主要施工方法及技术措施
1.测量放线
现场派专职测量人员负责测量放线及桩孔定位。开工前按建设单位提供的坐标网和水准点做好坐标控制点和水准控制点做好记录,并签具建筑测量复核单。
2.埋设护筒
采用十字吊锤法将钢制护筒(φ1000mm桩,护筒直径φ1100mm;φ1200mm桩,护筒直径φ1300mm)垂直、稳固地在桩位处用粘土埋实,确保护筒在施工中不漏失泥浆,不发生位移。
3.钻机安装就位
钻机水平、稳固地安装,天车前缘、转盘中心与护筒中心做到“三点一线”,钻盘中心与护筒中心偏差不大于20mm。
4.进钻成孔
(1)选用导向性能好、强度高、排渣导流性能好、切削量大的双腰笼钻头。采用分层钻进技术,确保成孔质量,针对不同的土层特点,适时调整钻进技术参数,按先期进行试成孔的钻压、转速、泵量和泥浆选择等各项参数,作为钻进中的各项控制参数。
(2)钻进中用钢卷尺丈量钻杆长度,准确丈量机上余尺,做好记录,确保终孔对孔深误差小于100mm。终孔后用重锤法测量钻孔深度,做好记录。
(3)钻进成孔中做好泥浆的合理配制和管理。注入孔口泥浆指标,相对密度≤1.15,粘度18~22s;排出孔口泥浆指标,相对密度≤1.3,粘度20~26s;施工中定期检查和调整泥浆性能。
(4)钻进至设计标高后,低速扫孔,并进行第一次清孔,时间不少于0.5h。
5.桩身施工
(1)钢筋笼制作和安装中应严格按设计图及技术交底要求进行,置放时,轻提缓放,采用加焊保护块和焊接吊筋确保垂直和水平方向的位置。
(2)选用φ250mm的灌浆导管,导管须内平、笔直,下管时清点连接根数,检查连接处的密封情况,严防泥浆渗入管内。导管就位后开始第二次清孔,至孔内返出泥浆相对密度≤1.2,且沉渣厚度≤100mm时视清孔合格。
(3)现场设立混凝土拌台,按符合设计强度的水下混凝土配比进行配制混凝土。
(4)在做好准备工作后,开始灌注水下混凝土,要求连续灌注,首次灌注量必须确保导管底面埋入混凝土面1.2m以上,灌注时勤提勤拔导管,使导管埋深控制在2~6m之内,灌注混凝土面必须高于桩顶标高2m以上。
(5)钻孔灌注桩桩身内留设3根均布的声测管,该声测管随钢筋笼下放时同时安装。声测管采用丝牙束接连接,沿桩长通长布置。在桩身混凝土灌注14d后由专业单位对灌注桩桩身混凝土进行超声波检测,以检查桩身混凝土的施工质量。
承台施工
(1)本工程承台底标高1.1~2.1m左右,基本上顺着马路路面标高的变化而变化。挖土深度2.9m左右,最小挖深也达2.4m,因施工现场是沿环城西路中心两则各6m范围之内,所以决定沿顺桥向每个承台两侧各布置32号槽钢板桩围护,另两侧采用1∶0.75 放坡,以保证基坑边坡的稳定。
(2)钢板桩打设在承台边缘外侧80cm处,插桩时要求锁口对准,钢板桩在自然土面以下0.5m处设一道支撑。
(3)基坑开挖后即可进行承台的垫层钢筋、模板和混凝土施工,要求承台的几何尺寸、标高、轴线的位置准确。采用型钢支架搁置钢筋并固定墩身插筋的方法,严格控制墩身插筋位置的正确性。
墩身施工
(1)墩身模板采用钢大模板,分4块组装,一套到顶。其中4m宽的大模板采用桥架式钢框钢板面大模板,1.0m、1.2m、1.5m宽的大模板采用槽钢檩钢板面大模板。
(2)由于模板高度是定数,而墩身高度随着桥面坡度变化是个变数,因此在墩身底部采用调节模板,来调整模板高度。
(3)墩身主筋采用搭接焊,考虑保护层厚度,主筋搭接方向与混凝土面平行。
盖梁施工
(1)适用于施工围场范围内的盖梁支撑采用φ48钢管搭设成排架形式,对于需留设车道部分的盖梁,采用密排钢管立杆,槽钢门架式支撑形式留设7m宽车行道。
(2)盖梁采用七夹板木底模,侧模采用钢骨架铺七夹板面板,对拉螺栓固定。侧模拆除须等到混凝土强度达2.5MPa,底模及梁底支撑须在第一批预应力束张拉及灌浆完成后拆除。
(3)盖梁混凝土采用一次浇筑,不设施工缝。混凝土浇捣前,对模板、钢筋和预埋件进行检查和验收,清除模板内杂物,适当浇水湿润。上盖梁混凝土分层浇捣,每层厚度30cm,采用φ50插入式振捣器振捣,振捣时要求做到快插慢拔,振动棒与模板应保护5~10cm的距离,振动上层混凝土时应插入下层混凝土5~10cm,以利于两层混凝土的结合,混凝土应振动到密实,达到混凝土停止下沉,无显著气泡上升,表面平坦,呈现为薄水泥浆为止。
(4)混凝土浇筑完毕待其表面收水后,就应进行养护,上表面采用草袋覆盖,浇水保持湿润,养护时间不少于7d。侧模拆除后立即喷涂养护剂进行养护。
脊骨箱梁支撑系统施工
(1)在脊骨箱梁施工中,支撑系统的形式根据不同结构、不同现场条件采取以下几种方法:
1)满堂钢管排架支撑形式。主要用于标准段脊骨箱梁和部分变宽段脊骨箱梁的支撑。
2)劲性柱门架式支撑形式。主要用于马路路口的脊骨梁和悬臂板支撑。
3)排架基础式钢梁支撑形式。主要用于变宽段脊骨箱梁留设机动车道处的支撑。
4)带通道的钢管排架支撑形式。主要用于围场范围内的悬臂板支撑。
5)钢管桁架式支撑形式。主要用于有匝道范围的高架桥悬臂板支撑。
(2)满堂排架支撑中,根据脊骨箱梁的受力特性,在支撑搭设中每隔6m设排架临时支点支撑,该临时支点应成为独立系统,即非临时支点拆除时不影响临时支点的支撑,在一跨脊骨箱梁成形后混凝土强度达60%时拆除非临时支点支撑,所以在临时支点处的支撑系统下设路基箱均衡传力给地基。对排架支撑的地基采取以下方法进行处理:原承台和泥浆池开挖范围的填土用压路机压实,再浇100mm厚C20混凝土,上部铺30mm厚砂垫层,再放置统长[14槽钢。
满堂排架的施工流程如下:
地基压实→浇混凝土垫层或铺设路基箱→钢管排架搭设→脊骨箱梁底模板铺设→脊骨箱梁钢筋、侧模,混凝土成型→脊骨箱梁顶板混凝土成型→混凝土强度达60%拆除非临时支点处支撑→预应力张拉→拆临时支点处底模及支撑。
(3)由于本工程处于交通要道,无法封闭施工;又因是连续预应力混凝土结构,无法分段施工;所以采用焊接角铁劲性柱作立柱与高度为50cm的焊接角铁钢横梁组成门架式结构,留设了双向宽5m、高4.2m的两车道,保证了交通要求。
(4)在两马路之间的路段,由于加减速变宽段脊骨箱梁宽度从4.4m变化到22m,几乎占据了路中间的大部分地区,为了保证车辆通行,采用了跨度为6m,间距为1.5m至3m不等的钢梁支撑形式,钢梁采用2[28槽钢组成,支点是由φ48脚手钢管组成的立柱,形成了车道。
(5)在上下行匝道的施工区域,由于工期等因素影响,上下行匝道和主体高架同时施工,采用了一套利用φ48钢管和扣件搭设成的桁架门架支撑,以满足主体高架悬臂板施工
支撑和车行通道的留设。
桁架式门架支撑的施工流程如下:
地基处理→浇混凝土垫层→铺设槽钢→排架立杆搭设(控制垂直度)→桁架下弦搭设(统长杆件)→桁架上弦搭设(控制标高)→桁架的腹杆搭设→横向连系杆搭设→铺设底板槽钢和底板。
(6)排架搭设时应注意顶部标高的控制,特别是针对悬挑板端部的标高,桁架式门架搭设时腹杆和上下弦杆交点处各连接扣件要互相靠近密贴,以利力的传递,所有扣件的螺栓全部要用测力扳手检测合格才可正常使用。
脊骨梁结构的施工
(1)脊骨箱梁的底模采用20mm厚机制七夹板,由于脊骨箱梁为后张法预应力结构,在底板铺设时需留反拱度,跨中反拱度按设计值,支点处为零,期间按抛物线设置下拱度。由于预应力作用,梁的纵向长度会缩短,在纵向梁长放样时,每孔要求增加8mm计算,同时盆式支座的上部与下部相应偏离设置,如图5-82所示。
(2)脊骨箱梁侧模下部采用定型钢模板,上部采用小钢模拼装,模板的固定采用外拉内撑式,如图5-83所示,模板接缝应认真检查,防止漏浆。
(3)悬壁板部分的底模采用七夹板,侧模采用定型钢模板。
(4)脊骨梁钢筋加工必须根据施工图及清单,纵向钢筋一般采用绑扎连接,当钢筋与预应力钢筋相碰时应扳弯钢筋,钢筋绑扎顺序如下:
底板弹线→底板下层钢筋→底板预应力波纹管→底板上层钢筋→腹板箍筋→腹板分布筋→腹板预应力束→浇混凝土→顶板下层钢筋→顶板上层钢筋→悬壁板预应力波纹管→浇混凝土。
(5)脊骨梁混凝土为C50,水泥采用525号,中砂细度模数2.5,石子级配5~25mm(5~40mm),脊骨箱梁混凝土水平分层分两次浇筑,施工缝设置见图5-83,在脊骨箱梁完成后再浇筑悬壁板,混凝土浇筑要求同盖梁部分。
脊骨箱梁预应力施工
(1)本工程预应力钢绞线采用ASTMA416-78美国标准的高强度低松驰钢绞线,锚具采用OVM15锚具。
(2)脊骨箱梁的预应力分为两大类,一是纵向脊骨箱梁的预应力体系,另一种是横向大挑悬臂板的预应力体系。在脊骨箱梁60cm宽的腹板里,每跨跨中均布置了4束12φ15.24的钢绞线,采用内径φ90、外径φ97的波纹管,每束钢绞线立面有3个弯曲,在两端锚因位置各有一个水平弯曲。脊骨箱梁底板布置了8束7φ15.24的钢绞线采用内径φ70,外径φ77的波纹管,脊骨箱梁顶板横向预应力布置了5φ15.24、7φ15.24和9φ15.24三种钢绞线。
(3)钢绞线采用人工开盘,不需冷拉和调直。编束时每隔1m用20号铅丝密缠10cm,即采用“一把抓”方式防止扭转、跳丝,编好的钢绞线立即挂上标牌,注明使用的部位、钢事编导和长度等在现场堆放时要架空,同时盖好油历防雨水。
(4)所采用的波纹管均须预先经过盛水试验,不漏水的为合格,波纹管的接头采用大一号的波纹管,接头管长250mm,接头的端部须做好标记(定位标记),以保证接头管与波纹管连接有125mm的搭接长度,节点处用40mm宽的胶带扎三遍,以防止水泥浆渗入。
(5)在腹板预应力孔道定位时,立面内根据预应力束的中心坐标定出孔道的上下位置,在已绑扎好的钢筋上以红漆做好标记,标记以梁长方向每米设一档,穿入波纹管,用定位钢筋按标记位置固定好波纹管的位置,在平面弯曲的起止点定出水平位置,利用平弯曲线的要素,在孔道经过的钢筋上定出孔道位置,同样利用定位卡固定,随后穿入钢绞线,复核波纹管的孔道位置,正确后方可进入下道工序。
(6)大挑悬臂板横向预应力束穿过脊骨箱梁的顶板,因此在脊骨箱梁的顶板施工时应预留横向波纹管。首先要弹好悬臂肋的中心位置线,随后定出横向束的位置,布置好横向波纹管,在预留波纹管的两端封模板处各安装大一号的波纹管,以利于悬臂板施工时波纹管的连接。
(7)锚垫板安装尺寸必须正确,要求波纹管轴线与锚垫板的轴线重合,并与锚垫板垂直。锚垫板的压浆孔用黄油填塞,以防止混凝土浆堵孔。
(8)在五跨一联的脊骨箱梁混凝土完成后,可以开始脊骨箱梁的纵向预应力张拉。根据设计要求,各跨预应力必须均衡地施加,即各跨先施加25%的预应力(左右对称),其后逐步以25%的数量同步施加预应力,直至全部完成。
(9)大挑悬臂板混凝土施工完成后吊装桥面板,在桥面铺装层混凝土完成后再开始张拉横向预应力束,采用对称的一端张拉,在张拉端超张3%以补足一端固定而造成的应力损失。
(10)在锚具安装中应使工具锚与工作锚具对中,工作锚具与管道对中。锚具安装顺序为:锚板(工作锚)→夹片→限位板→千斤顶→工具锚。
(11)预应力张拉顺序为:
0→10%σk(L1)→20%σk(L2)→103%σk(L3)→σk(锚固)
则钢绞线伸长量为:△L=L1+L1-2L1
(12)在预应力张拉完成后24h内要求完成孔道压浆工作。隔夜先用水泥砂浆封住锚头端部,压浆前需用清水浆孔道冲洗干净,再用空气压缩机将孔道内水分排除,随后开始压浆。压浆采用525号硅酸盐水泥或普通水泥,灰浆强度为50MPa,水灰比0.4~0.45,掺水泥用量0.01%的铝粉,所用水泥不得有硬块和粗颗粒,压浆泵采用活塞式,压浆压力一般宜为 0.5~0.7MPa,持续一段时间,至另一端出浆且浆液稠度同压浆稠度相同时停止,压浆时,每一班组应制作不少于3组7.07cm立方体试块。
防撞栏杆施工
(1)本工程防撞栏杆的建筑断面为内外折线型,栏杆内埋设通信、监控及照明的管道及照明、监控箱等。
(2)为了在施工中保证防撞栏杆的设计尺寸,并在现场能正确就位,采用比较轻巧的钢模板,外加限位钢管支架就位。
(3)防撞栏杆模板的高程控制以铺装层为基准,用水平仪引测到模板上。模板平面尺寸控制,以桥墩中心线为依据,用钢尺丈量,在圆弧部位用矢高法放样内模的基准线,用墨线在实地弹出离模板500mm的控制线,桥面宽度不允许负公差。
(4)在高程和平面控制的基础上,绑扎钢筋,完成钢筋绑扎后,先安装外模,校正正确后开始拼装内模,模板上口以目测平滑且满足防撞栏杆高程为准。
(5)防撞栏杆以每跨为一单元,木模封头,留缝处依缝宽度以聚苯乙烯板分隔。
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