斜拉桥施工方案1.pdf
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1、1 XXX 市 XX 路斜拉桥施工组织设计 1、工程概况 1.1 斜拉桥概况 XXX 市 XX路斜拉桥位于 xxx 市内,跨越京广电化铁路和铁路编组场。该桥主桥 跨度 55+125+55 m,为双塔双索面 PC斜拉桥式,采用塔墩固结、主梁连续全飘浮 体系。主梁采用双主肋断面,梁高 1.7m,肋宽 2m,桥面宽 28.9m,梁上索距 6.3m,全桥斜拉索 4X 9 对,共 72 根。见图 T1-1XX路跨线桥总体布置图、图 T1-2斜拉桥布置图 斜拉桥主塔为“H”型,塔高 55m,采用1500 钻孔桩基础,每个塔柱下部 13 根桩,桩长62m;主塔承台尺寸为 1050cmx 1375cmx 45
2、0 cm;塔柱为 5200 x 300cm 箱形断面,壁厚顺桥向 90cm,横桥向 60cm。主塔下横梁采用预应力钢筋混凝土,上横梁为钢管桁架。边墩立柱为 200 x 200cm钢筋混凝土结构,下为 1200 钻孔灌 注桩,桩长为 56m0 1.2 主要工程数量 主要工程数量表 表 1-1 项目 单位 数量 备注 1200 桩基 延米 1792 1500 桩基 延米 2912 3224 主塔混凝土 C50 方 2679 主塔预应力钢绞线 吨 50 主梁混凝土 C50 方 4935 主梁环氧钢筋 吨 170 斜拉索钢绞线 吨 198 斜拉索冷铸锚具 套 144 边墩立柱混凝土 方 320 混凝土
3、承台 C30 方 3684 1.3 工程特点 1.3.1 地下管线繁多。斜拉桥主塔及边墩下分布自来水管道、雨水管道、电信 电缆等各种2 管道,施工期间必须对地下管线进行勘探、搬迁或保护,增大了工作量。1.3.2 施工难度大。斜拉桥主跨跨越电气化京广铁路和铁路编组场,且主塔的 位置靠近既有铁路的地道桥,为保证铁路正常的运营,需对铁路地道桥基础进行加 固处理,施工难度很大。1.3.3 高空作业多,防电要求高。134 地面交通繁忙,施工干扰大。XX路交通较为繁忙,来往车辆川流不息,施工期间必须精心组织,合理布置,并对交通进行合理疏导。1.4 施工方案的制定与审核 斜拉桥设计单位:上海市政工程设计研究
4、院 施工方案制定单位:湖南路桥建设集团公司中铁十七局集团有限公司联营体 方案审核专家组:上海同济大学夏建国、洪国智(教授、斜拉桥专家)、XXX 铁道学院王道斌、吴力宁(教授、斜拉桥专家)、XXX 市 项目办技术顾问张长生、刘容生(原市政设计研究院总工)2、斜拉桥施工方案 斜拉桥桩基施工采用循环旋转钻孔,泥浆护壁,导管法灌注水下混凝土;主塔 及边墩立柱采用翻模技术施工;下横梁采用军用梁及军用墩搭设支架现浇混凝土;上横梁则在工厂分节预制,运至工地拼装成整体,用塔吊提升至安装位置后,与塔 柱上的予埋管件焊接;主梁的两边墩处的 6.65m 段和边跨在支架上浇筑;主梁 0 号 段在托架上浇筑;1-7 号
5、(主跨)段采用 短平台、复合型牵索挂蓝 悬臂浇筑法施工,每段浇筑 6.3m,待 7 号段和 7 号段浇筑完成后,先在支架上进行边跨段的合龙,再悬浇 8、9 号段,最后利用挂蓝完成主跨合拢段的浇筑;斜拉索由塔吊、千斤顶等 进行安装。3、主要工程项目施工方案及工艺 3.1 钻孔灌注桩基础施工 斜拉桥主塔处的地质情况为:土层初表面为杂填土,向下依次为黄土状粉粘土、黄 土状粉土、中砂、粉质粘土、粉土、中砂、再向下为粗砂。根据该处地质情况,钻 孔灌注桩拟采3 用旋转式钻机成孔、泥浆护壁,导管灌注水下混凝土的施工方案。施 工工艺见图 T3-1 钻孔灌注桩施工工艺流程图。该桥主跨斜拉桥基础桩基分别为:主塔:
6、桩径 1500mm长度为 62m共 4*13 根;边墩:桩径 1200mm,长度为 56m共 4*5 根。结合此处地质情况,拟选用 5 台循环钻机施工。3.1.1 施工准备 搞好现场“四通一平”工作,人工将钻孔桩位置的原有路面挖除,备足合格的 原材料。测量放出钻孔桩桩位,挖探坑,勘察桩位下方是否埋有管线,发现管线后,妥善处理,再开始桩基施工。为满足 XXX 市环保要求,减少城市污染,泥浆池、沉淀池、循环池均采用 5mm 厚的钢板及角钢加工制成水箱形式,水箱尺寸:长 5mx宽 3mx高 2 米,沉淀池中的 沉渣用汽车运到指定位置。根据测设出的桩位,埋设孔口护筒。护筒中心竖直线应与桩中心重合,平面
7、位 置误差控制在 50mm以内,保证护筒倾斜度不大于 1%钢护筒用 5mn厚的钢板加工,其直径大于桩径 2040mm高度每 23m为一节,具体尺寸根据桩位处的土质情况 而定。护筒顶部用 50X50 的角钢加固,预留注(排)浆孔。护筒埋设宜高出原地面 30c m 左右。4 T3-1钻孔灌注桩施工工艺流程图制做护筒 制做钻头 测量护筒标高 测量钻孔深度、斜度、直径 制做钢筋笼 设置隔水栓 测量混凝土面高度 平整场地 1 桩位 放样 设立安装其它设备 向钻孔注泥浆 泥浆沉淀池 1 设立泥浆泵 泥浆备料 钻孔完成后必要时移走钻机 设立清孔设备 测量淤泥厚度 供水 下放钢筋笼 下放导管 试拼装检验导管
8、制作导管 灌注水下混凝土 混凝土养生 1 F 桩底压浆 1 F 拆除护筒 下沉、埋设护筒 泥浆池 输送混凝土 凿除桩头 质量评定 5 3.1.2 钻孔顺序及钻机就位 钻孔的顺序安排以能保证在中心距离 5m以内的任何桩的混凝土浇筑完毕后 24 小时以上的时间间隔。主、边墩桩基的钻孔顺序安排分别参见图 T3-2和图 T3-3。合理选择钻机位置、铺设枕木,以使钻机保持平稳和不沉陷。用缆风绳将钻机 固定,防止倾倒。钻机就位后,钻机重滑轮、钻头的重心(或固定钻杆盘中心)、护筒中心点应处在同一垂直线上,钻头位置偏差不得大于允许值。3.1.3 钻孔 桩基钻孔采用正循环法钻进。由于斜拉桥主跨桩基深 62m孔径
9、 1.5m,为保证钻 孔质量,选用高级泥浆护壁。用水化较快,造浆能力强,粘度大的膨润土,放入泥 浆搅拌机中造浆,同时加入羧甲基纤维素、煤碱剂、碱粉聚丙酰胺絮凝剂、加重剂 等外加剂,来提高泥浆的胶体率、粘度和固壁能力,降低泥浆的失水率。以上各种 外加剂的用量,先做试验确定,并在施工过程中,根据使用效果,进行调整。开孔时应先在孔内灌注泥浆,泥浆比重等根据土层情况而定。将泥浆调制至符 合其各项指标方可开钻。采用换浆法排渣。在开孔及整个钻进过程中,应始终保持 孔内水位高出地下水位 1.5-2.0m,并低于护筒顶面 0.3m,以防溢出。6 开钻时应慢速钻进,待导向部位或钻头全部进入地层后,方可加速钻进。
10、采用 旋转式钻机钻孔均应采用减压钻进,即钻机的主吊钩始终要承受部分钻具的重力,而孔底承受的钻压不超过钻具重力之和(扣除浮力)的 80%。钻孔作业分班连续进行,施工中认真填写钻孔记录,交接班时应交待下一班应 注意事项。经常对钻孔泥浆进行检测和试验,不符合要求时,应随时调整。应经常 注意地层变化,在地层变化处捞取渣样,判明后记入记录表中并与地质剖面图核对。重要的钻孔,每次的渣样应编号保存,直至工程验收。3.1.4 成孔检查 终孔后,使用检孔器对钻孔的中心位置、孔径、倾斜度、孔深等进行检查,详 细填写检查记录报监理工程师确认。3.1.5 清孔、安放钢筋笼 钻孔达到设计桩底标高后采用换浆法清孔,要求孔
11、内沉渣厚度小于规范要求值。钢筋笼在钢筋加工场分节制作(加工钢筋笼时其外侧应设“凸”型短钢筋,或 沿钢筋笼长度方向每隔 2m沿周边绑上 3 个混凝土定位垫块,以保证桩身混凝土保护 层厚度),运至现场后,放入孔内一节,并临时固定于孔口,起吊下一节,与之焊 接连成整体。钢筋采用搭接焊,直至全桩钢筋笼下完为止;压浆管,声测管焊接到钢 筋笼上,与钢筋笼一并下入桩孔。吊放钢筋笼时,应对准孔位中心轻放,以免碰撞孔 壁引起坍塌;钢筋笼下放到设计标高后,将其六根对称的主筋(当设计主筋低于护 筒口标高时,在钢筋笼十字方向的六根主筋位置临时焊接六根钢筋,以便与护筒口 牢固地焊接)牢固地焊接在孔口护筒上,以防止灌注混
12、凝土时钢筋笼掉入孔底或上 浮。3.1.6 导管就位 导管用直径 30cm的钢管,管节用卡口连结,要求严密不漏水、内表面光滑。导 管使用前应进行水密承压和接头抗拉试验,合格后方可使用。导管分段组拼入孔,接口处用橡胶垫密封,入孔时严防碰撞钢筋笼。导管顶部安置的漏斗高度要适当,漏斗底口处设置可靠的球形隔水设施,7 漏斗容量要满足封底混凝土埋住导管至少 1 米以上的要求。导管的入孔深度通过计算确定。3.1.7 灌注水下混凝土 为防止灌注时发生卡管和露筋事故,粗骨料最大粒径要小于钢筋净距的四分之 一;为保证混凝土的灌注质量,使用的混凝土强度应比设计要求提高 20%;为使混 凝土有足够的流动性,混凝土坍落
13、度可采用 1620cm,拌合时严格控制含水量,拌 合时间不小于 2mim。混凝土灌注过程中导管垂直和位置居中,缓慢提升,埋入混凝土的深度保持在 26m拆除导管动作要快,时间宜控制在 10-15 分钟;随时测量导管的埋置深度和 混凝土的表面高度,作好混凝土的灌注纪录。为保证桩身混凝土质量,在桩顶设计 标高以上加灌不少于 1.0 米高度的混凝土。3.1.8 凿除桩头 水下混凝土灌注完毕,在混凝土初凝后、终凝前挖除上部多余部分的混凝土,挖除时仍保留 60cm 左右的高度,待承台基坑开挖后再以人工方式予以凿除,凿除 时须防止损毁桩身。3.2 承台开挖及支护 3.2.1 既有铁路地道桥下部基础加固方法及
14、技术措施 XX路跨线桥的两个主塔分别位于铁路地道桥的东西两侧,其中 P50 号主塔的 承台东边缘距铁路框架桥 1.9m,P51 号主塔承台的西边缘距铁路框架桥 1.7m,而东 边缘靠近胜利路桥。主塔的承台顶埋深均约 0.5m,需挖深 5.0m。由于承台距离铁路框架桥较近,挖深又大,采用一般的施工方法可能会对铁路 的正常运营产生一定影响。因此,为了确保铁路正常、安全运营,在主塔承台开挖 前,拟先采用高压旋喷注浆法对既有铁路地道桥下部基础进行加固处理,在开挖承 台时,采用钢筋混凝土沉井方案进行支护。一、高压旋喷注浆法简介 8 高压旋喷注浆法就是利用钻机把带有特殊喷嘴的注浆管钻进土层的预定位置 后,
15、用高压泥浆泵等高压发生装置,使浆液成为 20Mpa 左右的高压喷射流,从注浆 管底部侧面的喷嘴喷出,同时钻杆以一定速度提升,不断以强力冲击切削土体,除 一部分细小土粒与浆液冒出表面外,其余在喷射力有效作用范围内从土体剥落下来 的土粒与浆液充分搅拌混合,并按一定的浆土比例有规律地重新排列。高压旋喷注浆法的特点是:(1)设备简单,震动小,噪声低,;(2)施工简 便、效果好。旋喷施工时,只需在土层中钻一个 5 cm的小孔,就能在途中喷射成 直径为0.4 m4 m的固结体,能有效提高地基的承载力;(3)能垂直、倾斜、或水平喷射注浆,适用于己有建筑物的基础加固,具有不损坏原有建筑物上部结构 和不影响运营
16、使用的优点。加固时,加固桩孔位按矩形或梅花桩布排;喷射浆液采用水灰比以实验确定,并加入适量的外加剂和掺合料以改善水泥浆液的性能。注浆示意如图 T3-4 所示。9 图 T3-4 悬喷注浆示意图 二、施工机具设备 高压旋喷注浆的主要施工机具及设备由空压机、注浆钻机、特种钻杆和高压管 路等组成,具体规格型号见下表。表 1 高压喷射注浆施工机具、设备表 序号 机械设备名称 型号 规格 1 高压泥浆泵 SNC H300型压浆车 30Mpa 2 钻机 XJ 100 型工程地质钻机 3 浆液制备机 4 单管 TY 101 型导流器及喷头 5 高压胶管 工作压力 31Mpa,9MPa 19mm 22mm 、施
17、工工艺及技术措施 首先是场地平整,合理布置料棚及机具设备安设地点、水电接头和排水沟位置,1 o 尽量紧凑缩短高压软管的距离;然后按照设计标定孔位,同时进行材料储备,最后 进行机械检修,就位、试运转。施工工艺流程如图 T3-5所示:图 T3-5高压喷射注浆施工流程示意图 1)钻机就位:把钻机平稳安置,调整钻杆方向,钻头对准孔位中心;2)钻孔插管:射水成孔的同时插管至预定深度;3)试喷:正式喷射前,在施工现场进行试喷,来验证各项技术指标、浆液配方 等。4)喷射注浆:水泥浆液在喷射前一小时内搅拌,当喷嘴达到设计高程喷注开始 时,先送高压水,再送浆液和压缩空气,在底部旋喷 1 分钟,当达到预定喷射压力
18、 及喷浆量后,再边旋转边提升,以防浆管扭断,钻杆的旋转和提升必须连续不断;当注浆管不能一次完成提升而需分次拆卸时,拆卸动作要快,卸管后继续喷射的搭 接长度不得小于 10 厘米。喷射时,由专人负责检查注浆过程中的浆液初凝时间、注浆流量、风量、压力、旋转及提升速度等技术数据,并记录在案。当发现浆液喷射不足影响固结质量时,注浆作业 喷射结束 机械清洗 试 喷 打 管 调整钻架角度 1 1 应进行重复喷射。5)冲洗及移动机具:当喷射至设计高程后,应立即拔出注浆管,用清水彻底清 洗泥浆泵和高压泵,管内、机内不得残存浆液和其他杂物。然后将机具设备移动至 下一孔位。相邻两桩施工间隔不小于2 4小时,间距不小
19、于 46 米。3.2.2 承台开挖 由于该桥主塔的特殊位置,以及京广铁路的重要性要求,在开挖承台时,必须 对铁路路基支护给于充分重视。通过认真论证和方案比选,提出两种支护方案:方 案一、钢筋混凝土沉井加固方案(见图 T3-6);方案二、钢板桩方案(见图 T3-7)方案一、钢筋混凝土沉井加固方案 采用 C30钢筋混凝土沉井,壁厚 30cm。沉井在既有地面上立模浇筑,随着承 台的开挖不断下沉。沉井制作及下沉的施工工艺及技术要求同常规做法,此处从略 对于沉井东西两侧铁路及公路路基的防护,可先采用挂网喷浆进行初级防护,外部再用木板、型钢进行加固。方案二、钢板桩支护方案 采用自制平板钢板桩。钢板桩采用S
20、 10mm厚的平钢板,每块 40cm宽,下部 设有刃脚,用震动打桩机插打。插打前,先在地面用型钢或方木设置导向架,钢板 桩沿导向架插打,一次插打到位。随着承台的开挖进程,在钢板桩内部及时用方木 或型钢支撑。钢板桩下沉的施工工艺及技术要求同常规做法,此处从略。对铁路及公路路基的防护同上。承台开挖钢板桩及沉井支护方案设计与计算见附页。1 2 两种方案的比较:项 目 沉井 钢板桩 对铁路(公路)路基的挡护效果 好 好 现场平面位置条件 满足 基本满足 施工难易程度 较容易 较容易 施工进度 较慢 较快 施工成本 较低 略高 由于承台距离公路桥和铁路桥较近,打桩机械不易靠近操作,且从铁路安全的 角度上
21、讲,沉井方案较钢板桩方案安全性更高。综合考虑两种方案,我们认为用钢筋混凝土沉井方案比较合适1 3 1.HR用寸謂 xwmmiH,他申im由咖tdwsr Htw 林紅蛆斶IM 坤工蜗JEjfcl翊賂 A 图 T3-6钢筋混凝土沉井加固方案HE青M o o or 0 0.;o c 1 4 c.i 蜒支抑I二畝髦蚩音孕时奴 觌龄妊删A0工胡财陈 L柿寸縣*2耐瀚加MU級劇獅应财9N海羸 刑网适咧颗ME真*酬际:1H1捕注砂轲坤诒缸吏咖 J TT 0 n BA渝峯 1 5 图 T3-7钢板桩支护方案1 6 3.2.3 钢筋加工及安装 承台开挖到位后,施做 10cm厚的 C20 素混凝土垫层,即可进行钢
22、筋绑扎。钢 筋的规格、型号及尺寸必须符合设计要求。钢筋接长采用电弧双面搭接焊,焊接长 度不得小于 5d。受力钢筋焊接,接头应设置在内力较小的部位,并错开布置,同一 截面范围(50cm或 35d)焊接接头在受拉区不超过钢筋根数的 25%受拉区不超过 钢筋根数的 50%。钢筋骨架(网)绑扎要牢固,布筋要均匀。钢筋与模板间用同标 号细石混凝土作垫块,保证钢筋保护层厚度。3.2.4 模板及支撑 沉井内径按照承台外形尺寸制作,所以在浇筑承台混凝土时,可将其直接作为 模板;由于沉井跨度较大,在其内侧用型钢分层对称支撑加固,在混凝土浇筑过程 中随混凝土上升依次拆除。3.2.5 混凝土浇筑及养护 承台混凝土采
23、用商品混凝土,搅拌运输车运输。该承台尺寸为 1300*1300*450cm,属于大体积混凝土浇筑,因此必须采用相应 的工艺技术措施,防止水化热引起过大的温度应力而使混凝土开裂。具体施工工艺 和防裂措施如下:(一)、施工工艺:(1)清除基坑中杂物、积水和钢筋上的污垢。检查支架、钢筋和预埋件位置正确;(2)为避免离析,混凝土通过溜槽入模;(3)采用泵送混凝土,混凝土按同一方向分层浇筑,每层 30cm厚,用插入式振 动棒振捣。振动棒移动间距为 30cm,与侧模保持 510cm距离。振动棒插入深度应 以插入下层混凝土 510c m 为宜。每次振动到混凝土停止下沉,不再冒出气泡,表 面呈现平坦、泛浆为止
24、。插入振动棒时要快,提取时应慢;(4)在承台混凝土施工期间,应按设计要求埋入墩身钢筋,同时,根据施工和监 测等需要,埋设观测点预埋件等。1 7 (二)、防裂措施(1)优先选用水化热较低的矿渣水泥或粉煤灰水泥;(2)水泥中适量加入一些掺合料或外加剂,如优质粉煤灰、磨细矿粉、减水 剂等,缓凝性外加剂能使水泥水化初期水化速度减慢,水化热缓慢释放,有利于推 迟水化热峰值出现,减少温升;(3)可经试验掺入一定量的膨胀剂。合适的膨胀剂的掺入可以使混凝土在硬 化过程中具有膨胀性,以抵消绝大部分冷缩、干缩及化学缩减。膨胀剂与缓凝高效 减水剂配合使用,可配置出可泵性良好的大流动性混凝土,而且,膨胀剂的掺入可 等
25、量取代水泥,减少水泥用量,降低水化热;(4)采用连续、分层、一次浇筑完承台的全部混凝土,避免由于混凝土的龄 期差异引起的分界面处的收缩裂缝;(5)按设计要求布设冷却水管网。安装冷却管网时,要保证管道畅通,接头 牢固,不漏水。在承台混凝土浇筑超过某层管网时,该层水管立即通水冷却;在通 水过程中,设专人对管道的流量以及冷却水的进出口温度每隔 1-2 个小时测量一次,并做好记录、及时上报。冷却水管通水结束后,及时灌注 C30水泥浆封孔,并截除 外露的管道;(6)控制混凝土的入模温度。可采取加强水泥库的通风、用水冲洗石子、缩 短混凝土的运输时间、在浇筑过程中避免阳光直接照射等措施;(7)采用保温养护法
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