大跨度钢管混凝土拱桥拱肋混凝土无隔舱泵送工法Word下载.docx
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4.1排浆孔设置
图4.1
如图4.1所示,顶升时拱肋内混凝土顶面为水平面,在距离拱顶还有17.4m时,灌注较快一侧混凝土就会越过拱顶流向另一侧,两侧混凝土接头处夹杂浮浆,该处混凝土质量难以保证。
本桥设计无隔舱板,考虑在拱顶设置一个出浆孔,直径为20cm。
只要保证两侧混凝土同时顶升至拱顶后,浮浆可以同时由拱顶设置的出浆口排出,相对于两侧同时排浆在施工时更容易协调和控制。
现场配备了红外观测仪,以便施工中随时监测。
4.3排浆控制
泵送混凝土时,两边泵送速度应加强协调,尽量对称顶升。
项目部在拱肋每段安装节段正中间设有一个20mm的观察孔,混凝土泵送至该处时,使用18mm高强螺栓拧紧。
拱上施工人员通过观察孔进行观察和敲击两侧判断混凝土灌注是否同步,并且拱上检查人员与地泵处、现场指挥人员间使用对讲机及时沟通,确保泵送同步。
特别是接近拱顶时,泵送快的一方要暂停,等待泵送较慢的一侧,泵送时要注意混凝土需一点一点的泵送至拱顶位置,必须保证泵送频率为5秒/行程,待两侧混凝土面到达同一位置时,在同时加压泵送,直至出浆口泵出粗骨料为止。
5.工艺流程及操作要点
5.1主要施工流程
肋混凝土顶升施工工艺流程为:
焊接泵送插管、拱顶排气管→安装截流阀→安装混凝土输送泵及泵送管→混凝土的拌制及运输→压注砂浆湿润混凝土泵送管→压注钢管内混凝土→排浆孔流出合格混凝土→排浆孔混凝土振捣→关闭截流阀→拆除混凝土泵送管完成泵送。
具体施工流程见图5.1。
图5.1
5.2操作要点:
5.2.1配合比设计
考虑采用泵送施工,塌落度设计为180~220mm,要求出料时坍落度必须>200mm,运输至施工现场,将会有塌落度损失,泵送时坍落度至少>180mm。
拱肋混凝土设计初凝时间为14小时。
5.2.2泵送设备选择
泵送高度46m,混凝土密度2450kg/m3,混凝土自重最大压强1.1Mpa,混凝土顶面大气压为0.1Mpa,考虑泵管5个弯头,根据经验每个弯头降压0.1MPa,水平泵管考虑50米长,根据经验泵送水平管每15m~20m降压0.1MPa,弯头及水平泵管共降压0.8Mpa,故地泵顶升压强至少需2.0Mpa。
HBT80S混凝土泵额定顶升压力低压工作为8MPa,高压工作时为15MPa,按70%计算,分别为5.6/10.5Mpa,分别有2.8/5.3倍保证系数,可确保泵送至拱顶。
采用水冷型地泵时,布置地泵同时,在地泵旁边布置水池,储备不小于1m3的水供应地泵运转。
图5.2.2汽车式地泵地泵
5.2.3泵送管设置
泵送入口设置在钢管尽可能靠近拱脚处,开孔前应敲击判定预埋段拱肋内已灌注混凝土位置,每根钢管18#墩、19#墩两侧各开一个灌注孔,边拱每侧设置一道泵管、中拱每侧设置两道泵管。
由于未考虑混凝土自身摩擦阻力等因素,有可能出现的输送泵压力不足难以泵送至拱顶的现象,在1/2拱肋高度偏上处设置备用灌注孔(根据现场实际情况,备用灌注孔设置在第一道K字风撑上方1到2米位置,同一拱肋上开孔位置避免在同一断面上),在灌注开始时同时接好泵管(边拱、中拱两端各设置一道泵管),可随时将末端和地泵连接,打开闸阀即可灌注。
同时注意备用灌注孔严禁设置在各节拱肋同一断面位置处。
图5.2.3-1泵送管的设置
图5.2.3-2泵送管的设置
5.2.4拱顶出浆控制
蒲山大桥拱肋混凝土顶升时拱肋内混凝土顶面为水平面,在距离拱顶还有17.4m时,灌注较快一侧混凝土就会越过拱顶流向另一侧,两侧混凝土接头处夹杂浮浆,该处混凝土质量难以保证,多数大跨度拱桥设计拱顶有一层隔舱板,施工时在隔舱板两侧各设置一个排浆孔,可保证两侧混凝土浮浆分别排出,本桥设计无隔舱板,考虑在拱顶设置一个出浆孔,当一侧混凝土流至闸阀时,浮浆可流出,此时该侧地泵暂停泵送,待另一侧也流出浮浆时,再恢复同时泵送,采用此方法,一方面减少拱肋隔舱板的焊接,另一方面更有利于浮浆排出。
5.2.4出浆口出浆
5.2.5泵送监测
顶升过程中,两侧混凝土应保持顶升高度一致,采用人工敲击的方法检查两侧混凝土灌注是否同步,条件允许可利用红外线观测仪监测混凝土的位置。
当混凝土泵送至出浆口,浮浆全部排除,流出粗骨料后,需稳压2min~3min后,再用大锤将闸板砸至另一端,则混凝土被封闭,顶升施工完毕。
待拱肋混凝土强度达到设计80%时,采用超声波检查混凝土密实性,若存在不密实的地方,在钢管上开口进行补浆。
6.主要机械设备与材料
6.1主要机械使用如下表
表6.1机械需求量表
序号
机械名称
数量
备注
1
泵车
6台
根据工程进度随时调整
2
混凝土罐车
28台
3
拌合站
2座
4
发电机150kw
1台
5
发电机200kw
6.2主要材料使用
表6.2主要材料使用表
3m泵送管道
148
1m泵送管道
16
90°
弯头
22
45°
15
15°
30
6
匝阀
7
8
排浆管
7.质量控制
7.0.1在保证混凝土坍落度、和易性等指标的同时,为使混凝土搅拌均匀,混凝土的每盘纯搅拌时间应该保证在60s以上,在拌制的过程中我项目部派有专门人员进行对后盘各方面的监督检测。
7.0.2泵管入口设在每根钢管两端根部距离拱脚上口约50cm,上下弦拱肋钢管的混凝土压注孔在拱肋法线方向上错开,压浆管插入至拱肋中心位置处,与拱肋钢管轴线约成30°
角,与拱肋的连接部位焊接牢固。
7.3为了使混凝土质量得到保证,业主岭南高速公路有限公司特意聘请了专业检测机构并使用了先进的超声波检测仪及相关仪器联合我单位对拱肋混凝土的灌注进行全方位的检测
7.0.4建立工地质量领导小组,实行质量责任制,并制定质量奖惩措施,使质量责任落实到人。
7.0.5及时准确的进行施工技术、质量保证措施交底,施工工艺质量控制做到工程质量自检控制和工序交接质量控制,对中间产品质量控制做到先进行分项工程质量检查再进行分部工程质量检查。
7.0.6及时准确的进行施工技术、质量保证措施交底,施工工艺质量控制做到工程质量自检控制和工序交接质量控制,对中间产品质量控制做到先进行分项工程质量检查再进行分部工程质量检查。
7.0.7施工期间由项目部派技术人员及专职质量控制人员对现场进行控制。
7.0.8制定质量、安全奖惩措施,使安全、质量能够落到实处。
8.安全保证措施
8.0.1所有施工人员必须佩戴安全帽,所有高空作业人员必须佩戴安全带、安全帽、手套、防滑鞋等安全防护用品,所有支架顶部必须进行安全防护,全部挂设安全网。
两台龙门吊及其它各种用电设备必须注意用电安全,并且有专业电工进行巡查,发现问题进行及时整改。
8.0.2严禁不适合高空作业的人员进行高空作业。
所有特种设备操作人员必须持证上岗。
8.0.3从事高空作业的人员要定期或随时体检,发现有不宜登高的病症,不得从事高空作业,严禁酒后进行作业。
8.0.4高空作业人员不得穿拖鞋或硬底鞋。
8.0.5各种悬吊装置要牢固可靠,必须进行日常检查工作,确保安全无事故。
8.0.6由于本桥跨铁路施工,并不涉及要点作业,在泵送时设置铁路安全防护员2名,分别防护上下行,避免对铁路行车的影响。
9.环境保护措施
9.0.1施工场地统筹部署,规范整洁,施工使用的机具、设备要集中停放,材料要分别堆码标识。
9.0.2工地现场要挂有文明施工标牌、条幅,采用多种形式向项目部成员进行文明施工教育,提高全员文明施工意识;
在工地醒目处设立工程简介牌,各工序设立施工牌。
9.0.3加强施工现场用水、用电管理,做到无常流水、常明灯;
施工现场固定机械设备要及时清洗养护,且必须搭棚防护,设备旁必须悬挂操作规程牌和设备标牌。
9.0.4施工人员上岗要着装整齐,配戴与所从事施工范围相一致的施工证;
施工中,负责保护施工范围内相关建筑物、管线,以保持周围环境协调;
施工完毕后,及时进行施工场地清理,原材料及施工机具堆码、摆放整齐,机械车辆停放有序,保证施工场地整洁、美观。
9.0.5由于混凝土泵送至拱顶时浮浆由排浆孔喷出,我们在排浆孔上方焊接了一段高度约为50cm的导浆管,保证浮浆朝一个方向以避免对桥梁及周边环境造成污染;
同时与导浆管配套还有导流槽,导流槽下方设置了塑料彩条布,使浮浆经导流槽顺彩条布排放至指定位置并在泵送施工完成后统一处理。
10.资源节约
由于常规施工中在拱顶两侧焊接了横隔舱,并在两侧设置排浆孔,本桥在进行拱肋混凝土施工大胆的将其取消,采用拱顶处直接设置排浆孔设计。
实践证明,采用这种方法避免增加了焊接隔舱板焊接等施工投入,使焊接的钢板节约来下来,同时也节约了人力资源来进行高空隔舱板焊接的工作。
11.效益分析
此方法为泵送工作节省了时间,本桥共用了4天时间就完成了泵送施工任务,其施工效果与常规的隔舱排浆孔辅助泵送混凝土施工效果无差别。
同时完成业主下达的节点目标,获得奖金30万元,并节约了横隔板焊接的费用10万元,工期缩短了近7天的时间,并取得了较好的经济效益。
12.工程实例
新建蒲山特大桥为洛阳到南阳段高速公路跨焦枝铁路及南水北调总干渠大桥。
主桥采用刚性系杆钢管混凝土桁架拱结构,蒲山特大桥拱肋主弦管14根,直径1m,扣除预埋段已灌注混凝土外,每根钢管泵送混凝土155m3,采用C55微膨胀混凝土,泵送最大高度46米。
根据设计要求,全桥必须左右同时对称灌注,每根钢管两端也需对称灌注,且灌注过程需连续不允许有间断。
计划灌注顺序为第一天首先灌注中拱上弦中管试验,灌注顺利,立即将中拱剩余两根中管同时灌注完毕,第二天同时灌注左右边拱上弦各一根钢管,然后(第二天或第三天)灌注剩余两根边拱上弦钢管,紧接着依次灌注下弦钢管,全部灌注完毕达到设计强度80%时方可进行系杆第三次张拉,达到设计强度95%时方可进行吊杆张拉。
详细灌注顺序见下图。
由于本桥工期要求紧,若采用常规的加焊横隔舱板的话,将增加工期及施工投入,为蒲山大桥的后期施工增加了难度,项目部在经过严密的分析与现场勘察后,决定大胆取消横隔舱的设计,采用排浆孔排浆的方法。
经过实践证明,运用此种方法不但能使缩短泵送工期,经过监控单位的超声波检验,混凝土饱满、密实,完全满足质量要求。
所以取消横隔舱排浆,采用排浆孔排浆的方法使钢管拱拱肋混凝土泵送施工质量和进度都得到了很好的保障。
不但按时完成了施工任务,为下步工期安排打下了良好的基础,还节约了成本,获得了业主的奖励,创造了很好的社会效益和经济效益。
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- 关 键 词:
- 跨度 钢管 混凝土 拱桥 隔舱 泵送工法