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鋼管混凝土系桿拱橋先梁后拱法施工工藝.doc

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?3.3.1.8鋼管混凝土系桿拱橋施工3.3.1.8.1施工方案本標段共5孔96米跨鋼管混凝土系桿拱橋,拱肋為平行拱肋,拱肋采用懸鏈線,失跨比f/l=1/5,懸鏈線系數m=1.167,橫截面為啞鈴形鋼管混凝土,鋼管外徑為1.0m。結構布置采用剛性系梁剛性拱,系梁截面為單箱三室截面,梁寬17.1m、梁高2.5m。吊桿為交叉斜吊桿,吊桿間距為8m,吊桿由127根φ7平行鋼絲束組成。鋼管混凝土系桿拱橋上部結構施工根據橋位不同的地形條件選擇采用不同的施工方案。對于橋下無通車、通航要求的橋位或雖有通國通航要求但可進行局部改移后搭設施工支架的橋位,考慮采用“先梁后拱”的施工方案,即搭設支架施工拱座及系梁,然后再在系梁之上拼裝鋼管拱肋,豎向轉體合龍,拱肋合龍后灌注鋼管內混凝土,混凝土達到強度后安裝并張拉吊桿。對于橋下有通車、通航要求,無法進行改移,不能搭設施工支架的橋位,考慮采用“先拱后梁”的施工方案,即先在墩旁搭設支架澆筑系梁端部及拱腳,然后利用纜索分段吊裝鋼管拱肋,鋼管拱肋合龍后灌注鋼管內混凝土,混凝土達到強度后利用掛籃分段澆筑系梁,逐段安裝吊裝,直至系梁合龍。3.3.1.8.2施工工藝1)先梁后拱法施工(1)施工步驟鋼管混凝土系桿拱橋施工主要步驟如下圖所示。插入“凝土系桿拱橋施工步驟圖”先梁(2)支架現澆系梁A)工藝流程見支架現澆系梁工藝流程圖墩身施工及支架基礎施工支架安裝及檢查支架預壓及預拱度調整鋪設底模及側模綁扎底、腹板鋼筋,預應力管道安裝安裝內模綁扎頂板鋼筋、預應力管道安裝預埋件、預留孔安裝及檢查梁體混凝土澆筑混凝土養護部分預應力張拉支架現澆系梁工藝流程圖B)支架設計及安裝支架采用墩梁式支架,支墩采用八三式軍用墩,便梁采用貝雷梁,考慮拱腳處為實心截面,梁體重量較大,支架跨度取得較小。支架結構應具有足夠的強度、剛度和穩定性;對支架的承載力及局部穩定性和整體穩定性必須進行檢算。支架設計檢算應考慮以下荷載:梁體、模板、支架的重量;施工荷載;風荷載;水中施工還應考慮流水側壓力。支架桿件應力安全系數應大于1.3,穩定性安全系數應大于1.5。支架基礎必須具有足夠承載力,不得出現不均勻沉降,本支架臨時支墩基礎采用樁基礎,樁基數量及長度根據地質條件計算確定。同時必須做好地面的排水處理,設置排水溝。支架安裝采用人工配合吊車進行吊裝,支架安裝結束,應經過詳細檢查符合設計要求后,方可進行模板安裝。C)支架預壓為消除支架體系塑性變形并觀測其彈性變形沉落量,支架應進行等載預壓,如設計另有要求應滿足設計要求。支架法施工應按設計值設置施工預拱度,預拱度設置按跨中值最大,梁端值為零,沿梁縱向按拋物線設置。同時,還應根據檢算結果及預壓試驗結果預留適當的沉落量,確保梁體線型符合設計要求。D)模板施工箱梁底模及外側模設計采用大塊鋼模板,模板分塊長度以方便吊裝為宜,內模采用可拆裝式組合鋼模板。(A)模板鋪設:先鋪底模,根據施工預拱度及預留沉落量調整底模標高。底模與底模之間連接縫隙貼上軟塑雙面膠,通過連接螺栓擰緊,擠壓,調整錯臺后,鏟除多余雙面膠,可達到接縫處平整、嚴密不透光,效果良好。(B)外側模拼裝同底模相似,拼裝外側模時,控制好模板角度與標高,底模與外側模的連接螺栓要上足且擰緊。(C)底模、外側模拼好后,打磨其上異物及鐵銹,然后涂刷脫模漆。脫模漆表面光潔度好,自然形成瓷釉,防漆脫模劑須在干燥的環境下涂刷,不能在有露水的夜里或霧天里涂刷,否則形成脫皮現象。(D)內模采用組合鋼模板,待梁體底、腹板鋼綁扎好后,吊車將內模吊至箱梁內,由人工組拼。內模支架采用鋼管支架,頂端采用頂托調整模板標高,內模頂板應預留一定數量的小窗口,便于箱梁底板混凝土的澆筑。(E)端模及支座安裝時按設計要求預留支座偏移量及梁體壓縮量,確保梁體跨度及梁長符合設計要求。E)鋼筋綁扎及預應力管道安裝鋼筋全部采用在工棚加工,運至現場散扎,綁扎順序為先底板,再腹板,最后是頂板。當梁體鋼筋與預應力鋼筋相碰時,可適當移動梁體鋼筋或進行適當彎折。梁體鋼筋最小凈保護層除頂板頂層為30mm外,其余均為35mm,綁扎鐵絲的尾段不應伸入保護層內。所有梁體預留孔外均增設相應的環狀鋼筋;橋面泄水孔處鋼筋可適當移動,并增設斜置的井字型鋼筋進行加強;施工中為確保腹板、頂板、底板鋼筋的位置準確,應加強架立鋼筋的設置。當采用墊塊控制凈保護層厚度時,墊塊應采用與梁體同等壽命的材料,且保證梁的耐久性。F)系梁上預留孔及預埋件較多,且位置及尺寸精度要求較高,尤其是拱腳位置的拱座預埋件?;炷翝仓皯敿殭z查,確保預留孔及預埋件的位置及尺寸正確。G)混凝土灌注和養護,混凝土采用拌合站集中拌制,混凝土輸送泵進行泵送插入振搗器振搗工藝。箱梁底板混凝土澆筑時,利用頂板所開的天窗將混凝土輸送管放入箱內布料。按設計要求梁體混凝土澆筑順序進行澆筑,當設計未指定澆筑順序時,縱向從跨中開始澆筑,向兩端同步對稱進行,拱腳段最后澆筑。斷面上按底板、腹板、頂板(拱腳)分層澆筑?;炷翝仓梆B護的具體工藝及技術要求同支架現澆箱梁施工,拱腳混凝土澆筑至設計拱腳第一次混凝土澆筑線。H)預應力張拉混凝土養護達到設計要求的強度及齡期后,按設計要求張拉部分縱向預應力索。(3)鋼管拱肋加工制作按照設計圖紙進行鋼管拱制造。鋼管采用符合設計要求的板材卷制,焊接縱縫(超聲波檢測)、矯圓并焊接接長(超聲波檢測及X射線拍片),組裝焊接成啞鈴形節段(超聲波檢測及X射線拍片),節段間試拼裝,然后表面處理及涂裝,裝車運至工地吊裝。A)鋼管拱制造工藝流程鋼管拱制造工藝流程:鋼板材質復檢→號料→切割→邊緣加工→卷管→焊接縱縫→超聲波檢測→矯圓→拼接(鋼管接長、焊接對接環焊縫)→超射波檢測及探傷→熱彎→組裝→焊接成桁架節段→超聲波檢測(必要時進行X射線拍片)→節段間拚裝→表面處理→涂裝→制作完成,待運。B)工藝評定試驗鋼管拱肋制造前,將按相關要求進行焊接工藝評定、切割工藝評定試驗和鋼管彎曲工藝評定試驗。以此確定適合產品性能要求的最佳工藝參數,鋼管拱肋在實際制造中嚴格按工藝評定確定的參數作業。(A)切割工藝評定試驗在鋼材加工之前,鋼板、鋼管相貫線、拱肋弦管進行數控火焰切割和等離子切割工藝評定試驗,考核切割邊緣的表面質量、硬度、及零件切割精度,以確定設備參數、切割操作規范及零件切割補償量,指導施工。(B)焊接工藝評定試驗根據圖紙確定的結構規格、焊接節點型式,考慮焊接質量的主要影響因素,擬定焊接工藝評定任務書,報業主、監理批準后進行焊接工藝評定試驗。工廠根據焊接工藝評定試驗報告編制各種焊接工藝規程,規范焊接施工。(C) 鋼管彎曲工藝評定試驗鋼管彎曲嚴格按TB 10212-98《鐵路鋼橋制造規范》的4.3條的技術要求和其他相關要求進行,施工前針對本工程中待彎管材的材質、壁厚和直徑做鋼管彎曲工藝評定試驗,考核彎曲質量以確定其加熱溫度、施加力矩的參數,以指導生產。C)材料復驗鋼管混凝土系桿拱橋的鋼材、焊材TB 10212-98。省略部分。圖所示:(A)先對稱灌注左右兩側拱肋的上弦管。(B)待上弦管混凝土強度達90%后,對稱灌注左右兩側拱肋的下弦管。(C)待下弦管混凝土強度達90%后,再對稱灌注左右兩側拱肋的腹板。C)灌注工藝(A)鋼管混凝土灌注工藝流程為:清除管內污物?濕潤內壁?安裝壓注頭和閘閥?壓注管內混凝土?從拱頂排漿孔排出相同混凝土?關閉壓注口閘閥穩壓?完成壓注。(B)混凝土附近拌合站集中攪拌,必須確保拌合站的拌合能力能保證鋼管混凝土的供應,在開始攪拌前,對所有攪拌設備、發電設備和水處理設備進行施工前全面檢驗調試,認為具備施工能力后才開始進行施工?;炷吝\輸采用攪拌運輸車,配備數量根據橋位距拌合站的距離確定?;炷帘盟筒捎盟呐_HBT-60型高壓固定式混凝土輸送泵同時泵送,另考慮備用輸送泵。(C)在泵管對接前,仔細檢查管內壁是否清潔,接頭和密封圈是否完好,以確保不會在泵送過程中發生堵塞、爆裂和泄露現象。對接好后,對輸送管還要逐節檢查,以確保管節接口嚴密,杜絕混凝土頂升過程中發生脫管現象。另外,為防止意外發生,在現場配備同樣長度數量的泵管、彎頭和密封圈一套作為備用。泵管安裝好后,禁止人員在管道上行走。(D)混凝土頂升前,對頂升混凝土所用的固定泵進行調試和檢測,確保設備運轉正常。對拱身內垃圾已用高壓水槍沖洗干凈,以保證混凝土與鋼管拱壁間粘結牢固。(E)按設計要求進行混凝土配合比設計,并使混凝土具有低氣泡、大流動性、收縮補償、延后初凝和早強的工程性能,保證混凝土灌注的順利進行。(F)每根拱肋灌注混凝土時要求縱向從兩端對稱進行,兩側進度差不超過1m,入口處設法蘭接頭和插板與輸送泵管口聯接,便于控制灌注速度。(G)灌注開始前,先壓入清水洗管,潤濕管壁,管內不得留有油污和銹蝕物,然后用高壓固定泵泵入適量的水泥漿(上、下鋼管、腹板每端1m3即可),以濕潤管壁,而后灌再連續泵入混凝土。(H)拱肋混凝土由高壓固定泵自拱腳壓注管自下而上灌入拱肋。在灌注過程中,使用高壓、低速對稱頂升,兩臺泵速度及壓力盡量保持一致,始終保持拱肋兩邊壓力平衡。泵送過程中應隨時注意泵送壓力,發現泵送困難時及時換用備用接頭。泵送過程中,攪拌車運到現場的混凝土,每車均應檢測其坍落度,泵送時坍落度應在220±20mm范圍內且無離析泌水。并嚴格禁止向攪拌車內加水,以防止造成質量事故。(I)待拱頂排氣管射出水泥漿時,繼續灌注拱肋混凝土,讓混凝土從排氣管流出,待排氣管內流出的混凝土濃度與泵送混凝土濃度相同時即可停止灌注。待灌注到設計標高后,用插板堵死管口,關閉止回閘閥,防止混凝土外溢,再清洗泵管。(J)灌注后,對拱肋軸線變形進行觀測;鋼管拱內混凝土強度達到50%后,即可拆除鋼管拱頂上的排氣孔閥門,所有的孔都用后切割下來的鋼板放平焊接封閉??追忾]應焊接平整光滑,不突出和漏焊,避免燒傷混凝土。(8)安裝并初張拉吊桿A)吊桿安裝方案鋼管混凝土拱橋為尼爾森體系,吊桿交叉布置,間距為8m, 每根吊桿由127根平行鋼絲束組成,用復合包帶纏緊,外擠雙層PE護套。在系梁及拱肋施工時注意預埋吊桿預留孔、錨頭鋼筋及螺旋鋼筋預埋件等。在鋼管混凝土澆注完成后,精確測量上錨墊板頂面標高,設計單位確定實際下料長度。同時上錨頭預留長度調整差,交由專業廠家下料并及時安裝吊桿與錨具。在拱肋混凝土強度達到設計值要求,采用千斤頂在拱肋頂單端張拉,按設計順序張拉至初始應力后錨固。B)吊桿制造與驗收由于其制造工序繁瑣,工藝質量要求嚴格,擬向專業廠家訂制,并派人員監督各制造工序,嚴格按設計及有關標準試驗檢測。C)吊桿檢驗標準和檢驗方法(A)成品吊桿在出廠前必須進行吊桿和系桿的抗拉彈性模量試驗、靜載試驗和動載試驗。吊桿的檢驗,必須從原料著手,鋼絲和鋼絞線進場按GB2103進行驗收,使用前,應進行抽樣檢測。(B)聚乙烯護套料、冷卻填料的化工原料、錨具組件、纏繞件纖維增強聚乙烯脂帶等均應有質保單及合格證,并符合相應的技術標準。(C)成品吊桿的外表不能有深于1MM的劃痕,不能有面積大于3cm2的損傷;兩端錨具的外表鍍鋅層及螺紋不得有任何損傷,錨圈和錨環完全能自由結合。(D)每根吊桿在出廠前,必須進行超張拉。超張拉前,千斤頂、油壓表及測力儀器等均應標定,并配套使用。(E)成品吊桿的抗拉彈性模量不小于1.95×105MPa,每種規格的成品吊桿在超張拉時應有一根做彈性模量試驗。(F)在出廠前,每根吊桿有合格標牌,上面應注明:編號、規格型號、長度、質量、制造廠名、工程名稱、生產日期等。(G)錨具應有保護措施,包裝好的吊桿露天存放時應加遮蓋,在運輸和裝卸過程中,應防止碰傷錨具和聚乙烯保護層。D)吊桿的防護(A)吊桿采用直接擠壓護套法(擠壓防護),采取碳黑聚乙烯在塑料擠出機中旋轉擠包于吊桿上而成的熱擠桿套防護吊桿方法,即PE套管法。(B)防護施工的注意事項雖然在生產制作過程中采取諸多防護手段,但在施工全過程中與防護相關的潛在問題仍應注意。a)在運輸、存放過程中特別注意卷盤和展開時,管的柔度取決于溫度,PE管在低溫下卷盤或展開可能會破壞。b)對于PE套管鋼管如在運輸及吊運時不慎損壞,要及時采用措施修補和加強防腐處理。c)在實施安裝及其它施工中,還要注意對吊桿的保護,拖索、引索、張拉及調整的各道工序中,均要注意避免碰傷、刮傷吊桿。E)吊桿的安裝(A)吊桿實際下料時,應在拱肋混凝土灌注完成后,精確測量上錨墊板頂面標高,并由設計單位根據施工過程中實測拱肋變位情況,修正有關計算參數,計入拱內在橋道系恒載作用下豎向變位推算值影響后,確定實際下料長度。同時上錨頭預留長度調整差±50mm。(B)安裝吊桿錨固端采用纜索吊機安裝法,先將吊桿運至拱橋兩端纜索吊機的下方,用纜索吊機起吊對位安裝。(C)鋼管拱吊桿的安裝次序應從兩端拱腳開始對稱安裝至拱頂。(D)吊桿安裝注意事項a)吊桿在搬運存放過程中應采取措施避免彎折損傷防護層,保護錨頭外絲扣不被碰傷。b)吊桿和橫梁連接的錨具件組拼應符合設計,連接應準確可行。c)高空作業應注意安全,嚴格按裝吊作業操作規程辦理。(E)質量檢驗吊桿安裝實測項目項次檢查項目規定值或允許偏差檢查方法和頻率1吊桿的拉力(KN)符合設計要求用測力儀檢查2吊點位置(mm)±103高程(mm)204兩側高差(mm)5吊桿錨固處防護符合設計要求每根檢查(9)系梁后期預應力張拉,吊桿應力調整先梁后拱法施工鋼管混凝土拱橋時,在系梁施工后,先后需經過鋼管拱肋吊裝合龍、鋼管拱肋混凝土灌注、吊桿安裝、橋面系施工、無碴軌道鋪設等加載步驟。各加載步驟應根據設計要求對系梁縱向預應力進行分期分批張拉調整,保證梁拱體系在施工過程中的受力平衡及成橋內力符合設計要求。吊桿安裝后需經過橋面系施工、無碴軌道鋪設等加載步驟。各加載步驟應根據設計要求對吊桿預應力進行張拉調整,調整時必須按設計順序對稱進行,張拉力完畢及時做好保護罩,保證梁拱體系在施工過程中的受力平衡及成橋時吊桿應力符合設計要求。
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施工 拱橋 鋼管 混凝土 工藝
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