预应力混凝土连续箱梁桥施工组织设计.docx
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1、前 言毕业设计是工程类专业专业课教学的一项重要内容,是学生在校期间课程教学的一个延续,是对三年来所学基础及专业课的一次综合训练和一次综合检验。通过毕业设计,可以让学生进一步获得知识的综合运用及理论与实践相结合的能力。道路、桥梁是公路工程的重要组成部分,特别是大中桥,投资大、工程复杂、技术含量高、工期长,往往成为施工中的重点工程和控制工程。在道路、桥梁施工中,保证施工质量、安全和工期,并取得良好的经济效益是个永恒的主题。本次设计的任务就是以道路、桥梁施工的质量、安全、工期、效益为目标,经过严密的施工组织设计和预算工作以求得最佳的经济效益和社会效益。 通过此次设计,学生应达到以下几项要求: 1 能
2、熟练准确的阅读施工设计图和相关的标准图, 2 能根据设计图的指示,查阅相关标准图,绘制出施工所需的施工详图供施工人员使用。 3熟悉桥梁工程或道路工程的施工程序及各工序的施工方法、施工要点、质量标准、施工设备的性能,正确选择施工方法和设备,从技术角度提出保证施工质量和施工安全的措施。 4 能进行施工计划安排,确定合理的施工程序。经过施工程序的合理安排,确保材料、设备和劳动力的合理配置,在不影响总工期的前提下以求得最佳的经济效益。 5 能根据设计文件及其相关资料准确提供劳动力、材料和机械设备的使用计划(如型号、数量、品质、使用时间和使用顺序、最小供电功率等)。 6 进行施工现场的布置:按照占地少、
3、有利于施工、方便生活的原则,进行生活生产房屋、拌和站、钢筋加工、模板加工整修场地的布置,临时道路和水电供应线路的布置等。 本次毕业设计为施工组织设计。它既是指导施工和成本控制的重要文件,也是招投标的重要文件。作好本次设计工作必将使学生在施工技术、施工管理、成本核算方面有一个大的提高。第一章 设计依据1. 公路工程技术标准 JTJ001-882. 公路桥涵设计通用规范 JTG D60-20043. 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D62-20044. 公路桥涵地基与基础设计规范 JTJ024-855. 公路砖石及混凝土桥涵设计规范 JTG D61-20056. 公路桥涵施工技术
4、规范 JTJ041-89第二章 工程概况1、工程简介本桥为60m+2110m+60m的变截面预应力混凝土连续箱梁桥;全长340.00m,采用悬臂现浇施工工艺。箱梁纵向计算采用有限元程序Midas仿真模拟,按一次成桥状态进行计算,计算中除设计荷载外,还考虑了支座沉降和温度次应力进行验算。2、工程特点1)桥址区地震烈度为六度,动峰值加速度为a=0.05g,最大冻结深度0.51m。2)钻孔桩桩径为1.0m,其中2#、3#、4#、8#墩为柱桩基础。3)经现场调查本桥址下无电缆、管道等。3、自然条件 1)地形地貌沿线出露地层有新生界第四系土、中生界白垩系上下统岩、元古界岩,古生界胶东群角闪变粒岩等,并发
5、育有中生代晋宁期花岗岩。华夏式构造带在本区是表现最为强烈的构造带。控制本区的断裂带贯穿整个胶东半岛。由于该断裂带规模大,活动频率大、持续时间长,因此,对现代河谷、泉的分布有着重要影响。线路的走向基本上与牟平即墨断裂带的走向一致,绝大部分走在断裂带范围内。由于区域断裂带的影响,岩性复杂,岩体破碎,小断层发育。部分挖方地段边坡有顺层现象,对路堑边坡稳定性影响较大。2)气象特征本区属暖温带亚湿润季风气候区按铁路气候分区为温暖地区,受海洋气候的影响,冬季严寒干燥,夏季温热潮湿,降水集中于夏秋。3)工程地质 桥址区表覆第四系全新统坡洪积层(Q4d1+p1)粉土及粗角砾土,下伏白垩系下统莱阳群(K11)页
6、岩、砂岩及白垩系下统青山群潜英安玢岩。 本桥桥址区地下水为第四系隙潜水及基岩裂隙水,第四系潜水水位埋深3.0-16.7m(高程89.12-89.26m),地下水主要由大气降水和河水补给,根据所取地下水样及测试结果,桥址区地下水对混凝土结构不具侵蚀性。4、施工条件 1)交通本桥横向便道利用从G204 75+610处桥位左侧一条原4m宽机耕道(横向便道)进入至桥位DK136+800处,桥内纵向便道采用在桥位右侧修筑一条5m宽山皮土便道上铺10cm碎石。施工平面图见附件1。2)施工用水经现场调查该桥附近无河沟,施工用水采用打井取水,该桥计划打井两第三章 施工工艺流程1、钻孔桩施工工艺流程场地清理泥浆
7、池及拌浆钻机检修拔出护筒清 孔测量孔深、检孔钻 孔钻机安装就位测量放桩位钢护筒埋设,四周用黏土填实钢护筒制造并倒运钢筋笼及探测管(如需要)安装钢筋笼制造,成品质量检查安装水封构架及水填充导管(二次清孔)检查孔底沉淀并签证混凝土原材料检验灌注水下混凝土试件制作试件养生混凝土养护、桩头凿毛2、承台施工工艺流程基坑开挖桩头处理、桩基检测垫层浇筑模板安装钢筋绑扎浇注承台混凝土混凝土养生、拆模基坑回填夯实钢筋制作测量放线钢筋模板检查测量放样基坑防护混凝土拌和运输试件制作移交下道工序3、墩身施工工艺流程承台顶面清理测量放样钢筋绑扎模板安装混凝土浇注混凝土养护拆除模板模板制作钢筋、模板检查混凝土生产、运输混
8、凝土试件制作、检验钢筋制作沉降观测第四章 主要施工方法1、钻孔灌注桩施工1)施工准备(1)施工便道及泥浆池布置沿桥位右侧修建一条宽5米的纵向便道,便道采用山皮土铺筑上铺10cm碎石;泥浆池布置在墩位的另一侧中间,两个墩共用1个泥浆池,泥浆池尺寸6.04.02.5m。(2)测量定位及场地平整采用全站仪测设桩位,桩位确定后,利用十字线放出四个控制桩位,对桩位周围的施工场地清除杂物,保证钻机底座场地平整、夯实,避免在钻进过程中钻机产生沉陷。2)钢护筒埋设根据本段的地层地质情况,钢护筒选用8mm厚钢板加工制作,钢护筒长度确定以确保钻孔时不塌孔为原则,钢护筒长度23米,每台钻机准备2只钢护筒,按施工指南
9、要求冲击钻孔护筒内径比孔径要大约40cm,旋挖钻孔护筒内径比孔径要大约20cm,在护筒顶口对称割4个吊孔,以方便护筒拔出。根据测量放出的四根木桩的交汇点为中心点进行挖孔,挖孔采用人工配合机械挖孔法,挖孔到位后利用起重设备埋设护筒,护筒上刻十字线埋设顶口应高出原地面约50cm(旋挖钻机钻孔护筒高出地面2030cm)。埋设时护筒外侧用粘土分层回填夯实,防止窜孔。护筒埋设好后再用全站仪进行复验,并对桩中加以标识,以便钻机就位时对中。护筒中心竖直线应与桩中心线重合,其顶面位置误差不得大于50,倾斜度偏差1%。待灌桩完毕后拔出钢护筒周转使用。 3)钻机选型根据施工进度计划本段拟采用6台(3台CZ-8E型
10、、3台CZ-8D型)冲击钻机或1台旋挖钻(宝娥BG250C)。冲击钻性能参数表冲孔直径(mm)冲孔深度(m)冲锤最大重量T冲击次数/min重量(kg)400-250030-300537-4011000旋挖钻性能参数表钻孔直径(mm)钻孔深度(m)旋挖恒定Pth旋挖恒定Qth旋挖恒定i600-3500最大 95m152KW2210 l/min26.184)泥浆制备和使用泥浆质量的好坏直接影响到成孔质量。泥浆原料宜选用优质黏土或膨润土。为提高泥浆黏度和胶体率,可在泥浆中掺入烧碱或碳酸钠等添加剂,其掺量应经过试验决定。造浆后应检验全部性能指标,其各项指标要求见钻孔灌注桩泥浆性能指标表。钻进时掌握好进
11、尺速度,随时注意观察孔内泥浆面情况,及时补加泥浆保持液面高度,同时应严格控制泥浆质量。在桩基础施工过程中定期将泥浆沉淀清理并用泥浆运输车运到当地政府及百姓认可的地点处理,同时避免污染环境。泥浆指标应根据钻孔机具、地质条件确定。对制备的泥浆应试验全部性能指标,钻进时应随时检查泥浆比重和含沙率,并填写试验记录表。钻孔灌注桩泥浆性能指标表钻 孔 方 法泥浆性能指标相对密度粘 度(s)含砂率(%)胶体率(%)失水率(ml/30min)旋挖钻1.051.1519284%9520冲击钻岩石1.25)钻机就位现场平整压实好或钻孔平台搭设好后,将钻机移至桩位,钻机安装后的底座和顶端应平稳,为防止钻机钻进时下沉
12、,钻机下面衬垫枕木或钢板并固定好钻机。保证在钻机和运行中不产生位移和沉陷,钻架及钻杆要竖直,钻头、钻杆和桩径中心在一铅垂线上。以保证孔位正确,钻孔顺直。6)钻进成孔 (1)冲击钻机铁锤式钻锤。冲击钻进成孔工艺:钻机就位后,调整钢丝绳垂直度(确定在护筒的最中心),启动泥浆泵,注入调制好的泥浆,待泥浆输进钻孔中一定数量后进行钻孔。在钻头离护筒底口上1m左右时,采取低档慢速钻进;钻头至护筒底口时,保持低转速,暂停进尺,防止反穿孔,适当时间后,继续低进尺;离开护筒底口1m后方可正常钻进。(2)旋挖钻机钻进成孔工艺:旋挖钻机采用筒式钻斗。旋挖钻进成孔工艺:旋挖成孔首先是通过底部带有活门的桶式钻头回转破碎
13、岩土,旋转钻斗并施加压力,并直接将其装入钻斗内,仪表自动显示筒满时,钻斗底部关闭,然后再由钻机提升装置和伸缩钻杆将钻斗提出孔外卸土。钻机就位后,调整钻杆垂直度,启动泥浆泵,注入调制好的泥浆,待泥浆输进钻孔中一定数量后然后进行钻孔。在钻头离护筒底口上1m左右时,采取低档慢速钻进;钻头至护筒底口时,保持低转速,暂停进尺,防止反穿孔,适当时间后,继续低进尺;离开护筒底口1m后方可正常钻进。钻进时,严格观察孔内泥浆水头有无异常变化,防止塌孔。若有异常变化首先提高孔内泥浆水头,降低钻进速度,降低转速,加大泥浆比重。若有卡钻、埋钻等现象应立即提起钻头,提高水头,研究后再钻进。7)钻孔注意事项(1)由于钻机
14、设备较重,施工场地必须平整、宽敞,并有一定硬度,避免钻机发生沉陷(旋挖钻观查主机所在地面和支腿支承地面变化情况)。(2)开孔孔位必须准确。(3)泥浆初次注入时,垂直向桩孔中间进行入浆,避免泥浆沿着护筒壁冲刷其底部,致使护筒底部土质松散。(4)钻机施工中检查钻锤(斗),发现钻锤(斗)磨损直径缩小,必须及时加焊。(5)根据不同地质情况,必须检测清孔后灌注砼时泥浆性能指标,确保泥浆对孔壁的撑护作用。(6)在钻孔排渣、提钻头或因故停钻时,应保证孔内具有规定的水位和要求的泥浆相对密度和粘度。(7)钻孔时应认真填写好钻进记录,并对各地层地质情况做详细记录,同时与设计所提供的钻孔地质资料进行对照,如有差异,
15、应及时通知监理及设计部门。(8)终孔检查及清孔 当钻孔达到设计孔底标高后,现场技术员对孔深、孔径、孔位和孔型、孔底地质情况进行检查,自检合格后填写终孔记录,并及时报请驻地设计代表及监理工程师检查验收。成孔工序验收合格后,进行清孔施工。在清孔排渣时,应保持孔内水头,防止坍孔、缩径。清孔完毕后,由监理工程师、主管工程师、质检工程师及值班技术人员、现场领工员对成孔经行检查。检查内容如下表:钻孔桩钻孔允许偏差序号项目允许偏差1孔径不小于设计孔径2孔深摩擦桩不小于设计孔径柱桩不小于设计孔径,并进入设计土层3孔位中心偏心群桩100mm4倾斜度1%孔深5浇筑混凝土前桩底沉渣厚度摩擦桩100mm柱桩50mm清
16、孔后分别从孔顶、中、顶分别提出泥浆试件,对泥浆试样进行性能指标试验,试验结果应符合下表性能指标试验结果平均值清孔后泥浆指标相对密度黏度(s)含沙率1.117202%待钢筋笼、导管安装完毕后,测量孔底沉淀层厚度,达不到设计要求的(柱桩不应大于5cm,摩擦桩不应大于10cm),必须进行二次清孔,确保沉淀值达到设计要求,并量测孔深和泥浆等的各项指标,现场质检员自检合格后报请监理工程师检查、签认。9)钻孔常见异常情况处理(1)坍孔处理钻孔过程中发生坍孔时,要查明原因进行分析处理,可采用加深埋护筒等措施后继续钻进。根据现场情况也可在泥浆中加入大量的干锯末,同时增大泥浆比重(控制在1.151.4之间),改
17、善其孔壁结构。钻头每次进入液面时,速度要非常缓慢,等钻头完全进入浆液后,再匀速下到孔底,每次提钻速度控制在0.30.5m/s。冲击法钻孔时,可投入黏土块夹小片石,用低锤冲击将黏土块和小片石挤入孔壁制止坍孔。坍孔严重时,应回填重新钻孔。(2)缩孔处理钻孔发生弯孔缩孔时,一般可将钻头提到偏孔处进行反复扫孔,直到钻孔正直,如发生严重弯孔和探头石时,应采用小片石或卵石与黏土混合物,回填到偏孔处,待填料沉实后再钻孔纠偏。(3)埋钻和卡钻处理埋钻主要发生在一次进尺太多和在砂层中泥浆沉淀过快;卡钻则主要发生在卵石地层钻进时,卵石掉落卡钻等。埋钻或卡钻发生后,在钻头周围肯定沉淀了大量的泥浆,形成很大的侧阻力。
18、因此处理方案应首先消除阻力,严禁强行处理,否则有可能造成钢丝绳断裂等更严重的事故。事故发生后,应保证孔内有足够的泥浆,保持孔内压力,稳定孔壁防止坍塌,为事故处理减小隐患。10)钢筋笼制作与安装钢筋笼采用在钢筋加工厂集中制作,由运输车运到施工现场后,利用吊车吊装就位。(1)钢筋笼制作:钢筋笼成型采用卡板成型或箍筋成型。焊接时,主筋与加强箍筋全部焊接,主筋内缘保持光滑,钢筋接头不侵入主筋内净空。钢筋笼下端垫齐,用加强箍筋封住。(2)钢筋笼焊接:焊接采取遮蔽措施,避免雨雪大风天施焊。焊后热处理完毕,让其自然冷却。焊缝长度单面焊不少于10d,双面焊不少于5d(d为钢筋直径)。(3)钢筋笼起吊:钢筋笼采
19、用四点吊,吊点的位置设置在两端第二道加劲箍和主筋连接位置,为了防止起吊时钢筋笼变形,吊点位置尽量靠近“”支撑的位置。(4)钢筋笼保护层:在钢筋笼上、下端及中部每隔2m于同一横截面上对称设置四个混凝土垫层(混凝土垫层的强度需大于C30),确保钢筋笼与孔壁保持设计保护层距离。(5)钢筋笼接长:上下节钢筋笼对接时,钢筋笼中心线应控制在同一竖直线上,主筋采用焊接连接。(6)钢筋笼下放:吊入首节钢筋笼时,对准孔位轻放、慢放。再吊第二节,现场接长,下放过程中,注意观察孔内水位情况,如有异样,立即停止,检查是否塌孔。(7)钢筋笼定位:钢筋笼入孔就位后,采取2根14槽钢与4根20钢筋与护筒焊牢定位,钢筋笼平面
20、偏差不大于20mm,顶端高程偏差不大于+20mm。2、钢筋加工、安装质量标准(1)、钢筋原材料、加工和连接的检验应符合铁道部现行客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准(铁建设(2005)160号)(2)、钢筋应平直、无损伤,表面无裂纹、油污、颗粒状或片状老锈。钻孔桩钢筋笼骨架的允许偏差和检验方法序号项 目允许偏差(mm)检验方法1钢筋骨架在承台以下长度100尺量检查2钢筋骨架直径103主钢筋间距10尺量检查不少于5处4加强筋间距205箍筋间距或螺旋筋间距206钢筋骨架垂直度1%吊线尺量检查 注:d为钢筋直径,单位为mm。钢筋加工允许偏差和检验方法序 号项 目允许偏差(mm)检验方法1受力钢筋
21、全长10尺 量2弯起钢筋的弯折位置20序 号项 目允许偏差(mm)检验方法3箍筋内净尺寸3图1:钢筋笼安装示意图11)水下混凝土的灌注水下砼浇注是钻孔灌注桩施工的主要工序之一,也是影响成桩基质量的关键所在。灌注前应按照规范要求进行孔底沉渣厚度和泥浆性能指标检测,若沉碴厚度和泥浆指标不符合设计要求(柱桩5cm,摩擦桩10cm),须进行二次清孔,然后重新测定,直到满足设计要求,并经现场监理工程师认可后,才能灌注水下砼。(1)灌注设备导管及集料斗导管采用无缝钢管制成,快速螺纹接头,导管接头处设2道密封圈,保证接头的密封性;导管外=273mm,壁厚=9mm,导管中间节长2m3m,底节4m5m,同时配备
22、若干个1m和0.5m的导管,导管在使用前应进行试压和水密试验,并按顺序编号。配备3.0m3大料斗一个和0.5m3料斗若干个,能够满足混凝土首批和浇注过程的需要。混凝土生产设备桩径1.0m,按最大桩长24m计算所需混凝土理论方量为19m3,混凝土在中心搅拌站集中拌制,由1台理论生产能力达到75m3/h的搅拌机搅拌,由3台输送能力为8m3的输送车进行混凝土运输。(2)混凝土配合比设计桩基砼标号为C30,混凝土配合比通过试配确定,满足强度和规范要求。(3)首盘混凝土灌注首盘砼的方量应满足导管首次埋置深度(1.0m)和填充导管底部的需要,设导管下口离孔底2540cm。 导管在初次使用前应进行试压和水密
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- 预应力 混凝土 连续 箱梁桥 施工组织设计
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