马汊河冶南铁路桥0 块施工(含预压)工艺.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流马汊河冶南铁路桥0 块施工(含预压)工艺.精品文档.马汊河冶南铁路改造桥马汊河冶南铁路改造桥上部结构施工0#块施工工艺编 制: 复 核: 审 核: 中铁大桥局马汊河冶南铁路改造桥项目经理部二一4年4月 目 录第一章 编制范围及编制依据21.1 编制范围21.2 编制依据21.3 施工规范及标准2第二章 工程概况42.1 工程简介42.2 主要技术标准52.3 预应力布置6第三章 总体施工方案7第四章 托架施工104.1 施工托架的设计104.2 施工托架结构检算104.3 托架制作194.4 托架安装19第五章 托架预压225.1 总体试压方
2、案布置225.2 试压前提225.3 试验目的及意义225.4 试验程序与步骤流程225.5 支架堆载试验225.6 加载注意事项235.7 试验数据的分析处理与试验结果的评估245.8 关于支架非弹性变形的说明24第六章 模板制造安装256.1 模板制造256.2 模板安装25第七章 钢筋加工及安装28第八章 预应力系统加工及张拉压浆298.1 预应力管道298.2 锚具和夹具308.3 预应力筋(束)制作308.4 预应力材料的保护308.5 预应力筋(束)的张拉、压浆318.6 压浆328.7 封锚33第九章 混凝土施工349.1 混凝土及混凝土浇筑注意事项349.2 模板拆除及混凝土养
3、生34第十章 托架拆除36第十一章 安全保证措施37第一章 编制范围及编制依据1.1 编制范围本施工工艺针对马汊河冶南铁路改造桥1#、2#主墩0#块编制。1.2 编制依据1) 马汊河冶南铁路改造桥施工图设计下部结构及基础;2) 马汊河冶南铁路改造桥施工图设计上部结构;3) 马汊河冶南铁路改造桥施工图设计实施性施工组织设计;4) 现行技术规范、规程、标准和法规等。5) 我国的法律、法规及当地政府有关施工安全、文明施工、劳动保护、土地使用与管理、环境保护等方面的具体规定。1.3 施工规范及标准(1)铁路线路设计规范(GB500902006)(2)铁路路基设计规范(TB100012005)(3)铁路
4、工程地基处理技术规程(TB101062010)(4)铁路桥梁钢结构设计规范(TB10002.22005)(5)铁路桥涵钢筋混凝土及预应力混凝土结构设计规范(TB10002.32005)(6)铁路桥涵地基和基础设计规范(TB10002.52005)(7)铁路工程水文勘测设计规范(TB1001799)(8)铁路工程抗震设计规范(GB501112006) (2009 年版)(9)关于发布客运专线铁路加强抗震设计技术要求的通知(铁建设函2006338 )(10)铁路桥梁抗震鉴定与加固技术规范(TB1011699)(11)铁路混凝土结构耐久性设计规范(TB 10005-2010)(12)铁路混凝土(TB
5、/T32752011)(13)铁路工程预应力筋用夹片式锚具、夹具和连接器技术条件(TB/T3193-2008)(14)预应力混凝土用螺纹粗钢筋(GB/T 20065-2006)(15)铁路混凝土工程施工技术指南(铁建设【2010】241 号文)(16)铁路预应力混凝土连续梁(刚构)悬臂浇筑施工技术指南(TZ324-2010)(17)铁路混凝土工程施工质量验收标准(TB10424-2010)(18)铁路混凝土工程钢筋机械连接技术暂行规定(铁建设【2010】41号文)(19)铁路桥涵混凝土和砌体结构设计规范(TB10002.42005)(20)钢铁企业总图运输设计规范(GB 50603-2010)
6、(21)内河通航标准(GB501392004)(22)预应力混凝土用金属波纹管(JG225-2007)(23)预应力混凝土钢绞线(GB/T5224-2003)(24)钢筋机械连接技术规程(JGJ107-2010)第二章 工程概况2.1 工程简介马汊河冶南铁路改造桥改造工程,桥位在既有冶南铁路桥上游25米处。到K0+895 K1+105桩号之间处新建跨径(55+100+55)米PC连续梁桥一座。桥梁长210米。马汊河冶南铁路改造桥桥式图见2-1。图2-1 马汊河冶南铁路改造桥桥式图主梁采用直腹板单箱单室变高度箱形截面,中支点梁高6.85m,边支点与跨中梁高3.85m,梁体底板下缘按圆曲线变化。主
7、梁顶宽7.5m,顶板厚0.4m;主梁底宽5.5m,于中支点处底板加宽到6.5m。底板厚0.4m1.2m,腹板厚为0.61.0m。主梁共设置5道横隔板,边支点横隔板2道,板厚2.0m,中支点横隔板2道,板厚3.5m,中跨跨中横隔板1道,板厚0.8m。主梁0#块段长14m,中、边跨合拢段长2m,边跨直线段梁长5.9m。除0#块及边跨直线段梁在支架上施工外,每墩挂篮悬臂浇筑施工梁段位2*13个。0#块标准断面2.2 主要技术标准2.2.1铁路采用主要技术标准1) 铁路等级:矿山级。2) 正线数目:单线。3) 最大坡度:15%。4)最小曲线半径:100m。5)机车类型:内燃机车。6)牵引重量:496吨
8、。2.2.2桥梁采用主要技术标准1)采用主要洪水频率:桥梁1/100。2)设计荷载:根据业主提供的既有铁路荷载,运行情况:1机车(28吨)+18个空载敞车;1机车(28吨)+18个重载敞车。3)桥梁建筑界限:桥限-2A。4)通航净空:按内河通航标准办理。5) 纵、横坡:最大纵坡0.7。6) 高程系统:采用1954国家高程基准。7) 通航等级:级(45*5m)。8) 地震:动峰值加速度为0.10g,地震基本烈度为度。10) 设计最高通航水位:8.65m(吴淞高程基准)。12) 其它技术指标按部颁铁路工程技术标准(JTG B01-2003)执行。2.3 预应力布置采用纵、竖双向预应力体系。2.3.
9、1 纵向预应力纵向预应力钢筋采用符合预应力混凝土钢绞线GB/T 5224-2003的级检验(低松弛)钢绞线。低松弛高强度单根钢绞线直径j15.24mm,钢绞线面积Ay140mm2,极限抗拉强度R =1860MPa,弹性模量Ey=1.95105MPa。纵向束成孔采用金属波纹管,波纹管满足GB/T 11116的要求。2.3.2竖向预应力竖向预应力粗钢筋采用25 PSB830精轧螺纹钢。其材料预应力混凝土用螺纹粗钢筋(GB/T20065-2006)的相关规定。第三章 总体施工方案根据马汊河冶南铁路改造桥连续刚构挂篮施工稳定验算,在最大悬臂状态最不利工况下,墩身根部混凝土压应力超标,受力不能满足要求,
10、必须设置墩旁托架辅助挂篮悬臂施工。挂篮在0#块浇筑完成后安装,1#块开始用挂篮浇筑。主桥箱梁0#块采用钢管柱支架现浇,在承台上预埋钢管柱预埋件,待墩身施工完毕后,安装钢管柱支架。支架施工完成后,开始安装0#块侧模,侧模安放在上层贝雷梁上,在贝雷梁和排架间设置钢垫块,为后续侧模拆除提供空间;然后安装底模,底模采用方木、竹胶板结构;待0#块施工支架预压消除非弹性变形和正确设置预抬值后,开始绑扎底腹板及隔墙钢筋,钢筋在车间加工成半成品,现场绑扎成型,安装腹板预应力;然后安装内侧模、隔墙模板,内侧模和隔墙模板均采用竹胶板方木结构,内侧模设拉杆与外侧模牢固连接,内顶模采用钢管脚手架支撑,内模安装完成后绑
11、扎顶板钢筋,安装顶板预应力。混凝土采用泵送的方法施工,浇筑混凝土时采用两台汽车泵,由两边向墩中心对称浇筑。混凝土浇筑完成后,按规范要求进行养生,混凝土强度达到设计强度的75%时,即开始拆除内模及侧模;混凝土强度达到设计强度的80%且弹性模量达到设计值的70%以后即可进行预应力张拉。待0#块所有预应力张拉完毕后,拆除底模及施工支架,但保留临时支墩钢管柱。施工时应注意预埋挂篮施工必需的底板、顶板、后锚固预留孔以及走道梁锚固筋、通风孔、泄水孔和支架拆除预留孔(根据需要现场设置)等。体施工工艺流程见图3-1。图3-1 0#块施工工艺流程框图纵向预应力孔道安装0#块底腹板、隔墙钢筋绑扎0#块内模、内支架
12、拆除0#块纵向孔道压浆0#块纵向预应力穿束、张拉0#块混凝土浇筑、养护横向预应力筋安装纵向预应力孔道安装0#块顶板及翼缘钢筋绑扎0#块内顶模安装0#块内支架安装0#块内侧模、隔墙模板安装0#块托架预压墩身顶面混凝土凿毛测量放样、铺设0#块底模托架制作测量放样、安装0#块施工托架墩身浇筑前埋设0#块用预埋件承台浇筑前埋设0#块用预埋件根据预压成果进行调整底模、安装端模测量放样、安装0#块外侧模进入挂篮平衡悬臂浇筑施工0#块托架拆除0#块底模拆除0#块横向孔道压浆0#块横向预应力张拉0#块外侧模拆除第四章 托架施工4.1 施工托架的设计施工托架委托公司施工设计事业部设计,由预埋件、钢管混凝土立柱、
13、附墙连接系、牛腿、分配梁、贝雷梁、底模排架等组成,采用型钢结构,详见“0#块施工总体布置图”。4.2 施工托架结构检算 4.2.1 计算依据1) 钢结构设计规范(GB500172003);2) 建筑施工模板安全技术规范(JGJ 162-2008);3) 路桥施工计算手册 周水兴 何兆益 邹毅松 等编著;4) 钢结构 刘小渝 主编。4.2.2 检算1) 侧模检算 荷载计算a. 要求浇筑主梁混凝土时,混凝土上升速度不大于2m/h,混凝土入模温度接近20左右。根据建筑施工模板安全技术规程,新浇筑的混凝土侧压力可按下式计算:其中,则施工人员及机具荷载取,振捣荷载取倾倒混凝土荷载取则混凝土侧压力荷载b.
14、 计算时风荷载影响可不计。c. 计算挠度时不考虑振捣荷载和倾倒混凝土荷载。 检算外侧模构造由6mm厚的钢板面板、8横肋、排架组成。模板横肋间距均为350mm。a. 外侧模面板计算外侧模荷载q=72.5KN/m2考虑板的连续性,面板按两边固定的单向板计算,取钢板1m宽度计算,小于,满足要求。,略大于1.5mm。b. 侧模横肋计算8横肋布置间距为350mm,根据侧模拉杆及排架的布置,侧模横肋计算时按三跨连续梁考虑,其中中跨1400mm,边跨500mm,计算如下:均布荷载横肋最大负弯矩为:横肋最大正弯矩为:8截面参数如下:强度计算:,小于,满足要求。挠度计算:通过结构计算软件计算得最大绕度位于中跨跨
15、中位置,最大挠度为2.5mm3.0mm,满足要求。2) 侧模排架检算侧模排架布置最大间距为1400mm,排架布置下图所示: 侧模排架布置图(单位:mm) 荷载计算a. 翼缘竖向荷载按下式计算式中:b. 混凝土侧压力和重力分力最大按72.5KPa,1200mm宽度控制计算,由浇筑顶面起02m范围按梯形荷载加载,则顶面侧压力和重力分力为:顶面2m及以下侧压力和重力分力为:c. 自重按程序自带结构自重的1.2倍系数考虑。3) 底模系统检算 荷载计算a. 根据箱梁截面形式,腹板处有较大的混凝土垂直压力,对于箱梁腹板处混凝土对单位宽度底模的垂直压力为:施工人员及机具荷载取,振捣荷载取倾倒混凝土荷载取则腹
16、板处底模压力的计算荷载则其余位置处底模压力的计算荷载b. 计算挠度时不考虑振捣荷载和倾倒混凝土荷载。 检算a. 底模面板检算考虑板的连续性,底模面板按两边简支的单向板计算,取底模面板1m宽度计算。则对于腹板位置处,底模面板计算跨径为150,对于底模其他位置,底模面板计算跨径为300底模面板的抗弯模量为:则面板最大弯曲力为:,小于,满足要求。,略大于1.5mm。b. 底模横肋检算底模横肋布置间距为300mm,按跨度为0.75m的三跨连续梁计算。对于腹板处考虑所有荷载全部由工字钢承受,则有:均布荷载横肋最大弯矩为: I10截面参数如下:强度计算:,小于,满足要求。挠度计算:对于底模其他位置所有荷载
17、全部由10080方木承受,则有:均布荷载横肋最大弯矩为: 10080方木截面参数如下:强度计算:,小于,满足要求。挠度计算:综上所述底模横肋的强度和刚度均满足要求。4) 底模排架检算 荷载计算腹板下排架受力最大,腹板厚0.5m,墩顶处腹板高6.8m,0#块截面高度6.53m,1#块截面高度6.32m;0#块边缘至墩边3.9m,1#块长度3.0m。采用MIDAS建模,施加梯形梁单元荷载:6.80.512.6=8.84t/m6.530.512.6=8.49t/m6.320.512.6=8.22t/m3.9m段梯形荷载为8.84t/m8.49t/m,3.0m段梯形荷载为8.49t/m8.22t/m。
18、底模排架最大应力为82MPa,小于,底模排架强度满足要求。5) 牛腿检算 荷载计算两边牛腿受力最大,牛腿上部箱梁两段三个截面,一个梁段1.8m,截面为29.5和24,一个梁段3m,截面为24和23。 牛腿所受荷载为梯形荷载:29.512.68.3/24=26.5t/m2412.68.3/24=21.6t/m2312.68.3/24=20.7t/m1.8m段梯形荷载为26.5t/m21.6t/m,3.0m段梯形荷载为21.6t/m20.7t/m。 检算牛腿附墙及钢管底位移三向约束,施加如上梯形荷载,如下图:牛腿最大应力为82 MPa,小于,牛腿强度满足要求。牛腿根部所受拉力为72t,所受剪力为4
19、1t。6) 钢管砼检算 荷载计算为克服箱梁最大悬臂时施工产生的不平衡荷载效应,北副通航孔0#块箱梁腹板下需设置临时支点。根据主梁施工过程对主梁悬臂施工进行模拟,约束条件如下:主墩底部及临时墩底部均设为固定支座约束。施加荷载如下:在大悬臂状态下一端的挂篮底平台及侧模系统坠落,荷载取为40t。全桥的施工荷载:10t/m;风荷载:施工到最大悬臂,一端100%风力,另一端50%风力,风荷载的计算采用公路桥涵设计通用规范(JTGD60-2004)进行。离常水位10m高处百年一遇10分钟最大平均风速采用39.3m/s,按设计要求,本桥施工阶段设计重现期:30年,则基本风速为v=39.3x0.92=36.2
20、m/s。按梁面距水面30m计,则桥面上的计算风速为计算风压为:桥面上的风压为:由计算结果可知,主墩单元36、37、38应力均满足要求,单侧三根临时钢管混凝土桩的支点反力N1=1500t,另一侧的三根临时钢管桩混凝土桩的拉力为N2=547t,主墩支点反力N3=6730t。根据箱梁特点,墩单侧箱梁腹板下布置3根钢管,管内浇注C40的混凝土,管脚与承台预埋件焊接牢靠,钢管与墩身之间通过连接系连接,减小长细比,改善受理性能,增强钢管砼的承载力。本计算按钢管长为10.0m,管直径1.0m,壁厚为12mm,钢材为Q235,单根钢管承载力设计值为1500t/3=500t。a. 单管柱承载力计算1.0m,壁厚
21、=10mm的钢管砼:Es=2.06105N/mm2s=215N/mm2 As=311.1cm2Is=381074 cm4C40砼的力学特性:Ec=3.25104N/mm2c=19.5N/mm2Ac=7543cm2 Ic= 4527664cm4单肢柱的承载力设计值为1500t/3=500t组合后的截面特性计算:EI=EsIsEcIc=2.261015Nmm2EA=EsAsEcAc=3.091010N套箍系数(0.33.0)=sAs/cAc=215311.1/(19.57543)=0.455回转半径=270mm该框架柱脚与承台连接视为铰结,柱顶与0块视为铰接钢管柱与墩身连接视为侧向支撑,计算长度:
22、按b类截面查表得整体失稳系数本计算均根据钢管混凝土结构设计与施工规程CECS28:90中的规定及要求。单肢钢管柱的承载力:=31323kN单根钢管(l=29m)自重为61.7t。钢管根部承载力设计值增加61.71.2=74kN。b. 抗倾覆检算偶然组合(走行中挂篮突然坠落)K= Nu/N=1993.2/(500+74)=3.4c. 小结根据上述计算知,该框架钢管砼柱支架能承载箱梁悬臂施工正常最不利状态下产生的最大不平衡弯矩,消除该弯矩对墩身的不利影响。另外,根据以往箱梁不平衡弯矩计算的实例资料对该箱梁施工中的最大不平衡弯矩进行计算,支架所要承载力又较提供的值偏小,钢管砼是安全的。7) 预埋件检
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