地铁转体桥下部结构施工技术研究

高森

我国经济快速发展,人们生产、生活对交通运输能力要求越来越高,桥梁作为交通干线的重要组成,在地方经济发展中发挥重要地位。地铁桥是解决城市道路交通运输负荷的重要方式,也是城市发展建设的一种趋势。本文重点以西安地铁10号线地铁桥施工为例,分析了工程概况,包括工程简介、工程施工区域的气候、水文、地质情况,针对工程特点及工程数量展开阐述,从施工总体部署及安排、承台施工、墩身施工、基坑回填四方面阐述了施工流程及方法,为了确保工程施工质量,提出了相应的保障措施,为有关工程施工建设提供理论与实践参考。

1.工程简介

西安地铁10号线一期工程施工总承包1标段四分部由中交第二公路工程局有限公司承建,起讫里程为YK20+648.173~YK26+025.669,途径西安市浐灞生态区、国际港务区,线路全长5.377km。

2.气候、水文及地质情况

西安市位于渭河冲积平原-关中平原的中部,地铁十号线总体上呈南北向展布,横穿城南西部、中部和东南部。西安市、高陵区,一年四季冷暖分明,冬季干燥、夏季湿润,冬夏两季温差较大。尤其春季风沙较大。地下水埋深7.4~12.4m,地下水位高程355.09~359.61m,地下水位年变幅1.0~3.0m,地下水对钢结构有一定的腐蚀作用。地质结构包括杂填土(Q4ml)、杂填土(Q4ml)、杂填土(Q4ml)、粉砂(Q4al)、细砂(Q4al)、中砂(Q4al)、粗砂(Q4al)、粗砂(Q4al)、粉质黏土(Q3al)、粉砂(Q3al)、粉砂(Q3al)、中砂(Q3al)、中砂(Q3al)。

3.工程特点

地铁转体桥在施工过程中,应注意气候适宜性,根据西安气候特征,应避免冬季低温天气作业,同时,还应避免在夏季梅雨季节异常天气对施工进度影响。该区域适合施工时间只有8个月,对于地铁转体桥施工较为紧张。本工程位于杏渭路站~水流路站区间货运北环铁路转体桥,对环保要求较高,需要搭建钢结构平台,用地资源较为紧张。

4.主要工程数量,详见表1

表1 转体桥主墩下部结构工程量

1.施工总体部署及安排

地铁转体桥项目部应科学设置组织架构,包括项目经理、副经理、安全总监、会计师等,明确各机构之间责任范围,确保施工建设有序进行。根据工期要求落实施工进度,并对各工序所需设备资源、材料资源、人力资源科学配置,对施工中的用水、用电、便道设置,做好施工前的相关准备工作。

2.承台施工,如图1所示

图1 下部结构施工工艺流程图

步骤一:承台施工应注意测量放样,对控制网平面坐标、高程进行复测。

步骤二:基坑开挖深度为6.8m,具体施工应根据施工方案要求。

步骤三:桩头凿除工序,应合理处置桩头,实行环切处置,便于后续施工。钢筋笼顶部弯钩处置环节,应做好声测管的保护,同时,做好覆盖工作,避免对检测结果造成影响。

步骤四:桩基检测需要提供工程相关资料,包括图纸、混凝土等。桩检过程应及时并做好施工日志,便于后期参考。

步骤五:垫层浇筑范围大于承4台各边50cm作为承台施工的操作面。

第六,转体结构施工。(1)应了解转体结构概况。为了确保梁体的稳固性,施工环节应采用沙箱,沙箱内填充干燥细沙,加强对上部梁体的承载。(2)下承台第一层混凝土施工。下承台模板安装注意纵横向每隔0.8m设φ16mm拉筋;
(3)下球铰骨架及滑道骨架安装;
(4)下球铰及滑道安装。球铰直径为Φ2800mm,制造精度、安装要点、安装精度有明确要求,确保下球铰安装符合施工要求;
(5)下承台第二次混凝土施工。应提前预留了振捣孔和排气孔,并实行牵引反力座及千斤顶反力座;
(6)浇筑上球铰安装。在闭合前做好密封,避免混入杂物,影响施工精度;
(7)撑脚钢筒安装。撑脚对直径和厚度有一定要求,严格参照施工方案要求;
(8)上转盘牵引索钢绞线预埋及预应力筋安装。上盘边长8000mm高2000mm,转台直径7100mm高800mm;
(9)上转盘模板安装。安装过程中应根据工程需要,选择18mm厚的竹胶板进行上转盘模板安装;
(10)上承台混凝土施工。采用插入式振捣器振捣密实,浇筑至设计标高后,对承台顶面进行抹面,做作刷毛处理;
(11)上承台预应力筋张拉压浆。采用12-φs15.2的钢绞线,采用单端张拉,张拉端和锚固端交错布置,张拉控制应力1339MPa;
(12)试转测定上下转盘,摩擦系数摩擦系数按下式测算:

μ为摩擦系数,M为转动力矩(t·m),G为转台总重量(t)。

设计静摩擦系数为0.1,动摩擦系数为0.06,若测出的摩擦系数较设计出入较大,应分析原因,并找出处理办法进行相应处理,保证转体顺利进行。

步骤六:钢筋安装。应加工钢筋后再进行绑扎,并在墩身预埋钢筋安设,做好防雷接地设置。

步骤七:模板安装。安装模板时,钢筋保护层垫块采用不小于承台混凝土设计强度的混凝土垫块,数量不应少于4个/m2,净保护层的厚度不小于4.5cm。

步骤八:混凝土浇筑。承台垫层采用C20混凝土;
承台采用C40的商品混凝土;
牵引反力座及上下转盘封固采用C50混凝土;
上转盘球铰及撑脚浇筑采用C120微膨胀混凝土,罐车运输,泵送混凝土施工,插入式振捣器振捣。

步骤九:模板拆除及混凝土养护。应先拆除模板再进行混凝土养护,养生期应符合规范要求,如图2所示。

图2 转体结构示意图

3.墩身施工

步骤一:施工准备阶段。应根据工程施工实际,做好技术准备、测量准备、场地准备、实验准备及材料要求。

步骤二:应对承台顶面凿毛处理。用人工凿除时,须达到2.5MPa;
用空压机配合风镐机械凿毛时,须达到10MPa。

步骤三:测量放样。对模板底标高进行精确找平,保证结构位置及各部位标高。

步骤四:支架搭设。支架采用Φ48mm普通钢管搭设,立杆设置底座或者垫板,立杆用对接扣件连接,对接扣件应交错布置。剪刀撑杆的连接采用搭接,搭接长度不应小于1m,采用旋转扣件固定。

步骤五:钢筋制安。应对承台顶面墩身范围混凝土进行凿毛处理,钢筋应平直,无局部折曲,清除油渍、漆皮、鳞锈等,焊接质量应符合《钢筋焊接及验收规程》(JGJ18-2012)规定,按照设计图纸进行操作,以保证钢筋保护作用。墩身主筋采用套筒连接,钢筋吊运过程中,注意对钢筋端螺纹进行保护,严禁碰撞。钢筋加工应做好除锈、切断、接头加工处理。钢筋安装应满足施工前的基本要求,避免保护层厚度过大或出现露筋,表面不得有裂纹,保证设计要求的钢筋根数,保证混凝土外观质量,符合施工技术规范要求。在外观上,应保障钢筋表面无铁锈及焊渣,骨架的施工刚度。防雷接地及预埋件应采用搭接焊,焊缝长度按照设计要求,确保与接地钢筋有效焊接,并刷防锈漆防锈。浇筑时注意对防雷接地钢筋和预埋钢板的保护,防止焊缝脱落。

步骤六:支架搭设。严格按照建设部《钢结构设计规范》有关要求执行。

步骤七:首先,应对墩身模板整修,模板除锈处理,模板打磨达到要求后,涂刷脱模剂,最后,模板安装。

步骤八:混凝土拌制。混凝土应做好相关骨料的配比,包括外加剂、粗细骨料、胶凝材料等,确保符合施工要求。

步骤九:混凝土浇筑。浇筑前进行模板内部清理,每层浇筑厚度按照30cm控制,振捣间距按50~60cm进行控制,必要时采取超浇混凝土将顶层砂浆排除掉。

步骤十:模板拆除。严格控制拆模时间,应遵循先支后拆、后支先拆的顺序进行,严禁抛扔模板。

步骤十一:混凝土养护。避免曝晒、气温骤降等。

步骤十二:墩身沉降监控。做好测点保护,防止施工破坏。

步骤十三:支承垫石和墩顶预埋件。对全桥进行中线、水平及跨度贯通测量,并用墨线划出各墩台的中心线,支座十字线、梁端线以及锚栓孔的位置。

4.基坑回填

待转体工序完成后进行基坑回填如图3所示,基坑四周同步进行;
回填土分层回填,每层厚度10~20cm,用3TA55冲击夯夯实。

图3 承台基坑回填示意图

1.常见质量问题及预防措施

针对混凝土蜂窝、麻面、裂缝问题,分析原因主要有模板漏浆、布料不匀、高落差下料、气泡、局部积水和砂浆堆积,为了避免蜂窝、麻面问题,施工环节模板拼缝必须严密、泵送施工应根据作业面大小和振捣难易程度配足操作人员。浇灌布料出现死角时,应采用二次倒运等辅助方式向该处布料。对于石子砂浆有分离的部位,充分振捣均匀,使其恢复到所要求的匀质性。接茬主要是出现水纹印、问题主要是停泵时间过长、一次浇灌量较大,模板要支承牢固,接合严密,从材料配比、机械配套、操作技术和管理等方面提升。

2.安全防护保障

应加强施工现场安全管理,定期对施工现场进行检查,制定防护架、模板等重点施工环节的安全保障制度,严格落实施工工序安全措施,完善安全管理体系。提高施工人员安全防护意识。

3.雨季施工保障

密切关注天气预报,做好施工现场排水预警工作,同时对临时设施和设备做好防护,制定排水工程施工相关预案,根据工程区域降雨量特征,雨季施工安全保证措施,包括基坑工程、排水及防止基坑灌水、基坑安全巡视检查等。

4.夏季高温施工保障

结合天气的实际情况,合理安排施工进度及施工程序,做好施工人员防暑降温工作,避免人员意外中暑。同时,对工程设备设施使用积极采取行之有效的防暑降温措施,积极采取行之有效的防暑降温措施。

5.现场文明施工及环境设施保障

施工区域应做好粉尘、废料、噪音、光照等环境保护措施,定期清除施工区域建筑垃圾,根据道路通行情况,采用洒水车洒水,应按照附近居民作息时间开展机械作业,避免对周围环境造成影响。

随着科学技术创新发展,建筑工程领域从管理水平到技术创新得到较大提升。首先,通过对西安地铁10号线转体桥下部结构施工技术展开研究,其次,对施工建筑过程中的技术工艺全面分析,施工相关注意事项做出重点阐述,最后,提出了工程施工质量的相关保障措施,为相关工程施工技术提供理论指导。

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