目 录 前言………………………………………………….2一、 电动机的选择二、 传动系统的运动和动力参数的计算…三、 传动零件的设计计算…型带传动设计…圆柱齿轮传动设计…四、 轴的设计(包括轴承和联轴器的选择)…1.确定轴上的作用力……2.选择轴的材料,估算最小直径以及选择联轴器…3.轴的结构设计…4.计算支座反力…5.轴的强度校核…6.键的选择及校核……五、 简单介绍润滑和密封的选择…1.润滑的选择………2.密封的选择……六、 设计小结………七、参考资料……1. 设计目的:通过本课程设计将学过的基础理论知识进行综合应用,培养结构设计,计算能力,熟悉一般的机械装置设计过程。 2.题目分析设计带式运输机用一级齿轮减速器及带轮传动。输送带工作拉力为4000N,输送带工作速度:V=2m/s,滚筒直径是400mm,运输机连续单向运转,载荷较平稳。减速器小批量生产,一般制工作,滚筒效率为0.96(包括滚筒和轴承的效率损失)。3.传动方案的设计 采用V带传动与齿轮传动的组合,即可满足传动比要求,同时由于带传动具有良好的缓冲,吸振性能,适应大起动转矩工况要求,结构简单,成本低,使用维护方便。传动图如下:1.电动机 2.V带传动3.圆柱齿轮减速器4.连轴器 5.滚筒6.运输带 一、电动机选择1.电动机的类型选择:用Y系列三相龙型异步电动机,封闭式结构,电压380V。2.电动机功率选择:电动机所需工作效率为Pd=PW/ηa 以及PW=FV/1000 (KW)因此Pd=FV/1000ηa(KW)由电动机至运输带的传动总效率为:a=η1×η2×η3×η4式中:η1、η2、η3、η4、分别为带传动、齿轮传动、联轴器和卷筒的传动效率(轴承的传动效率设为1)。取η1=0.96,η2=0.97η3=0.98η4=0.96即ηa=0.96×0.97×0.98×0.96=0.876所以:电机所需的工作功率: Pd = FV/1000ηa =(4000×2)/(1000×0.876) =9.13KW)3.确定电动机转速: 计算卷筒工作转速:=60×1000·V/(π·D)=(60×1000×2)/(400·π)=95.49 r/min根据[1]表1推荐的传动比合理范围,取V带传动比I’1=2~4 。取一级圆柱齿轮减速器传动比范围I’2=3~6。则总传动比理论范围为:I’a=6~24故电动机转速的可选范为 Nd’= I’a·n=(6~24) ×95.49 =572.94~2291.76 r/min则符合这一范围的同步转速有:750、1000和1500r/min根据容量和转速,由相关手册查出三种适用的电动机型号如下表:方案电 动机 型号 额定功率电动机转速(r/min)电动机重量N传动装置传动比 同步转速满载转速总传动比V带传动减速器1Y160M-4111500144012315.083.54.312Y160L-611100096014710.162.83.363Y180L-8117507301847.642.53.06综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量,可见方案1比较合适。因此选定电动机型号为Y160M-4。其主要性能如上表。电动机主要外形和安装尺寸如下表:中心高H外形尺寸L×C/2+AD)×HD底角安装尺寸A×B地脚螺栓孔直径 K轴伸寸D×E装键部位尺F×G 160600×417.5×385254×2101542×11012×37二、传动系统的运动和动力参数的计算1.各轴的转速:由nI=nm/i0 r/min(式中:nm是电动机的满载转速;nI是电动机至轴的传动比)以及nII=ni/i1=nm/i0·i1 r/min有:Ⅰ轴:nI=nm/ i0=1440/3.5=411.43 (r/min)Ⅱ轴:nII= nI/ i1 =411.43/4.31=95.46 (r/min)2.计算各轴输入功率:由PI=Pd·η01 KW η01=η1 PII=PI·η12 = Pd·η01 ·η12 KW η12=η2有:Ⅰ轴:PI=Pd·η01 = Pd ·η1=9.13×0.96=8.76(KW)Ⅱ轴: PII=PI·η12 = Pd·η1 ·η2 =9.13×0.96×0.97 =8.50卷筒轴:PIII= PII·η3 =8.50×0.96 =8.16KW)I,II轴的输出功率分别等于各自的输入功率。即: PI= PI’ PII = PII’3.各轴的输入转矩:由TI=Td·i0·η01 N·m其中为电动机的输出转矩,按下式计算: Td=9550·Pd /nm=9550×9.04/1440=59.95N·m所以: Ⅰ轴: TI= Td·i0·η01= Td·i0·η1=59.95×3.5×0.96=201.43 N·mⅡ轴:TII= TI·i1·η12= Td·i1·η2= 201.43×4.31×0.97=842.12 N·m卷筒轴输入轴转矩:TIII= TII·η3=842.12×0.96=808.44 N·m I,II的输出转矩分别等于各自的输入转矩。即:TI’=TI TII’=TII 三、传动零件的设计计算1.V型带传动设计(1).计算功率Pc,按[2]表8-5选定工作情况系数Ka,则:Pc=Ka·Ped=1.1×11=12.1( KW)由[2]表8-7可选用B型(2).确定带轮的基准直径d1和d2,并验算带速v由[2]表8-3,B型V带的最小基准直径d1min=125mm,由图8-7推荐取d1=140mm,大轮直径d2=3.5×140=490mm,由表8-6中的带轮直径系列,选取标准直径d2=500mm,则实际传动比 i=d2/ d1=500/140=3.57误差2%,允许。带速v1= d1·nm·π/(1000×60)=(π×140×1440)/(1000×60) m/s=10.55 m/s<25 m/s 合适(3).计算中心距a,带长Ld和验算包角a1由中心距的推荐值 0.7(d1 +d2)<a0<2(d1 +d2)得0.7(140+500)<a0<2(140+500) 448<a0<1280初选中心距a0=680mm,相应的带长 Ld=2a0+π/2(d1+d2)+ (d1-d2)2/4a0 =2412.4 mm由[2]表8-2选用Ld=2500 mm,其实际中心距a= a0+( Ld-L0)=680+(2500-2412.4)/2=724mm验算小带轮的包角a1a1≈1800-57.30×(d1 -d2)/ a=1800-57.30×(500-140)/724≈151.50>120符合要求。(4). 计算带的根数z=Pc/[(P0+△P0)·KL·KW·Kq]式中P0由[2]表8-4确定; B型V带,当d1=140mm,n1=1440 r/min时,查得P0=2.82 KW。功率增量△P0=0.46 KW(i>2)查[2]表8-7得Ka=0.924查[2]表8-8得KL=1.03,取抗拉体材质化纤结构Kq=1,则z=12.1/(2.82+0.46) ×0.924×1.03×1=3.88取z=4根。(5).计算初拉力F0及作用在轴上的为FQ由[2]表8-3得V带质量为q=0.17Kg/m.得初拉力F0=500×Pc/zv1(2.5/Ka-1)+qv2=500×[12.1/(4×10.55)](2.5/0.924-1)+0.17×10.552=263.4 N作用在轴上的压力FQ=2zFQsin( a1/2)=2×4×263.4×sin( 151.20/2)≈2044 N2.圆柱齿轮传动设计(1).选择齿轮材料,齿数,齿宽系数。由[2]表10-7得选择常用的调质钢:小轮:45钢调质 HBW1=210~230大轮:45钢正火 HBW2=170~210取小齿轮齿数z1=22,则大齿轮齿数z2=uz1=4.31×22≈95对该一级减速器,取Φd=1。(2).确定许用应力许用接触应力[σH]=ZNσHlim/SHmin许用弯曲应力 [σF]= σFlimYSTYNT/ SFmin式中σHlim1=560 Mpa, σHlim2=520 Mpa, σFlim1 =210 Mpa, σFlim2=200 Mpa,σFlim按[2]图10-26中查取;应力修正系数YST=2,最小安全系数σHlim=σFlim=1。故 [σH1]=1×560/1=560Mpa[σH2]=1×520/1=520Mpa [σF1]=210×2/1=420Mpa [σF2]=200×2/1=400Mpa(3).按齿面接触强度计算由式d1≥{[2KT1(u+1)/ Φdu](ZEZH/[σH])2}1/3计算小轮直径。载荷系数K= KA KV Kβ。取 KA=1([2]表10-6),KV=1.15,Kβ=1.09([2]表10-21b)故 K=1×1.15×1.09=1.25小轮传递的转矩T1=9.55×106PI/nI=9.55×1068.68/411.43=201477.77 N·m弹性形变系数ZE=189.8([2]表10-5),节点区域系数ZH=2.5则d1≥{[(2×1.25×201477.77×5.31)/4.31](189.8×2.5/520)2}1/3 =80.60mm(4).确定主要参数球中心距a= (d1 +d2)/2= d1(1+i)/2=80.60(1+4.31)/2=214mm圆整后,取a=220mm,则d1 =82.86mm.计算模数 m= d1/z1=82.86/22=3.77mm按[2]表10-1取标准模数m=4mm.求z1,z2:总齿数zc= z1+z2=2a/m=2×220/4=110因此zc= z1(1+i)故 z1= zc/( 1+i)=110/(1+4.31)=20.72取z1=21,则z2= zc-z1=89,则实际传动比i=z2/z1=4.24传动比的变动量△i=(4.31-4.24)/4.31=0.016<5% 可用求小齿轮的工作宽度d1=z1m=21×4=84>80.60mm计算齿轮的工作宽度 b=Φd·d=1×84=84mm取b2=84mm,b1=89mm(5).校核弯曲强度由式σF1=(KFt/bm)YFa1YSa1,σF2=σF1YPa2YSa2/ YFa1YSa1分别验算两齿根弯曲强度计算圆周力 Ft=2T1/D1=2×201477.77/84=4797.1N齿形系数YFa,应力修正系数YSa可由[2]图10-23,10-24中查得,当:z1=21 YFa1=2.8 YSa1=1.6 z2=89 YFa2=2.24 YSa2=1.87则 σF1=79.95Mpa <[σF1] σF2=74.75 Mpa <[σF2](6).主要几何尺寸如下:m=4mm z1=21 z2=89d1=84mm d2=z2m=336mm da1=m(z1+2)=92mm da2=m(z2+2)=364mm df1=m(z1-2.5)=74mm df1=(z2-2.5)=346mm b=84mm,取b1=89mm,b2=84mm a=(d1+d2)/2=210mm四、轴的设计计算及校核1.确定轴上作用力低速轴转速 nII=95.46 r/min 低速轴功率PII=8.42 KW 低速轴转矩 TII=842.1 N�6�1m齿轮上圆周力 Ft=2TII/dII=2×842.12/0.336=5012.6N齿轮上径向力 Fr= Fttanα=5012.6 tan200=1824.4N2.选择该轴的材料,估算最小直径,选联轴器⑴.择该轴的材料:45钢,调质处理,抗拉强度σb=600MPa⑵.算轴最小直径d1: 由[2]公式15-2得 d1=A(PII/nII)1/3=106(8.42/95.46)1/3=47.18mm由[2]表15-1查得A=117~106,因轴的最小直径段上无弯矩,取A=106。考虑到键槽削弱了轴的强度,将轴加大5%,所以取d1=1.05×47.18=50㎜.⑶择联轴器:从安装方便出发,选用齿式联轴器。由[2]表14-1查得:用带式运输机的联轴器,其工作情况系数K=1.5~2,于是得: Tc=KT=(1.5~2) ×842.12 =1263~1685 N�6�1m根据Tc值和d1=50㎜,查手册[3]选用GICL3齿式联轴器:轴孔Φ30~Φ60,半轴器轮毂长度L1=112㎜,许用最大转矩Tc=5900 N�6�1m。3.轴结构设计(1).轴承类型选择:综合考虑,选用深沟球轴承。(2).轴径的确定:对于形成定位轴肩的轴肩高度应按a=(0.07~0.1)d对于形成非定位轴肩高度则按a>0~3㎜。根据已知轴d1=50㎜,可得 d2=60mm d3=60mm d4=65mm d5=75mm d6=60mm (3).轴承型号的确定:由d3=d7=60㎜,查得轴承型号为6012: 内径d=60㎜,外径D=95㎜,宽度B=18㎜。 (4).轴段长度的确定:a.由上述知轴头1与轴颈6上的零件为单向固定,其长度可取轴上零件配合孔的长度。即l1=112mmb.轴头4应小于轮毂宽,才能获得可靠的轴向固定,故:l4=b齿-σ=84-2=82mm (σ=2mm)c.轴上的相关零件的位置和尺寸的确定如图,用手册和设计参考资料[2]例15-1得:L2=54mm l3=60mm l5=12mm l6=48mm七、设计小结机械设计课程设计是我们机械类专业学生第一次较全面的机械设计训练,是机械设计和机械设计基础课程重要的综合性与实践性环节。1. 通过这次机械设计课程的设计,综合运用了机械设计课程和其他有关先修课程的理论,结合生产实际知识,培养分析和解决一般工程实际问题的能力,并使所学知识得到进一步巩固、深化和扩展。2.学习机械设计的一般方法,掌握通用机械零件、机械传动装置或简单机械的设计原理和过程。3. 进行机械设计基本技能的训练,如计算、绘图、熟悉和运用设计资料(手册、图册、标准和规范等)以及使用经验数据,进行经验估算和数据处理等。 [1] 龚溎义. 机械设计课程设计指导书 北京:高等教育出版社,2007[2] 庞兴华. 机械设计基础北京:机械工业出版社,2008.7[3] 吴宗泽. 机械设计课程设计手册北京:高等教育出版社,2006.5 这次的课程设计对于我来说有着深刻的意义。这种意义不光是自己能够独立完成了设计任务,更重要的是在这段时间内使自己深刻感受到设计工作的那份艰难。而这份艰难不仅仅体现在设计内容与过程中为了精益求精所付出的艰辛,更重要的是背负恶劣的天气所付出的决心与毅力! 也许自己太过于执着,从设计开始就落在大家的后面。不过还好,很快就将基本的数据设计与整理出来,不至于远离大家的进度。由于考试已经结束,我可以有充分的时间搞设计。可惜,图书馆闭馆,不能参考一些资料,以至在有些结构设计上还是不太明白为什么要那样设计。看来自己学的东西太少了! 天气情况很糟糕!我只能这样评价这段时间内的艰辛。雪不挺的飘,一阵紧接一阵,以至于绝大多少时间自己都是在寒冷中度过的。虽然穿地挺厚实的,但是整天的坐着,不运动,不感觉冷那是鬼话。起初,还只是寒冷,后来为了画图一站就是一天,包括晚上的4个小时。脚除了麻木,还是麻木! 我不喜欢加夜班。当然不是害怕加班的辛苦。而是,明明可以在规定时间内完成的事情,为何非得将自己逼到慌乱的地步,加班加点的拼命赶呢!。“人是习惯的奴隶。”我一直这么认为的,也努力这么做着。不过这次为了搞设计,自己加了不少班,包括夜班。基本上,一天都呆在北区设计室里面。晚上,也经常奋战到10点才回南区。没有几个人会在这么冷的天气情况下留在教室搞设计。我这样说不是为了表明自己比起其他人来说更勤奋,况且这样恶劣的天气情况,大家也真的没有必要晚上挨冻搞设计,那样也太残酷了!而我之所以加班其实目的很简单,我想早点回家,毕竟家里比起学校来说更温暖。谈了这么多的感受,只想表明天气太恶劣了,不过我们大家都挺过来了。对于课程设计,我只能说我已经尽了我最大的努力。这就是我最好,最出色的设计。过程我只能用不堪回首来形容,但是结果确实意义重大的。我付出了远比设计内容更多的毅力与决心。而我也应该保留这份精神,继续奋斗。感觉设计对我们这些刚刚入门(或者在某种意义上来说还是门外汉)就是按照条条款款依葫芦画瓢的过程,有的时候感觉挺没有劲的。反正按照步骤一定可以完成设计任务,其实不然。设计过程中有许多内容必须靠我们自己去理解,去分析,去取舍。就拿电动机型号选择来说,可以分别比较几种型号电动机总传动比,以结构紧凑为依据来选择;也可以考虑性价比来选择。前者是结构选择,后者确实经济价格选择。而摆在我们面前的却是两条路,如何将两者最优化选择才是值得我们好好深思的。 通过这次的设计,感慨颇多,收获颇多。更多的是从中学到很多东西,包括书本知识以及个人素质与品格方面。感谢老师的辛勤指导,也希望老师对于我的设计提出意见。以上并非客套!设计总结之前我对《机械设计基础》这门课的认识是很肤浅的,实际动手设计的时候才发现自己学得知识太少,而且就算上课的时候再认真听课,光靠课堂上学习的知识根本就无法解决实际问题, 必须要靠自己学习。我的设计中存在很多不完美、缺憾甚至是错误的地方,但由于时间的原因,是不可能一一纠正过来的了。尽管设计中存在这样或那样的问题,我还是从中学到很多东西。首先,我体会到参考资料的重要性,利用一切可以利用的资源对设计来说是至关重要的。往往很多数据在教材上是没有的,我们找到的参考资料也不齐全,这时参考资料的价值就立时体现出来了。其次,从设计过程中,我复习了以前学过的机械制图知识,AUTOCAD的画图水平有所提高,Word输入、排版的技巧也有所掌握,这些应该是我最大的收获。再次,严谨理性的态度在设计中是非常重要的,采用每一个数据都要有根据,设计是一环扣一环的,前面做错了,后面就要全改,工作量差不多等于重做。通过这次的课程设计,极大的提高了我们对机械设计这门课程的掌握和运用,让我们熟悉了手册和国家标准的使用,并把我们所学的知识和将来的生产实际相结合,提高了我们分析问题并自己去解决问题的能力,也提高了我们各个方面的素质,有利于我们今后更顺利地走上工作岗位。
钻孔灌注桩施工方案第一节 施工要点(一)、测量定位测量是桥梁工程非常关键的工作,必须密切配合业主和监理方作好本工程测量工作,确保每个钢护筒和每个结构物定位准确。(二)、施工测量1、桥梁施工准备阶段和施工过程中进行的测量工作有:(1)对测量仪器进行精度标定和检校。(2)对设计单位交付的桩位和水准基点及其测量资料进行核查。(3)建立满足精度要求的施工控制网,并进行平差计算。(4)补充施工需要的桥梁中线桩和水准点。(5)测定墩(台)纵横向中线及基础桩的位置。(6)进行高程测量和施工放样。(7)桥梁进行施工变形观测和精度控制。(8)测定并检查施工部分的位置和标高。(9)对已完工程进行竣工测量。2、施工放样的主要内容有:(1)墩台纵横向轴线的确定;(2)桩基础的桩位放样;(3)基坑的开挖及墩台的放样;(4)承台及墩身立柱结构尺寸,位置放样;(5)台帽及支座垫石的结构尺寸,位置放样;(6)各种桥形的上部结构中线及细部尺寸放样;(7)桥面系结构的位置,尺寸放样;(8)各阶段高程放样。3、使用的测量仪器DS3水准仪、南方公司ND3000测距仪和ET-02电子经纬仪,使用前按要求进行标定。4、测量过程中应注意的问题:(1)测量控制点的埋设必须保证稳定、可靠。(2)测量控制点包括:设计单位元元交给的线路控制桩、水准点,施工单位线路复测加密控制点、水准点;桥梁施工控制网点、水准点等。(3)测量控制点的埋设地点必须远离施工现场,不能受到现场施工的干扰,并且要有保护措施。(4)桥梁墩台中心桩的护桩、线路中心桩等,采用混凝土包木桩或混凝土包铁心,但要随放随用,不作长期测量的依据。路基边桩用长木桩钉设。(5)在进行施工测量前,必须对测量控制点进行检查。(6)必须对测量控制点作定期和经常性的检查,发现问题及时纠正,避免给工程施工造成不良影响。(三)桩基施工1、钻孔灌注桩施工水中墩桩基采用钻孔灌注桩。根据地段水深较浅、桩长较短且入基岩比例大等工程特点,为避免或减少水位变化对基础施工影响,均通过从两岸修筑便道和墩位围堰筑岛并预留湘江航道的方法进行施工;航道缺口采用贝雷组装活动便桥边通,避免采用搭设固定工作平台的施工方法;钻孔施工工艺以冲击成孔为主。(1)准备工作:内容包括修筑便道、围堰筑岛和埋设护筒等施工项目。埋设的钢护筒顶端标高应高出原地面或围堰面50cm,护筒底端埋入原南百以下不少于1m范围内必须保证为粘性土并至少护筒底0.5m以下。水中钢护筒施工:在围堰上准确定位并严格控制好钢护筒入土深度。钢护筒分节制作,分节振埋。如遇抛石,采用冲抓或潜水工等方法清除。人工水中围堰筑岛填心,以草袋装土堆码,其平面尺寸为8×15m,围堰顶标高比施工水位高出50cm以上,钢护筒埋设应埋入河床下50cm以上,周围应夯填粘性土并比施工水位高出1m。(2)钻孔施工钻机就位前,应对钻孔前的各项准备工作进行检查,确保桩位准确无误。在钻孔方法上,根据本工程桩基础为嵌岩桩,优先采用冲击成孔法。在钻孔过程中始终严格控制和保持孔内水头,高出地下水位或施工水位2m以上,以保持孔壁稳固。冲击成孔注意事项:a、开钻前,向护筒内注满水,用冲击锤小冲程(1.0-1.5m)反复冲击造浆,必要时添加黄土或膨润土造浆,待护筒内泥浆保持一定浓度后开钻;b、正常钻进时要注意及时松放钢丝绳的长度。c、不同土质采用不同的冲程和泥浆,最大冲程不超过6m;d、成孔过程中,应经常检查孔内有无异常情况,钻架有无倾斜,各部连接是否松动;e、钻孔至设计标高后,对孔底岩样、孔径、孔深进行自检,合格后进行清孔,以确保孔底沉淀、泥浆指针满足设计规范要求。f、岩层中钻进时,尽量提高孔底的泥浆比重和额度,使孔底泥浆由一般的钻渣托浮力变为握裹力,使钻头冲击下的岩块裹于泥浆中,以减少岩石的重复破碎。施工中反复投粘土、冲击和掏渣,以提高钻进速度。水头控制一般以高出地下水位或河面1.5m左右为宜。采用及时补浆、抽浆、掏渣的办法始终保持与孔外水面有1.5m的固定高差,以保证孔内水压的稳定和孔壁的安全。(3)钢筋笼制安清孔完毕,经检查孔深、孔径和竖直度检查符合要求后,即进行钢筋笼施工。钢筋笼在岸上集中分节预制,设专人负责,确保钢筋骨架的几何尺寸和绑扎质量。为保证在运输过程中不变形,钢筋笼内用十字支撑加固。钢筋笼用吊车吊入孔内,在孔口对焊接长,并保持上下节在一条轴线上。钢筋笼下到设计标高后,用悬挂器将其与护筒或平台连接牢固,防止钢筋笼发生掉笼或浮笼现象。钢筋笼安装要认真对中,保证桩壁砼保护屋的厚度及钢筋笼标高符合设计要求。钢筋笼安装完毕,进行二次清孔。清孔后泥浆性能指针报现场监理工程师验收。(4)灌注水下砼水下砼采用灌浆导管法灌注,导管直径30cm,管间连接为法兰盘;隔水采用拔球法。导管在使用前要对其规格、质量和拼接构造进行压水试验。要求压水试验时的压力应不小于灌注砼时导管可能承受的最大压力。灌注砼时,在大灌浆斗颈部设置一个隔水木球栓,下面垫一层塑料布,球栓由细钢丝绳栓住挂在横梁上,大灌浆斗装满足够的混凝土,起拔球栓,利用初灌砼的压力排水,以保证导管埋深,从而保证水下砼的质量。进行水下砼的灌注时,导管接头不得漏水或漏气;提升导管时,不得有摇动,要维持孔内静水状态,起拔导管要保证导管底部埋深不少于2m,并不得大于6m,灌注完成后的钻孔桩桩顶应比设计高度至少高出50cm,以便清除桩头浮浆砼后,保证截面处砼有良好的质量。(5)钻孔灌注桩工程施工隐蔽在河床底下,属于特殊过程。施工中,必须严格按照特殊过程的要求进行施工质量控制,对每一道工序的施工质量实行严格监控,确保大桥钻孔灌注桩这一分项工程的施工质量达到优良等级标准。第二节 施工工艺措施一、桥梁轴线便道填筑、墩位围堰和钢护筒施工从东岸桥头开始,沿桥轴线位上游侧修筑4.5m宽施工便道一条,以便于水中墩下部结构施工。便道顶面标高应高出勘测水位0.5m以上,迎水面应有木桩加袋装粘性土料密实以确保施工安全。于各墩钻孔桩位采用土袋围堰填芯筑岛变水中施工为陆上施工。岛面应高出河水面0.5m以上。填芯料以粘性土、砂土和砂砾为主。钢护筒分节制作,分节振埋,节与节现场焊接。二、钻孔灌注桩施工选用8JD冲击钻机3台套冲击成孔;另配备GPS-20HA型钻机1台套,采用泵吸反循环回转钻进成孔。1、钻机安装钻机就位前,应对钻孔前的各项准备工作进行检查,包括主要机具设备的检查和维修。采用枕木、钢轨作为钻机运行轨道,钢轨枕木连接紧寄存牢靠,确保钻机在钢轨上运行平稳。钻机安装就位必须做到天车中心、转盘中心、钻孔中心在一垂直线上。钻机安装就位后,底座和顶端应平稳,不得产生位移和沉陷。2、泥浆及泥浆循环系统本工程地层上部为松散的中粗砾砂层,地层造浆困难,孔壁不易稳定可能出现漏浆,故施工中孔内泥浆应始终保持良好的性能指针。施工中孔内泥浆以黄粘土或膨润土人工造浆为主。钻进泥浆性能指针一般为:粘度20-26s,比重1.20-1.35,含砂率小于4%。根据本工程特点,拟采用抽砂筒捞渣、粘土造浆后立泵回灌循环组成泥浆循环系统,并需在墩台围堰中设一个约10m3的滤渣池,以便钻渣及时清除,还可以备漏浆时能及时补充泥浆。3、钻进成孔根据本工程及地层特点,拟采用冲击钻成孔为主要施工工艺。钻孔前应有技术人员对其进行技术和安全交底后方可开始钻进。开钻时应稍提冲击钻头,在护筒内加入黄粘土打浆,并开动泥浆泵进行循环,待泥浆均匀后方可开始钻进。施工过程中应注意控制水头高度在1.5-2.0m之间;在钻进过程中,要严防各类事故,并要防止异物掉入孔内,损坏钻机钻头。冲击锥每冲击一次应转动一个角度以保证成孔时得到圆桩孔。在砂层和园砾层中使用较大粘度和比重的泥浆,以防止垮孔和漏浆等事故。操作人员必须认真贯彻执行操作规程和施工规范,随时填写钻孔施工记录,交接班时应详细交待本班钻进情况及下一班需注意的事项。4、成孔后的清孔、下笼、灌注(1)清孔钻孔至设计标高后,稍提起钻具,离孔底20厘米处反复冲击,采用正循环进行换浆清孔,并保持一定水头高度,以防止塌孔。砼灌注前进行二次清孔,确保孔底沉碴和泥浆参数满足设计和规范要求。清孔后的孔底沉渣应小于5cm,泥浆指针:相对密度为1.03-1.1,粘度为17-20s,含砂率小于2%。可利用压风机配合风管清孔,以满足嵌岩桩设计和规范要求。(2)钢筋笼制安钢筋笼采用在岸上分节制作,孔口吊装准确定位后焊接成整体。焊接采用单面焊,焊缝长度须满足施工技术规范的要求。钢筋笼严格按照设计图纸制作,各项指针符合设计和规范要求。为控制钢筋保护层厚度,在钢筋上设置“耳环”,串上混凝土滚轮,焊接在钢筋骨架上,每隔四米设置一组,每组四块对称安装。护筒内的上部钢筋骨架,由于与护筒间隙较大,必须在其顶圈上对称焊四个与之间距相匹配的“耳环”以保证钢筋骨架定位准确。钢筋骨架在下放时应注意防止碰撞孔壁,如放入困难,不得强行插入,应查明原因,排除阻力后再下入。钢筋骨架安放后的顶面和底面标高应符合设计要求。(3)水下砼灌注A、根据现场条件及水上施工方案,水下砼采用砼运输车或拖式砼泵输送至孔口漏斗的水下导管灌注成桩工艺。B、现场采用直径275mm壁厚5mm的法兰连接导管灌浆。下管时,做到导管内涂油光滑,导管之间连接处放置橡胶密封圈,确保密封。导管使用前必须做水密试验和抗拉试验。C、砼的搅拌应均匀、和易性好,其塌落度满足设计规范及现场施工要求。砼的灌注应快速连续进行,避免中断。灌注前,必须充分做好准备工作,保证用电供应及各种机械设备的运转等均处于正常状态。砼的初灌量约6m3。D、灌注过程埋管深度必须严格控制在2~6米之间,经常用测绳量取桩砼面高度,以便控制埋管深度。起拨导管时,速度不宜过快,防止导管提出砼面而造成断桩。砼灌注完毕及时清除桩顶浮浆。第七章 承台施工方案本工程承台位元于填土层之下,主要开挖土方填筑土和黄土质粘土,施工采用单承台放坡开挖,基坑内挖排水沟、集水井集中排水方案。施工中要密切注意气象的变化,加强对气象信息的收集,及时调整施工顺序,合理安排后续工序,采取必要的排、降水措施。1、测量放样:陆上承台基坑开挖深度约为4m,整个开挖暴露地层均为中粗砾砂,该土层的力学性能较好,透水性强,基坑开挖的放坡坡度为1:1.2,并作好排水工作。测量放出承台的中心位置,再按承台各边向外放出1.0m(作业空间)及放坡要求放出开挖边线。承台基础的轴线位置,经校核无误后再开挖,为便于校核,使基础与设计吻合,将承台纵、横轴线从基坑处引至安全的地方,并对轴线桩加以有效的保护。2、模板制作:拟加工钢模1套,其具体制作加工见模板结构图。3、承台开挖施工:采用人工开挖。注意控制开挖深度,为防止承台施工时,承台地基因自重下沉,可对承台基底部分进行必要的处理。为防止地下水影响基坑内的正常作业,在基坑内沿基底四周和各角点各设置排水沟和集水井。集水井大小为30×30×40cm,基底周边设宽深均为20cm排水沟与集水井相连。承台施工时,随时用泵排出集水井内的积水至地表排水沟。4、钢筋制安:钢筋在加工场地集中加工,加工前应对钢筋进行检验,合格后才能使用。严格按设计图纸对钢筋放样加工,加工成型备用。为确保钢筋定位准确,满足钢筋施工的精度要求,在承台钢筋施工时,要着重注意以下几点:(1)在承台基底施工时,承台测量放样要准确;(2)布筋前,在承台砂浆底板上弹出承台中心线、钢筋骨架位置线,以及薄壁墩身钢筋位置线或点;(3)利用伸入承台的钻孔桩加垫块对底层钢筋进行定位,两层骨架钢筋间利用短钢筋支垫;承台侧面的保护层则利用同标号的混凝土垫块来保证;5、立模:加工好的承台模板运到现场,涂刷脱模剂,按模板支撑结构示意图设置支撑拼装模板。拼装模板时应注意保证拼缝的密封性,防止漏浆。为保证模板的整体稳定,在模板的每个支撑点上打入1m长的8型钢,作为加大支撑的措施。6、砼浇筑及养护钢筋的布筋、立模验收合格后,进行浇筑砼。控制混凝土的拌和质量,其坍落度7cm-9cm。承台混凝土采用与主桥墩相同低热水泥拌制;在浇筑过程一中,每30cm一层,逐层浇注一次性完成承台的混凝土浇注。混凝土采用混凝土罐车或砼泵输送,吊斗直接入模的浇筑方式。在每层混凝土浇筑过程中,随混凝土的灌入及明采用插入式振动棒振捣密实。振动棒应避免碰撞钢筋、模板,不得直接或间接地能过钢筋施加振动。为防止混凝土在水化、凝结过程中,混凝土内外温差过大,致使表面产生裂缝,混凝土浇筑完后,及时收浆,立即进行养护。采用二层草帘对混凝土进行保温、养护。承台混凝土浇注完成24小时后,即要进行浇水养护,浇水养护的时间不少于7天。第八章 墩身、墩台帽及盖梁施工方案1、墩柱采用搭架立模在承台上将立柱或肋柱部位凿去上面浮浆,以使承台与立柱接合面良好,处理好立柱或肋柱预埋钢筋。在承台上测量放样出立柱或肋柱中心点、纵、横轴线。弹出立柱模板位置线。2、盖梁及台帽立柱浇时要事先预埋ф120的通孔,预埋位置要准确,便于盖梁立底模,待墩柱强度达到规范要求后,才可以进行盖梁施工准备工作,测量放样出立柱、台身中心点、盖梁台帽中心轴线。墩柱顶面要凿毛。3、模板制作墩柱模板采用定型钢模板;模板拼装必须保证足够的强度和刚度,并保证板央的平整度满足技术规范要求,对模板的固定要牢固可靠;盖梁底模采用在工字钢上先铺设一排方木(10×10cm),间距为80cm,上方利用木模加钢板,其中木模厚度不小于2.5cm,钢板厚度不小于3mm,边模采用大块组合钢模,背面加槽钢支撑,以提高边模的强度和刚度,拼装好后整体吊至施工现场,进行安装。4、钢筋制作与安装①钢筋加工钢筋在加工场地集中加工,钢筋原材进场要通过试验,合格后方能投入使用,钢筋焊接试验室要按频率进行抽检。严格按图纸下料,加工成型好的钢筋按规格、长度堆放整齐,并注意防雨、防锈。最后集体运至现场绑扎、成型。钢筋加工时,还应着重注意以下几点:◆钢筋表面应洁净,使用前应将表面油渍、漆皮、鳞锈等清除干净;◆应避免在结构的最大应力处设置接头,并应尽可能使接头交错排列,接头间距互错开的距离大于50cm;◆焊接点与弯曲处的间距应大于10d(d为钢筋直径);◆焊接时存留的焊渣应除去。②布筋墩柱钢筋施工时,墩柱钢筋笼吊装时对位要准确,采用垂线法定位,中心点误差控制在2cm内,墩柱边侧的保护层利用垫块来保证;盖梁、台帽钢筋施工时,钢筋弯曲要符合规范要求,尽量避免在接头处弯起钢筋。盖梁、台帽底面、边侧的保护层利用垫块来保证。主筋、箍筋间距要依据图纸要求进行。焊接时焊接处焊渣要敲掉方能进行绑扎、安装。同时要注意预埋件的设置。4、立模墩柱模板由于采用定型钢模板,用吊机吊装后,要检查其中定位垂直度,为控制其中心位置,可在立柱钢筋底部先对模板定位,垂直度用吊锤检查。盖梁模板运至现场后,在现场先将底模吊至工字钢上,注意接缝及模板两边与中心轴线的距离,再安装边模板,吊装前涂刷脱模剂,然后用吊车按顺序将各边模板吊起进行整体拼装,为保证模板的整体稳定,模板整体拼装后,安装加劲和对拉螺杆,外用拉锚固定盖梁、台帽整体位置,拼装模板时还应注意保证拼缝的密封性和钢筋骨架的保护层,防止漏浆和露筋。台帽背墙模板应特别注意纵向支撑或拉条的刚度,防止灌注混凝土时鼓肚,侵占梁端空隙。5、砼浇筑及养护浇筑混凝土前,应对支架、模板、钢筋和预埋件进行检查,符合设计要求后,方可进行砼浇注。模板内的杂物、积水和钢筋上的污垢应清理干净。模板如有缝隙,应用海绵或泡沫填塞严密。浇筑混凝土前,模板内面要涂刷脱模剂,砼浇注前检查混凝土的均匀性的坍落度,按设计要求控制坍落度。混凝土应按一定的厚度、顺序、和方向分层浇筑。应在下层混凝土初凝或能重塑前浇筑完上层混凝土,分层应水平,分层厚度不宜超过30cm。墩柱浇筑时,砼自由下落高度一般不宜超过2m,以防发生离析。否则应通过串筒、溜槽等设施卸浇混凝土;在每层混凝土浇筑过程中,随混凝土的灌入及时采用插入式振动棒振捣。振动棒振动移动间距不超过振动棒作用半径的1.5倍;振捣过程中,振动棒与模板间距保持5-10cm,并避免碰撞钢筋,不得直接或间接地通过钢筋施加振动。振捣上层混凝土时,振动棒应插入下层混凝土出现较大的气泡。对每一振动部位,必须振动到该部位混凝土密实为止。密实的标志是混凝土停止下沉、不再冒出气泡、表面呈现平坦、泛浆。浇筑混凝土过程中,设专人检查支架、模板、钢筋和预埋件,当发现有松动、变形、移位时,应及时处理。浇筑完毕时,要进行收浆,并及时向表面洒水养护(水质与拌和用水相同),洒水养护时间一般为7d。当承台与流动性地表水或地下水接触时,应采取防水措施,混凝土在浇筑后7d不受水的冲刷侵袭;混凝土强度达到2.5Mpa前,不得使其承受各种外加荷载。6、拆模混凝土浇筑完成后,待其强度达到规范要求后,拆除模板,拆除的模板必须立即进行清理和修整,涂上脱模剂,转到下个结构物施工。非承重侧模板在混凝土强度能保证拆模时不损坏表面及棱角,一般以混凝土强度达到2.5Mpa为准。承台拆除模板后基坑还必须及时进行回填,回填时保证基底无渗漏无积水,回填土必须符合要求。盖梁、台帽可先拆边模,底模须混凝土达到70%强度后方可拆除。第九章 预应力空心板梁预制施工方案上部结构主要包括预应力空心板梁预制、架设、桥面铺装、伸缩缝安装及人行道系施工等施工内容。施工工序为:1、本工程预应力空心板梁预制场拟设在大桥东岸一侧滨江大道与下渡街之间的桥冻拆迁空地上。场地长约65m,宽约40m,共设置台座8个,台座顺桥轴向布置。为了确保预制预应力空心板梁的施工质量,防止张拉过程中梁体自重引起台座的沉降,须对台座基础进行加固处理。测出30m板梁台座及其端头位,并采用扩大地基承载面积的办法,板梁端头部位基础尺寸均按1.5m×1.5m,挖1m深的基坑,其上摊铺碎石厚约30cm夯实,再浇筑70cm厚的钢筋混凝土。在经过处理的扩大基础上进行台座施工,台座两边设置硬质泡沫,严防漏浆。整个预制场地人武部用混凝土抹面,并设有纵横排水设施,预制场纵向主排水沟共两道,分别位于两龙门轨道外侧,横向排水沟共设7道,其与纵向排水沟相联,横向排水沟分别设在台座的两端和中部。底座采用条型混凝土基础,其上铺8mm钢板作底模,其基本尺寸根据设计图纸确定。板梁预制场布置详见平面布置图。2、板梁预制施工方案:①施工准备:箱梁的施工准备主要包括预制场地的建设、龙门吊的安装、材料的储备及模板的加工等工作内容。②施工工序流程:③预制场建设:利用已填筑好的路基对施工场地进行规划,板梁的底座基础需进行处理且表面用混凝土摸平光滑,梁端部底座要进行加强处理。吊装用的龙门吊利用贝雷片拼装。④模板加工:本大桥板梁用的外模板利用专业模板厂加工制作的组装式钢模,面板采用6mm钢板制作,一块模板面板应尽量减少焊接缝。面板水平加劲采用槽钢横竖加劲。加劲与面板之间采用间断焊缝,每段焊缝长度为5cm,焊缝厚度不小于6mm,面板采用刨光处理。内模利用活动式木模钉铁皮。模板使用前要检验模板的各部位的尺寸是否符合设计要求,并要注意模板表面的除污除锈工作。⑤模板的拼装拆除:外模板的拼装、拆除利用简易小型龙门吊的电动葫芦进行作业,模板安装前,先安装钢筋骨架和端模板,再安装波纹管及两侧模板;在浇筑完底层砼后进行安装内模。拆卸时与安装顺序相同。模板安装应严格按放样进行,确保安装时位置准确,安装牢固。为了保证模板的接缝光顺、不漏浆,采取措施如下:A、模板接缝处采用硬质泡沫衬垫并用打磨机打磨平整。B、每次拆模后均将模板表面清理干净,并涂抹机油,确保在下一次使用时不生锈。C、每次立模前先将模板表面清理干净,去除污垢、不洁物或铁锈(如有),涂上适量脱模剂后方可立模。⑥钢筋制作与安装:使用的钢筋需有出厂合格证明并经过试验室抽检合格,钢筋的存放必须分批分类并要有防雨水等的侵蚀措施。钢筋的制作在建好的钢筋施工棚内集中进行,制作好的半成品及成品钢筋应分类堆放。钢筋制作与安装应注意避免在结构的最大应力处设置接头,并应可能使接头交错排列,接头间距相互错开的距离大于50cm,焊接点与弯曲处的间距应大于10d(d为钢筋直径),除去焊接时存留的焊渣,焊缝长度符合规范要求(即双面焊为5d,单面焊为10d)。⑦钢绞
钻孔灌注桩TRANBBS施工方案
第一节 施工要点
(一)、测量定位
测量是桥梁工程非常关键的工作,必须密切配合业主和监理方作好本工程测量工作,确保每个钢护筒和每个结构物定位准确。
(二)、施工测量
1、桥梁施工准备阶段和施工过程中进行的测量工作有:
(1)对测量仪器进行精度标定和检校。
(2)对TRANBBS设计单位交付的桩位和水准基点及其测量资料进行核查。
(3)建立满足精度要求的施工控制网,并进行平差计算。
(4)补充施工需要的桥梁中线桩和水准点。
(5)测定墩(台)纵横向中线及基础桩的位置。
(6)进行高程测量和施工放样。
(7)桥梁进行施工变形观测和精度控制。
(8)测定并检查施工部分的位置和标高。
(9)对已完工程进行竣工测量。
2、施工放样的主要内容有:
(1)墩台纵横向轴线的确定;
(2)桩基础的桩位放样;
(3)基坑的开挖及墩台的放样;
(4)承台及墩身立柱结构尺寸,位置放样;
(5)台帽及支座垫石的结构尺寸,位置放样;
(6)各种桥形的上部结构中线及细部尺寸放样;
(7)桥面系结构的位置,尺寸放样;
(8)各阶段高程放样。
3、使用的测量仪器
DS3水准仪、南方公司ND3000测距仪和ET-02电子经纬仪,使用前按要求进行标定。
4、测量过程中应注意的问题:
(1)测量控制点的埋设必须保证稳定、可靠。
(2)测量控制点包括:设计单位元元交给的线路控制桩、水准点,施工单位线路复测加密控制点、水准点;桥梁施工控制网点、水准点等。
(3)测量控制点的埋设地点必须远离施工现场,不能受到现场施工的干扰,并且要有保护措施。
(4)桥梁墩台中心桩的护桩、线路中心桩等,采用混凝土包木桩或混凝土包
铁心,但要随放随用,不作长期测量的依据。路基边桩用长木桩钉设。
(5)在进行施工测量前,必须对测量控制点进行检查。
(6)必须对测量控制点作定期和经常性的检查,发现问题及时纠正,避免给工程施工造成不良影响。
(三)桩基施工
1、钻孔灌注桩施工
水中墩桩基采用钻孔灌注桩。根据地段水深较浅、桩长较短且入基岩比例大等工程特点,为避免或减少水位变化对基础施工影响,均通过从两岸修筑便道和墩位围堰筑岛并预留湘江航道的方法进行施工;航道缺口采用贝雷组装活动便桥边通,避免采用搭设固定工作平台的施工方法;钻孔施工工艺以冲击成孔为主。
(1)准备工作:内容包括修筑便道、围堰筑岛和埋设护筒等施工项目。埋设的钢护筒顶端标高应高出原地面或围堰面50cm,护筒底端埋入原南百以下不少于1m范围内必须保证为粘性土并至少护筒底0.5m以下。
水中钢护筒施工:在围堰上准确定位并严格控制好钢护筒入土深度。钢护筒分节制作,分节振埋。如遇抛石,采用冲抓或潜水工等方法清除。
人工水中围堰筑岛填心,以草袋装土堆码,其平面尺寸为8×15m,围堰顶标高比施工水位高出50cm以上,钢护筒埋设应埋入河床下50cm以上,周围应夯填粘性土并比施工水位高出1m。
(2)钻孔施工
钻机就位前,应对钻孔前的各项准备工作进行检查,确保桩位准确无误。在钻孔方法上,根据本工程桩基础为嵌岩桩,优先采用冲击成孔法。在钻孔过程中始终严格控制和保持孔内水头,高出地下水位或施工水位2m以上,以保持孔壁稳固。
冲击成孔注意事项:
a、开钻前,向护筒内注满水,用冲击锤小冲程(1.0-1.5m)反复冲击造浆,必要时添加黄土或膨润土造浆,待护筒内泥浆保持一定浓度后开钻;
b、正常钻进时要注意及时松放钢丝绳的长度。
c、不同土质采用不同的冲程和泥浆,最大冲程不超过6m;
d、成孔过程中,应经常检查孔内有无异常情况,钻架有无倾斜,各部连接是否松动;
e、钻孔至设计标高后,对孔底岩样、孔径、孔深进行自检,合格后进行清孔,以确保孔底沉淀、泥浆指针满足设计规范要求。
f、岩层中钻进时,尽量提高孔底的泥浆比重和额度,使孔底泥浆由一般的钻渣托浮力变为握裹力,使钻头冲击下的岩块裹于泥浆中,以减少岩石的重复破碎。施工中反复投粘土、冲击和掏渣,以提高钻进速度。水头控制一般以高出地下水位或河面1.5m左右为宜。采用及时补浆、抽浆、掏渣的办法始终保持与孔外水面有1.5m的固定高差,以保证孔内水压的稳定和孔壁的安全。
(3)钢筋笼制安
清孔完毕,经检查孔深、孔径和竖直度检查符合要求后,即进行钢筋笼施工。
钢筋笼在岸上集中分节预制,设专人负责,确保钢筋骨架的几何尺寸和绑扎质量。为保证在运输过程中不变形,钢筋笼内用十字支撑加固。钢筋笼用吊车吊入孔内,在孔口对焊接长,并保持上下节在一条轴线上。钢筋笼下到设计标高后,用悬挂器将其与护筒或平台连接牢固,防止钢筋笼发生掉笼或浮笼现象。
钢筋笼安装要认真对中,保证桩壁砼保护屋的厚度及钢筋笼标高符合设计要求。钢筋笼安装完毕,进行二次清孔。清孔后泥浆性能指针报现场监理工程师验收。
(4)灌注水下砼
水下砼采用灌浆导管法灌注,导管直径30cm,管间连接为法兰盘;隔水采用拔球法。导管在使用前要对其规格、质量和拼接构造进行压水试验。要求压水试验时的压力应不小于灌注砼时导管可能承受的最大压力。
灌注砼时,在大灌浆斗颈部设置一个隔水木球栓,下面垫一层塑料布,球栓由细钢丝绳栓住挂在横梁上,大灌浆斗装满足够的混凝土,起拔球栓,利用初灌砼的压力排水,以保证导管埋深,从而保证水下砼的质量。
进行水下砼的灌注时,导管接头不得漏水或漏气;提升导管时,不得有摇动,要维持孔内静水状态,起拔导管要保证导管底部埋深不少于2m,并不得大于6m,灌注完成后的钻孔桩桩顶应比设计高度至少高出50cm,以便清除桩头浮浆砼后,保证截面处砼有良好的质量。
(5)钻孔灌注桩工程施工隐蔽在河床底下,属于特殊过程。施工中,必须严格按照特殊过程的要求进行施工质量控制,对每一道工序的施工质量实行严格监控,确保大桥钻孔灌注桩这一分项工程的施工质量达到优良等级标准。
第二节 施工工艺措施
一、桥梁轴线便道填筑、墩位围堰和钢护筒施工
从东岸桥头开始,沿桥轴线位上游侧修筑4.5m宽施工便道一条,以便于水中墩下部结构施工。便道顶面标高应高出勘测水位0.5m以上,迎水面应有木桩加袋装粘性土料密实以确保施工安全。
于各墩钻孔桩位采用土袋围堰填芯筑岛变水中施工为陆上施工。岛面应高出河
水面0.5m以上。填芯料以粘性土、砂土和砂砾为主。
钢护筒分节制作,分节振埋,节与节现场焊接。
二、钻孔灌注桩施工
选用8JD冲击钻机3台套冲击成孔;另配备GPS-20HA型钻机1台套,采用泵吸反循环回转钻进成孔。
1、钻机安装
钻机就位前,应对钻孔前的各项准备工作进行检查,包括主要机具设备的检查和维修。采用枕木、钢轨作为钻机运行轨道,钢轨枕木连接紧寄存牢靠,确保钻机在钢轨上运行平稳。钻机安装就位必须做到天车中心、转盘中心、钻孔中心在一垂直线上。钻机安装就位后,底座和顶端应平稳,不得产生位移和沉陷。
2、泥浆及泥浆循环系统
本工程地层上部为松散的中粗砾砂层,地层造浆困难,孔壁不易稳定可能出现漏浆,故施工中孔内泥浆应始终保持良好的性能指针。施工中孔内泥浆以黄粘土或膨润土人工造浆为主。钻进泥浆性能指针一般为:粘度20-26s,比重1.20-1.35,含砂率小于4%。根据本工程特点,拟采用抽砂筒捞渣、粘土造浆后立泵回灌循环组成泥浆循环系统,并需在墩台围堰中设一个约10m3的滤渣池,以便钻渣及时清除,还可以备漏浆时能及时补充泥浆。
3、钻进成孔
根据本工程及地层特点,拟采用冲击钻成孔为主要施工工艺。钻孔前应有TRANBBS技术人员对其进行技术和安全交底后方可开始钻进。开钻时应稍提冲击钻头,在护筒内加入黄粘土打浆,并开动泥浆泵进行循环,待泥浆均匀后方可开始钻进。施工过程中应注意控制水头高度在1.5-2.0m之间;在钻进过程中,要严防各类事故,并要防
止异物掉入孔内,损坏钻机钻头。冲击锥每冲击一次应转动一个角度以保证成孔时得到圆桩孔。在砂层和园砾层中使用较大粘度和比重的泥浆,以防止垮孔和漏浆等事故。操作人员必须认真贯彻执行操作规程和施工规范,随时填写钻孔施工记录,交接班时应详细交待本班钻进情况及下一班需注意的事项。
4、成孔后的清孔、下笼、灌注
(1)清孔
钻孔至设计标高后,稍提起钻具,离孔底20厘米处反复冲击,采用正循环进行换浆清孔,并保持一定水头高度,以防止塌孔。砼灌注前进行二次清孔,确保孔底沉碴和泥浆参数满足设计和规范要求。清孔后的孔底沉渣应小于5cm,泥浆指针:相对密度为1.03-1.1,粘度为17-20s,含砂率小于2%。可利用压风机配合风管清孔,以满足嵌岩桩设计和规范要求。
(2)钢筋笼制安
钢筋笼采用在岸上分节制作,孔口吊装准确定位后焊接成整体。焊接采用单面焊,焊缝长度须满足施工技术规范的要求。钢筋笼严格按照设计图纸制作,各项指针符合设计和规范要求。为控制钢筋保护层厚度,在钢筋上设置“耳环”,串上混凝土滚轮,焊接在钢筋骨架上,每隔四米设置一组,每组四块对称安装。护筒内的上部钢筋骨架,由于与护筒间隙较大,必须在其顶圈上对称焊四个与之间距相匹配的“耳环”以保证钢筋骨架定位准确。钢筋骨架在下放时应注意防止碰撞孔壁,如放入困难,不得强行插入,应查明原因,排除阻力后再下入。钢筋骨架安放后的顶面和底面标高应符合设计要求。
(3)水下砼灌注
A、根据现场条件及水上施工方案,水下砼采用砼运输车或拖式砼泵输送至孔
口漏斗的水下导管灌注成桩工艺。
B、现场采用直径275mm壁厚5mm的法兰连接导管灌浆。下管时,做到导管内涂油光滑,导管之间连接处放置橡胶密封圈,确保密封。导管使用前必须做水密试验和抗拉试验。
C、砼的搅拌应均匀、和易性好,其塌落度满足设计规范及现场施工要求。砼的灌注应快速连续进行,避免中断。灌注前,必须充分做好准备工作,保证用电供应及各种机械设备的运转等均处于正常状态。砼的初灌量约6m3。
D、灌注过程埋管深度必须严格控制在2~6米之间,经常用测绳量取桩砼面高度,以便控制埋管深度。起拨导管时,速度不宜过快,防止导管提出砼面而造成断桩。砼灌注完毕及时清除桩顶浮浆。
第七章 承台施工方案
本工程承台位元于填土层之下,主要开挖土方填筑土和黄土质粘土,施工采用单承台放坡开挖,基坑内挖排水沟、集水井集中排水方案。
施工中要密切注意气象的变化,加强对气象信息的收集,及时调整施工顺序,合理安排后续工序,采取必要的排、降水措施。
1、测量放样:
陆上承台基坑开挖深度约为4m,整个开挖暴露地层均为中粗砾砂,该土层的力学性能较好,透水性强,基坑开挖的放坡坡度为1:1.2,并作好排水工作。测量放出承台的中心位置,再按承台各边向外放出1.0m(作业空间)及放坡要求放出开挖边线。承台基础的轴线位置,经校核无误后再开挖,为便于校核,使基础与设
计吻合,将承台纵、横轴线从基坑处引至安全的地方,并对轴线桩加以有效的保护。
2、模板制作:拟加工钢模1套,其具体制作加工见模板结构图。
3、承台开挖施工:采用人工开挖。注意控制开挖深度,为防止承台施工时,承台地基因自重下沉,可对承台基底部分进行必要的处理。为防止地下水影响基坑内的正常作业,在基坑内沿基底四周和各角点各设置排水沟和集水井。集水井大小为30×30×40cm,基底周边设宽深均为20cm排水沟与集水井相连。承台施工时,随时用泵排出集水井内的积水至地表排水沟。
4、钢筋制安:钢筋在加工场地集中加工,加工前应对钢筋进行检验,合格后才能使用。严格按设计图纸对钢筋放样加工,加工成型备用。为确保钢筋定位准确,满足钢筋施工的精度要求,在承台钢筋施工时,要着重注意以下几点:
(1)在承台基底施工时,承台测量放样要准确;
(2)布筋前,在承台砂浆底板上弹出承台中心线、钢筋骨架位置线,以及薄壁墩身钢筋位置线或点;
(3)利用伸入承台的钻孔桩加垫块对底层钢筋进行定位,两层骨架钢筋间利用短钢筋支垫;承台侧面的保护层则利用同标号的混凝土垫块来保证;
5、立模:加工好的承台模板运到现场,涂刷脱模剂,按模板支撑结构示意图设置支撑拼装模板。拼装模板时应注意保证拼缝的密封性,防止漏浆。为保证模板的整体稳定,在模板的每个支撑点上打入1m长的8型钢,作为加大支撑的措施。
6、砼浇筑及养护
钢筋的布筋、立模验收合格后,进行浇筑砼。控制混凝土的拌和质量,其坍落度7cm-9cm。承台混凝土采用与主桥墩相同低热水泥拌制;在浇筑过程一中,每30cm一层,逐层浇注一次性完成承台的混凝土浇注。混凝土采用混凝土罐车或砼
泵输送,吊斗直接入模的浇筑方式。
在每层混凝土浇筑过程中,随混凝土的灌入及明采用插入式振动棒振捣密实。振动棒应避免碰撞钢筋、模板,不得直接或间接地能过钢筋施加振动。为防止混凝土在水化、凝结过程中,混凝土内外温差过大,致使表面产生裂缝,混凝土浇筑完后,及时收浆,立即进行养护。采用二层草帘对混凝土进行保温、养护。
承台混凝土浇注完成24小时后,即要进行浇水养护,浇水养护的时间不少于7天。
第八章 墩身、墩台帽及盖梁施工方案
1、墩柱采用搭架立模
在承台上将立柱或肋柱部位凿去上面浮浆,以使承台与立柱接合面良好,处理好立柱或肋柱预埋钢筋。在承台上测量放样出立柱或肋柱中心点、纵、横轴线。弹出立柱模板位置线。
2、盖梁及台帽
立柱浇时要事先预埋ф120的通孔,预埋位置要准确,便于盖梁立底模,待墩柱强度达到规范要求后,才可以进行盖梁施工准备工作,测量放样出立柱、台身中心点、盖梁台帽中心轴线。墩柱顶面要凿毛。
3、模板制作
墩柱模板采用定型钢模板;模板拼装必须保证足够的强度和刚度,并保证板央的平整度满足技术规范要求,对模板的固定要牢固可靠;盖梁底模采用在工字钢上先铺设一排方木(10×10cm),间距为80cm,上方利用木模加钢板,其中木模厚度
不小于2.5cm,钢板厚度不小于3mm,边模采用大块组合钢模,背面加槽钢支撑,以提高边模的强度和刚度,拼装好后整体吊至施工现场,进行安装。
4、钢筋制作与安装
①钢筋加工
钢筋在加工场地集中加工,钢筋原材进场要通过试验,合格后方能投入使用,钢筋焊接试验室要按频率进行抽检。严格按图纸下料,加工成型好的钢筋按规格、长度堆放整齐,并注意防雨、防锈。最后集体运至现场绑扎、成型。钢筋加工时,还应着重注意以下几点:
◆钢筋表面应洁净,使用前应将表面油渍、漆皮、鳞锈等清除干净;
◆应避免在结构的最大应力处设置接头,并应尽可能使接头交错排列,接头间距互错开的距离大于50cm;
◆焊接点与弯曲处的间距应大于10d(d为钢筋直径);
◆焊接时存留的焊渣应除去。
②布筋
墩柱钢筋施工时,墩柱钢筋笼吊装时对位要准确,采用垂线法定位,中心点误差控制在2cm内,墩柱边侧的保护层利用垫块来保证;
盖梁、台帽钢筋施工时,钢筋弯曲要符合规范要求,尽量避免在接头处弯起钢筋。盖梁、台帽底面、边侧的保护层利用垫块来保证。主筋、箍筋间距要依据图纸要求进行。焊接时焊接处焊渣要敲掉方能进行绑扎、安装。同时要注意预埋件的设置。
4、立模
墩柱模板由于采用定型钢模板,用吊机吊装后,要检查其中定位垂直度,为控
制其中心位置,可在立柱钢筋底部先对模板定位,垂直度用吊锤检查。
盖梁模板运至现场后,在现场先将底模吊至工字钢上,注意接缝及模板两边与中心轴线的距离,再安装边模板,吊装前涂刷脱模剂,然后用吊车按顺序将各边模板吊起进行整体拼装,为保证模板的整体稳定,模板整体拼装后,安装加劲和对拉螺杆,外用拉锚固定盖梁、台帽整体位置,拼装模板时还应注意保证拼缝的密封性和钢筋骨架的保护层,防止漏浆和露筋。台帽背墙模板应特别注意纵向支撑或拉条的刚度,防止灌注混凝土时鼓肚,侵占梁端空隙。
5、砼浇筑及养护
浇筑混凝土前,应对支架、模板、钢筋和预埋件进行检查,符合设计要求后,方可进行砼浇注。模板内的杂物、积水和钢筋上的污垢应清理干净。模板如有缝隙,应用海绵或泡沫填塞严密。浇筑混凝土前,模板内面要涂刷脱模剂,砼浇注前检查混凝土的均匀性的坍落度,按设计要求控制坍落度。
混凝土应按一定的厚度、顺序、和方向分层浇筑。应在下层混凝土初凝或能重塑前浇筑完上层混凝土,分层应水平,分层厚度不宜超过30cm。墩柱浇筑时,砼自由下落高度一般不宜超过2m,以防发生离析。否则应通过串筒、溜槽等设施卸浇混凝土;
在每层混凝土浇筑过程中,随混凝土的灌入及时采用插入式振动棒振捣。振动棒振动移动间距不超过振动棒作用半径的1.5倍;振捣过程中,振动棒与模板间距保持5-10cm,并避免碰撞钢筋,不得直接或间接地通过钢筋施加振动。振捣上层混凝土时,振动棒应插入下层混凝土出现较大的气泡。对每一振动部位,必须振动到该部位混凝土密实为止。密实的标志是混凝土停止下沉、不再冒出气泡、表面呈现平坦、泛浆。
浇筑混凝土过程中,设专人检查支架、模板、钢筋和预埋件,当发现有松动、变形、移位时,应及时处理。
浇筑完毕时,要进行收浆,并及时向表面洒水养护(水质与拌和用水相同),洒水养护时间一般为7d。当承台与流动性地表水或地下水接触时,应采取防水措施,混凝土在浇筑后7d不受水的冲刷侵袭;混凝土强度达到2.5Mpa前,不得使其承受各种外加荷载。
6、拆模
混凝土浇筑完成后,待其强度达到规范要求后,拆除模板,拆除的模板必须立即进行清理和修整,涂上脱模剂,转到下个结构物施工。非承重侧模板在混凝土强度能保证拆模时不损坏表面及棱角,一般以混凝土强度达到2.5Mpa为准。承台拆除模板后基坑还必须及时进行回填,回填时保证基底无渗漏无积水,回填土必须符合要求。盖梁、台帽可先拆边模,底模须混凝土达到70%强度后方可拆除。
第九章 预应力空心板梁预制施工方案
上部结构主要包括预应力空心板梁预制、架设、桥面铺装、伸缩缝安装及人行道系施工等施工内容。施工工序为:
1、本工程预应力空心板梁预制场拟设在大桥东岸一侧滨江大道与下渡街之间的桥冻拆迁空地上。场地长约65m,宽约40m,共设置台座8个,台座顺桥轴向布置。
为了确保预制预应力空心板梁的施工质量,防止张拉过程中梁体自重引起台座的沉降,须对台座基础进行加固处理。测出30m板梁台座及其端头位,并采用扩大地基承载面积的办法,板梁端头部位基础尺寸均按1.5m×1.5m,挖1m深的基坑,其上摊铺碎石厚约30cm夯实,再浇筑70cm厚的钢筋混凝土。在经过处理的扩大基础上进行台座施工,台座两边设置硬质泡沫,严防漏浆。整个预制场地人武部用混凝土抹面,并设有纵横排水设施,预制场纵向主排水沟共两道,分别位于两龙门轨道外侧,横向排水沟共设7道,其与纵向排水沟相联,横向排水沟分别设在台座的两端和中部。
底座采用条型混凝土基础,其上铺8mm钢板作底模,其基本尺寸根据设计图纸确定。板梁预制场布置详见平面布置图。
2、板梁预制施工方案:
①施工准备:箱梁的施工准备主要包括预制场地的建设、龙门吊的安装、材料的储备及模板的加工等工作内容。
②施工工序流程:
③预制场建设:利用已填筑好的路基对施工场地进行TRANBBS规划,板梁的底座基础需进行处理且表面用混凝土摸平光滑,梁端部底座要进行加强处理。吊装用的龙门吊利用贝雷片拼装。
④模板加工:本大桥板梁用的外模板利用专业模板厂加工制作的组装式钢模,面板采用6mm钢板制作,一块模板面板应尽量减少焊接缝。面板水平加劲采用槽钢横竖加劲。加劲与面板之间采用间断焊缝,每段焊缝长度为5cm,焊缝厚度不小于6mm,面板采用刨光处理。内模利用活动式木模钉铁皮。模板使用前要检验模板的各部位的尺寸是否符合设计要求,并要注意模板表面的除污除锈工作。
⑤模板的拼装拆除:外模板的拼装、拆除利用简易小型龙门吊的电动葫芦进行作业,模板安装前,先安装钢筋骨架和端模板,再安装波纹管及两侧模板;在浇筑完底层砼后进行安装内模。拆卸时与安装顺序相同。模板安装应严格按放样进行,确保安装时位置准确,安装牢固。
为了保证模板的接缝光顺、不漏浆,采取措施如下:A、模板接缝处采用硬质泡沫衬垫并用打磨机打磨平整。B、每次拆模后均将模板表面清理干净,并涂抹机油,确保在下一次使用时不生锈。C、每次立模前先将模板表面清理干净,去除污垢、不洁物或铁锈(如有),涂上适量脱模剂后方可立模。
⑥钢筋制作与安装:使用的钢筋需有出厂合格证明并经过试验室抽检合格,钢筋的存放必须分批分类并要有防雨水等的侵蚀措施。钢筋的制作在建好的钢筋施工棚内集中进行,制作好的半成品及成品钢筋应分类堆放。钢筋制作与安装应注意避免在结构的最大应力处设置接头,并应可能使接头交错排列,接头间距相互错开的距离大于50cm,焊接点与弯曲处的间距应大于10d(d为钢筋直径),除去焊接时存留的焊渣,焊缝长度符合规范要求(即双面焊为5d,单面焊为10d)。
⑦钢绞线安装(穿束)
◆钢筋绑扎时要注意将波纹管绑扎定位在钢筋结构上,波纹管的定位一定要按照施工图纸要求进行,施工时注意波纹管的定位钢筋应稳固准确,同时波纹管的接头应密封严密,避免砼浇注时有水泥浆渗漏堵塞波纹管。如绑扎波纹管时波纹管的位置与钢筋发生冲突时适当挪移钢筋的位置。
◆使用的钢绞线及锚夹具要有出厂合格证,运至现场后,亦应通过试验(按规范要求分批进行)合格后方可使用。钢绞线下料用砂轮切割机切割,钢绞线长度应严格按照图纸尺寸下料,钢绞线应分根梳理顺直,避免有缠绞扭麻等现象。穿钢绞线前要检查孔道内是否畅通、无水及其它杂物,注意避免划伤波纹管。在钢绞线装入管道后,管道端部开口应密封。