甘肃二级公路上承式钢管混凝土拱桥盖梁预制吊装施工工法

'甘肃xx建设集团有限公司部级工法文本工法名称上承式钢管混凝土拱桥盖梁预制吊装施工工法申报等级部级申报单位甘肃xx建设集团有限公司甘肃xx第四公路工程有限责任公司申报时间二○一○年六月11 目录1前言12工法特点13适用范围14工艺原理15施工工艺流程及操作要点25.1盖梁预制安装工艺流程：25.2盖梁预制操作要点26材料与设备67质量控制78安全措施89环保措施99.1环境保护目标99.2管理措施99.3技术措施910资源节约1011效益分析1012工程应用实例1011 上承式钢管混凝土拱桥盖梁预制吊装施工工法1前言近年来，为了适应经济高速发展的需要，高等级公路开始在全国各地大规模兴建，设计标准也随之越来越高，在很多项目上都出现了一批施工难度高，结构复杂的桥梁。桥梁工程施工的难度主要体现在桥梁高度参数上。目前墩身设计的形式大多采用柱式墩和空心薄壁墩，柱式墩因施工工艺简单，外表美观，被广泛采用，但因其受稳定性局限，高墩设计一般采用空心薄壁墩。钢管混凝土拱桥拱上结构大部分采用梁柱式，立柱采用钢管混凝土立柱，针对不同的墩身形式，其盖梁的施工方法也有所不同，目前盖梁施工方法主要有四种：即横穿型钢法、预埋钢板法、支架法、抱箍法。xxxx大桥全长248.06米，盖梁顶距水面平均60米，为保证施工安全，降低施工难度，节约施工费用，充分利用现有吊装设备，加快施工进度，该桥的盖梁全部采用预制吊装进行施工，通过对施工过程的完善和总结，形成本工法。2工法特点2.0.1就地利用现有缆索吊装设备，施工成本低。2.0.2无需搭设高空脚手架，减少高空作业及劳动强度。操作更为简便安全。2.0.3施工工艺简单，操作简便安全，施工进度快。3适用范围本工法适用现浇施工有困难，且具备一定能力的吊装高墩（柱）桥梁盖梁的施工。4工艺原理大跨径、高墩（柱）桥梁盖梁预制吊装施工，就是墩柱施工时，在墩柱顶预埋与盖梁连接的预埋件。在预制场将盖梁按照设计的规格尺寸并预留与墩柱连接的预留孔进行预制，待预制完成的盖梁混凝土强度达到设计强度的80%以上后，采用吊装设备将盖梁吊装就位，测量并调整高程和轴线偏位，满足要求后与墩柱顶预埋件进行焊接连接，然后在预留孔中浇筑高于盖梁混凝土标号的微膨胀混凝土并振捣密实，完成盖梁施工。11 5施工工艺流程及操作要点5.1盖梁预制安装工艺流程：全站仪量测控制轴线及高程安装底模、在底模弹钢筋安装线强度符合要求后吊装盖梁就位安装侧模并进行加固处理盖梁预留孔混凝土浇筑养生7d、强度达到2.5MPa时拆模盖梁混凝土浇筑自检合格，向监理报验自检合格，向监理报验钢筋加工及安装全程验收合格，进行下道工序墩柱顶混凝土凿平、清理墩柱顶杂物，检查预埋件5.2盖梁预制操作要点5.2.1场地准备及底模制作11 （1）预制场地平整、硬化，排水通畅，配备电源、水源。根据盖梁的重量计算场地的承载力，预防不均匀沉降和雨后沉陷，必要时可作级配砾土或碎石垫层提高地基承载力，同时保证原材料及制成品的方便运输。（2）底模采用钢模板，底模可比设计盖梁每侧宽20～40cm，以便不同规格的盖梁使用同一套底模，同时沿板长方向在底模表面每1米焊接挡块一个，用以加固侧模板。底模的制作质量直接影响到盖梁的外观及尺寸，因此要求表面必须平整、光滑，侧模安装几何尺寸控制在允许误差范围内。5.2.2侧模制作安装（1）侧模制作模板必须有足够的强度、刚度和稳定性，能可靠地承载混凝土的侧压力即施工荷载。侧模板一般选用5mm厚钢模板做面板，用扁钢或角钢做加劲肋。（2）侧模安装为避免模板接缝漏浆并保证尺寸准确，模板之间的连接最好采用螺栓连接并加双面胶。底模侧边粘2mm厚的双面胶后将模板与底模侧边紧贴防止漏浆，再通过焊接的挡块及设置拉杆固定紧，模板上部放置与底模同宽的钢筋或木条做顶杆定上口宽度，然后用对拉螺栓将侧模拉紧，端模用螺丝固定于侧模上，锚垫板灌浆口应朝上放置并用螺丝固定于端模上。检查调整顺直度和垂直度等尺寸后，拧紧拉筋，加固支撑。 5.2.3钢筋加工（1）在底模上用墨斗弹出底面各普通钢筋位置的墨线，然后直接涂刷好脱模隔离剂（如黄油等），开始绑扎钢筋及骨架成型。（2）钢筋绑扎首先绑扎焊接盖梁主筋，绑扎完成后设置保护层垫块，采用塑料垫块，并按梅花型布置，间距1m左右，然后绑扎箍筋和预留孔连接钢筋。5.2.4预留孔设置在浇筑盖梁混凝土之前，按照设计图要求，进行预留孔模板的安装和预留孔中预埋件的焊接。预留孔模板加固牢靠，在混凝土浇筑时不能发生变形且便于拆卸。预留孔的尺寸满足两个要求，一是在盖梁就位时要有一定的移动余地，便于轴线调整；二是盖梁在墩柱顶接触面积的大小满足其本身重量的要求。 5.2.5混凝土浇筑（1）混凝土浇筑前检查钢筋品种、规格、数量是否与设计相符，绑扎是否牢靠，垫块数量、位置，模板尺寸、强度、刚度、稳定性及接缝是否严密，模板内杂物、积水和钢筋上的污垢清理干净。11 （2）水灰比是影响混凝土强度的重要因素，准确测定砂、石含水量，严格按照配合比进行施工。为确保盖梁的使用寿命，水必须经化验达到饮用水标准方可使用，不要轻易使用地下水。（3）混凝土浇筑分层进行，控制好分层厚度。振捣时两侧对称振捣，以防止钢筋骨架左右移位，振捣过程中50型振动棒与模板间距保持5～10cm，不得直接或间接地通过钢筋施加振动。振捣上层混凝土时，振动棒插入下层混凝土内5～10cm，需快插慢拔减少混凝土中出现的气泡。施工时，每一块盖梁做不少于3组混凝土试块，并与盖梁同种条件下养护。 5.2.6养护、拆模盖梁的养护采用铺设养生布覆盖进行洒水养护，使盖梁顶面及侧面始终保持湿润状态。由于盖梁为实心构造，体积较大并且构造配筋较少，如果昼夜温差较大热胀冷缩有可能引起表面开裂，因此露天作业时通过搭遮阳篷等措施减少混凝土昼夜温差。外模板拆模时混凝土强度需达到2.5MPa，以拆模不粘模板，混凝土不缺棱掉角为宜。5.2.7盖梁吊装（1）盖梁吊装前必须对吊装设备进行全面检查，并对吊装施工按规范要求进行详细计算，确保吊装施工满足要求。（2）盖梁吊装就位前，对墩柱顶混凝土进行凿毛并清理干净表面杂物，用水湿润后铺上厚度为1cm左右的高强度砂浆，以便与预留孔新浇筑的混凝土更好的连接。（3）施工时若盖梁钢筋与预埋件有干扰，可先做截断处理，待安装就位后再焊接，与斜筋干扰时，可调整斜筋横向位置。（4）盖梁起吊时采用捆绑方式，对于钢丝绳与盖梁接触处进行必要的防护处理，防止钢丝绳损坏盖梁棱角。（5）预埋槽钢插入盖梁预留孔实施就位过程中，人工采用撬杠等工具调整盖梁纵、横轴线，符合要求后缓慢放松起吊索，将起吊索承担的重量逐步由墩柱承担，完成盖梁就位。（6）盖梁就位后，焊接连接预留孔中钢筋和钢筋与柱顶预埋槽钢，填塞预留孔与柱顶间的空隙。（7）在盖梁预留孔中浇筑高于盖梁混凝土标号的微膨胀混凝土并振捣密实，完成盖梁施工，进入下道工序。11 图1xxxx大桥盖梁与墩柱连接示意图(本图尺寸以厘米计）图2xxxx大桥盖梁吊装过程示意图(本图尺寸除注明外，其余均以厘米计）11 图3xxxx大桥盖梁吊装完成后示意图(本图尺寸除注明外，其余均以厘米计)6材料与设备6.0.1主要材料名称、规格及主要技术指标6.0.2主要机具、仪器、仪表等的名称、型号、性能、能耗及数量（见下页）表6.0.1主要材料名称、规格及主要技术指标一览表序号材料名称规格主要技术指标1水泥P.O42.5符合施工要求2中砂0.075～5mm符合施工要求3碎石5～40mm符合施工要求4水饮用水符合施工要求5电焊条E40符合施工要求11 6.0.2主要机具、仪器、仪表等的名称、型号、性能、能耗及数量一览表序号机具、仪器、仪表名称型号性能能耗数量1混凝土运输车良好2辆2混凝土拌和站50m3/h良好1座3发电机75KW良好1台4装载机3m3良好1辆5直流弧电焊机良好2台6抽水泵良好1台7盖梁模板2套8插入式振捣棒4组9吊装设备1套10千斤绳若干11载人吊篮2个12对讲机4个7质量控制7.0.1质量控制标准及规范:《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）;《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000);《公路工程岩石试验规程》(JTGE41-2005);《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1-2004);《公路工程集料试验规程》(JTGE42-2005)。7.0.2钢筋的质量控制所有钢筋进场必须有出厂合格证，并进行外观检查；钢筋以同炉号不超过60T为一个取样单位，经检验合格后方可使用，其机械性能分别按GB13013、GB1499和GB/T5224执行。进场时按规定进行外观检查、硬度检验，经检验合格后方可使用。7.0.3混凝土质量控制混凝土到现场后，必须进行坍落度试验，符合要求后方可浇筑，混凝土严格按程序分层浇筑，并且要连续浇筑，11 一次完成；振捣手明确分工，按操作规程进行，确保振捣均匀、密实，不漏振也不过振；混凝土初凝后用养生布覆盖，终凝后再洒水养护，洒水频率以混凝土表面经常处于湿润状态为准，连续养护7d。7.0.4盖梁安装质量控制盖梁就位时，要严格控制好纵、横向的轴线偏位和盖梁顶面高程，具体项目见下页表。盖梁安装实测项目检查表项次检查项目规定值或允许偏差（mm）检查方法和频率权值1△轴线偏位5全站仪：每梁检查纵、横两点32倾斜度（%）1.2吊垂线：每梁检查2处23梁顶面纵向高程＋8，－5全站仪：每梁检查2点28安全措施认真贯彻执行“安全生产，预防为主”的方针，严格按操作规程、施工工艺、施工方案进行施工，建立健全各级安全体系，消除不安全因素，坚持作好安全生产的三级教育。8.0.1现场设置盖梁安装场地警界线，非施工人员严禁入内。高空作业悬挂安全警示标志牌。8.0.2每片盖梁安装结束，即时清理现场、机具，准备下一个工作循环。8.0.3高空作业人员应佩带安全帽和安全绳，不得向下乱抛东西以免伤人。缆索吊装人员必须持证上岗，配带安全帽、安全带及安全绳，并安排专人负责施工安全。8.0.4对进场工人在开工前进行安全教育，严把各工种工人进场关，严禁带病和素质低下的工人进场。8.0.5在整个施工过程中，施工区内设立施工警示牌，白天挂警示旗，晚间挂警示灯。施工人员和机械应注意安全，严禁违章指挥，违规操作。8.0.6缆索吊装设备必须由相关单位进行鉴定并出具其合格证书，操作人员必须熟悉和熟练操作起重设备作业，每次吊装前详细检查各紧固件联接是否可靠，开机前进行空载，试运转无异常才可正式工作。专职安全员必须在场，负责安全协调。8.0.7加强机械设备管理，确保安全。对机械设备的使用和维修人员进行岗位培训，熟悉机械设备性能，掌握机械设备的作用和维护性能，杜绝重大机损、机械伤人事故的发生。11 8.0.8定期检查各种吊索、吊具，发现问题立即报告并处理。吊装时注意吊索、吊具的布置、使用要安全可靠。8.0.9现场所使用的各种机具设备、电器设备要有专人管理、专人操作；现场吊运施工时，设专人指挥，所有操作人员必须接受指挥人员的指挥。严禁违章指挥、违章施工。9环保措施在施工过程中，按照国家和地方的相关法规和行业要求，采取措施控制施工现场的粉尘、废水、废气、固体废弃物及噪音、振动等对环境的污染和危害，同时要防止水土流失，保护和改善施工环境，保证施工人员身体健康，消除外部干扰，保证施工顺利进行。9.1环境保护目标环境保护目标是：“两不破坏”——不破坏景观，不破坏生态；“三不污染”——不造成水质污染，不造成空气污染，不造成噪音污染；“一无”——无当地环保部门投诉事件。9.2管理措施9.2.1环境保护管理机构建立环境保护管理机构，定期进行环保检查，明确施工人员各自的环保责任，建立健全环境保护奖惩制度，把环境保护同经济利益挂钩。9.2.2环境保护教育将环境保护管理方针、管理体系的有关要求、环境知识通过各种形式传达到每一个施工人员，增强环保意识。9.3技术措施9.3.1在运输和贮存施工材料时，采取覆盖、仓贮等措施，防止材料漏失，生活、生产垃圾集中堆放、处理；9.3.2施工中产生的污水和废水，集中处理，不能随意排放；9.3.3施工期间修建足够断面的临时排水设施，不形成淤积和冲刷。做到工完、料尽、场地清。11 10资源节约利用现有缆索设备进行吊装，节约了施工辅助材料，减少高空作业及劳动强度，降低了施工成本。11效益分析大跨径、高墩（柱）桥梁盖梁预制吊装施工，就地利用现有无支架缆索吊装系统，减少了空中施工作业量，有效降低了施工过程中的安全风险，对于跨径200米、墩（柱）高度40米左右的桥梁，盖梁预制吊装施工可以缩短工期1-2个月，节约成本20-30万元。施工中严格“按操作规程、按规范施工”，施工组织科学，工序衔接有序，施工过程未发生安全责任事故。同时降低了管理费、人工费、机械费等成本，经济效益显著。采取有效控制施工现场的粉尘、废水、废气、固体废弃物等措施，防止了因现浇混凝土而造成的对河流的污染，节约了社会资源，利于环保，环境效益和社会效益显著。积累了在高墩位盖梁预制吊装方面的施工经验。12工程应用实例12.0.1工程名称：xxxx大桥12.0.2工程地点：甘肃省XX回族自治州XX县XX库区XX渡口上游1KM处12.0.32006年8月开工，2009年9月19日底交工通车12.0.3工程造价：3293万元。12.0.4工程概况：桥梁结构为主跨180m的上承式钢管混凝土无铰拱桥，净矢跨比采用1/5，拱圈采用截面高度相等的悬链线，拱轴系数m=1.543，起拱线标高1741.826米。跨径组合为：20m简支梁+净跨180m拱+20m简支梁，全长248.06m。技术标准：公路等级二级，双车道，桥面宽12m，两侧设防撞墙，设计荷载：公路-I级。该桥拱圈截面由哑铃形桁式双肋组成；拱脚段将腹杆改成缀板，内填充微膨胀混凝土形成实腹段。每肋由4根直径φ700，壁厚12mm的16Mnq钢组成，内灌C50微膨胀混凝土作为弦杆；上弦和下弦横向两根钢管之间用缀板连接，内灌C50微膨胀混凝土。拱上结构采用梁柱式，最大凌空高度达60m，，盖梁重70吨，共15片。桥面板为13米预应力混凝土空心板，拱脚处跨度16米，两则各设一孔20米预应力混凝土空心板梁与路基相接；普通重力式拱座；U型桥台，明挖扩大基础。11 12.0.5施工过程简介在盖梁预制前，通过对各立柱顶面高程的反复测量，根据立柱顶高程误差确定盖梁预制高度。预制时，严格控制盖梁的结构尺寸，特别要精确控制预留孔的位置和尺寸，以便吊装时能准确就位。盖梁吊装前必须对吊装设备进行全面检查，并对吊装施工按规范要求进行受力分析计算，确保吊装施工满足要求。就地利用现有吊装设备，拱上盖梁吊装两岸对称进行。吊装就位后，测量调整纵、横向轴线偏位符合要求，将盖梁钢筋与预埋件进行焊接连接，然后在预留孔中浇筑高于盖梁混凝土标号的微膨胀混凝土并振捣密实，完成盖梁吊装。吊装就位后，，完成盖梁预制吊装施工。11'