桥梁转体施工方案、工艺及技术

桥梁转体施工方案、工艺及技术1、总体施工顺序1.1基础部分桩基施工→基坑围护结构施工→下承台施工→球铰安装→上承台施工→拱座施工1.2拱梁施工地基处理→搭设支架→预压→分节段支架现浇拱肋→浇注拱上立柱→搭设拱上支架→浇注拱上简支梁→张拉临时系杆及其它预应力索→拆除拱肋、拱上支架→现浇连续梁湿接缝（简支变连续）→转体准备→正式转体→平转到位→封铰→支架现浇边跨并合拢→中跨合拢→张拉永久系杆，拆除临时系杆→桥面附属施工2、总体施工方案2.1钻孔桩钻孔桩设计为摩擦桩，钻孔采用回旋钻机，主墩采用气举反循环工艺，边墩采用正循环工艺进行施工，主墩砼采用泵送方法进行灌注。2.2承台承台开挖采用圆形双壁钢围堰进行防护，靠沪杭高速公路侧在围堰外设置一排抗滑桩，围堰开挖下沉到位以后，进行封底砼施工，承台厚度6.5米，总体分三次进行浇筑，第一次浇筑3.5米，第二次浇筑球铰以上2.1米（部分承台），最后封铰浇注剩余承台混凝土（包括平转空间0.9m）。在承台砼当中埋设好冷却水管，以降低砼的内部温度，防止砼开裂。2.3主拱圈拱圈砼采用碗扣式满堂脚手架现浇的方法施工，地基处采用CFG桩进行加固。计划将单个转体半边主拱圈分为3个节段，每段水平长度分别为25m、25m、28m。每节段设置1m宽间隔槽，节段间设型钢劲性骨架，每段分3环浇注施工。具体分段见下图：2.4拱上立柱拱上立柱采用定型加工的大块钢模一次性浇注完成。2.5拱上连续梁连续梁连续拟采用膺架体系作支撑，立柱采用钢管和在拱上柱顶部设置牛腿结合的方案，支撑梁采用贝雷梁。梁部钢筋在桥下专用胎具上绑扎好后，整体吊装入模，单跨简支梁一次性浇注完成。逐孔梁施工完毕后，安装并张拉临时系杆后落梁。拆除拱上支架，现浇湿接缝，按设计要求张拉相关预应力索后完成简支变连续体系转换。2.6转体完成拱梁现浇后，实施转体。转体前进行平转摩阻力测定、不平衡力矩测试，根据检测结果进行配重，然后每个转体依靠由2台200t连续型牵引千斤顶、两台液压泵站及一台主控台通过高压油管和电缆连接组成的牵引动力系统牵引实施转体，根据高速公路管理部门的要求，路两侧两个转体的先后转体。精确就位后立即锁定，然后进行转铰固结施工。2.7合拢按照先合拢边跨，后合拢中跨的顺序施工。合拢时，需要安装临时锁定设施，并选择当天气温最低或设计要求的温度浇筑合拢段砼。中跨合拢时根据设计要求施加700t的顶推力。3、主要施工方法、工艺3.1桩基础3.1.1、施工工艺流程3.2、施工设备选择3.2.1、钻机选型根据本工程孔径较大（Φ2.0m），钻孔深（最大孔深139m）的特点，结合地质勘测报告，并借鉴我公司多年的施工经验，每墩选用ZJD-300型钻机3台、GPS-20钻机1台共计4台钻机投入本桥施工，钻孔工艺采用气举反循环，投入主要设备数量及其技术参数表如下：终孔检查提钻、钻机移位安设导管泥浆指标、沉淀检查钻孔一次清孔钻机就位、对中、整平过程中质量控制泥浆指标的检查安装钢筋笼钢筋笼制作混凝土质量检查灌注水下混凝土灌注记录导管水密性试验二次清孔超声波检测泥浆制配及储备钢筋配料钢筋试验钢筋原始记录钻孔记录泥浆指标检查孔深、孔径、垂直度检测表1一个主墩主要钻探设备一览表序号设备名称规格型号额定功率数量（台）备注1钻机ZJD-300230kw3每台配备钻杆140米、配重杆2根、配重15吨、150mm2电缆线70m2钻机GPS-2037kw1配备钻杆50米、50mm2电缆线70m3空压机OG160F160kw3每台配备95mm2电缆线20m4泥浆净化器ZX-20048kw3每台配备35mm2电缆线30m5刮刀钻头φ2.0m4表2钻机技术参数表钻机型号技术参数ZJD-300型钻机GPS-20型钻机最大钻孔直径(m)Φ3.0mΦ2.0m最大钻孔深度(m)150100最大扭矩(T.m)213最大提升力(T)15018钻孔转速(r/min)0~216.5~17钻杆直径(mm)Φ377*22*3000Φ180*16*3000主机自重(t)3510总功率(kw)23037排渣方式气举反循环或泵吸反循环正循环钻机工作方式全液压机械外型尺寸:长×宽×高412*398*730570*240*930表3空压机技术参数表型号技术参数OG160F排气量(m3/min)19.5工作压力(MPa)1.25功率(kw)160外形尺寸(cm)230*160*220重量(KG)2600表4泥浆净化器技术参数表型号技术参数ZX-200处理能力（m3/h）200分率程度(UM)≥74除砂率(％)≥90脱水率(％)≥80总功率(kw)48外形尺寸(cm)330*220*270重量(KG)37003.2.2、钻具选型选用Φ2.0m三翼刮刀钻头，锥体角度115度，翼板斜15-20度，腰带直径1.95m,单挡圈高度为30cm,钢板厚度3cm;开孔头为2翼,钢板厚度为6cm,斜撑钢板厚度为4.5cm,水平撑钢板厚度为4cm,法兰Φ1000*55。详见图:刮刀钻头加工图3.2.3、机械设备的检修及保养⑴、旧设备必须先经过保养检修，新设备必须试运转以免影响工程质量及工期（ZJD-300钻机、泥浆净化器在中坚机械厂保养，空压机由厂家保养）。⑵、设备进场后做好编号登记工作，安排专人进行管理。⑶、机管人员时常注意各种机械设备在使用过程中的运转情况，发现有异常现象及时组织检修。⑷、电器管理人员应注意各种电器设备安全运转，发现有异常现象时应及时检查或更换，确保用电安全。4、钻机平面布置及钻孔顺序根据钻进工艺流程及施工计划的整体安排,结合现场平面布置图，拟安排3台钻机同时施工，同时为不影响吊机的运转，又能使空压机和泥浆净化器能满足施工的需要，先将其布置在两侧。施工用的其它的物资可根据现场的实际情况灵活布置:桩位编号见图每台钻机的成孔的桩位顺序如下：1#钻机：09→01→11→04→14→062#钻机：16→13→17→15→12→183#钻机：07→03→10→02→08→055、施工工艺5.1泥浆循环系统根据施工现场的实际情况，钻孔施工利用泥浆池或钢护筒形成泥浆循环池，并配备泥浆净化器，钻进过程中加强泥浆的净化及处理。施工过程中主要采用自然过滤及机械过滤相结合的方法进行净化，采用气举反循环钻进将钻机的出浆管泥浆经过过滤筒预筛处理，预筛处理过的泥浆再通过泥浆净化器处理，处理过的泥浆经过管路回流至钻孔施工的护筒内，分离出的钻渣排至指定地点。452131496781011131516121718一号机三号机二号机钻机孔内泥浆面沉淀箱钻头除砂器砂箱泥浆循环示意图5.2钻孔施工5.2.1、设备安装调试空压机、泥浆分离器是整机只要接驳电源即可。钻机为组合机需现场组装，拼装前备好起重用的各种型号的钢丝绳和卸扣（吊整机用4根Φ38钢丝绳、4只17T卸扣，其他用Φ21.5钢丝绳，各种吊装均使用双绳。）。5.2.2、钻机就位钻机就位时，底盘必须水平、稳固。钻塔与底盘保持垂直状态，根据桩位中心及护筒垂直度，在偏差允许范围内调整钻孔中心，定位偏差不大于2cm，定位时，根据测量的位置，先用十字交叉线定出桩位中心，在钻盘中心挂一线垂，用水平尺、千斤顶等工具调整钻机的机底座，垫实找平，保持动力头中心与护筒中心在同一垂线上，同时底盘必须保持水平稳固状态,在钻进过程中及结束时对底盘四角点不间断进行校核。5.2.3、钻进成孔Φ2.0m刮刀钻头（配重10T、法兰螺栓连接后还必须用2-3cm厚U型卡焊接），采用气举反循环钻进，在钻孔过程中充分利用粘土层及时调整护壁泥浆指标（泥浆比重1.25-1.30,粘度≥20S,含砂率≤4％），钻进过程中应控制钻进速度，每小时进尺不得超过2m。5.3气举时置换风包钻杆的应用钻孔时风包钻杆设置位置如下：第一钻孔阶段风包加设在配重上端约40m左右；第二钻孔阶段的第一个风包加设在配重上端约40m左右，随着孔深的增加，在60m的位置加设第二个风包钻杆，空压机的能力能够继续使用第一个风包钻进至100m的孔深位置；此时第二个风包已埋入泥浆中40m，反循环系统已经能够正常工作，空压机的能力可以使用满足第二个风包钻进至140m的孔深位置；缩短了单孔作业的辅助时间。5.4钻孔成孔质量标准序号项目允许偏差检验方法1护筒顶面位置50mm测量检查倾斜度1%2孔位中心50mm3倾斜度1%5.5清孔5.5.1、钻孔过程中严格控制泥浆指标，减少终孔后二次清孔时间。5.5.2、第一次清孔阶段：清孔时旋转钻具，将孔底钻渣清除干净。清孔后孔内泥浆指标参数如下：项目名称PH值比重粘度（s）孔底沉渣含砂率指标8～10不大于1.218～22不大于5cm2%以内5.6钢筋笼制安5.6.1概述主墩共计36根桩，单根钢筋笼最重重量约为21.3吨,钢筋主筋为Ⅱ钢筋,钢筋笼全长40m。钢筋笼采取在后场分节同槽长线台座法加工制作，通过汽车运至施工现场，在钻孔完成验收合格后，用履带吊分节吊入桩孔进行接长和下沉。5.6.2钢筋笼制作⑴钢筋笼的分节和接头的设置整根钢筋笼长度为40m,必须分成多节才能进行运输和现场的拼装和连接。考虑到主筋的长度和布置位置钢筋接头必须错开的距离(1.5m)以及现场的安装需要,钢筋笼整数分节长度按9～12m控制。钢筋笼分节时，每个断面的接头数量不大于总数量50%,相邻断面的间距按1.5m设置。⑵钢筋笼的制作钢筋笼加工制作在后场钢筋加工场进行。加工场区设置1条台座，台座由混凝土施工平台，半圆形钢筋定位架构成。钢筋定位架由按钢筋位置开槽口半圆型钢板以及半圆形钢板支撑型钢组成，钢筋定位架安装固定时用经纬仪控制轴线，水准仪控制水平标高，保证钢筋定位架轴线在同一水平面和同一条线上。为了保证钢筋笼制作时上下断面的齐平，在地膜的一头设置8mm钢板挡板，并用型钢支撑牢固。钢筋笼定位架见图。钢筋定位架示意图δ18钢板槽钢槽钢钢筋笼定位架图钢筋笼制作之前，先进行主筋滚轧直螺纹加工和钢筋笼加劲箍制作。等强度滚轧直螺纹连接技术是在一台滚轧直螺纹加工设备上将钢筋的端头通过滚轧--挤压螺纹自动一次性生成。这种工艺使钢筋原材没有被切削掉而是被滚压密实，提高了原材的强度；操作简便，加工工序少；接头稳定可靠，螺纹压型好精度高，连接质量稳定可靠。其施工工艺流程见图：钢筋进场套筒加工现场连接钢筋滚轧成型钢筋切割滚轧直螺纹钢筋施工工艺流程成品钢筋笼质量抽检（外观鉴定）：钢筋表面不允许有明显的锈蚀、油污、焊渣；钢筋骨架没有明显不圆和施工刚度能满足要求，方为质量检查合格。钻孔桩钢筋骨架的允许偏差和检验方法见表2.8。钻孔桩钢筋骨架制作实测项目表2.8项次检查项目规定值或允许偏差检查方式1主筋间距±0.5d用尺量，不少于5处2箍筋或螺旋筋间距±20mm用尺量，不少于5处3骨架直径±20mm尺量检查4钢筋骨架在承台底以下长度±100mm尺量检查5加强筋间距±20mm用尺量，不少于5处6骨架垂直度±1%吊线尺检查加劲箍在钢筋弯曲机上特制一个弯曲圆盘上进行弯曲加工，弯曲好之后焊接成形。制作好的加劲箍内焊接Ⅱ级钢筋按“△”形对加紧箍进行内撑加强。钢筋笼制作时，先人工将整根钢筋笼下半部主筋抬上钢筋定位架，每节钢筋之间用套管连接起来并将丝扣上到位；将加劲箍按设计间距进行布置，并与下半部的主筋焊接牢固；再将上半部钢筋按照钢筋的位置逐根进行焊接在加劲箍上并且每节钢筋之间用套筒连接起来。钢筋笼制作结束后进行螺旋筋的盘绕，每节钢筋笼接头断面错开2.0m的范围内暂不布置螺旋筋，等到施工现场钢筋笼沉放时二节钢筋笼连接好之后，再进行绑扎。整根通长的钢筋笼加工好之后，进行焊接加固，焊接部位包括：主筋和加强箍连接部位、二跟并排布置的主筋之间、以及三角撑和加强箍之间。⑶钢筋笼内管道的安装在钢筋笼制作好之后，在钢筋笼分解之前，进行声测管与保护层钢筋的安装。声测管的总长度按顶标高+8.0m,底标高与设计桩底标高相同考虑,声测管的分节长度跟钢筋笼的分节情况一致，主筋保护层净距为7.0cm，每4m一个断面均布4个。为了保证在钢筋笼现场对接时声测管能够准确对准位置，钢筋笼内的每根管道对准安装位置，用铁丝将管道与钢筋绑扎，每3m左右绑扎一道让，并设置