橋梁方案。
常言道:不為明天做準備的人永遠不會有未來,為了按照公司的工作要求。經(jīng)常要根據(jù)具體情況預先制定方案,工作方案有利于提高經(jīng)濟效益。小編精選了一份題為“橋梁方案”的文章希望大家能夠喜歡,希望這些技術能夠讓你在工作中更快的達成目標!
主橋下部結構采用棧橋和墩位平臺方案,施工鉆孔樁基礎,反循環(huán)工藝成孔,北塔承臺采用輔以井點和深井降水明挖施工,南塔承臺采用整體鎖口鋼管樁圍堰施工,塔柱采用6m液壓自爬模澆筑施工,下橫梁采用支架法施工,上橫梁采用托架法施工,上部采用先梁后纜方案施工,主纜在梁面上采用貓道為操作平臺,PPWS工法架設,索鞍利用塔頂?shù)跫芊?塊吊裝就位。主橋鋼箱梁采用單向多點同步頂推法架設,現(xiàn)場在項目駐地以北設置鋼梁節(jié)段組拼制造廠,鋼箱梁在工廠加工成板單元,運抵現(xiàn)場加工成標準節(jié)段。北共用墩與北主墩間搭建鋼箱梁頂推平臺,在頂推平臺上設置1處2×170t跨橋位移動提升站吊裝箱梁節(jié)段和安裝北錨梁。鋼箱梁前端設置鋼導梁,頂推過程中設置臨時墩進行支撐,臨時墩最大跨度82m,最高達55m。頂推由計算機控制自動連續(xù)頂推系統(tǒng)實現(xiàn)。南岸錨固段鋼梁板單元由運梁車通過棧橋運輸,采用支架法高位拼焊方案,由200t履帶式起重機安裝2個錨固段,其他單元板件控制在14t以內(nèi),用塔式起重機安裝,在平臺上安裝組拼胎架和千斤頂微調(diào)系統(tǒng),將錨梁拼焊成整體,整個支架拼焊及頂推、合龍統(tǒng)一納入監(jiān)控,進行線形控制。北岸錨固段鋼梁在組拼場拼裝成大塊節(jié)段,由運梁車運輸至北岸2×170t提升站處,由2×170t提升站將梁段提升至拼裝平臺上,將錨梁拼裝成整體。如圖2所示。
頂推設計
1頂推拼裝平臺
頂推拼裝平臺是鋼箱梁節(jié)段拼焊和線形控制的場地,是頂推施工的起點。拼裝平臺縱向長40m,橫向?qū)?4m,采用鋼管樁加鋼管連接系作為支撐體系,管樁頂采用型鋼作為縱、橫梁。平臺四周采用1.2m(δ=12mm)管樁,中間采用0.8m(δ=10mm)管樁。管樁每根長72m,入土深度約27m,單樁承載力1750~3200kN。
2臨時墩及導梁
全橋共有6組臨時墩,分布在北共用墩和南共用墩之間的河道和灘地上,標準間距為82m。每組標準臨時墩通過分配梁和鋼管組成變剛度結構,棧橋以下由24根1.0m管樁(δ=12mm)體系組成,按照3m×4m間距布置,棧橋以上由4根1.5m管樁(δ=16mm)組成。連接系采用桁式鋼管,管樁頂采用型鋼分配梁上布置滑道結構。單樁豎向承載力3000kN,入土深度35m,設計考慮調(diào)水調(diào)砂的沖刷12m影響。平臺及臨時墩樁均以入土深度和貫入度進行雙控,以入土深度為主,以貫入度校核。打入時先采用DZ120錘打到穩(wěn)定,再用APE400B或DZJ400打樁錘復打,80t履帶式起重機在棧橋上配合施工。鋼導梁為變截面工字形鋼板梁,由2片主梁加桁式鋼管連接系組成。底面線形與鋼箱梁一致,長52m,重約153t,與鋼箱梁用高強螺栓連接,導梁前端一節(jié)底面設置成斜坡口,以便鋼導梁能順利到達臨時墩上。鋼導梁在使用前必須進行探傷和等強度靜載試驗,以便檢驗豎向?qū)嶋H撓度與計算值的出入,測量出準確的撓度,確保架梁安全。鋼導梁在工廠分單元制造并運輸至工地,利用汽車式起重機分節(jié)拼裝,為保證拼裝過程中的抗傾覆穩(wěn)定性,利用2×170t提升站吊到拼裝平臺后整體拼裝。鋼導梁前端設上墩結構,上墩后用千斤頂頂起,在滑塊上滑移實現(xiàn)過墩。
3滑動裝置
滑動裝置由滑塊(MGE高分子材料板)、滑道組成。MGE在工程實際應用中實測摩擦系數(shù)都在0.02~0.04(涂硅脂潤滑),動、靜摩擦系數(shù)相差約0.01。考慮到工程的復雜性,采用靜摩擦系數(shù)0.05,動摩擦系數(shù)0.03?;灞砻嬖O置油槽,解決滑板不吸油問題,滑塊表面涂硅脂油以減小頂推摩阻力,滑道表面完整無縫、光潔、清潔非常重要,可避免劃傷、污物侵入滑道、滑板磨損變形、褶皺等使摩擦系數(shù)增大。滑道由鋼板制作,主體鋼板厚度應在40mm以上,上面鋪2~3mm厚不銹鋼板,不銹鋼板表面粗糙度<5μm,滑道板橫向?qū)挾葹榛瑝K寬度的1.2~1.5倍,滑道前、后端50cm范圍各有一段斜面,與滑道夾角約20°,以便滑塊喂進和吐出?;腊宓挠行чL度為5m,滑塊在頂推過程中承受的最大壓力<10MPa,以免造成滑塊變形過大和損傷。滑道梁與分配梁間采用橡膠緩沖層,以適應梁底曲線的變化,調(diào)節(jié)箱梁底板不平以及滑道頂標高的控制誤差。橡膠層作為垂直方向承受壓力的緩沖變形層,既滿足受壓強度的要求,又有一定的變形,以適應主橋豎曲線和設計成橋線形的要求。橡膠層內(nèi)的加勁鋼板可保證滑道的整體性,起骨架作用。
4動力及控制系統(tǒng)
本工程采用18臺ZLD100-200頂推千斤頂,ZTB25泵站。每臺千斤頂配置8根鋼絞線。設備儲備能力及安全系數(shù)計算滿足要求,頂推速度6~8m/h。受臨時墩影響,施工要求不平衡水平力前進方向最大不超過墩頂支反力的5%,反向不超過3%??偁恳Π纯傢斖浦氐?%計算,設備按10%水平力選配。頂推過程中所需最大牽引力T=161800×5%=8090kN,動力儲備系數(shù)為18臺×1000/8090=2.22,鋼絞線的安全系數(shù)為8根/臺×260kN/根×18臺/8090kN=6。連續(xù)頂推千斤頂裝置包括2臺千斤頂以及連接撐套、2套自動工具錨及2套行程檢測裝置。通過2臺千斤頂串聯(lián),其中1臺千斤頂頂推,另一臺回程復位,當前一臺頂推行程快要到位時,另一臺進入工作狀態(tài),交替接力往復循環(huán)來實現(xiàn)鋼箱梁不停地連續(xù)頂推作業(yè)。鋼絞線一端拉在箱梁上的拉錨器上,拉錨器共17對,布置間距約40m,在縱隔板內(nèi)側(cè)802mm處,過墩時不用拆除。
5導向及糾偏裝置
頂推過程中會由于各種原因造成箱梁的橫向偏位,本橋主要采取導向限位措施和加橫向力主動糾偏(見圖3)。導向的限位點分設在箱梁的首、尾兩端和主塔墩處。尾端在拼裝平臺處設置橫向限位導向。前端臨時墩限位導向利用滑道作糾偏導軌,結合鋼箱梁橫隔板設計,采用1道橫隔板上、下游各布置糾偏輪,鋼箱梁前90m(大于兩臨時墩間距)共28對,對滑道梁的約束用螺栓連接。在主塔內(nèi)側(cè)則用限位導輪,與主塔采用預埋件連接,實現(xiàn)主動糾偏。導向失敗,偏差過大,必要時采用強制施加橫向力進行糾偏。而糾偏受力點應盡量設在結構縱向長度的首、尾兩端,為了保證梁按設計軸線滑動,具體措施如下:①可用10t手拉葫蘆在前進墩拉導梁、在拼裝平臺拉箱梁拉錨器進行糾偏;②導輪上可按需貼楔鐵糾偏;③利用千斤頂進行主動糾偏。所以導向及糾偏工作必不可少,在頂推行進狀態(tài)中,以導向為主,必要時強制糾偏,限制鋼梁的橫向偏移始終在誤差允許范圍內(nèi)。
6頂推同步控制技術
桃花峪黃河大橋箱梁頂推控制系統(tǒng)擬采用分布式計算機網(wǎng)絡控制系統(tǒng),由1個主控臺(工控機+組態(tài)軟件)、9個現(xiàn)場控制器、若干傳感器、若干數(shù)據(jù)線及控制線組成。每個主橋墩、臨時墩上各配置1個現(xiàn)場控制器,每個控制器可控制2套頂推連續(xù)千斤頂,現(xiàn)場控制器要求既能就地控制又能遠程控制。主控臺及現(xiàn)場控制器之間通過通信電纜連接。各現(xiàn)場控制器之間采用通信單元通信,所有檢測及控制信號經(jīng)過通信單元傳送到主控計算機。主控計算機根據(jù)各種傳感器采集到的位移信號、壓力信號,按照一定的控制程序和算法,決定油缸的動作順序,完成集群千斤頂?shù)膮f(xié)調(diào)工作;同時,控制變頻器頻率的大小,驅(qū)動油缸以規(guī)定的速度伸缸或縮缸,從而實現(xiàn)千斤頂?shù)耐娇刂?。每個墩位配置1個現(xiàn)場控制器,每個現(xiàn)場控制器均帶有觸摸屏顯示,可控制1個泵站和2套頂推設備,同時將所有的數(shù)據(jù)傳送到主控臺。操作面板上安裝有急停開關、遠程/就地選擇開關、報警指示燈等。在遠程控制狀態(tài)下,現(xiàn)場控制箱只能進行停止操作;在就地控制狀態(tài)下,現(xiàn)場控制箱可對本泵站上的任何1臺或多臺千斤頂進行自動、手動操作。
方案優(yōu)化與創(chuàng)新
該橋方案中臨時墩高54m,黃河粉砂河床沖刷大(達6~12m),施工期間風大,頂推距離長、梁重等施工要求,頂推設計采取了在常規(guī)鋼箱梁頂推方法基礎上進行創(chuàng)新,實現(xiàn)大噸位鋼箱梁高柔性支墩長距離單向多點同步頂推技術,有效控制頂推過程中的不平衡水平力。
1臨時墩頂不平衡水平力控制方案和措施
針對工程特點采取“頂推力控制為主、速度同步控制為輔、荷載追蹤、均衡受控”的控制策略。以各墩墩頂總反力為控制依據(jù),頂推千斤頂?shù)捻斖屏退俣茸鳛槭芸亓?,實現(xiàn)力與速度的雙控。墩頂頂推方向不平衡水平力控制在5%以下,頂推反方向控制在3%以下,以此荷載控制臨時墩結構的設計,比常規(guī)的5%~10%有很大提高。臨時墩結構設計時采取上滑道后偏離臨時墩中心20~25cm措施。
2頂推平臺采用長、短結合滑道
頂推拼裝平臺前端采用臨時墩方式,其上設置短滑道,其余部分在箱梁與平臺間設置通長滑道,便于鋼箱梁節(jié)段拼焊時節(jié)段的調(diào)整及滑動與起頂,頂推施工時僅在拼好的'箱梁后端設置起頂滑塊,其他拼裝用滑塊撤除,拼好的箱梁節(jié)段組靠前端臨時墩短滑道與后端設置起頂滑塊共同滑出,后端設置起頂滑塊在滑出一定距離后自動與箱梁脫開分離。如圖4所示。
3臨時墩頂設置預張拉水平索
為避免頂推時各墩受力不均造成墩身水平位移過大,可用墩頂水平鋼絞線束進行抵抗。臨時墩墩頂位移設計允許值縱橋向為:頂推前進方向120mm,反向為60mm。水平鋼絞線束施工時分級加載,確保墩頂水平位移不超標。每墩設置4束,每束6根15.24mm鋼絞線,共取24根鋼絞線,在特殊情況下均可單獨張拉收放調(diào)整。預張拉水平索布置情況如圖2所示。
4設置拉線式位移變送器和限位急停裝置
為確保使同一臺連續(xù)千斤頂?shù)那啊⒑?個串聯(lián)油缸協(xié)同一致,在連續(xù)千斤頂后設拉線式位移變送器,可有效測量左、右頂推的不同步位移,一旦位移接近限值,就利用微動開關進行檢測及限位,對頂推系統(tǒng)進行預警。在預張拉水平索設限位急停裝置,此限位急停裝置采用變位器,可有效觀測臨時墩受力后的變位情況。變位器將頂推過程中的位移量轉(zhuǎn)換成電信號直接傳送至主控計算機上,超限后停車。
5移動提升站采用液壓連續(xù)千斤頂自動控制提升技術
全橋鋼箱梁(不含錨固段)共分53個節(jié)段,節(jié)段類型共A,B,C,D,E,F(xiàn)6種,C類和F類最重約319t,共44節(jié)。2×170t移動提升站跨度44m,高16m,由剛性支腿、柔性支腿和主梁3部分組成。支腿為鋼管全焊結構,主梁由2片1542mm×2786mm箱梁組成。門式提升站走行在拼裝平臺和北錨梁支架上的軌道梁上。主梁上設2個吊點,總起重量為2×170t。每吊點上連續(xù)提升千斤頂安裝16根17.8mm鋼絞線及圈線器,控制系統(tǒng)由主控計算機、現(xiàn)場控制器、傳感器、通信單元以及數(shù)據(jù)線等一整套設備及連接組成,采用集中管理、分散控制模式,能完成集群千斤頂?shù)膮f(xié)調(diào)工作,實現(xiàn)千斤頂?shù)耐娇刂啤?/p>
6臨時墩和南、北錨固段支架基礎
北錨固段支架及北面覆蓋層厚的河段,臨時墩基礎采用打入鋼管樁方案;南面丁壩及覆蓋層薄的河段,采用打入樁下接鉆孔灌注樁方案,打入樁兼作鉆孔樁的護筒,接頭選在河床下一定深度,便于清除,滿足河道行洪、航運及環(huán)保要求。南錨固段支架岸上基礎在堤上山邊采用挖孔擴大基礎,路上采用擺放擴大基礎加鋼管柱方案,具有便于清除倒用、對河堤影響小、環(huán)保等特點。
結語
桃花峪黃河大橋根據(jù)箱梁結構構造,采用適宜的滑擦式,高臨時墩頂推方式,總頂推長度685.75m,平均頂推速度為375m/d。通過控制頂推同步性、墩頂不平衡水平力和位移,強化導向作用和橫向滑道頂面高差控制等技術措施,有效實現(xiàn)了大噸位鋼箱梁、高支墩、長距離、單向、多點同步頂推,有效控制頂推過程中的不平衡水平力。
安排一個橋梁隊施工,設置一個預制場和一座混凝土攪拌站。預制場和五里坡1號橋的混凝土由攪拌站采用輸送泵直接供應,其他結構物的混凝土采用汽車運輸。鋼筋在加工場集中制作,現(xiàn)場綁扎。
(一)五里坡1號橋
擴大基礎的基坑土質(zhì)部分采用人工配合挖掘機開挖,巖石部分采用風鎬破碎或小排炮松動爆破;模板采用組合鋼模,混凝土泵送入模,分層澆筑,機械振搗,覆蓋、灑水養(yǎng)護。
墩臺身采用搭設鋼管腳手架施工,外模采用大塊鋼模,汽車吊配合人工安裝,薄壁空心墩的內(nèi)模采用鋼木組合模板。
1#柱式方墩一模到頂澆筑,
2#柱式方墩以系梁為界分兩次澆筑,薄壁空心墩以3m分段依次向上澆筑?;炷帘盟腿肽#椒謱訚仓?,機械振搗,塑料薄膜包裹養(yǎng)護。橋臺的臺身和側(cè)墻分開澆筑,臺帽采用定型鋼模一次澆筑成型。
柱式方墩的系梁、蓋梁采用無落地工字鋼支架現(xiàn)澆,工字鋼安放在插于墩柱預留孔洞內(nèi)的鋼棒上,底模和外側(cè)模采用大塊鋼模,鋼筋骨架在現(xiàn)場焊接、綁扎成型,汽車吊整體吊裝。薄壁空心墩的墩帽采用在墩壁上預埋牛腿,設型鋼扇形托架,安裝大塊鋼模施工。
20m箱梁梁體較重,在便道上難以運輸,在太白橋臺后的路基上設預制場集中預制,采用整體式鋼端模、大塊定型鋼側(cè)模、抽拉式鋼內(nèi)模施工。鋼筋在制梁臺座上綁扎,混凝土采用布料機入模,水平分層連續(xù)澆筑,插入式振動器搗固,蒸汽養(yǎng)生。龍門吊場內(nèi)移運、裝車,軌道式電動運梁臺車運輸和喂梁,EBG100型架橋機架設。
1便梁支點布置
1.1混凝土支墩
京滬四線既有1孔16m低高度混凝土梁橋橋臺為U型橋臺,擴大基礎。便梁中間支點采用橋臺幫寬,幫寬混凝土與橋臺混凝土之間采用鋼牽釘連接為一整體。對于挖孔樁距鋼木支墩較近的支點,為避免開挖過程中對鋼木支墩的擾動,采用混凝土整體式支墩。
1.2樁柱及樁接蓋梁支
點京滬三線既有1孔16m低高度混凝土梁橋橋臺為耳墻式橋臺,擴大基礎。耳墻式橋臺為輕型橋臺,順線路方向尺寸較小,無法利用既有橋臺,橋臺處支點采用樁接蓋梁支點。橋臺與蓋梁沖突部位混凝土鑿除,挖孔樁布設在橋臺擴大基礎外側(cè)。地道橋頂進過程中挖土擾動范圍內(nèi)設置挖孔樁接墩柱作為便梁支點。挖孔樁采用圓形混凝土護壁,開挖一節(jié)支護一節(jié),混凝土灌注時,不允許出現(xiàn)斷樁現(xiàn)象。
2挖孔樁計算
恒載包括便梁梁重、線路設備荷載,鐵路荷載為“中—活載”,設計行車速度為45km/h。樁頂外力計算如下:D24施工便梁重量,按每排樁頂便梁重為244.5kN計;活載支反力,按雙孔重載加載,沖擊系數(shù)取1.238,則每排樁頂活載最大反力為3057.4kN;離心力為49.2kN,制動力或牽引力為266.4kN,橫向搖擺力取100kN,主動土壓力為774.95kN。根據(jù)以上計算結果進行荷載組合,求出單樁設計承載力3123.7kN,并確定樁長為24m。
3線路曲線調(diào)整
立交橋施工過程中須架便梁限速(45km/h)通行,限速區(qū)段現(xiàn)有三處曲線,京滬三線兩曲線半徑分別為500m,2000m,緩和曲線長分別為100m,50m;京滬四線曲線半徑為800m,緩和曲線長為150m。三線兩曲線超高分別為115mm和50mm,四線超高115mm。施工過程中三線第一處曲線和四線過超高均>50mm,因此三線第一處曲線和四線均需要減少曲線外軌超高。曲線地段采用大機抬道,將三線、四線的內(nèi)軌起道,外軌標高不變,從而降低外軌超高;起道完成后曲線外軌超高三線第一處曲線為50mm,四線為50mm,兩線起道均為65mm。調(diào)整軌道標高時線路縱斷面在兩端需進行微調(diào),既有坡度較小,施工時應注意兩邊坡段的順接。
4施工工序及施工防護
4.1交通組織
濟齊路為濟南通往齊河的主要通道,交通繁忙。橋位處于濟南市市郊,鐵路大、小里程交通通道均為較小涵洞,無法滿足繞行要求。因此,地道橋預制、頂進及恢復線路期間,道路均不能封閉交通。施工過程中,既有道路需保持通行。道路以外地道橋施工完成后,將道路改移至新建地道橋內(nèi),然后拆除既有道路、橋梁。臨時道路與頂進工作坑相接處設鉆孔樁防護,框架外臨時道路與既有道路順接。施工場地范圍內(nèi)道路設置警示標志及防護設施,以保證道路交通及施工安全。
4.2施工工序
根據(jù)道路交通組織要求,地道橋預制及頂進過程的施工工序如圖4所示。步驟1:首先預制1號箱體,混凝土達到強度后,頂進1號箱體就位。再鋪設臨時道路,將道路改移至1號框架內(nèi)。步驟2:同時預制2,3,4號箱體,拆除部分橋臺頂進3號箱體。步驟3:縱移D型施工便梁,拆除既有低高度混凝土梁、橋臺及基礎。步驟4:同時頂進2,4號箱體就位,施作出入口擋土墻,恢復線路。
4.3施工防護
橋位處離小清河僅為350m,地下水位標高為22.92m,比框架底板高0.37m,工作坑、挖孔樁施工過程中,需采用大口井降水。橋位處建筑物較多,且離橋位處較近。為保證降水過程中周圍建筑物不發(fā)生沉降,在地道橋施工范圍以外,就影響所及采用三層水泥攪拌樁止水帷幕封閉地下水。為保證止水效果,水泥攪拌樁樁長除滿足計算要求外,樁長延伸至不透水的`、承載力較高的土層內(nèi)。水泥攪拌樁相鄰兩根樁縱橫兩個方向都搭接,形成大塊整體,沿基坑周圍布置。
5結語
隨著城鎮(zhèn)化的發(fā)展進程,原有城區(qū)的范圍不斷擴大,既有鐵路逐漸由城郊轉(zhuǎn)入城市范圍內(nèi)。原有道路等級已不能滿足日益增大的交通需求。本橋設計中,在保持道路通行的條件下,利用既有橋梁墩臺頂進地道橋。通過合理安排施工工序及施工組織,把施工對交通的影響降至最低,為城市中既有橋拆除擴建提供了一個新思路。
摘要:結合工程實例,主要就損傷橋梁的加固工程進行設計和研究,通過使用現(xiàn)代化的加固方法,延長了橋梁的使用壽命,增強了橋梁的承載能力,希望可以為橋梁加固工程提供一些參考和借鑒。
關鍵詞:橋梁加固;設計方法;施工方案
隨著我國經(jīng)濟水平的不斷提高,在全國各地都興建起了大量的橋梁工程。這些橋梁工程由于人類活動和自然因素的影響,產(chǎn)生了不可逆轉(zhuǎn)的損傷和破壞,如果不及時進行處理,極有可能造成嚴重的后果。本文主要就橋梁加固的設計要求和施工方法進行探討,同時對具體的加固方法和原則進行了闡述,最后通過實例,講解了橋梁加固過程的基本步驟和質(zhì)量控制要點等。希望通過本文的敘述,可以為以后的橋梁加固工程施工提供指導。
1橋梁加固概述
1.1造成橋梁加固的原因
橋梁加固是一項系統(tǒng)性工程,主要是為保證橋梁設施正常持續(xù)發(fā)揮作用而進行的工作。在我國,造成橋梁需要加固的基本原因主要有以下幾個方面:⑴舊橋梁設計標準低,難以滿足日益增長的交通運輸需要。⑵原橋梁在設計施工過程中存在缺陷或者受到外界惡劣環(huán)境的影響,導致橋面結構混凝土或者鋼筋腐蝕嚴重。⑶延長橋梁的使用壽命。加固橋梁不僅可以提高橋梁的使用壽命,同時還可以節(jié)約施工成本。⑷貨車超載、交通事故、爆炸等對橋梁施加了過大載荷,導致橋梁結構受損。⑸新建橋梁無法滿足原先設計的功能,也是造成橋梁需要加固的重要原因。
1.2橋梁加固的基本方法
橋梁加固主要分為上部結構加固和下部結構加固。在上部結構加固中,主要有增大截面加固法、優(yōu)化結構受力體系加固法、施加預應力加固法、粘貼FRP加固法、噴射混凝土加固法、粘貼外包鋼加固法等[1]。在橋梁下部結構加固中,主要方法有:擴大基礎加固法、護套加固法、鋼筋混凝土套箍加固法、增加樁基加固法、墩臺拓寬加固法。這些方法在一定程度上可以提高橋梁的結構強度,在選擇方案時,應根據(jù)現(xiàn)場的具體環(huán)境和設計要求合理進行選擇。
1.3橋梁加固的基本原則
橋梁在日常運輸中發(fā)揮著重要的作用,橋梁加固施工中應盡量避免中斷交通。同時在選擇加固方案時,還應秉承花費少、可行性強、修復后的橋梁具有較好的耐久性等原則。在選擇加固方案時,必須實事求是,根據(jù)舊橋的現(xiàn)狀、承載力情況和以后交通的`變化科學選擇[2]。同時在使用增加橋梁結構構件等施工方法時,還需注意所加固的結構和原結構的結合效果。
2橋梁加固設計(迷你句子網(wǎng) wWW.jZd365.cOm)
下面根據(jù)具體實例簡要介紹橋梁加固的設計過程。某橋梁上部結構為3×15m的寬腹T梁形式,其橫斷面分別布設了兩條人行道、行車道和中央分隔帶,寬度分別為1.45m、10.5m和2m,整座橋梁全長50.32m。該座橋梁始建于1995年,在2004年曾進行過一次加固,但由于該段交通的交通流量不斷加大,對橋面施加的載荷也不斷上升,致使橋面出現(xiàn)了很多安全隱患。為保證橋梁的正常運輸,決定對該橋進行加固。
2.1橋梁加固設計分類
⑴橋梁上部結構加固方案。主要的設計方案是拆除原橋梁上部結構和鋼橫梁,施工一個3×15m的C50簡支式預應力寬腹T梁。主梁的設計長度為15m,梁高1m,每個孔中有16個中梁,總共使用42個中梁和6個邊梁,中梁和邊梁的翼板寬度控制在1.6m和1.67m。在主梁中間留出0.4m寬的澆接頭,設計橡膠支座并通過墊石保證支座水平[3]。⑵橋面加固:橋面鋪設混凝土預計厚度20cm,主要在底層鋪設10cm厚橋面混凝土,之上鋪設6cm厚的AC-20瀝青混凝土,最上部鋪設4cm厚AC-13瀝青混凝土。此外,還應在鋪設混凝土時設置鋼筋網(wǎng),同時在瀝青混凝土和橋面混凝土之間設計防水層。⑶橋梁墩柱加固方案:在橋梁墩柱的表面使用環(huán)形黏結雙層碳纖維布的方式對橋墩進行固定。⑷橋力蓋梁加固:通過在蓋梁上黏結鋼板對其進行加固,從而提高整個蓋梁的承載力;在遇到蓋梁發(fā)生破損的位置及時進行修補;清理原橋臺時發(fā)現(xiàn)鋼筋裸露的地方粉刷防銹劑,同時對裂縫進行真空灌漿封閉,對鋼筋和混凝土結合部使用修補砂漿進行修補。⑸輔助設施加固:橋梁輔助設施主要包含防撞欄桿和隔離帶,在施工中可以根據(jù)具體情況進行更換或者修補。⑹橋梁表面的道路順接[4]。這項工程對保障橋面和公路的連續(xù)性十分必要。在加固工作開始前,應在橋頭兩側(cè)留出70m的長度,確保與老路連接順暢。
2.2橋梁加固標準
在橋梁加固工程中,根據(jù)要求對橋梁上部結構的設計標準為Ⅰ級,設計載荷3kN/m2。保持原先橋梁橫坡不變,橋面鋪設混凝土厚度20cm,同時還應保證原先橋梁的抗洪能力不受影響。
3橋梁加固施工
3.1修復破損蓋梁
橋梁加固中,應對破損的蓋板進行修復。在修復中應首先清理蓋板表面裂縫并埋設灌漿嘴,然后封縫并進行密封檢查,最后配置漿液進行灌漿,完成對封口的固化作業(yè),詳細步驟如下:⑴使用裂縫放大鏡對裂縫寬度進行鑒定。⑵徹底清除基礎表面的油污和灰塵。⑶設置注入口,每隔20~30cm設置一個,注入口應選擇比較寬的裂縫,最后用膠帶貼好。⑷使用快干密封膠密封裂縫,在涂抹時嚴格按照裂縫的走向涂抹,并預留好注入口[5]。⑸清除注入口上的膠帶,并在注入口上用密封膠完成塑料底座的安裝。⑹配置好建筑工程使用的灌注樹脂,通過軟管注入裂縫。⑺觀察灌注狀態(tài),當漿液不再注入或者注漿器中液面不再下沉時停止注漿。⑻拆除注漿器,并使用堵頭堵死底座。⑼一段時間后,樹脂固化完畢,及時地敲掉堵頭和底座,同時對表面封膠進行處理。
3.2橋梁支座加固
橋梁支座安裝前首先核對產(chǎn)品的規(guī)格尺寸,保證和圖紙上設計的一致,如不相符應及時進行修改;安裝支座前確保支座上混凝土表面干凈整潔,混凝土表面載荷均勻分布;嚴格控制好支座的標高,標高誤差在2mm以內(nèi)。
3.3鋼筋混凝土T梁
對橋梁工程中使用的鋼筋混凝土T梁應由專門的管理部門進行監(jiān)督檢查,保證鋼筋混凝土T梁的產(chǎn)品標準和產(chǎn)品質(zhì)量符合設計要求。此外,管理部門還應在T梁檢查合格以后才能用于工程項目,如果T梁不合格,應嚴禁出廠。⑴安裝支座:支座安裝必須和圖紙設計一致,安裝后嚴格檢查支座是否安裝牢固,符合要求后才能進行下一步作業(yè)。⑵安裝方案選擇:使用兩臺吊車進行安裝,吊起T梁后,在離板20cm的位置停止,將運輸車撤走。在距離地面50cm時進行下落試吊,并嚴格檢查繩索、吊車、支腿等設備,確保無異常后繼續(xù)進行吊運。當?shù)踯囘M行轉(zhuǎn)臂時,信號工應及時進行導引。當T梁運送到位時,應根據(jù)原先標定的位置進行安裝。⑶吊運質(zhì)量的控制:吊運開始前控制好T梁的尺寸、位置、質(zhì)量等,查看施工現(xiàn)場情況和設計是否一致。吊裝過程中加強安全控制和現(xiàn)場指揮,做好應急預案,保證所有工作按計劃進行。
4結語
隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展,對橋梁的需求會進一步的增大。在設計和建造新橋的同時,還應加強對老橋、舊橋、不滿足需求的橋梁進行檢測。隨著時間的推移,我國在過去十幾年中建造的橋梁日漸進入隱患多發(fā)期,必須實時地進行檢測,及時地進行加固。
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隨著城市化進程的加快,橋梁的建設越來越普遍。橋梁是聯(lián)結城市的樞紐,也是各種車輛和人員通行的必經(jīng)之路。橋梁的質(zhì)量和安全直接關系到人民群眾的生命財產(chǎn)安全。因此,橋梁的質(zhì)量和安全監(jiān)測顯得尤為重要。本文將對橋梁應力監(jiān)測解決方案進行詳細的介紹和探討。
一、橋梁應力的原因和危害
橋梁承受的應力來源于多方面,包括車輛負載、風荷載、地震力、自重、溫度變化等等。如果橋梁受到的應力超過其設計承載能力,就有可能導致橋梁的危害。橋梁應力的過大和過小都會對橋梁的安全造成威脅。
橋梁壓力過大時,需要承受更大的力,容易導致橋梁變形、損壞和崩塌。橋梁壓力過小時,橋梁的承載能力就會下降,極易出現(xiàn)龜裂和斷裂現(xiàn)象,橋梁的壽命和穩(wěn)定性也會受到極大的影響。因此,精確和及時地監(jiān)測橋梁的應力是保障橋梁安全的關鍵。
二、橋梁應力監(jiān)測技術
目前,橋梁應力監(jiān)測技術主要有以下幾種:
1. 傳統(tǒng)的觀測法:通過采用傳感器或儀器設備,在橋梁上分布布設相應的監(jiān)測點,定時或不定時地進行觀測,從而獲得橋梁的應力情況。
2. 系統(tǒng)化監(jiān)測法:通過安裝一套完整的傳感器、數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng),實現(xiàn)對橋梁應力的全面、實時和自動監(jiān)測。
3. 數(shù)學模型法:通過建立數(shù)學模型,預測橋梁的應力情況,并進行監(jiān)測和控制。
以上三種監(jiān)測技術各有優(yōu)缺點,但總體來說,系統(tǒng)化監(jiān)測法能夠最大程度地保障橋梁安全。
三、橋梁應力監(jiān)測解決方案
為了實現(xiàn)橋梁應力的監(jiān)測,需要采用一套完整的橋梁應力監(jiān)測解決方案。該解決方案應包括以下幾個方面:
1. 傳感器
傳感器應能夠?qū)崿F(xiàn)對橋梁應力的實時監(jiān)測,并能夠適應橋梁的各種應力條件。例如,對于橋梁的撓度應力,傳感器需要能夠?qū)崿F(xiàn)對橋梁的彎曲弧度、扭曲角度和支撐位移等數(shù)據(jù)的獲得。對于橋梁的壓力應力,傳感器應具有高精度、高靈敏度和高可靠性。
2. 數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)
數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)應能夠快速、準確地采集傳感器的數(shù)據(jù),并進行實時處理和分析。同時,數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)還應具有較高的數(shù)據(jù)儲存和傳輸能力,以保障對橋梁應力數(shù)據(jù)的長期存儲和快速查詢。
3. 應用系統(tǒng)
應用系統(tǒng)應基于數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng),實現(xiàn)對橋梁應力數(shù)據(jù)的二次開發(fā)和利用。例如,通過數(shù)據(jù)可視化和分析,在橋梁維護過程中及時發(fā)現(xiàn)隱患,對橋梁進行維護和保養(yǎng),提高橋梁的使用壽命和安全性。同時還應開發(fā)應力預警、分析和預測系統(tǒng),實現(xiàn)對橋梁應力變化的預警和預測。
四、橋梁應力監(jiān)測的實現(xiàn)和應用
橋梁應力監(jiān)測的實現(xiàn)需要具備完整的技術體系和管理體系,從傳感器的布設到應用系統(tǒng)的開發(fā)和利用,都需要有嚴格的標準和流程。同時,應結合橋梁的使用情況和管理模式,制定相應的監(jiān)測方案和應急措施,保障橋梁的安全使用。
橋梁應力監(jiān)測的應用范圍非常廣泛,包括橋梁的設計、施工、維護和改造等各個環(huán)節(jié)。通過應力監(jiān)測,可以及時發(fā)現(xiàn)橋梁的隱患,指導橋梁的維護和保養(yǎng),提高橋梁的安全可靠性。與此同時,還可以為橋梁的管理和運營提供科學的依據(jù),有效減少管理成本和工作量。
綜上所述,橋梁應力監(jiān)測解決方案是保障橋梁安全和長久使用的必要手段。隨著科技的發(fā)展和進步,應力監(jiān)測技術將更加完善和智能化,為保障城市化進程和人民群眾的出行提供更加可靠的保障。
橋梁是人們出行、貨物運輸和流通的重要通道,直接關系到國民經(jīng)濟的發(fā)展。在現(xiàn)代化建設中,橋梁的數(shù)量以及在交通運輸中的地位越來越重要。由于橋梁的特殊性質(zhì),其安全受到了極大的關注。橋梁的安全問題一旦出現(xiàn),不僅會對人民生命財產(chǎn)造成影響,還會導致交通運輸中斷,造成大量經(jīng)濟損失。因此,如何保證橋梁的安全性,成為一個重要的工作問題。
橋梁應力監(jiān)測解決方案,就是一種針對橋梁結構體系中的應力狀態(tài)進行實時檢測的方案。這種方案基于數(shù)值計算模型,采用多種產(chǎn)品技術,對橋梁結構體系進行數(shù)據(jù)采集、處理、傳輸、分析、應用等工作流程,為橋梁的安全性提供支持和保障。
橋梁應力監(jiān)測解決方案的工作原理是利用傳感器對橋梁應力狀態(tài)進行實時監(jiān)測,采集不同位置的應力數(shù)據(jù)。通過數(shù)據(jù)采集和傳輸系統(tǒng),將數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心進行數(shù)據(jù)的處理和分析。在數(shù)據(jù)中心,通過數(shù)值計算模型對數(shù)據(jù)進行分析和處理,在建立了精確的應力狀態(tài)模型之后,可以制定針對橋梁安全的監(jiān)測策略。同時,可以基于應力狀態(tài)模型進行預測、評估和預警,有效地提高橋梁安全性。
橋梁應力監(jiān)測解決方案不僅可以對橋梁結構體系內(nèi)部的應力進行監(jiān)測,還可以對橋梁的全生命周期進行安全評估和控制。在橋梁的建設、運營、檢修和維護各個階段,都可以利用橋梁應力監(jiān)測解決方案為橋梁的安全提供保障。
橋梁應力監(jiān)測解決方案還可以在橋梁日常維護和運營過程中,實現(xiàn)橋梁的健康狀態(tài)監(jiān)測。這種方法能夠反映結構體系的變形、病害和損傷等情況,從而更好地指導橋梁的維護和修理。
總之,橋梁應力監(jiān)測解決方案是一種先進的監(jiān)測方案,可以對橋梁結構體系進行實時監(jiān)測和健康狀態(tài)評估,保證橋梁的安全性,提高橋梁運行效率和使用壽命。隨著數(shù)字技術的發(fā)展,橋梁應力監(jiān)測解決方案可以實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)采集和處理,提高數(shù)據(jù)應用的自動化程度,為防范橋梁事故提供更加全面、高效的支持。
主橋下部結構采用棧橋和墩位平臺方案,施工鉆孔樁基礎,反循環(huán)工藝成孔,北塔承臺采用輔以井點和深井降水明挖施工,南塔承臺采用整體鎖口鋼管樁圍堰施工,塔柱采用6m液壓自爬模澆筑施工,下橫梁采用支架法施工,上橫梁采用托架法施工,上部采用先梁后纜方案施工,主纜在梁面上采用貓道為操作平臺,PPWS工法架設,索鞍利用塔頂?shù)跫芊?塊吊裝就位。主橋鋼箱梁采用單向多點同步頂推法架設,現(xiàn)場在項目駐地以北設置鋼梁節(jié)段組拼制造廠,鋼箱梁在工廠加工成板單元,運抵現(xiàn)場加工成標準節(jié)段。北共用墩與北主墩間搭建鋼箱梁頂推平臺,在頂推平臺上設置1處2×170t跨橋位移動提升站吊裝箱梁節(jié)段和安裝北錨梁。鋼箱梁前端設置鋼導梁,頂推過程中設置臨時墩進行支撐,臨時墩最大跨度82m,最高達55m。頂推由計算機控制自動連續(xù)頂推系統(tǒng)實現(xiàn)。南岸錨固段鋼梁板單元由運梁車通過棧橋運輸,采用支架法高位拼焊方案,由200t履帶式起重機安裝2個錨固段,其他單元板件控制在14t以內(nèi),用塔式起重機安裝,在平臺上安裝組拼胎架和千斤頂微調(diào)系統(tǒng),將錨梁拼焊成整體,整個支架拼焊及頂推、合龍統(tǒng)一納入監(jiān)控,進行線形控制。北岸錨固段鋼梁在組拼場拼裝成大塊節(jié)段,由運梁車運輸至北岸2×170t提升站處,由2×170t提升站將梁段提升至拼裝平臺上,將錨梁拼裝成整體。如圖2所示。
頂推設計
1、頂推拼裝平臺
頂推拼裝平臺是鋼箱梁節(jié)段拼焊和線形控制的場地,是頂推施工的起點。拼裝平臺縱向長40m,橫向?qū)?4m,采用鋼管樁加鋼管連接系作為支撐體系,管樁頂采用型鋼作為縱、橫梁。平臺四周采用1.2m(δ=12mm)管樁,中間采用0.8m(δ=10mm)管樁。管樁每根長72m,入土深度約27m,單樁承載力1750~3200kN。
2、臨時墩及導梁
全橋共有6組臨時墩,分布在北共用墩和南共用墩之間的河道和灘地上,標準間距為82m。每組標準臨時墩通過分配梁和鋼管組成變剛度結構,棧橋以下由24根1.0m管樁(δ=12mm)體系組成,按照3m×4m間距布置,棧橋以上由4根1.5m管樁(δ=16mm)組成。連接系采用桁式鋼管,管樁頂采用型鋼分配梁上布置滑道結構。單樁豎向承載力3000kN,入土深度35m,設計考慮調(diào)水調(diào)砂的沖刷12m影響。平臺及臨時墩樁均以入土深度和貫入度進行雙控,以入土深度為主,以貫入度校核。打入時先采用DZ120錘打到穩(wěn)定,再用APE400B或DZJ400打樁錘復打,80t履帶式起重機在棧橋上配合施工。鋼導梁為變截面工字形鋼板梁,由2片主梁加桁式鋼管連接系組成。底面線形與鋼箱梁一致,長52m,重約153t,與鋼箱梁用高強螺栓連接,導梁前端一節(jié)底面設置成斜坡口,以便鋼導梁能順利到達臨時墩上。鋼導梁在使用前必須進行探傷和等強度靜載試驗,以便檢驗豎向?qū)嶋H撓度與計算值的出入,測量出準確的撓度,確保架梁安全。鋼導梁在工廠分單元制造并運輸至工地,利用汽車式起重機分節(jié)拼裝,為保證拼裝過程中的抗傾覆穩(wěn)定性,利用2×170t提升站吊到拼裝平臺后整體拼裝。鋼導梁前端設上墩結構,上墩后用千斤頂頂起,在滑塊上滑移實現(xiàn)過墩。
3、滑動裝置
滑動裝置由滑塊(MGE高分子材料板)、滑道組成。MGE在工程實際應用中實測摩擦系數(shù)都在0.02~0.04(涂硅脂潤滑),動、靜摩擦系數(shù)相差約0.01。考慮到工程的復雜性,采用靜摩擦系數(shù)0.05,動摩擦系數(shù)0.03?;灞砻嬖O置油槽,解決滑板不吸油問題,滑塊表面涂硅脂油以減小頂推摩阻力,滑道表面完整無縫、光潔、清潔非常重要,可避免劃傷、污物侵入滑道、滑板磨損變形、褶皺等使摩擦系數(shù)增大?;烙射摪逯谱?,主體鋼板厚度應在40mm以上,上面鋪2~3mm厚不銹鋼板,不銹鋼板表面粗糙度<5μm,滑道板橫向?qū)挾葹榛瑝K寬度的1.2~1.5倍,滑道前、后端50cm范圍各有一段斜面,與滑道夾角約20°,以便滑塊喂進和吐出。滑道板的有效長度為5m,滑塊在頂推過程中承受的最大壓力<10MPa,以免造成滑塊變形過大和損傷?;懒号c分配梁間采用橡膠緩沖層,以適應梁底曲線的變化,調(diào)節(jié)箱梁底板不平以及滑道頂標高的控制誤差。橡膠層作為垂直方向承受壓力的緩沖變形層,既滿足受壓強度的要求,又有一定的變形,以適應主橋豎曲線和設計成橋線形的要求。橡膠層內(nèi)的加勁鋼板可保證滑道的整體性,起骨架作用。
4、動力及控制系統(tǒng)
本工程采用18臺ZLD100-200頂推千斤頂,ZTB25泵站。每臺千斤頂配置8根鋼絞線。設備儲備能力及安全系數(shù)計算滿足要求,頂推速度6~8m/h。受臨時墩影響,施工要求不平衡水平力前進方向最大不超過墩頂支反力的5%,反向不超過3%??偁恳Π纯傢斖浦氐?%計算,設備按10%水平力選配。頂推過程中所需最大牽引力T=161800×5%=8090kN,動力儲備系數(shù)為18臺×1000/8090=2.22,鋼絞線的安全系數(shù)為8根/臺×260kN/根×18臺/8090kN=6。連續(xù)頂推千斤頂裝置包括2臺千斤頂以及連接撐套、2套自動工具錨及2套行程檢測裝置。通過2臺千斤頂串聯(lián),其中1臺千斤頂頂推,另一臺回程復位,當前一臺頂推行程快要到位時,另一臺進入工作狀態(tài),交替接力往復循環(huán)來實現(xiàn)鋼箱梁不停地連續(xù)頂推作業(yè)。鋼絞線一端拉在箱梁上的拉錨器上,拉錨器共17對,布置間距約40m,在縱隔板內(nèi)側(cè)802mm處,過墩時不用拆除。
5、導向及糾偏裝置
頂推過程中會由于各種原因造成箱梁的橫向偏位,本橋主要采取導向限位措施和加橫向力主動糾偏(見圖3)。導向的限位點分設在箱梁的首、尾兩端和主塔墩處。尾端在拼裝平臺處設置橫向限位導向。前端臨時墩限位導向利用滑道作糾偏導軌,結合鋼箱梁橫隔板設計,采用1道橫隔板上、下游各布置糾偏輪,鋼箱梁前90m(大于兩臨時墩間距)共28對,對滑道梁的約束用螺栓連接。在主塔內(nèi)側(cè)則用限位導輪,與主塔采用預埋件連接,實現(xiàn)主動糾偏。導向失敗,偏差過大,必要時采用強制施加橫向力進行糾偏。而糾偏受力點應盡量設在結構縱向長度的首、尾兩端,為了保證梁按設計軸線滑動,具體措施如下:①可用10t手拉葫蘆在前進墩拉導梁、在拼裝平臺拉箱梁拉錨器進行糾偏;②導輪上可按需貼楔鐵糾偏;③利用千斤頂進行主動糾偏。所以導向及糾偏工作必不可少,在頂推行進狀態(tài)中,以導向為主,必要時強制糾偏,限制鋼梁的橫向偏移始終在誤差允許范圍內(nèi)。
6、頂推同步控制技術
桃花峪黃河大橋箱梁頂推控制系統(tǒng)擬采用分布式計算機網(wǎng)絡控制系統(tǒng),由1個主控臺(工控機+組態(tài)軟件)、9個現(xiàn)場控制器、若干傳感器、若干數(shù)據(jù)線及控制線組成。每個主橋墩、臨時墩上各配置1個現(xiàn)場控制器,每個控制器可控制2套頂推連續(xù)千斤頂,現(xiàn)場控制器要求既能就地控制又能遠程控制。主控臺及現(xiàn)場控制器之間通過通信電纜連接。各現(xiàn)場控制器之間采用通信單元通信,所有檢測及控制信號經(jīng)過通信單元傳送到主控計算機。主控計算機根據(jù)各種傳感器采集到的位移信號、壓力信號,按照一定的控制程序和算法,決定油缸的動作順序,完成集群千斤頂?shù)膮f(xié)調(diào)工作;同時,控制變頻器頻率的大小,驅(qū)動油缸以規(guī)定的速度伸缸或縮缸,從而實現(xiàn)千斤頂?shù)耐娇刂啤C總€墩位配置1個現(xiàn)場控制器,每個現(xiàn)場控制器均帶有觸摸屏顯示,可控制1個泵站和2套頂推設備,同時將所有的數(shù)據(jù)傳送到主控臺。操作面板上安裝有急停開關、遠程/就地選擇開關、報警指示燈等。在遠程控制狀態(tài)下,現(xiàn)場控制箱只能進行停止操作;在就地控制狀態(tài)下,現(xiàn)場控制箱可對本泵站上的任何1臺或多臺千斤頂進行自動、手動操作。
方案優(yōu)化與創(chuàng)新
該橋方案中臨時墩高54m,黃河粉砂河床沖刷大(達6~12m),施工期間風大,頂推距離長、梁重等施工要求,頂推設計采取了在常規(guī)鋼箱梁頂推方法基礎上進行創(chuàng)新,實現(xiàn)大噸位鋼箱梁高柔性支墩長距離單向多點同步頂推技術,有效控制頂推過程中的不平衡水平力。
1、臨時墩頂不平衡水平力控制方案和措施
針對工程特點采取“頂推力控制為主、速度同步控制為輔、荷載追蹤、均衡受控”的控制策略。以各墩墩頂總反力為控制依據(jù),頂推千斤頂?shù)捻斖屏退俣茸鳛槭芸亓?,實現(xiàn)力與速度的雙控。墩頂頂推方向不平衡水平力控制在5%以下,頂推反方向控制在3%以下,以此荷載控制臨時墩結構的設計,比常規(guī)的5%~10%有很大提高。臨時墩結構設計時采取上滑道后偏離臨時墩中心20~25cm措施。
2、頂推平臺采用長、短結合滑道
頂推拼裝平臺前端采用臨時墩方式,其上設置短滑道,其余部分在箱梁與平臺間設置通長滑道,便于鋼箱梁節(jié)段拼焊時節(jié)段的調(diào)整及滑動與起頂,頂推施工時僅在拼好的箱梁后端設置起頂滑塊,其他拼裝用滑塊撤除,拼好的箱梁節(jié)段組靠前端臨時墩短滑道與后端設置起頂滑塊共同滑出,后端設置起頂滑塊在滑出一定距離后自動與箱梁脫開分離。如圖4所示。
3、臨時墩頂設置預張拉水平索
為避免頂推時各墩受力不均造成墩身水平位移過大,可用墩頂水平鋼絞線束進行抵抗。臨時墩墩頂位移設計允許值縱橋向為:頂推前進方向120mm,反向為60mm。水平鋼絞線束施工時分級加載,確保墩頂水平位移不超標。每墩設置4束,每束6根15.24mm鋼絞線,共取24根鋼絞線,在特殊情況下均可單獨張拉收放調(diào)整。預張拉水平索布置情況如圖2所示。
4、設置拉線式位移變送器和限位急停裝置
為確保使同一臺連續(xù)千斤頂?shù)那啊⒑?個串聯(lián)油缸協(xié)同一致,在連續(xù)千斤頂后設拉線式位移變送器,可有效測量左、右頂推的不同步位移,一旦位移接近限值,就利用微動開關進行檢測及限位,對頂推系統(tǒng)進行預警。在預張拉水平索設限位急停裝置,此限位急停裝置采用變位器,可有效觀測臨時墩受力后的變位情況。變位器將頂推過程中的位移量轉(zhuǎn)換成電信號直接傳送至主控計算機上,超限后停車。
5、移動提升站采用液壓連續(xù)千斤頂自動控制提升技術
全橋鋼箱梁(不含錨固段)共分53個節(jié)段,節(jié)段類型共A,B,C,D,E,F(xiàn)6種,C類和F類最重約319t,共44節(jié)。2×170t移動提升站跨度44m,高16m,由剛性支腿、柔性支腿和主梁3部分組成。支腿為鋼管全焊結構,主梁由2片1542mm×2786mm箱梁組成。門式提升站走行在拼裝平臺和北錨梁支架上的軌道梁上。主梁上設2個吊點,總起重量為2×170t。每吊點上連續(xù)提升千斤頂安裝16根17.8mm鋼絞線及圈線器,控制系統(tǒng)由主控計算機、現(xiàn)場控制器、傳感器、通信單元以及數(shù)據(jù)線等一整套設備及連接組成,采用集中管理、分散控制模式,能完成集群千斤頂?shù)膮f(xié)調(diào)工作,實現(xiàn)千斤頂?shù)耐娇刂啤?/p>
6、臨時墩和南、北錨固段支架基礎
北錨固段支架及北面覆蓋層厚的河段,臨時墩基礎采用打入鋼管樁方案;南面丁壩及覆蓋層薄的河段,采用打入樁下接鉆孔灌注樁方案,打入樁兼作鉆孔樁的護筒,接頭選在河床下一定深度,便于清除,滿足河道行洪、航運及環(huán)保要求。南錨固段支架岸上基礎在堤上山邊采用挖孔擴大基礎,路上采用擺放擴大基礎加鋼管柱方案,具有便于清除倒用、對河堤影響小、環(huán)保等特點。
橋梁是人類建造的重要工程之一,其可以連接兩地,便于人們的通行,減少時間和成本的浪費。但是,不同地區(qū)的自然環(huán)境,經(jīng)濟條件和文化背景等因素會影響橋梁設計的方案。因此,為了選擇最合適的方案,在實施建造之前,需要對不同的方案進行比選。
橋梁方案比選,顧名思義,是指在不同的橋梁方案中,進行全方面的比較和評估,以便選出最適合的方案,并在競標投標時作為參考。這也是設計師和工程師需要在橋梁項目初始階段工作的一個重要環(huán)節(jié)。具體比選內(nèi)容包括技術方案、經(jīng)濟成本、環(huán)保指標、社會效益等多方面。
技術方案是橋梁方案比選的首要內(nèi)容,它需要考慮橋梁的結構、施工工藝、使用壽命、維護保養(yǎng)等。一般情況下,可以通過計算機模擬等手段進行分析和評估,看看不同方案的可行性如何。在具體實施建造之前,還要進行現(xiàn)場查勘,確定橋梁基礎狀況、土地利用環(huán)境、地質(zhì)地貌等因素,以確保方案的可行性。
經(jīng)濟成本是另一個不可忽視的比選因素。在選擇橋梁方案時,需要考慮方案對工程造價的影響。這包括建造、維護和使用三個方面。設計師還需要在保證橋梁安全的前提下,尋找降低工程成本的有效途徑,提高方案的經(jīng)濟效益。
環(huán)保指標作為社會關切的熱點,也是橋梁方案比選的必選項。在橋梁建設過程和使用期間,需要盡力減少環(huán)境污染和對自然資源的消耗。比如減少建筑垃圾的產(chǎn)生直到循環(huán)利用,節(jié)約能源消耗和減排等,使新建橋梁方案對環(huán)境的產(chǎn)生的影響降到最低。
社會效益是橋梁方案比選中最抽象而又最重要的一方面。社會效益主要表現(xiàn)在橋梁對當?shù)孛裆?、?jīng)濟、交通等方面的提升。比如,新建的橋梁可以使得交通更加便利,對當?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展起到積極的推動作用。
總的來說,橋梁方案比選是針對不同的項目需求和設計因素,在多個方面全面比較和評估不同方案,找出最優(yōu)方案的過程。通過科學的比選程序,可以降低工程風險,提高工程效益,確保工程的安全和可靠性,減輕施工壓力和減少工程成本。
(一)基礎施工
1、施工準備
本橋梁地處山高、坡陡、溝深地帶,施工前首先清除基坑周圍危石,修筑便道及施工平臺,清理作業(yè)場地,作好基坑周圍安全防護。根據(jù)施工地形、地質(zhì)實際情況,采用噴射混凝土或其它方法進行坡面防護。
2、基坑開挖
基坑采用人工配合挖掘機開挖,對不能用挖掘機開挖的巖石部分采用風鎬破碎或風槍打眼小排炮松動爆破。開挖形式采取上部土質(zhì)放坡、下部入巖部分垂直坑壁,基底尺寸要滿足基礎輪廓要求。
3、基底處理
基底為干土時,將其濕潤。過濕土在基底設計標高下夯填一層10~15cm碎石層,并用砂漿抹面?;酌鏋閹r石時,加以濕潤,鋪一層2~3cm水泥砂漿。于砂漿初凝前澆筑第一層混凝土。
4、基底檢驗
澆筑基礎混凝土前,對基坑進行隱蔽工程檢查,其內(nèi)容為:基底平面位置、標高,基底土質(zhì)是否與設計相符,承載力是否滿足設計要求;基底有無積水、雜物、松散土質(zhì),是否清潔、平整。
5、混凝土澆筑
基底處理檢驗后盡快澆筑混凝土,采用組合鋼模板,垂直開挖的巖石基坑不需立模,混凝土滿灌。泵送混凝土入模,水平分層連續(xù)澆筑,機械振搗?;A混凝土澆筑前,按設計和規(guī)范要求綁扎與墩柱之間的連接鋼筋。鋼筋在現(xiàn)場集中加工,現(xiàn)場綁扎成型。
6、混凝土養(yǎng)護
混凝土澆筑完畢收漿后,及時采用麻袋片覆蓋,灑水養(yǎng)護。當氣溫低于5℃時,要覆蓋保溫,不得向混凝土面上灑水。拆模驗收后,及時回填基坑,并按規(guī)定夯實。
(二)橋墩施工
該橋的1#和2#橋墩為雙柱式方墩,3#~7#橋墩為單柱式薄壁空心墩,其中2#橋墩在墩高11m處設一道系梁。
1、薄壁空心墩施工
(1)施工工藝流程
薄壁空心墩施工工藝流程見圖5-5。
(2)模板工程
空心墩的墩身高18~34m。墩身截面外形尺寸為5×2、8m,壁厚35cm。外模采用拼裝式大塊定型鋼模,沿高度方向按1、5m分節(jié),異型模單獨加工,面板厚6mm,框架采用L7、5×5角鋼和[10槽鋼制作,內(nèi)模采用鋼木組合模板。模板設計要有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性,嚴格按鋼結構設計規(guī)范進行加工,面板平整度和外觀幾何尺寸要符合設計及施工規(guī)范要求。
模板檢查合格后,均勻涂刷脫模劑,人工配合汽車吊進行拼裝,并在接縫處夾雙面止?jié){帶防止漏漿。模板安裝好后,檢查其平面位置、標高是否符合設計要求,調(diào)整好后固定牢固;支架采用鋼管腳手架,支架的搭設和模板支撐要牢固穩(wěn)定,確保混凝土澆筑過程模板不變形、不移位。
(3)鋼筋加工及綁扎
所用鋼筋必須有出廠合格證和質(zhì)量檢驗證明,按規(guī)定進行抽檢,各項指標符合設計及規(guī)范要求后方可使用。在鋼筋加工廠場集中加工制作,墩位處人工綁扎成型,骨架要牢固整齊、尺寸準確,骨架外側(cè)綁扎適量墊塊,滿足保護層要求,鋼筋接頭按規(guī)定相互錯開。
(4)混凝土澆筑及養(yǎng)護
因薄壁空心墩的。壁厚僅35cm,為便于施工操作,墩身混凝土采用分段依次向上澆筑,分段高度根據(jù)外模高度尺寸取3m,外模和內(nèi)模循環(huán)依次向上倒用。混凝土在攪拌站集中拌制,泵送入模,落差大于2m時設置串筒或?qū)Ч?。澆筑前,對支撐、模板、鋼筋及預埋件進行檢查,模板內(nèi)的雜物、積水和鋼筋上的污垢要清理干凈。
混凝土采用分層澆筑,分層厚度不宜超過30cm,插入式振動器搗固密實。澆筑完畢后,采用麻袋片覆蓋,灑水養(yǎng)護,拆模后用塑料薄膜包裹保溫、保濕養(yǎng)護至設計要求,當外界氣溫低于+5℃時,覆蓋保溫,不得灑水。
(5)墩帽施工
進行墩身頂部施工時,在墩壁上預埋墩帽支架牛腿固定螺栓,拆除墩身模板后,設型鋼扇形托架,與墩身預埋螺栓連接牢固,在托架上鋪墊方木。底模和側(cè)模采用拼裝式大塊定型鋼模。鋼筋在加工場集中制作,人工在底模上綁扎成型?;炷敛捎帽盟腿肽#謱訚仓?,及時覆蓋,按規(guī)定養(yǎng)生,最后施作支座墊石。
2、柱式方墩施工
(1)墩身施工
采用在墩身旁搭鋼管腳手架,汽車吊配合人工安裝大塊鋼模板施工。
1#墩一模到頂,
2#墩以系梁為分界,分兩次立模和澆筑。鋼筋集中制作,現(xiàn)場綁扎、焊接?;炷敛捎帽盟腿肽?,落差大于2m時設串筒導引入模,水平分層澆筑,插入式振動器振搗固,按規(guī)定養(yǎng)護。
(2)系梁、蓋梁施工
系梁、蓋梁均采用無落地工字鋼支架施工。墩身施工時,在系梁、蓋梁的下部墩身上預留孔洞,插入鋼棒作為支架的支撐構件。底模和外側(cè)模采用大塊定型鋼模,鋼筋骨架在現(xiàn)場焊接、綁扎成型,汽車吊整體吊裝?;炷敛捎帽盟腿肽?,分層澆筑,插入式振動器振搗,麻袋片覆蓋、灑水養(yǎng)護。
(三)橋臺施工
兩橋臺均為現(xiàn)澆混凝土重力式,臺身和側(cè)墻分開施工。模板采用大塊組合鋼模,一次拼裝成型。泵送混凝土入模,分層連續(xù)澆筑,機械振搗,覆蓋、灑水養(yǎng)護。臺帽采用定型鋼模施工,混凝土一次澆筑成型。
(四)箱梁施工
本橋共有24片20m后張法預應力混凝土箱梁,最大吊裝重量為50、
23t,在太白橋臺后的路基上設預制場集中預制。
1、箱梁預制
(1)施工工藝流程
后張法混凝土箱梁預制施工工藝流程見圖5-6。
(2)制梁臺座與底模
首先對地基進行壓實處理,先澆筑10cm厚C20素混凝土墊層,再澆筑25cm厚底座混凝土,上鋪8mm厚鋼板作底模,并與兩側(cè)預埋的角鋼焊結,形成制梁臺座,按設計要求設好預留拱度,在兜底吊梁處設活動斷口。
(3)模板設計與加工
模板設計時要考慮預應力張拉后的梁體壓縮量,要具有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性。委托專業(yè)廠家制作,加工時嚴格控制下料、彎制和焊接工藝,保證梁體各部位結構尺寸正確及預埋件位置準確。端模采用整體式定型鋼模,側(cè)模采用拼裝式大塊定型鋼模,面板厚均為6mm鋼板,內(nèi)模采用特制抽拉式鋼模。
(4)鋼筋加工與綁扎
鋼筋集中加工,在臺座上綁扎成型。先綁扎底板和腹板鋼筋,待底板和腹板混凝土澆筑完畢后,綁扎頂板鋼筋。鋼筋綁扎時設置波紋管定位網(wǎng)片,確保預應力孔道位置準確,同時做好支座預埋鋼板、防撞護欄的錨固鋼筋、預應力束波紋管、錨墊板等的預埋工作。
(5)模板安裝與拆除
采用龍門吊配合人工安裝與拆除模板。安裝時要做到位置準確,連接緊密,側(cè)模與底模、端模密貼不漏漿。在梁體混凝土終凝后,確保內(nèi)模拆除不導致混凝土塌陷時,通過抽拉裝置拆除內(nèi)模。梁體混凝土強度達到拆除外模要求后,通過安裝在模板上的脫模器使側(cè)模和端模脫離梁體。拆模時嚴禁重擊或硬撬,避免造成模板局部變形或損壞梁體混凝土棱角。
(6)混凝土的澆筑
箱梁混凝土在攪拌站集中拌制,輸送泵泵送,通過布料機入模澆筑,一次連續(xù)澆筑成型。順序為:底板和腹板鋼筋綁扎→底板混凝土澆筑→安裝內(nèi)?!拱寤炷翝仓壴敯邃摻睢敯寤炷翝仓B(yǎng)護。
梁體混凝土澆筑由一端向另一端進行,分層厚不大于25cm,插入式振動器搗固密實。當澆筑至梁體末端3m時,下料從梁體末端往中間進行,保證混凝土在距端部3m左右時收口。在底板混凝土初凝前必須澆筑完腹板、頂板混凝土。
(7)混凝土的養(yǎng)護
因箱梁預制場地設在橋頭路基上,待路基挖填成型后才能建場預制,且考慮施工規(guī)范對梁體出坑到架設連接形成整體不超過90天的要求,箱梁預制安排在冬季施工。
梁體混凝土原材料按規(guī)范冬期要求進行加熱、預熱和拌制。混凝土澆筑完成且收漿抹面后,立即采用保暖帆布棚罩覆蓋、通蒸汽養(yǎng)護。蒸汽養(yǎng)護結束后進入常溫養(yǎng)護階段,采用在梁體上噴涂養(yǎng)護劑的方法進行,常溫養(yǎng)護時間不小于5天。
(8)預應力筋安裝及張拉
箱梁的預應力筋為高強鋼絲,錨具為鐓頭錨。單束預應力筋由28根Φ5鋼絲組成,張拉控制力為61、6t,超張拉力為64、7t。預應力筋安裝及張拉在保溫棚罩內(nèi)進行,保證在5~10℃氣溫條件下張拉。
鋼絲束采用人工穿束,兩端露出錨墊板的長度要大致相等。待梁體混凝土強度達到設計值的100%后,方可進行張拉。按設計張拉順序和要求進行,采用YCW100型千斤頂在兩端對稱、同步張拉,張拉力和鋼絲束伸長量雙控,以張拉力為主,張拉程序為:0→初應力→1、05σcon(持荷2min)→0→σcon(錨固)。
(9)孔道壓漿
預應力筋張拉后盡快進行孔道壓漿,在保溫棚罩5~10℃氣溫條件下進行,采用活塞式壓漿泵,按自下而上的順序進行壓漿。水泥漿選用42、5級以上普硅水泥拌制,摻加適量減水劑和微膨脹劑,水灰比控制在0、4~0、
45之間,水泥漿強度不低于30MPa及設計要求。
(10)梁體封端
按圖紙設計要求,對需在預制場進行封端的邊孔箱梁封端,先將梁體端面混凝土鑿毛,用清水沖洗干凈,綁扎鋼筋網(wǎng),立封端模板,澆筑封端混凝土,機械振搗。
(11)移梁存放
梁體預應力孔道壓漿強度達到設計及規(guī)范要求后,采用2臺30t龍門吊將箱梁移至存梁區(qū)分類存放,繼續(xù)養(yǎng)護至設計要求,存放時不超過2層,設方木支墊,墊平放穩(wěn),標識生產(chǎn)日期和編號。
2、箱梁運輸
因預制場設在該橋太白橋臺后的路基上,采用2臺50t軌道式電動運梁臺車運輸,箱梁在運梁臺車上要墊穩(wěn)支牢,以防傾倒或扭曲破壞,支點要靠近梁端支座附近。在運梁臺車上設置轉(zhuǎn)盤,梁體可以通過轉(zhuǎn)盤與運梁臺車之間產(chǎn)生相對自由轉(zhuǎn)動,確保運梁安全。
3、箱梁架設
箱梁由太白向鸚鴿方向架設,采用EBG100型架橋機。該機額定起重量100t,適用坡度±5%,邊梁可一次架設到位。架橋機在橋臺后的路基上采用預制場的30t龍門吊和16t汽車吊拼裝成型,并做吊梁試驗,各項指標滿足要求后方可進行架梁。
架橋機架設箱梁施工工藝流程見圖5-7。
4、箱梁連續(xù)
當全橋箱梁架設完畢后,逐孔連接梁體翼緣板、端橫隔板、墩頂楔形濕接頭處之間的連接鋼筋,支模澆筑濕接頭處混凝土,模板采用涂塑竹膠板制作,支架采用鋼管和方木。
當現(xiàn)澆的混凝土均達到設計強度后,同步對稱拆除橋墩處的臨時支架和模板,拆除時間盡可能相同,完成箱梁連續(xù)化。
(五)橋面系施工
橋面鋪裝為C40防水混凝土,鋪裝前將梁體橋面基層鑿毛并清理干凈,鋼筋在橋面上現(xiàn)場綁扎,混凝土集中拌制,機動翻斗車運輸,人工攤鋪整平,振動梁振壓密實。按設計要求預留泄水管安裝孔和伸縮縫安裝槽。
防撞護欄采用拼裝式定型鋼模施工,現(xiàn)場綁扎鋼筋,混凝土分段現(xiàn)澆,按施工圖間距設置斷縫,按設計設置預埋件,鋼支架進行防銹、防蝕處理。
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