第一节主塔施工专项方案一、编制说明与依据索塔是斜拉桥的一个重要组成部分,同时又是斜拉桥的主要受力构件,除自重引起的轴力外,还有水平荷载以及通过拉索传递给塔的竖向荷载(活载)和水平荷载。
索塔施工在斜拉桥施工中有着很重要的地位,从造价方面看,索塔占总造价的20%左右;从建设工期看,索塔施工约占总工期的1/3。
鉴于索塔施工的重要性,项目技术组认真广泛收集有关资料、认真领会设计意图、熟悉暂有的合同条款和技术规范的基础上,依据前期《实施性施工组织设计》以及《主塔初步施工方案》评审与研讨时专家提出的意见与建议开展编制工作。
本方案主要参照以下几项资料进行编制:1、《温州市永嘉县瓯北大桥工程桥梁工程施工图》;2、《公路桥涵施工技术规范(JTG/T F50-2011)》;3、《城市桥梁工程施工与质量验收规范(CJJ2-2008)》;4、《温州市永嘉县瓯北大桥实施性施工组织设计》;5、《斜拉桥建造技术(人民交通出版社)》;6、《新编桥梁施工工程师手册(人民交通出版社)》;7、《路桥施工计算手册(人民交通出版社)》;8、《大体积混凝土施工规范实施指南(中国建筑工业出版社)》;9、《大体积混凝土温度应力与温度控制(中国水利水电出版社)》;10、《桥梁施工常用数据手册(人民交通出版社)》;11、《现代大型斜拉桥塔梁施工测控技术(科学出版社)》。
二、工程概况2.1概述瓯北大桥主桥为独塔双索面叠合梁斜拉桥,其跨径组成为150m+125m=275m。
索塔为钢筋砼钻石型索塔,包括上塔柱、下塔柱和下横梁,砼强度等级为C55。
塔座与首节塔柱一起浇注,塔座采用C55聚丙烯纤维混凝土。
主塔构造如图2.1.1所示。
图2.1.1 主塔构造总图2.1.1塔柱索塔总高100.7m(含塔座),其中上塔柱高81.5m,下塔柱高18.2m;上塔柱横桥向内外侧面的斜率为 1/4.915,下塔柱外侧面的斜率为1/4.387,内侧面斜率为1/3.642。
索塔在桥面以上高度为75.504m,高跨比0.27456,塔底左右塔柱中心间距25.015m。
塔柱采用空心箱形断面,单箱单室。
下塔柱塔底截面尺寸为4.93*7.914m(横桥向*顺桥向),上塔柱标准截面尺寸为 4.0*6.0m(横桥向*顺桥向),横桥向壁厚0.7m,顺桥向壁厚1.0m(锚固区);为增加索塔景观效果,塔顶设斜向上的塔冠,塔冠高度1.00m。
2.1.2横梁上下塔柱连接处设有下横梁,顶部标高24.5m,梁高为4.0m横梁中部设有横隔板;横梁采用箱形断面,横梁宽度为6.0m,顶,底板和腹板厚度均为0.70m。
横梁为预应力砼结构,下横梁内布置16束15φs15.20 钢绞线,和20束12φs15.20钢绞线,下横梁顶面设置主梁安装所需要的临时锚固装置。
2.1.3附属结构索塔附属结构包括塔顶及横梁上部栏杆、塔柱内爬梯、检修平台、防雷系统、照明系统及预埋件等。
2.2工程数量主塔的的工程数量如表2.2.1所示。
三、工程特点与施工难点分析3.1工程特点索塔为高耸的空间结构,其施工属高空作业。
本桥的索塔与其它类似工程工程相比,虽无太大区别,但亦有自身的特点:3.1.1塔柱断面为八面角,下塔柱在横桥向其断面从根部的4.93m变化到下横梁处的4.24m。
3.1.2上塔柱的内部有安装斜拉索的锚固区齿块,其结构尺寸比较复杂。
3.1.3横梁与塔柱相连接处的内部结构尺寸亦较复杂。
3.1.4索塔最宽处达38.196m。
3.2施工中的重点和难点3.2.1根据总体进度的安排,下塔柱的施工要在气温较低的季节进行,因此必须制定确实可行的保温措施。
3.2.2横梁与塔柱连接处的砼需采取降低水化热、防止产生温度应力裂缝的措施。
3.2.3上塔柱中拉索导管的精确定位为索塔施工的重点和难点。
3.2.4索塔砼的外观质量是保证本工程质量优良的关键。
3.2.5如何保证索塔的空间位置准确,是测量控制中必须考虑的问题。
3.2.6保证高空作业中的施工安全,同样是本工程的重点之一。
表2.2.1 主塔工程数量表四、总体方案简述4.1塔柱分段每个塔柱分为24个节段,下塔柱4个节段,每个节段的斜长为4.5m,其中首节塔柱和塔座一起浇筑;上塔柱20个节段,其中17#,22#,23#节段斜长为3.5m,24#节段斜长为 2.525m,其余节段的斜长均为 4.5m;索塔的分节段如图 4.1.1所示。
4.2模板与爬架索塔外模均采用全液压式爬模,内模则采用组合钢模和木模。
下塔柱只有3节段,施工时均采用爬模设备自带的上支架及模板进行施工。
上塔柱采用液压爬模施工。
爬模系统包括爬架、模板、平台。
下塔柱施工完成后,安装爬模。
爬模平台提供了施工作业平台。
外模通过爬模系统提升,内模通过塔吊垂直提升。
模板的详细介绍及受力构件的荷载分析见单独章节。
4.3钢筋与劲性骨架塔柱内竖向主筋均采用直螺纹套筒机械连接,并采用劲性骨架作为钢筋的空间定位,劲性骨架采用L100*1OO角钢主弦杆(竖杆)及L75*75角钢腹杆(水平杆和斜杆)拼成桁架,在地面上拼装成整体,塔上整体吊装。
4.4横梁横梁与塔柱同步施工,并采用落地支架作为支撑,落地支架由钢管和型钢等组成。
为降低施工难度,减轻支架荷载,下横梁采用两次浇筑工艺进行。
第一次浇筑的横梁包括底板和腹板的一半高度,形成一道U形预应力钢筋混凝土梁,其刚度效应可在一定程度上提高现浇钢支架的承载能力。
4.5砼浇筑采用泵送方式,每个索塔下设置一台固定拖泵,通过泵管将砼直接泵送至作业点。
4.6塔吊和电梯的布设在索塔两侧分别设置一台塔吊,型号分别为QTZ100和QTZ220,在上游侧塔柱位置设置一台施工电梯,布置在横桥向塔柱外侧。
图4.1.1索塔分节段示意图五、施工工艺流程图5.1.1索塔塔柱施工工艺流程图六、施工方法与工艺6.1施工方法总体概况根据设计图纸要求以及塔柱节段划分确定塔座及首节塔柱(高度2.38m)整体浇筑,采用定型钢模板,下横梁采用两次浇筑施工,采用定型钢模板。
下塔柱利用液压爬模模板施工,上塔柱施工采用液压爬模施工工艺。
6.2塔座及首节塔柱塔座及首节塔柱采用C55聚丙烯纤维混凝土,模板采用定型钢模板。
首节塔柱模板与塔座模板安装如图6.2.1,塔座与首节施工流程图见图6.2.2。
塔座施工按照大体积混凝土施工考虑,根据温控计算采取合理的温控方案,详细见塔座专项温控设计与温控方案。
6.3下塔柱6.3.1下塔柱施工工艺流程如图6.3.1所示。
图6.2.1 首节塔柱模板与塔座模板安装图施工准备测量定位接长劲性骨架钢筋绑扎塔座模板安装首节模板安装固定中间验收浇筑塔座与首节养护图6.2.2塔座与首节施工工艺流程图图6.3.1下塔柱施工工艺流程6.3.2下塔柱模板下塔柱共三个节段,斜长为3×4.5=13.5m,因下塔柱较短,施工时第1-3节段外侧、前后面爬模进行施工,内侧为支架加爬模施工。
内模标准节段采用与外模相同的模板结构,非标节段采用竹胶板,逐节预埋支撑搭设临时工作平台立模。
模板的固定主要采用塔身内的拉杆锁定。
下塔柱液压爬模模板施工如图6.3.2所示。
图6.3.2 下塔柱液压爬模模板施工图6.3.3、模板的安装与拆除施工时在主塔承台上搭设脚手架作为人员上下通道以及模板固定。
脚手架搭设好后用吊机安装模板。
模板的稳定性主要通过三种方法实现。
(1)、传力至已浇塔柱的预埋件上:(2)、外模间采用四级钢拉杆拉结:(3)、模板与劲性骨架整体化。
模板脱模时,先将所有对拉螺栓拆开,吊机配合,在模板的四个角上装上手拉葫芦,同时平行向外拉动模板,这样可使模板平稳地脱模并拉开相当距离,然后用吊机起吊拆除。
6.3.4钢筋(1)钢筋的制作钢筋在加工场加工制作,钢筋加工的形状、尺寸必须符合设计要求,复杂的细部尺寸放大样进行。
加工半成品的钢筋应按型号、规格、用途等进行编号挂牌,分别堆放。
半成品的钢筋由运输车运往施工现场。
(2)钢筋接头主筋全部采用等强直螺纹接头连接,钢筋进料定尺长度为9m,钢筋接头的施工工艺如下:①施工准备a、根据钢筋接头数量和施工进度要求,确定钢筋套丝机数量。
b、根据现场施工条件,确定钢筋套丝机的位置,并搭设钢筋托架及防雨棚。
c、连接备有漏电保护开关的380V电源。
d、由钢筋连接技术提供单位进行技术交底、技术培训并对考核合格的操作工人发给上岗证,实行执证作业。
e、进行钢筋接头工艺检验。
在施工现场的同一根钢筋上取样,各做三根60cm 长母材和钢筋直螺纹接头试件。
当钢筋接头的每根试件均达到钢筋的抗拉强度标准值,且大于、等于钢筋母材的抗拉强度实测值时,即可按“A”级接头使用。
f、检查供货质量。
直螺纹连接套筒应有产品合格证。
套筒两端有密封盖并有规格标记。
②加工接头a、钢筋应先调直再按设计要求接头位置下料,下料采用电动砂轮锯。
钢筋切口应垂直钢筋轴线,不得有马蹄形或翘曲端头。
不允许用气割进行钢筋下料。
b、钢筋套丝。
套丝工人必须持上岗证。
套丝过程必须用钢筋接头提供单的卡规或环规逐个检查钢筋的套丝质量。
要求牙行饱满,无裂纹、无乱牙和秃牙缺陷;牙行与牙行规吻合;丝头小端直径在卡规或环规的允许误差范围内。
c、经自检合格的钢筋直螺纹丝头,应一头戴上保护帽,另一头拧紧与钢筋规格相同的连接套筒,并按规格堆放整齐,以便质检或监理抽查。
d、抽查钢筋直螺纹丝头的加工质量。
质检或监理人员用钢筋套丝公的牙行规和卡规或环规,对每种规格加工批量随机抽检10%,且不少于10个,并作好记录。
如果一个丝头不合格,应对该批量全数检查。
不合格丝头应重新加工并经再次检验合格后方可使用。
e、经检验合格的钢筋丝头要加以保护,要求一头钢筋头拧紧同规格保护帽;另一头拧紧同规格连接套筒。
③钢筋连接a、将待连接钢筋吊装就位;b、回收密封盖和保护帽。
连接前,应检查钢筋规格与连接套筒规格是否一致,确认丝头无损坏时,将带有连接套筒的一端拧入待连接钢筋;c、用管钳扳手拧紧钢筋接头,并达到规定的螺纹长度。
连接时,将扳手钳头咬住连接钢筋,垂直钢筋轴线均匀加力,严禁钢筋丝头未拧入连接套筒就用扳手连接钢筋。
否则会损坏接头丝扣,造成钢筋连接事故。
d、钢筋接头拧紧时应随手作油漆标记,以备检查,防止漏拧。
e、注意事项如发现接头有完整丝扣外露,说明有丝扣损坏或有脏物进入接头,丝扣或钢筋丝头小端直径超差或用了小规格的连接套筒;连接套筒与钢筋之间如有周向间隙,说明用了大规格连接套筒连接小规格钢筋。
出现上述情况应及时查明原因给予排除,重新连接钢筋。
④、钢筋绑扎主筋用直螺纹接头连接之后,每一层箍筋由下而上绑扎,箍筋平直部分与竖向钢筋交叉点,可每隔一根箍筋相互成梅花式扎牢。
绑扎高度按每次砼浇筑高度进行。
6.3.5混凝土索塔为C55砼,采用泵送方式施工,拌合站按配合比通知单进行拌合。
各种材料数量过秤计量,砼搅拌时设专人监督控制。