半坡桩施工方案doc.docx

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半坡桩施工方案doc

半坡桩施工方案1

连霍洛三段改建工程TJ-21标

原路基边坡桩专项施工方案

一、编制依据

业主《关于原高速高填方段路基边坡处新桥桩基施工有关要求的通知》；

设计方《旧路边坡基桩施工平台示意图》；

现行施工规范；

工地现场实际情况及设备机械配备情况

二、工程概况

连霍高速公路洛阳至三门峡（豫陕界）段改扩建工程TJ-21标，起点桩号RK154+270，终点桩号RK161+600，标段全长7.33km，线路位于黄河阶地，地形复杂。

全标段设计为单侧加宽，以桥梁为主：

特大桥1座1699.08米，大桥7座共2154.62延米，中桥2座共131.18延米，桥梁占标段总长度54%。

其中以桥代路桥梁占总桥梁总数的71.86%。

该部分桥梁位于原填方路基的过坡位置，下部结构施工困难。

为保证下部结构施工期间原填方路基的安全稳定，特制定专项施工方案。

（以直径1500mm桩基为例）

三、设计示意图及设计说明

设计总思路：

施工平台按二级设置。

在确保施工平台能够保证旋挖钻机作业及车辆通行的前提下，尽量减少开挖高度、宽度及尽量拉大到原路肩的水平距离。

具体设计要点：

1、上部作业平台按锯齿形布置，锯身部为运输通道，宽度4.5米；

2、上部作业平台锯齿部为旋挖钻机施工平台兼会车区，宽度11.2米（外桩向原路基侧0.5米工作面+桩桩外缘边距8.7米+2米平台）；

3、作业平台桩位处标高为中柱顶标高减4.7米，桩位之间平台标高顺延；

4、盖梁侵入路基部分及影响盖梁模板安装部分（盖梁尺寸线外两侧各加0.5米范围）须将原路基边坡下挖成”L”型，使用M7.5砂浆砌片石（片石厚度20cm）防护处理。

此部分后期不作回填恢复处理。

浆砌片石顶部标高为盖梁底部下0.5米、”L”型折线角到梁边线水平距离0.5米；

5、开挖立面按1：

0.25坡率控制，立面开挖高度H＜2.0米时，可使用37㎝砖墙砌筑防护，下部设置30×30㎝断面的水泥混凝土基础（C25）；立面开挖高度H≥2.0米时，使用C25

细粒式喷锚钢筋混凝土防护。

喷锚钢筋混凝土处理方法：

沿现有路基开挖立面在旧路基内置入长度5米、间距80㎝，直径20㎜的锚固钢筋（Ⅱ级），锚固钢筋采用梅花形布置，沿垂直于边坡面方向采用电煤钻机成孔，孔内先灌M30砂浆，后插入锚固钢筋。

锚固钢筋与喷锚混凝土中的钢筋网片点焊连接，喷锚混凝土厚度8㎝，钢筋网片为￠8㎜圆钢，间距为按10×10㎝设置。

6、下部平台根据情况可在上平台完毕后施工或在上平台施工前完成桩基立柱施工。

平台标高按照桩顶标高控制。

对于一般地段利用原路基天然反压护道做施工便道，对于高填方（无法利用天然反压护道）地段，做4.5米快二级平台，以顺序作业法进行下部结构施工。

7、新加宽路线桥梁下部结构完成后应对已开挖部分旧路基边坡进行恢复处理

四、施工流程

测量放样机械开挖整修边坡锤入锚杆钢筋网制作及挂网喷射混凝土养生下部结构施工原边坡恢复。

五、施工方案

1、测量放样：

开挖路基边坡之前放出边坡桩位及开挖边线，撒出白灰线以确定边坡的开挖范围。

新加宽桥梁内侧边桩及中桩位于原路基边坡上，外侧边桩位于原地面。

桩基施工时按一个作业平台设置，路基边坡立面根据桩位纵向距相邻两排桩中心两边各2.5m，横向距桩中心1.3m的位置开挖，相邻两跨径的共筑一个施工平台；不允许沿路线全部通挖，为尽量减少开挖原路基上部边坡，开挖立面按0坡控制，垂直向下；顺桥向整体上按锯齿形开挖；保证作业平台最小有效宽度不小于25m（20m跨径）。

2、机械开挖：

设专人指挥，挖掘机严格按照开挖白灰边线垂直向下开挖，开挖深度至2#桩的基桩钢筋顶为准，严禁超挖；开挖时机械将立面部分基本整平。

为便于排水，施工平台地面内高外低，平台上设排水沟，严禁施工场地及受喷面底部水浸。

立面开挖高度H＜2.0m,使用37cm砖墙（片石）砌筑防护，下部设置30×30cm断面的混凝土基础（C25）；立面开挖高度H≥2.0m时，按照通知要求使用C25细粒式喷锚钢筋砼防护。

沿现有路基开挖立面喷锚混凝土厚度不小于8cm。

待砖墙砌筑防护或喷锚合格完成防护后再进行桩基的钻孔施工。

3、搭设脚手架：

脚手架搭设前必须先对现有边坡的稳定情况进行观察，确定安全后再搭设脚手架。

钢管支架立柱应置于坚硬稳定的地面上，不得置于浮渣上；立柱间距1.5m。

架子宽度1.5~2.0m；横杆高度1.8m，以满足施工操作；搭设管扣要牢固和稳定；钢架于壁面之间必须楔紧，相邻钢

架之间应连接牢靠，以确保施工安全。

4、坡面整修：

由于边坡被挖机挖除后不太平整，故必须将松散的浮土清除干净。

使其平整；对边坡局部不稳定处进行支补加固。

5、锤入锚杆：

以梅花形布置锚杆的位置及数量；在旧路基内置入长度4.5米，间距80cm、直径20mm的锚固钢筋（II级）。

6、钢筋网的制作及挂网：

钢筋网片为Φ8mm圆钢，用调直机调直后间距为10×10cm横平、竖直、均匀，以外露锚杆20mm处为固定点设置（满足保护层20mm）。

锚杆钢筋于喷锚混凝土中的钢筋网片用电焊连接牢固。

7、喷射混凝土：

（1）、实施喷砼前，检查受喷面平整及松散体情况；以保证混凝土与受喷面良好的结合；喷射前应在受喷面以3层，每层5个点作好喷层厚度（80mm）标志，以达到设计指标。

（2）、作业过程中应遵循以下原则：

原材料及每道工序的完成自检合格后，再经现场监理检查，符合设计及规范要求时再进行下道工序的施工；上料速度要均匀连续，保持进料斗中有一定的贮存藏量；及时清除振动筛上粒径大的粗料或其它异物；喷射手在操作喷嘴时，应尽量使喷锚嘴与受喷面垂直，决不允许与受喷面的夹角小于45度;距离以1.0m左右为宜，使得喷射砼的回弹量最低，密实度最好；喷混凝土时应采取分片自下往上喷射，喷嘴应呈螺旋形转动，均匀喷射至受喷面。

（3）、路基锚喷防护拟投入以下人员、机械

防护施工负责人1名挖掘机220型1台

技术员1名装载机50型1台

质检员1名喷锚设备1套

安全员1名电焊机BX-500型2台

钢筋工6名钢筋调直机1台

试验员2名砼工6名

普工5名

8、养生：

喷射混凝土终凝2h后，喷水养护后土工布覆盖或塑料布包裹养护，养护期间始终保持砼面的湿润，养护时间不少于7天。

9、半路半桥路段旧路边坡恢复

按照施工图设计方案，旧路高填方段新加宽路基采取桥梁跨越方式，桥梁桩基施工时，将旧路基边坡进行了部分开挖，增设作业平台，对开挖的路基边坡采取钢筋混凝土喷锚方式进行了防护处理。

随着工程的进展，新加宽路线桥梁下部结构完成，转入梁板的安装工作后，为了旧路基的稳定，保证通行安全，要求对已开挖部分旧路基边坡进行恢复处理，现将恢复施工的有关要求如下：

1）在进行新建桥梁梁板安装前必须对旧路基边坡进行恢复处理，恢复后的旧路基边坡坡度不小于1：

1.5。

2）按照原路基边坡材料进行回填（如土方、砂砾），按施工作业面积的大小可使用不同的压实机具，要求尽可能使用重型压路机碾压，每层回填厚度为15-20cm；压路机不易处理的边角部分可使用小型夯机夯实，回填压实度要求达到90%以上，路基边坡恢复完成后采取防护。

3）新加宽桥梁盖梁内侧已深入旧路基，桥梁基桩周围现有路基边坡开挖面积较小，无法使用小型压实机具处理时，可保留现有的砖砌防护，使用砂砾石与外侧土方同步回填处理，砂砾石回填可用水冲法密实，每回填50cm冲水一次。

用水冲法密实砂砾时，应在基桩两侧回填土层中按分别设置导流管，将冲水及时排到填筑路基外。

导流管的端部应设置多个小孔洞，并深入砂砾层宽度2/3以上。

4）现有的路基边坡开挖面喷锚防护应予保留，直接在防护层外侧进行边坡回填恢复处理。

旧路基边坡恢复后将会影响到箱梁的安装，经与设计单位技术方案讨论，同意在箱梁的底部将路基边坡下挖成“L”型，使用M7.5砂浆砌片石（片石厚度20cm）防护处理（防护标准见附图）。

原有路基边坡泄水槽必须按原标准恢复，箱梁底部使用浆砌片石（同防护层结构），下部

使用预制槽延长至边坡底部。

六、现场质量管理与检测

1、质量管理措施

（1）严把钢筋、水泥、砂石等原材料质量关，并严格按照配合比施工。

（2）严格操作规程：

我们根据生产需要，严格执行锚杆施工操作规程，喷射混凝土操作规

程以及化验制度，使每一位施工人员都熟悉并掌握操作规程和技术要求。

（3）加强对操作人员的培训，尤其是喷射手、搅拌人员喷射机操作人员，一定要选择责任

心强技术熟练的工人担任，以保证喷射混凝土的质量。

（4）合理选择施工设备、机具。

施工前调试好设备、机具，良好的机具是保证质量的基础。

按照施工方案，做好本工程喷锚支护。

2、现场质量检测

（1）强度检测：

喷射混凝土必须做抗压强度试验，试块在工程施工中抽样制取，试模采用150mm×150mm×150mm；在喷射作业面附近，先在试模外的边墙上喷射，用设备操作正常后的砼喷射装入试模内。

将装满混凝土的试模移至安全地方，插捣后用三角抹刀刮平混凝土表面。

在标准条件下养护至28d龄期后，进行抗压强度试验。

（2）厚度检测

用凿孔法检测，根据《锚杆喷射混凝土支护技术规范》，“每个断面上，全部检查孔处的喷层厚度，60%以上不应小于设计厚度；最小值不应小于设计厚度的50%且≥50mm；同时，检查孔处厚度的平均值，不应小于设计厚度值。

（3）锚杆间排距检测

锚杆间排距是锚杆施工质量的一项主要考核指标，是锚杆能否发挥支护作业的保证条件之一。

在锚杆被喷射混凝土覆盖前，主要采用在工作面用尺直接测量的方式进行检测。

（4）外观感检测

观感检测一般采用人工观测的方法，包括目测法和实测法两种。

工程完工后，该工程坡面平顺、线型流畅，无漏喷、离鼓、理解缝、钢筋网外露现象，地表及坡面排水处理得当，无漏水现象。

喷锚砼支护实测项目表

七、保证措施

安全保障措施

1、机构措施

为确保施工安全，经理部和工区成立安全领导小组，有经理任组长，经理部设专职安全员，各工区设兼职安全员，施工现场设专人具体负责安全工作的实施。

建立健全安全保证体系，确保施工的安全。

半桥LLC谐振转换器的设计考虑及安森美半导体解决方案1

半桥LLC谐振转换器的设计考虑及安森美半导体解决方案

2008-4-1515:

08:

55电源在线网

近年来，液晶电视（LCDTV）和等离子电视（PDPTV）市场迅速增长。

这些市场及其它一些市场需要具有如下功能特色的开关电源（SMPS）：

150W至600W的输出功率范围；采用有源或无源PFC（由所需功率决定）；宽度和空间有限，无散热风扇，通风条件有限；面向竞争激烈的消费电子市场。

这就要求开关电源具有较高的功率密度和平滑的电磁干扰（EMI）信号，而且解决方案元器件数量少、性价比高。

虽然开关电源可以采用的拓扑结构众多，但双电感加单电容（LLC）串联谐振转换器在满足这些应用要求方面拥有独特的优势。

这种拓扑结构比较适合中大尺寸液晶电视输出负载范围下工作。

通常反激式拓扑结构最适用于功率不超过70W、面板尺寸不超过21英寸的应用，双反激拓扑结构则适合功率介于120W至180W之间、26至32英寸的应用，而半桥LLC则在120W至300W乃至更高功率范围下都适用，适合于从中等（26至32英寸）、较大（37英寸）和大尺寸（大于40英寸）等更宽范围的应用。

此外，在LLC串联谐振转换器拓扑结构中，元器件数量有限，谐振储能（tank）元件能够集成到单个变压器中，因此只需要1个磁性元件。

在所有正常负载条件下，初级开关都可以工作在零电压开关（ZVS）条件。

而次级二极管可以采用零电流开关（ZCS）工作，没有反向恢复损耗。

总的来看，半桥LLC串联谐振转换器是适用于中、高输出电压转换器的高性价比、高能效和EMI性能优异的解决方案。

半桥LLC转换器中谐振电容和谐振电感的配置

LLC半桥转换器的构造存在着单谐振电容（CS）和分体（split）谐振电容（CS1和CS2）等不同方案。

如图1所示。

对于单谐振电容配置而言，它的输入电流纹波和均方根（RMS）值较高，而且流经谐振电容的均方根电流较大。

这种方案需要耐高压（600至1,500V）的谐振电容。

不过，这种方案也存在尺寸小、布线简单等优点。

图1：

半桥LLC转换器的两种不同配置：

（a）单谐振电容；（b）分体谐振电容

与单个谐振电容配置相比，分体谐振电容配置的输入电流纹波和均方根值较小，谐振电容仅处理一半的均方根电流，且所用电容的电容量仅为单谐振电容的一半。

当利用钳位二极管（D3和D4）进行简单、廉价的过载保护时，这种方案中，谐振电容可以采用450V较低额定电压工作。

顾名思义，半桥LLC转换器中包含2个电感（励磁电感Lm和串联的谐振电感Ls）。

根据谐振电感位置的不同，谐振回路（resonanttank）也包括两种不同的配置，一种为分立解决方案，另一种为集成解决方案。

这两种解决方案各有其优缺点，采用这两种方案的LLC的工作方式也有轻微差别。

对于分立解决方案而言，谐振电感置于变压器外面。

这使得设计灵活性也就更高，令设计人员可以灵活设置的Ls和Lm的值；此外，EMI幅射也更低。

不过，这种解决方案的缺点在于变压器初级和次级绕组之间的绝缘变得复杂和绕组的冷却条件变差，并需要组装更多元件。

图2：

谐振储能元件的两种不同配置：

（a）分立解决方案；（b）集成解决方案

在另一种集成的解决方案中，变压器的漏电感被用作谐振电感（LLK=LS）。

这种解决方案只需1个磁性元件，成本更低，而且会使得开关电源的尺寸更小。

此外，变压器绕组的冷却条件更好，且初级和次级绕组之间可以方便地实现绝缘。

不过，这种解决方案的灵活性相对较差（可用的LS电感范围有限），且其EMI幅射更强，而初级和次级绕组之间存在较强的邻近效应。

半桥LLC转换器的工作状态

根据负载条件的不同，LLC转换器的频率会出现变化。

对于分立谐振回路解决方案而言，可以定义两个谐振频率，分别是串联谐振频率Fs和最小谐振频率Fmin。

其中，

LLC转换器的工作频率取决于功率需求。

功率需求较低时，工作频率相当高，超出谐振点。

相反，功率需求较高时，控制环路会降低开关频率，使其中一个谐振频率提供负载所需大小的电流。

总的来看，LLC转换器工作在5种不同的工作状态，分别是：

a）在Fs和Fmin之间；b）直接谐振在Fs；c）高于Fs；d）在Fs和Fmin之间-过载；e）低于Fmin。

与分立储能电路解决方案相比，集成储能电路解决方案的行为特性不同，如漏电感LLK来自于变压器耦合，且LLK仅在变压器初级和次级之间存在能量转换时参与谐振；此外，一旦次级二级管在零电流开关（ZCS）条件下关闭，LLK就没有能量。

对于半桥LLC而言，次级二极管始终处于关闭状态。

谐振电感Ls和励磁电感Lm不会象分立谐振回路解决方案那样一起参与谐振。

集成储能电路解决方案也能够定义两种谐振频率：

Fs和Fmin。

其中，

这种解决方案同样存在5种工作状态，分别是：

a）在Fs和Fmin之间；b）直接在谐振Fs；c）高于Fs；d）在Fs和Fmin之间-过载；

e）低于Fmin。

半桥LLC转换器建模和增益特性

LLC转换器可以通过一阶基波近似来描述。

但只是近似，精度有限。

而在Fs频率附近精度达到最高。

图3：

LLC转换器的近似等效电路。

等效电路的传递函数为：

这其中，Z1和Z2与频率有关，由此可知LLC转换器的行为特性类似于与频率有关的分频器，负载越高，励磁电感Lm所受到的由交流电阻Rac产生的钳位作用就越大。

这样一来，LLC储能电路的谐振频率就在Fs和Fmin之间变化。

在使用基波近似时，实际的负载电阻必须修改，因为实际的谐振回路是由方波电压驱动的。

相应地，转换器的品质因数为：

，特性阻抗为：

增益为：

，

Lm/Ls比为：

串联谐振频率Fs和最小谐振频率Fmin分别为：

图4：

标准化增益特性（区域1和区域2为ZVS工作区域，区域3为ZCS工作区域）

LLC转换器所需要的工作区域是增益曲线的右侧区域（其中的负斜率意味着初级MOSFET工作在零电压开关ZVS模式下）。

当LLC转换器工作在fs=1（对于分立谐振回路解决方案而言）的状态下时，它的增益由变压器的匝数比来给定。

从效率和EMI的角度来讲，这个工作点最具吸引力，因为正弦初级电流、MOSFET和次级二极管都得到优化利用。

该工作点只能在特定的工作电压和负载条件下达到（通常是在满载和额定Vbulk电压时）。

增益特性曲线的波形及所需的工作频率范围由如下参数来确定：

Lm/Ls比（即k）、谐振回路的特征阻抗、负载值和变压器的匝数比。

可以使用PSpice、Icap4等任意仿真软件来进行基波近似和AC仿真。

图5：

分立（a）和集成（b）谐振回路解决方案的仿真原理图。

对于LLC谐振转换器而言，满载时品质因数Q和Lm/Ls比k这两个因数的恰当选择是其设计的关键。

这方面的选择将影响到如下转换器特性：

输出电压稳压所需的工作频率范围；线路和负载稳压范围；谐振回路中循环能量的大小；转换器的效率；要优化满载时的Q和k因数，效率、线路和负载稳压范围通常是最重要的依据。

品质因数Q直接取决于负载，它是由满载条件下的谐振电感Ls和谐振电容CS确定的。

Q因数越高，就导致工作频率范围Fop越大。

Q值较高及给定负载时，特征阻抗就必须较低，因为低Q会导致稳压能力下降，且Q值很低的情况下LLC增益特性会退化到SRC。

而在k=Lm/Ls方面，它决定了励磁电感中存储多少能量。

k值越高，转换器的励磁电流和增益也就越低；且k因数越大，所需的稳压频率范围也就越大。

在实践中，Ls（如集成变压器解决方案的漏电感）只能在有限的范围内取值，而且是由变压器的构造（针对所需的功率等级）和匝数比决定。

然后，Q因数的计算由所需的额定工作频率fs确定。

这之后，k因数也必须计算出来，以确保输出电压稳压（带有线路和负载变化）所需的增益。

而在设定k因数时，可以让转换器在轻载时无法维持稳压——可以方便地使用跳周期模式来降低空载功耗。

对于半桥LLC谐振转换器的设计而言，还涉及到其它的一些重要因素，如初级电流和谐振电容的参数确定、次级整流设计和输出电容参数的确定、谐振电感的平衡性、变压器绕组参数的确定和变压器的制作等。

这些进一步的设计信息可以联系安森美半导体获得。

安森美半导体的半桥LLC谐振转换器解决方案NCP1395/NCP1396

作为全球领先的高能效电源半导体解决方案供应商，安森美半导体提供的半桥LLC谐振转换器解决方案包括NCP1395和NCP1396控制器。

NCP1396是一款更新的器件，内置驱动器。

它们均为为构建可靠及稳固的谐振模式开关电源提供了所有必需功能，具有极低的待机能耗。

它们的关键特性包括：

50kHz至1.0MHz的宽广频率范围（NCP1395）、可调节的死区时间（deadtime）、可调节的软启动、可调节的最小和最大频率漂移、低启动电流、欠压检测、可调节的故障定时器间隔和跳周期可能性等。

NCP1396的独特架构包括一个500kHz的压控振荡器，由于在谐振电路结构中避开谐振尖峰相当重要，因此为了将转换器安排在正确的工作区域，NCP1396内置了可调节且精确的最低开关频率，通过专有高电压技术支持，这款控制器应用在能够接受高达600V本体电压半桥式应用的自举MOSFET驱动电路上。

此外，可调整的死区时间可以帮助解决上方与下方晶体管相互传导的问题，同时确保一次端开关在所有负载情况下的零电压转换（ZVS），并轻松实现跳周期模式来改善待机能耗以及空载时的工作效率。

NCP1396/5具备多重保护功能，提供更好的电路保护，带来更安全的转换器设计而不增加电路的复杂度，NCP1396/5的各种强化保护功能包括有反馈环路失效侦测、快速与低速事件输入，以及可以避免在低输入电压下工作的电源电压过低侦测等。

面向各种多样化的电源应用设计，NCP1396提供有两种型号选择：

A和B。

两种型号的不同表现在：

1）启动阀值不同，NCP1396A和NCP1396B分别是VCC=13.3V和VCC=10.5V（相应地NCP1395A和NCP1395B分别为VCC=12.8V和VCC=10V）；