京沪高速铁路桥梁施工技术培训讲稿.docx
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1、京沪高速铁路TJ-5标段桥 梁 施 工 技 术 培 训 讲 稿中铁三局集团技术开发部2008-12-30目 录第一章 膺架法施工预应力混凝土梁- 5 -1 概况- 5 -1.1镇江京杭运河特大桥跨338省道60+100+60连续梁- 5 -1.2 预应力混凝土简支箱梁- 6 -2 连续梁现浇施工的关键技术- 6 -2.1 施工支架- 6 -2.1.2 施工支架在预施应力阶段的受力和变形分析- 7 -2.2 梁体的线形控制- 9 -3 预应力简支箱梁现浇施工的关键技术- 9 -3.1 施工支架- 9 -3.1.1 施工支架方案设计案例- 9 -3.2 梁体的线形控制- 10 -第二章 连续刚构的
2、施工- 11 -1 挂篮- 11 -1.1 挂篮设计- 11 -1.1.1设计流程- 11 -1.1.2 设计原则- 11 -1.1.3 主要技术指标- 12 -1.2 自锚式轻型三角挂篮结构组成- 12 -1.2.1 行走装置- 13 -1.2.2 三角主桁结构- 13 -1.2.3 主桁后锚系统- 14 -1.2.4 前、后吊杆系统- 14 -1.2.5 模板系统- 14 -1.2.6 张拉平台- 15 -1.3 挂篮的制造及拼装- 15 -1.3.1 制造技术要求- 15 -1.3.2 拼装技术要求- 16 -1.4 挂篮性能试验- 16 -1.4.1 试验场地的选择- 16 -1.4.
3、2 构件单件试验- 17 -1.4.3 整体静载试验- 17 -1.4.4 整体走行试验- 18 -1.5 挂篮安全控制要点- 19 -1.5.1 施工状态- 19 -1.5.2 走行状态- 19 -2 箱形连续刚构、连续梁预应力施工工艺- 19 -2.1 预施应力设备- 19 -2.1.1 设备的选用- 19 -2.1.2 千斤顶校验- 20 -2.1.3 油压表的校验- 22 -2.2 预施应力前的各项准备工作- 23 -2.3 预施应力有关数据测定- 23 -2.3.1 孔道摩阻的测试- 23 -2.3.2 锚具检验及摩阻测试- 25 -2.3.3 测定要求- 26 -2.4 预应力施工
4、工艺- 26 -2.4.1 钢绞线下料与编束质量安全要求- 26 -2.4.2 竖向预应力筋加工制作- 27 -2.4.3 预应力筋穿束- 27 -2.4.4 粗钢筋张拉- 28 -2.4.5 张拉质量控制- 29 -2.4.6 张拉注意事项- 30 -2.4.7 张拉作业安全注意事项- 31 -3 连续梁、连续刚构悬臂灌注施工工艺- 31 -3.1 连续梁盆式橡胶支座安装- 31 -3.2 连续梁临时支座的设置和拆除- 32 -3.2.1 支座的设置- 32 -3.2.2 支座的拆除- 33 -3.3 墩顶0#段施工工艺- 34 -3.3.1 墩旁托架- 35 -3.3.2 模板- 36 -
5、3.3.3 灌筑箱梁混凝土- 37 -3.4 悬臂灌筑梁段施工- 37 -3.4.1 挂篮拼装和拆除- 39 -3.4.2 悬臂灌筑施工- 39 -3.4.3 钢筋加工- 41 -3.4.4 梁体钢筋绑扎- 41 -3.4.5 预应力管道的制作与安装- 41 -3.4.6 梁段混凝土灌筑施工- 41 -3.5 边跨现浇段施工- 42 -4 箱形连续梁、连续刚构体系转换及合拢段施工工艺- 45 -4.1 体系转换技术特点- 45 -4.2 预应力混凝土连续刚构桥合拢段施工的力学分析- 46 -4.2.1 温差产生的轴向力分析- 46 -4.2.2 平衡设计- 48 -4.2.3 合拢口的弯曲和剪
6、力问题- 48 -4.3 合拢段施工所用的临时锁定结构- 49 -4.4 合拢段的临时锁定- 50 -4.5. 合拢段混凝土浇注时间地确定- 50 -4.6 合拢段施工的工艺流程- 50 -4.6.1 合拢段施工及结构体系的转换- 51 -4.6.2 边跨合拢施工- 53 -4.6.3 中跨合拢- 56 -5 客运专线箱形连续刚构、连续梁施工控制技术- 59 -5.1 概述- 59 -5.2 悬臂施工预拱度的设置- 60 -5.3 施工误差的调整措施- 62 -5.3.1 产生误差的原因- 62 -5.3.2施工误差调整的原则和措施- 63 -6 连续刚构、连续梁质量通病及常见病害的防治- 6
7、4 -6.1 主要质量通病- 64 -6.2 常见病害的预防- 65 -6.2.1确保纵向预应力的有效性- 65 -6.2.2 保证竖向预应力有效性- 67 -6.2.3 保证箱梁节段接缝质量- 69 -第三章 耐久性混凝土- 70 -1 高性能混凝土基本概念- 70 -2 客运专线箱梁用高性能混凝土的设计方案- 70 -2.1 客运专线箱梁混凝土的性能指标- 70 -2.2 提高客运专线箱梁高性能混凝土耐久性的技术措施- 70 -2.2.1 改善混凝土密实度的措施- 71 -2.2.2 提高抗冻融循环破坏能力的措施- 71 -2.2.3 对环境侵蚀性介质采取的抗侵蚀措施- 72 -2.2.4
8、 提高抗碳化能力的措施- 73 -2.2.5 预防碱-骨料反应的措施- 73 -2.3 配合比设计- 74 -2.3.1基于大体积混凝土绝热温升控制的绿色高性能混凝土优化设计的四功能准则法- 74 -2.3.2逆填配比设计法- 75 -2.3.3基于MATLAB的高性能混凝土配合比优化设计法- 75 -2.3.4现代混凝土配合比“全计算法”- 76 -3 混凝土浇筑施工技术- 76 -3.1 混凝土配置拌和前的准备- 76 -3.2 混凝土拌制- 77 -3.3 混凝土的运输及泵送- 77 -3.4 混凝土浇筑- 78 -3.4.1 浇筑顺序- 78 -3.4.2 浇筑及振捣方法- 79 -3
9、.4.3 桥面振动整平与收浆方法- 82 -3.4.4 振捣时间对混凝土性能的影响- 83 -3.5 混凝土耐久性的检验- 84 -3.5.1 坍落度- 84 -3.5.2 含气量- 84 -3.5.3 混凝土入模温度- 84 -3.5.4 试件- 84 -4 梁体混凝土养护- 85 -4.1 洒水自然养护- 85 -4.2 喷涂养护剂养护- 86 -4.3 带模覆盖养护- 86 -4.4 蒸汽养护- 86 -5 大体积复杂结构混凝土养护温度控制- 87 -6 高性能混凝土的裂纹防治方法- 87 -6.1 混凝土裂纹的成因- 87 -6.1.1 混凝土收缩引起的裂纹- 88 -6.1.2 温度
10、变化引起的裂纹- 89 -6.1.3 挂篮变形引起的裂纹- 89 -6.2 裂纹防治技术措施- 90 -6.2.1 梁体混凝土收缩的防治措施- 90 -6.2.2 梁体温度裂纹的防治措施- 91 -6.2.3 桥面防水保护层混凝土裂纹的防治措施- 92 -第四章 桥梁施工的技术管理- 93 -1 施工方案制定需要注意的几个问题- 93 -1.1施工调查- 93 -1.1.1水文- 93 -1.1.2地质- 94 -1.1.3气象- 94 -1.1.4其它- 94 -1.2方案制定需要考虑的几个因素- 94 -1.2.1要考虑项目管理人员的阅历、施工队伍的素质、类似工程的施工经验- 94 -1.
11、2.2要考虑业主的强制性要求,设计、规范以及当地政府的有关规定- 95 -1.2.3要充分利用当地的设备资源,掌握购置设备的远期使用情况- 95 -1.2.4扩大周转材料的使用范围,发挥好周转材料的潜能- 95 -1.2.5注重技术的细节工艺,以方案定方向,以细节保方案- 96 -1.2.6注重资料积累,加强技术借鉴,加大创新力度,力争方案最佳- 96 -2 技术管理需要注意的几个问题- 97 -2.1坚持动态方案优化,保证方案实施的连续性- 97 -2.2 坚持技术交底制度,全员掌握方案意图- 97 -2.3坚持定期会议制度,保证技术管理的顺畅- 97 -2.4营造和谐的工作环境,提高技术人
12、员的落实能力- 98 -2.5抓好资料积累,做好变更设计- 98 -3 施工管理需要注意的几个问题- 99 -3.1抓住主要矛盾,动态组织管理- 99 -3.2立足自我,提高独立解决问题的能力- 99 -3.2遵循互利原则,做好施工服务- 100 -3.4超前运作,做好物资设备保障工作- 100 -3.5加强沟通,营造宽松的社会环境- 101 -3.6加强质量监控,规避质量风险。- 101 -3.7规范作业、杜绝安全事故的发生- 101 -4 结束语- 102 -第一章 膺架法施工预应力混凝土梁1膺架法施工概况1.1镇江京杭运河特大桥跨338省道60+100+60连续梁图1-1 连续梁施工顺序
13、图1.2 预应力混凝土简支箱梁图1-2 简支梁支架布置方案图2 连续梁现浇施工的关键技术2.1 施工支架施工支架设计要考虑的几个基本因素:1 支架在浇筑混凝土、预施应力阶段的强度、刚度。2 支架基础在浇筑混凝土、预施应力阶段的承载能力。施组中关于预施应力阶段的承载能力未考虑,应特别注意。3 垂直运输的设备和能力。2.1.2 施工支架在预施应力阶段的受力和变形分析 1 受力变化图1-3 A2段混凝土浇筑完毕后支点反力(N)图1-4 A2段预应力张拉完毕后支点反力(N)图1-5 A2段预应力张拉引起的支点反力变化值(N)图示结果取A2段的一半(对称结构),从左向右的节段长度分别为3.0m、3.0m
14、、3.25m、3.5m、3.5m、3.5m、3.5m、4.0m、4.0m、1.0m(分3段)。钢管支架间隔距离1.0m,每排支架底板有8根钢管,翼缘板共4根钢管,钢管采用Q345高强支架,截面大小489mm2。由图中可知,预应力张拉后,使得A2段边侧9.2511m范围内的钢管支架竖向受力增加,尤其是6m范围内增加量明显,需要关注该范围内的钢管受力和地基承载力要求。2 变形图1-6 A2段混凝土浇筑完毕后竖向变形(mm)图1-7 A2段预应力张拉完毕后竖向变形(mm)图1-8 A2段混凝土浇筑完毕后水平变形(mm)图1-9 A2段预应力张拉完毕后水平变形(mm)图示结果取A2段的一半(对称结构)
15、,从左向右的节段长度分别为3.0m、3.0m、3.25m、3.5m、3.5m、3.5m、3.5m、4.0m、4.0m、1.0m(分3段)。钢管支架间隔距离1.0m,每排支架底板有8根钢管,翼缘板共4根钢管,钢管采用Q345高强支架,截面大小489mm2。由图中可知,预应力张拉后,使得A2段边侧水平位移增加,最大为2.4mm,如果钢管和支架保持同步位移,应考虑支架在水平位移下的稳定性。3 预应力简支箱梁现浇施工的关键技术3.1 施工支架施工支架设计要考虑的几个基本因素:1 支架在浇筑混凝土阶段的强度、刚度。2 支架基础在浇筑混凝土阶段的承载能力。3 垂直运输的设备和能力。3.1.1 施工支架方案
16、设计案例总体布置见图1-2。外模采用钢框竹胶模板,每4m一段,每段重量不超过5吨;内模采用钢模板,每段长度4m,每段重量不超过5吨,每段模板为一个整体结构,导链辅助收放,轨道运输;底模采用竹胶模板。支撑横梁采用I22b,长度14m,间距70cm,沿桥纵轴满铺;支撑纵梁采用贝雷片,共计14榀,根据箱梁混凝土灌注时横向荷载分布布置;分配梁采用3I28b,长度13m,沿桥纵轴间距900cm布置2道;每道分配梁下面设置5个支撑立柱,采用5008钢管桩;基础采用低筋混凝土扩大基础,基底尺寸为130020080cm,沿基础纵轴向配筋。模板分块及重量控制是按25t汽车吊性能考虑,对于墩高小于12m的桥梁,模
17、板可在桥下预拼成8m一段吊装,优先考虑支架现浇;对于墩高12m(不含)27m的桥梁,模板需单块吊装。箱梁自重720t,模板及支撑按梁重20%计算,q=1.2720000/3200=270kgf/cm。按三等跨连续梁计算,跨度900cm。计算得支点反力267300kgf。基底应力p=267300/(1300200)/10=0.103MPa。上述为地基验算基础要求,每项施工均要进行验算。3.2 梁体的线形控制 第二章 连续刚构的施工1 挂篮1.1 挂篮设计1.1.1设计流程挂蓝设计流程为:1 设计原则的确定,2 设计依据及执行标准,3 总体方案的确定,4 总体参数的确定,5 各部技术设计,6 明确
18、临时施工荷载,并与桥梁设计单位密切联系。1.1.2 设计原则1 挂篮构造要适应梁段长度、截面、高度、直、曲线变化及新旧梁段混凝土搭接的需要,桥面标高及梁体线型易于控制,制造、拼装、拆卸及使用方便,作业面开阔。2 挂篮结构受力明确,强度、刚度和稳定性满足相关规范要求。3 客运专线连续梁连续刚构桥施工推荐采用菱形挂篮,为施工提供较大的空间,且满足桥面整平设备的空间要求。4 挂篮设计按一次灌筑一个节段混凝土考虑荷载。5 挂篮应为无平衡重式。6 挂篮优先按一次走行设计,当走行时的后锚设计承载力确实不能满足时,按先走行主构架、底模,再走行侧模和内模走行设计。7 挂篮重量控制在最大梁段重量3050%,且不
19、超过桥梁设计图纸规定。8 挂篮前端最大挠度应符合有关规范规定。9 模板设计时,要考虑承受起吊、安装、振捣、拆模及走行,以及防止漏浆和拆装方便。10 对于曲线梁,外侧模板板面宜取直。11 挂篮主要结构连接方式根据不同的材料、安装条件可选择栓接、销接、焊接。1.1.3 主要技术指标1 主要材料:材料选择Q235、Q345、40Cr、45#。2 安全系数:锚固、提吊系统强度安全系数K=3.0,其余一般部位K=1.5。3 主要刚度控制指标:底模纵梁1/400,底模前后托梁1/1000,侧模面板1/400,其它部位1/500。1.2 自锚式轻型三角挂篮结构组成自锚式轻型三角挂篮由行走装置、三角形主桁结构
20、、主桁后锚系统、前后吊杆系统、模板系统、模板滑移系统及张拉作业平台组成,如图2-1所示。各部分的具体设计详述如下。图2-1 自锚式轻型三角挂篮1.2.1 行走装置在桥梁纵肋上铺设钢垫枕,并在其上架设滑道纵梁,滑道纵梁由2300槽钢焊接而成。滑道就位后即与梁肋部位伸出的25竖向预应力筋进行栓接,起作用的后锚筋每侧不少于4道,以保证锚固所需的张拔力。主桁的尾部锚固主要借助滑道与梁体进行固结。滑道上铺设四氟乙烯滑板。三角主桁卧梁下焊接支垫船行板,作为主桁支点,并通过它使挂篮在滑道上支撑、滑移。1.2.2 三角主桁结构主桁杆件采用2300槽钢焊接而成,整个桁架由两片三角形结构组成,各结点以销接或栓接连
21、接。主桁尾部设两对钣钩,钩附于滑道上翼下面,主桁前移时起导向、防止倾覆作用,形成挂篮移动过程中的自锚。1.2.3 主桁后锚系统在钣钩的前后部,以上下扁担梁及锚杆的共同作用,达到滑道与桁架主梁之间的临时固结,将施工时的上拔力传递给梁肋板内25预应力粗钢筋,维持整个挂篮的施工稳定。1.2.4 前、后吊杆系统前后吊杆均采用25精轧螺纹粗钢筋,每组两根,配备45螺母,以调节悬挂高度,每根粗钢筋可承受30t拉力。前后吊杆挂在前顶梁上,下部连接前底横梁;后吊杆上部挂在已灌梁段的底板上,下部连接后底横梁。维持挂篮倾覆稳定的上下扁担梁之间的后锚杆也采用25精轧螺纹粗钢筋。1.2.5 模板系统由底模、外模、内模
22、、端模组成。底模由前、后底横梁,底模纵梁及底模板组成。底横梁每组由两根32b工字钢组成,底模纵梁用10槽钢焊成桁梁,共三组,使其具有较好的刚度。横梁与底模纵梁采用销接,底模采用钢模。挂篮外侧模采用大块整体式钢模,按箱梁高度变化及梁段长度不同分成三种块件,以便随着梁体悬灌长度的增加、梁体截面形式的改变而拆卸。通过在外侧模竖肋内设置的2根200槽钢组成的滑道纵梁而将其悬吊及滑移就位。内模采用开启式骨架、分块式钢模,并在其下配备2根滑道纵梁,这样当挂篮前移就位时,外侧模及内模均沿各自的滑道随挂篮一起前移,使移模工作简单易操作,并且具有较快的速度,从而大大提高工效。端头板由30mm厚的木板制作而成,便
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