橋梁施工論文：淺談某路橋混凝土施工技術(shù)

1、橋梁施工論文：淺談某路橋混凝土施工技術(shù)【摘 要】本文以路橋工程為實(shí)例,從吊裝方案、挖孔過程、混凝土底板的溫控處理及鋼架基礎(chǔ)的處理進(jìn)行了深入的分析?！娟P(guān)鍵詞】混凝土底板;施工技術(shù);路橋與混凝土Construction technology of a concrete road and bridge concrete【Abstract】The article bridge project as an example, from the lifting program, the process of excavation, concrete and steel base plate temperat

2、ure control processing based on processing conducted in-depth analysis.【Key words】Concrete floor; Construction technology; Road and bridge and concrete1. 概況該路橋是修建的一座交通橋梁。該橋橫跨河的橋面設(shè)計(jì)荷載為汽-20 掛-100 ,系單跨鋼筋混凝土鋼架拱橋橋凈跨 60m ,采用預(yù)制吊裝的方式建造,屬少支架施工兩頭橋臺(tái)底板分別支承在 10 根直徑 1.8m 的混凝土挖孔樁上。我公司從方案的制定到工程的實(shí)施進(jìn)行了以下處理。2. 吊裝方案的制定

3、該橋是一座中等跨度橋梁,由于河長年 2m 深的流水,不可能斷流施工,原計(jì)劃在兩岸擇地預(yù)制,用拖車把拱片拉至現(xiàn)場(chǎng)。吊裝方式或采用纜索吊裝、或采用架橋機(jī)安裝,或在橋頭立扒桿安裝。然而這些吊裝方式使用設(shè)備多,施工成本高;施工周期長,對(duì)環(huán)境影響大經(jīng)分析認(rèn)為:由于每塊拱片分成幾段預(yù)制,單塊預(yù)制拱片重量僅 18t ,最大吊裝高度也只有11m ,此類工程吊裝無需動(dòng)用大型設(shè)備,故我們摒棄了以上吊裝方案,采取了以下措施:圖12.1 在河內(nèi)辟導(dǎo)流渠進(jìn)行施工導(dǎo)流,橋拱片分別在橋兩頭和基坑內(nèi)預(yù)制。如此雖增加了圍堰和河底清淤工作量,但省去了拱片的轉(zhuǎn)運(yùn)工序(根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地形拱片的轉(zhuǎn)運(yùn)十分困難),方便了吊裝:2.2 導(dǎo)流圍堰構(gòu)

4、筑成低圍堰,準(zhǔn)備隨時(shí)過流河的枯水期的最大流量約 20 m 3/s ,汛期流量很大,即使施工圍堰做的很高也難擋住汛期洪水,為此把其筑成低圍堰,高出正常水位僅 lm ,采用維尼綸袋裝土筑壩,做到小水不影響工程施工,大水讓圍堰過流二由于圍堰基坑已考慮了洪水過流問題并進(jìn)行了處理,不會(huì)對(duì)施工造成多大影響,洪水過后基坑抽干水即可繼續(xù)施上。2.3 打破傳統(tǒng)的橋梁吊裝模式,利用市區(qū)吊車數(shù)量多、調(diào)動(dòng)方便的優(yōu)勢(shì)采用吊車吊裝本次最多使用了 6 臺(tái)吊車,基坑內(nèi)使用 50t 履帶吊安裝重量大、高的拱片實(shí)腹段,兩邊橋頭使用 2 臺(tái) 40t 的汽車輪胎吊安裝弦桿和撐腿實(shí)踐證明本工程中采用吊車吊裝方案吊裝成本低,構(gòu)件就位方便

5、,安裝速度快,在不到半個(gè)月的時(shí)間里橋的主要構(gòu)件全部安裝完成。3. 挖孔過程中孔壁支護(hù)和流砂的防護(hù)橋臺(tái)挖孔樁處的地質(zhì)狀況上部為粘土加粉土,下部為粉土加細(xì)砂,其底部進(jìn)人弱風(fēng)化巖,滲透系數(shù)從 1.0×1.0 - 5 1 .0 ×1.0 -3 cm / s 經(jīng)計(jì)算單孔滲透流量約為 76m 3/d 。為了保證開挖的安全,護(hù)壁擬采用 C25混凝土、壁厚 7cm 、間距 20cm 8 鋼筋進(jìn)行支護(hù),并對(duì)混凝土護(hù)壁厚度和側(cè)壁涌砂問題進(jìn)行了校核。3.1 孔壁混凝土厚度校核(見圖 l ) 依據(jù) t kpD / 2fc。式中: P土和地下水對(duì)護(hù)壁的最大側(cè)壓力(N / m 2)P= rhtg 2(

6、 45 0-/2 ) + ( r -r w) ( H - h ) ×th 2 ( 45 0-/2) + (H -h)r w 得P= 19.7KN / m 2 ,H = 10.8 -(-27 ) = 13 . smh = 10.8 -9.2 = 1.6m土的內(nèi)摩擦角取24 0r土的重度( KN / m 3 )r w水的重度( KN / m 3 )D挖孔樁直徑 D = 1.8mF c混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度預(yù)計(jì)值。在此用混凝土強(qiáng)度。因加早強(qiáng)劑取 28d 設(shè)計(jì)強(qiáng)度的 40%K安全系數(shù)取 1.2 得 t=6.1(cm )故壁厚 7cm 可滿足施工要求。3.2 對(duì)側(cè)壁涌砂的處理。在挖孔樁開挖的過程

7、中,由子井內(nèi)和周圍地層的水頭地下水由井外向井內(nèi)滲流(見圖 2 )。如動(dòng)水壓力 jr ' (土的重度),土粒則會(huì)處于浮動(dòng)狀態(tài),在井底或井壁產(chǎn)生流砂現(xiàn)象。分析本工程中的動(dòng)水壓力為:j = ir w =( h ' + t ) / h '×r w = 1 1.9 / 10 .9 ×r w = 1 1Km/m 2 > r 2, = 10Km/m 2從以上計(jì)算知在挖孔樁的開挖過程中必然會(huì)出現(xiàn)孔壁周圍流砂不停地隨水流人井內(nèi)。對(duì)此我們先把長 2300mm 、間距 20cm 的16 的鋼筋沿剛開挖的孔壁打人地下作為臨時(shí)支護(hù),并在鋼筋外側(cè)鋪設(shè)土工布,防止細(xì)砂隨水流

8、人井內(nèi),緊接著進(jìn)行混凝土護(hù)壁,當(dāng)流砂量較大時(shí)則開挖 500mm 后即襯護(hù),此種做法保證了開挖得以順利進(jìn)行。當(dāng)然如果按照 Ran Kine 土壓力理論計(jì)算,依靠少量鋼筋支擋井下部的土壓力和水壓力是不能滿足要求的,由于井形成過程中存在著“土拱效應(yīng)”,將拱上的壓力傳遞到周圍的土體中,大大減少了土體對(duì)鋼筋的壓力。圖23.3 橋臺(tái)混凝土底板的溫控處理。該路橋橋臺(tái)底板長 22 . lm 、寬7.5m 、厚2.5m , C25 混凝土,底板支承在 10 根混凝土挖孔樁上?；炷亮侩m不大,但底板使用高標(biāo)號(hào)的泵送混凝土,水泥用量大,為確保安全仍把其作為大體積混凝土分析。其澆筑溫度為 25 ,使用巢湖 42.5級(jí)

9、水泥。4.1 計(jì)算混凝土的絕熱溫升。依 T( t ) =m cQ/Cp(1-e -mt )式中 T ( t )澆筑一定時(shí)間混凝土的絕熱溫升( )'t 天數(shù)m 混凝土水泥用量(Kg/m 3 )Q = 46lJ/Kg水泥水化熱量c 混凝土比熱0.96(KJ/Kg )p混凝土的質(zhì)量密度取2400Kg/m 3m經(jīng)驗(yàn)系數(shù)取 0.384Tm 實(shí)際溫升( )經(jīng)計(jì)算得: T (3)= 49.2 T (15) = 72 實(shí)際溫升:依 Tm = T (t)(一不同澆15d 取 0.38 ; 3d 取 0.65 )得 3d 的實(shí)際溫升介Tm =31. 98 15d 的實(shí)際溫升 Tm = 27.36 4.2

10、計(jì)算混凝土底板收縮變形值。依y ( t ) =y o ( 1-e -bt ) ×Ml×M2×M3× Mn y ( t )混凝土任意時(shí)期的收縮變形值 y o混凝土最終收縮量=3.24×10 -4 b系數(shù)取 0.01t混凝土澆筑后計(jì)算天數(shù)M 1、M 2 、M 3 、 M n為修正系數(shù)得y (3) = 1.55×10 - 5y (15) = 7.2× 10 - 54.3 換算當(dāng)量溫度。依 Ty (t)= y (t)/aTy (t)一收縮當(dāng)量溫差。A混凝土淺膨脹系數(shù)取 1.0× 10 - 5Ty (3) = 1.5 Ty

11、(15) = 7.2 4.4 計(jì)算各齡期混凝土的彈性模量。依 E(t) = Ec ( l-e -0.09t )其中 Ec混凝土的最終彈性模量 2.80×10 -4 N/mm 2得E (3) = 7.6×10 3N/mm 2 ,E (15) = 2.0 ×10 4N/mm 24.5 計(jì)算混凝土的溫度收縮應(yīng)力。先計(jì)算混凝土綜合溫差依 T = T 0 + 2/3T (t) + Ty (t)-Th T3 = 25 + 2/3 ×31.98 + 1.5-23 = 24.8 ( ) T15 = 25 + 27.36 + 7.2-23 = 36.56 ( )計(jì)算混凝土

12、的溫度收縮應(yīng)力依=E (t) T/1-Vc S(t)R其中:混凝土的溫度收縮應(yīng)力T混凝土的綜合溫差絕對(duì)值T o混凝土的澆筑入模溫度T n 混凝土澆筑完后達(dá)到的穩(wěn)定溫度-23 S (t)松弛系數(shù)R 混凝土處的約束系數(shù)取 0.6 (底板受挖孔樁的約束)Vc 混凝土泊松比其他符號(hào)同前 3= 7 .6×10 4×1.0×10 - 5 ×24.8/×0.186×0.6 = 0.25 < 0.33 (N/ mm 2 ) (根據(jù)估算,此時(shí) 3d 的混凝土抗拉應(yīng)力約為0.33 N/ mm 2 ) 3= 2.0 ×10 4 ×

13、1.0×10 - 5 ×36. 56 ×0. 233 ×0.6=1.2<1.3 ( N / mm 2 )根據(jù)計(jì)算結(jié)果知,澆筑后 3d 和 7d 的底板內(nèi)部抗拉應(yīng)力略高于混凝土收縮應(yīng)力,混凝土底板不會(huì)出現(xiàn)裂縫,但為了保證安全,在底板中下部仍布置了小 25 鋼管,接抽水機(jī)用水冷卻,并采取了在混凝土表面鋪麻袋的保溫養(yǎng)護(hù)措施,橋臺(tái)底板未出現(xiàn)混凝土裂縫。5. 撐鋼架基礎(chǔ)的處理拱片安裝前,為了支承拱片重量,在河道設(shè)置了 5 排鋼架,其中的一排鋼架,設(shè)置在導(dǎo)流河道中間(見圖 3 )。由于 3 月份的超常大雨,導(dǎo)流河中的支架底板地基被掏空。如重新修復(fù)混凝土基礎(chǔ),需重新進(jìn)行導(dǎo)流,這項(xiàng)工作耗資大,工期長,施工困難,最后采用了拋石方法進(jìn)行基礎(chǔ)處理。5.1 首先用吊車把傾斜的鋼支撐架連同鋼筋混凝土底板一次吊出,然后在該位置拋塊石形成拋石基礎(chǔ),其頂寬 2m×2m ,厚 2m ,底寬約 4m × 4m 。5.2 在塊石頂部鋪碎石找平。5.3 把支架底板重新吊人拋石基礎(chǔ)面,并在拋石前對(duì)拋石基礎(chǔ)的承載力進(jìn)行估算: 河底地基承載