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施工技术
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波折钢腹板钢筋混凝土连续组合箱梁体外预应力现浇施工工法时间:2015-02-09
沈阳高等级公路建设总公司
朱 锋 米秋东 王宏谋 周明光
1  前言
遵循“科技是第一生产力”的原则,广泛应用新技术、新工艺、新产品、新材料“四新”成果,充分发挥科技在施工生产中的先导、保障作用。本工法即采用新材料、新工艺相结合,减少结构工程量、缩短工期、降低成本,在施工性能和经济性能方面都具有很大的吸引力。
2  工法特点
2.1波折钢腹板有较高的剪切弯曲强度,用它代替混凝土箱梁的腹板,不但充分满足了腹板的力学性能要求,而且大幅度减轻了主梁自重。不需要混凝土腹板,相应减少了钢筋和模板的拼装拆除作业。
2.2由于取消了钢筋混凝土腹板的结构,同时为了增大单孔跨径,采用体外预应力结构来满足结构受力的要求。
  1. 适用范围     
本工法适用于公路桥梁。
4  工艺原理
4.1依据设计图纸首先在钢厂轧制所需的各段波折钢腹板,在运输至施工现场;就地焊接,分段整体吊装;就位后横向焊接固定,分段调整标高、坐标。
4.2体外预应力钢筋从一端的端横隔梁孔道穿过,再通过设在中横隔梁上转向块转向,最后穿过另一端端横隔梁孔道,两侧同时张拉、锚固。
5  施工工艺流程及操作要点
5.1波折钢板施工工艺流程

钢厂分段轧制
运输到施工现场
调整高程坐标
 










5.2波折钢板操作要点
5.2.1依据图纸工厂轧制所需的各段波折钢腹板,同时焊接与波折钢腹板相连的顶板、底板钢翼板。DSC06698
5.2.2工厂焊接钢板上焊接剪力钉(铆钉),检测铆钉焊接性能。
5.2.3分段钢板运输到施工现场,就地纵向焊接。



DSC07238 DSC07174,DSC07257

5.2.4预制波折钢腹板吊装就位后,进行横向焊接并固定。DSC07254
5.2.4将各段波折钢腹板、顶板翼板、底板翼板纵向焊接,焊接过程中要特别注意焊接质量,焊接时采取减小钢材焊接变形和应力的措施,同时焊条采用耐候钢焊接专用焊条。以保证对焊缝进行超声波探伤,其合格等级满足现行国标要求。
5.3体外预应力施工工艺流程

预埋转向器
 






5.4体外预应力操作要点
5.4.1安装预埋件,波纹管,预埋件的位置应该准确无误。 DSC07538DSC07470
5.4.2在转向块制作是应注意:由于本桥转向块横向偏角较小,其安装施工时应杜绝偏差甚至反向安装。
5.4.3用热熔焊接机把HDPE外套管按施工所需长度连接起来。DSC09345
5.4.4体外预应力钢绞线(环氧喷涂无粘结筋)下料、编束、穿束:钢绞线在桥头下料后,人工逐根穿布,钢绞线在穿束前每根进行编号使钢绞线在两端锚具的同一对应孔位,避免相互缠绕。
5.4.5钢绞线穿布完成后,安装防振器。预应力张拉完成后进行限位器的安装与焊接,做好密封。
5.4.6体外预应力张拉完毕应在钢束端头设置保护罩,罩内灌注防腐油脂后封闭保护罩。
DSC09180DSC09324
6  材料与设备
主要材料设备表        表1
序号 设备名称 规格型号 单位 数量 备注
1 电焊机 20KVA 7
2 张拉机具 4
3 吊车 60T 4

体外预应力所用分项产品      表2                    
序号 分项产品名称 单位 数量
1 环氧喷涂无粘结筋 Kg 26330
2 体外预应力专用锚具(保护罩、夹片、锚板、锚垫板、密封装置) 16
3 转向器 64
4 预埋钢管 1.6
5 体外索限位装置 56
6 体外索外护管 866
7 耐候钢 kg 101297

  1. 质量控制
    1. 施工过程中严格按照《公路桥梁施工技术规范》(JTJ 041—2000)/《公路工程施工安全技术规程》(JTJ 076—95)、《公路工程质量检验评定标准》(JTJ F80—2004)的要求进行。
    2. 波折钢腹板的制作及安装必须按照设计的要求,并严格按有关标准验收后,方可进行施工。
    3. 要求100%的Ⅰ级焊缝应进行超声波探伤,其合格等级应为现行国家标准《钢焊缝手工超声波探伤方法及质量分级法》(GB11345)B级检验的Ⅱ级以上;20%以上Ⅱ级焊缝(抽检)应进行超声波探伤,其合格等级应为现行国家标准《钢焊缝手工超声波探伤方法及质量分级法》(GB11345)B级检验的Ⅲ级以上。
    4. 体外预应力张拉程序:0→初应力(0.10σk)→1.0σk(持荷2分钟) →锚固。体外预应力钢束采用单根,两端同时对称张拉,单根锚下控制张拉力169.3KN。为了保证两束钢绞线4个千斤顶同步、对称张拉。
    5. 波纹管的纵向坐标应按每50cm检查1个点。
    6. 严格控制钢绞线的下料长度。
8  安全措施
施工中应树立“安全第一”的思想,增强员工的安全意识。
8.1 吊车作业安全措施
8.1.1起重机应由经过专门培训合格取得特种作业操作证、并经安全环境管理部门考核合格取得上岗证的专职司机操作,起重机司机应操作与操作证相对应的起重机械。
8.1.2起重机司机应严格按照工地制订的维护保养计划进行日常维护保养工作。
8.1.3起重机司机与起重指挥人员应按各种规定的手势或信号进行联络。
8.1.4司机在收到指挥人员发出的起吊信号后,必须先鸣信号后动作。
8.2张拉过程安全措施
8.2.1张拉作业区应设置明显的警戒标示,禁止非工作人员进入张拉区域。
8.2.2参加张拉的人员,上岗前必须进行培训和技术交底张拉作业前必须检查张拉设备、工具。
8.2.3张拉时梁两端正面不准站人,高压油泵应放在梁的两侧,操作人员应站在预应力钢绞线位置的侧面。
8.3高空作业安全措施
8.4针对上述安全问题应做好:
8.4.1配置专职电工进行现场临时用电管理。
8.4.2设置专职安全员,认真进行安全交底,安全教育,安全防范并随时进行安全检查。
8.4.3设置高空防落网
8.4.4设置作业警戒区。
8.4.5移动吊装时的安全措施。
9  环保措施
环境保护是我国的一项基本国策,做好环境保护和水土保持工作与国家可持续发展密切相关,按照环保局和经理部文件的有关要求做好施工环境,水土保持和文明施工,具体措施如下:
9.1根据施工现场场地布置情况,生活及施工污水经沉淀净化处理达标后再行排放。桥址附近有集中式引用水源取水时,要有防止其取水水质恶化的施工安排。
9.2水泥、油料存放在防雨、干燥的库房中,地面做硬化处理,并派专人处理、管理、溢漏油料采用铁桶回收。库房周围设置隔离沟,以防在雨季中物料随雨水污染环境。
9.3伸缩缝施工的每道工序结束后,必须采取相应措施,清理因本道工序施工对路面及周边环境所产生的污染。
9.4施工所使用的原材料,做好水泥沙石进场,保持现场条理化,,工具及材料堆放整齐。
9.5场内废料集中堆放处理,由汽车及时拉走,做到文明施工,场地整洁有序。
10  资源节约
10.1这种组合结构能减少工程量、缩短工期、降低成本,免除在混凝土腹板内预埋管道的烦杂工艺, 而且波形钢腹板可以工厂化生产,从而简化施工设施,快了施工进程,在经济效益和社会效益方面具有很大的吸引力。
10.2这种组合箱梁结构与以往的PC箱梁的混凝土量减少22%,纵向预应力钢筋减少33%,普通钢筋减少10%。由于不需要混凝土腹板,相应减少了钢筋和模板的拼装拆除作业。
10.3波折刚腹板组合箱梁可以大幅度减轻了上部结构的自重,使下部结构的工程量获得减少, 本工程上部混凝土998立方米,以往PC箱梁上部混凝土1300立方米,可节约302立方米;上部钢筋206吨以往PC箱梁上部钢筋243吨,可节约37吨;从而降低了工程总造价50.4万元。
11  应用实例
本工法应用于辽宁丹鹤大高速公路辽吉界(新开岭)至丹东(古城子)段第十三合同段宽甸互通式立交A匝道桥,全桥中心桩号AK2+446,桥梁全长117.40m,上部结构形式为(30+48+30)m。体外预应力波折钢腹板钢砼连续组合箱梁。其中第二孔上跨主线,要求净空不小于5.5m。本桥为单箱单室体外预应力波折钢腹板钢砼等截面连续组合箱梁,箱梁中心梁高2.75m,桥面两侧横坡均为2.00%,箱梁翼缘外侧梁高为2.6m。