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本箱梁预制场位于英雄大桥与丰和北大道交接处,主线桥0#台右侧,凤凰洲建筑垃圾消纳场内。
梁场总占地面积350m×
171m。
负责港口大道工程主线桥和4座跨线桥箱梁的预制,有25m箱梁13片,26.5m箱梁8片,30m箱梁1806片,35m箱梁276片,40m箱梁27片,总计2130片。
计划工期为2014年1月~2015年5月。
2.2设计概况
2.2.1主要技术标准
主要技术指标表
跨径
25m、26.5m、30m、35m、40m
交角
90°
梁间距
2.867m、3.1m、2.92m
预制梁长(30m)
中跨29.4m边跨29.62m
预制梁高
1.6m
预制梁顶宽、底宽
边梁顶宽2.85m、中梁顶宽2.4m、底宽1m
预制30m梁最大吊装重量(KN)
边梁94.3T,中梁92.5T
设计安全等级
一级
设计行车速度:
V=80km/h
荷载等级:
汽车城-A级。
桥梁设计基准期:
100年,环境类别Ⅰ类。
抗震标准:
基本烈度6度,设计基本地震加速度值为0.05g,按7度设防。
2.2.2主要材料
2.2.2.1钢筋
HPB300(φ):
必须符合国家标准(GB1499.1-2008)的规定
HRB400(Φ):
必须符合国家标准(GB1499.2-2007)的规定
钢筋应具有出厂质量证明书和试验报告单,并应在使用前进行抽验。
钢筋的加工、焊接、安装的质量标准均按《公路桥涵施工技术规范》(JTG/TF50-2011)的有关条文执行。
2.2.2.2混凝土
采用商品混凝土。
场建用C20和C30砼两种,经过比选固定混凝土供用厂家。
2.3自然条件
2.3.1工程地质
据钻探揭示,场地勘察深度以内地层主要有:
第四系全新统冲积层(Q4al),岩性为细砂、淤泥质粉质粘土、中砂、砾砂,近地表为素填土(Q4ml),下伏基岩为第三系泥质粉砂岩、砂砾岩(E1-2)。
据其岩性及工程地质特征,共划分为10个工程地质层,自上而下分述如下:
1.素填土(编号①)
场地表部均有分布。
浅黄、褐黄、黄色,稍湿–湿、松散-稍密状态,主要由中粗砂、砾砂、园砾等混合面成,为近年经人工抽砂回填而成。
层顶面埋深0.00m,层顶面标高21.50~22.97m,层厚3.70~4.30m。
2.细砂(编号②)
场地内仅ZK1-ZK3钻孔见及。
灰褐、灰黄、黄灰、浅黄色,湿-饱和、松散-稍密状态,上部含粘粒较高。
级配好,分选性差,局部夹薄层淤泥质土。
空间分布相对稳定,厚度较大。
层顶面埋深3.80~4.30m,层顶面标高17.20~18.24m,平均标高17.75m,层厚0.00~5.90m。
3.淤泥质粉质粘土(编号③)
场地内仅ZK3-ZK6钻孔附近分布。
灰褐、褐灰、深灰色,湿-很湿、软塑状态,土质细腻,含粉砂质较高。
摇震无反应,干强度中等,韧性中等,稍光滑,下部粉砂质含量增高。
空间分布相对较稳定,厚度变化较大。
层顶面埋深3.70~3.90m,层顶面标高18.61~19.27m,平均标高18.89m,层厚0.00~4.80m。
4.中砂(编号④)
全场地分布。
灰黄、浅黄、黄灰、褐黄、黄色,饱和、稍密状态。
级配好,分选性差,局部含细砾渐变粗砂互层。
空间分布稳定,厚度较大。
层顶面埋深8.00~9.80m,层顶面标高12.34~14.59m,平均标高13.59m,层厚5.60~7.60m,平均厚度6.77m。
5.砾砂(编号⑤)
场地内各钻孔均揭露。
灰黄、浅黄、褐黄、黄、浅灰、灰白色,饱和、中密状态,粒径一般2-20mm,少量大于4cm,粒径大于2mm含量约占25-35%,成份以石英质为主,亚圆形,级配好,分选性差,砾含量局部稍有差异,局部砾含量略有增减渐变园砾、粗砂互层。
空间分布较稳定,厚度较大。
层顶面埋深15.20~15.80m,层顶面标高6.00~7.70m,平均标高6.82m,层厚5.70~6.50m,平均厚度6.07m。
6.强风化泥质粉砂(编号⑥)
场地内仅ZK1钻孔附近见及。
黄红、棕红、紫红色,原岩结构大部份被破坏,矿物成份明显变化,风化强烈,裂隙发育,见铁锰质氧化侵蚀斑点及渲染体,胶结差,岩芯呈碎块状、块状、短柱状,锤击易碎,局部手颁可断,RQD值低,岩石完整程度属破碎,岩石基本质量等级Ⅴ级,属极软岩。
空间分布不稳定,厚层状。
层顶面埋深21.30m,层顶面标高0.20m,层厚0.00~0.80m。
7.中风化泥质粉砂岩(编号⑦)
场地内仅ZK1钻孔揭露。
棕红、紫红色,原岩结构部份被破坏,上部裂隙稍发育,裂隙面见铁锰质渲染及次生矿物,岩芯呈柱状、短柱状、碎块状,中长柱状,柱长一般0.10~0.30m,个别长约0.40m,结构致密。
锤击声稍脆,锤击可断,岩芯断口、表面光滑,结构致密,块状构造,RQD﹦83%,岩体中无洞穴、临空面及软弱夹层。
岩石完整程度属较完整,岩石基本质量等级Ⅳ级,属软岩。
层顶面埋深22.10m,层顶面标高-0.60m,厚度未揭穿,揭露厚度14.30m。
8.强风化砂砾岩(编号⑧)
场地内ZK2-ZK6钻孔揭露。
黄红、棕红、紫红色,原岩结构大部份被破坏,裂隙发育,裂隙面具铁锰质侵蚀斑点,岩芯呈碎块状、团块状、短柱状,胶结差,锤击易碎,局部上部手颁可断,岩石破碎,RQD值25%左右,岩石基本质量等级Ⅴ级,属极软岩,层面起伏平缓。
层顶面埋深20.9~21.90m,层顶面标高0.61~1.27m,平均标高0.86m,层厚3.30~4.90m。
9.中风化砂砾岩(编号⑨)
棕红、紫红色,原岩结构部分被破坏,裂隙稍发育,岩芯呈柱状、短柱状、碎块状,团块状,锤击声稍脆,锤击可断。
厚层状构造,岩芯断口、表面粗糙,胶结紧密。
RQD值65%,岩石完整程度较完整,岩石基本质量等级Ⅳ级,为软岩。
层顶面埋深25.20~25.90m,层顶面标高-2.69~-4.20m,平均标高-3.30m,揭露厚度11.20~15.20m。
10.微风化砂砾岩(编号⑩)
场地内仅ZK4钻孔揭露。
棕红、紫红色,原岩结构少部分被破坏,裂隙不发育,岩芯呈柱状、短柱状、碎块状,中长柱状,锤击声脆,锤击可断。
厚层状构造,岩芯断口、表面稍光滑,胶结紧密。
RQD值75%,岩石完整程度较完整,岩石基本质量等级Ⅳ级,为软岩。
层顶面埋深36.80m,层顶面标高-14.29m,揭露厚度4.20m。
2.3.3气候、水文
本区属亚热带季风气候,四季温差较大,夏季酷热,冬季寒冷,春季雨量较多,多年平均气温17.8℃,最低气温-9.9℃,最高气温43.2℃。
南昌雨量充沛,多年平均降雨量1645mm,年最大降雨量2356mm(1954年),年最小降雨量1046.2mm(1963年),4至6月份为雨季,约占全年总降雨量52%,最大日暴雨量208.9mm,最大时降雨量58.7mm,年平均降雨天数142天,4~6月份为丰水期,11月~翌年2月为枯水期,其余为平水期。
南昌市多年平均蒸发量1263.7mm,七月蒸发量最大,最高达288.1mm,年平均相对湿度78%,逐月变化不大。
南昌全年平均无霜期277天,降雪较少。
多年平均降雪日6.9天,最大积雪厚度160mm,多年平均结冰日21天。
南昌市城市常年主导风向是北风(发生频率22.5%)和北东风(发生频率20.1%),多发生于冬季,平均风速4.6~5.4m/s。
历史最大风力11级。
夏季七、八月份多西南风,偶有台风侵袭。
静风一般在一、二、四、八月份出现,1980年出现静风的频率为26%~31%。
2.3.4交通、资源
本梁场位于英雄大桥北岸,丰和北立交处,西接丰和北大道,有一7m宽南北方向道路。
现有交通便利,易于采购各种材料,河砂充足。
计划在D线匝道的D7和D8号墩设置梁场进入通道。
2.3.5.地下水
根据地质勘察报告,地表水、地下水对混凝土结构具弱腐蚀性,对混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性,地基土对混凝土结构、混凝土结构中的钢筋及钢结构具微腐蚀性。
2.3.6、地基均匀性
拟建场地内地基土性质较为均匀,各土层厚约度变化不大,为均匀地基。
但在存梁区靠近匝道方向存在软弱卧层,若进行存梁时需进行加固处理。
2.4施工条件
本梁场地势平坦,场地开阔,交通便利,但地处赣江冲击平原地质不良,根据地勘报告需进行地基基础处理。
我部根据地勘报告拟对梁场乘重的结构如制梁台座,存梁台座,龙门吊走形轨基础采用φ300mm预应力管桩加碎石换填复合地基进行处理,场内道路采用碎石换填处理,非承重结构进行20cm砼硬化,其余植草皮绿化。
2.5主要工程数
南昌市港口大道二标梁场预制箱梁汇总表
序号
桥梁名称
梁型号(片)
25m
26.5m
30m
35m
40m
合计
备注
1
主线桥
13
1694
116
27
1850
2
英雄大道跨线桥
40
3
建业大道跨线桥
8
48
64
4
富仁大道跨线桥
96
5
湖宾南路跨线桥
16
80
1806
276
2130
1、预制梁数量
2、梁场临建数量见附表1.
三、工程重难点分析
本工程重点为后张法预应力箱梁制架,因拆迁影响各标段施工工期会存在滞后情况,需对本梁场存梁能力提出很大要求,故如何合理安排生产及存梁是本工程难点。
根据公司及南投公司相关要求,此梁场规划设计要求标准高,规划设计采用先进施工工艺和工装设备。
为此,我部拟对本梁场采用环形生产线法+普通生产线进行预制。
环形生产线即:
将预制梁施工中的模板清理、钢筋安装、模板安装、混凝土浇筑、混凝土养护、预应力施工等工序固化在固定的区域和工位上进行,通过移动式底模台车的环形移动,将原来发生在一个固定台座上的预制梁各工序循环起来,形成流水线作业。
普通生产线可按照我公司成熟的施工经验预制25m,26.5m,30m,35m,40m等梁长变化的部分数量。
四、施工进度计划及布置
4.1施工进度计划
环形生产线和普通生产线工序作业时间分析(见附表2);
通过分析环形生产线预制台座3个,每条按2天1片,每月可产38片;
普通线按每个台座4天一个循环,每月有效工时间为25天,每月可生产168片;
三条线每月合计206片。
对照各标段桥梁下构施工计划,安排主线桥制架梁工作如下:
标段
下构施工时间
制梁时间
架梁时间
备注
一工区
2013.6~2014.6
2013.2.20~2014.6.15
2014.3.15~2014.7.15
4个月×
218片=654片
二工区
2013.9~2014.10
2014.6.20~2014.10.15
2014.9.15~2014.11.15
2个月×
237片=473片
三工区
2014.10.15~2015.3.15
2015.12.15~2015.4.15
243片=728片
四工区
2013.10~2015.2
2014.2.15~2015.3.15
2015.4.15~2015.5.15
1个月×
208片=208片
4.2施工总体部署
4.2.1梁场整体规划布置
场区内布设3条生产线(2条普通生产线+1条环形生产线)总计需配置4台10t龙门吊(跨径34.5m)、4台75t龙门吊(跨径40m),2台100t龙门吊(跨径40m)在三号生产线,1台100t龙门吊(跨径35m)进行三条生产线横移,2台16t桁吊可穿行与生产车间内;
总计13台龙门吊。
在靠近主线桥方向布设3个存梁区,主路宽6m和8m。
浇筑区及内模拼装区设路宽10m.梁场内设主路贯穿梁场,在最东侧设6m宽道路与最北侧6m宽施工便道形成环形道路。
在浇筑区生产车间开8m宽道路横穿车间进行砼浇筑及其他施工。
4.2.2生产线布置
普通制梁台座30m23个,35m6个,40m3个,25m、26.5m、35在40m台座上预制;
计划模板配置:
30m中模6套,高低边各2套,内模9套;
35m中模2套,高低边各一半,40m高低边各一半(可预制中梁),25m高低边各一半(可预制中梁),环形生产线液压外模3套,内模6套,底模台车6台。
考虑后期工期紧张,可随时增加模板以满足施工生产。
4.2.3存梁区设置
存梁区共设置三处,位于制梁区西侧,存梁台座按2层计算:
环行线30m存193片,普1线30m64片,普2线30m51片,总计308片;
其中3号生产线30m/35m/40m40片,30m/35m22片,25m,26.5m存在35m/40m的存梁处。
4.2.4土建设计
土建分项设计包括:
普通制梁台座及地基基础、存梁台座及地基基础、钢筋棚及钢筋加工、纵横移小车及基础设计、龙门吊基础设计,道路及排水等。
4.2.5水、电、气、路设计
梁场地形西高东低,我经理部依据现场地形及整体规划,管线,蒸汽管道尽量靠近路进入排水沟内。
这样可减少作业空间内交叉既整洁又安全。
主干道路面设2%横坡双面排水至两侧水沟,6m宽环形道路均设置单侧1.5%横坡向围挡侧排水。
制梁区内设置同主干道的结构形式道路,存梁区内台座之间设置4m宽通道进行终张或浇筑封端砼等,水沟两侧均设置排水沟将水引致两侧的50cm×
50cm水沟内。
蒸汽养护管道:
蒸汽管道地沟截面型式为1m×
0.8m,保证其他地沟和蒸养管道地沟平交时二者不冲突,蒸养管道在制梁台座区的布置结合模板、蒸汽养护设备及工艺按照蒸养设计要求进行布置。
电力布置:
因梁场运输、起重设备来往频繁,为不影响其作业,故原则上低电压电缆均埋地布置,配电箱间距原则上不超过35m,充分保证拖地电缆35m内工作,为保证电缆过沟安全,在电缆过沟加20cm厚钢板盖板。
其他地方电力电缆沟与排水沟合槽。
上水管道:
上水管道自水泵房引出,主管道采用150mm直径,支管道采用50mm、为节省工程量和增大管道水压主管道采用纵列式,支管道采用横列式。
上水管道沟与排水沟合槽。
排水沟布置:
制梁区主排水沟纵列式,龙门吊滑触线设置在水沟内,水沟净空为800mm×
1000mm,道路两侧水沟截面型式为500×
500mm,存梁区为横列式,截面型式为300×
400mm,每列设置一道排水沟,制梁区制梁台座间设置100mm×
200mm水沟,台座两端设置150mm×
200mm横向排水沟排入两侧水沟内。
所有水汇至梁场西侧排水沟内进入沉淀池进行污水处理后排出梁场。
五、施工工艺技术
5.1施工准备
5.1.1制梁台座设计
在平面布置上,制梁场主要由生产区和生活区组成:
生产区主要由水电部分(供电站、供水站、上水预埋管、供电预埋管),制梁区(钢筋存放区、钢筋加工区、制梁台座、钢筋绑扎台、内模存放台、生产门吊走行区),存梁区,下水部分(排水明沟、排水暗沟),纵横移小车走行通道区,管线部分(蒸汽养护管道)。
在实际设计中,清除表面杂土和浮土后填挖基本平衡布置,同时根据机械设备的性能布置高程和坡度。
梁场东西方向按2‰纵坡布置,环形生产线车间内保证水平,为保证纵向台车稳定及箱梁稳定纵向必须水平。
存梁区根据现场地形可设置台阶式存梁,以减少挖土方数量控制成本求得较高的经济性。
环形生产线制梁区全部在生产车间内进行,门吊跨度内包含砼浇筑、内模拼装,钢筋绑扎,养护及张拉等。
制梁台座采用纵向移动台车,用横移台车将箱梁移至存梁区。
生产台座采用倒T型设计,根据地基及其承受重量配筋。
普通生产线采用大小龙门吊分离轨道错位布设,在轨道间预留4.5m空间可在起吊梁作业时不影响制梁区正常施工。
存梁区设在梁场西侧,便于架设,同时三条生产线存梁区利用1台100吨横向龙门吊联通,可缓解各生产线的存梁压力,这样三条生产线在存梁灵活性大大提高。
3号生产线负责生产各类异形梁,存在积累停滞的现象。
需根据架梁工期生产,不得盲目施工。
存梁台座存梁压力大,两片按间距3.4m布设,单层可存11片,根据结构检算采用复合管桩加系梁结构设置。
5.1.2地基处理设计
由于梁场区域内土层均为杂填土和砂层,天然地基承载力较低,很难满足结构物对地基沉降和承载力两方面的要求,不能简单采用换填进行处理。
因此对梁场内主要土建结构物:
制梁台座、存梁台座、100吨和75吨龙门吊走行通道基础均采用A类直径300mm预应力管桩进行加固处理,根据不同承载力要求单桩竖向承载力分别为759.64KN,826.32KN,516.97KN,和476.97KN;
10吨龙门吊轨道采用T型钢筋混凝土基座处理形式;
8m宽主通道采用30cm碎石+24cm水泥硬化层,同时在混凝土内设至一层Φ12钢筋网片。
对于非重要结构物(钢筋绑扎台,通道)只需在地面20cm混凝土硬化层下铺20cm混碴垫层,碾压密实,承载力特征值大于120KPa。
办公生活区只需在地面上铺设20cm混凝土硬化层。
其余不需硬化区均种植花草。
制梁区地面硬化要求,铺20cm厚混凝土硬化层,并且要求龙门吊和地面为平交路面,龙门吊轨道梁及轨道均在地面以下。
地基处理垫层顶面每边均应超出建筑物基础底面边缘不小于0.5m,垫层坡度按基坑开挖期间保持边坡稳定的当地经验放坡确定。
5.1.3制梁轨道设计
根据梁场制梁计划和施工组织设计,制梁台车为31m箱梁制梁台车(25m、35m、40m在普通制梁台位上共用制梁台座)。
采用倒“T”型基础加管桩复合地基处理。
在模型建立上按桩端固接建立模型计算地基板的内力及桩端反力,按张拉前和张拉后两种不同工况分别施加荷载建立模型,取最不利工况(初张拉后未提走梁工况为最不利工况)控制计算和设计。
构造上,台座(车)顶面预设拱(挠)度,由模板设计和加工单位在模板加工和安装上进行控制按-17mm控制;
台座顶面与底模连接预埋件,外侧模固定与地面支撑连接预埋件需模板设计和加工单位确定,在模板加工前应提供本图给模板单位以方便其模板设计。
5.1.4存梁台座设计
根据梁场制梁计划和施工组织设计,考虑存梁台座分30m箱梁存梁台座和35m、40m箱梁共用存梁台座三种,采用两层存梁的方式,考虑后期生产压力采用三层计算结构配筋。
为节省工程量对25m/35m/40m梁共用台座的布置,即35m和40m箱梁共用一端存梁台座。
存梁台座每端长3800cm,采用管桩加系梁基础形式,顶部预埋橡胶板支座支撑箱梁。
在构造上,存梁台座的布置在保证满足受力要求的前提下考虑其他作业空间要求。
5.1.5场内道路设计
根据运梁跑车荷载分布情况和本梁场实际情况,即在存梁区走形通道宽8m,走形通道均采用30cm碎石+24cm砼硬化层内设一层Φ12钢筋网片间距20cm×
20cm。
场内循环道路为混凝土路面,混凝土层厚24cm,底部碎石层30cm,由于路面要求耐磨和抗剪故采用C30混凝土,具体技术要求参考相应图纸和设计。
6m宽循环道路在东西侧和靠近驻地方向设置,与8m宽道路形成循环道路,方便车辆行走。
在制梁区内设置8m宽生产道路,结构形式和主干道等同,在存梁区存梁台座之间设置4m宽道路,厚度为20cm。
运梁便道在梁场最西侧起坡至主线桥0#台处,采用碎石换填30cm和浇筑混凝土宽7m厚30cm的结构形式,在施工前需将土方填至设计标高,做出路拱。
5.1.6龙门吊轨道基础设计
龙门吊轨道基础采用倒T形截面钢筋砼条形基础,分为16吨、75吨、100吨龙门吊分别设计。
满足龙门吊对基础的受力要求和施工要求;
门吊轨道梁基础上直接铺设专用钢轨。
由于对场地防水要求较高,故龙门吊轨道基础采用整体道床,在计算上按弹性地基梁加门吊移动荷载进行计算其内力和地基反力,每节轨道梁的基本长度为9m左右是经济适用的,本设计按每段为9m计算和设计,每段之间留有2cm伸缩缝,按弹性地基梁求得龙门吊轨道梁的内力后,进行结构物配筋设计。
5.2工艺流程
1、普通生产线见附图2;
2、环形生产线见附图3;
5.3施工方法
5.3.1道路施工方法
1、施工工艺流程
路基土方整平→精准放样→换填碎石→安装模板→绑扎钢筋→调整钢筋及保护层→浇筑混凝土→混凝土养生→切缝及伸缩缝处理
2、施工方法及注意事项
(1)、路面施工前,对梁场进行全面测量,以填挖平衡原则进行填筑和整平。
(2)、精准放样与高程控制
对所使用的高程控制点与附近的高程点进行联测,以保证标高的准确性。
为施工方便,用四等水准测量在梁场设置个3高程控制点。
用全站仪每30米定一个里程控制点。
(3)、按照交底图纸要求进行钢筋绑扎作业,保证钢筋网的牢固性和保护层厚度。
(4)、路面标高控制
根据里程控制点,在模板上每5m测量一点,测出个点路面得标高,计算铺装层厚度,交底给砼浇筑工人,精确测量各点标高,并调整模板标高至设计标高,各点间拉线调平后每2m复测各点标高,并检查模板的稳定性及接头的高差。
(5)、模板调整检查合格后,调整钢筋网的上下保护层,使上下保护层不至于过大或过小。
(6)、混凝土施工
采用普通C30混凝土。
为了便于施工,工人在抹面、收平时不直接踩在混凝土上,混凝土分宽4~6m进行施工。
其施工技术要求如下:
1)、模板设置:
首先根据铺装层厚度确定好混凝土标准带,标准带设置在模板上,用水准仪布置好标高控制点。
2)、软基处理:
混凝土浇筑前,先洒78
水将砂和碎石充分密实并应用压路机进行碾压压实。
3)、运输:
采用商品混凝土运输车运至现场。
混凝土到达现场后有专业技术人员进行验收和坍落度检测。
4)、混凝土的摊铺:
混凝土运输至现场后,可直接到达的直接进行浇筑,若现场不能到达的需采用转载机运至摊铺地点采用人工找补均匀。
考虑混凝土振捣后有一定的沉降量,人工摊铺时要比角钢略高。
5)、振捣时首先采用插入式振动棒与平板振动器相结合的方法。
应严格控制振捣时间,振捣时间不宜过长,保证混凝土密实即可。
过度振捣会造成粗骨料下沉,混凝土表面浮浆,上层多为砂浆,极易造成塑性收缩裂纹。
6)、混凝土收