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轨道交通施工20讲中的拱桥施工方案总结

时间:2023-08-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:图5-1 常备拼装式桁架型拱架a)常备拼装式 b)标准节 c)拱脚节跨径小于16m的拱圈或拱肋混凝土,应按拱圈全宽从拱脚向拱顶对称、连续浇筑,并在混凝土初凝前完成。当预计拱架变形较小时,可减少或不设间隔槽,釆取分段间隔。④卸架时应观测拱圈挠度和墩台变位情况,发现异常应及时采取措施。过程要严格监控拱肋变位,不得超过设计规定。

轨道交通施工20讲中的拱桥施工方案总结

1.拱架上混凝土拱圈

图5-1所示为常备拼装式桁架型拱架;图5-2所示为工字钢拱架。

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图5-1 常备拼装式桁架型拱架

a)常备拼装式 b)标准节 c)拱脚节

(1)跨径小于16m的拱圈或拱肋混凝土,应按拱圈全宽从拱脚向拱顶对称、连续浇筑,并在混凝土初凝前完成。当预计不能在限定时间内完成时,应在拱脚预留一个隔缝并最后浇筑隔缝混凝土。

(2)跨径大于或等于16m的拱圈或拱肋,宜分段浇筑。分段位置,拱式拱架宜设置在拱架受力反弯点、拱架节点、拱顶及拱脚处;满布式拱架宜设置在拱顶、1/4跨径、拱脚及拱架节点等处。各段的接缝面应与拱轴线垂直,各分段点应预留间隔槽,其宽度宜为0.5~1m。当预计拱架变形较小时,可减少或不设间隔槽,釆取分段间隔。

(3)分段浇筑程序应对称于拱顶进行,且应符合设计要求。

(4)各段的混凝土浇筑应一次连续完成,因故中断时,应将施工缝凿成垂直于拱轴线的平面或台阶式接合面。

(5)间隔槽混凝土浇筑,应待拱圈分段完成,其强度达到75%设计强度,且结合面按施工缝处理后,由拱脚向拱顶对称浇筑。拱顶及两拱脚间隔槽混凝土应在最后封拱时浇筑。

(6)分段浇筑钢筋混凝土拱圈(拱肋)时,纵向不得采用通长钢筋,钢筋接头应安设在后浇的几个间隔槽内,并应在浇筑间隔槽混凝土时焊接。

(7)大跨径拱圈(拱肋)混凝土浇筑时,宜采用分环(层)分段方法,也可纵向分幅,中幅先行合龙,达到设计要求后,再横向对称合龙其他幅。

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图5-2 工字钢活用拱架

1—楔形插节 2—拱顶落架设备 3—基本节 4—拱脚铰 5—拱圈跨度 6—拱架跨度

(8)拱圈(拱肋)封拱合龙时混凝土强度应符合设计要求,设计无规定时,各段混凝土强度应达到设计强度的75%;当封拱合龙前用千斤顶施加压力的方法调整拱圈应力时,拱圈(包括已浇间隔槽)的混凝土强度应达到设计强度。

2.劲性骨架混凝土拱圈

(1)劲性骨架混凝土拱圈(拱肋)施工前应进行加载程序设计。计算出各施工阶段钢骨架以及钢骨架与混凝土组合结构的变形、应力,并在施工过程中进行监控。

(2)分环多工作面劲性骨架混凝土拱圈(拱肋)施工时,各工作面的顺序和速度应对称、均衡,对应工作面应保持一致。

(3)分环劲性骨架混凝土拱圈(拱肋)浇筑时,两个对称的工作段必须同步,且两段顺序应对称。

(4)当采用水箱压载分环劲性骨架混凝土(拱肋)施工时,应严格控制拱圈(拱肋)的竖向和横向变形,防止骨架局部失稳。

(5)当采用斜拉扣索法连续劲性骨架混凝土拱圈(拱肋)施工时,应设计扣索的张拉与放松程序,施工中应监控拱圈截面应力和变形,混凝土浇筑应从拱脚向拱顶对称连续。

3.装配式混凝土拱

(1)大、中跨径装配式箱形拱施工前,必须核对验算各构件吊运、堆放、安装、拱肋合龙和施工加载等各阶段强度和稳定性。

(2)少支架安装拱圈(拱肋)时,应符合下列规定:

1)拱肋安装就位后应立即检测轴线位置和高程,符合设计要求后方可固定、松索,并及时安设支撑和横向连系,防止倾倒。

2)现浇拱肋接头和合龙缝宜采用补偿收缩混凝土。横系梁混凝土宜与接头混凝土一并浇筑。

3)支架卸落应符合下列要求:

①当拱肋接头及横系梁混凝土达到设计强度的75%或满足设计规定后,方可卸落支架。

②拱圈的混凝土质量、台后填土情况经检查,确认符合设计要求后方可卸架。

③支架卸落宜分两次或多次进行,使拱圈逐渐受力成拱。

④卸架时应观测拱圈挠度和墩台变位情况,发现异常应及时采取措施。

⑤多跨拱桥卸架应在各跨拱肋合龙后进行,当需提前卸架时,必须经验算确认桥墩能够承受不平衡水平推力。

(3)无支架安装拱圈(拱肋)时,应符合下列规定:

1)拱圈(拱肋)安装应结合桥梁规模、现场条件等选择适宜的吊装机具,并制定吊装方案。各项辅助结构均应按相关规范经过设计确定。缆索吊机在吊装前必须按规定进行试吊。

2)拱肋吊装时,除拱顶段以外,各段应设一组扣索悬挂。

3)扣架应固定在墩台顶上,并应进行强度和稳定性验算,架顶应设置风缆。

4)各扣索位置必须与所吊挂的拱肋在同一竖直面内。

5)各段拱肋由扣索悬挂在扣架上时,必须设置风缆,拱肋接头处应横向连接。风缆应待全孔合龙、横向连接构件混凝土强度满足设计要求后方可撤除。

6)对中、小跨拱,当整根拱肋吊装或每根拱肋分两段吊装时,如横向稳定系数不小于4,可采取单肋合龙,松索成拱,如图5-3a所示。

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图5-3 拱肋合龙方式示意图

a)单基肋合龙 b)3段吊装单肋合龙 c)5段吊装单肋合龙

1—墩台 2—基肋 3—风缆 4—拱脚段 5—横尖木 6—次拱脚段

7)当跨径大于80m或单肋横向稳定系数小于4时,应采用双基肋分别合龙并固定双肋间横向联系,再同时松索成拱,如图5-3b、c所示。

8)当拱肋分数段吊装时,均应先从拱脚段开始,依次向拱顶分段吊装,最后由拱顶段合龙。(www.xing528.com)

9)多孔拱桥吊装应按设计加载程序进行,宜由桥台或单向推力墩开始依次吊装。

4.钢管混凝土拱

(1)钢管混凝土施工

1)管内混凝土应采用泵送顶升压注施工,由两拱脚至拱顶对称均衡地一次压注完成。除拱顶外不宜在其余部位设置横隔。

2)钢管混凝土应具有低泡、大流动性、收缩补偿、延后初凝和早强的工程性能。

3)钢管混凝土压注前应清洗管内污物,润湿管壁,泵入适量水泥浆后再压注混凝土,直至钢管顶端排气孔排出合格的混凝土时停止。完成后应关闭设于压注口的倒流截止阀。管内混凝土的压注应连续进行,不得中断。

4)大跨径拱肋钢管混凝土应根据加载程序要求分环、分段并隔仓由拱脚向拱顶对称均衡压注。过程要严格监控拱肋变位,不得超过设计规定。

5)拱肋钢管混凝土采用抛落时,管径很小时可采用外部附着式振捣,管径大于350mm,则宜采用内部插入式振捣。

6)拱肋钢管混凝土应具有和易性好、流动性大、收缩补偿、初期缓凝且早强的特性,拌和时宜掺入性能适宜的减水剂及微膨胀剂或使用微膨胀水泥拌制。

7)钢管混凝土的质量检测办法应以超声波检测为主,人工敲击为辅。

8)为保证混凝土泵送工艺的顺利进行,对大跨径钢管混凝土拱桥,需按实际泵送距离和高度进行模拟混凝土压注试验。

9)钢管混凝土的泵送顺序应按设计要求进行,宜采用先钢管后腹箱的程序。

(2)桥面系安装

1)带有可靠锚头的吊杆宜采用具有良好力学性能和防腐效果的挤包护层扭绞成型拉索。纵、横梁安装完成后,按高程控制的吊杆应按设计要求进行内力调整(内力测定),再进行桥面施工。

2)预应力系杆应有可靠的防腐措施。位于拱肋及横梁上的吊杆锚头应做防水、防老化的构造措施。

3)预应力系杆的张拉应与加载相对应。施工过程中除了严格控制系杆的内力和伸长量外,尚应监测和控制关键结构的变位,不得超过设计允许范围。

(3)钢管拱肋(桁架)加工

1)钢管混凝土拱桥所用钢管直径超过600mm的应采用卷制焊接管,卷制钢管宜在工厂进行。在有条件时,优先选用符合国家标准系列的成品焊接管。钢管混凝土拱圈如用直径600mm以下钢管时,可直接采用无缝钢管或焊缝钢管;大直径钢管宜在工厂用钢板卷焊螺旋焊管和直缝焊管;钢管卷制、焊接应符合国家标准,焊缝质量应不低于II级;钢管对接时竖向焊缝错位应不小于300mm。

2)成品管及制管用的钢材和焊接材料等应符合设计要求和国家现行标准的规定,具备完整的产品合格证明。

3)钢管中浇灌混凝土强度等级宜选用C30~C50;直径大于500mm的管内混凝土宜用补偿收缩混凝土或微膨胀混凝土。

4)钢管拱肋(桁架)加工的分段长度应根据材料、工艺、运输、吊装等因素确定。在加工制作前,应根据设计图的要求绘制施工详图,包括零件图单元构件图、节段单元图及组焊、拼装工艺流程图等。

5)钢管拱肋加工前应按设计图及施工结构设计放样台上精确放样。样台长度应大于1/2跨径,放样时应同时计入预拱度,并考虑焊接变形影响。在大样图中要标出分段尺寸、混凝土压注孔、截流阀、排气孔位置尺寸等,加工时直接套样板下料。

6)拱肋分段长度应依吊装方法、起重设备、运输条件等因素在施工结构设计中确定。运输有困难时可在现场二次组拼,现场拼装时应设拼装台座,台座上精确放线并设置限位装置。

7)钢管对接端头应校圆,椭圆度不得大于外径0.3%;钢管对接焊缝可采用加衬管的单面坡口焊,或无衬管的双面熔透焊。主拱焊缝应达到II级标准,对接焊缝100%进行超声波探伤。两条对接环焊缝的间距应符合设计要求,设计无规定时,直缝焊接管不小于管的直径,螺旋焊接管不小于3m。对接径向偏差不得超过壁厚的0.2倍。为减少运输及安装过程中对口处的失圆变形,应适当在该处加设内支撑。

8)桁架式钢管拱主管与腹管采用相贯焊接时,宜采用自动或半自动的加工方式来保证相贯线和坡口的制作精度。对焊接材料和工艺的选择在满足焊接接头强度的原则下,应尽量提高接头的韧性指标。要力求避免和减少焊缝多次相交的不良结构细节。

9)在钢管拱肋(桁架)加工过程中,应注意设置混凝土压注孔、防倒流截止阀、排气孔及扣点、吊点节点板。如拱肋(桁架)节段采用法兰盘连接,为保证螺栓连接的精度,宜采用3段啮合制孔工艺。对压注混凝土过程中易产生局部变形的结构部位(如腹箱)应设置内拉杆

10)钢管拱肋(桁架)节段形成后,钢管外露面应按设计要求做长效防护处理,宜采用热喷涂防护,其喷涂方式、工艺及厚度应符合设计要求。

11)钢管拱肋吊装可采用少支架或无支架方法,应按照有关规定执行。

12)钢管拱肋分段吊装过程中应同时安装横向联系或采取临时横向稳定措施。

13)钢管拱肋分段接头施焊,应对称进行,施焊前应用定位板控制焊缝间隙,不得采用堆焊

14)钢管拱肋安装成拱后,应调整各段接头高程及拱轴线,使其符合施工结构设计。

15)钢管拱肋横向稳定系数大于4时可单肋合龙。合龙温度应符合设计要求,如设计未作规定应在气温接近年平均温度时合龙。

5.拱桥安全施工技术

(1)拱架应具有足够的强度、刚度和稳定性。拱架须经验算,必要时应经试验或预压,并应满足防洪、流冰、排水、通航等安全要求。采用拱架时,亦应采用相应的安全措施,保证拱圈砌筑的安全。

(2)拱架安装及拆除的方法及程序,应符合有关安全规定的要求。

(3)拱圈砌筑石块加工时,应注意锤头或飞石伤人,作业人员应保持一定的安全距离。

(4)拱石或预制混凝土块,应按砌筑程序编号,依次运到工地,随用随运,不得过多地堆积在拱架或脚手架上,抬运块件不得碰撞拱架。

(5)砌筑拱圈,应按施工要求搭设脚手架及作业平台。拱上建筑施工必须严格按设计加载程序分段、对称进行。

(6)拱圈砌筑,应随时用仪器观测拱架变形状况,必要时应进行调整,以控制拱圈变形过大。卸架装置应有专人负责检查。

(7)拱架拆除工作必须按设计程序进行。拱架脱离拱圈时,应经检查确认安全后方可继续进行拱架拆除工作。拱架拆除时,应听从统一指挥。严禁在拱架上、下同时进行作业,并严禁使用机械强拽拱架,使之倾倒的做法。

(8)无支架拱桥施工时,应遵守下列规定:

1)大中跨径拱桥施工,应验算拱圈的横向稳定性。分段吊装的单肋合龙后应用缆风绳稳固。第二肋安装后应用横夹木临时作横向联结。

2)双曲拱、箱形拱、纵横向悬砌拱桥施工时,在墩、台顶设置的支架底部固定应牢靠,架顶应设缆风绳;缆风绳设置必须对称,缆风地锚环应埋设坚固。

3)在河流中设置缆风绳时,必须采取可靠的防护措施。

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