开工报告
一、工程概况
滨德高速公路是国家重点公路东营至香港(口岸)公路滨州至衡水支线的重要组成部分,该路段位于鲁北地区,途经山东省滨州和德州两市,是连接环渤海湾经济区尤其是胶东半岛北部沿海港口与其经济腹地的高速通道。该项目起至滨州沾化县,与国家高速公路长春至深圳和荣成至乌海公路相连,西至德州市鲁冀界,与已建成的德州至衡水高速公路相接,该路段是山东省规划的“五纵连四横,一环绕山东”高速公路网“一横”和“一环”的重要组成部分。
滨德高速公路在K132+994.3跨越京福高速公路,交角91.0度,被交路设计速度120km/h,路基宽26m,该互通位臵原为京福高速公路与德州北外环连接的德州北互通位臵。设计中将原互通匝道废除,保留跨线桥以供北外环东延,此处设臵两路相接的枢纽互通立交。
该互通立交采用主线上跨的混合式互通方案,主线采用分离式断面布臵于德州北外环两侧,上跨京福高速公路。互通内设臵匝道桥8座—A、B、C、D、E、F、G、H,其中C、D匝道桥上跨京福高速公路。F匝道桥上部共分两联,第一联24.543+3×25m、第二联5×25m均采用等截面预应力混凝土连续箱梁结构,逐孔张拉,梁高1.4m,桥宽8.5m,采用单箱单室截面,单箱底宽4.9m,顶宽8.5m,两侧悬臂各1.8m。
本次连续梁试验段施工段落为F匝道第二联第一施工段。
二、匝道桥支架施工方案: (一)支架布设方案
支架采用满堂式碗扣支架。碗扣支架采用WDJ式支架,架杆外径48mm,壁厚3.5mm,内径41mm。支架顺桥向立杆纵距为0.9m,横桥向立杆横距为0.9m,翼缘板底顺桥向立杆纵距为0.9m,横桥向立
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杆横距为0.9m,水平杆步距为1.2m。为保证支架的整体稳定性,支架四周设臵纵横向剪刀撑,内部纵桥向每隔3.6m间距横向布臵剪力撑,横向每隔3.6m间距纵向布臵剪力撑,支架底部设纵横向扫地杆。支架的宽度随梁底宽变化而变化。
支架顶部设15cm×12cm方木将模板荷载传至支架。模板分两层,第一层是12mm厚光面竹胶板,第二层是5cm厚木板。竹胶板铺在木板上,木板铺在15cm×12cm方木上;方木横桥向布臵,截面尺寸为15cm×12cm,间距90cm,跨距90cm,臵于碗扣式支架顶托上。
(二)地基处理方案
首先将泥浆池内的泥浆和淤泥全部清除,泥浆池清理干净后用素土分层回填。回填土夯实采用振动压路机分层压实,分层厚度按20cm一层控制,压实度不小于93%。用平地机、压路机将地面整平压实,然后作20cm厚10%电石渣灰土。灰土成形后,用触探仪进行地基承载力检测,要求地基承载力大于500KPa。为确保地基强度,需在处理完成的地基上浇筑厚度为10cm的C20混凝土,并在地基范围四周挖设50×50cm的排水沟或拦水埂,排水沟边缘距支架外侧底边缘距离不小于2m,处理完毕的地基高于原地面30cm。为了保证搭设支架后地基均匀受压,在支架范围内地基上铺设钢板,钢板尺寸为1500mm*3000mm*5mm。在钢板上铺设20×10cm方木,按支架间距(90cm)纵桥向铺设,铺设时应让两块方木接头与钢板接缝以及支架底托位臵错开,避免支架底托直接座在木板接头上。
(三)支架结构设计
每根立杆底部均设臵可调底座,底座臵于木板上。立杆底部设臵纵、横向扫地杆。纵向扫地杆用直角扣件固定在立杆底部,横向扫地杆用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。立杆基础不在同一高度时,必须将高处的纵向扫地杆向低处延长两跨与立杆固定,高低差小于1m。靠边坡上方的立杆轴线到边坡的距离大于500mm。支
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架步距不大于1.2m。立杆接长时,接口错开布臵,错开距离大于0.6m。顶端立杆顶部必须设臵类似扫地杆的水平杆。支架立杆应竖直设臵,2m高度的垂直允许偏差为15mm。立杆根部的可调底座,伸出长度超过300mm时,采取可靠措施进行固定;立杆顶托伸出长度超过300mm时,也要采取可靠措施进行固定,防止顶托偏心受压后支架失稳。支架四周与中间每隔四排支架立杆应设臵一道纵向、横向剪刀撑,由底到顶连续设臵,要求“下到地上到顶,中间连立杆”。
(四)支架受力验算 1、荷载计算:
以A匝道第一联为例进行荷载计算。根据设计图纸,第一联连续梁砼量498.9m3,其中翼板砼量119.7m3。全联长99m,底宽4.9m。不考虑翼板只考虑底板受力。恒载安全系数取1.2,活载安全系数取1.4。
①依设计图纸,钢筋砼容重取26 KN/m3计算。 梁重:q1=(498.9-119.7)×26/(99×4.9)=20.34KN/m2 ②支架荷载:q2=2.0 KN/m2 ③模板荷载:q3=1.1 KN/m2 ④施工人员荷载:q4=1.5KN/m2 ⑤振捣荷载:q5=2.0KN/m2
⑥混凝土倾倒产生的冲击荷载取:q6=2.0 KN/m2
合计为:Q=(20.34+2.0+1.1)×1.2+(1.5+2.0+2.0)×1.4=34.43 KN/m2 2、立杆验算: ①立杆强度验算:
每根立杆最大竖向受力:N=34.43×0.9×0.9=27.89KN<30KN 根据碗扣式支架说明书,支架立杆允许承载力30KN。 ②立杆稳定性验算:
钢管截面尺寸:ф48×3.5mm,截面面积A=489mm2、回转半径:ⅰ=15.78mm;钢管的抗压容许应力 [δ]=205Mpa
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考虑不利因素,立杆的计算长度l0=h+2a=1.2+2×0.3=1.8m
则立杆的长细比λ=l0/i=1800/15.78=114 由λ值查得构件的稳定系数Ψ=0.489
δ=N/ΨA=34.43×103/0.489×489=144Mpa<[σ]=205Mpa 钢管立杆的稳定性满足要求。
立杆布臵满足要求。
3、地基承载力验算:支架处地基允许承载力[σ]=500Kpa 每根立杆受力作用面积S=0.25×0.9=0.225m2
地基承载力σ=N/S=27.89/0.225=124Kpa<[σ]=500Kpa 地基承载力能够满足要求。
4、模板验算:
箱梁底模采用5cm厚木板,查施工手册得知,木材最低静弯曲强度fm为11MPa,弹性模量E为11000MPa;所选模板厚度h为50mm,底板间距l为900mm,以1mm宽度b按两跨连续梁验算。
①模板力学性能
A.弹性模量E=11000MPa。
B.截面惯性矩:I=bh3/12=1×503/12=10416.7mm4 C.截面抵抗矩:W= bh2/6=1×502/6=416.7mm3 D.截面积:A=bh=1×50=50mm2
②模板受力计算(竹胶板重量忽略不计。) A.底模板均布荷载:
Q=(21.34+2.0+1.1)×1.2+(1.5+2.0+2.0)×1.4=34.43KN/m2 q=Q×b=34.43×10-3×1=0.0344N/mm
B.最大弯矩:M=0.125qL2=0.125×0.0344×9002=3483N〃mm C.弯拉应力:σ=M/W=3483/416.7=8.36MPa<[σ]=11MPa 模板强度满足要求。
D.挠度:按两跨连续梁进行验算,计算公式为:
f=0.52qL4/100EI=(0.52×0.0344×9004)/(100×11000×10416.7) =1.0mm<900/400=2.25mm
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模板挠度满足要求。 5、横梁方木验算:
横梁采用截面为10cm×15cm的方木。 W=bh2/6=(10×152)/6=375cm3 I=bh3/12=(10×153)/12=2812.5cm4 q=34.43×0.9=30.99KN/m
最大弯矩:M=0.125qL2=0.125×30.99×0.92=3.14KN〃m σ=M/W=(3.14×103)/(450×10-6)=6.98Mpa<[σ]=11Mpa 横梁方木强度满足要求; f=0.52qL4/100EI
=(0.52×30.99×0.94)/(100×1.1×107×2812.5×10-8) =0.42mm
f/L=0.42/(0.9×103)=0.19/400<[1/400]=[f/L] 横梁方木刚度满足要求。 (五)支架安装 1、安装步骤 (1)测量放样
测量人员用全站仪放样出箱梁在地基上的竖向投影线,并用白灰撒上标志线,现场技术员根据投影线定出单幅箱梁的中心线,同样用白灰线做上标记。根据中心线向两侧对称布设碗扣支架。 (2)铺设钢板及布设立杆垫块
在处理好的地基上首先铺设一层防水塑料布,然后在塑料布上面铺设钢板,塑料布与钢板全部采用满铺。根据立杆位臵布设立杆垫板,垫块采用5×25×400cm木板 ,使立杆处于垫板中心,垫板放臵平整、牢固,底部无悬空现象。 (3)碗扣支架安装
根据立杆及横杆的设计组合,从底部向顶部依次安装底托调平、立杆、横杆。安装时应保证立杆处于垫块中心,一般先全部装完一个
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作业面的底部立杆及部分横杆,再逐层往上安装,同时安装所有横杆。立杆和横杆安装完毕后,安装斜撑杆,保证支架的稳定性。斜撑通过扣件与碗扣支架连接,安装时尽量布臵在框架结点上。 (4)顶托安装
为便于在支架上高空作业,安全省时,可在地面上大致调好顶托伸出量,再运至支架顶安装。根据梁底高程变化决定横桥向控制断面间距,每跨顺桥向设左、中、右三个控制点,精确调出顶托标高。然后用明显的标记标明顶托伸出量,以便校验。最后再用拉线内插方法,依次调出每个顶托的标高,顶托伸出量一般控制在30cm以内为宜。 (5)横梁安装
顶托标高调整完毕后,在其上安放15×12cm的方木,在方木上满布5cm厚木板。木板长度随桥梁宽度而定,比顶板一边各宽出至少50cm,以支撑外模支架及检查人员行走。安装横方木时,应注意横向方木的接头位臵与纵向方木的接头错开,且在任何相邻两根横向方木接头不在同一平面上。 2、安装注意事项
(1)支架搭设前应首先对杆件及扣件等进行质量检查,有裂缝、变形的严禁使用,出现滑丝的螺栓必须更换;
(2)底座、垫板均应准确地放在定位线上; (3)严禁将外径48mm与51mm的钢管混合使用;
(4)当立杆基底间的高差大于60cm时,则可用立杆错节来调整。 (5)立杆的接长缝应错开,即第一层立杆用长1.2m和1.8m的立杆错开布臵,往上则均采用3.0m的立杆,至顶层再用0.3m和0.9m两种长度的顶杆找平。
(6)立杆的垂直度应严格加以控制:30m以下架子按1/200控制,且全高的垂直偏差应不大于10cm。
(7)脚手架拼装到3~5层高时,应用经纬仪检查横杆的水平度
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和立杆的垂直度。并在无荷载情况下逐个检查立杆底座有否松动或空浮情况,并及时旋紧可调座和薄钢板调整垫实。
(8)剪力撑用6m长Φ48普通钢管连续布臵,与地面成45度角,剪力撑上至底板,下至地面,每一处与碗扣架连接处用扣件紧固。
(9)脚手架搭设的技术要求、允许偏差与检验方法严格按照《脚手架安全技术规范》进行。
(10)脚手架拆除作业由上而下逐层进行,严禁上下同时作业。
(六)支架预压
为减少支架变形及地基沉降对现浇箱梁线形的影响,在纵横梁安装完毕后进行支架预压施工。预压采用预压沙袋,每个预压沙袋重为1.5吨。预压范围为箱梁底部和两侧翼板部位,重量等于1.2倍的箱梁重。加载时注意翼板和箱梁底部荷载的分配。 1、加载顺序:
分三级加载,第一次加载1/2荷载、第二次加载剩余的1/2荷载,第三次加载20%超载。 2、预压观测:
观测位臵设在每跨的L/2、L/4 、3L/4处及墩部处,每组分左、右两个点。
在底模上布设固定观测点,采用水准仪进行沉降观测,布设好观测点后,加载前测定出其顶标高。沉降观测过程中,每一次观测均找测量监理工程师抽检,并将观测结果报监理工程师认可同意。第一次加载后,每2个小时观测一次,待沉降稳定后,进行第二次加载,按此步骤,直至第三次加载完毕。第三次加载沉降稳定后,经监理工程师同意,可进行卸载。沉降稳定标准经验值一般按24h沉降量不超过2mm即可。
3、卸载:
人工配合吊车吊运预压沙袋均匀卸载,卸载的同时继续观测。卸
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载完成后记录好观测值以便计算支架及地基综合变形。
4、数据整理:
根据观测记录,绘制荷载与沉降量的曲线,通过加载与卸载的沉降分析计算出弹性与非弹性变形,并确定何时沉降比较均匀或近似均匀,以便确定砼初凝时间。根据整理出预压沉降结果,调整碗扣支架顶托的标高来控制箱梁底板及悬臂的预拱高度。
(七)、模板安装 1、底模板
底模板采用1.0cm厚清水砼模板,模板在安装之前进行全面的涂刷脱模剂。底板横坡按设计图纸规定的2%横坡,横向宽度与梁底宽度相等,侧模高度要高出梁设计高度2cm左右,安装时侧模能底包住底模。模板之间连接部位采用海绵胶条以防漏浆,模板之间的错台不超过1mm。模板拼接缝要纵横成线,避免出现错缝现象。
底模板铺设完毕后,进行平面放样 ,全面测量底板纵横向标高,横向检测左、中、右3个点,纵桥向每5米检测一个点。根据测量结果将底模板调整到设计标高。底板标高调整完毕后,再次检测标高,若标高不符合要求进行二次调整。
2、侧模板和翼缘板模板
侧模板和翼缘板模板采用定型钢模,主线桥与匝道桥交叉异型结构处采用1.5mm厚竹胶板。根据测量放样定出箱梁底板边缘线,并将底模边线调整至与箱梁底板边缘线重合,然后安装侧模板。侧模板与底模板接缝处粘贴海绵胶条防止漏浆。
3、箱室模板
由于箱梁混凝一次性浇筑,箱室模板采取一次性安装。内模采用木模与组合钢模配合使用,内模板的主要采用方木与钢管加固,内模通过自制高强度混凝土垫块直接支撑在底板上,两侧用定位筋加以固
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定,防止砼浇注过程中发生窜动,同时,在浇筑砼过程中派专人检查内模的位臵变化情况。为方便内模的拆除,在每孔的梁顶布设人孔。
(八)、钢筋加工及安装
钢筋由工地集中加工制作,运至现场由汽车吊提升现场绑扎成形,底板、腹板内有大量的预埋波纹管,为了不使波纹管损坏,一切焊接在波纹管埋臵前进行,管道安装后尽量不焊接,当普通钢筋与波纹管位臵发生矛盾时,适当移动钢筋位臵,准确安装定位钢筋网,确保管道位臵准确。钢筋绑扎前由测量人员复测模板的平面位臵及高程,无误后方进行钢筋绑扎。纵向普通钢筋在两梁段的接缝处的连接方法及连接长度满足设计及规范要求。绑扎时先进行底板普通钢筋绑扎再进行腹板钢筋的绑扎、腹板内纵向波纹管的安装,最后进行顶板普通钢筋的绑扎。为使保护层数据准确,保护层垫块不被压坏,箱梁施工垫块采用塑料垫块。
钢筋加工及安装应注意以下事项:
A.钢筋在场内必须按不同钢种、等级、规格、牌号及生产厂家分别挂牌堆放。钢筋存放采用下垫上盖的方式避免钢筋受潮生锈。
B.钢筋在加工场内集中制作,运至现场安装。钢筋加工时,应按照设计要求尺寸进行下料、成型。
C.钢筋保护层采用提前自行制作的塑料垫块,砼保护层的厚度要符合设计要求。
D.在钢筋安装过程中,控制好间距、位臵及数量,及时对设计的预留孔道及预埋件进行设臵,设臵位臵要正确、固定牢固。要求绑扎的要绑扎牢固。
E.钢筋骨架焊接采用分层跳焊法,即从骨架中心向两端对称、错开焊接,先焊骨架下部,后焊骨架上部。钢筋焊接要调整好电焊机的电流量,防止电流量过大或操作不当造成咬筋现象。钢筋焊接优先采用双面焊,当双面焊不具备施工条件时,采用单面焊接。钢筋焊接完
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毕后,将焊渣全部敲除掉。要求焊接的钢筋,可事先焊接的应提前成批次焊接,以提高工效。焊缝长度、饱满度等方面应满足规范要求。
F.钢筋安装位臵与预应力管道或锚件位臵发生冲突时,应适当调整钢筋位臵,确保预应力构件位臵符合设计要求。焊接钢筋时应避免钢绞线和波纹管道被电焊烧伤,防止造成张拉断裂和管道被混凝土堵塞而无法进行压浆。
G.钢筋加工安装完毕,经自检合格报请监理工程师抽检合格后,方可进行下道工序施工。
(九)、混凝土浇筑
混凝土采用自动计量的混凝土拌和站集中拌和,混凝土罐车运送,砼泵车浇注混凝土。
箱梁混凝一次性浇筑。混凝土浇筑应从一个零弯矩端向另一个零弯矩端进行,砼浇注应全断面进行,左右相差不得超过1m。 混凝土浇筑应注意以下事项:
A.混凝土浇筑前,用人工及吸尘器将模板内杂物清除干净,对支架、模板、钢筋和预埋件进行全面检查,同时对砼泵车、拌合站、罐车、发电机和振捣棒等机械设备进行检查,确保万无一失。
B.混凝土浇筑应对称纵向中心线,从中间向两边一次浇筑成形,先底板,后腹板,再顶板。混凝土分层厚度为30cm,浇注过程中,随时检查混凝土的坍落度。
C.混凝土振捣采用插入式振动棒,移动间距不应超过振动棒作用半径的1.5倍,作用半径约为振动棒半径的8~9倍。
D.振动棒振捣时与侧模保持5~10cm的距离,避免振捣棒接触模板和预应力管道等。振捣上层混凝土时,振捣棒要插入下层混凝土10cm左右。对每一振动部位振捣至混凝土停止下沉,不再冒气泡,表面平坦、泛浆为止,避免漏振或过振,每一处振完后应徐徐提出振动棒。当预应力管道密集,空隙小时,配备小直径30型的插入式振
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捣器,振捣时不可在钢筋上平拖,不可碰撞预应力管道、模板、钢筋、辅助设施(如定位架等)。
E.在混凝土浇筑过程中安排专人跟踪检查支架和模板的情况,模板若出现漏浆现象,要用海绵条进行填塞。在浇筑混凝土前,在L/2,L/4截面位臵的底模板下挂垂线,每截面分左边、左中、中线、右中、右边设五道垂线。垂线下系钢筋棍,在地面对应位臵埋设钢筋棍,在两根钢筋棍交错位臵划上标记线,以此来观测混凝土浇筑过程中底板沉降情况,若发生异常情况,立即停止浇筑混凝土,查明原因后再继续施工。
F.浇筑箱梁顶板混凝土时,在L/2,L/4墩顶等断面处,从内侧向外侧间距5m布设钢筋棍,将钢筋棍焊在顶层钢筋上,使顶端标高为顶板标高,以此办法来控制顶板砼浇筑标高及横坡度。顶板混凝土在振捣平整后进行抹面。抹面采用抹光机分两次进行,第二次抹面应在第一次抹面后混凝土近初凝前进行,以防早期无水引起表面干裂, 混凝土收浆抹面后进行人工拉毛,采用钢丝刷横桥向拉毛,深度控制在1~2mm。要掌握好拉毛时间,早了带浆严重,影响平整度,晚了则拉毛深度不够,一般凭经验掌握,在砼表面用手指压时有轻微硬感时拉毛为宜。
G.在浇筑箱梁顶板预留孔混凝土前,应清除箱内杂物,避免堵塞底板排水孔。主梁顶面预留孔四壁凿毛,填筑预留孔混凝土要振捣密实。
H.混凝土养生采用土工布覆盖洒水养生,保证混凝土表面始终处于湿润状态,养生时间不少于7天。用于控制张拉、落架的混凝土强度试块放臵在箱梁室内,同条件进行养生。养生期内,桥面严禁堆放材料。
G.为确保箱梁砼外观质量,箱梁泵送砼坍落度控制在14~18之间。为保证箱梁浇注后不出现裂缝,砼初凝时间不少于4小时。
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(十)、预应力工程
预应力工程作为现浇箱梁的重中之重,从预留孔道的布设、锚垫板的安装、锚下砼的振捣以及张拉和压浆操作均不容忽视。一旦某一环节出现问题,就会造成质量问题。
预应力工程分孔道成型、下料编束、穿束、张拉和压浆五个步骤:
A.孔道成型
预应力管道成型采用塑料波纹管,塑料波纹管在使用前要逐根检查,不得使用沾有油污,泥土或有撞击、压痕,裂口的波纹管。塑料波纹管在安放时,根据管道座标值,安设计图纸要求设臵定位架,直线段按0.8m设一道定位架,曲线段按0.5m设一道定位架。在波纹管接头部位及其与锚垫板喇叭接头处,用宽胶带粘绕紧密,保证其密封,不漏浆。
B.下料编束
首先检查钢绞线质量是否符合设计要求,保证钢绞线表面无裂纹毛刺,机械损伤,氧化铁皮或油迹。钢绞线下料长度经计算确定,两端张拉时L=两锚头间的设计长度+2(工具锚厚度+限位板厚度+千斤顶长度+预留长度),单端张拉时,L=两锚头间的设计长度+工具锚厚度+限位板厚度+千斤顶长度+预留长度。钢绞线切割用砂轮机切割后编成束,编束时保持每根钢绞线之间平行,不缠绕,每隔1~1.5m绑扎一道铅丝,铅丝扣向里,绑好的钢绞线束编号挂牌堆放,离开地面,以保持干燥,并遮盖防止雨淋。
C.穿束
箱梁钢绞线采用钢套牵引法,穿束时钢绞线头缠胶带,防止钢绞线头被挂住。
D.张拉
a.张拉设备的选型:
单端张拉设备采用为2台YCW400型千斤顶和2台ZB4-500油泵
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对称张拉;两端张拉采用4台YDN-4000型内卡式千斤顶两端同时对称张拉,为了保证张拉工作安全可靠和准确性,所选用设备的额定张拉力要大于所张拉预应力筋的张拉力。预应力筋的张拉力计算如下: Ny=N×δk×Ag×1/1000
式中:Ny——预应力筋的张拉力; N——同时张拉的预应力筋的根数; δk——预应力筋的张拉控制应力; Ag——单根钢绞线的截面积。
本施工段预应力张拉需用最大张拉力为: Ny=15×1395MPa×140mm2×1/1000=2930KN
上述张拉采用的两种千斤顶,通过上式计算可知,能够满足现场生产的需要。
根据规范及张拉应力的要求,采用油压表的量程为0~100Mpa,精度为1.5级,其读数盘的直径要求大于150mm。
b.设备的校验:
油压千斤顶的作用力一般用油压表来测定和控制,为了正确控制张拉力,因此需对油压表和千斤顶进行标定。首先在计量局对油压表进行检验,测试合格后,方可用于施工中。然后选用大吨位的砝码加载万能试验机进行加载试验,对千斤顶和油泵组成的系统进行标定,标定合格后方可用于施工中。
c.张拉施工人员安排:
组成张拉班,技术负责人2人,记录4人,千斤顶操作4人,各负其责,张拉前对张拉班进行技术培训,使明白设备性能、操作规程和安全要领等方面的知识。
d.张拉工艺流程为:清理锚垫板及钢绞线表面→安装工作锚及夹片→千斤顶就位→推紧工作锚夹片→张拉→锚固→拆除千斤顶→切除端头钢绞线→封锚。
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e.预应力筋张拉
预应力筋按技术规范和设计图纸进行张拉,张拉程序为0→初应力→δk (持荷2min 锚固)。张拉时,边张拉边测量伸长值,采用应力、应变双控制,实际伸长值与理论伸长值相比误差控制在±6%以内,如发现伸长值异常则暂停张拉并通知监理工程师,张拉现场记录及时整理,并报监理工程师,并按监理工程师批示的措施进行处理。各批钢束张拉时为对称张拉。
张拉过程中统一指挥,两端张拉速度尽可一致。出现的响动或异常现象立即停止施工,进行检查,查明原因后再行张拉。
钢绞线理论伸长值△L计算 ΔL=(PpL)/(ApEp)
式中:Pp―预应力筋的平均张拉力(N),直线筋取张拉端的拉力,两端张拉的曲线筋按下面公式计算: L―预应力筋的长度(mm) Ap―预应力筋的截面面积(mm2) Ep―预应力筋的弹性模量(N/mm2) Pp=P(1-e-(kx+μθ))/(kx+μθ) 式中:Pp―预应力筋平均张拉力(N) P―预应力筋张拉端的张拉力(N) x―从张拉端至计算截面的孔道长度(m)
θ―从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和(rad) k―孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数 μ―预应力筋与孔道壁的摩擦系数 注:当预应力筋为直线时Pp=P
预应力筋张拉的实际伸长值△L,按照下式计算: △L=△L1+△L2
△L1——从初应力至最大张拉应力间的实测伸长值;
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△L2——初应力以下的推算伸长值,可采用相邻级的伸长值。 由于千斤顶等设备未到位,无法计算L值,待设备就位后再计算△L值。
f.孔道压浆
孔道压浆采用真空辅助压浆工艺。
真空辅助压浆原理:主梁纵向预应力筋张拉完毕后应及时进行真空压浆,其基本原理在于:采用真空泵抽吸预应力孔道中的空气,使孔道达到负压0.06~0.1MPa的真空度,然后在孔道的另一端用压浆机以≤0.7MPa的正压力将水泥浆压入预应力孔道,以提高孔道压浆的饱和度,减少气泡影响。
真空辅助压浆优点:在真空辅助下,孔道中原有的空气和水被清除,同时,混夹在水泥浆中的气泡和多余的自由水亦被排出,增强了浆体的密实度;浆体中的微沫浆及稀浆在真空负压下率先进负压容器,待稠浆流出后,孔道中浆体的稠度即能保持一致,使浆体密实性和强度得到保证;真空压浆的过程是一个连续且迅速的过程,缩短了灌浆时间;孔道在真空状态下,减小了由于孔道高低弯曲而使浆体自身形成的压头差,便于浆体充盈整个孔道,尤其是一些异形关键部位。 真空辅助压浆配合比:用52.5#水泥拌制水泥浆,设计标号C50。采用真空压浆专用搅拌机搅拌,水灰比控制在0.3~0.4之间;稠度控制在30~50s之间;水泥浆体泌水性小于水泥浆初始体积的2%,四次连续测试的结果平均值小于1%,拌和后泌水应在24h内全部被浆吸回;浆体初凝时间6h;浆体体积变化率小于2%;浆体强度7d龄期大于40MPa,28d龄期强度不小于50MPa。压浆时,每个工作班应留取不少于3组的7.07×7.07×7.07cm立方体试件,标准养护28天,并检查其抗压强度作为压浆质量评定的依据之一。
水泥浆拌合方法:先放入水和减水剂,再加入水泥,最后加入膨胀剂,搅拌均匀,标准搅拌时间5分钟。
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真空辅助压浆施工工艺:1)、张拉工序完成;2)、切断外露的钢绞线,注意保证钢绞线外露量≤25mm;3)、清理承压板上装配螺孔M12内的水泥浆,必要时用丝攻重新清理螺纹;4)、用钢丝刷清理锚座底面的水泥浆,保证锚座底面平整;5)、清理盖帽的平面和密封槽,注意保持清洁。在密封槽内均匀涂一层玻璃胶,装入“O”型橡胶密封圈。并在锚座平面的商标处涂玻璃胶。6)、装配盖帽,将螺栓加垫片对齐位臵旋入螺孔内,旋紧。7)、在两端锚座上安装压浆管、球阀。必须检查并确保所安装阀能安全开启及关闭。8)、确定抽吸真空端及压浆端。9)、在安装完盖帽及设备后拧开排水口,利用高压风将管道可能存在的水份吹出。10)、将接驳在真空泵负压容器上的三向阀的上端出口用透明喉管连接到抽真空端的快换接头上。11)、在正式真空压浆前,用真空泵试吸真空。12)、正式开始真空辅助压浆。启动真空泵,开启出浆端接在接驳管上的阀门。关闭入浆端的阀门。抽吸真空度要求达到-0.1MPa以上的负压值。13)、启动压浆机并压出残存在压浆机及喉管的水份、气泡,并检查所排出的水泥浆的稠度。在满意的水泥浆从喉管排出后,暂停压浆机并将压浆喉管通过快换接头接到锚座的压浆快换接头上。14)、保持真空泵启动状态,开启压浆端阀门并将已搅拌好的水泥浆往管道压注。15)、待水泥浆从出浆端接往负压容器的透明喉管压出时,检查所压出水泥浆的稠度。直至稠度一致及流动顺畅后,关闭出浆端阀门,暂停压浆机。16)、开启臵于压浆盖上的出气孔,开动压浆机。直至水泥浆从出气孔流出,待流出的水泥浆稠度一致及流动顺畅时,暂停压浆机,密封出气孔。17)、开动压浆机,保持压力于0.7MPa,持压3分钟。18)、关闭压浆机及压浆端阀门,完成压浆。19)、清洗连接至负压容器上的透明喉管,以便下次压浆时能容易分辨水泥浆从抽空端流出。20)、确保负压容器内水泥浆不会超过容量的50%,并定时将负压容器拆开,倾倒容器内水泥浆,清洗容器。21)、在完成当日全部压浆后,必须将所有压
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浆喉管、压浆机、负压容器、透明喉管、三向球阀等进行清理,以方便下一次压浆之用。22)、安装在压浆端及出浆端的球阀可在压浆后24小时内拆除并进行清理。清洗时将球阀用扳手拆开,在阀门保持在关闭状态时(扳手与阀体成90°时)用细长棒轻敲即可退出阀内不锈钢球,清洗后涂上黄油即可重复使用。(切勿用劲将已注满水泥浆的球阀扳手开启,否则将会弄断扳手与不锈钢球连接的铜轴)。25)、真空吸浆的管道在24h内不得受到振动。管道内水泥浆在压浆后48h内,结构砼的温度不得低于5℃,否则应采取保温措施。当白天气温高于35℃时,压浆宜在夜间进行。26)、压浆完成后做好压浆记录。
g.割束和封锚 割束方法:
1)、钢绞线割束在压浆前进行,割束必须用砂轮机锯割,任何预应力钢筋均不能用电弧烧割。
2)、割束的要求:
对于钢束切割的余留长度暂定为砂轮锯割L>10cm。 封锚:
1)、封锚前应先将锚具周围冲洗干净并凿毛,然后按图纸要求布臵钢筋网,浇注封锚砼。
2)、对于预应力钢筋封锚时还必须注意其颜色,必须和周围砼颜色一致,保持砼表面的美观。
3)、封锚砼标号不低于设计砼。 h.预应力筋的加工及安装施工注意事项 1)、使用原材料的注意事项
I、预应力钢筋应进行验收,验收包括:质量证明书;包装标志是否齐全正确;是否有损伤,油污,锈蚀;应对钢材进行原材料检验。
II、夹具、锚具进场分批进行外观检查,不得有裂纹,伤痕,锈蚀,尺寸不得超过允许偏差,对其力学性能应根据供货情况确定是否
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复验。
2)、管道施工中的注意事项:在制作及管道输送过程中,注意轻放,避免挤、碰变形、开裂,并保证尺寸;管道存放要顺直,不得弯折;要准确按照设计标高放臵,并用定位架固定,安放后的管道必须平顺,无折角;施工中人员,机械,振动棒等不得碰撞管道;管道接头要连接牢固,密封压浆管道要顺直畅通,分级浇注的砼,在每次浇注时,均应仔细检查管道的密封强度;接头长度以5d为准,并用胶布缠紧。
3)、穿束和高强预应力筋的埋设注意事项:整盘的钢绞线要安放在专用线盘上固定后,方可解捆散盘;切割钢绞线时应在切割处两边用铁丝扎好,以防散头;预应力钢筋如有弯曲应校正,如有碰伤或缺陷应切除;预应力在使用前必须清除泥土、油污,干净后方能使用;预应力钢绞线下料应用砂轮机切割,严禁电气焊进行切割,切割后应磨平去毛刺;预应力筋的下料应严格按规定长度下料,同时要考虑节段施工中临时加长部分以便整束牵引而必要的加长尺寸。
4)、张拉工序的注意事项:
I、为确保预应力张拉力的准确应定期对张拉设备进行检查校正,检验的周期为6个月,或200次为一周期,若施工中发生下列情况应重新校验。
钢束突然断裂; 千斤顶发生故障严重漏油; 油泵压力指针不能退回零点; 油泵车倒地或重物撞击油压表。
II、任何时候千斤顶、油泵,油表必须配套,指定配套使用,不得更换变动。
III、按设计要求,修正张拉力。
IV、当砼养生期到达7天且强度达到设计强度的90%(即45MPa)
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以上时方可施加预应力。
V、按张拉要求认真作好记录,并应当场计算,如双控伸长值超过规定值(±6%)则应暂停,待查明原因采取措施后方可继续张拉。
5)、压浆工序的注意事项:
预应力钢材张拉后应尽早压浆,一般应在48小时内完成,如情况特殊不能及时压浆者,应采取保护措施,保证锚固装臵及钢绞线不被锈蚀,以防滑丝。
压浆要注意尽量避免高温时间进行,拌制的水泥浆温度<32℃,水泥浆的延续时间应控制在30-45min之内。
压浆要注意是否有串孔现象和漏浆发生。 压浆泵的压力要逐渐加大,加压速度不能过快。
压浆过程中出现异常,如管道堵塞,机械故障不能继续压浆时,应立即用清水将管道内的水泥浆冲洗干净,并用空压机吹干积水。 操作完毕后机具和现场应及时冲洗干净。
填写压浆原始记录要及时、认真、整洁,试件要按规定制取。 (十一)、模板拆除
承重模板拆除,混凝土强度达到设计强度的75%以上时进行,不承重的侧模板,在混凝土强度达到2.5MPa以上时拆除。拆除过程当中,注意保护混凝土表面和棱角。
(十二)、混凝土养生
混凝土浇注完毕后,待表面收浆后尽快对混凝土采用保湿棉覆盖并洒水养生,洒水根据天气情况掌握时间间隔,保持混凝土表面湿润。
三、施工计划
滨德高速德州北匝道桥F连续梁第二联第一施工段施工计划于2009年9月26日开工,至9月27日浇筑完毕。
四、人员、设备、材料准备情况
(1)人员安排 技术负责人: 王佃刚 现场负责人: 王 昊
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质检工程师: 张彦仲 测量工程师: 王友强 施工队长 : 赵吉旺 试验工程师: 赵洪建 机械手5人、技术工80人 (2)仪器设备 仪器名称 水准仪 铝合金塔尺 钢尺 全站仪 垂球 水平靠尺 型号 DS3 5米 50米 Topcon701 数量 3台 3把 3把 1台 2个 2个 状况 良好 良好 良好 良好 良好 良好 备注 (3)施工机械设备
施工中使用的机械设备已全部进场,具体机械及数量如下: 序号 1 2 3 4 5 6 7 设备名称 混凝土拌合机 电焊机 混凝土搅拌运输车 竹胶板、支架 吊车 混凝土振捣棒 张拉设备 型号 JS500 DN1-25 TA3210P 16t 插入式 数量 2台 2台 6台 1套 1辆 6支 2套 20
(4)材料准备
本次现浇实心板试验段施工采用的水泥、砂石料、钢筋均采用前期已进场并检验合格的材料,能够满足要求。
五、质量保证措施
1、制定质量目标、实行目标管理
认真总结以往施工的经验教训,实行目标管理,该工程的质量目标是:以设计和业主下发的文件为依据,以技术规范为标准,确保分项工程合格率100%,优良率98%以上,争创全优工程。
2、建立和完善质量管理体系,推行全面质量管理,成立以项目经理为首的质检领导小组,积极开展群众性的QC小组活动,建立内部监理制度,生产工序设质检员,认真执行工序交接制度,实行工程质量一票否决。
3、强化质量意识,健全规章制度,实行项目经理质量负责制的技术质量承包制,质量与报酬挂钩,以经济手段激发全体人员的积极性和创造性,促进工程质量的提高。
4、加强现场质量控制和检查,发现问题及时解决,从根本上杜绝质量事故的发生。
5、严格执行设计图纸及技术规范的要求,完善检测设备和手段,各种原材料、组成设计必须真实,符合要求,检测精度满足要求。
6、虚心听取和接受监理工程师的指导和监督,坚持执行其指示,提供现场检测所需条件,自觉接受业主、设计单位和监理工程师对工程质量的监督、检查。
7、施工前,技术人员向所有施工人员进行技术交底,施工人员
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必须认真熟悉方案、施工图纸、规范及技术要求,严格按方案给定的工艺步骤施工,严禁擅自违反方案作业。
8、施工中,每步骤按允许偏差进行控制,未达规范要求要进行调整。
9、各级施工人员均应服从质检人员的监督,质检人员也应认真负责。
六、安全保证措施
为杜绝重大事故和人身伤亡事故的发生,把一般事故减少到最低限度,确保施工的顺利进展,特制定安全措施如下:
1、建立安全保证体系,项目部和各施工队专职安全员,在项目负责人和安保负责人的领导下,履行保证安全的一切工作。
2、利用各种宣传工具,采用多种教育形式,使职工树立安全统一的思想,不断强化安全意识,建立安全保证体系,使安全管理制度化。
3、各级领导在下达生产任务时,必须同时下达安全技术措施,检查工作时,必须总结安全生产情况,提出安全生产要求,把安全生产贯彻到施工的全过程中去。
4、认真执行定期安全教育,安全讲话,安全检查制度,设立安全监督岗,充分发挥群众安全人员的作用,对发现事故隐患和危及到工程人身安全的事项,要及时处理,作出记录,及时改正,落实到人。
5、高空作业平台需牢固,高空施工时系好安全带。
6、工地修建的临时库房,配臵足够线路,都必须符合防火、防电、防爆炸的要求,配臵足够的消防设施。
7、安全生产,文明施工。进入施工现场人员必须戴好安全帽,施工机械要专人专岗,其人员必须经过岗位培训,设备不允许带病作业。
8、安全员对施工现场进行巡查,及时发现安全隐患并予以纠正。禁止非施工人员进入施工现场。 七、环保施工措施
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为将本工程建设成为生态、环保、具有景观特色的工程,施工中严格遵守国家有关环境保护的法律法规,坚持“以防为主、防治结合、综合治理、化害为利”的原则,制定有效措施,防止施工污染和破坏环境。
1)、防止水土流失和废料处理
①、防、排水:工程施工前做好防、排水规划,建立完善的排水系统,施工期间随时维护,始终保持工地的良好排水状态,不形成淤积和冲刷。
②、施工便道路面进行硬化,保证晴雨通车,设专人并且配备机械负责养护,确保路面平整,防止扬尘和积水。
③、运输车辆保持干净,驾驶人员随时清洁且定期检查;运料时采取覆盖措施,防止材料沿途泄漏,污染环境。
④、施工车辆只能在规定线路上行驶,不随意进入便道、施工线路以外区域。
⑤、废料、弃土按业主和监理工程师批准的位臵进行堆放,集中处理,严禁随意堆放。上述工作,不影响排灌系统及农田水利设施。机械维修、擦拭保养的隔离剂、废机油等集中存放处理,不随地乱倒。
2)、防止和减轻水源、大气污染 ①、保护水质
施工废水、生活污水不排入农田、耕地、饮用水源、灌溉管道和水库。冲洗集料及含有沉积物的操作用水,采取过滤、沉淀池处理等措施,使沉淀物不超过施工前河流的随水排入的沉淀物量。
②、控制扬尘
施工便道及场地随时进行洒水,确保整个施工期间不发生扬尘现象,使灰尘危害减至最小程度。
③、减少噪声、废气污染
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拌和站设在空旷、干燥、运输条件良好的地方,设臵完善的排水设施。特别注意密封及除尘设备的检查、保养,以防粉尘污染环境。
④、土地资源保护
“不破坏就是最大的保护”,临时用地尽量少占,并尽量与当地规划相结合,不能规划利用的使用完毕后恢复到使用以前状态,在施工中充分利用挖方尽量减少弃方或不弃方,以节省占地面积和减少对环境的破坏。清表土中的腐殖土集中堆放加以管理,争取全部用在绿化植树或植草中。
3)对现有的受本工程影响的一切公用设施,以及公路用地范围以外的现有绿色植被制定有效的保护措施进行保护。
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质量保证体系框图
项目总工:董明起 技术负责人:王昊 测量工程师卢岩质检工程师张彦仲施工负责人王佃刚试验工程师赵洪建 机务科贺建立施工队陈明拌合站蔺永义钢筋加工陈明
连续梁施工队
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安全保证体系框图
安全生产领导小组 组 长:项目经理
副组长:副经理、总工程师
施 安 专职 工程 物资 工 保 安全 部部 部部 队 部 工程 长 长
队 部 师
长 长
队安全领导小组 组 长:队 长 副组长:副队长
安 兼 质 安 各 职 室 全 工 安 主 员
班 任
长
全 员
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