武汉轻轨施工施工组织设计方案.docx
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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