小平羌沟大桥蒸养施工方案.doc
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1、新建兰新铁路第二双线甘青段新建兰新铁路第二双线甘青段 LXSLXS-8 8 标标 高原高寒地区连续梁施工专项方案高原高寒地区连续梁施工专项方案 小平羌沟大桥冬期施工小平羌沟大桥冬期施工专项方案专项方案 编编 制:制:日日 期:期:复复 核:核:日日 期:期:审审 核:核:日日 期:期:中铁二局兰新铁路甘青段项目经理部中铁二局兰新铁路甘青段项目经理部 六月六月 小平羌沟大桥冬期季施工专项方案小平羌沟大桥冬期季施工专项方案 1 编制说明编制说明 新建兰新铁路第二双线甘青段 LXS-8 标小平羌沟大桥梁部为 32+248+32m 预应力混凝土连续量,全长 172.59m,桥址位于祁连山小平羌沟内高寒
2、地区,气候和地理环境恶劣,常年平均气温 4.8,每年 59 月早晚温差大。鉴于该桥施工工期的紧张及本地特殊气候(高原、高寒、风大)复杂的特点,该桥的施工质量控制难度极大,根据 5 月 12 日在张掖指挥部召开的连续梁施工专题会议规定,该桥悬臂现浇段施工期必须采用蒸养方式保证质量。该桥梁部悬臂现浇的整体方案已于经我公司审批通过,现根据以上情况及规定,特编制本方案。2 编制依据编制依据 小平羌沟大桥施工图 高速铁路桥涵工程施工质量验收标准TB10752-2023 J1148-2023高速铁路桥涵工程施工技术指南铁建设2023241 号 铁路混凝土工程施工技术指南铁建设2023249 号 铁路混凝土
3、施工质量验收标准TB10424-2023 J155-2023 铁路预应力混凝土连续梁悬灌浇筑施工技术指南TB2324-2023。同类型连续梁挂篮封闭蒸汽养护及山丹梁场蒸汽养护方案。3 工程概况工程概况 3.1 设计情况设计情况 小平羌沟大桥中心里程:DK345+243,为 32+248+32m 预应力混凝土连续梁,全长 172.59m。该桥位于直线及 R=7000m 的曲线上,往大里程方向桥面设-2%的纵坡。梁体采用单箱室变高度斜腹板箱型截面,主墩墩顶 3.0m 范围内梁高相等,梁高 4.05m,跨中及边墩墩顶现浇段梁高 3.05m,梁底曲线为二次抛物线。箱梁顶宽 12.2m,箱梁中支点处底宽
4、 6.7m,跨中及边墩支点处底宽 5.74m,单侧悬臂长 2.75m,悬臂端部厚 24.8cm,悬臂根部厚 65cm,箱梁腹板厚度由箱梁梁体主墩墩顶根部70cm变至跨中及边墩支点附近梁段40cm,底板在箱梁梁体主墩墩顶根部厚 60cm 变至跨中及边跨直线段厚 40cm,顶板厚 35cm,其中箱梁梁体墩顶根部加厚至 60cm。顶板设 105*宽 30cm 的梗肋,底板设 35*35cm 梗肋,箱梁在主墩及边墩墩顶设立横隔板墙,主墩墩顶横隔墙厚 160cm,该处横隔墙设立高 170*宽 190cm 的过人洞,边墩墩顶横隔墙厚150cm,该处横隔墙设立高 125cm*宽 150cm 的过人洞,箱梁每
5、个梁段各腹板距梁顶 1.5cm 处设立10cm 的通风孔,在主墩墩顶两侧及边墩一侧箱梁底板设立16cm 的泄水孔,在箱梁顶面悬臂处及中心位置沿桥纵向每隔 3.0m 左右设立桥面16cm 的泄水孔。0#块横断面如图 3.1-1。该梁采用横、纵、竖三向预应力体系,梁体混凝土为 C50 级。图图 3.1-1 0#块横断面图块横断面图 0#段长 8m,中心梁高 4.05m,梁底宽 6.7m,翼板宽 2.75m,腹板高 3.4m,支座中心线间距 4.5m。1#-8#块长为 43.0m+23.5m+21m+3.651m+41m,梁高由 4.05m 渐变到 3.05m。中、边跨合拢段长均为 2m,梁高 3.
6、05m。边跨现浇段长 7.65m,梁高 3.05m。悬浇段最重块为 3#块,砼方量为 35m3(约84 吨)。悬臂挂篮施工最长梁段为 3.05m。3.2 桥址区特殊气候条件桥址区特殊气候条件 根据甘肃民乐县气象站数年资料显示:历年平均气温 4.8,极端最低气温31.5,最冷月平均气温-10.3;历年平均降水量 381.2mm,年最大降雨量 530.7mm;年均蒸发量为 1623mm,土壤最大冻结深度 184cm。根据小平羌沟大桥气象站2年气象资料显示,小平羌沟大桥常年一般风速为2.5m/s;最大风速平均值为 7.5m/s;最大风速在 7 月,为 17m/s;大风重要集中在 5月、6 月和 7
7、月。2023-2023 年小平羌沟大桥气象、风速信息如下。表 3.2-1 甘肃民乐县气象站 2023-2023 年气象信息 工程项目 9 月 10 月 11 月 12 月 1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 平均气温()8.7 1.0-4.1-16-13-11-14-4.4 4.2 12.3 11.1 10.9 极端最低气温()-0.8-13-15-30-27-25-29-16-10 4.4 6.7-0.5 极端最高气温()18.2 15.5 7.3-2.8 1.4 2.0 0.9 7.6 18.7 28.9 28.8 22.3 5以下天数 18 29 30 31
8、31 28 31 27 16 0 0 0 5以上天数 12 2 0 0 0 0 0 3 15 30 31 31 平均相对湿度()73 66 47 41 44 52 47 47 40 50 63 56 表 3.2-2 甘肃民乐县气象站 2023-2023 年风速信息 工程项目 9 月 10 月 11 月 12 月 1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 平均风速(m/s)2.4 2.3 2.6 2.7 2.3 2.5 2.5 2.6 2.9 2.5 2.5 2.5 5-10.7m/s 天数 24 22 25 25 23 15 26 25 17 21 18 25 大于 10
9、.7m/s 天数 0 0 0 0 0 1 0 0 14 9 11 0 表 3.2-3 风力等级表 风级 1 2 3 4 5 6 7 8 9 风速(m/s)0.3 1.5 1.6 3.3 3.4 5.4 5.5 7.9 8.0 10.7 10.8 13.8 13.9 17.1 17.2 20.7 20.824.4 3.3 总体施工方案总体施工方案 0#块运用在墩顶设立托架立模施工,0#块施工完毕后运用挂篮进行悬臂浇筑施工,悬臂段节段长度由 3.0m 变化到 3.65m,单侧共计 8 段,全梁配备3 对挂篮进行施工;边跨现浇段长度 7.65m,采用满堂支架施工;中跨合拢段运用挂篮作吊架、运用挂篮底
10、模、侧模现浇合拢;连续梁钢筋、钢绞线等材料运用塔吊吊装,由气象影响,混凝土按本方案中混凝土冬期施工工艺组织实行。小平羌沟大桥连续梁梁部施工的计划工期:2023年7月2023年8月份,其中 2023 年 11 月2023 年 3 月底为冬季停工期间。合拢顺序:先合拢边跨,再合拢中跨。3.4 重要工程数量表重要工程数量表 表 3.4-1 小平羌沟大桥梁部重要工程数量表 项目 材料及规格 单位 数量 混凝土 C50 m3 1978 预应力钢绞线 15.2 t 77.44 预应力钢筋 32 精轧螺纹钢筋 t 16.39 普通钢筋 HPB235 t 16.5 HRB335 t 396.3 4 蒸汽养护系
11、统设计蒸汽养护系统设计 4.1 保温棚设计保温棚设计 保温棚封闭结构四周采用 50mm 厚复合彩钢板将悬灌段全封闭,顶部用保温篷布封闭。为便于人员进出及材料搬运,在保温封闭结构顶两主纵梁之间、挂篮横联下设立活动门帘。为保证彩钢板及保温篷布的稳定性,采用 12#槽钢做骨架进行支撑加强。保封闭结构具体尺寸。保温封闭结构示意图(参照图)如下页图 4.1-1。4.2 4.2 挂篮稳定性检算挂篮稳定性检算 4.2.1挂篮计算参数 1、施工行走时的抗倾覆安全系数2.0 锚固系统的安全系数2.0 2、箱梁荷载:最重节块(1#/1#)重量为 95t,考虑到胀模等因素,取1000KN。3、施工人员及材料等施工荷
12、载:2.5Kpa 12.2/23.52.5103=54KN 4、风荷载:根据民乐县气象站提供气象资料,最大风速为17m/s 根据公式Wk=zzswo计算风荷载标准值 Wk:风荷载标准值,(根据建筑结构荷载规范GB5009-2023)z:高度处风振系数 =1.99 z:风压高度变化系数,建筑物高度在9mh18m =0.74 s:风荷载体形系数,取0.9 wo:基本风压值 最大风速的平方/1600.最小值取0.3KN/m2 Wk=0.4KN/m2 风荷载=最大风压力迎风面积=6.068KN 5、挂篮自重:400KN 6、混凝土偏载:0.080.1G,0.1G=107 KN 7、挂篮锚固精轧螺纹钢筋
13、和吊挂用精轧螺纹钢筋均采用级钢筋,销轴所有用45#钢,重要受力连接均用高强螺栓。8、根据计算一套蒸养棚结构自重:150KN 4.2.2、计算 1、主桁荷载 强度计算时,取所有载荷的和为计算值。根据菱形桁架的受力分析,单片桁架承受总荷载的约四分之一,即:P=(1000+400+54+107+150)/4=427.75kN 2、主桁受力简图 ADBN4N3N2N1PCN5NAND 3、主桁受力分析与计算:通过受力分析计算得,各主桁杆件受力为:N1=598.73KN;N2=-617.24KN;N3=-636.09KN;N4=724.34KN N5=-568.3KN;NA=449.05KN;ND=87
14、6.72KN Fmax=724.34KN(N4);Fmax=-636.09KN(N3)由上面分析可知:N4=724.34KN 为桁架杆件中所受最大拉力 N3=-636.09KN 为桁架杆件中所受最大压力 4、主桁架强度校核:主桁架杆件截面为 200232,材质为 Q235A 所受最大应力:=Nmax/A=724.341000/9167.2 =79.014N/mm2f=215 N/mm2 所以主桁架杆件强度满足规定。5、压杆稳定性校核:(1)压杆 BD:(N3)1.1 强度验算:=P/A=636.091000/9167.2=69.4N/mm2f=215 N/mm2 强度满足规定。1.2 刚度验算
15、:=l/i=3200/91=35.2=150 刚度满足规定。1.3 整体校定验算:=0.918 f=0.918215=197.4 N/mm2 f 整体校定满足规定。压杆 BD 满足使用规定(2)压杆 CD(N2)2.1 强度验算:=P/A=617.241000/9167.2=67.33N/mm2f 强度满足规定。2.2 刚度验算:=l/i=4615.5/91=50.7=150 刚度满足规定。2.3 整体校定验算:=0.852 f=0.852215=183.2 N/mm2 f 整体校定满足规定。压杆 CD 满足使用规定 (3)压杆 AD(N5)3.1 强度验算:=P/A=568.31000/91
16、67.2=61.99N/mm2f 强度满足规定。3.2 刚度验算:=l/i=4050/91=44.5=150 刚度满足规定。3.3 整体校定验算:=0.882 f=0.882215=189.6 N/mm2 f 整体校定满足规定。压杆 AD 满足使用规定 综合,主桁架中的所有压杆均满足稳定性规定,故桁架稳定性满足规定。挂篮抗倾覆检算:4.2.4.2.2 2 挂篮抗倾履计算:挂篮抗倾履计算:挂篮悬灌施工抗倾覆系数检算:挂篮后锚点最大反力为 T=449.05-6.068=442.982KN,抗倾覆系数不小于1.5,所以后锚力不得小于 664.473KN。后锚采用 4 根精轧螺纹钢受拉:=T/A=66
17、4.4731000/(803.844)=206.66MPa785MPa 所以后锚精轧螺纹钢安全。后锚梁计算:平均分派力,每根精轧螺纹钢受力为 166.118KN,间距为 0.6m 每根产生的力矩 M=1661180.6=99670.8Nm 此时只有 4 根 40a 槽钢抗弯:截面特性:Ix=130400cm4 WX=130400/40=3260cm3=M/WX=99670.8/3260=30.57MPa.有三根受力时:弯矩为 166.118100031.034=515298.036Nm 此时截面必须加上结点板:Ix=343733cm4 WX=343733/40=8593cm3=M/WX=515
18、298.036/8593=60MPa 1684 kg/h)蒸汽锅炉能满足规定。4.4.3 3.2.2 锅炉及管道布设锅炉及管道布设 锅炉布设 为便于集中管理,蒸汽锅炉设立在 2#墩位附近,具体布置如图 4.2.2-1:3#墩2#墩2#墩3#墩主管道80分管道40管道阀门管道阀门主管道80主管道80分管道40分管道40主管道80主管道80主管道80分管道40图图 4.3.2-1 蒸汽锅炉及管道布置图蒸汽锅炉及管道布置图 蒸汽管路布设 蒸汽主管采用100mm 无缝钢管,主管从蒸汽锅炉通至 0#块箱室内,然后通过三通管分别接至待养护梁段,采用40mm 钢管作为支管,按梁底、梁顶、箱梁内箱及翼缘板区域
19、分别布管。无缝钢管主管外裹石棉保温材料,防止热量损失和人员烫伤。蒸汽主管设立:采用100m 钢管作为蒸汽主管,由锅炉蒸汽出口设立,于 0#梁段中央泄水管下置于箱梁底板,再沿桥梁中线纵向向两端延伸到相应工作面。蒸汽养护分区:翼缘板下(箱梁外侧)、底板区域、箱梁前端及箱室内,共 4 个区域。区域蒸汽管路设立 a、底板区域:由梁中心处的主蒸汽养护管于底板模纵梁下缘处,用80变40 三通将蒸汽分管路向两侧布置,40 分管路横向端点为翼缘模板外侧,于底栏纵梁处(与纵梁平行)再设立40 或20 养护支管,于支管中上设立蒸汽出孔。b、翼缘板下(箱梁外侧)区域:底板处横向蒸汽分管端头沿翼缘模板外缘向上设立养护
20、支管,并与支管设立蒸汽出孔。c、箱梁前端及箱室内:可直接从箱室内主管设立蒸汽出孔。d、顶板区域:为不影响其他工序作业,可将养护支管分别设立于挂篮纵梁及两侧(详见布置图)可直接由主管接三通至养护支管。为减少能量损失,蒸汽养护管路应采用保温棉进行包裹,且保温篷布全密闭。箱室内蒸汽主管延伸,重要是从既有梁段向待浇梁段延伸,为节约钢管,此段延伸可采用弹簧软管,待可接相应整条钢管时,再用相应的钢管延伸。桥面蒸汽养护也可单独从锅炉接管至相应的养护支管。4.3.3 蒸汽养护工艺要点蒸汽养护工艺要点 为了提高混凝土的初期强度,也为了防止混凝土后期强度损失过大和防止混凝土温差过大导致混凝土开裂,采用蒸汽养护时,
21、应实行四阶段养护,使封闭结构温度与梁体混凝土水化热相适应,蒸汽养护全过程按静停(预养)、升温、恒温、降温四个阶段进行,规定见下表。表表 4.2.34.2.3-1 1 蒸汽养护四个阶段控制规定蒸汽养护四个阶段控制规定 序号 阶段 时间 温控 说 明 1 静停 46h 5 梁体混凝土灌注结束后盖养护罩,罩内温度保持在 5以上,视外界环境温度而定,静停 46h。2 升温 34h 升温 510/h 当环境温度低于 10时,每小时升温 5;当环境温度高于 10时,每小时升温 810 3 恒温 24h 养护25 恒温约 24 小时,罩内温度不超过 25。4 降温 34h 降温 510/h 降温速度在每小时
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