立交工程桥梁上部结构主要施工技术措施

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1、立交工程桥梁上部结构立交工程桥梁上部结构1、设计概况1、设计概况本标段高架桥及匝道桥上部均为现浇箱梁,共 28 联,其中:23 联为预应力砼连续箱梁,5 联为普通钢筋砼连续箱梁。高架桥标准断面宽度为 26.0 米,梁高 1.8;定向匝道桥及两匝道合并段为双车道宽度为 9.0 米,单车道匝道桥宽度为 8.0 米,梁高 1.6 米。砼共计 32651.6m3。2、施工方案2、施工方案施工时以一联为单元进行流水作业,按着先底板、腹板后顶板的施工顺序分两次组织施工。支架采用碗扣式钢管搭设,底模和侧模采用优质竹胶模板,内模采用组合钢模板或木制多层板。板缝要平整、纵横成直线,确保箱梁外观质量。混凝土采用商

2、品混凝土,使用混凝土泵车灌注,插入式振动器振捣。3、施工工艺3、施工工艺后张法预应力混凝土连续箱梁施工工艺见图 4-4,普通钢筋混凝土连续箱梁施工工艺见图 4-5。4、施工方法4、施工方法(1)拼装碗扣式支架(1)拼装碗扣式支架a、地基加固a、地基加固在搭设支架前,需要对原地面和已经被破坏的旧路面进行处理。支架基础必须进行碾压密实,地基平整时做成 2%单面坡,在低的一侧挖排水沟,以利下雨时排水,避免雨水浸泡地基。个别地段进行换填灰土或碎石,保证其足够的地基承载力。支撑柱承载力较大,而与地基接触面积小对地基要求较高,用枕木扩大基础,按现场的地质情况及承载力的大小定。在扩大基础上放支架底座并联成整

3、体。b、拼装支架b、拼装支架碗扣式支架按拼装图进行拼装,支架的纵横向间距均采用 6090cm,高度按每 120cm 布置横杆,并用斜拉杆将整个支架连成整体。支架按一联架设,并在本联箱梁浇筑期间完成下一联的支架架设和底模安装,以形成流水作业,加快施工进度。为保证支架有足够的承载力和稳定性,支架的承载力安全系数应大于1.5,稳定性安全系数大于 1.8,地面铺设一层 15cm20cm 方木,上立碗扣件;碗扣件顶面铺设纵横两层方木,主梁方木尺寸为 15cm10cm,次梁方木尺寸为10cm8cm;方木之间用钉或螺杆连接成整体,调节顶部的可调 U 型支撑,以满足设计标高的要求。跨越河流使采用工字钢或军用梁

4、通过;在交叉十字路口和三叉路口处施工连续梁时,搭设支架要留交通通道,保证当地居民和施工车辆能够通行。见图 4-6 交叉路口交通通道与导流图。(2)支架预压试验(2)支架预压试验考虑梁体自重、地面下沉及支架的弹性和非弹性变形等因素影响,按设计要求对支架进行预压。预压采用砂袋(或水袋)预压,预压重量按现浇箱梁自重的 100%(根据设计要求进行),预压时间根据地质情况、梁体重量、支架类型等进行现场预压试验后确定。(3)永久支座的安装及注意事项(3)永久支座的安装及注意事项永久支座安装前对支座垫石进行检查,支座安装标高按设计要求控制,并控制两个方向的四角高差不得大于 2mm,以保证平面两个方向的水平;

5、在安装前全面检查支座,查看零件有无丢失、损坏,橡胶块与底盆间有无压缩空气等。活动支座安装前用丙酮或酒精仔细擦洗各相对滑移面,擦净后在四氟板的油槽内注满“285#硅脂”润滑剂,并注意保持清洁。支座的其它部件也擦洗干净;支座上、下各部件纵横向对中,当安装温度与设计温度不同时,活动支座上、下各部件错开的距离与计算值相等;安装纵向活动支座时,其上下座板的导向档块保持平行,交叉角不得大于 5,否则将影响位移性能;安装时,支座顺桥中心线与主梁中心线重合或平行;支座与桥梁上下部的连接按设计要求采用焊接或地脚螺栓连接;支座处梁底调平垫块现浇时模板与底模连接紧密不漏浆。(4)现浇箱梁模板设计与安装(4)现浇箱梁

6、模板设计与安装底模和侧模采用优质竹胶模板。板缝要平整、纵横成直线,确保箱梁外观质量。根据支架预压的弹性变形值设置预拱度;模板应有足够的强度、刚度及稳定性,确保梁体各部分结构尺寸及预埋件位置准确,模板在使用前,将表面洗刷干净;安装模板时先安装底模,再安装侧模,底模与侧模连接紧密,不得有错台,侧模依靠外支撑加固,不设拉杆。梁底调整纵横坡的垫块模板位置应正确,尺寸合格。连接处严密,以防漏浆,安装端模时将波纹管逐根入内,安装完成后,应检查波纹管是否处于正确位置;箱梁中的各种预埋件应在模板安装时一并埋设,并采取可靠的稳固措施,确保安装位置准确;内模根据其截面形式,采用组合钢模板或木制多层板,便于拆除,使

7、用经济;模板安装完毕后,将各处支撑检查一遍,同时检查整体模板的长、宽、高等尺寸是否符合设计要求,不符合规定者,应及时调整,模板安装完成后,会同监理对模板进行验收,验收标准见表 4-4。模板安装尺寸允许误差表 模板安装尺寸允许误差表 表 4-4 表 4-4序号检查项目允许误差(mm)检查方法1模板全长1030m 钢卷尺测量2模底每米高低差2用 100cm 水平尺3模板高度5钢尺量4底板厚度+10、0经纬仪定中线查5上缘(桥面板)内外偏离设计位置+10、5钢尺量6模板垂直度(每米)3吊线坠测量7腹板、顶板厚度+10、5钢尺量(5)钢筋及钢绞线加工与安装(5)钢筋及钢绞线加工与安装普通钢筋及钢绞线加

8、工时抓住以下环节:钢绞线与钢材的试验(物理试验与化学试验);钢材和钢绞线严格下料尺寸;钢筋焊接严把质量关;钢筋按图加工成平面和立体骨架。a、钢筋安装a、钢筋安装预应力钢筋混凝土箱梁中普通钢筋既有受力筋又有架立钢筋,形状复杂,数量多,首先将普通钢筋制成平面或立体骨架,骨架在模具上制做,焊接牢固,主筋骨架之间、骨架与斜筋之间采用双面焊,焊缝长度不小于设计要求的钢筋直径的 5 倍,以免在吊装过程中变形。钢筋下料:钢材进场后须进行原材料复试,合格后方可使用,按设计图纸及施工规范加工钢筋,各种型号的钢筋应分类堆整齐,钢筋加工要求见表 4-5。绑扎钢筋:按设计图纸绑扎钢筋,钢筋接头应采用闪光对焊和搭接焊,

9、闪光对焊的有关要求按照钢筋焊接及验收规程JTJ18-96 的规定执行。钢筋的绑扎应符合以下规定:钢筋骨架制作及安装容许误差表 钢筋骨架制作及安装容许误差表 表 4-5表 4-5序号项目容许误差(mm)1受力钢筋顺长度方向全长的净尺寸202弯起钢筋的位置 203箍筋内边距离尺寸差5钢筋的交叉点应用铁丝绑扎结实,必要时,也可用点焊焊牢;除设计的特殊规定者外,梁中的箍筋应与主筋垂直;箍筋的未端应向内弯曲,箍筋转角与钢筋的交接点均应绑扎牢;箍筋的接头(弯钩迭合处)、在梁中应沿纵向后方向交叉布置;绑扎用的铁丝要向里弯,不得伸向保护层内;绑扎腹板钢筋时应按设计要求埋设有关的预埋件,预埋件不得遗漏、错位。在

10、腹板和底板处分别预留通风孔和泄水孔,预留孔位采用 10cm 塑料管,塑料管用限位筋固定,以防浇筑砼时移位。钢筋的绑扎允许偏差见表 4-6。钢筋绑扎要求表钢筋绑扎要求表 表 4-6 表 4-6序号项目要求(mm)1桥面主筋 间距与设计位置偏差(拼装后检查)152箍筋间距偏差153腹板箍筋 的不垂直度(偏离垂直位置)154钢筋保护与设计位置偏差值55其他钢筋偏移20b、分层测量、画线、绑扎,焊钢束定位筋b、分层测量、画线、绑扎,焊钢束定位筋普通钢筋绑扎成骨架后,根据各预应力钢束的座标和曲线要素,首先在骨架的箍筋上测量画线,并点焊定位筋,然后在定位筋上绑扎钢束的导向筋。c、分层分束绑扎波纹管c、分层

11、分束绑扎波纹管本标段预应力钢束孔道采用预埋波纹管成孔,金属波纹管自制或外购,并应具有足够的强度和刚度,经过水密性检验合格。波纹管的长度一般为 810m,在现场用接头波纹管将各段波纹管联接起来。波纹管的接长采用内径比通长波纹管外径大 5mm 的波纹管进行套接,接缝处用封口纸包裹 23 层,长度不小于20cm,防止漏浆。根据设计图纸中提供的预应力管道坐标,放出波纹管的位置控制点;梁体钢筋骨架与定位网片绑扎好后,将波纹管穿入定位网片的设计位置并确保其定位准确(定位网片沿桥向每 50mm 设置一道),在任何方向的偏差在距跨中 4m 范围内不得大于 4mm,其他部位不得大于 6mm,并经检查校正后予以固

12、定,确保在混凝土浇注过程中波纹管不上浮、不压弯、不左右移动。拐点处要保证定位准确,形状圆滑,线形顺畅。波纹管与钢筋有冲突的地方,可适当移动钢筋的位置;固定锚具、预留排气孔:按设计图纸上的要求,安装锚垫板与螺旋筋,锚垫板与端头模板要固定牢靠,并注意端头锚垫板与波纹管中心必须垂直,波纹管与锚垫板的连接处用绞带密封,以防止浇筑混凝土过程中砂浆进入波纹管与锚垫板内,排气孔与波纹管连接处用绞带密封;波纹管防堵塞措施:浇注混凝土前,在孔道内穿入清孔器,在混凝土浇注中来回拉动清孔器检查,混凝土初凝后,再次检查,必要时可用压力水冲洗,以确保孔道畅通。d、分层、分号进行钢束编束和穿束d、分层、分号进行钢束编束和

13、穿束钢绞线采用24.15j高强度、低松弛预应力钢绞线,标准强度为 Ryb=1860Mpa,EP=1.95106MPa,锚具、锚垫板等均采用配套系列。钢绞线下料时根据设计要求的孔道长度、张拉端工作长度和锚固长度下料,然后进行编束,施工时注意以下问题:锚具采用设计规定的锚具。钢绞线有出厂合格证,并分批验收,每批不大于 60t。钢绞线束进场后须经复试合格后方可使用。钢绞线表面必须无锈、油垢等杂质,表面不得有划痕,不能有断丝,钢绞线束下料时要注意安全。钢绞线下料:钢绞线在平整、无水、清洁的场地下料,下料长度等于孔道净长加构件两端张拉长度,下料时钢绞线的一端先用铁丝扎紧,用砂轮机切割,切口必须平整,线头

14、不散。编束:编束时必须使纲绞线相互平行,确保顺直,不得扭转,绑束时要使一端平直向另一端进行,每1.5m 用铁丝捆扎一道(铁丝接头要弯向钢铰线束内,以免穿束时钩住波纹管),绑束完毕后按设计钢束编号堆放,防止错拿。穿束:穿束在浇筑混凝土后、张拉前进行,钢绞线端头做成锥形,防止在穿束过程中钢绞线划破波纹管而造成孔道堵塞。钢绞线穿束采用卷扬机牵引。穿束前应核对孔道及编号、钢束编号和钢束长度是否符合设计要求。穿束时先用一根钢丝绳穿过钢束孔道,再将钢丝绳与钢铰线用夹具夹牢后,用卷扬机将钢束从一端向另一端牵引。也可采用在钢束端部留长一根钢铰线,钎焊封头后,将此钢铰线与钢丝绳连接,进行牵引。e、安设钢束灌浆孔

15、和排气孔e、安设钢束灌浆孔和排气孔当预应力钢束就位后,在每一钢束的两端处安设灌浆孔,在每一钢束曲线最高处安设排气孔。f、安设钢束的锚垫板和钢筋网f、安设钢束的锚垫板和钢筋网为了提高锚下混凝土的抗压强度,在设置螺旋筋的部位设 36 层钢筋网予以加强。绑焊箱梁顶板钢筋注意以下问题:在设置进人孔的位置作好加强筋的预埋和结构钢筋的接茬布置。桥面防撞护拦等预埋钢筋的插接按设计要求,不能漏埋漏设。(6)箱梁混凝土的浇筑(6)箱梁混凝土的浇筑混凝土采用商品混凝土,混凝土的配合比通过试验确定,其各项性能指标要能满足设计及施工规范要求,在拌和时,应按理论配合比换算成施工配合比,计算每盘混凝土的实际需要的各种材料

16、量,水、水泥、外加剂的用量准确到1,粗细骨料的用量准确到2(以质量计)。减水剂采用粉剂型,在施工前 1418 小时预先配制成所需浓度的溶液,粉剂在溶液中得以全部溶解均匀,不得有沉淀或结块,为了充分发挥减水剂的作用,在拌合时溶液用后添法。在浇筑砼前,对钢筋、模板进行验收,检查时特别注意波纹管、预埋件的位置,以及波纹管表面是否有孔洞,如有孔洞必须用绞带密封,以防浇筑砼时砂浆漏进波绞管内,检查合格后报监理工程师检查,监理工程师检查合格后方可浇筑砼。a、底、腹板砼的浇注a、底、腹板砼的浇注使用 2 台砼输送泵车泵送砼入模,备用 1 台。水平斜向分层灌注,分层厚度保持在 30cm,一联纵向一次灌注完成。

17、纵向分两个工作班前后同时作业,砼上下层同时灌注,上层的前端距下层的前端在 2m 左右,且不小于 1.5m。用插入式振动棒振捣,振动棒步点要均匀,逐步振捣,且不能碰撞波纹管以免波纹管捅破漏浆,也不能碰撞模板。由于一次浇注量大,持续工作时间长,捣固手连续工作不应超过 6h。防止因劳动强度大造成疲劳,出现过振或漏捣。b、顶板砼的浇注b、顶板砼的浇注施工使用 2 台砼输送泵车浇注,备用 1 台。由于顶板厚度薄面积大,组织 4个捣固班组,每组 4 人。每组 2 根捣固棒一台平板式振捣器。抹面组由 8 人组成,分 4 个作业点,每点 2 人同时作业。安排砼运输罐车数量时,要充分考虑途中塞车影响。发电机始终

18、处于良好工作状态。c、养护c、养护砼浇注完成 23h 后即用塑料薄膜覆盖,并往塑料薄膜内浇水,要派专人24h 间断浇水覆盖,特别是浇注后前 3 天,更要加强养护。养护时间不少于 7 天。(7)预应力的张拉(7)预应力的张拉工艺流程:施工准备设置张拉平台穿钢绞线束清理锚垫板及波纹管内杂物安装工具锚、千斤顶、工作锚张拉、记录测量数据回油、张拉结束检查滑丝情况。a、预应力材料a、预应力材料预应力钢绞线采用标准型强度级别为MPaRby1860、公称直径为 15.24 高强度低松弛钢绞线,其技术性能指标应符合“预应力混凝土用钢绞线”(ASTM A416/A416M-1998)的规定。b、锚具b、锚具锚具

19、采用 OVM 系列锚具。锚具进场后要严格进行检验,其技术性能指标必须符合“预应力用锚具、夹具和连接器”(GB/T14370-93)的有关规定,并经检验合格后方可使用。c、预应力设备c、预应力设备预应力张拉设备包括压力表、张拉千斤顶、油管、油泵、拌浆机、压浆机及工具锚夹具等。d、油表的校正与千斤顶的标定d、油表的校正与千斤顶的标定压力表、张拉千斤顶等计量设备,按规定定期检查并建立卡片备查。压力表选用防震型,表面最大读数为纵向 100Mpa,精度 1.5 级;校验的有效范围为一周。张拉千斤顶的摩擦阻力不大于张拉吨位的 5%。并建立油压力与千斤顶张拉 P-N 标定曲线。千斤顶的标定方法:顶压法(纵向

20、、横向和部分竖向千斤顶)标定时千斤顶主动供油,压力机处于被动受力状态,由压力机的读盘上读出千斤顶的顶力,并记录顶力和千斤顶油表读数,连续进行两次,取两次的平均值得出 N-PA 曲线,千斤顶的磨阻符合规范要求。同时在标定时直接标定张拉的吨位和油表的读数,现场直接查用。N-PA 曲线作为千斤顶个别情况下使用依据。标定频数:在下列情况下进行千斤顶标定:出厂后初次使用前;张拉完一个悬臂梁段且不超过 100 束预应力筋;检验后经过一个月;千斤顶经过拆开检修后;震动、损伤呈油压锐减及其他异常情况。油表校正:使用超过一个月或张拉完 100 束预应力筋或在使用中发现超过允许误差或发生故障检修后。在运输、存放和

21、使用过程中应防止日晒、受潮和震动,否则须校正。e、施工准备e、施工准备当砼强度达到 100%设计强度时,且砼龄期不少于 14 天后在进行张拉,张拉时两端同时对称进行。孔道的位置是否正确,灌浆孔和排气孔是否满足施工要求,孔道内是否畅通,有无水份和杂物,锚具、垫板接触板面的焊渣,混凝土残渣等要清理干净。张拉前,对张拉的操作人员进行有关的技术培训。f、张拉f、张拉工艺流程:安装锚具、千斤顶初张拉至初始应力 20%K量测初始伸长值张拉至 100K(持荷 2min)量测伸长值并记录比较实侧伸长值与理论伸长值回油、退出千斤顶检查断丝、滑丝情况。其施工工艺流程见图 4-7。张拉采用两端张拉,如设计另有特殊规

22、定时按设计文件为准,张拉的顺序按设计文件办理。按每束根数与相应的锚具配套,带好夹片,将钢绞线从千斤顶中心穿过,张拉时当钢绞线初始应力达到 20%K时停止供油,检查夹片情况完好后画线作标记,向千斤顶油缸供油对钢绞线进行张拉,张拉时实行张拉力与伸长值双控。以油表读数为主,以伸长值加以校核,实际伸长值与理论伸长值相差应控制在6,否则应暂停张拉,待查明原因并采取措施加以调整后再继续张拉。伸长值可按下式计算:gEAlpLy其中:klePPkl1式中:L预应力筋的理论伸长值 cm;P预应力筋的平均张拉力 N;L从张拉端至计算截面孔道长度 cm;Ay预应力筋截面面积 mm2;Eg预应力筋的弹性模量 MPa;

23、p预应力筋张拉端的张拉力 N;从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和 rad;k孔道每米局部偏差对摩擦的系数;预应力筋对孔道壁的摩擦系数;张拉时两端应对称同步进行,由于每联较长,两端采用无线电对讲机联络,以便做到操作协调一致。具体操作时每隔 5MPa 应核对一次使两端的张拉油压差控制在 5MPa 内。张拉束长,千斤顶张拉行程不足,应分级张拉,并作好每级张拉的伸长值,便于总伸长量的计算。当到达张拉吨位后持荷 2 分钟,测量伸长值加以校核。锚固时先锚固一端,再锚固另一端。若锚固另一端时油压读数降低,则将压力补足后再锚固。张拉结束,锚固后,检查断丝,滑丝情况,断丝、滑丝不得超过钢丝总数的 0.

24、5,且一束内断丝不得超过一丝,也不得在同一侧。在进行第一联张拉时需对管道摩阻损失及锚圈口摩阻损失实际测定,根据实测结果对张拉控制应力作适当调整,确保有效应力值。g、张拉施工注意事项g、张拉施工注意事项千斤顶在进行张拉时加荷及卸荷必须平稳、均匀、缓慢、安全。采用伸长值与预应力双控。张拉力以千斤顶标定为主,伸长值与设计值的误差在+6到-6之间。当超出此范围后应停止张拉进行原因分析。整个张拉过程应随时注意避免滑丝和断丝现象发生。了解孔道在整个施工过程中的状况,与伸长值进行比较做特定分析。张拉过程中注意安全,千斤顶前后不能站人,防止张拉意外事故时伤人。h、滑丝与断丝的处理h、滑丝与断丝的处理预应力钢绞

25、线每束滑丝与断丝不超过 1 丝,且每个断面断丝之和不超过该断面钢丝总数的 0.5%。超过该规定采取以下措施处理:核对楔片外露面、钢绞线回缩量记录、核对伸长值张拉准备安装工作锚安装千斤顶安装工具锚0.2kk持荷 2 分钟顶锚、卸载回程、割断多余钢绞线清洗孔道压浆记录、核对伸长值记录伸长值记录、核对伸长值图 4-7 钢绞线张拉施工工艺流程图图 4-7 钢绞线张拉施工工艺流程图钢绞线放松。将千斤顶按张拉状态装好,并将钢丝在夹盘内楔紧。一端张拉,当钢丝受力伸长时,锚塞销被带出。这时立即用钢钎锚塞螺纹。然后主缸缓慢回油,钢丝内缩,锚塞因被卡住而不能与钢丝同时内缩。主缸再进油,张拉钢丝,锚塞又被带出。再用

26、钢钎卡住,并使主缸回油,如此反复进行至锚塞退出为止。然后拉出钢丝束更换新的钢丝束和锚具。单根滑丝单根补拉。将滑进的钢丝楔紧在卡盘上,张拉达到应力后顶压楔紧。人工滑丝放松钢丝束。安装好千斤顶并楔紧各根钢丝。在钢丝束的一端张拉到钢丝的控制应力仍不能拉出锚塞时,打掉一个千斤顶卡盘上的钢丝楔子,迫使 12 根钢丝产生抽丝。这时锚塞与锚圈的锚固力就减小了,再次拉锚塞就较易拉出。(8)压浆施工(8)压浆施工孔道压浆是为了保护钢铰线以免生锈、松弛,并通过水泥浆使钢铰线与孔道粘结、填充梁体结构的整体性。张拉完毕后及时压浆,最迟不得超过三天,以免预应力筋生锈或松弛。露出锚具外部多余的预应力筋需割切,预应力筋割切

27、后的余留长度,不宜小于 30mm,并保证钢绞线端头混凝土保护层厚度不小于 20mm。孔道在压浆前应用压力水冲冼,以排除孔内粉渣等杂物,保证孔道通畅。水泥浆配合比,通过试验确定,其各项性能指标应符合设计及施工规范要求,水泥浆中不得掺入氯化物或其它对预应力钢筋有腐蚀作用的外加剂,水灰比不得超出 0.4,泌水量控制在 2内,压浆时的压力宜为 0.60.7Mpa。压浆用 42.5级水泥,水泥应用 40 孔/m2以上的筛子筛选,随筛随用。水泥浆的拌制在压浆机的搅拌桶内进行,先加水再加水泥,水泥浆的调制到压入管道的间隔时间不得超过40 分钟。压浆用活塞式灰浆泵进行,压浆从孔道一端向另一端压注。压力从低到高

28、(0.7MPa),浆液流入速度不宜过快,以保持在 6-12m/min,并连续进行到从另一端注浆孔中流出的水泥浆内无气泡,且与压入的水泥浆具有同样的稠度然后用木铮铮紧注浆孔。孔道压浆每次一束,按顺序依次进行压浆,中途不得停顿,以免堵孔。压浆中如发生故障,应立即用压力水冲洗孔道,重压。压浆过程中应及时检查临近管道是否出现窜浆、漏浆等情况,一旦出现应及时采取措施妥善处理,以免堵塞管道。水泥浆在使用前和压注过程中应经常搅动,以防流动度降低。(9)模板与支架拆除(9)模板与支架拆除a、拆内模a、拆内模内模应在混凝土强度达到设计强度 85%后,在预应力施加前拆除。待箱梁张拉完毕,将箱内清理干净,封闭进人孔。b、拆侧模b、拆侧模侧模应在混凝土强度达到设计强度 85%,在预应力施加前拆除,能保证其表面及棱角不因拆模受损。c、拆支架及底模c、拆支架及底模混凝土张拉及压浆完毕后,压浆强度达到设计强度的 90%,即可拆除支架、底模。拆除支架时,必须从跨中对称往两边拆,支架的拆除分为两次进行,先从跨中对称往两边松动全部支架,再对称从跨中往两边拆,以防止拆架产生过大的瞬时荷载引起不应有的施工裂缝,影响桥梁的使用寿命。拆除碗扣式支架时,按上述顺序先去掉楔型木,然后松动顶部系杆,取下楔木、模板,再拆除支架。

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