捞刀河大桥施工方案和工艺简介
付立钉
中铁大桥局五桥处
摘要:大桥是一座主桥长300米的预应力连续梁公路桥,位于长沙市二环线捞刀河上。本文从优化施工、敢于创新、精心管理上入手,就在本桥上施工过程中的一些施工方案和工艺进行了部分介绍和探讨。
关键词:创新 方案 工艺 管理
一、工程概况
桥型设计:本桥由45m+3*70m+45m五跨变截面连续梁,梁宽31m,其中机动车道25.6m(含防撞栏杆)两侧设2.7m人行道,桥面纵坡1.5%。
下部结构:0#台、1#墩采用φ1.8m和φ3.0m挖孔灌注桩基础:2#~5#墩均采用φ9.4m圆形承台,1~4#墩采用φ3.0m圆柱墩,5#墩为φ1.8m四柱墩.
上部结构:上部结构为三向预应力变截面连续箱梁,主桥横断面由两个分离式单箱单室箱梁组成,每箱顶板宽15.25m,两箱之间预留50cm空隙便于施工,待箱梁施工完成后,再进行二次砼灌注.
二、施工方案和工艺
在捞刀河大桥的施工中,我们根据本桥的实际情况和特点,制订出了一些不同一往、有创新、有突破的施工方案和工艺,下面拟对在本桥实施过的行之有效的一些合理化施工方案和工艺作一些介绍和探讨。
1、风管、导管合二为一的吸泥工艺
桩基施工中,目前大部分吸泥换浆采用空气压缩式吸泥法,用物制的吸泥管伸入孔底,在吸泥管中伸进一段高压软风管输送高压空气。此方法弊病较多:软管容易在风管内卡死;拆除吸泥管换上砼灌注导管耗时太长,易引起塌孔。捞刀河大桥由于桩基太深,若采用常规施工将会大大影响施工进度,甚至影响桩基质量。我们经过多次讨论,制定了以下的吸泥方案—风管、导管合二为一的吸泥方案。
改用φ25mm镀镍钢管作风管,用小法兰盘连接,置于砼灌注 导管中,直接将导管作为风管(详见附图)。此法好处有二:1、大大节约了拆将导管的时间,吸泥完毕即可抽出风管直接灌注;2、钢管式风管不易在导管内被卡死,安装、拆除极其方便快捷;3、输送压缩空气钢管更为畅通,吸泥顺畅。不利之处是地空压机空气输送能力要求严格,砼灌注导管直径为φ250mm或φ300mm,较物制的吸泥管管径大,如果空气输送压力较小,则从导管内涌出的泥浆速度太慢,吸泥不彻底。
此方案经捞刀河工地采用,效果特别明显,此法吸泥彻底,吸泥时间短(十五分钟左右即可),有很大的可实施性和推广意义,建议:在超深孔内吸泥此法最优点最为突出,但要有充足的水源保证孔内水头压力差,以免吸泥过快造成塌孔。
2、围堰封底水下振捣砼工艺
捞刀河2#、3#、4#墩为水中墩,采用单壁钢围堰或薄壁砼围堰施工,围堰内径达9.7m,施工中要对围堰进行封底,封底砼60m3。
我们利用围堰上钻孔平台作为布置封底导管和下料斗的施工平台,采用一套封底设备(即一根导管和一个下料斗),在围堰内分不同的四个位置先后下料(详见附图),每次下料重新拔塞。砼落入围堰底后将φ80周波振动棒用绳子吊入水中,在水底拖动振捣,将封底砼振捣密实水平,直至封底完毕。振捣过程中经常反复测量封底厚度,不能留有死角,
也不能让封底过薄或过厚以至超过封底标高。
事后证明,按此方案施工能完全达到设计要求,封底砼表面很平整,也无砼“洗澡”现象,且砼强度也达到标准。此方案优点有二:1、节约了多套封底设备,节约了人力(封底操作人员只需三人);2、保证了封底的平整度,避免了封底砼的凿除整平,节约了封底砼用量,此方案施工中要注意:导管底距围堰底面距离不可太大(一般只能在10cm以内)也不可插入泥沙中,以免拔塞时砼“洗澡”或堵管;2、边封底边测量,且经常测量,保证封底的平整度;3、此工艺对砼流动性要求高,坍落度应控制在18~22cm。
3、薄壁砼围堰施工方案
捞刀河大桥2#墩离南岸大堤仅有十五米,由于受堤脚边坡影响,10.3m围堰内外侧高差在1.5m左右。而承台底中心紧靠堤脚,堤脚填土较坚硬,吸沿线机无法吸走,我们根据此处特殊的地形条件,决定采用薄壁砼围堰施工方案,而不采用同其他墩位的钢围堰施工方案,先用河砂筑岛,整理出一片施工平地,再在上面确定墩位。分节灌注φ9.7m的薄壁砼围堰,靠人工机械配合挖砂将围堰下沉到位。此方案在地势起伏较大,且水位不深处可以采用,虽为围堰,但具体施工方法同沉井施工类似。其优点为:1、砼围堰自重较大,下沉容易;2、比钢围堰要节省投入;3、不受基底土质太硬的影响。不利因素:下沉过程中如有较大压力的地下水,则易发生涌砂。建议:地下水太过丰富且压力较大、土质太松散的地方切不可采用,以防涌砂。
4、箱梁顶板内托架施工方案
捞刀河大桥采用悬浇挂篮施工。常规挂篮施工中,顶板内托架多数采用万能杆件及特制杆件拼装,但此桥箱梁内空最低处仅为1.2m,拼装万能杆件架净空不足,且受托架影响在箱室内施工操作无法进行。我们对内托架进行了大的改进,改托架为吊篮(详见附图)。用三组30槽钢和125*125*10角钢连成吊篮平台,用32精制螺纹钢悬挂在挂篮前上横梁和后端已施工完毕的节段顶板上。在吊篮自重较轻(在2吨以内),对结构影响小;2、采用32精制螺纹钢作吊带,上下调整标高方便;3、不需设撑腿,不会影响底板的外观质量。4、节约材料,所有设施一次投入,重复利用,无需增补;5、移动简便,可随挂篮一起前移,只需一根5t导链牵引即可轻松移动;6、箱室内可留出尽可能大的施工空间,便于施工。经过计算,此吊篮受力状况好,经过捞刀河桥多次重复利用,其优点愈见突出,大有推广价值。
5、钢绞线用八拉杆工艺
箱梁施工,外钢模必须对称拉紧, 同时腹板内、外侧模板也需拉紧,以控制箱梁尺寸,对拉拉杆以前基本采用Ф25钢筋铰丝作为拉杆,此方法拉杆用量多,需设置内撑杆,施工繁琐,且对拉杆长度控制要求严格。在捞刀河大桥上部结构施工中,我们大胆采用Ф15.24钢绞线作为拉杆,外钢模对称张拉到位,在此根钢绞线内侧预先装有两单孔锚环固定内侧腹板模板,用楔块抄实调整尺寸(详见附图),钢绞线从腹板通过时,外面套上Ф20PVC管,以便在节段施工完后钢绞线能顺利抽出再利用。
此工艺优点是:1、节约材料,钢绞线、锚具可重复使用;2、锚固有保证,不易滑丝,模板不会移动,悬浇拼接缝小;3、操作简便,拉杆用量大大减少;4、箱室内勿需布置撑杆;5、钢绞线作拉杆,对长度要求小。
采用此工艺注意事项:张拉钢横板时拉力不可太大,要保证箱室内空尺寸,以钢绞线拉紧为准,不可使模板偏离原设计位置。
6、上部结构线型控制
捞刀河大桥上游E幅目前已全部拉通,其线型控制、外观质量受到外单位和业主的一致好评。在此我们将施工过程中的一些以经验和体会作一些介绍。
在上部结构施工前,我们便和设计单位一起对整个线型控制进行了多次反复验算,得出
准确的设计值,每套挂篮投入使用前,我们按最重节段的100%重量进行压重试验,并作好详细的挂篮变化记录。在挂篮使用过程中,我们每次检查挂篮的主要受力点,不能使之下沉超过要求,每施工完一个节段,我们便进行全“T”构测量,找出线型变化规律,并经常调整立模高程,将竣工梁体标高误差控制在1cm下内(设计要求±1.5cm)。
在线型控制上,我们制定了一套管理办法,由总工程师负责,测量人员每次填写测量数据,经总工程师审核商定下次的施工阶段(0#、1#~8#块作为九个阶段,边跨、次边跨、全桥合龙三个阶段),每个阶段填写一份所有施工完毕的节段设计标高、立模标高、误差值,总结经验,以便下步施工。
外观质量上,我们自始就很重视。梁体的外观,对砼、模板要求高。砼振捣要求密实,不能有缺陷。模板制作精细标准,每次利用前打磨光洁,立模要稳固密贴,不能跑模、胀模。特别是悬挂按缝处,柳暗花明板一定要贴死。施工过程中,往往一点不注意,便可影响大局。故在平时的施工中,我们对每个环节不放松,做到万无一失。
结束语:长沙市二环线捞刀河大桥由中铁大桥局集团五公司负责施工,自2000年3月1日破土动工。2001年11月1日上游E幅已全部拉通,下游W幅按计划在2002年2月全部拉通。捞刀河大桥的建设将为长沙市的兴旺和发展作出贡献。