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导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇桥梁施工工艺流程,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。
[中图分类号] P258 [文献码] C [文章编号] 1000-405X(2013)-1-146-2
1 跨河水准的基本原理
当水准测量必须跨越江河进行观测时,其视线长度要比一般情况长得多(几百米甚至一公里以上),这样就会产生误差:由于前、后视线不能相等,产生仪器角误差;由于跨越障碍的视线大大加长,大气垂直折光影响必然增大;由于视线长度的增大,水准标尺上的分划线,在望远镜中观察就显得非常细小,甚至无法辨认,因而也就难以照准和无法读数。
针对上述三个误差问题,我们可以采取如下措施:
第一个问题可以通过适当安排测站和立尺点来解决。如图1所示,水准路线由北向南推进,必需跨过一条河流。此时可在河的两岸选定立尺b1,b2和测站和测站Ⅰ1,Ⅰ2。Ⅰ1,Ⅰ2同时又是立尺点。选点时使b1 Ⅰ1与b2 Ⅰ2相等。
观测时,仪器先在Ⅰ1处后视b1,在水准标尺上读数为B1, 再前视Ⅰ2 (此时Ⅰ2点上竖立水准标尺),在水准标尺上读数为A1。设水准仪具有某一定值的角误差,其值为正,由此对读数B1的误差影响为1,对于读数A1的误差影响2,则由Ⅰ1站所得观测结果,可按下式计算b2相对于b1的正确高差。
h′b1b2=( B1-1)-( A1- 2 )+ hⅠ1b2
将水准仪迁至对岸Ⅰ2处,原在Ⅰ2处的水准标尺迁至Ⅰ1作后视尺,原在b1的水准标尺迁至b2作前视尺。在Ⅰ2观测得后视水准标尺读数为B2,其中角的误差影响为2,前视水准尺读数为A2,其中角的误差影响为1,则由Ⅰ2站所得观测结果,可按下式计算b2相对于b1的正确高差。
h″ b1b2= hb1I1+(B2-2)-(A2-1)
取Ⅰ1,Ⅰ2测站所得高差的平均值,即
hb1b2=1/2( h′b1b2+ h″b1b2)=1/2{(B1-A1)+(B2-A2)+(hb1I1+h I2b2)}
由此可知,由于在两个测站上观测时,远近视距是相等的,所以由于仪器角误差对水准标尺上读数的影响,在平均高差中得到抵消,这就解决了第一个问题。
事实上,按上述方式解决问题是有条件的,因为仪器的角并不是不变的固定值。只有当跨越的视距较短(小于500m)、渡河比较方便,可以在较短时间内完成观测工作时,上述布点方式才是可行的。另外,为了保证跨越两岸的视线在Ⅰ1Ⅰ2在相对方向上具有相同的折光影响,因此,对Ⅰ1和Ⅰ2的点位选择,应特别注意,这主要是为了解决由于折光影响的问题。
为了更好地消除仪器角的误差影响和折光影响,最好用两架同型号的仪器在两岸同时进行观测,两岸的立尺点和仪器观测站应布置成平行四边形、等腰梯形所示的两种形式。布置时尽量使b1Ⅰ1=b2Ⅰ2,Ⅰ1b2=Ⅰ2b1。
实践表明,当采取上述措施后,第二个问题可以得到较好的解决。为了反映出实际布点情况以及观测时的具体条件,应在跨河水准测量记录手簿中绘出跨河场地的布置示意图,并在记录表格中填写观测条件。至于长视线照准水准标尺上的分划线和在水准标尺上读数的问题,要采用特制觇牌,再根据跨越障碍的宽度采用可行的方法来解决。
2 工程概况
柳州市维义大桥位于柳州市北外环路上,是北外环路上跨柳江的重要通道,桥梁设计2090米,造型为钢拱结构,总投资6亿元。为了建立该桥施工首级高程控制,需实施跨河水准,传递高差。此段江面约宽700米,北岸为丘陵地,施测时已挖土,南岸为一片菜地,视线开阔。根据考察实地后和综合分析,项目组选用经纬仪倾角法实施跨河水准。
3 跨河水准测量
3.1 跨河地点的选定
根据跨河水准测量特点,为保证精度要求,跨河地点的选择及其布设应尽可能完善以减弱各种误差的影响。要满足以下要求:
(1)选于测线附近,利于布设工作场地与观测的较窄河段处;
(2)跨河视线不得通过草丛及干丘、沙滩的上方;
(3) 两岸仪器视线距水面的高度应接近相等,不低于4 (S 为跨河视线长度千米数),跨河视线约0.7km,所以视线高度应不低于3.3m。由于所选河段河岸地势高,足以保证视线高度,否则,须埋设牢固的标尺桩,并建造稳固的观测台或标架;
(4)两岸由仪器至水边的一段河岸,其距离应近于相等;
(5)过河视线方向,宜避免正对日照方向。
跨河地点应尽量选择在路线附近河道的最狭窄处,为了减弱折光差的影响,要求两岸地形尽量相似,高差要小。所选河段河岸地势要高,要足以保证视线高度,视线离开水面要有足够的高度,一般不应小于2~3m,还应避免从草丛和河滩的上方通过。
3.2 场地布设
根据现场及仪器情况,在跨河两岸设置的仪器站和标尺点应构成对称的图形,我们选择如图2所示的平行四边形布设。布设方法,使用全站仪和棱镜及皮尺配合,先在北岸(如Ⅰ1 b1)用皮尺放好Ⅰ1 b1长度,一般要求10左右,根据实地此次量取8.68米,然后可在b1上摆全站仪观测Ⅰ2 ,全站仪垂直角设置在水平视线上,实现两岸基本同高的要求,此时Ⅰ2可打木桩选定,b1Ⅰ2长度675.54米,再把全站仪移至Ⅰ1 上摆站,对岸可用皮尺一段放在Ⅰ2上,另一端设置为8.68米,与Ⅰ1 b1同长度,棱镜放在另一端上以Ⅰ2为圆心前后移动,使全站仪测得的Ⅰ1 b2与 b1Ⅰ2长度相同,同时注意高度基本一致,就实现了两岸视线长度基本相同的要求。最好用两台仪器在两岸同时对向观测。这样布设和观测的目的在于:使各种误差对两岸观测结果的影响大小接近,符号相反,以便在两岸观测结果的平均值中得到较好的消除。
3.3 仪器检定
要根据规范,对水准标尺进行水准标尺名义米长的测定、水准标尺分米分划误差的测定、对全站仪进行垂直度盘测微器行差的测定、一测回垂直角观测中误差测定。用于跨河水准的仪器要按照一般水准测量规定的项目进行检查外,还要根据跨河水准测量的特性进行有关的检查,如检查与校正i角等。
3.4 觇板制作
由于跨河视距过长而难于清晰精确照准标尺分划线,因而需特制一块专门供照准读数的觇板,本项目采用有机玻璃制造,涂成白色,侧边装有专用夹子,可沿标尺滑动,并能可靠的固定在标尺的任何位置,觇板中央开一小窗,小窗中央设一水平标志线,标志线的宽度d视跨河视线长度S而定。
3.5 观测中应注意事项
(1)跨河水准观测宜在风力不大,气温变化较小的阴天进行,当雨后初晴和大气折射变化较大时,均不宜观测;
(2)观测开始前30min,应先将经纬仪置于露天阴影下,使仪器与外界气温趋于一致。观测时应遮蔽阳光;
(3)根据柳州春天的天气情况,我们选择早上9点-12点,下午选择在3点至6点两个时段观测;
(4)水准尺应用尺架撑稳,并经常注意使水准器的气泡居中。
3.6 测回数及限差
三等跨河水准测量的观测测回数、限差规定按照下表执行:
3.7 观测方法
3.7.1 观测近标尺
首先在经纬仪盘左的位置,照准近标尺的基本分划线,读取最近水平视线的标尺厘米分划数α,再使水平丝分别照准该分划线的上、下边缘各二次;再纵转望远镜以盘右位置,同样照准该分划线的上、下边缘各二次,便完成了一组观测(近标尺只测一组)。每次照准分划线边缘后,应先使垂直度盘指标气泡精密符合,再用光学测微器进行垂直度盘读数。盘左或盘右同一边缘两次照准读数差,应不大于3″。
近标尺读数b由式(3-1)计算:b=α- .d
式中:α----照准水准标尺上水平视线的标尺厘米分划数;
----分划线a的倾角,(″);
d----经纬仪至标尺点的水平距离(用皮尺量取);
ρ----206265。
3.7.2 观测远标尺
盘左位置用水平丝依次照准下、上标志线各四次,每次照准均应同时使垂直度盘指标气泡精密符合后,再用光学测微器进行垂直度盘读数,同一标志线四次照准读数之差不得大于3″。纵转望远镜以盘右位置,按相反次序照准上、下标志线各四次并如前读数。以上操作组成一组观测。依同法进行其他各组的观测。各组算出上、下标志线倾角α和 β,α或β其组间互差不应大于4″。
上述3.7.2和3.7.2两项操作组成一岸仪器观测的半测回,两岸仪器同时对测各半测回,组成一个测回。
两个测回连续观测时,测回间应间歇15分钟左右。
每测回观测前,应仔细检查觇板的指标线是否滑动,并核对指标线在标尺上的读数。观测的测回数按照上表中要求。
3.8 水准测量成果
引言
因为钢结构的造价成本、结构性能和质地强度都好的优点,使得钢结构在交通领域取得了越来越多的运用,特别是在桥梁这一块更是胜于其他,迅速地被大众所认可,钢结构桥梁正以飞快的速度在发展着,并在一定程度上取代了以往的钢筋混凝土结构桥梁。不过由于钢结构桥梁在桥梁工程的广泛应用,势必在施工工艺、施工技术和施工质量中出现这样那样的毛病和缺点,因此对钢结构桥梁施工要点的控制是保证钢结构桥梁的质量的水平的关键所在,也是钢结构桥梁在我国桥梁事业发展的巨大的推动力量。
一、钢结构桥梁的结构特点及优缺点
(1)钢结构桥梁只是桥的一种形式,即指一座桥的上部结构,主要承重部分是由钢材所制成。钢结构桥梁同桥一样,都是跨越河流、湖泊、海洋和一切障碍物的空中道路,其中大跨度桥梁多为预应力钢筋混凝土桥梁和钢结构桥梁。钢结构桥梁的结构按照沿桥纵方向由主桥组成,桥墩之间称为跨度,主桥跨越主通航孔段称为主跨,两边为边跨。用于钢结构桥梁的主要材料是钢板、型钢和高强度钢板多采用低合金钢,部件要用铸钢和优质碳素。钢梁的主要型式为肋板梁、箱梁、桁架梁和叠合梁。
(2)钢结构桥梁之所以成为大跨度桥梁的不二之选,是因为其采用高强度的材料,匀质性好,易于加工,同时也因为其构件轻、运输架设方便;其次是钢结构桥梁便于架设,这一点可在钢梁施工中对比阐述。钢结构桥梁的主要缺点是在大气作用下容易受腐蚀、易生锈、养护费用高,相比较价格昂贵了一些。
二、要点控制
2.1结构参数控制
结构参数的主要作用是施工过程控制中模拟分析的资料来源,也是影响分析结果的直接因素。结构参数控制是钢结构桥梁施工过程中必须经历的步骤。但事实上,实际操作不可避免出现误差。施工人员的任务之一就是将这个误差控制在桥梁误差允许的范围内。下面主要介绍几点施工中需要注意的结构参数:
2.1.1构件的截面尺寸这种误差会影响钢结构桥梁结构内力、导致桥身变形等后果。所以,施工控制过程中对构件截面尺寸进行动态取值和误差分析是必要的。
2.1.2材料的弹性模量材料弹性模量是影响桥身形变的直接因素,对施工中经常会碰到的超静定结构的分析结果影响会更大。所以,在施工过程中要根据施工进度作经常性的现场抽样试验,随时在控制分析中对材料弹性模量的取值进行修正。
2.1.3材料容重材料容重是影响桥身形变的主要因素,在施工过程中要根据施工进度作经常性的现场抽样试验,对其进行准确识别。
2.1.4施工荷载在所有钢结构桥梁中,均要考虑施工荷载的影响,因为其对受力与变形的影响在控制分析中不能忽略,所以一定要根据实际取值。
2.1.5预加应力预加应力是影响桥身形变的重要参数,施工控制过程中需要对其误差作出适当的估算。
2.2施工工艺控制
施工工艺控制是为施工服务的,反过来,施工工艺的好坏又直接影响控制目标的实现。施工工艺流程是施工的步骤,因而需要进行科学的规划。这里介绍钢结构桥梁施工过程的两个主要的工艺流程:人工挖孔桩工艺流程和主桥梁钢结构制作工艺流程。
2.2.1人工挖孔桩工艺流程放线定桩挖第一节桩
土方支模标高安装井盖,设置运输架等挖第二节桩
土方清理桩孔拆模,支下一节模板,重复第二节施工清土,排水,检查桩孔吊施钢筋笼浇筑混凝土。
2.2.2主桥梁钢结构制作工艺流程准备放样下料上胎架焊接预拼装除锈运输安装安装栏杆和扶手,桥面铺装等。
2.3质量控制
2.3.1做好组织与验收工作
(1)准备工作 钢结构桥梁安装工程施工组织设计重点内容有:计算钢结构构件和连接件数量;选择安装机械;确定流水程序;确定构件吊装方法;确定质量标准、安全措施;特殊施工技术。
(2)质量验收工作 钢构件的加工已实行工厂化生产,钢构件的进场质量验收就非常重要,构建进场除了按明细表核查数量,并进行外观、几何尺寸、合格证检查外,还检查以下资料:钢材材质的复试单(需原件);钢材的材质证明;构件的无损检测报告(需原件)。
2.3.2桥梁钢结构制作施工质量控制要点
(1)材料选定进场材料在加工前,对其出厂合格证、质量保证书、批号、化学成分和力学性能进行逐项验收,并按国家现行的有关标准及施工规范进行抽检试验,试验合格后方可使用。另外,用于结构焊接的焊接材料必须具有出厂合格证,并且符合国家的有关规定,而且还必须和所焊接的钢构件相适应。
(2)焊缝焊接对主要焊缝,特别是对接焊缝或设计要求的焊缝,在焊缝焊接结束后应及时进行检测。焊缝的检测方法主要有外观检查和检测仪器检验,仪器检测有超声波探伤、x射线探伤、磁粉探伤等检验方法。焊接检测实行严格的三级质量管理体系,采用了施工过程检测、施工单位自检、建设单位抽检三检严格把关,通过检测来检查焊缝质量是否达到设计要求,对于不合格的应作返工处理直至合格。
(3)桥体除锈防腐钢表面涂装时不允许表面有潮气和冷凝水;钢结构表面不允许有松软物、尘灰和油污等附着物;结露期或其它恶劣气候,不得进行涂装施工。酚醛、醇酸、油性漆不允许在气温5℃以下、相对湿度80%以上条件下施工;无机富锌、环氧沥青漆不允许在气温10℃以下、相对湿度80%以上条件下施工。钢表面清理至油漆涂装的时间间隔,室外作业时不超过4h,室内作业时不超过80%在喷涂锌、铝层时,应在钢表面清理后4h内进行,且热喷后2h内涂装头道漆或中间层两道油漆涂装的时间间隔,当前道漆膜尚未彻底干燥时不得涂装第2道,但间隔时间亦不应超过7d,时间超过时,涂层表面应用细砂纸打磨成细致毛面。在涂装作业中不管机械喷涂还是人工涂刷,涂料应具有相应的施工粘度。为此涂料中可加入适量稀释剂。稀释剂的品种及数量应与施工方式和涂料体系相适应,不能乱用,数量适量;对于已配好的涂料,不容许施工现场临时任意掺加稀释料。
2.3.3螺栓安装质量的控制钢结构工程中螺栓连接一般用高强度螺栓和普通螺栓。
(1)普通螺栓连接:安装永久螺栓前应先检查建筑物各部位的位置是否正确,精度是否满足《钢结构工程施工质量及验收规范》(GB50205-2001)的要求。永久性的普通螺栓,每个螺栓一端不得垫2个以上垫片,并不得采用大螺母代替垫圈。螺栓拧紧后外露螺纹不应少于2个螺距。螺栓孔不得用气割扩孔。
目前,我国桥梁重建轻养,加固维修技术尚不成熟、不系统,理论分析仍停留在新建桥梁的理论水平上。2004年交通部颁布的《公路桥涵养护规范》JTG H112004和2008年8月,交通部颁布的《公路桥梁加固设计规范》(JTG/T J22-2008) 和《公路桥梁加固施工技术规范》(JTG/T J23-2008),将我国桥梁的损伤评定分类和加固维修的设计和维修加固技术纳入了规范化管理。
1 桥梁维修加固原则
1.1 根据不同桥梁的结构和材料特点,在成本可控的前提下,采用不同的加固维修方法,更换或修复损坏的桥梁构件,使桥梁整体恢复到原有的设计承载能力,保证桥梁的设计使用寿命。
1.2 对一些通过加固维修不能恢复原有设计承载能力但又必须继续使用的桥梁,要确定好加固后桥梁的实际荷载等级和桥梁的剩余使用寿命。
1.3 一般情况,不宜通过桥梁加固提高原有桥梁的设计承载能力;也不宜通过桥梁加固改变桥梁的结构受力体系。
1.4 用于桥梁加固维修的材料必须通过国家权威检测机构检测认证、各项性能指标满足现行规范和设计要求。
2 桥梁加固维修的常用技术
2.1 主动加固技术
方法:施加预应力、改变结构体系等,改变结构原有的受力行为。
特点:改善桥梁恒载的内力分配,增加全桥刚度,闭合裂缝,并调整变形。
涉及因素:结构原有内力的状况、原桥的施工工艺、混凝土的强度、预应力的损失、支座型式、加固的工艺等效果:方法得当可有效的改变结构损伤状况;方法失误可加重损伤,甚至垮塌。
2.1.1 施加梁体外预应力加固
施加梁体外预应力加固可以较好的提高梁体的抗弯截面模量、减小梁体绕度、减小受拉区梁体裂缝、从而调整原结构的受力状况,提高刚度及抗裂性。由于自重增加小,减小了对墩台及基础受力状况的影响,可节省对墩台及基础的加固量。适用性:可在不限制通行的条件下进行加固施工,既可作为桥梁通过重车的临时加固手段,也可作为永久提高承载能力的措施。
施工工艺流程为:施工准备放样确定转向块、锚固块的位置钻孔、种植钢筋绑扎钢筋、预应力孔道、立模浇筑混凝土穿索、张拉、锚固梁体病害修复清理场地,竣工验收。
2.1.2 增加隔板加固
增加横隔板加固可以明显改善T型梁桥铰缝开裂病害,防止病害扩展。
优点:不影响桥下净空,对原桥景观基本无改变。
适用性:适用于因横向联系较差而降低承载力的桥梁上部结构。
增加横隔板加固只是将相对集中的荷载进行了分散,对桥梁整体承载能力并无实质性的提高。加固效果并不明显,需配合其他方法同时进行。
施工工艺流程为:搭设支架确定新增横隔板位置混凝土表面清理、凿毛探测梁体钢筋位置钻孔、植筋连接横隔板主筋、绑扎箍筋吊模灌注砼及养生预应力张拉、锚固。
2.1.3 加大桥面铺装钢筋
采用加大桥面铺装钢筋直径的方法对绞缝开裂病害进行修补,是基于原桥面铺装钢筋网设计直径过小或网格过大,或由于施工质量原因造成的绞缝开裂病害而进行的维修方法。该方法全部在桥面施工,要求中断至少半幅交通。
适用性:适用于允许中断交通的小跨径T梁或板梁桥。
优缺点:施工时桥上交通受阻,不允许中断交通的桥梁不宜采用;将增加结构自重产生的弯矩,结构的承载力提高不显著。
施工工艺流程:交通管制破碎拆除原桥面铺装层结合面处理种植钢筋铺设桥面铺装钢筋网浇筑桥面砼浇筑桥面其它铺装层和恢复完成加固施工恢复交。
2.1.4 增大截面与配筋加固
增大截面与配筋加固法一般采用在梁底面或侧面加大尺寸,增配主筋,以提高主梁截面的有效高度,从而达到提高桥梁承载能力的目的。适用性:适用于桥下净空较高,允许增加主梁高度的情况。
优缺点:加固效果比较明显,但施工工艺复杂,技术要求较高。对桥下净空限制的桥梁不适用。
施工工艺流程:施工准备混凝土表面清理钻孔种植锚筋绑扎补强层钢筋网浇筑(喷射)补强层混凝土竣工验收。
2.1.5 扩大基础加固
扩大基础加固的主要内容为增大基础的受力面积来提高桥梁基础的承载力,防止桥梁基础进一步沉降。扩大基础加固对原基础基本不影响,施工安全性较高。施工工艺流程:施工准备基础开挖原基础混凝土病害及表面处理钻孔、种植锚筋绑扎新增基础混凝土钢筋立模浇筑新增基础混凝土基坑回填、完成加固施工
2.2 被动加固技术
方法:主要是裂缝修补、粘贴碳纤维、钢板、补强普通钢筋等。
特点:不改变结构的恒载内力状况,方法灵活,可根据裂缝的位置方向随意设置。
作用:控制裂缝进一步开展,提高桥梁承载能力。
缺点:对已存在的裂缝需压浆封闭后再进行被动加固。适用范围:多适用于在恒载作用下承载力满足要求但活载作用下承载力不满足的情况,在中小桥和大桥进行加固时常采用。
2.2.1 修补裂缝
施工前应详细检查裂缝的走向、分布、缝宽及深度,数量,并进行分类、标记和记录,根据裂缝宽度,主要采取以下两种施工方法。
1)表面封闭法,其施工工艺:清理混凝土表面(打磨)涂刷裂缝修补胶。
2)自动低压灌注法(壁可法):施工工艺流程:清理混凝土表面安装注入座封闭裂缝外口灌注材料称量并拌和严格按程序注胶注浆质量检验表面清理、涂装。
2.2.2 粘帖纤维复合材料
粘贴纤维复合材料的加固方法是利用符合现行国家标准的《定向纤维增强塑料拉伸性能试验方法》(GB/T3354)中各项力学性能指标的纤维片材(或布),通过同样满足要求的粘结材料与混凝土结构结合紧密,剪力顺利传递而共同工作,提高混凝土结构的受力性能。
施工工艺流程:搭设支架砼基底处理涂底胶涂找平胶找平粘贴面粘贴纤维复合材料自检粘贴质量自然养护、表面涂装检查验收。
2.2.3 粘贴钢板加固
粘贴钢板加固作用与粘贴碳纤维布的加固作用类似。粘贴钢板施工需待混凝土缺陷修补、裂缝修补完成后进行。
施工工艺流程:钢板制作及砼表面处理砼粘贴面种植锚筋钢板配套打孔并试配配置钢板胶并涂覆与钢板、砼粘贴面贴合钢板至砼粘贴面加压锚固粘贴质量检验表面涂装。
2.3 关于部分常用加固方法的探讨
1 引言
公路桥梁是公路运输过程中重要的公路连接枢纽,对于公路交通运输具有重要的作用,在社会经济发展过程中扮演着重要角色。桩基是公路桥梁建设的基础,也是重要的承载结构,因此,其施工质量对于整体工程建设的影响重大。随着施工技术的发展,出现了多种公路桥梁桩基施工技术,旋喷桩基就是其中一种。旋喷桩基施工主要是通过高压旋喷方式进行注浆,形成桥梁基础。在软弱地基以及松散性较强的工程基础中,一般用旋喷桩基作为桥梁基础,这主要是由于在施工过程中,通过高压旋转喷射注浆可以快速、全面的将软弱基础进行加固,形成了较为坚固的桥梁施工基础,以此达到施工的目的。
2 旋喷桩基施工工艺流程及参数确定
2.1 旋喷桩基施工工艺流程分析
在旋喷桩基施工中,主要采用三管法喷射方式,这种施工方式主要是将水、气、浆液通过三个喷管同时进行旋喷,使得旋喷效果加倍。在这个过程中,高压水、气主要用于切割地基土体,将施工基础进行破碎,然后高压浆液进行灌注,使得基础施工的效果得到加强。通过三管法喷射方式进行桥梁桩基基础建设,其加固的直径最大可以达到2m左右。三管法喷射是将水泥浆与压缩空气同时喷射,除可延长喷射距离、增大切削能力外,也可促进废土的排除,减轻加固体单位体积的重量。其整体的施工工艺流程如图1所示
图1三管法进行旋喷桩施工工艺流程
2.2 旋喷桩基施工参数
在进行正式施工之前,首先要通过试桩进行桩基参数的确定。这些参数主要包括浆液配比、喷射压力、浆液量等。在施工之前一定要进行这一步骤,它对于工程施工非常重要,特别是对于软弱基础而言,必须要严格按照规定执行。一般而言,试桩的数目一定要大于3根,通过平均确定最终的参数。表1是一般旋喷桩基的施工参数。
在整个施工过程中,浆量是非常重要的参数,主要通过浆量来确定施工中所需的水泥量。浆量与单位时间的浆量喷射以及喷射的持续时间有关,其计算公式为:
3 旋喷桩基施工工艺过程
与其他桩基施工过程相似,旋喷桩基施工过程包含了准备过程等六个阶段,由于施工工艺的独特性,所以与其他桥梁桩基施工又有很大的不同。
3.1 施工准备阶段
施工准备阶段是整体施工的基础,它主要包含了三个基本阶段。首先,施工基础的平整。施工基础的平整主要是为了后期桩线放样等做好准备,这一阶段最重要的内容是调查地下管线的位置,保证施工场地以下2m内无障碍物,对于管线等无法清楚的障碍物要做好保护准备,基础平整的最终目的是要将施工场地整平夯实,保证场地的“三通一平”;其次,施工桩位的放样。桩位放样一定要准备,这是后期施工的重要保障,定位之后将桩位标记好,桩位与施工的偏差最大不超过50mm;第三,排污和制浆系统的修建。在施工过程中,由于施工量无法准确确定,一般都存在10%-20%的浆液返回到沉淀池中,然后根据条件进行无公害排放,所以要完整修建沉淀排污系统,同时,为了节省运输成本,需要在施工附近修建浆液的制备系统。
3.2 钻机就位及引孔制作过程
这一过程是注浆的最后一道准备工序,它的施工质量直接影响灌浆的质量,总共分为三个阶段。首先,钻机的就位。当整体准备工作完成之后,要及时将钻机就位,进行钻孔的施工。这个过程包含了遵纪的对准等,使的整体桩机调平、对中并且调节垂直度保证钻机的位置与桩位一致,高度误差保证在10mm之内,垂直无法不大于0.3%,进行钻孔前要调试机器保证钻机工作的正常;其次,钻孔过程。当所有的钻孔准备工作结束之后,就要进行引孔的钻进,这一过程要详细记录钻孔所需的钻杆节数,以此来保证钻孔深度;第三,注浆管就位。当引孔深度达到施工要求之后,就可以插入注浆管,在注浆管引入过程中,要及时的进行喷水,以此防止喷嘴的堵塞,同时要注意,喷水谁呀不能超过1MPa,一般将孔壁射穿。
3.3 注浆机及钻机移位过程
当喷射注浆管插入设计深度后,接通泥浆泵,然后由下向上旋喷,同时将泥浆清理排出。喷射时,先应达到预定的喷射压力、喷浆后再逐渐提升旋喷管,以防扭断旋喷管。为保证桩底端的质量,喷嘴下沉到设计深度时,在原位置旋转10秒钟左右,待孔口冒浆正常后再旋喷提升。钻杆的旋转和提升应连续进行,不得中断,钻机发生故障,应停止提升钻杆和旋转,以防断桩,并立即检修排除故障,为提高桩底端质量,在桩底部1.0m范围内应适当增加钻杆喷浆旋喷时间。在旋喷提升过程中,可根据不同的土层,调整旋喷参数。旋喷提升到设计桩顶标高时停止旋喷,提升钻头出孔口,清洗注浆泵及输送管道,然后将钻机移位。
4 结语
通过文中的分析可以看出,旋喷桩基施工过程是一个复杂的系统性工程,这一过程包含了很多内容,特别是一些细节部分,在施工过程中,正是由于这些细节的施工过程影响了施工质量,所以,在整体施工过程中一定要认真细致的对待每一个施工环节。
引言
随着我国公路建设的不断发展,对公路质量也提出了更高的要求,必须通过提高施工工艺水平和技术水平来满足这一要求。桥梁施工难度的增加以及科学技术的发展,促进了预制T梁在桥梁建设中的广泛应用。然而预制T梁在施工建设中仍存在着不少问题,例如模板施工、混凝土浇筑以及养护等一系列环节若处理不当将会导致后期出现各种质量问题,同时预制T梁施工中常常存在蜂窝、麻面以及水纹等问题,因此有必要对预制T梁施工技术在桥梁施工中的应用进行探讨研究。
1 桥梁施工中预制T梁施工工艺
1.1 预制T梁施工工艺流程
预制T梁施工工艺流程为铺设底模预留反拱度绑扎、吊装腹板钢筋拼装端模定位胶抽拔棒拼装外模绑扎、吊装顶板钢筋浇筑混凝土混凝土养护拆除端模、外模第一次张拉纵向移动预制T梁台座第二次张拉压浆封锚。
1.2 预制T梁混凝土的浇筑
对于梁体混凝土的浇筑所采取的技术措施如下:(1)为了避免裂纹和不平整,在混凝土浇筑后,对其进行第二次收浆抹面,然后再对混凝土表面进行拉毛;(2)梁体混凝土由运料小车运输到目的地,再由龙门吊吊起装有混凝土的运料小车将混凝土送入模板中;(3)混凝土采用附着式振动器为主,插入式振动棒为辅的工艺;(4)浇筑混凝土的入模温度应确保在10℃-30℃之间,而且混凝土的含气量应在3%-4%之间,模板温度应在5℃-35℃之间;(5)浇筑混凝土的方式采取斜向分段、水平分层的方法,倾斜度为30o-45o,控制纵向分段为8m,而水平分层厚度应小于30cm,浇筑两层混凝土的间隔不应大于混凝土的初凝时间。
1.3 预制T梁模板施工
预制T梁采用整体式钢模板,端模、侧模的挠度小于模板构件跨度的1/4。此外,模板面板变形也需作要求,变形应在1.5mm以下,确保模板有一定刚度,可以有效满足施工的要求;模板稳定性、刚度等均需符合要求。同时,为确保模板在特殊位置上可正常使用,准确判断预埋件的位置。预制T梁模板有着重复使用的要求,因此,这要求保证模板构件不出现任何变形;如果构件出现变形,则应控制在合理范围内。模板的施工要求是:焊疤处理干净,确保模板平整度符合施工要求。为了方便底模运输,应采用小块模板制作方式,运输到施工现场之后,进行组合拼装。模板两端各有一个底模,方便吊梁作业,固定中间的三节底模,两个底模支座高度差控制在4mm以下。
2桥梁施工中T梁的施工特点与难点
2.1梁的吊装要求较高,大多高速公路的桥梁都在交通不便,环境偏僻的地方,大型吊装机械难以进到施工现场,这就对T梁的吊装方法和吊装机械提出了更高的要求。因此在施工前,需要对T梁的各种吊装工艺包括吊机的性能、工作半径、吊装路线、吊装能力等进行分析,采用适合本工程的吊装方法。
2.2在桥梁的施工过程中,因为T梁的自重、自身的体积较大等因素,T梁的施工一般采用现场制作、安装的方法,对施工制作场地的要求也相对高,场地需要加固处理,同时在场地的选择前,要考虑T梁的安装工艺和方法等,对T梁的场地进行合理的选取和布置。当T梁的自重和体积都很大时,要充分做好前期准备工作,选择好场地并且对其加固处理。
2.3对T梁混凝土的浇筑及质量控制要求较高,在交通不方便的情况下,采用商品混凝土应该保证车辆运输的能力、调度的合理、确保混凝土浇筑的连续性。对混凝土原材料,如水泥用量、水灰比、粗骨料粒径、砂的细度模数等都需要严格控制,以保证混凝土容易进入钢筋密集区,T梁的浇筑应分层浇筑,并且控制好分层浇筑的时间。
3 桥梁施工中预制T梁施工技术要求
3.1 预制T梁静载能力试验要求
对于预制完成的T梁应对其进行验收检验,对于本工程所采用的T形后张梁存在下列情况之一应进行静载弯曲试验:(1)出现可能影响承载力和刚度的缺陷时;(2)正式生产后,材料、工艺、结构、标准有较大改变,可能影响产品性能时;(3)技术资料不全或对资料发生怀疑时;(4)正常生产情况下,对每种跨度的每批30孔各抽1片进行出厂检验时。
进行梁体静载试验的龄期,应在混凝土承受全部预应力30天后进行。试验时应具有能够满足试验要求的静载试验台一个、千斤顶5台、油泵5台、标准油压表5个、百分表6套、秒表2个、红蓝铅笔、5倍放大镜、20倍刻度放大镜等。试验加载采用5台千斤顶同步顶推来实现,试验加载程序分阶段进行预加载(第一循环)和正式加载(第二循环)。第一循环加载的最大荷载为使用状态短期荷载值,第二循环加载的最大荷载为抗裂检验荷载。加载时,两个循环加、卸载等级与持荷时间,以加载系数k表示加载等级。对静载试验的测读数据进行必要的运算、换算等,对挠度实测值按实际采用的等效荷载予以修正,采用最小二乘法拟合试验曲线,对试验结果作回归分析,并进行相关分析和方差分析。
3.2 控制预应力张拉时间
为保证混凝土预应力张拉的质量,在浇筑前,应当合理确定预应力张拉的顺序。而在确定张拉顺序之前,需对预制T梁进行孔道摩阻试验根据试验数据来指导预应力张拉顺序的制定。
3.3 混凝土的选择
采用耐久性混凝土,应严格控制混凝土的质量,并严格进行混凝土的配合比设计,保证拌和物的性能符合要求。对于配置混凝土所使用的砂子、水泥等原材料,均要检测其质量。
3.4 严格控制施工工艺
预制T梁混凝土的浇筑,是预制T梁施工质量控制的关键。所以,施工单位必须重视混凝土浇筑,科学合理确定混凝土浇筑工艺,有效提高混凝土的耐久性。做好这项工作,主要应在混凝土搅拌、振捣等方面采取切实有效的控制施工的措施。
3.5 混凝土裂缝的处理
完成预制T梁混凝土浇筑后,由于当前混K土的浇筑水平不高,加上前期模板平整度无法达到施工的要求,所以,混凝土极有可能出现裂缝,从而影响混凝土结构的整体性能。这就要求提高混凝土裂缝的处理水平,通过严格控制混凝土入模温度、加强混凝土的养护等,来控制混凝土的裂缝。
3.6 统一混凝土耐久性质量验收标准
制定严格、细致的检测标准进行混凝土耐久性的检测。根据质量标准,严格控制混凝土的入模温度,保证其符合标准的要求。工程混凝土耐久性验收标准,是要根据我国有关部门制定的、统一的验收标准来验收的。
3.7 重视后张梁孔道压浆
孔道压浆施工是预应力张拉中的一个重要环节,因此应特别注意该环节。工程一般采取的压浆工艺为真空辅助压浆工艺,在进行压浆施工时,应严格按照操作流程操作,并遵守压浆工艺要求,这样才能保证高质量地完成压浆施工,同时确保预应力管道的密实。
4 结论
在桥梁建设施工的过程中,预制 T 梁的施工技术具有重要的作用。同时,公路桥梁的T梁施工是一个极其复杂的过程,只有真正的了解T梁的施工特点和难点,熟练掌握桥梁施工中预制T梁施工工艺,并严格按照预制T梁施工技术要求来施工才能保证整个工程的施工质量与效率。相关桥梁的施工人员以及设计人员也应该积极探索预制T 梁施工的新技术、新方式,从而不断提高桥梁施工水平。
0 引言
桥面铺装层作为桥梁的“面子”工程,不仅影响着桥梁的耐久性、安全性和实用性,还影响着桥梁的美观性和舒适性等。
1 公路桥梁桥面铺装层的基本特性
公路桥梁桥面铺装层通常由水泥或沥青混凝土面层、混凝土找平层和防水层三部分组成。其中,桥面水泥或沥青混凝土面层与道路运行车辆直接接触,具有较好的耐磨性、抗滑性、变形性、防渗性、抗裂性和热稳定性等,其常采用1~2层密级配的沥青混凝土,厚度约5~8cm;混凝土找平层通过使基面保持平整便于防水层的施工,它通常采用水泥混凝土;桥面防水层对桥梁路面的抗渗性起着关键作用,它通常采用改性沥青防水材料,厚度约0.3~0.8cm,防水层材料具有较高的抗拉强度、低温抗裂性、耐高温性和不透水性等,可以适应桥梁的受力状况和外界环境温度变化的影响。
公路桥梁桥面铺装层可以减轻车辆的轮胎或者履带等对行车道桥面板的直接磨耗,通过承受和传递桥面车轮的荷载,对车辆轮重的集中荷载起分布作用[4];由于其直接承受外界雨水、阳光等自然环境因素的影响,可以使桥梁结构内部的混凝土和钢筋免受损坏和锈蚀;桥梁桥面铺装层参与主梁的受力,可以减少桥梁的挠度值,对主梁受力有一定帮助作用。若桥梁桥面铺装层设计和施工质量可靠,那么在设计使用年限内可以充分发挥其服务功能,在提供舒适安全的行车环境的同时,还可以降低公路桥梁的日常维护费用。
此外,桥面铺装要求具有抗车辙、行车舒适、抗滑、不透水、刚度好,桥面铺装重量应尽量降低(二期恒载),铺装质量应使铺装层与桥面板结合紧密;桥面铺装常采用水泥混凝土、沥青混凝土、沥青表面处治、泥结碎石等材料;桥面铺装一般不进行受力计算。
2 公路桥梁桥面铺装层的施工工艺流程
公路桥梁桥面铺装层的施工质量是保证桥梁安全运用的前提条件。为了避免铺装层施工中的桥面铺装层与行车道板粘结不牢固,沥青混凝土面层、桥面混凝土平层、桥面铺装结构层间结合以及防水层卷材接茬处等施工不规范,造成桥面铺装层产生早期破坏现象,影响桥梁的耐久性和实用性,因此,桥面铺装层的施工应严格按照施工工艺流程进行。桥面铺装层的施工工艺流程为:
2.1 施工准备
公路桥梁桥面铺装层准备进行施工时,应该做好以下施工准备工作:建立桥梁桥面铺装层施工质量管理体系,成立由监督管理人员、质量检测和施工技术负责人等组成的监督管理小组,明确相应的技术规范和标准,制定相应的施工质量目标,合理制定施工计划;并对施工人员进行技术交底,切实落实施工责任制;在施工准备阶段还应对桥面进行检查,清除桥面杂物(如油污、残浆、碎石等),将其凿毛至满足设计及规范要求后清洗桥面,同时还要对梁顶标高进行复测,确保施工数据的准确可靠。
2.2 加工和安装钢筋
对于施工所需的钢筋等原材料加强进场质量管理,所选用的钢筋应具有产品合格证书,同时外观质量也应满足要求;对于进场的钢筋还应进行抽样检验,只有经现场取样实验合格的钢筋才能使用。钢筋的加工和安装应该严格按相应的照设计图纸和施工技术规范进行。在进行桥面钢筋绑扎作业时,应避免施工人员或者机械对钢筋网的踩踏,同时还应在钢筋下方铺设一定厚度的石子混凝土垫块,垫块的标号应与铺装层相同,这样可以避免施工过程中钢筋骨架局部或整体的下绕,确保钢筋网安装位置的精确。绑扎钢筋网时,首先应做好点线的控制,钢筋网的网眼尺寸等参数应该满足有关的设计和规范,同时在施工加强对网眼尺寸的监测和控制,避免钢筋网直接粘贴在梁面上以及钢筋网的严重变形等;钢筋网进行焊接时,焊点也应满足相应的设计要求,对于不同类型的钢筋应根据运输和安装条件等采取适宜的焊接工艺,逐一将钢筋短头焊接以形成钢筋网的有效支撑,钢筋网的支撑强度应满足规范和设计要求。
2.3 制作和安装模板
模板的制作和安装应结合桥面铺装层施工工艺的特点和模板的工艺要求等进行。根据公路桥梁的实际长度以及板块的划分,在确定槽钢位置的基础上布设标高控制点,模板的高度应该和面层板的厚度相同,然后布设型钢,型钢顶高程应与设计标高一致,最后在型钢上安置振动梁,以此完成模板的安装工作。模板安装过程中要求模板间的缝隙需要严密堵塞,最大程度上减少漏浆量。对于悬吊模板的安装,在施工过程中还应考虑应经安装好的模板能否完全拆除。模板安装完成后应做好相邻模板拼接处的高差,以及模板间错位和不平整等方面的检查工作,确保模板间高差和模板内侧平整度等符合有关要求。
2.4 拌制和铺设混凝土
混凝土的拌制、运输和铺设等也应严格按照有关规定进行。为了便于施工,桥面铺装层混凝土通常在拌合站进行集中拌制。拌制混凝土的原材料应符合质量要求;可按照砂、水泥、碎石的装料顺序拌制混凝土;混凝土的搅拌时间可以根据拌合料的和易性以及搅拌机械的工作性能等合理确定,一般而言搅拌的最长时间不应超过最短时间的3倍左右。混凝土的运输通常选用专门的运输车辆,在运输过程中应采用帷布等进行覆盖,以避免混泥土运输过程中水分和温度等变化对混凝土性能产生不利影响;应合理安排混凝土的运输时间,尽量缩短运输时间;此外还应及时对混凝土运输车辆进行清洗,以减少混凝土运输中的不利影响。在铺设混凝土之前应该对桥梁梁板的顶面进行洒水,使其充分湿润;混凝土的铺设通常按跨为单位进行整体的浇筑:首先将混凝土从桥梁的一端向另外一端进行人工摊铺,摊铺要均匀且铺设厚度应略高于桥面的铺装;然后利用平板振动器或振动梁进行振捣,振捣要充分;再利用混凝土整平机或铁滚筒等机械或人工进行提浆和找平;最后利用铝合金龙骨或慢刀等搓刮成型,人工反复抹压后用特制刷扫毛,完工后及时进行覆盖养生。
2.5 切缝和养生
切缝和养生是桥面铺装施工工艺中关键的步骤。其中切缝应该注意切缝位置和切缝时间的把握。通常在墩顶每隔10~15m设置一条深约2cm左右的桥面铺装横向缩缝,横向缩缝应与防撞栏的缩缝对齐。切缝时间应准确可靠,可根据混凝土的初凝时间进行控制,避免过早或过晚切缝造成的混凝土大面积损坏或裂缝产生,切缝的施工应严格按照工艺要求进行[4],切缝完成后应采用专门的填缝料进行灌缝。桥面铺装完成后应结合施工场地的实际情况进行养生,可采用洒水和养护剂等进行养护,养护的时间应该根据水泥的特性等合理确定,通过养生可以确保桥面铺装层混凝土在一定时期内满足相应的质量和强度要求。
3 结论
由于桥梁工程在公路中的应用越来越多,而桥面铺装层的施工质量对桥梁的安全性和可靠性等起着关键作用,因此有必要对桥梁桥面铺装层的施工技术进行研究。文章结合桥梁桥面铺装层的基本特性,详细阐述了桥梁桥面铺装层的施工工艺流程,希望可以为公路桥梁桥面铺装施工质量的控制等工作提供一定的参考。
【参考文献】
[1]金仲秋,俞高明.公路工程[M].2版.北京:人民交通出版社,2010.
中图分类号:U445 文献标识号:A 文章编号:2306-1499(2013)05-(页码)-页数
一、桥梁深水墩基础影响因素分析
桥梁深水墩基础指的是修于江海床深水部位,无强硬地基的基础。近年来,随着国家经济实力的增长,在宽阔水域、外海深水环境下修建的桥梁日益增多。桥梁深水墩基础的结构形式对桥梁施工工程有重要影响作用,对工程安全、成本等各方面影响很大。要完成一项桥梁工程项目,就要对深水墩基础的一些基本特点有所了解,从而认知其影响因素。据研究,桥梁深水墩基础主要受到以下几个因素的影响:1.海洋环境产生的荷载力,它是深水、超深水基础以及跨海桥梁深水基础的设计和施工中所需考虑的重要控制条件。荷载力指因台风、巨浪、大潮引起的巨大水平力。2.水文条件,它是影响深水基础稳定性和安全度的重要条件,与地质条件有着同样重要的影响作用。3.基础类型,它是影响深水基础工程的成本、工期和品质的重要因素,需要进行全面、系统的可行性分析来选出深水基础类型。4.施工条件,包括施工组织、施工工艺方法、施工设备等。深水基础的施工由于受水深和水流自身的影响,还受到风、浪等外在影响,这就对施工条件提出了很高的要求。
二、我国桥梁深水主墩基础的发展现况
任何事物的发展都要经历一个由低级到高级、由简单到复杂的过程,我国深水桥梁基础的发展亦是如此。按时间发展大致可以表述为:普通钢筋混凝土管桩,预应力钢筋混凝土管桩,大力发展沉井和钻孔桩基础,平台式套箱围堰钻孔桩复合基础以及双承台钢管桩基础。20世纪末期以来,宽阔水域和跨江海等外海的桥梁建设逐渐增多,主要开始发展桩基为钢管桩或预应力管桩的深水高桩承台基础。综合分析,目前国内在进行江海深水基础修建主要采用桩基础和沉井两种形式,相比之下,水中沉井基础形式应用较少;而桩基础因其能将上部荷载直接传递给深部较好持力层,使得桩基承台基础应用较普遍。桩基采用打入钢管和钻孔灌注双壁钢围堰的复合桩基础形式都有较广泛应用,而双壁围堰加桩基础的复合基础形式应用最广泛。这种复合基础能形成高低桩承台结构,该项施工技术位居世界前列。
三、桥梁深水墩基础施工技术方案及流程
(一)确定方案
随着工程对设计要求的逐渐加大,选择合适的施工方案也及其重要,往往通过以下两方面的选择确定施工方案:一、结构型式的选择,主要是借助吊箱、围堰、沉井这几种深水基础进行围水施工,保证承台及下部结构的施工环境为污水状态,便于施工。二、施工工艺的选择,一般来说,围堰加钻孔承台桩基础根据围堰和承台桩基础深水结构由于施工时间的先后而导致工艺效果有区别,都是有优势,也有劣势:先围堰后钻孔可节约工期,围堰形成的平台利于钻孔的施工,但缺点是易损坏围堰接头,围堰稳定性差且度汛能力低,钻孔的护筒投入增加;而先桩基后围堰具有利用桩基提供围堰下沉辅助压力和导向的优点,但相对施工时间较长。实际施工中,应综合上述两种选择条件,以确定最为合理的可行性方案。
(二)工艺流程
通过上述第二部分的研究,我们知道桩基承台基础和沉井基础形式是两种最主要应用形式,下面我们对这两种基础的施工技术流程作简单介绍。
(一)承台钢围堰基础施工技术 工艺流程:1.钢板桩整理 钢板桩围堰构件包括主墩基础承台、封底砼、混凝土等,都需要按照设计尺寸使用。2.插打钢施工 包括导向的制作和安装以及钢板桩的插打与合拢。3.钢围囹加工安装及抽水 依次安装第一层,第二层的围囹和支撑,再抽水、安装第三层、第四层的围囹和支撑。4.水下挖泥 应在专人看护的情况下采用吸泥机进行围堰清基作业,板桩变形情况及围堰内水位差作为重要关注点,确保内外水面平衡,方便进行补水、抽水处理。5.灌注封底水下混凝土 合理设计围堰混凝土强度等级,对封底混凝土进行连续施工, 6.安装承台钢筋,抽水浇筑承台砼 利用钢管柱在桥梁横向、纵向分别搭设贝雷、贝雷梁。利用浮吊整体起吊导管来将其转移到指定位置。7.拆除钢板桩围堰 首先按与安装顺序相反的过程拆除围囹;注水至围堰最大高度,以便于钢板桩与封底混凝土分离;自下游至上游用浮吊拔桩。
(二)沉井基础施工技术 工艺流程:1.运送第一节沉井钢 需选取尺度合适的钢进行沉井操作,在船台滑道拼装并下水,浮运到桥位附近的拼装码头。2.依次拼装沉井钢 在拼装码头进行钢的拼装工作,灌注混凝土。将拼装完的钢井壳由浮运码头到墩位,再进行锚墩定位。3.插入沉井刃脚 结合插入时的水流情况,预留由位移引起的差距量,确保插入河床沉井刃脚处于稳定深度。4.填充井壁及隔墙水下混凝土 进行分区对称,填充量应保证钢井壁板承受压力在一定水头范围限度内。井壁内混凝土填充与钢井壳顶的高度差也在一定范围内,确保预埋混凝土沉井与钢筋接头。5.重复接高混凝土沉井及吸泥下沉步骤,直至刃脚到达标高,然后分孔逐个清基 首先对沉井中间两孔进行清孔并灌注封底混凝土;其次待封底混凝土强度达到一定比例后,对四角井孔进行清孔及封底;之后,分批对剩余井孔各自对称清基及灌注7. 灌注承台混凝土 降低井孔内水位, 安装承台底模及桥塔定位钢结构,最终完成承台砼灌注工作。
四、我国桥梁深水墩基础发展趋势
结合我国深水墩基础发展现况和施工工艺相关研究,施工技术为适应未来桥梁建设的需求,将向着以下重点方向发展:1.预制沉放基础施工技术,该基础在软弱覆盖层厚度较薄的条件下进行建设,优势明显,最终提高混凝土耐久性和施工质量。2.深水软土地基的处理技术,这是需要提高的重要技术,能够为预制沉放基础的建设创造必要条件。各项因子机理研究和变化规律是技术提高参考的重点。3.大型管柱基础,适用于软弱覆盖层厚度较大,已有基础技术无合适持力层的情形,有很大推广空间。4.施工勘探技术将逐渐提高,装备将更加先进。依赖于科技的不断进步。
五、结语
综合考虑桥梁深水墩基础的影响因素和发展情况,选择合理的施工技术方案,进行正确、合理的基础作业,能够保证桥梁建设的顺利进行。对深水墩基础施工技术、组织等各方面的深入研究仍将作为今后的重点方面之一。
参考文献:
中图分类号:C35文献标识码: A
1、前言
ZQM950移动模架造桥机是为了配合客运专线33.3m简支箱梁在原位现浇的施工工法而设计制造的桥梁施工设备。
本机采用桥面下支承,利用两组钢箱梁支承模板,通过模板开合、模架纵移、横移、支腿自移等功能,实现对混凝土梁原位现浇、逐孔成桥的施工工法。具有操作简单、占少、节约投资、造价相对低廉等优点。尤其适用于特殊地形环境,如:桥址两边是隧道、深山峡谷、江河或湖泊滩地、跨越交通线路等。
2、工作原理
(1)制梁:
两组钢箱梁支承模板,在模板内现场浇注混凝土箱梁。底模通过螺旋顶调整预拱度,侧模通过支撑螺杆调整线型,以保证梁型正确。本机采用桥面下支承式,混凝土梁的重量及模架的自重通过四个顶升油缸传递到墩旁托架上,再通过墩旁托架下部立柱传至承台上。
(2)脱模:
四个顶升油缸收缩,模架整体脱模落于支承台车滑道上。
(3)支腿自移:
前、中、后扁担吊挂模架及前导梁,模架自重转至桥面、墩顶上,支腿卸荷。利用垂直吊挂油缸使墩身两边的墩旁托架和支承台车脱离墩身,反钩装置钩住主梁轨道外侧,由纵移油缸步进式顶推使支腿向前方桥墩移位并安装。
(4)模架移位:
前、中扁担卸载,后扁担仍吊挂模架,松开横向联接系,模架对开成两组。后扁担走行于桥面轨道上,钢箱梁前部及前导梁落于支承台车滑道上,由纵移油缸步进式向前顶推,后扁担和两组模架一同前移至新的桥位。
3、工艺特点
采用移动模架制梁,占地少,可省去修建大型预制场及存梁场,不需重型运梁设备和大吨位起吊架梁机械,也不需要对施工场地进行硬化处理,不影响桥下交通,且省工省料,建造速度快。
4、适用范围
适用于铁路和公路桥梁的施工。墩高6m~10m左右;桥梁宽为13.4m,梁长为34.5m。
5、施工工艺流程
详见移动模架造桥机施工工艺流程图1
图1施工工艺流程
6、主要施工技术操作要点
(1)、移动模架拚装顺序
清理现场,特别是桥台、承台及临时支架处,每个临时支架承载力30吨;目测检查造桥机零部件,加注油等;安装墩旁托架并调平、安装一跨数组支架;安装支承台车(含电气、液压),调平,试动作;分段架设钢箱梁,两组梁开挡略大于底模横联长。调平,起拱40mm;将每两半底模横联连成一榀,安装于两组钢箱梁内侧;安装底模板,堆载预压获得相关参数,设预拱度;安装外侧模;安装配重及其平台;待底、腹板钢筋轧好(或吊装好)后、安装内模系统、安装顶板钢筋;安装端模;梯子平台等附件安装就绪;检查、准备试空车;拆除次序与以上步骤基本相反。
(2)、安装墩旁托架
该墩旁托架主要用来传力于桥墩承台。安装前应清除桥墩平台上泥土等杂物,并整平,必要时用钢板垫平。承台上托架支撑处必须整平并用刚性垫块,垫块面积大于支撑垫块。用钢板垫平,或先用砂浆抄平后用钢板整平实。
根据墩高要求安装托架支撑加长柱利用手动葫芦配合安装立柱及斜撑穿下部精扎螺纹钢筋并张拉紧装上横梁并调平两边托架穿上部精扎螺纹钢筋并张拉预紧对称分步张拉螺纹钢筋,对每根螺纹钢筋施加要求的预紧力,以使两部分托架与桥墩密贴,并使每根钢筋受力均匀终张拉上部精扎螺纹钢筋达到设计要求。
(3)、主梁安装
架设临时安装用支架2组(每孔间跨度11.1m),每组临时支架采用碗扣式脚手架搭设,上方满铺工字钢,支架的高度根据原地面高程和墩身高度进行现场实际进行搭设,支架顶部设置4个10t千斤顶,调平各节钢箱梁,上拱度40mm,并不允许向内旁弯,两组主梁轨道纵桥向应平行。再拧紧钢箱梁连接螺栓。
操作支承台车的油缸驱动机械,使两组主梁在纵向、横向、竖向就位。
(4)、前导梁及前扁担安装:
根据吊机吨位确定分段或整体吊装前导梁,若分段安装导梁须架设临时支架之后安装好前扁担。导梁与主梁及导梁节段间联接用M30螺栓拧紧。
(5)、模板安装:
①底模横联及底模安装:
安装横联上螺旋千斤顶,螺旋千斤顶伸出量要适当,使之能伸长能缩短。再把两片横联先连成一榀,吊机位于两根钢箱梁中间,将每榀横联装于两钢梁之间。螺栓固定后才能松钩。安装顺序为从中间向两端安装。横联两端与主梁连接用M30螺栓拧紧力矩750 N・m,两段横联联接用M30螺栓确保拧紧受力。
安装底模板。底模分段安装,随主梁一起起拱。
安装外侧模及支撑。
②内模安装:
底腹板钢筋扎好后吊装内模板。先安装小车轨道及托架,然后整体吊装内模小车,之后逐段安装并连接内模板。
③端模安装:
首先在绑扎底腹板钢筋时安装好底腹板端模,然后等顶板钢筋扎好后再安装顶板端模。单片端模分十个节段,可以自下而上逐段吊装,也可以先安装底腹板端模然后把顶板端模连接成整体吊装。
④中、后扁担的安装:
中、后扁担在制完梁,准备吊挂模架前安装到位。
(6)、造第一孔梁操作要点
①模板系统调整绑扎钢筋、布管内模安装检测、调整模板、补缝绑扎顶板钢筋浇注混凝土养生脱开端模及一至二节内模板施加预应力、压浆检测进入下一操作循环。
②移动模架拼装就位,施工首孔箱梁,此时移动模架支承在前、后主支腿上;绑扎底板、腹板钢筋、立内模、绑扎顶板钢筋、浇注混凝土。混凝土达到强度后,解除内模撑杆,张拉完毕。
③桥面铺设后辅助支腿的走行钢轨;点动前主支腿、后主支腿的承重油缸,解除机械锁紧螺母,前主支腿、后主支腿的承重油缸少量回收,依靠设备自重脱模;后辅助支腿在桥面支撑,中辅助支腿、前辅助支腿在墩顶支撑;前主支腿、后主支腿承重油缸完全回收;解除前主支腿、后主支腿的对拉高强精轧螺纹钢筋;吊挂油缸回收,将主支腿提高,安装吊挂机构;解除吊挂油缸的连接,主支腿吊挂在走道上。
④利用纵移油缸顶推前主支腿、后主支腿前进至下一桥墩就位;安装吊挂油缸,吊挂油缸回收,吊挂机构平移开;吊挂油缸伸出,主支腿支承在承台上;张拉主支腿的对拉高强精轧螺纹钢筋。
⑤解除底模桁架、底模、前辅助支腿中部的连接螺栓;后辅助支腿、后主支腿、前主支腿的横移油缸循环伸缩使两侧移动模架向外横移开启约4.5米。
⑥同时启动后主支腿上的纵移油缸,循环伸缩使模架前移一跨。
⑦模架横移合拢就位,底模桁架、底模、前辅助支腿连接;主支腿承重油缸顶升就位并机械锁定;模板调整;绑扎底腹板钢筋;内模就位;绑扎顶板钢筋;混凝土浇注。
7、移动模架的拼装和行走安全措施
移动模架的安装、走行、拆卸必须有合格证的熟练工种操作。移动模架行走过程必须严格按照操作规程进行,密切关注天气变化情况,合理组织施工,不得违章操作。
移动模架和操作平台应严格按照施工设计安装。平台四周要有防护栏杆和安全网,平台板铺不得留空隙。作业人员应戴安全帽、穿防滑鞋,水上施工穿救生衣,高空作业系安全带。上下爬梯焊结牢固,经常出入的通道应搭设顶棚。
模架安装过程中,严格按照吊装施工规范进行作业,要经常调整水平、垂直偏差,防止整体失衡。
移动模架上所装置的液压设备,电器设备,严禁他人乱动。操作平台应经常检查,是否安全牢固.移动模架进行拼装时,编写拼装工艺和安全操作细则,拼装前对各种工况进行分析并作技术交底,拼装完成后进行试压,填写试压记录,并对整个操作程序及钢结构各设备进行全面检查和验收。
移动模架首孔梁施工前编写施工工艺和安全操作细则,首孔梁施工前进行技术交底,并在以后的施工中将工艺进行完善。
1.工程概况
1.1工程简介
新建铁路石家庄至武汉客运专线(河南段)SWZQ-2标郑州黄河北引桥特大桥起讫里程DK631+222.48~DK642+805.94,桥梁全长11583.46米。钻孔灌注桩及承台基础,双线一字形桥台,圆端形实体墩和流线形圆端实体墩;梁部为(4-20m+20-24m+332-32m)双线简支箱梁和(40+64+40)m预应力连续箱梁。
其中连续箱梁跨越S310省道,梁部为单箱单室变高度、变截面箱梁,梁全长145.5m,中支点梁高6.05m,端支点及跨中梁高为3.05m;桥面板宽12.0m。桥墩最高9 m,设计采用挂篮悬浇法施工。
1.2工程地质及水文地质
本桥桥位地处黄河冲击平原,地质按其成因类型可分为人工堆积层、冲洪积层、冲积层、残积层、冰碛层,下伏上第三系上新统(N2)半岩化黏土、砂类土、碎石类土、泥岩、砂岩等,主要以粉、砂土为主。 线路经过黄河流域,沿线河流水系发达,地下水水位埋深1.5~6m。
2.工程特点
(1)工期紧,工程量大,施工技术难度较高;
(2)连续梁位置在桥梁中部,其施工进度直接制约后续架梁、桥面等工程的施工;
(3)连续梁跨越310省道,施工区域需保证正常行车,受交叉干扰较大;
(4)高铁路桥梁工程施工方案及施工方法需适应高速铁路工程本身的特点,如在砼收缩徐变控制、基础沉降控制方面需比其他工程更严格;另一方面该桥梁对外观美观要求较高。
3.挂篮施工工艺及周期
3.1挂篮施工工艺流程
0#段支架搭设、预压安装永久支座,浇注临时支座 0#段施工支架、模板拆除、墩梁固结锁定安装挂篮挂篮预压调试循环施工悬浇梁段、拆除挂篮边跨现浇段支架搭设、预压及调整边跨现浇段施工安装边跨合拢吊架及底模,临时约束锁定边跨合拢段安装钢筋、立模灌注砼、张拉、压浆安装中跨合拢吊架及底模两悬臂端箱梁临时约束锁定解除两边T构临时支座固结中跨合拢段安装钢筋、立模灌注砼、张拉、压浆拆除临时支座桥面及附属工程施工。
3.2挂篮施工周期
0#块砼浇筑完成后,每节段施工周期7~10天,长度大致在3~5m左右。
4.支架现浇施工工艺及周期
4.1支架现浇施工工艺流程
现浇箱梁支架均采用碗扣式脚手架满堂支立,模板采用竹胶板。施工时依然按悬灌节段及合拢段进行施工,先施工0号块,然后向两侧对称施工1-7号块,每一梁段拆模后,及时绑扎下一节段钢筋,浇筑砼、张拉本段预应力筋,压浆、封锚后,支立下一节段模板,重复相同工序;最后进行边、中跨合拢段施工。
为了减小梁体的伸缩摩阻力,支架先搭设0-4号块,随拆随搭设4-7号块支架,依次进行,支架拆除待该节段砼预应力张拉压浆完毕,强度达到设计强度并与支架脱离后方可进行。
具体施工方法如下:支架基础处理搭设支架、预压、调整铺设底模及侧模、绑扎、安装底板、腹板钢筋安装腹板、底板预应力筋及锚具安装芯模、绑扎顶板钢筋及顶板预应力筋砼浇筑张拉、孔道压浆循环施工全部对称梁段安装边墩永久支座,搭设支架施工边跨现浇段边跨合拢段安装钢筋、立模灌注砼、张拉、压浆(体系转化为单臂梁)支架施工中跨合拢段(体系转化为连续梁)桥面及附属工程施工。
4.2支架现浇施工周期
每节段施工周期5~9天,支架搭设每段在12~20m天左右,且不受空间限制。
5.挂篮施工转为支架现浇的比选
经与设计院反复论证并征得监理工程师和建设单位同意后,将此桥连续梁的悬灌施工变更设计后为支架现浇,变更后,连续梁预应力结构未变,只是将原施工节段长发生变化。
5.1施工进度比选分析
施工进度比选见表1。
从表1对比看出,采取支架现浇比悬浇施工可节省工期1.5个月。
5.2 经济性比选分析
经济对比分析见表2。
从表2对比看出,采取支架现浇比悬浇施工可节省费用45.4万元。
6.挂篮施工转为支架现浇的优缺点及适用性
6.1优点
(1)将梁由对称悬臂状态转换为弹性支撑状态(满堂支架支立),分段实施,逐段合拢,并未改变其受力状态。
(2)施工作业面加大,几个作业面可以同时施工,大幅度地缩短工期,减少挂篮施工工艺控制对施工进度的影响。
6.2缺点
(1)地基处理费用加大,需用大量的钢支架及模板。
(2)占用资金量大。
6.3适用性
适用于桥梁墩高不超过15米且跨越交通流量较小的道路或水量不大的季节性河流地段。
参考文献
[1]《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》(TB10002.3-2005)
中图分类号U41 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)91-0196-02
1概述
随着我省交通事业的快速发展,各级公路上交通流量均在不断增加,车辆吨位也大幅度的增长,危旧桥梁增多。我段管养的G312线k3089+300巩昌河桥,始建于1996年,是一座下穿沟壑的双曲拱桥,桥长30m,跨径1m~20m,桥宽为11+0.5×2m,下部为U型桥台,明挖扩大基础,拱上填料为煤渣。现今该桥上部主要承重构件桥板有裂缝,主拱圈裂缝严重并出现露筋已影响行车安全。桥台基础腐蚀.锥坡和地基基础均有不同程度的破损。经省局桥梁专家综合评定该桥属四类桥,需改造维修,针对实际病害实际情况,采取可行经济的有力措施。根据施工设计,我段在巩昌河桥的加固采用了粘钢技术,取得了理想的效果,提高提高结构承载能力与抗变形能力。
2粘钢加固特点
粘钢加固技术 是通过建筑结构胶,将钢板粘贴到混凝土构件表面上,从而提高结构承载能力与变形能力的一种加固方法。粘钢加固是现在运用较为广泛、成熟的一种加固方法,已有相应的规范。特点:具有抗弯、抗拉、抗剪、抗压等特点。适用范围:适用于梁、板正、负弯矩加固,梁的抗剪承载力加固,可直接提高承载力 。
3 施工工艺流程
3.1施工准备
准备机具:电焊机、等离子切割机、磁力钻、角磨机、电箱、砂轮片、钢丝刷。
辅助机具:电锤、手吹风、氧气、乙炔、搅拌器、棉丝、墨斗、墨水、线坠、水平尺、盒尺、石笔、红蓝铅笔等。
主要材料:结构胶、钢板、螺杆、胀栓、丙酮。
3.2作业条件
施工前先清理施工区域内的障碍物,清除施工面浮土及污渍。 根据图纸要求,放出粘钢位置线。 夜间施工时,应合理安排工序,防止出现质量问题,施工场地应根据需要安装照明设施,在危险地段应设置明显标志。 熟悉图纸,做好技术交底。
3.3施工工艺
工艺流程:清理杂物——放线、验线——电锤打胀栓孔——清理粘钢混凝土结构面——钢板下料、钻栓孔——钢板除锈——钢板拼装——涂胶粘钢——刷防锈漆——报验。
3.3.1障碍物清理
根据现场实际情况予以清理,总的原则是方便施工为宜。 现场质检员核查清理状态,合格后进行下一步工序。
3.3.2放线、验线
放出钢板粘钢位置线及胀栓钻孔点位线。 现场技术员(工长)复核放线无误后,方可开始施工。
3.3.3钻孔
根据施工方案要求,确定胀栓钻孔规格。 接好电锤电源,进行钻孔施工。 钻孔施工完成,检查成孔直径及深度。
3.3.4清理粘钢混凝土结构面
用角磨机打磨混凝土表面。 用吹风机将混凝土表面浮尘吹掉。 请甲方、监理、总包负责人,对打磨后的混凝土表面进行验收。
3.3.5钢板下料、钻胀栓孔
根据图纸所要求的尺寸下钢板料。(特殊情况请甲方、监理、总包负责人研究后在定);根据胀栓的分布,在钢板相应位置钻孔。
3.3.6钢板除锈
角磨机配砂轮片打磨钢板,打磨方向与受力方垂直,并用丙酮擦拭干净。 报请监理或总包验收,合格后方可进行粘钢作业。
3.3.7钢板拼装
在需要粘钢的位置将下好的钢板拼装好。 拼装好后的钢板位置与实际位置偏差不允许大于规范允许偏差。
3.3.8涂胶粘钢
严格按胶的说明书配胶,以保证粘钢质量。 用灰刀将调整好的胶液刮在钢板上(涂胶时中间高,两边低)然后粘贴于混凝土上。
3.3.9刷防锈漆
清理钢板余胶至原钢材面。 先刷一道防锈漆,待干后,再刷第二道防锈漆。 如有防火要求规定涂刷防火涂料。
3.4注意的质量问题
1)粘钢结构胶严格按照比例配制,必须搅拌均匀;
2)打胀栓孔前必须放线;
3)拼装钢板时,要将钢板紧贴混凝土表面;
4)用角磨机打磨钢板表面:要求纹理粗重且与受力方向垂直;
5)所有焊接施工应在注胶前完成;
6)竣工验收
(1)报验
全部完成后,报请监理或总包验收。然后填写隐检资料,分项/分部工程质量报验认可单,请总包负责人、监理签字。 整理所有工程必须的资料移交给总包单位,以便整个工程资料的完整性。
(2)质量标准主控项目
粘钢必须符合设计要求及加固行业施工规范。 允许偏差项目,见下表:
(3)成品保护
钢板打磨后注意保护防止再生锈。 刷防锈漆,根据设计要求是否刷防火涂料。
粘钢空鼓处理方法:
在粘钢施工过程中,空鼓面积超过规范允许范围时,按如下方法处理: 用小锤确定空鼓范围,然后用手枪钻在空鼓处钻孔,最后用注胶器补胶,直到密实为止。 粘钢加固工程应对粘钢的拉拔和剪切性能做现场检测实验。实验由施工方委托有国检测资质的单位进行现场测试,出具盖有MA章的检验报告。
4结论
通过对粘钢加固施工工艺的详细介绍可以看出,这种施工方法具有坚固耐用、施工快速工期短、简洁轻巧等特点。这次粘钢加固工期短,见效快,不会导致结构物其他构件连锁加固,针对加固目标性强,实践证明,这次粘钢维修桥梁施工是成功的,为今后施工积累了经验。