青岛海湾大桥第二合同段索塔施工.docx
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青岛海湾大桥第二合同段索塔施工
青岛海湾大桥第二合同段
沧口航道桥索塔施工方案
山东省路桥集团有限公司
二〇〇九年一月
一、工程概况……………………………………………………………..3
二、施工方案和顺序……………………………………………………..3
三、塔吊和电梯布置……………………………………………………..4
四、混凝土输送泵的选择………………………………………………..4
五、索塔施工节段划分…………………………………………………..4
六、索塔施工
1、塔座施工……….………………………………………………..4
2、下塔柱施工…….………………………………………………..13
3、横梁施工……….………………………………………………..16
4、上塔柱施工…….………………………………………………..19
5、斜拉索锚管施工………………………………………………….21
6、塔冠施工…….…………………………………………………..21
沧口航道桥索塔施工方案
一、工程概况
沧口航道桥为双幅分离双塔双索面钢箱梁斜拉桥,五跨连续,桥跨布置为80+90+260+90+80=600m。
索塔采用H形混凝土索塔,主梁采用扁平流线形封闭钢箱梁,斜拉索采用高强平行钢丝拉索。
沧口航道桥两幅桥索塔分离,单幅索塔横向呈H形,塔柱竖直向上。
双幅桥间距为30.5m,索塔塔柱间距为20.6m。
塔柱底面高程为5.000m,塔顶高程为110.000m,索塔总高度为105m,其中横梁上缘以下的下塔柱高39m,横梁上缘以上的上塔柱(含塔冠)高66m。
索塔塔柱截面为带倒角的矩形截面,倒角为0.5m×0.5m,截面顺桥向尺寸比横桥向尺寸大1.5m。
横梁下缘以下塔柱为变截面,侧面斜率为1/45.333,其上的塔柱(不含塔冠)为等截面。
塔底截面尺寸为6.0m(顺桥向)×4.5m(横桥向),横梁下缘塔柱截面尺寸为4.5m(顺桥向)×3.0m(横桥向)。
高程10.0~34.0m塔柱为空心截面,标准壁厚为1.0m;其余塔柱均为实心截面。
斜拉索索塔锚固采用交叉锚固形式,为了斜拉索锚固需要,索塔斜拉索锚固段(高程60.5~106.3m)塔柱在顺桥向两侧预留槽口,槽口尺寸为0.65m(顺桥向)×1.0m(横桥向)。
塔顶设置高3.2m的塔冠,塔冠壁厚0.3m。
塔冠底部横桥向外侧设置3处泄水孔,泄水孔的大小为0.2×0.2m。
塔冠底面横桥向设置2%的坡度,以利于排水。
空心截面塔柱横桥向外侧塔壁上设置φ110×4.8mm的PVC-U管作为连通孔,标准间距为4m。
二、施工方案和顺序
索塔施工分三个阶段,即下塔柱施工阶段,横梁施工阶段和上塔柱施工阶段。
下塔柱高34m,采用翻转模板施工,每节段施工高度为9m,4次浇注完成;上塔柱高71m,采用液压爬模施工,每节段施工高度为4.5m,16次浇注完成;横梁采用钢管桩支架施工,一次浇注完成。
表1索塔施工主要设备和材料
序号
名称
规格型号
数量
工作性能
1
塔吊
F0/23B
2台
额定起重力矩1200KN.m;最大额定起重量10t,最大工作幅度50m
2
电梯
SCD200/200AJ
2部
单笼电梯,最大提升力1T,加配重最大提升2T
3
混凝土输送泵
HBT80C
2台
最大输送高度280m,输送量80m3/h
4
模板
1套
根据索塔截面特性制作一套整体模板,每节3m高
5
液压爬模
自制
4套
每节段施工高度4.5
三、塔吊和电梯布置
在索塔施工中,在索塔四柱顺桥向主跨方向各布置一台SCD200型垂直电梯。
在桥轴线靠近主塔位置布置一台起重能力不小于120T.M塔式吊机负责起重工作,斜拉索施工完毕后拆除。
见图1、2。
四、混凝土输送泵的选择
索塔采用HBT80C型混凝土输送泵,在每个塔柱布置一套泵管。
混凝土泵的工作压力为12~18Mpa,每分钟换向18~20次,输送量最大可达为80m3/h。
五、索塔施工节段划分
下塔柱分4个节段施工,前3节段施工高度为9m,最后一个节段施工高度为7m,上塔柱分为16个节段,前15节段施工高度为4.5m,最后一个节段施工高度为3.5m。
索塔施工节段划分见图3
六、索塔施工
1、塔座施工
1.1测量施工
用GPS和全站仪放出塔座中心,利用先期设置的控制桩进行复核,确保中心点桩位精确。
然后利用中心桩位放出塔座四个角的点位,最后用墨线标示出塔座4条边线,同时用对角线长度复核施工放样的精度。
1.2钢筋施工
图1-1、塔吊布置图
图1-2、塔吊附着图
图2-1、电梯布置图
图2-2、电梯布置图
图3.塔柱分节图
钢筋施工前,必须把预埋在承台内的钢筋进行调直,表面除锈或清洗油污。
钢筋采用绑扎成型。
考虑到顶层钢筋容易变形,施工中,将顶层钢筋与塔柱预埋钢筋连接,起到架立钢筋的作用。
另外,顶层钢筋按平面1根/m2增设Φ22竖向架立钢筋。
施工要点:
①绑扎成型的钢筋牢固,不变形。
②施工中尽量减少点焊,防止出现烧伤钢筋。
③成形后的钢筋,不得污染。
④钢筋接头,必须按照规范规定错开布置。
⑤预埋钢筋、预埋件位置要准确、固定要牢固。
1.3模板施工
模板采用大面积钢木结合模板。
模板加固上端采用对拉螺丝,下端采用预埋件加固,抗拉、抗浮和抗剪。
模板具有足够的强度和刚度,防止混凝土浇筑过程中出现变形或漏浆等现象。
塔座模板加固图见图4
施工要点:
①为了保证塔座混凝土外观,采用外拉与外支撑。
②模板结合严密,确保不漏浆。
③保证模板平整度。
④整体和局部加固要兼顾,确保模板不变形。
1.4混凝土施工
混凝土采用拌和站集中拌和,混凝土罐车运输,汽车式混凝土泵车浇注。
采用分层法浇注,每层厚度控制在30cm。
振捣采用6台50型振动棒,快插慢提,振动棒深度控制进入下层混凝土10cm,提出棒原则以混凝土表面不再下沉,泛浆均匀,不再冒气泡为准。
混凝土浇筑完成后,立即表面整平和二次收浆处理,防止出现混凝土收缩裂缝,最后做好覆盖养护。
施工要点:
①混凝土浇筑速度要快,确保塔座上下层混凝土间隔时间不超过1小时。
②振捣混凝土要认真,不遗漏,不出现死角。
③注意模板的变化,出现情况及时处理。
④混凝土收浆及时,塔座与下塔柱结合面做成粗糙面,其它部位表面压光处理。
⑤养护及时,混凝土初凝后,表面覆盖一层塑料布,起到保湿和保温作用。
图4-1、塔柱模板图
图4-2、塔座模板预埋件
⑥混凝土养护时间按规范要求进行控制。
1.5塔座大体积混凝土施工温度控制
塔座大体积混凝土温度控制采用去内降外保的方法。
内部降温采用塑料降温管通海水降温,外部保温在外界环境温度过高或过低的情况下,采取覆盖保温,保证混凝土内外温差不大于30℃,见图5塔座降温管布设图。
1.6拆模
混凝土强度达到80%后方可拆除模板。
拆模过程中,注意不要损伤混凝土。
拆模后继续进行养护,直至达到规范要求为止。
2下塔柱施工
2.1模板施工
下塔柱采用翻转模板施工,制作1套模板,周转使用,每节模板高度为3m,每节段施工高度9m,4次施工完成。
2.2钢筋及预埋件施工
为加快施工进度,主筋采用墩粗直螺纹连接,同一截面内的接头数量不超过截面钢筋数量的50%,严格控制好钢筋保护层。
塔内附属结构预埋件,在车间加工制作,在现场安装固定,安装后,必须对照设计图对预埋件的数量、位置、型号进行核对无误后详细记录,方可进入下道一序。
2.3下塔柱大体积混凝土施工
下塔柱底部5m高度以内为实心段,为大体积混凝土,需进行冷却水降温。
采用φ32mm的塑料降温管,水平间距600mm,竖向间距800mm,进水管和出水管在塔柱内,通海水降温。
见图6降温管布置图。
2.4混凝土施工
主塔混凝土必须满足耐久性和可泵性的要求,因此其配合比必须进行专项研究,确保混凝土各项指标满足设计及施工要求。
混凝土供应:
由拌和站集中拌和,罐车运输,采用HBT80.8.110T混凝土输送泵输送。
混凝土保持连续性,分层厚度不超过30cm,注意加强振捣,确保外观质量美观。
2.5模板拆除及养护
混凝土达到强度的80%后拆除下2节模板,保留上面1节模板,作为下次立模的支撑,拆模后采用淡水养护至规范要求。
图5、塔座降温管布置图
图6下塔柱降温管布置图
图7-1、横梁支架布置图
图7-2、横梁支架布置图
施
图7-3、横梁支架布置图
3横梁施工
下塔柱施工到标高39.0m(横梁底)之前,完成塔柱横梁支架施工。
横梁施工晚于索塔施工,当索塔施工至爬模第三节时开始横梁施工。
横梁高5m,采用φ820cm的钢管桩支架做支撑,底部通过预埋地脚螺栓与承台连接在一起。
钢管支架搭设完毕后,加焊剪刀撑,保证钢支架整体稳定。
见图7。
滨州二桥采用的爬模外观图
钢管立柱上设贝雷梁,上铺横梁底模平台。
在横梁与塔柱结合部位底模支承在塔柱的牛腿上,防止该处混凝土下沉。
横梁底模及外模与下塔柱模板相同,内模采用木模,方便吊装和拆装。
施工流程:
安装底模→绑扎钢筋→安装预应力管道及预应力束→安装模板→浇筑砼→砼养生→张拉预应力→压浆及封锚
混凝土泵送入模,分层捣实,每层厚度30cm,其浇注顺序从两边的塔柱部分向中间横梁部分斜向分层浇筑。
4上塔柱施工
上塔柱采用液压爬模施工,该体系由液压爬升系统、模板系统和工作平台系统组成,能安全、快速、优质地完成索塔施工。
4.1液压爬升系统
爬升系统包括预埋套筒、附墙悬挂件、自锁提升件、爬升导轨、液压千斤顶、油泵等。
为提高混凝土表面质量,爬模锚固预埋件采用预埋套筒,可随施工节段连续周转,爬升导轨用H250×150型钢,每根长7.5m,每套爬模使用8根;爬升液压千斤顶最大行程60cm,最大顶升力25t,每套爬模配置八台千斤顶,一台油泵,一个操作控制箱。
4.2模板系统
模板面板采用竹胶板,背面用木工字梁,以减轻自重,增大模板刚度,外侧横向用2[20槽钢做背带,竖向用H型钢连成一体,模板背面用4根可调式螺旋丝杆支撑,垂直方向用2根螺杆调节,模板底端设置滑道,可做水平方向运动。
混凝土浇筑时模板用对拉螺杆加固。
拆模后模板向外水平移动50cm,将表面清理干净后,随爬架整体上升。
4.3工作平台
本系统共设置五层工作平台,自上而下分别为2号、1号、0号、-1号、-2号。
2号、1号平台用于钢筋绑扎和混凝土浇筑,0号平台用于模板操作,-1号为爬升操作平台,用于安放爬升设备,兼做人行通道和电梯入口,-2号平台用于混凝土养护、拆卸爬模锚固件等。
4.4爬模施工
当下塔柱施工完成第四节段后,开始爬模施工。
在下塔柱第四节上留有预埋件,使用塔吊安装爬架,通过预埋在塔柱砼内的锚固螺栓将爬架固定在塔柱上,进行塔柱爬模施工,每段浇注4.5米。
爬模施工程序图
4.4.1模板拆除、安装预埋件
混凝土强度符合要求后,将内模支撑杆及对拉螺杆拆除,旋转外模的调节支撑杆,使模板与混凝土面脱离,用扭距搬手将外模整体向外移50cm后,将面板表面清理干净,并安装悬挂件,用螺杆固定在锥形套筒上。
4.4.2导轨爬升
外侧模外移50cm,悬挂件安装完成后,开始爬升导轨。
拆除导轨与下悬挂件的钢销,将千斤顶上下端连接的两个自锁提升件的转向开关同时转向上位,启动油泵,将导轨提起,每次提升50cm,千斤顶连续工作,自动带着导轨上升,至上端悬挂件后,用钢销将导轨锚固,导轨爬升完成。
4.4.3爬架爬升
将自锁提升件的转向开关同时转向下位,启动油泵后,爬架与锚固件脱离后,完全附在导轨上,千斤顶出顶,带动爬架上升,每次顶升50cm。
千斤顶回油时,上端自锁提升件与导轨自动锁紧,千斤顶回油带动下端自锁提升件上升,回油结束后,千斤顶再进油,下端自锁提升件与导轨锁紧,上端松开,带动爬架上升,如此反复操作,爬架上升至指定位置后,用钢销与上端悬挂件固定。
爬架爬升完成。
4.4.4模板安装
1)在每个外侧面模板上下缘标记出模板中心点,外侧模安装就位时使模板中心线与塔柱中心线对齐,用导链平移,垂直度靠侧面的调节螺杆和下部的螺旋调节。
为防止混凝土浇筑时漏浆,在模板接缝处贴一层海绵条,在模板下缘与塔柱接缝处用原子灰封堵。
2)内模挂在外模平台上爬升,分片安装就位后,用支撑杆加固。
2.3.6钢筋、预埋件安装
本项操作包括:
斜拉索套筒、钢筋、爬模预埋锥形套筒及预留孔等
钢筋在加工场下料,现场绑扎成型。
主筋采用墩粗直螺纹接长,其他钢筋用铁丝绑扎。
5斜拉索锚管施工
当上塔柱施工至第5节段时施工锚管,锚管采用GPS和全站仪进行放样定位。
锚管在浇注混凝土前施工,锚管位置偏差不大于±5mm。
在施工塔柱时预先用泡沫塑料封堵锚管,严禁在施工时混凝土进入锚管内。
6塔冠施工
上塔柱施工完成后进行塔冠施工。