课程设计阳泉至左权高速公路ZB4合同段箱梁预制场设计.doc
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1、徐州建筑职业技术学院毕业设计说明书图书馆收藏中图分类号: 密级:UDC: 编号:1331毕业设计(预制箱梁施工方案)专业名称:道路与桥梁班 级:学 制:3年学 号:学历层次:专 科指导教师:评 阅 人:论文(设计)提交日期: 2010年6月15日论文(设计)答辩日期: 2010年6月 日徐州建筑职业技术学院二一年六月十五日 毕业设计成绩评定书 专业、班级 姓名 日期 1、设计题目 2、设计指导教师(签名) 3、设计评阅人(签名) 评阅日期 4、评定意见及成绩 年 月 日目 录1 项目概况11.1 项目名称11.2工程概况11. 3工期安排11. 4预制场总体布局12台座12.1台座地基的处理1
2、2.2台座的设计12.3场地排水12.4场地硬化13门吊轨道设计14电力系统设计15喷淋养护系统16模板17钢筋18预应力孔道19混凝土19.1混凝土原材料19.1.1水泥19.1.2粗骨料19.1.3细骨料19.1.4拌和水19.1.5外加剂19.1.6原材料分类19.2混凝土配合比19.3混凝土运输19.4混凝土浇筑19.4.1浇筑前的试验及准备工作19.4.2浇筑原则19.4.3浇筑方法19.5振捣19.5.1振捣器类型19.5.2混凝土振捣19.6试件的制作19.7梁体养护110预应力钢束张拉110.1校验机具设备110.2确定控制张拉应力k110.3确定张拉油表读数110.4理论伸长
3、量的计算110.4.1计算公式110.4.2伸长量计算应注意的问题110.5张拉施工操作110.5.1钢绞线原材料110.5.2安装预应力钢束110.5.3确定张拉顺序和张拉程序110.5.4伸长值的量测与计算110.5.5张拉操作中应注意的几个问题111. 孔道压浆111.1水泥浆的技术要求111.2压浆顺序111.3压浆前的孔道冲洗111.4压浆111.4.1水泥浆配比111.4.2真空辅助压浆施工工艺111.4.3注意事项112封端113箱梁上拱度的观测114质量通病防治114.1气泡114.2蜂窝麻面114.3冷缝114.4水波纹114.5鱼鳞纹114.6箱梁拆模后在腹板或顶板的局部出
4、现厚度不够和超厚114.7预应力管道堵管,预应力砼浇筑完成后穿索困难114.8预应力钢束张拉时,钢束伸长值和张拉应力达不到设计要求,超出了允许偏差值。114.9预应钢束的断丝、滑丝、刮丝114.10负弯矩张拉过程中出现混凝土开裂114.11孔道压浆不实114.12预制箱梁张拉后起拱过大,影响桥面系施工1参考文献2致 谢31 项目概况1.1 项目名称阳泉至左权高速公路ZB4合同段箱梁预制场1.2工程概况本合同段起点桩号为K40+100,终点桩号为K58+600,全长15.8km,全线共18座大中桥,30米箱梁1190片,25米箱梁136片。1.3工期安排 预制场建设计划2011年3月31日前完成
5、, 2011年4月1日开始预制,2011年10月30日前完成。1.4预制场总体布局预制场设于K54+400(和顺互通)路基右侧,负责阳坭河9,高邱大桥,崔家坪大桥,小弯沟大桥,尖沟中桥的箱梁预制,30个预制台座,6套模板,1台120T门吊,2台10T门吊,预制场预制280片箱梁,占地共35亩,2.台座2.1台座地基的处理 对于砂砾地基段,将地基进行整平,用压路机碾压密实。对于黄土或回填土地基段,先采用强夯机进行夯实,然后在表面施做30cm厚石灰土,再整平碾压密实。2.2台座的设计 在台座两端L/8(L为台座长度)范围内采用C25混凝土扩大基础,尺寸为2.0m2.0m0.8m,扩大基础设置双层2
6、0cm20cm的12钢筋网片, 台身采用C25素混凝土,宽度为89cm,高50cm,长度为31米,台身预埋紧固模板的拉筋孔道,孔道中心距台座顶10cm,在顶面边角处预埋5槽钢,槽钢内放置橡胶管,以便于将来侧模与底模紧密结合,台座顶面铺设8mm厚的钢板,在距梁端90100cm处预留30cm30cm的吊装槽口。预留做静载试验的台座设计:在台座两端L/8(L为台座长度)范围内采用C25混凝土扩大基础,尺寸为2.0m2.0m1.0m,扩大基础设置双层20cm20cm的12钢筋网片, 台身采用C25钢筋混凝土台座制作时必须按设计要求设置反拱度,反拱度应做成抛物线或圆曲线,30米箱梁按1.7cm设置,25
7、米箱梁按1.4cm设置。钢板接缝处必须焊接牢固、打磨平整、光滑,台座棱角分明。 相临台座的平面位置中心间距为5米,便于模板的装拆及钢绞线张拉操作。 由于近期晚间气温较低,台座施工完后要进行保温养护,采取搭设塑料薄膜棚内加电热器的办法。2.3场地排水每个台座先单独制作,然后设置预制场内的排水设施。根据实际需要设置一些排水沟槽,排除雨水及施工多余用水。设置排水系统的目的不仅可以避免台座遇水浸泡后降低其地基承载力及台座产生不利变形,同时也是文明施工的需要。简易排水沟槽可采用素混凝土或砖砌砂浆抹面做成,并与周围环境排水系统连通。2.4场地硬化场地硬化采用C15素混凝土,厚10cm左右,硬化地面与台座分
8、离,避免由于混凝土因温度变化的胀缩使台座开裂,同时要设置伸缩缝,水泥罐车便道硬化厚度至少20cm.2.5台座的管理 定期测量检查,建立台座观测台帐。平时加强对露天台座的管理,钢板表面应及时涂油防止生锈;高温天气采取遮阳、洒水的方式来降低钢板的温度,低温天气采取覆盖保温的方式尽量避免钢板温度过低,防止因温度变化产生的不利变形。3、门吊轨道设计 预制场设1台120T大门吊,专门用于提梁或移梁,2台10T小门吊,专门用来提模板或浇混凝土,三个门吊共用一套轨道,门吊轨道平行设计,两轴间距离为36米,基础尺寸为0.8m0.6m,采用C25钢筋混凝土浇筑,钢筋笼采用12钢筋制作。轨道顶面必须水平,在施工过
9、程中要进行标高控制。4、电力系统设计 预制场内的电力线路均采用地埋的方式,在场地硬化前必须要将线路管道预埋好,开关箱使用BD型标准电箱,电箱内设置漏电保护器,每隔3-4个台座设置一个控制开关,照明和动力必须分开设置。5、喷淋养护系统 预制场梁体采用喷淋系统进行养护,在预制场合适的位置设置蓄水池和过滤池,配备一台增压泵,供全预制场的梁体养生用水,主水管(10cm)从增压泵引出后穿过龙门吊基础,沿龙门吊基础向左右两侧纵向布设,主水管在场地硬化时埋设,在每两个台座中间位置设置出水开关,在顺梁翼缘板底方向挂设喷淋管道(3cm),喷淋水管每2米设置一个单向接口,接入喷嘴后即可进行喷淋养护。6.模板(1)
10、箱梁内、外模采用具有足够强度、刚度和稳定性,并能可靠地承受施工过程中的各项荷载的定型钢模。(2)内、外模分块应结构合理、装拆方便、表面光洁、无变形,接头处使用螺栓固定,应充分考虑适应性和周转率,做到中跨梁模板与边跨梁模板可搭配使用,中梁模板和边梁模板可搭配使用。(3)模板拼缝处须加工成企口缝,便于拼装咬合。接缝间采用高密海面胶条处理,确保接缝平齐无错台、严密不漏浆。(4)模板在使用前必须要清理灰尘、除锈打磨、擦拭干净后涂刷脱模剂。脱模剂不得使用废旧机、柴油,也不得使用易粘附于混凝土表面或使混凝土变色的油料,同一座桥上须采用同一种类型的脱模剂。(5)芯模的定位必须准确,保证箱梁各部尺寸无误。芯模
11、必须在其顶部进行压模固定,保证不错位,不上浮。7.钢筋(1)钢筋加工集中在加工棚内进行。(2)钢筋的弯钩及各部尺寸要严格按施工图纸制作,安装时要划线,确保位置、间距准确。(3)钢筋安装采用定型模型架,整体吊运到预制台座上,这样既能保证钢筋间距,又能进行流水作业。(4)在模板上焊接钢筋时,须对模板进行隔离保护,以防焊渣掉落在模板上及焊弧对钢模加热造成褪火,在成品混凝土表面出现焊渣黑斑及褪火白斑。(5)钢筋安装时应注意内、外边梁护栏钢筋,边跨伸缩缝钢筋,边跨支座钢板的预埋。(6)钢筋保护层控制采用高强塑料垫块(外侧)和圆柱形砂浆垫块(内侧)相结合。(7)整片梁的钢筋、模板安装好后,还应注意通气孔、
12、泄水孔、吊装孔的预留。8.预应力孔道(1)预制箱梁底板、腹板采用OVM型的锚具及其配套设备,圆形截面管道成孔采用金属波纹管,钢带厚度不小于0.35mm;顶板负弯矩采用BM15型锚具及其配套设备,管道成孔采用金属波纹扁管,钢带厚度不小于0.35mm。(2)波纹管的下料采用砂轮锯切割,严禁使用钢锯、电焊、气割等方法切割。下料切面应与其轴线垂直,并将切口修剪干净,不得有毛刺或变形。(3)波纹管接头处理:为确保预应力管道畅通无阻,波纹管采用内旋方法连接,两段管之间旋入一段长约57倍管径(一般为3040cm)的连接管段作为搭接接头,在接缝处缠绕塑料胶带密封, 以防漏浆。(4)预应力孔道波纹管的安装定位要
13、准确,定位筋间距直线段不宜大于80cm,曲线段不宜大于50cm。(5)管节连接平顺、牢固、密封,管道坐标要严格按设计进行控制,要求允许偏差:梁长方向30mm,梁高方向10mm。9.混凝土9.1混凝土原材料9.1.1水泥因水泥浇筑成品色泽与水泥矿料成分有关,应选用色泽均匀一致的高品质普通硅酸盐52.5级水泥。同一座桥的预制箱梁应尽可能使用同一品种、格、同一厂家的同一规水泥。9.1.2粗骨料 粗骨料采用石英岩以及岩石抗压强度符合要求的花岗岩、石灰岩等加工的碎石,碎石连续级配的最大粒径20mm,压碎值9%,中风化颗粒含量2%,骨料的抗压强度应比所配制的砼强度高50%以上,含泥量应小于0.5%,针片状
14、颗粒含量应小于5%。9.1.3细骨料 细骨料采用级配良好、质地坚硬、颗粒洁净的中砂,且不含泥土、盐碱、云母、贝壳、有机物或其它有害物质。当粒径大于5mm,使用前应进行过筛;当粒径0.074mm粉尘及杂质含量超过1%时,使用前须用清水进行冲洗。9.1.4拌和水拌和水采用饮用水,宜采用深井水。9.1.5外加剂 所用的外加剂必须是经过有关部门检验并附有质量合格证明的产品,同时应注意外加剂与水泥的适应性,避免出现坍落度在短时间内损失过大而影响施工操作。9.1.6原材料分类C50砼所用原材料与其他中、低标号砼所用原材料必须分仓堆放,不得混用。9.2混凝土配合比(1)混凝土设计标号为C50,水灰比宜控制在
15、0.35左右。(2)混凝土的砂率宜控制在36%左右。(3)混凝土拌制应使用强制式搅拌机,拌和时间控制在23min。(4)混凝土施工时必须准确控制组成材料的用量,应安装全套的自动计量装置,砂、石料中的含水量应仔细测定后准确计算施工配合比。(5)检查、调整混凝土坍落度,禁止混凝土在出料后以二次加水的方式调整坍落度。9.3混凝土运输(1)混凝土运输要防止离析,减少中转次数,节省时间。(2)混凝土用罐车运输。(3)混凝土料斗的下料口应设计成能够控制下料速度的活动开口,使混凝土逐渐下落。(4)底板混凝土是在芯模顶部适当位置开天窗,使用特制的料槽入模。9.4混凝土浇筑9.4.1浇筑前的试验及准备工作(1)
16、测定砂、石料的实际含水量。(2)准确称量每盘混凝土所掺外加剂的用量,用塑料袋装好。(3)调整施工配合比。(4)调整搅拌机自动计量装置中各种组成材料的数量。(5)仔细检查预埋件及预留孔是否遗漏、位置是否准确。9.4.2浇筑原则 纵向分段,竖向分层;底板优先,腹板其次,顶板后浇;斜向分层,依次推进。9.4.3浇筑方法(1)底板混凝土浇筑分段时间宜控制在不超过2/3初凝时间。(2)腹板混凝土浇筑滞后底板混凝土35m,并将整个腹板混凝土浇筑按梁长和浇筑速度分成几个区段,每个区段腹板混凝土浇筑按合理分层厚度、均衡布料、阶梯分层、斜向推进。(3)顶板混凝土浇筑在腹板第一区段浇筑结束后立即进行。(4)下层混
17、凝土初凝或重塑前浇筑完成上层混凝土。9.5振捣9.5.1振捣器类型 使用插入式振捣器为主,采用50型、30型振动棒。局部不易振实处使用附着式振动器,布置间距一般为1.0m1.5m,附着式振动器尽量少开(也可不开),振捣工不可对附着式振动器的依赖性过强。顶板采用平板振动器配合50型振动棒振捣。9.5.2混凝土振捣(1)混凝土振捣应遵循“分段负责、二次振捣、深入透层、表面泛浆”的原则。底板混凝土振捣使用50型插入式振动棒,浇筑完一段底板后要及时用木板将底板顶混凝土封闭、固定,防止浇筑腹板混凝土上翻;腹板混凝土振捣应以50型振动棒为主,30型振动棒为辅,在振动棒上应做好振捣深度标记,应尽可能将棒插到
18、位,振动棒的移动间距宜控制在20cm左右,每次振捣时间1520s,以混凝土表面停止下沉,不再冒出气泡,呈现平坦、泛浆,波纹管处辅以附着式振动器振捣;顶板混凝土振捣采用50型振动棒,表面采用平板振动器振平,要加强齿板处混凝土的振捣,确保密实。(2)混凝土振捣时要特别注意分层及接茬处混凝土透层振捣,要避免触及波纹管和模板。(3)顶板顶面要做到表面平整、密实,无“露子”现象,横坡平顺、防止超高,拉毛时间合理,深浅适宜。9.6试件的制作 制作试件的混凝土必须根据浇筑部位随机抽取,试块的振捣使用振动平台。每片梁要求制作28天抗压强度试块3组,用于确定张拉强度同条件养护试块3组、弹性模量1组。同时要做好试
19、块的养护工作。9.7梁体养护 待浇筑完毕的混凝土达到初凝状态后,顶面及时用有纺水土工布覆盖,并设专人经常洒水保湿养护。模板拆除后,采取箱内注水、箱外喷水的方式养护,直到箱梁离开台座。10.预应力钢束张拉10.1校验机具设备(1)不论是选用哪一种张拉机具类型,千斤顶、油表及其配套设备在使用前都要进行校验。(2)千斤顶与压力表、高压油泵及油路管线应配套校验并标识,以便施工时对号入座。(3)压力表在施工中很容易损坏,最好是每台千斤顶直接校验两块表,一块使用,一块备用。(4)根据校验结果分别绘制出张拉力与压力表之间的关系曲线。10.2确定控制张拉应力k(1)施工图纸中所示的控制应力为锚固前锚具内侧(锚
20、垫板外平面)的预应力钢束的拉应力,在常规的预应力混凝土后张结构设计中,一般在设定预应力永存应力时已经考虑了预应力钢束与管道之间的摩擦损失,工作锚具变形、钢束回缩损失,混凝土的弹性压缩损失,预应力钢束的应力松弛损失,混凝土的收缩徐变损失五种因素引起的预应力损失值。(2)预制箱梁钢绞线张拉锚下设计控制应力k=0.75 Ryb。在实际施工操作确定千斤顶张拉力时,还应考虑锚环孔口的预应力损失,此损失为锚垫板外侧钢绞线非直线通过锚环孔口、夹片及限位板时增加的摩擦损失,此值一般为控制张拉应力的3%。10.3确定张拉油表读数 根据设计的锚下控制应力,再加上3%的张拉控制力,得到预应力结构体外最终施加张拉力值
21、,用此值在张拉力与压力表之间的关系曲线中用内差法选取其对应的张拉压力表的数值,以此值作为张拉施工时的油表控制读数。10.4理论伸长量的计算10.4.1计算公式L=(PpL)/(AyEy)Pp=P1-e-(kx+)/(kx+)式中:L预应力钢束的理论伸长值(mm);Pp预应力钢束的平均张拉力(N);P预应力钢束张拉端锚下张拉力(N);L预应力钢束的长度(m);Ay每个孔道预应力钢束的截面面积(mm2),取检验值;Ey钢绞线的弹性模量(N/mm2),取试验值;k孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数,对于金属波纹管按规范附表G-8取0.0015;x从张拉端锚下到计算截面的孔道长度(m),取计算值;从张拉
22、端锚下至计算截面曲线孔道部分切线夹角之和(rad);预应力钢束与孔道壁的摩擦系数, 对于金属波纹管按规范附表G-8取0.200.25。10.4.2伸长量计算应注意的问题(1)由于量测钢绞线伸长量时是量测千斤顶缸体伸出的距离,所以要考虑千斤顶内5060cm钢绞线在1.03k张拉应力下的伸长量,一般取45mm的常数,也可以用虎克定律计算得出。(2)张拉采取两端同时对称张拉,整个孔道以跨中为中心对称分布,两端张拉计算伸长量,再相加。(3)有平曲线时(靠近梁端)角的计算方法是:取纵、平曲线转角平方之和再开方。 10.5张拉施工操作 10.5.1钢绞线原材料使用的高强低松弛钢绞线各项技术参数应符合AST
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