高至一定高度,然后接长吊杆暂时固定系梁,最后运用缆机第二次提高至设计标高。
(5)中横梁安装技术方案
中横梁安装时由于钢管拱及系梁都已安装完毕,施工限制较多。
运用缆机吊在跨内捆绑吊装近岸中横梁,运用缆机吊跨外捆绑安装中间中横梁,运用贝雷架暂时固定中横梁。
(6)梁板横向整体化
梁板安装就位后,及时对绞缝进行清理,安装绞缝钢筋,浇筑绞缝混凝土,使梁板横向形成整体。
(7)桥面铺装及桥面附属工程
桥面铺装
桥面混凝土浇筑前,应对凿毛解决合格预制梁板顶面冲洗干净,不留积水,预埋好排水和通讯管道,沿板顶在布置持续钢筋范畴喷刷两遍沥青后,铺一层白色塑料薄膜,按设计图纸规定铺设钢筋,然后沿全桥宽一次持续铺装。
混凝土振捣与收平由自行式混凝土振动梁配滚筒完毕。
在施工过程中,注意控制桥面标高和平整度,使之符合路面规定。
人行道、护栏
人行道板和防撞护拦预制件在预制场统一预制,现场安装,钢构造某些则在加工厂加工完毕后运至现场安装。
施工中注意保证质量,护栏及护栏座底面与板梁接缝要精心解决。
伸缩缝安装
桥面混凝土施工完毕后,彻底清除安装部位缝隙中杂物。
安装定位时依照本地最高设计气温状况和安装当时气温状况,在设计工程师指引下,调节定位尺寸,预留缝宽,严格按施工图纸规定,安装伸缩缝。
保证伸缩装置平整、顺直,性能有效,无阻塞、渗漏、松脱和开裂现象。
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