鱼窝头特大桥现浇连续梁施工方案

-1-广州南部地区（仑头至龙穴岛）快速路SD13-1标段鱼窝头特大桥现浇连续梁施工方案一、工程概况广州南部地区（仑头至龙穴岛）快速路工程SD13-1标段起点位于南沙大道以北约500米的水田中，路线于K26+024.4处上跨南沙大道，设一对通往广州市方向的上下道，路线终点位于鱼塘中，里程为K27+000，全长1490米。本标段范围内，南沙大道以北为双向8车道，路幅全宽34.5米，中央分隔带为2米；南沙大道以南为双向6车道，路幅全宽29米，中央分隔带为2米，通过鱼窝头上、下道的变速车道，完成车道数的渐变，桥梁长度770.06米。本工程为鱼窝头特大桥跨越南沙大道部分的现浇连续梁工程，原设计采用17.5+22.5+42.5+42.5+40现浇连续梁结构，长165米；变更设计左幅起讫里程K25+916.9-K26+106.9，右幅起讫里程K25+941.9-K26+156.9。上部结构为左幅（41.1+66+52.9）m预应力砼连续梁、右幅（46.1+66+42.9）m预应力砼连续梁、桥跨30米的预应力砼简支箱梁，下部结构为桩柱式框架墩。桥面变宽，分为左右两幅桥，两幅桥间净距1.0m。设计采用等高于应力砼连续箱梁，梁高3.0m。左幅为单箱三室截面，右幅为单箱四室截面。本工程跨越南沙大道，并且与之斜交约35°，南沙大道为广州市番禺区连接市桥和南沙的主干道，并与虎门大桥相连，双向10车道，封闭式城市快速路，行车速度100-120km/h，车流量极大。二、工程特点、难点及重点本工程的特点是：大跨度、工期紧；南沙大道行车速度快、车流量极大，给交通疏解和施工安全带来极大的压力。本工程的难点和重点在于跨越南沙大道施工支架的搭设及施工安全防护和南沙大道两侧现浇梁支架基底处理。本工程为砼连续箱梁，最大跨径66米，3孔一联，梁高3米，顶板宽15-17米，其中两翼缘板各宽2米，每-2-跨箱梁重达2000t。因此，如何进行软基处理，保证地基有足够的承载力，避免因沉降过大和沉降不均匀引起的连续箱梁横隔梁墩顶负弯矩区产生裂缝，以及如何控制连续箱梁施工标高是本工程的关键所在。三、编制依据及原则根据广州南部地区（仑头至龙穴岛）快速路SD13-1标段施工招标文件规定的内容和相应的技术标准，并结合施工现场的基础上，对本工程进行了认真研究和分析，同时考虑了各种自然因素的影响及运输道路、料源、民情等施工条件的制约，并结合我单位的实际情况和以往类似工程的成熟施工经验、施工技术及成果，依据设计图纸和现行《公路工程技术标准》、《公路工程施工技术规范》、《公路工程质量检验评定标准》、《公路工程施工安全技术规范》及其他国家有关的规定、规程及业主单位发布的《工程施工要求及管理规定》、《施工技术指引》等文件编制本工程的施工方案。在编制过程中，我们本着施工生产专业化、机械化、标准化、科学化的原则，施工中采取平行流水作业，合理安排机械设备和施工队伍，确保工程质量及工期满足业主要求。1.严格执行基本建设程序和施工程序；2.认真执行招标文件要求和双方约定条款；3.充分利用有限的时间和空间组织施工的原则；4.采用流水作业组织施工，积极采用网络计划技术进行施工组织与管理，确保人尽其力、物尽其用的原则；5.施工工艺与机械设备配套的优选的原则；6.最佳技术经济决策的原则；7.专业化分工紧密协作相结合的原则；8.供应与消耗的协调原则；9.坚持质量第一、积极进行全面质量管理，确保工程质量与施工，切实贯彻施工技术规范、操作规程和制度的原则；-3-10.因地制宜、就地取材；积极采用、改造、革新技术措施，努力降低投资降低成本的原则；11.积极应用四新成果，推动企业科技进步；12.确保工程施工质量和施工安全；四、主要材料1.桥面铺装层：采用9cm厚沥青砼2.梁部：采用C50砼3.水泥：采用业主指定的南华牌矿渣硅酸盐水泥4.预应力钢绞线：采用按ASTMA416-98标准生产的低松弛钢绞线，其标准强度Ryb=1860Mpa，弹性模量Ey=1.95×105Mpa，单根钢绞线公称直径15.24mm，公称面积140mm2，预应力钢束由3-19根15.24钢绞线组成。5.钢筋：采用I、II级钢筋。6.钢板：采用低碳钢（Q235钢）。7.预应力锚具：采用VLM15（或HVM15）系列，配套千斤顶采用YDC（或YDCN）系列，波纹管采用预埋金属波纹管。五、主要施工方法本工程鱼窝头特大桥12#～17#墩为现浇预应力砼连续箱梁，梁高3m，设计为双幅各一联，施工时按照“先底板，后腹板和顶板”“先中间，后两边”“先沉降大的位置，后沉降小的位置”的原则进行浇筑，详见箱梁砼浇筑顺序示意图。箱梁砼浇筑顺序示意图按照设计要求，砼浇注时在主墩左右10米的位置预留施工缝，梁体砼采用分段浇注的方法浇注，15-20米一段，待梁体砼达到80%设计强度时开-4-始张拉预应力钢束，同时养护时间不小于4天，详见全桥施工步骤示意图。预应力钢束张拉顺序按照设计图纸的要求进行，4N1→4N2→4N3→4N4，对称张拉，张拉采用张拉力和伸长值双控，以张拉力为主。张拉完毕后及时注浆，水泥浆强度不得低于C40。跨越南沙大道部分经与东涌交警中队协商，拟采用贝雷梁支架，主车道单向预留2个4米的行车通道，辅道预留1个3.5米的行车通道；主车道和辅道行车通道预留净高5.2m。除跨南沙大道预留行车通道部分采用贝雷梁支架外，其他区域均采用门式脚手架，具体详见图1鱼窝头特大桥跨南沙大道现浇连续梁支架布置示意图。跨南沙大道的支架结构稳定性、施工安全性和南沙大道的行车安全是为本工程施工过程中的重点所在，因而，也是项目经理部重点控制的地方。施工时左右幅分幅浇筑施工，先左幅后右幅，采用有支架就地浇筑施工，施工时不出现体系转换的问题，不引起恒载徐变二次矩，但这种施工方法需要大量的施工脚手架，施工工期较长。1.施工工艺（流程）①施工准备：在A匝道内平整器材存放场地，修建配件仓库，分类存放。②排架基础处理：根据施工荷载，对基础进行验算，并进行平整、夯实换填处理。③支撑体系设定：A.跨南沙大道部分：用砼基础作为基础，用汽车吊拼装贝雷架组成的强力支柱，用[12槽钢将贝雷架横向连接成支架体系，其上用I45b的工字钢作为主梁，在贝雷片顶部安装底托，工字钢顶用纵横方木作为分配梁，上铺2cm厚模板，安装时用经纬仪控制支柱的垂直度，水准仪控制支撑的标高。-5-为保证贝雷片支架的稳定性，用I30b的工字钢将翼板处的贝雷片进行焊接，同时加[12的横向剪刀撑。顶托底座钢管之间采用ф32的钢管进行连接，底座槽钢之间用槽钢焊接，组成一个整体性能较好的小桁架。在中央防撞墙的位置，贝雷片与贝雷片之间用[12的槽钢打剪刀撑，保证整个支架的稳定B.南沙大道两侧软土地基部分：采用门式支架，底部采用400×20×5cm的方木，顶部采用20×20cm、12×12cm的方木作为横梁和纵梁，门式支图3现浇连续梁施工工艺桥墩施工安装支架支架等载预压安装支座架立模板调整尺寸、高程扎筋、布置管道、穿钢绞线钢筋、钢绞线制备浇筑砼：先浇筑底板，后浇筑腹板和顶板养生、拆模钢绞线张拉：应力、伸长值双控落架、移架压浆桥面系施工满堂脚手架地基处理跨南沙大道架空防护设置-6-架步距纵向0.3米，横向0.8米。2.软土地基概况及处理方案本工程现浇连续梁部分桥下地基表层为褐黄色、软塑、潮湿、粘性很强的种植土，其下为流塑状灰黑色淤泥，淤泥以下为深灰色泥质粉砂，中部为淤泥质粘土和中砂，下层为紫红色泥质粉沙岩，地下水位埋深0.5米左右，土的天然含水量高达60-90%，其压缩性高，均匀性差，灵敏度高，强度低，软土的容许承载力一般为40Kpa左右。待墩柱施工完毕后，将场区内进行平整，排除地表水，将桥面投影线外2m范围内原地面基底表面用80cm石粉+15cm水泥掺石粉混合料+20cm碎石垫层处理，重型压路机碾压压实，四周设置排水沟保证场内不积水，排水通畅，并且地面铺上彩条布，防止施工中地面遇水下沉。3.支架布置方案及安装支架采用门式脚手架，支架虽是临时结构，但它要承受桥梁的大部分恒重，因此必须有足够的强度和刚度，保证就地浇筑得顺利进行。门式支架的纵向步距0.3米，横向步距0.8米，具体结构图2-2鱼窝头特大桥跨南沙大道现浇连续梁支架布置示意图所示。垫木截面尺寸为0.2m×0.05m，然后安装脚手架底座，并将底座调整螺母调到同一水平高度，再进行立杆、横杆安装，并沿桥每隔4m横向设一道剪力撑，使其成为一个整体；支架安装时结合地基和梁底之间的距离调整支架的高度，支架安装完毕后，在其上铺设纵横向方木。南沙大道单向预留2个4m和1个3.5m的通道，通道上用I45b工字钢联结以保证支架的稳定性，上排双排I36b的工字钢作为顶托支座。⑴门式支架受力计算我们把满堂门式支架看作一个整体，整个箱梁也看作一个整体，则有：P=G/N式中：P—每个支架立柱承受的荷载，KN；-7-G—一跨箱梁的重量（包括施工荷载），KN；N—支撑一跨箱梁的支架立柱数目；每米箱梁重量为15×26=390KN，以中跨作为计算单元，中跨全长66米，则G=390×66×2=51480KN,按门式支架纵向步距0.30m、横向2.0m计算，则该跨一层共有门式支架（66÷0.3）×（40÷2）=4400个。所以：P=51480×1.2/（4400×2）=7.03KN＜20KN，满足要求。按照我们以往的施工经验，将箱梁重量的2倍作为计算荷载是偏于保守的，其计算结果能够满足施工要求。⑵软土地基的受力分析取一个门架（2个立柱）作为研究对象，近似认为碎石垫层表面所承受的力是支架立柱通过垫木板（计算规格为：1.2m×0.25m×0.08m）传递下来的均布应力σ1，承压面S=0.2m×1.0m=0.2m2，均布应力σ1按下式计算：σ1=2P/S=（2×18）/0.2=180Kpa地基受力分析如图4所示。则σ1≤[σ碎石]×K1式中：σ1—垫板对碎石垫层的荷载应力；[σ碎石]—碎石垫层的容许承载力，碎石取[σ碎石]=500Kpa；K1—地基承载力碎石垫层的调整系数，K1=0.72代入数据：σ1=150Kpa≤500×0.72=360Kpa满足要求。从图4可以看出应力σ1由碎石垫层承受，而在水泥石粉掺和料顶面附加应力显著减少,基底压力σ1通过碎石垫层以角度θ乡下扩散,扩散至碎石垫层顶面压应力σh与碎石垫层自重应力之和[σH]应小于或等于该处下层顶面地基的容许应力,-8-即:σH≤K2[σ]H或[σ]H≥σH/K2式中:[σ]H—软土地基的容许承载力;σH—σh与碎石垫层及石粉自重应力之和;K2—地基承载力石粉的调整系数,K2=0.48;按照碎石垫层厚20cm，对σH进行计算：由受力分析图可知，按θ=35-45°通过碎石垫层扩散到水泥土顶面，并假定该处产生的压力呈梯形分布，根据力的平衡条件可得：Lbσ1=[（b+hstanθ）L+bhstanθ+4（hstanθ）2/3]σh整理得：σh=Lbσ1/[（b+hstanθ）L+bhstanθ+4（hstanθ）2/3]式中：L—垫板的长度，m；L=1.2m；b—垫板的宽度，m；b=0.2m；hs—碎石垫层的厚度，m；hs=0.2m；σ1—垫木板底面的平均压力，kPa；σ1=180kPa；θ—碎石垫层的压力扩散角，°；θ取35°；代入数据：σh=1.2×0.2×150/[（0.2+0.2tan35°）×1.2+0.2×0.2tan35°+4×（0.2tan35°）2/3]=77.92kPa已知碎石容重σh=σh+γshsγs=25KN/m3=77.92+25×0.5=90.42kPa由式[σ]H≥σH/K2=90.42/0.48=188.38kPa从以上计算结果可知，原地基经水泥掺石粉处理后的容许承载力必须达到188.38kPa以上。为确保地基完全可靠，考虑到不可预见的因素，要求经水泥掺石粉处理后的地基容许承载力必须达到200kPa以上，并通过现-9-场地基荷载试验进行检验，合格后方可进行下道工序的施工。由于基地处理使用的石粉与我单位施工现场施工便道所用的材料一致，实践证明，其处理后的地基