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5X70m連續剛構箱梁短線匹配法預制施工技術

  • 時間:2016-02-15 13:44:50????????瀏覽量:????????作者:...
 摘要:嘉紹跨江大橋北岸水中區引橋5X70m連續剛構箱梁采用短線匹配法預制施工。短 線匹配法預制技術的工藝流程是:在施工場地布置固定的制梁臺座和全自動液壓式模板系統→匹 配梁段定位→加工制作鋼筋骨架→澆筑混凝土。預制箱梁節段的預拱度數據是根據測量基準點和 測量塔建立的2級測量控制網得到的,通過精確調整匹配梁和模板位置使待澆筑梁段獲得設計的 外觀尺寸、高程、線形。
5X70m連續剛構箱梁短線匹配法預制施工技術
1、工程概述:
    嘉興至紹興跨江公路通道嘉紹大橋第}lIl合同段工程為北岸水中區引橋和北副航道橋的上部結構,跨徑布置為7X (5X 70 m)+(70 m+2X 120 m+70m)+5X (5X 70 m)+6X 70 m。其中:B13 ~ B48號、B52 ~B82號、B82 ~Z1號墩之間為13聯預制拼裝法施工的70 m等跨徑預應力混凝土連續剛構,合計66孔,均為上、下行分幅設置。
    70 m等跨徑預應力混凝土連續剛構箱梁采用單箱雙室斜腹板箱梁形式,梁高4. 0 m,頂板寬19. 8m,底板寬10.9 m,翼緣懸臂長3.2 m。節段箱梁長1.7一3.6 m,重69一172 t。箱梁頂面2%的橫坡采用箱梁腹板高度變化形成,箱梁底板下緣橫向保持水平。
    嘉紹跨江大橋北岸水中區引橋連續剛構箱梁按T構統計,單幅共有53個標準T構、26個邊跨,箱梁節段共計2 878節。每個T構有21塊預制節段,即0號節段1塊,1一10號節段各2塊,每聯邊跨預制段為12 ~22號梁段,中跨合龍段為11號塊,合龍段現澆。箱梁采用短線匹配法預制施工。
 
2、梁場總體布置及建設:
    箱梁節段預制場設在北岸大堤以內、北引橋B6~ B9號墩的東側,預制場長389 m、寬184 m,總占地面積約71 576 m2。場內共設短線法制梁臺座13個(其中包括1個預制非標準段制梁臺座)、鋼筋綁扎臺座14個(其中包括1個0號塊、1個22號塊鋼筋綁扎臺座)、單層整修臺座18個、雙層存梁臺座288個,共可存梁594片。
    箱梁預制場按2排布置,存梁區布置在兩邊外側,制梁區布置在中間,制梁區的正中間設置1條16 m寬的生產通道,自東向西依次排列為:5條節段梁預制生產線、材料存放場、鋼筋加工車間、2條鋼筋綁扎生產線、4條節段梁預制生產線。
    場內配備4臺20 t析架式門吊負責鋼筋加工、半成品鋼筋吊運、鋼筋骨架吊裝入臺座施工以及混凝土澆筑;2臺200 t MDGE200輪胎式運梁機負責箱梁場內倒運;1臺200 t TPBC180輪胎式運梁車運輸箱梁至提升站龍門吊機跨內。
 
3、短線匹配模板系統:
    梁場采用13套全液壓系統定型鋼模板,模板設計考慮使用的通用性及周轉的方便性。短線法箱梁節段預制的模板系統由固定端模及支架、活動端模(首節段預制)、外側模及支架、內模及移動支架、底模及底模臺車、液壓系統等幾部分組成,總體結構形式見圖1.
圖1模板系統示意
圖1模板系統示意

4、預制施工技術:
4.1、工藝流程:
    箱梁節段預制采用短線匹配法,以每2條相鄰濕接縫(即合龍段)間的梁段為1個預制循環單元,即1個T構為1個預制循環單元。
    嘉紹跨江大橋短線匹配法預制箱梁的施工方案為:在有限的施工場地內合理布置13個(套)固定的制梁臺座和全自動液壓式模板系統,通過4個測量基準點和13個測量塔建立2級測量控制網,對采集的數據進行計算分析;根據測量數據通過精確調整匹配梁和模板位置(空間轉換坐標)進行節段箱梁線形控制,使待澆筑梁段獲得設計的外觀尺寸、高程、線形等。此方案在質量工序上是流水線作業,可實現多個T構不同節段的平行作業,把現場施工轉換成工廠化、標準化場內生產作業,制梁速度快、質量易于保證,同時節約了成本、提高了工效,可實現較好的經濟效益。節段箱梁預制見圖2。
    箱梁節段預制施工的總體操作流程如下:
圖2節段箱梁預制
圖2節段箱梁預制
    (1) 清理臺座一立模一吊裝鋼筋骨架一澆筑墩頂0號節段。
    (2)拆除0號節段模板(側模及內模),將0號節段移出作匹配梁,編號、調位,立模、吊裝鋼筋骨架、澆筑下一節段((1號節段)混凝土。
    (3)拆除1號節段模板,將0號節段與1號節段分離。將0號節段移出至適當的位置進行存梁、養護,待0號節段作匹配梁時再次調用,對1號節段編號。
    (4)將1號節段移至匹配梁位置并通過底模臺車調整空間位置,安裝調整2號節段的模板系統及鋼筋骨架,澆筑2號節段混凝土。
    (5)重復步驟(3), (4),完成半個T構懸臂節段的預制。
    (6)將0號節段起吊并移至另一臺座(或等半個T構的懸臂節段完成后就在此臺座匹配)匹配梁的位置,使其另一端作匹配面,調整其三維空間位置,立模、吊裝鋼筋骨架、澆筑下一節段((1號節段)混凝土。
    (7)重復步驟(3), (4),完成另半個T構懸臂節段的預制。
    (8)按以上程序完成所有T構的節段預制(包括每聯邊跨非T構的節段預制)。
4.2、總體預制順序:
    節段總體預制按照箱梁施工前場安裝順序計劃進行,并根據實際施工中每臺架橋機的實際安裝進度合理分配模板數量。保證先預制的梁段先安裝、后預制的梁段后安裝。
4.3、主要工序施工方法:
4.3.1、模板安裝:
    模板安裝順序為:底模臺車軌道安裝一固定端模及支架安裝一側模及支架安裝一底模及臺車安裝一內模及滑梁安裝。
    在模板系統中,固定端模的精度要求最高,通過以下3項內容控制實現。①中線控制。在固定端模上、下各設1個軸線控制點,測量時,要求這2個控制點與兩測量塔間的測量基線重合。②垂直度控制。測量上、下2個中線控制點至測量基點(測量儀器架設點)的水平距離,并調整使其距離相等,確保豎向中軸線垂直(水平距離相等)。測量對稱設置在固定端模翼緣板兩側的標高兼平面位置控制點至測量基點的距離并調整使其相等,確保固定端模與待澆梁段中軸線成90°。③水平度控制。測量對稱設置在固定端模翼緣板兩側的2個標高兼平面位置控制點的相對標高,控制固定端模頂面水平度。
    在每次測量定位時要對固定端模進行校核。如超出允許的誤差范圍,則必須對固定端模進行重新定位。
4.3.2、匹配梁調整及定位:
    匹配梁段為待澆梁段相鄰的上一已澆筑節段,其作為待澆梁段另一側的端模,新澆梁段在達到一定的強度后,脫開側模,通過卷揚機牽引和底模臺車的頂升動作相互配合脫離固定端模,移至匹配位置進行定位(圖3)。
圖3匹配梁定位
圖3匹配梁定位
4.3.3、鋼筋工程:
    (1)鋼筋的加工制作。使用前將鋼筋表面油漬、漆皮、鱗銹等清除干凈。鋼筋要平直、無局部彎折現象。①箱梁節段鋼筋采取先在鋼筋胎模內綁扎成型、再整體吊裝入模的方式進行。鋼筋在專用加工場制作成半成品,編號后分類堆存。鋼筋綁扎在固定的裝配架上進行。箱梁節段鋼筋綁扎的順序為:底板鋼筋綁扎一腹板及橫隔板鋼筋綁扎(預埋)一頂板(含翼板)鋼筋綁扎。鋼筋綁扎時,實行在臺座上定點放樣綁扎,鋼筋骨架的幾何尺寸、鋼筋型號、數量、規格、等級、間距、搭接長度及鋼筋接頭位置的布置均要滿足設計及規范要求。加工制作好的鋼筋在胎架上組拼安裝成梁體鋼筋骨架,并在骨架上進行梁體預應力管道等預埋件的安裝。②在鋼筋綁扎的同時,進行所有預埋管件的埋設。③鋼筋保護層墊塊使用梅花形墊塊。安裝時,墊塊按梅花形布置,間距不超過1 m,底板與腹板交接處適當加密。
    (2)鋼筋骨架的整體吊裝。通過測量控制鋼筋骨架整體吊放入模(圖4)位置,并在頂板鋼筋上準確測量放樣固定梁體線形測量控制點預埋件。吊裝時,保護好各種預埋管件不受損傷。入模時,檢查各預應力管道的堵頭塑料塞有無松動或掉落。
4.3.4、混凝土工程:
    (1)混凝土配合比的要求。箱梁為C55高強混
圖4鋼筋骨架整體吊裝入模
圖4鋼筋骨架整體吊裝入模
凝土,采用低堿水泥進行拌制。其主要技術、性能參數為:緩凝時間不小于6h;坍落度為(16士2) cm;1.5 d強度達到50%以上,3d強度達到設計強度75%以上,28 d強度不小于設計值;混凝土應均勻、顏色一致,具有良好的和易性,無泌水、離析等現象。
    (2混凝土澆筑?;炷吝\輸車運輸至前場,經卸料到料斗內后,由20 t龍門吊吊料斗入模。箱梁混凝土的澆筑順序為:底板一腹板>7頁板(含翼板)。
    (3混凝土養護?;炷翝仓瓿沙跄髴皶r對箱梁頂板、底板進行覆蓋灑水養護,拆模后對內箱及外側噴灑養護液進行養護,由于在匹配梁吊離制梁臺座前未達到養護時間,為了保證箱梁預制周期,在匹配梁吊離制梁臺座前對頂板和底板噴灑養護液,以確保達到養護時間、保證混凝土強度。
    (4)模板拆除。箱梁混凝土達到50%脫模強度后開始拆除模板,拆除順序為:內模拆除一外側模拆除一匹配梁段移開一新澆梁段移到匹配梁位置。
4.3.5、非標準節段預制:
    非標準節段主要指不能利用標準內模一次性預制的節段(如G類及設有轉向塊的梁段),非標準節段均需2次澆筑才能完成。
    第1次澆筑時,底模、固定端模及側模的安裝、定位與標準節段的方法相同。內模系統則有所不同,標準節段的內模系統由鋼模板、液壓裝置、頂撐桿、滑梁及臺車組成;而G類梁段的內模由部分鋼模板、頂撐桿及收口網模板組成,橫隔墻范圍以外的內模用鋼模板,并用頂撐桿支承,橫隔墻范圍內的腹板內側模板用收口網模板,并用腳手管支承,腳手管水平方向按30 cm間距布置,豎向按60 cm間距設置。橫隔墻鋼筋穿過收口網模板進行預留(便于2次澆筑混凝土鋼筋接長),混凝土澆筑順序與標準節段澆筑順序一樣。
    第2次澆筑是在箱梁節段墩頂安裝定位后進行(第1次澆筑好的混凝土作為第2次澆筑的外模),接長橫隔墻鋼筋,完成二次鋼筋綁扎,安裝二次模板,澆筑二次混凝土。
    對于設有轉向塊的梁段,通過采用滾軋直螺紋接頭并利用標準內模系統澆筑的方法進行預制。將轉向塊預埋鋼筋的接頭處制作成滾軋直螺紋接頭,并安裝滾軋直螺紋套筒,套筒端面配帶塑料螺桿。模板安裝時,套筒端面塑料螺桿頂在內模上,保證模板拆除后套筒端面外露。拆除模板后,用螺絲刀擰下塑料螺桿,接長轉向塊鋼筋,安裝轉向器并支模澆筑轉向塊混凝土。
 
5、預制階段測量控制技術:
    箱梁節段預制階段測量控制主要內容是箱梁模板精度控制和匹配梁段精確定位,測量精度控制也是確保線形符合設計要求的必要條件。在預制之前,需要準確計算拼裝階段橋梁變形情況,為工程測量控制程序提供預拱度數據。
    工程測量控制程序是通過預制單元現場坐標與預制單元空間坐標的相互轉換,將幾何尺寸誤差控制在一定的范圍,并在隨后的梁段預制過程中進行調整。
5.1、模板精度控制:
    模板精度控制主要體現在固定端模的精度控制。固定端模模面須保持豎向垂直并與預制單元中線成90°,且上緣保持水平。端模標高應通過靠近腹板處的兩測量控制點進行檢查。水平誤差和中線垂直度誤差必須控制在2 mm之內。固定端模上共設4個控制點,即2個軸線控制點、2個水平標高兼平面位置控制點。軸線控制點位于固定端模板的頂面和內腔底面正中,通過儀器觀察兩點是否與基線重合以及兩點到基點的水平距離是否相等,可以控制固定端模豎向垂直度并使其中線居中,通過測量對稱設置在腹板位置處的2個水平標高點兼平面位置控制點到基點的距離以及相對標高,可控制固定端模整個模面與待澆梁段的中軸線垂直并使其頂面水平。
    對于等高箱梁,底模須水平安置并與固定端模下緣良好閉合。底模中線必須在水平及豎向與固定端模面成90。檢查外側模和固定端模閉合是否良好。
5.2、匹配梁段定位:
    短線匹配法施工是1個循環過程,以即將新澆筑1個梁段為起點(前一階段的匹配梁段已經定位,且其精度符合要求)說明匹配梁段定位全過程。
    匹配梁段的定位主要通過6個控制測點來實現,測點布置見圖5.
    在梁段頂面上,沿節段中心線設置2個測點(F H , BH)來控制平面位置,用沿腹板設置的4個測點(FL,FR,BL,BR)來控制標高。所有控制測點在新澆筑梁段混凝土凝結前安放在梁段頂板上。預埋測點由鍍鋅十字頭螺栓和U形圓鋼組成。這些預埋件并不要求位置絕對正確,只是相對位置的參考。
    新澆筑混凝土梁段在凝固后、移動前的測量數據與匹配梁段位置數據作為新澆筑梁段在匹配梁段
圖5測點布置示意
 
圖5測點布置示意
位置的原始數據,由此計算新澆筑梁段作為匹配梁段的目標位置數據。其計算原理為空間幾何變位,同時要求考慮誤差調整和補償。
    將原來的匹配梁段吊運、存放后,此新澆筑梁段成為下一個待澆筑梁段的匹配梁段。
    新匹配梁段初步定位是通過卷揚機和底模臺車來完成的。啟動St卷揚機,通過導向滑車和設置于底模臺座端面上的動滑車牽引底模臺車做縱向較長距離的移動,使梁段行至目標位置的大致范圍。此時梁段的平面位置主要是通過鋼卷尺丈量匹配梁匹配端至固定端模的距離來實現。
    匹配梁段精確定位是通過測量儀器觀察梁段頂面上的6個控制點,并通過10 t手拉葫蘆和底模臺車上的油壓千斤頂進行調整。手拉葫蘆主要是精確控制其縱向距離的微調,油壓千斤頂主要是精確調整梁段標高和軸線偏角。整個調整過程由專人統一指揮,每一步調整操作均要求緩慢、細致。
    新的梁段澆筑完畢后,埋設測試點,隨即進行下一階段的測量工作。測量人員對兩節梁段的控制點均進行2組獨立的測量,取平均值。同時對匹配梁段所達到的精度進行驗證判斷,對超出精度要求范圍的重新調整定位(新澆筑梁段報廢,再次澆筑該梁段);對符合精度要求但偏差值較大的,在下一節梁段或多節梁段定位時進行調整(偏差值過大時,可能無法一次調整到位)。
 
6、結語:
    嘉紹跨江大橋北岸水中區引橋工程5 X 70 m連續剛構箱梁采用短線匹配法預制施工,實現了把大規?,F場作業轉換成工廠化、標準化場內流水作業,箱梁預制速度快、質量可控性強,同時提高了工效、節約了成本。

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