薄壁空心墩施工专项方案.docx
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薄壁空心墩施工专项方案
薄壁空心墩施工专项方案
惠兴高速惠水至镇宁段第X合同段
编制:
复核:
审核:
中铁X局股份有限公司
惠兴高速惠水至镇宁段第X合同段项目经理部
二O一一年八月
1
一、编制依据.......................................................3二、工程概况.......................................................3三、施工进度安排...................................................4四、高墩结构形式...................................................5五、资源配置.......................................................6
1、施工机械配置................................................6
2、劳动力配置..................................................6
3、模板及塔吊配置..............................................7六、高墩施工方案...................................................8
(一)空心薄壁墩施工方案(注意预埋盖梁搭设平台的PVC管):
.....8
(二)悬臂模板施工设计说明...................................10
(三)检查通道...............................................16
(四)高墩垂直度、基础沉降变形及墩顶标高参数监测.............16
(五)高墩施工控制测量方案...................................17
1、影响高墩施工测量控制的主要因素..........................17
2、针对高墩测量的影响因素,控制测量时采取的措施............17
3、高墩施工控制测量方案....................................18七、安全保证措施..................................................23
(一)塔吊安装及拆除.........................................23
(二)悬臂模板安全保证措施...................................25
三)高空作业安全保证措施...................................26(
2
高墩施工一级专项方案一、编制依据
1、贵州省从江至兴义高速公路惠水至兴仁段两阶段施工图设计
2、《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)
3、《钢筋机械连接通用技术规程》(JGJ107-2003)
4、《公路工程水泥混凝土试验规程》(JTGE30-2005)
JGJ18-2003)5、《钢筋焊接及验收规范》(
6、《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1-2004)二、工程概况
1、工程概述
本合同段承担桥梁工程包括:
特大桥3180m/2座,大桥1397m/3座,中桥44m/1座,55+100+55m刚构连续梁2座。
分别为弄林特大桥和红纳河特大桥刚构连续主墩4个,其余墩总数量为195个,高墩(大于80m)设计为薄壁空心墩。
具体规格详见下表1。
墩柱数量统计表
名称规格(m)数量
空心薄壁墩6.5×3.51
空心薄壁墩6.5×4.02
空心薄壁墩10×68
2、地质条件
线路地表多为残坡积碎石土、亚粘土覆盖,厚度一般大于2m,局部沟底可见岩石出露,基岩为变质粉砂岩、板岩,较破碎,埋藏较浅。
本路段地面自然横坡陡峭,沿线出露地层古老,岩石风化强烈且
3
破碎,裂隙发育。
施工便道、路基土石方及桥梁基坑开挖应注意支护,防止边坡垮塌危及安全。
3、气象及水文
沿线属亚热带温暖湿润的季风气候。
年平均气温15.8?
,极端最高35.4?
,极端最低-6.6?
,年均总日照1508小时,年均降水1378.9mm,无霜期大于290天。
区域内地表水系红水红河系,其中红纳河具有典型的山区性河流特点,流量随季节变化明显,夏季流量大,冬季流量小,多呈“V”型冲沟,由于地形较陡,溪水暴涨暴落。
4、质量、安全目标及工期要求
合格率100%,优良率90%以上,无重大安全事故发生,工期914天,开工日期2010年9月9日,于2013年3月11日交工。
三、施工进度安排
针对本合同段方实心墩和空心薄壁墩占桥墩主体,且多为高墩,最大墩高达到95m,故高墩墩身施工周期直接影响整个桥梁下构工期安排,根据各桥具体情况(空心薄壁墩4.5m/7d),因本方案属于高墩一级专项施工方案(80m<墩高),现将该墩高范围内高墩施工周期作如下安排:
桥梁施工工期安排基础数据表
墩柱参数墩柱施工周期桥墩柱施工墩号设计墩名类型尺寸墩柱开始日期墩柱完成日期周期高(m)(天)
左弄2011/11/1325主墩10×6.084.32011/7/10127幅林
右特2011/11/1425主墩10×6.084.72011/7/10128幅大
桥2011/12/9左26主墩10×6.094.82011/7/20143
4
幅
右2011/12/1026主墩10×6.095.22011/7/20143幅
右2011/12/227空心薄壁墩6.5×4.086.52011/7/25130幅
右2011/11/2828空心薄壁墩6.5×4.084.32011/7/25127幅
坝
雨左2011/12/2514空心薄壁墩6.5×3.581.72011/8/25123大幅
桥
左2011/12/74主墩10×6.086.72011/7/30131幅红
右纳2011/12/74主墩10×6.086.72011/7/30131幅河
特左2011/12/245主墩10×6.086.72011/8/16131大幅
桥右2011/12/245主墩10×6.086.72011/8/16131幅
四、高墩结构形式
空心薄壁墩三种,外形尺寸分别为6.5×3.5m、6.5×4.0m、10×6m,高墩结
构示意图如下:
5
空心薄壁墩(6.5×3.5/4.0m)结构形式示意图(80m 空心薄壁墩(10×6m)结构形式截面示意图(80m 1、施工机械配置 施工机械配置表 序号设备名称型号单位数量11#拌和站HZS90型组222#拌和站HZS60型组1 33混凝土搅拌运输车沃尔沃10m台104汽车吊QY-25台25汽车泵三一重工37m台16混凝土输送泵HBT-80D台47塔吊QTZ6013/QTZ5013台68发电机350KW/250KW台29钢筋加工设备套210自卸汽车SX3254BM294台22、劳动力配置 6 针对目前实际施工情况及总体目标工期要求,劳动力计划见下表: 劳动力配置计划表 序号工种名称配置人数备注 1钢筋工402个钢筋加工场及现场 2砼工403个桥梁下构班组 3模板工403个桥梁下构班组 246台塔吊司机及2台吊车司机等4起重工 5技术员2弄林、红纳河特大桥 6领工员2弄林、坝雨、红纳河大桥 7模板售后服务2悬臂模板 合计150 3、模板及塔吊配置 本合同针对墩高大于35m墩柱采用塔吊施工,按照2个墩位配置1台塔吊和1台输送泵,主墩每个墩位均配置塔吊,墩高<50m采用汽车泵进行浇注砼。 主墩均采用QTZ6013塔吊,其余墩柱采用QTZ5013塔吊;其次,根据架梁工期对高墩进行模板配置,项目主要采用翻模和悬臂模板两种类型,针对悬臂模板较重,操作不便,但循环较快,故塔吊配置墩位相应采用悬臂模板,相邻墩位则采用重量较轻的翻模,具体塔吊及模板配置墩位见下表: 布置位塔吊高度桥名部位墩高(m)墩柱类型塔吊规格置(m) 左84.30弄林幅特大25#墩空心薄壁墩25#墩QTZ6013105 右桥84.70幅 7 左87.80幅26#墩26#墩QTZ6013105右88.20幅空心薄壁墩右27#墩86.50幅27#墩QTZ501395右28#墩84.34幅 左82.71幅4#墩空心薄壁墩4#墩QTZ601395右82.71红纳幅河特左大桥84.71幅5#墩空心薄壁墩5#墩QTZ601395右84.71幅 六、高墩施工方案 (一)空心薄壁墩施工方案(注意预埋盖梁搭设平台的PVC管): 1、空心薄壁墩采用翻模和悬臂模板施工,具体施工流程如下: 翻模施工同方实心墩施工工艺,针对悬臂模板施工,第一次浇筑砼时,模板立于承台上,根据测量放样确定墩柱四个角点,然后关模调平,用对拉螺栓加固模板。 埋件板、高强螺杆和爬锥为螺纹连接,注意高强螺杆上的警示线应旋入爬锥和埋件板内。 浇筑前,埋件通过M30的定位螺栓固定在面板上,浇筑完成后,根据定位螺栓的位置在面板上打孔。 拆除模板及架体,清理模板表面杂物,吊装爬架,按设计图纸将爬架挂在相应的埋件点上,通过可调斜撑调整模板的垂直度,通过后移装置将模板下沿与上次浇筑完成的混凝土结构面顶紧,确保不漏浆、不错台。 第二次及以后的浇筑,埋件通过M30的安装螺栓与面板固定在一起。 砼浇筑后,卸下M30定位螺栓,将模板调离位 8 置,将埋件支座、受力螺栓安装在爬锥上。 将模板吊装就位,安装三脚架,架体卡在支座上,插上安全销。 见附图: 1、《架体提升流程图》 2、《架体埋件安装流程图》 3、《混凝土浇筑步骤图》 2、钢筋加工及安装 (1)、墩身钢筋的预埋 承台钢筋施工完毕后,墩身钢筋测量放线,准确按照设计长度预埋墩身主筋,外露出承台或系梁部分注意错开35d长度,并点焊牢固,防止砼浇注过程中移位;同时放出墩身模板边缘位置,注意模板拉杆位置不与主筋重合冲突。 外露部分加工好丝头并用塑料帽或连接套筒保护。 同时按设计图预埋Φ28和Φ20主筋深入承台150cm或200cm,预埋? 100×100×10角钢劲性骨架入承台100cm,设置在墩身主筋内侧。 (2)、墩身钢筋加工安装 钢筋在加工前,首先将钢筋表面油渍、漆皮、鳞锈等清除干净,对弯曲变形的钢筋进行调直。 箍筋依据图纸设计进行下料,在钢筋加工棚内弯制加工,并按图纸钢筋编号对钢筋分类编号存放。 钢筋采用塔吊运至墩顶,按照直螺纹连接工艺要求加工好丝头。 在钢筋的绑扎中,钢筋的交叉点用扎丝绑扎牢固,每隔1米点焊1根,其上铺设竹跳板,方便人员操作。 为保证保护层厚度,在钢筋与模板间设置垫块(建议使用塑料垫块)。 钢筋施工中,注意塔机、钢结构旋转爬梯预埋件的预留。 (3)、模板提升 悬臂模板施工时,落模时需要通过后移装置将模板向外滑出再起吊,滑出后再利用塔吊向上提升,再通过后移装置将模板下沿与上次 9 浇筑完成的混凝土结构面顶紧。 第二次及以后的浇筑,埋件通过M30的安装螺栓与面板固定在一起。 砼浇筑后,卸下M30定位螺栓,将模板调离位置,将埋件支座、受力螺栓安装在爬锥上。 将模板吊装就位,安装三脚架,架体卡在支座上,插上安全销。 重复以上操作至墩身浇筑完成。 (4)、混凝土浇筑 混凝土浇筑工艺及注意事项同方实心墩混凝土浇筑。 (二)悬臂模板施工设计说明 1、PJ200悬臂模板简介 模板具有结构合理,经济实用,标准化程度高等特点。 在单块模板中,胶合板与竖肋(木工字梁)采用自攻螺丝和地板钉连接,竖肋与横肋(双槽钢背楞)采用连接爪连接,在竖肋上两侧对称设置两个吊钩。 两块模板之间采用芯带连接,用芯带销固定,从而保证模板的整体性,使模板受力更加合理、可靠。 木梁直墙模板为装卸式模板,拼装方便,在一定的范围和程度上能拼装成各种大小的模板。 模板允许砼侧压力为60KN/M2。 2、PJ200模板的组成 PJ200悬臂模板主要由模板、主背楞、斜撑、后移装置、三角架、埋件系统、吊平台、挑架等组成。 10 3、模板计算书 (1)、编制依据 《建筑施工手册》第四版 《建筑施工计算手册》江正荣著 《建筑结构荷载规范》GB50009-2001《混凝土结构设计规范》GB50010-2002《钢结构设计规范》GB50017-2003等规范 (2)、侧压力计算 混凝土作用于模板的侧压力,根据测定,随混凝土的浇筑高度而增加,当浇筑高度达到某一临界时,侧压力就不再增加,此时的侧压力即位新浇筑混凝土的最大侧压力。 侧压力达到最大值的浇筑高度称为混凝土的有效压头。 通过理论和实践,可按下列二式计算,并取其 11 最小值: 1/2F,0.22,t,,Vc012 F,,Hc 式中F------新浇筑混凝土对模板的最大侧压力(KN/m2) γ------混凝土的重力密度(kN/m3)取25kN/m3c t------新浇混凝土的初凝时间(h),可按实测确定。 当缺乏0 实验资料时,可采用t=200/(T+15)计算;实测6h V------混凝土的浇灌速度(m/h);取2m/h H------混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度(m);取4.5m β1------外加剂影响修正系数,不掺外加剂时取1; β2------混凝土塌落度影响系数,当塌落度小于30mm时,取0.85;50—90mm时,取1;110—150mm时,取1.15。 1/2F,0.22,t,,Vc012 =0.22x25x6x1x1.15x21/2 =53.67kN/m2 F,,Hc =25x4.5=112.5kN/m2 取二者中的较小值,F=53.67kN/m2作为模板侧压力的标准值,并考虑倾倒混凝土产生的水平载荷标准值4kN/m2,分别取荷载分项系数1.2和1.4,则作用于模板的总荷载设计值为: q=53.67x1.2+4x1.4=70kN/m2 h,F,,7025,2.8mc有效压头高度: 12 (3)、模板计算 模板高度为4.65m,浇筑高度为4.50m,面板采用21mm进口板;竖向背楞采用木工字梁截面尺寸为80x200,最大间距为300mm;水平背楞采用双14号槽钢背楞,最大间距为1350mm。 1、面板验算 将面板视为支撑在木工字梁上的三跨连续梁计算,面板长度取板长2440mm,板宽度b=1000mm,面板为21mm厚进口板,木工字梁最大 l,300间距为mm。 强度验算 q,ql1作用在面板上的线荷载为: =70x1=70N/mm 2M,ql10max1面板最大弯矩: =(70x300x300)/10=0.63x106N•mm 12W,bh66面板的截面系数: =x1000x212=7.35x104mm3 ,MWfmaxm应力: =0.63x106/7.35x104=8.5N/mm2<=13N/mm2 故满足要求 fm其中: -木材抗弯强度设计值,取13N/mm2E-弹性模量,木材6.85x103N/mm2,钢材取2.1x105N/mm2? 挠度验算: 挠度验算采用标准荷载,同时不考虑振动荷载的作用,则线荷载为: q,F,1,53.67KN/m2 4,,ql150EI2面板挠度由式 44=53.67x300/(150x6.85x1000x77.2x10) =0.55mm<[ω]=300/400=0.75mm 故满足要求 13 344面板截面惯性矩: I=bh3/12=1000X21/12=77.2X10mm2、木工字梁验算: 木工字梁作为竖肋支承在横向背楞上,可作为支承在横向背楞上的连续梁计算,其跨距等于横向背楞的间距最大为L=1350mm。 q,ql3木工字梁上的线荷载为: =70x0.300=21N/mm F-混凝土的侧压力 l-木工字梁之间的水平距离 强度验算 12M,qLmax32610最大弯矩=0.1x21x1350=3.82x10N•mm 木工字梁截面系数: 11333342,,,,,,,,W,BH,B,bh,,80,200,80,30120,46.1,10mm6H1200 642,,MW,3.82,1046.1,10,8.29N/mmfmmax应力: <=13N/mm2满足要求 木工字梁截面惯性矩: 11333364,,,,,,,,I,BH,B,bh,80,200,80,30h,46.1,10mm1212? 挠度验算: 挠度验算采用标准荷载,同时不考虑振动荷载的作用,则线荷载为: q,F,0.3,16.1KN/m4 4,,ql150EI4木梁挠度由式 436=16.1x1350/(150x6.85x10x46.1x10) =1.13mm<[ω]=1350/400=3.375mm 故满足要求 3、槽钢背楞验算: 14 槽钢作为主背楞支承在对拉螺杆上,可作为支承在拉杆上的连续梁计算,其跨距等于对拉螺栓的间距最大为L1=1350mm。 ? 强度验算 q,70,0.3,1.35,28.35KN5木梁作用在槽钢上的集中荷载为: M,0.175qLmax51最大弯矩=0.175x28.35x103x1350=6.7x106N•mm 双14槽钢截面系数: W=80.5x2=161x103mm3 632,,MW,6.7,10161,10,41.61N/mmfmmax应力: <=215N/mm2 满足要求故 44双14槽钢截面惯性矩: I=1128x10mm 挠度验算: 挠度验算采用标准荷载,同时不考虑振动荷载的作用,则木梁作 q,F,0.3,1.35,21.74KN6用在槽钢上的集中荷载为: 3,,1.146ql100EI6背楞挠度由式 3356=1.146x21.74x10x1350/(100x2.1x10x11.28x10) =0.26mm<[ω]=1350/400=3.375mm 故满足要求 4、面板、木梁、槽钢背楞的组合挠度为: w=0.55+1.13+0.26=1.94mm<3mm满足施工对模板质量的要求。 5、对拉螺栓计算: 对拉螺栓采用D20螺杆;纵向最大间距为1350mm,横向最大间距为1200mm。 N,A,f对拉螺栓经验公式如下: N---对拉螺栓所承受的拉力的设计值。 一般为混凝土的侧压力 A---对拉螺栓净截面面积(mm2)A=314mm2 15 f--对拉螺栓抗拉强度设计值(45#钢) N,1.35,1.20,70,113.4KN<130KN(D20螺杆检测报告的拉断值为260KN,此处取2倍安全系数) 故满足要求。 (三)检查通道 墩身施工时,人员上下通道采用钢管脚手架结构搭设四周及“Z”字型爬梯。 钢管脚手架爬梯搭设高度与桥墩施工高度同步,以利于施工和检查人员上下行走、安全便捷。 钢管支架设置在墩柱四周,布局按1.5m布置,钢管支架必须保证横平竖直,横、纵向扣件牢固,剪刀撑与横、纵向钢管支架固定,且在钢管支架四周挂设绿色安全网,爬梯四周用安全网密封。 脚手架基础如为土质,必须换填石碴,碾压密实后硬化,并垫方木;墩位区必须设置完善的排水系统。 脚手架安装完成后,必须经安全工程师全面检查各接头和扣件是否上紧,与桥墩连接是否牢固,脚手架是否垂直,合格后方能使用。 见附图: 4、《高墩门字架搭设施工图》 (四)高墩垂直度、基础沉降变形及墩顶标高参数监测 垂直度的控制是衡量高墩施工质量的一项重要指标,控制好高桥墩的垂直度是保证工程质量、确保大桥竣工后行车安全的前提条件。 墩柱垂直度测量采用垂度仪或全站仪。 墩身基础沉降采用水准仪进行测量。 在各墩承台顶面分别设置4个沉降观测点,测试工作每完成5个节段后进行一次。 墩身偏位测量采用坐标法,测试仪器为全站仪。 仪器采用点角距离法或后方交会法,后视高程控制基准点,再瞄准墩身各测点的棱镜,测出各测点的三维坐标,从而算出墩身的实测偏位。 墩身的各测点以本项目的施工放样测点为准。 16 (五)高墩施工控制测量方案 1、影响高墩施工测量控制的主要因素 (1)、阳光照射的温差 高墩柱已成型的砼立柱在阳光照射下,一侧阴面而另一侧背面之间形成温差,出现不均匀的膨胀,阳面就向阴面一侧倾斜,其幅度是随着日照温度高低和温差大小而变化。 )、风力对高墩测量及施工的影响(2 在大气作用下,一般是吹风或刮风在高墩迎风面背面形成“风窝流”对柔性墩产生轻微摆动,风力有强弱的变化、变化也是随机的,故这个摆动也是无序的,在测量中对墩身轴线与垂直度测量影响较大。 (3)、浇注砼时机械振动对垂直度的影响 在墩柱施工中,其施工方法是分层接高,分层浇注砼。 每次接高4.5m,其下不拆除部分是作为承载和固定上模板。 在正常情况下,周边受力是均等的,平衡的,但在浇注砼过程中,捣固棒不对称振动,或振动棒撞击模板一侧也会使模板倾斜,造成上下砼不共轴,垂直度超过要求。 2、针对高墩测量的影响因素,控制测量时采取的措施 (1)、合适的测量时间选择 在正常情况下,测量时间在早晨7: 00—9: 00或者下午4: 00—6: 00最佳,可以有效地避开阳光照射的温差对立柱造成的偏移,但风力的影响是无法避免的,尽量避免大风天气测量。 (2)、立柱周边加水及养生 无风或风弱有太阳照射时,通过给立柱砼周边加水及养生,安装喷水设施,使砼立柱保持湿润状态,减少或消除日照对砼产生的温度升高或温差形成的不均匀膨胀。 这样可以在不受测量时间段的影响下 17 完成控制测量。 (3)、施工中对称振捣 砼浇注过程中,两台振捣棒在同时振捣中,应同时对称振捣,严禁振动棒撞击模板,以避免模板因受外力振动而偏移。 3、高墩施工控制测量方案 (1)、导线控制网的布设 在高墩柱施工前,应在其施工范围内布设导线控制网,从以下几个方面考虑: A.控制网布设按照一级导线网进行控制; B.控制网应和两侧接线相连接; C.定期对控制网进行复核,避免产生位移不被发现,造成质量问题; D.控制网采用四边形网;同时在桥梁两侧中线位置处布设控制点; (2)、控制标准 1)允许偏差标准: 断面尺寸? 2Omm、倾斜度为墩高的1,30000且不大于30mm。 实际施工测量控制标准: 断面尺寸? 5mm,矩形截面4个角点的纵横偏差值均不大于
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