匝道桥预应力现浇箱梁施工组织设计.docx

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匝道桥预应力现浇箱梁施工组织设计

匝道桥预应力现浇箱梁

施工方案

一、编制依据

1、**高速公路*合同施工合同文件、施工图纸及本项目技术规范等相关设计文件；

2、《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）；

3、《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）；

4、《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》（JGJ166-2008）；

5、《建筑施工扣件式脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）；

6、《路桥施工技术手册》；

7、我公司现场踏勘调查资料，以往类似桥梁工程中积累的施工经验、技术总结及工法等科技成果，现有的施工力量和机械设备情况。

二、工程概况

D匝道桥位于某市双桥区水泉沟镇大沃铺村内。

桥梁起点桩号DK0+169.6，终点桩号DK0+473，桥梁总长303.4米，桥梁下部结构采用柱式墩、桩基础；桥台采用肋板式桥台、桩基础及明挖扩大基础。

上部结构为4×30m预应力砼简支T形梁＋9×20m预应力砼现浇箱梁。

全桥共设计2联5×20+5×20预应力连续现浇箱梁，单箱双室结构，箱梁底板宽度6.5m，顶板宽度10.5m，翼缘板宽2m，梁高1.8m，箱室高1.3m，箱梁底板至地面高度为11.7～22m不等。

均采用碗扣式钢管满堂支架现浇施工。

三、机械设备、人员进场及就位情况

1、人员配置

主要技术、管理及施工人员表

序号

管理人员及劳动力

职责与分工

1

施工负责人

负责整个施工现场管理与关系协调

2

主管工程师

负责全面技术工作

3

测量员

测量放线与复测

4

试验员

取样、送检、试验

5

安全员

查隐患、制定措施确保施工安全

6

工班长

负责每天各班组的工作安排

7

材料员

2人

负责所有材料的进场及材料

消耗控制

8

钢筋工

30人

负责钢筋加工、制作及绑扎等

9

架子工

30人

负责钢管支加搭设、拆除等

10

模板工

20人

负责模板的支护、加固等

11

混凝工

15人

按要求浇砼并进行振捣

12

杂工

20人

负责完成施工队长及其他管理人员安排的工作

13

技师

10人

各种特殊机械作业

2、施工机械配置

主要施工机械设备一览表

序号

设备名称

型号

状况

数量

1

挖掘机

EX-360

良好

1

2

自卸车

良好

5

3

压路机

良好

1

4

夯实机

良好

2

5

混凝土搅拌站

750L×2

良好

1

6

混凝土输送泵

HBT60

良好

2

7

混凝土运输车

10m3

良好

6

8

混凝土振动棒

良好

10

9

吊车

25T

良好

2

10

钢筋弯曲机

GB-40

良好

3

11

钢筋切断机

GB-40

良好

3

12

交流弧焊机

BX3-500

良好

3

13

交流弧焊机

BX3-300

良好

4

14

直流电焊机

AX320

良好

4

15

千斤顶

250t

良好

4

四、施工进度计划

1、现浇箱梁第1联（4#墩-9#墩）

（1）地基处理：

2011年7月10日—2011年7月15日

（2）搭设支架：

2011年7月16日—2011年7月31日

（3）支架预压：

2011年8月1日—2011年8月3日

（4）外侧模支立：

2011年8月4日—2011年8月8日

（5）底、腹板钢筋绑扎：

2011年8月9日—2011年8月13日

（6）内模支立：

2011年8月14日—2011年8月18日

（7）底腹板砼浇筑：

2011年8月19日—2011年8月20日

（8）内模拆除：

2011年8月22日—2011年8月24日

（9）顶板模板安装：

2011年8月25日—2011年8月28日

（10）顶板钢筋绑扎：

2011年8月29日—2011年8月31日

（11）顶板砼浇筑：

2011年9月1日—2011年9月2日

（12）砼养生：

2011年9月3日—2011年9月7日

（13）张拉及压浆:

2011年9月8日—2011年9月9日

（14）支架拆除及附属工程:

2011年9月15日—2011年9月25日

2、现浇箱梁第2联（9#墩-13#台）

（1）地基处理：

2011年9月10日—2011年9月15日

（2）搭设支架：

2011年9月15日—2011年9月31日

（3）支架预压：

2011年10月1日—2011年10月3日

（4）外侧模支立：

2011年10月4日—2011年10月8日

（5）底、腹板钢筋绑扎：

2011年10月9日—2011年10月13日

（6）内模支立：

2011年10月14日—2011年10月18日

（7）底腹板砼浇筑：

2011年10月19日—2011年10月20日

（8）内模拆除：

2011年10月22日—2011年10月24日

（9）顶板模板安装：

2011年10月25日—2011年10月28日

（10）顶板钢筋绑扎：

2011年20月29日—2011年10月31日

（11）顶板砼浇筑：

2011年11月1日—2011年11月2日

（12）砼养生：

2011年11月3日—2011年11月10日

（13）张拉及压浆:

2011年11月11日—2011年11月12日

（14）支架拆除及附属工程:

2011年11月15日—2011年11月25日

五、现浇箱梁施工技术方案

1、现浇箱梁施工工艺

现浇箱梁采用满堂支架法现浇。

主要施工步骤：

地基处理→支架搭设→箱梁底模安装→支架预压→安装侧模→绑底板钢筋、腹板钢筋及预应力管道安装→浇筑底腹板混凝土→混凝土养生→上内模、内支架、及顶模→绑顶板钢筋→浇筑顶板混凝土→养生、穿钢束→张拉钢束→压浆、封锚→拆底模→拆支架→桥面系。

现浇箱梁施工工艺详见图：

2、地基处理

满堂式支架的地基处理是现浇箱梁施工的关键工序，地基承载力应满足所承受的全部荷载，依据现浇箱梁对地基的要求和桥位处的地质条件，首先平整场地，然后分两层填筑石渣（每层厚30cm）提高地基承载力，采用22T振动压路机进行碾压，辗压次数不少于6遍，保证地基压实度达到96%以上，然后在压实地基顶面上浇筑20cm厚C25混凝土。

为避免支架地基受水浸泡，在两侧开挖40×30cm的排水沟，保证施工时排水通畅。

现浇预应力砼连续箱梁施工工艺框图

3、碗扣式钢管支架搭设

3.1、测量放样

在水准基点复测合格的前提下，利用往返测量将水准点引至桥梁施工地点附近稳固处，经复核符合精度要求后，作为桥梁施工标高控制点。

桥梁的平面控制利用已经总监办复核批准的导线网，导线的精度、走向和距离均符合大桥平面控制的技术要求。

3.2、技术准备

项目部总工室和工程部根据施工图纸结合现场情况进行了设计要素复核，发现与设计或技术规范不符的及时通知监理工程师，并将相关资料告知设计代表，在没有得到设计和监理的认可前不予施工。

详细分析施工图，结合现场的地形、便道情况、天气等施工条件以及考虑与其它施工工序的干扰等，制订了详细可行的施工计划和具体方案。

项目部工程部和安质部组织施工技术人员、施工队队长、质检员、安全员、特殊工种及施工班组进行了详细的安全教育和技术（安全）交底，各班组第一次施工，另行进行现场技术指导、安全交底。

3.3、支架布置

采用Φ48×3.5mm碗扣式钢管满堂支架。

支架搭设每侧要比箱梁宽60cm作为施工平台。

支架采用碗扣式脚手架满堂布设，碗扣式脚手架常用构件由立杆1.2m、横杆0.9m、可调底座、可调U托组成。

立杆与横杆的平面和立面组合，配合可调底座及可调顶托，可调出任意所需的平面及标高。

用WDJ型碗扣式多功能脚手架满堂支立，做为连续梁的现浇支架。

支架立杆底脚支撑选用60cm高度可调的TZ-60底座，支架立杆顶选用60cm高度可调的U型TC-60托撑以满足桥跨的纵坡和横坡变化。

该U型托撑允许箱梁底板与支架间有微量位移。

碗扣式脚手架底部和顶部设置螺旋顶托、底托，调平脚手架并用于卸落支架，地基压实处理后浇筑20cmC25混凝土，支架底托直接坐于混凝土面上不需垫木板。

立杆间距:

立杆间距纵向为0.9m。

横向间距为0.9m（详见现浇连续梁碗口支架搭设施工设计图）。

横杆步距1.2m；每隔6m在横向设一道剪刀撑。

支架顶在U型可调托撑上横向布设截面为10×15cm的方木，纵向布置截面为10×10cm的方木，纵向方木中到中间距为30cm，两层方木形成方格以承托整个连续梁的底模，施工时注意纵向方木的接头必须在U型托撑处，横向方木接头必须和纵向方木的接头错开布置，并且任何两根横向方木接头要交错布置，两层方木在交叉处用扒钉做梅花状加固。

3.4支架搭设要点

（1）支架基础按技术交底进行处理，并找平。

（2）水平杆伸出扣件的长度均应大于10cm，以防杆件滑脱，水平杆在墩柱处用纵横水平杆与墩柱抱死，增强支架稳定性。

（3）支架安装过程中，应随时校正垂直度。

（4）可调底座顶托丝杆伸入立杆长度不小于30cm，以确保在浇注砼过程中，丝杆与立杆之间连接可靠。

（5）剪刀撑按设计要求安放，并与立杆可靠连接。

（9）搭设支架时在箱梁两侧顺桥向安装工作梯，在挑臂外侧安装防护栏杆及安全网。

现浇箱梁支架搭设横断面图、纵断面图见附图。

3.4.8支架预压

（1）支架预压的目的

根据设计要求及有关规定，现浇连续箱梁的支撑体系、模板体系施工完后，应对支架及脚手架等承力系统进行预压，以消除架体的非弹性变形，确保箱梁混凝土的浇注质量。

如下图：

（2）支架预压方法

①预压前支架顶标高设置

为防止预压后，由于支架的变形等原因，需对支架进行较大的调整，给施工带来较大的麻烦，因此在预压前，需对支架顶标高进行设置，预加理论预拱度，以减少不必要的麻烦。

预压前支架顶标高＝设计标高＋理论预拱度。

②支架验收

支架搭设好后，根据相关规范的要求进行支架验收，确保支架与支架之间、支架与方木之间、方木与钢管之间、方木与模板之间等各相邻面接触紧密，无明显缝隙。

③布置测量标高点

在底模上布置测量标高点，测点布置位置：

顺桥向布置5处，为支点、1/4、1/2，每一处横断面方向布置3点。

④超载预压

a荷载计算

预压重量按箱梁自重的120%计算，不考虑其它施工荷载。

b预压荷载材料

预压荷载采用砂袋作为预压荷载。

砂袋应逐袋称量，重量宜控制在50kg左右，要设专人称量，专人记录，称量好的砂袋一旦到位就必须采用防水措施，要准备好防雨布。

加载时用汽车吊提升到箱梁上部。

c分级加载

通常加载宜分3级进行，即40％、70％、120％的加载总量。

每级持荷时间不小于30分钟，最后一级为1小时，如果加载120%后所测数据与持荷48小时后所测数据变化很小时，待48小时内累计沉降量不超过5mm，方达到设计要求，表明地基及支架已基本沉降到位，可卸载，否则还须持荷进行预压，直到地基及支架沉降到位方可卸压。

每级加载后，分别测定各级荷载下支架和支架梁的变形值，全部加载完成后，（即卸载前）再观测一次。

将各阶段各测点高程记入表格中，并算出相应变形量。

d分级卸载

卸载顺序与加载顺序相反，每次卸载后都要观测一次，将各阶段各测点高程记入表格中，并算出相应变形值。

⑤观测数据的处理

通过观测各测量标高点在加（卸）载不同阶段时的标高值，算出支架在各阶段相应的变形数据，将各标高值及变形数据整理并记入变形量成果表中。

⑥设置施工预拱度

根据支架变形值及设计预拱度设置施工预拱度，按两次抛物线变化计算各点的预拱度，施工预拱度为支架变形值。

4、现浇箱梁支架结构力学及地基承载力验算

4.1荷载计算

按照桥梁设计图纸中所给出的情况，按4-9跨中数据进行推算：

（1）4-9跨结构自重：

梁底宽6.5m，长99.92m，箱梁底总面积为649.48m2，4-9跨现浇箱梁钢筋混凝土体积为674.2m3，现浇箱梁重为2.6×674.2=1752.92，按照最不利工况，将翼缘板部分的混凝土重量折算到箱梁底板上，所以箱梁每平方米的重量为1752.92÷649.48=2.69t/m2

（2）模板自重：

竹胶板厚15mm，按0.012t/m2考虑，钢模厚6mm，按0.047t/m2考虑

（（0.8+2.06+0.15）×2×0.047+（6.5+（1.65+0.54×2+0.45×2+0.82×2+1.05）×2）×0.012）÷6.5=0.079t/m2

（3）方木自重：

方木容重7.5kN/m2，每平方米的重量为：

纵向截面方木：

（10.5÷0.3×0.1×0.1）×0.75÷10.5=0.025t/m2

横向截面方木：

（99.92÷0.9×0.1×0.15）×0.75÷10.5÷99.92=0.001t/m2

（4）支架自重：

支架重量0.00384t/m，每平方米的重量为：

立杆：

（10.5÷0.9）×（99.92÷0.9）×22×0.00384÷1049=0.104t/m2

横杆:

（10.5÷0.9×22÷1.2×99.92+99.92÷0.9×22÷1.2×10.5）×0.00384÷1049=0.157t/m2

考虑扣件的重量和支架重量，支架高度均取最高位置22m。

（5）施工荷载：

取2.5kN/m2

（6）倾倒与振捣荷载：

取2kN/m2

（7）其他荷载（张拉施工）：

取2kN/m2

4.2、碗扣支架承载力验算

⑴单根立杆的稳定性计算公式：

N≤[N]=φAf

式中：

A—立杆横截面积，查《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》（JGJ166-2008）附录B表B2可知为4.89㎝2；

φ—轴心受压杆件稳定系数，按细长比查《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》（JGJ166-2008）附录C；

f—钢材强度设计值，查《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》（JGJ166-2008）附录B表B1可知为205N/mm2。

⑵轴心受压杆件稳定系数φ的计算：

细长比计算公式为λ=h/I

式中：

h—立杆计算高度，本方案支架立杆的高度取值为1.2m。

I—立杆回转半径，查《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》（JGJ166-2008）附录B表B2可知为1.58；

则细长比λ=h/I=1200/15.8=76＜［λ］=210，细长比符合要求，查《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》（JGJ166-2008）附录C可知轴心受压杆件稳定系数φ=0.744。

⑶由以上可知：

[N]=φAf=0.744×489×205=74.6KN

则碗扣式支架单杆稳定承载能力为74.6KN。

（4）荷载系数按1.2考虑，安全系数按1.4考虑，则每平方米的重量为（2.69+0.079+0.026+0.104+0.157）×1.2+（0.25+0.2+0.2）×1.4=4.577t/m2。

支架采用多功能碗扣式支架，沿桥纵向步距90cm，横向步距90cm，每根立杆受正向压力为：

4.577×0.9×0.9=3.707t=36.33KN＜[N]=74.6KN。

支架承载力满足受力要求。

4.3、模板强度、刚度验算

模板下方木间距为90cm×30cm排列，所以计算跨长取L＝0.3m，计算荷载q=（2.69+（1.65+0.54×2+0.45×2+0.82×2+1.05）×2）×0.012）×1.2+（0.25+0.2+0.2）×1.4=4.32t/m2，则平均荷载为:

4.32×9.8×0.3=12.7kN/m。

竹胶板模板抗弯截面系数：

惯性矩：

板承受线荷载：

板跨中弯矩：

弯拉应力：

（厂家提供）

竹胶板弹性模量：

E竹＝7.9×106KN/m2

挠度：

δ=5ql4/384EI=5×3.81×0.34/（384×7.9×106×0.08×10-6）=6.358×10-4m。

δ/l=6.358×10-4/0.3=2.12×10-3=1/472<[f/l]=1/400

模板强度和刚度都满足施工要求。

4.4、方木验算

（1）横向截面方木（10cm×10cm），间距为0.3m。

木材［σ］＝11MPa，E＝1.1×104MPa。

I＝bh3/12=10×103/12=833.3cm4

W=bh2/6=10×102/6=166.67cm3

Q总=（（2.69+0.079）×1.2+（0.25+0.2+0.2）×1.4）×9.8=41.48kN/m2

M=q总L2/8=41.48×0.3×0.92/8=1.26kN·m

σ＝M/W=1.26/166.67×10-6=7.56MPa＜［σ］=11MPa，强度满足要求。

δ＝5q总L4/384EI=5×41.48×0.3×0.94/（384×1.1×104×833.3×10-8）=1.16mm

δ/L=1.16/0.9×103=1/775＜［1/400］,刚度符合。

（2）大横杆纵向方木（10cm×15cm），间距为0.9m。

木材［σ］＝11MPa，E＝1.1×104MPa。

I＝bh3/12=10×153/12=2812cm4

W=bh2/6=10×152/6=375cm3

Q总=（（2.69+0.079+0.025）×1.2+（0.25+0.2+0.2）×1.4）×9.8×9.8=41.775kN/m2

M=q总L2/8=41.775×0.9×0.92/8=3.807kN·m

σ＝M/W=3.807/3.75×10-6=10.15MPa＜［σ］=11MPa，强度符合要求。

δ＝5q总L4/384EI=5×41.775×0.9×0.94/384×1.1×104×2812×10-8=1.038mm

δ/L=1.038/0.9×103=1/870＜［1/400］,刚度符合要求。

4.5、碗扣节点承载力验算

立杆承受大横杆传递来的荷载：

Pc=q总L/2=4.577×9.8×0.9×0.9/2=18.17kN≤Qb=[60]kN节点承载力满足要求。

4.6、支架稳定性验算

对于碗扣支架钢管（Φ48mm，壁厚3.5mm），中间横杆间距1.2m，

I＝π（D4－d4）/64=π（4.84－4.14）/64=12.18cm4

根据欧拉公式：

［Pcr］＝π2EI/（μH）2＝π2×2.1×105×12.18/（1×1.2）2＝175kN>8.4kN

符合稳定性要求

4.7、基础验算

立杆下端均设定刚性C25混凝土垫层，厚200mm，扩散角为θ=45°。

地基承载力标准值按fgk=150kN/m2计算，脚手架地基承载力调整系数：

kc=0.5。

每根立杆受正向压力为：

4.577×0.9×0.9=3.707t，

b=0.9+0.2×tan45°×2=1.3m2

p＝3.707×9.8/1.3/1=27.95kN/m2≤fg=150×0.5=75kN/m2

地基承载力满足要求。

5、支座安装

满堂支架搭设完毕后，即进行支座安装。

本桥支座采用盆式橡胶支座

（1）支座进场开箱后，应检查安装使用说明书、标牌、合格证是否完整，并详细阅读、核实。

（2）在支座下面设置支承垫石，并按制作底板地脚螺栓间距与地脚螺栓规格预留螺栓孔位置，支承垫石表面要平整。

施工时支承垫石顶面标高要预留出支座地板下环氧砂浆垫层厚度，为防止积水制作地板以外垫石做成坡面。

（3）安装时在支座设计位置处划出中心线，同时在支座顶盒底板上也要标出中心线。

（4）将地脚螺栓穿入底板（顶板）地脚螺栓孔并旋入底柱内，底板与底柱之间垫以直径略大与底柱直径的橡胶垫圈；

（5）支座就位对中并调整水平后，用C60砂浆（环氧树脂砂浆）灌注地脚螺栓孔及支座底板垫层，待砂浆硬化后拆除调整支座水平用的垫块并用C60砂浆填满密实灌注垫块位置。

（6）在安装过程中，应注意采取措施对支座进行防护，以免碰损表面及有害物体浸入。

6、模板制作和安装

（1）满堂架施工的箱梁底模、内模均采用15mm厚竹胶板，翼板采用6mm厚定制钢模。

竹胶板直接钉在方木上，在钉面板时，每块面板从一端赶向另一端，保持面板摆放方向统一，表面平整。

底模按要求设置预拱度，预拱度按二次抛线分配。

。

（2）模板竖向肋带采用10×5cm的槽钢制作，间距为50cm，并用对拉杆将内外钢管连接。

（3）箱梁外模必须平整，拼缝在一条直线上，模板拼缝用双面胶带夹紧。

模板采用铁钉沿模板四周与方木钉牢，铁钉间距30cm。

（4）内模采用木龙骨支架成形,龙骨用5×10cm方木在加工场制作,每道龙骨布置5个竖向方木,中间不加撑,布置间距1.2m,用于支撑面板的10×10mm方木顺桥向放在龙骨上,间距25cm,龙骨之间用5×5cm方木加固。

（5）模板安装应与钢筋安装工作配合进行。

模板的安装顺序为：

底模→→外侧模→翼缘板底模→底、腹板钢筋→内侧模→顶板底模→顶板钢筋→浇筑砼。

（6）底模安装时每侧应比箱梁底尺寸宽20cm，以便侧模的安装。

（7）底模安装完毕后，在底模上用全站仪测放箱梁边线及腹板中线，并墨线精确标出侧模的位置线。

侧模按铅锤方向安装。

安装侧模时，为防止模板发生位移或变形凸出，保证腹板的结构尺寸和外观，采用φ16对拉螺杆，对拉螺杆外套PVC管，以便砼浇注完后将对拉螺杆拔出。

拉杆的竖向间距为60cm，纵向间距为75cm。

（8）为防止模板发生位移或倾斜，在模板的底部和顶部设置水平和斜向支撑。

（9）模板安装完毕后，对其平面位置、顶面标高、拼缝及稳定性进行检查，合格后方可进行下一道工序。

浇注砼时，设专人负责检查模板的稳固情况，若发现模板有超出允许偏差变形值的可能时，及时纠正。

（11）腹板和底板按设计要求预留通气孔。

通气孔采用PVC管制作，安装时应确保与模板接触面密贴，并堵塞上口，防止浇注砼时堵死。

7、钢筋加工和安装

（1）钢筋进场后必须按不同的钢种、牌号、等级、规格及生产厂家分批验收,分别堆放,不得混杂,且设立明显的识别标志。

钢筋露天堆放时，应按规定垫高并加覆盖，防止钢筋锈蚀。

（2）进场钢筋应具有出厂质量证明书和试验报告单。

进场后应按规定抽取试样做力学性能试验。

（3）钢筋加工场地必须平整、硬化，并按规定搭设钢筋加工棚。

禁止在下雨天露天加工。

半成品按品种分别码放,设立识别标志。

（4）钢筋表面应清洁，使用前应将表面油污、漆皮、鳞锈等清除干净。

钢筋应平直，无局部弯折，成盘或弯曲的钢筋均先调直。

（5）钢筋的弯制和末端弯钩应符合设计要求，如设计无特殊要求时，应符合《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）中规定。

（6）钢筋的连接采用绑扎搭接或电弧搭接焊，焊条使用502焊条，。

（7）钢筋焊接前，必须根据施工条件进行试焊，试焊合格后方可正式施焊。

焊工必须持证上岗。

（8）钢筋绑扎前,先按设计画出下层钢筋位置,按设计及规范绑扎底板钢筋,垫保护层块,上下钢筋间设置架立筋,架立筋采用φ16@1000,按梅花型布置，点焊在上下层钢筋之间。

箍筋弯钩的叠合处置于箱梁腹板上部，并交错布置。

8、预应力管道及穿束

本桥纵向设有预应力,预应力筋拟采用Øj15.2高强度、低松弛钢绞线，预应力筋的锚固拟采用OVM体系锚具。

8.1、预留孔道

（1）采用金属波纹管成孔，严格按照设计图纸和有关施工技术规范设置预应力孔道定位筋，以确保预应力孔道在混凝土浇筑等过程中始终处于设计的坐标位置，严格检查波纹管，确保其具有足够的刚度不变形，管壁严密不易漏浆，安装位置准确，管节连接平顺且紧密，所有管道沿长度方向直线段100cm，曲线段为50cm设一道定位钢筋，并点焊在主筋上，确保波纹管在混凝土浇注过程中不出现变形、变位及漏浆现象。

当钢筋和预应力管道发生干扰时，适当移动普通钢筋保证钢束管道位置准确。

垫板喇叭管内不允许有毛