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武汉轻轨施工施工组织设计方案

第七节区间桥梁施工

本标段位于京汉大道,以高架桥的形式沿中央分隔带跨越利济北路站至友谊路车站,全长1.768km,其中区间桥梁共62跨;基础钻孔灌注桩243根(Ф80cm钻孔灌注桩212根,Ф125cm钻孔灌注桩31根),墩柱有门式刚架4个,棱形墩56个;上部结构友谊路道口采用24m+40m+24m连续预应力砼箱梁,其余采用简支预应力砼梁,截面型式为双线单室箱梁,主要工程数量见表5.7.1。

表5.7.1主要工程数量

序号

项目

单位

项目说明

数量

备注

1

Ф80cm钻孔灌注桩

m

松土粘土、粉细砂、中砂

9504.4

Ф125cm钻孔灌注桩

m

松土粘土、粉细砂、中砂

785.9

2

水下C25钢筋砼

3m

桩身

6154.3

3

C25钢筋砼

3m

承台

2013

4

C30钢筋砼

3m

顶帽、墩身

2784.8

5

C50钢筋砼

3m

现浇梁

5686.8

6

I级钢筋

t

铺装层及桩身

270.2

7

II级钢筋

t

梁、顶帽、墩身、承台

1086.3

8

防水层

2m

TQF-1型防水层

11819.2

一、施工方案

区间桥梁钻孔灌注桩采用意大利产R-518型旋挖钻机成孔,独柱墩施工采用定型钢模板一模到顶,泵送砼整体灌筑,门式刚构墩采用膺架法现浇;除起点门式刚构上及少部分区段采用满堂支架立模现浇外,其余采用双导梁滑模移动支架造桥机施工,梁部外模采用桁架式大块整体模板,内模采用钢木组合模板、碗扣式支架施工。

砼在拌合厂集中拌合,输送车运送至工地,泵车泵送入模,插入式捣固器捣固,养生采用自然养生,冬季施工时采用蒸汽养生。

防水层铺设采用新型材料TQF-1型防水层施工。

区间桥梁施工工序见图5.7.1。

图5.7.1区间桥梁施工工序

二、钻孔灌注桩

本标段区间桥梁基础均为钻孔灌注桩,直径为80cm和125cm,根据招标文件中的地质资料,选用意大利进口的“低噪音、无污染、高效率”的R-518型旋挖钻机,低噪音和无污染的特点很适宜在城市施工,钻孔过程中所需的泥浆量较反循环钻孔成孔少得多,而且一天可成孔3个,较反循环钻机效率高得多。

(一)施工准备

1.场地平整:

拆除京汉大道中央分隔带,平整钻机工作平台,夯填密

实,保证钻机安置于密实的平台上,避免发生不均匀沉降,造成桩孔倾斜。

2.测量定位:

根据给定的导线点,用全站仪测设出桩位,并设护桩,测设完毕后,要进行校核,确保桩位准确。

(二)钢护筒埋设

钢护筒采用δ=4mm厚的钢板卷制而成,长度200cm,护筒顶要高出地面不小于30cm,护筒内径大于钻孔直径20cm,护筒顶面位置偏差不大于5cm,倾斜度不大于1%。

(三)泥浆制备本工程地处武汉市市区,施工中采用加工钢制泥浆箱,其尺寸为1000cm×350cm×200cm,在箱中间焊接一块高度150cm的隔板,泥浆箱被隔成泥浆箱、沉淀箱。

泥浆性能对成孔质量与进度有较大影响,应设专人进行泥浆的配置工作,采用优质膨润土加烧碱制成化学泥浆。

泥浆指标应满足比重1.1~1.2,粘度18~24s,含砂量小于4%。

(四)钻孔

成孔工艺流程见图5.7.2。

图5.7.2成孔工艺流程

具体做法如下:

钻机对位采用十字线,用钻头对准十字线交点,符合要求后,开始钻进。

钻进时每次进尺控制在50cm以内,提钻应缓慢,及时向孔内补充备用泥浆,保证孔内浆面高于护筒底部。

成孔后,要用检孔器检孔,保证桩孔垂直。

检孔器用钢筋制成,直径应小于设计桩径2cm,高度为孔径的4倍,检孔检测完成后,若有缩孔、斜孔等现象,应及时处理。

泥浆指标满足比重不大于1.2,粘度17~20s,含砂率不大于2%,才可以终孔提钻,清孔时,保持钻孔内的水头,泥浆指标满足比重不大于1.2,才可以提钻。

(五)钢筋笼制作、安装

1.制作:

在行车道围挡区内设钢筋加工场,钢筋笼集中分节制作,焊接、绑扎成型。

每节最大长度不大于9m,接头错开。

钢筋笼制作必须顺直,不得扭曲变形,焊接、绑扎牢固,为增加钢筋笼的刚度,每隔2m增设一道加强箍筋,其直径为原箍筋的1.5~2.0倍,并与主筋点焊。

钢筋笼外侧每隔2m于同一截面对称设置四个钢筋“耳环”,保证钢筋保护层厚度。

为了采用超声波法检验基桩质量,根据设计图纸的要求,在钢筋笼内侧固定3根钢管。

2.安装:

清孔完毕后,移开钻机,用吊车及时吊放钢筋笼,在孔口焊接接长。

钢筋骨架上端焊拉钩和横撑固定于孔口,保证钢筋笼位置及水下砼灌注时不上浮或下落。

当水下砼灌注完毕,砼初凝后,解除固定措施。

(六)水下砼灌注水下砼灌注采用垂直导管灌注法。

导管接头采用法兰连接。

导管连接好吊入孔内前进行水密性试验,保证接头牢固、严密、不漏水。

吊放导管要顺直、居中,防止提升导管时卡挂钢筋笼。

首批砼灌注量必须保证导管埋深不小于1m。

砼灌注过程中,严格控制导管埋深,其最小不少于2m,最大不超过6m,防止断桩和夹层。

水下砼灌注应连续不间断,砼灌注标高应比设计桩顶标高超灌0.5~1.0m,以便清除浮浆,确保砼质量。

(七)质量检验与试验

1.终孔检查,清孔后检查均应符合规范要求。

2.成孔检查项目:

孔径和孔形检查,用笼式井径器。

孔深和孔底沉碴检查,用测锤检测。

桩孔垂直检查,用圆球检测法。

桩顶检查,测放墩台中心,纵横向中心坐标法检测。

成孔质量必须小于允许偏差。

3.按规定制作试件,检查桩身砼强度。

4.按规定对桩进行无破损检测。

(八)钻孔桩施工工艺流程钻孔桩施工工艺流程见图5.7.3。

清理或处理桩头

成桩检测

图5.7.3钻孔桩施工工艺流程

三、承台测量放样后,基坑主体由轮胎式挖掘机施工,人工辅助修边,并及时进行挡板支护,开挖完后,凿除桩头,施作C15砼垫层,然后支立侧模,绑扎钢筋,浇筑砼。

四、立柱

(一)模板

区间桥梁墩柱共有棱形柱和门式刚架两种形式

1.棱形柱立柱模板结合设计图纸采用定型整体钢模。

模板共由三部分组成:

墩身、托盘及顶帽。

为了方便支模及加固,全部制成桁架式,通过连接杆及拉模刚筋来加固。

立模前,模板用打磨机除锈,表面清理干净后,涂刷ZM-90建筑长效脱模剂,并在承台上准确放出立柱的纵、横中心线及外形尺寸,经监理工程师检查合格后,方可立模。

立模时,立柱应根据预先画出的中心线放置底层四块模板,然后每支立一层,应及时用铅垂校核其位置,无误后及时加固,立模到项部设计标高。

经校正无误应及时用钢丝绳通过手拉葫芦固定在地锚上,以控制垂直度。

2.门式刚架

模板根据设计几何尺寸制作2m×1.6m和2m×1.8m大块肋式模板,倒角处模板制作为桁架式,以方便支模加固,模板的加固通过外部支撑及拉模筋连接杆件来保证。

门式刚架的立柱支立同独柱墩,水平梁施工要搭设满堂支架,在模支立前,支架要先进行预压。

①支架预压门式刚架水平梁的底模支架采用满堂式支架,施工前应对地面进行硬化处理,首先用蛙式打夯机夯实地面,然后按照支架间距每90cm沿横向放置[20的槽钢,以便与支架刚性联接。

砼梁支架搭设好后,支架顶放置U形托座,其上放置8cm×15cm的方木,上铺底模,先进行预压,消除支架的非弹性变形及地面沉陷,预压重量为系梁重量的80%以上,7天后,测量相应点底模标高,与预压前对应点标高之差,考虑支架弹性变形后,计算出其预拱度值,通过托座调整底模标高。

②立模门式钢架水平梁经过预压,测量合格后,底模用海绵条塞缝,涂刷脱模剂,绑扎钢筋,然后支立侧模,中心及几何尺寸测量符合设计要求,经监理工程师检查合格,方可浇注砼。

(二)钢筋钢筋大样在加工场地统一下料后,运至现场绑扎成型,几何尺寸符合设计要求,保护层不得小于设计尺寸,为防止露筋,应在钢筋侧面、底部绑上塑料垫块,并用扎丝绑扎牢固。

(三)砼灌注砼在拌合站集中拌合,砼输送车运输,输送泵泵送入模,因为墩柱高度均在10m左右,须设串筒,串筒距底部2m左右,插入式振捣器振捣。

砼养生采用塑料膜包裹养生。

(四)拆除支架、模板

砼强度达到80%以上时,方可拆除支架与模板,拆除时要对称有序的组织施工,确保施工的安全。

五、梁体现浇本标段区间为双线单室箱梁,采用整体一次浇筑成型。

(一)施工工艺流程梁体施工工艺流程见图5.7.4。

(二)支架与模板支架与模板考虑到工期及其他因素的要求,区间少部分梁跨采用满堂支架现浇箱梁,其余区间及所有道口均采用移动支架造桥机,以满足不中断交通的要求。

1.移动支架造桥机。

(1)移动支架造桥机组成造桥机组成见5.7.5(图号TJY-200WG-00)。

移动支架造桥机由四大系统组成:

支架系统、支撑系统、外模系统和内模系统

图5.7.4现浇连续箱梁施工工艺流程

 

支架系统主要由主梁、导梁及横梁系统组成,见图5.7.6(图号TJY-20-WG-01)。

支撑系统由支撑架、移动台车及液压动力系统组成,见图5.7.7(图号TJY-20-WG-02)。

外模系统由外模板及竖向和横向可调的支撑系统组成,见图5.7.8(图号TJY-20-WG-03)。

内模系统由内模板及竖向和横向可调的支撑系统组成,见图5.7.9(图

号TJY-20-WG-05)。

(2)工作原理支撑系统的支撑架固定在墩身上,利用承台作为支撑点,用于支撑整个支架。

支架总长度大于两倍跨径,可以在支撑系统的移位台车上纵向移动。

支架系统的左右两主梁在桥梁轴线方向可拆分,在支撑系统横移油缸的作用下可以横向移位。

外模系统通过油缸与支架的横梁联为一体,底模也在桥梁轴线方向拆分,可以随同支架横向和纵向移位。

内模系统采用可拆分式结构,按工作窗的尺寸设计各板块,可以方便的拆除和运输。

工作原理:

利用支撑系统和支架系统作为模板支承和施工的平台,制梁完成后,将支架和外模降落至移位台车上,支架系统和外模系统横向外移,使其内净空大于墩身后,纵向前移至下一跨位置,支架和外模合拢,形成完整模板体系制梁。

(3)各系统的构造特点

1支架系统的构造特点

支架系统是造桥机进行梁部施工的基础,由主梁和前后导梁组成纵梁,两联纵梁通过可拆分的横梁联接成支架,支架的横移实现外模的开分,支架的纵移实现制梁位的变换。

a.主梁

主梁支撑在支撑架移位台车上,始终处于PC梁两翼下方,是支架系统的主要承载结构,单组主梁由3节钢箱梁组成(13m+8m+13)m,节与节之间

以法兰和高强度螺栓相联,主梁总长为34m。

箱梁的下底面与腹板相对位置各设一条纵向走行轨道,中间设纵移拉板。

对于24m+40m+24m的连续梁,主梁可考虑由三套主梁模板拼接。

b.横梁

在主梁内侧,每2.7m的距离设有一组横梁,每片主梁上各设11片,横梁在两片主梁位置相对。

每组横梁均为套筒式结构。

横梁端部与主梁以悬臂箱梁形式结合,中间处横梁与横梁则相套接并辅以插销,每道横梁上设有4个支承系,用于调整预拱度并支撑外模系统。

c.前后导梁

导梁位于主梁的前后两端,共有4组。

每组导梁长16m,采用2片64式军用梁拼组而成。

军用梁的下底面亦设置纵向走行轨道和纵移拉板,导梁与主梁以销轴联接,其自由端上翅400mm,以利上支撑架,主梁和前后导梁总长为66m。

2支撑系统的构造特点

该系统是本造桥机的关键部分,每组由3组托架构成,造桥机自重及施工荷载完全由两组托架承担,托架由支撑架、移位台车及液压系统组成。

支撑架为三角形钢构架。

该三角构架的一个直角边贴住墩身支撑在承台之上,该边上下为叉形,按墩身形状制做,利用若干组拉杆使支撑架与墩身抱紧。

上叉形处设有压紧丝杆,使托架固定更加牢靠。

该托架可承担水平及垂直方向的力。

移位台车底部骑跨在支撑架横梁上,接触面上设置四氟板,利于移位台车横向滑移。

安装在支撑架横梁上的油缸,可以实现导梁的分段横移。

台车顶部安设支撑滑槽,支撑导梁,承担竖向载荷。

台车上面中部设推拉油缸,推拉油缸牵动支架上的纵移拉板,实现支架纵向移位。

台车的顶部还设置两台油缸,通过顶升滑道实现导梁上下移动。

液压泵站设在支撑构架的空档内。

托架移位由吊车和平车完成。

3外模系统的构造特点外模系统由模板和横向、竖向可调支撑系统组成。

外模板由底模、侧模、翼模及端模组成,均为钢板模,其中底模通过八条槽钢纵梁与振动扁担连接,振动扁担与支架系统横梁上的支承系统相连接,振动扁担在梁轴向可拆分。

横向支撑系支撑侧模和翼模。

三根长度可调的撑杆,一端分别支撑在侧、翼模的上,另一端则集中支撑在振动扁担的侧移装置上。

侧移装置由丝杆和滑块组成,滑块由丝杆带动,可以带动侧模、翼模在振动扁担上横向移动,实现侧模和翼模在张拉前与梁体的少量分离。

竖向支撑系由振动扁担和支架系统横梁上的支承系组成,在轴纵向可拆分。

承担模板自重与施工载荷,调整底模的高度,并可调整PC梁的预拱度。

4内模系统的构造特点

内模由内模板及其可调支撑系统组成。

由于PC梁两端进出口小,PC梁内部的空间开阔,内模不宜采用整体收

缩式模板系统,故本设计所采用传统的钢木组合模板系统,分块拆装。

(4)移动支架造桥机作业程序

移动支架造桥机作业程序见图5.7.10。

1支架的安装程序

a.先在桥位组装导梁并在其前端安装台车及门架,在其后端安装系杆。

b.用导梁前端门架及后端系杆将支架提升到顶定安装位置以上,提升前将侧模安装在支架上,提升时将底模及托架带到上面。

c.将托架安装到桥墩上,并将千斤顶安装到托架上。

d.松开系杆,将支架放落到千斤顶上。

e.在支架上安放托模横梁,并安装底模。

f.将导梁与支架联在一起。

2支架移动程序

a.松开托架上的千斤顶。

b.固定前导梁,松开底模。

c.移动前方台车及支架前端,在桥面上铺设后方台车轨道,后方系杆吊上支架。

d.拆除支架主梁的横向联接,使两片支架主梁成为由导梁台车(前台车)和后台车托挂状态,并下落40~60cm。

e.开动卷扬机牵引牵引支架前移至次一孔梁预定位置。

f.固定导梁,用托架上的千斤顶将支架顶升至设计高度。

g.安装底模及侧模。

h.拆除已完成砼梁后端托架,安装至导梁前方墩上。

i.重复以上②~③中的各步骤即可完成砼梁现浇。

(5)主要技术参数

1适用桥梁跨径不大于40m桥面板最大宽度9.2m上部结构重量10t/m桥墩适应高度5m以上

2自重300t

3造桥机移位时间4~5小时

4制梁效率8天/孔

5作业时风力限制

浇注时为22m/s(10级)纵移时12m/s(6级)

(6)该造桥机的特点

1施工安全性高。

整套设备支撑在承台上,并与墩牢固地联结在一起,受力明确,安全可靠。

2模板系统均采用可调的支撑系统,立模准确迅速,并能保证质量。

尤为重要的是本造桥机能够做到在张拉前完全脱掉内模及外模。

3施工时不需预压。

因该造桥机支架横梁上设有油缸,现浇梁施工时可以在模板调整时调整出预拱度。

4结构简单,制造周期短。

采用64式军用梁拼组导梁可节省大量的制造时间和费用。

(7)各部重量

造桥机各部重量见表5.7.2。

表5.7.2造桥机各部重量

序号

名称

单重

数量

总重

1

主梁

40t

2个

80t

2

走行轨道

1.6t

4条

6.4t

3

军用梁

18t

4组

72t

4

横梁

1t

22个

22t

5

支托架

6t

6个

36t

6

振动扁担

0.7t

22个

15.4t

7

千斤顶

0.025t

44个

1.1t

8

外模侧支撑

0.5t

22个

11t

9

外模

1t/m

30m

30t

10

内模

0.4t/m

30m

12t

11

液压系统

1t

6套

6t

12

其它

5t

13

合计

300t

14

(8)质量、安全保证

①主梁横向移位时,两主梁间的横向联接需解除,此时主梁为偏载,为保证其横向移动的稳定性,在主梁外侧下部设置配重。

②主梁下部设置两条纵移轨道,移位台车上设置滑道,使纵移轨道始终镶嵌在滑道中,增加其纵、横向移动的稳定性。

3主梁及前、后导梁下部设纵移拉板,移位台车上设移位推拉油缸和锁定装置。

移位时,油缸端部的拉杆与拉板销接,当移位时,锁定装置与拉板联接,保证支架纵移的安全。

4支架与模板顶升至制梁位,采用移位台车上的两条油缸将滑道顶起,托起支架与模板,同时在滑道下设支撑。

制梁时无论油缸发生任何故障均不会引发任何危险,且不会影响制梁质量。

5横梁顶升油缸处设防护丝杆、丝套,使模板与支架联接可靠,且能防止油缸发生故障而影响制梁质量。

6支撑架横梁端部和底脚为一叉型结构,按墩身形状设计,除设有若

干道固定拉杆外,还设有压紧丝杆,加强支撑架与墩身的连接。

(9)主要材料表主要材料见表5.7.3。

表5.7.3主要材料

序号

名称

用途

用量

1

厚度为6~20m的板材Q235

主梁、横梁、振动扁担、支托架、外模

180t

2

锻料45#或40Cr

丝杆、轴

2t

3

64式军用梁及其配件

导梁

72t

4

木板δ=40~50mm

内模

180cm2

5

[100

槽钢

[150

内模

外模

8t

8t

6

角钢∠70、∠100

内外模

10t

7

螺栓M16~M30

8

液压油

泵站

(10)主要机电设备表主要机电设备表见表5.7.4。

(11)施工周期表本双导梁滑模移动支架架桥机一个施工周期为8天。

每月按3个循环安排,具体工作内容的时间见表5.7.5。

表5.7.4主要机电设备表

序号

名称

用途

数量

1

电动机

泵站

6台

2

油泵

泵站

6台

3

油缸

横移主梁

6条

4

油缸

纵移主梁

6条

5

液压油箱

泵站

6个

顶升主梁

4个

6

千斤顶

支承底模

44个

落PC梁

4个

7

移动式发电车

泵站、照明

2台

8

电缆线

泵站、照明

200m

9

灯具等

10

振动器

振捣

42

表5.7.5施工周期表

序号

工天

内容

1

2

3

4

5

6

7

8

1

灌注箱梁砼

2

拆除后吊架及前墩托架并移至至下一孔安装

3

养生、预应力张拉

4

移动支架横向外移并下降至移位台车上

5

移动支架纵向前移至下一跨

6

移动支架顶升就位、调模、安装两墩顶模板

7

扎底、腹板钢筋、布预应力索

8

安装内模、绑扎顶板钢筋

2.满堂式脚手架的支架与模板为了保证梁体外表的美观,现浇箱梁统一采用桁架式定型大块模板,每3m一节,内模采用钢、木组合模板,内模支撑采用碗扣式支架。

脱模剂与立柱统一采用ZM-90长效脱模剂。

模板的制作见图5.7.11。

满堂式脚手架采用WDJ碗扣式多功能脚手架,它具有拼拆快速省力、结构稳定、受力科学等优点。

现浇梁支架搭设之前,首先清除地面杂物,用蛙式打夯机夯实地面进行硬化,沿线路横向按照支架间距设长10m、宽

0.2m、高0.3m条形墩,然后搭设支架,支架间距纵向120cm,横向腹板处30cm,其余地方60cm~90cm,具体布置见图5.7.12。

支架上设U形托座,沿托座方向横向铺一层8cm×15cm的方木,间距同支架间距,纵向按间距30cm~50cm铺设一层10cm×10cm的方木,上铺底模,现浇梁施工之前,首先进行支架预压,预压方式采用编织袋装砂,堆码在底模上,重量不小于梁重的80%,以消除其非弹性变形,七天后,进行标高测量,然后通过预压前后同一点标高差值及支架的弹性变形量、梁的挠度等得出底模的预挠度之和,通过U形托座调整底模标高,预拱度最高值设在梁的跨中,其他各点的预拱度,由中间最高值向两端零值按二次抛物线进行过渡,测量合格后用海绵带条缝,涂刷脱模剂,支立侧模,安装固定好后,侧模涂刷脱模剂,清理掉底模杂物,开始绑扎钢筋。

(三)钢筋绑扎钢筋的骨架筋在加工场制作好,运至现场,用起重机吊放在底模上,按钢筋设计图进行绑扎、焊接。

施工中严禁乱丢杂物,保持底模干净,同时,注意预应力定位筋的布设及预埋件的埋设,钢筋中与预应力筋位置有冲突的,应给预应力管道让道,钢筋焊接、绑扎应符合规范要求,为保证砼保护层厚度,应在钢筋骨架与模板之间错开放置适当数量的塑料垫块,骨架侧面的垫块应绑扎牢固。

(四)预应力筋的布置

区间除友谊路口24m+40m+24三m跨连续梁预应力采用LCM15-12锚固体系外,其余均采用OVM自锚体系,预埋管道采用波纹管制孔,波纹管预埋严格按照设计曲线布设,采用坐标法用架立筋定位,架立筋的数量和间距直线段1m,圆弧段0.5m,波纹管穿设后,在定位筋处,固定牢靠,严禁在波纹管周围进行电焊作业,接头处两端波纹管应插入接头管中20cm以上,以防施工中脱落,并且先用黑胶布缠裹,然后再用宽胶带纸缠裹、密封,确保灰浆不能通过接头管渗入管道中,预应力管道锚具处空隙大时用海绵泡沫填塞,防止漏浆。

(五)砼浇注在模板钢筋、预应力管道经监理工程师检查合格后,方可浇注砼。

1.砼的浇筑

采用砼输送泵车泵送入模。

1现浇简支箱梁考虑其箱梁高度不大,砼可一次浇筑完成,施工时,采用斜层浇筑,先通过腹板及天窗浇注底板,然后对称浇筑腹板和顶板,沿梁长度方向分层施工,由梁两端向中间浇筑,跨中合拢为避免支架不均匀沉陷的影响,浇注工作快速进行,以便在砼失去塑性前完成,砼的倾斜角度在20。

~25。

,施工顺序见图5.7.13。

2连续梁现浇施工连续梁在整体移动式支架上现浇时,由于连续部位的桥墩为刚性支撑,桥墩下的支架为弹性支撑,在浇筑梁部砼时,支架将发生不均匀沉降,因此砼应从跨中向两端进行,同时相邻跨边从跨中向两端浇筑砼。

在桥墩顶部设置临时工作缝,以防上部构造在桥墩处产生裂缝,待支架沉降稳定后,再浇筑墩顶处梁的接缝砼,梁段间的临时工作缝一般宽0.8~1.0m,两端用模板间隔,并留出分布加强筋通过的孔洞,浇筑时,先将两端面浮浆除掉、凿毛,用清水冲洗后,绑扎接缝分布钢筋,浇筑接缝砼,施工顺序见图5.7.14。

2.砼的养护砼浇筑后进行养生,在养生期间,使砼表面保持湿润,防止雨淋、日晒。

因此,对砼外露面,待表面收浆、凝固后即

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