221团现浇箱梁施工方案评审后修编.docx

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221团现浇箱梁施工方案评审后修编

连霍国家高速G30吐鲁番至小草湖公路建设项目TX-3合同段

221团分离式立体交K0+747.045

现浇箱梁满堂支架安全专项方案

贵州省公路工程集团有限公司

吐鲁番至小草湖段高速公路项目第三标段

项目经理部

二○一六年十月

现浇箱梁满堂支架安全专项方案

一、编制说明

1.1编制范围

连霍国家高速公路G30吐鲁番至小草湖段公路建设工程第三合同段：

起点K3415+000，终点K3440+100。

适用于本合同段内221团分离式立体交叉跨线桥，桥梁中心桩号K0+747.045。

1.2编制依据

1.2.1连霍国家高速公路G30吐鲁番至小草湖段公路建设工程两阶段施工图设计

1.2.2本项目招标文件、合同技术条款、图纸；

1.2.3国家现行有关文件、施工技术规范、验收标准及有关规定：

依据《公路桥涵施工技术规范》JTG/TF50-2011、《公路工程质量检验评定标准》JTGF80/1-2004、《公路工程施工安全技术规范》JTJ90-2015、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002、《钢管满堂支架预压技术规程》JGJ/T194-2009、《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011、《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》JGJ166-2008、《租赁模板脚手架维修保养技术规范》GB50829-2013、《路桥施工计算手册》（人民交通出版社）有关安全、环保规程、规定等；

1.2.4工程现场及周边环境的踏勘和调查；

1.2.5现有的施工力量、技术装备和施工管理能力；

1.2.6新疆公路工程施工标准化手册。

1.2.7我公司多年积累成熟的施工经验。

1.3编制原则

1.3.1遵守招标合同文件各项条款要求，全面响应招标文件，认真贯彻业主和监理工程师的指示和要求。

1.3.2严格遵守招标合同文件明确的设计规范、施工规范和质量评定与验收标准。

1.3.3坚持技术先进性、科学合理性、经济适用性、安全可靠性与实事求是相结合。

1.3.4实施项目法管理，通过对技术、方案、劳务、设备、材料、资金、信息、时间与空间条件的优化处置，实现工期、成本质量及社会信誉的预期目标效果。

1.3.5合理安排施工顺序，做到布局合理、突出重点、科学组织、均衡生产，以保证施工连续均衡地进行。

1.3.6尊重和保护工程施工所在地民众多年来形成的民俗民情和行为准则。

1.3.7强化精品意识，规范施工已标准化工艺为指导，建设优质工程。

二、工程概况

2.1工程地理位置

本项目位于新疆维吾尔自治区吐鲁番地区境内，线路地理坐标位于东经88°24′00″，北纬42°48′00″~43°12′00″之间。

路线总体基本呈东西走向，区域内地势北高南低中间凹，火焰山自西而东横贯盆地中部，山前是戈壁、中部是低洼平原，南部山丘、戈壁、荒漠三种地貌类型兼有。

路线位于吐鲁番盆地北侧山前丘陵与火焰山之间的冲积平原，地形开阔，地势变化较小，海拔高度从东向西增加至小草湖，从北向南减少至火焰山。

气候干燥少雨，未发现地表水；地下水主要是河流大量渗入地下形成地下水。

2.2工程施工条件

本项目气候干燥少雨，未发现地表水；地下水主要是河流大量渗入地下形成地下水

2.3桥梁概况

221团分离式立体交叉跨线桥，桥梁中心桩号K0+747.045,起点桩号为K0+693.295,终点桩号为K0+800.795，桥梁总长107.5m。

交角为90°全桥共四跨，净跨为20+30+30+20m布置。

上部结构采用预应力砼连续箱梁。

现浇箱梁断面顶宽12m，底宽7.375m，梁高1.75m单箱双室混凝土箱梁箱梁采用满堂支架现浇、分批张拉钢束的施工方法，满堂支架最高支点为4.6m。

该桥上部构造形式桥面铺装为5cm中粒式SBS改性沥青混凝土+8cm厚粗粒式沥青混凝土+防水层+C50混凝土。

两侧桥台处设有D80毛勒式伸缩缝，下部结构桥台采用肋板式台，桥墩采用柱式墩，钻孔灌注桩基础，桩基础均按摩擦桩设计。

2.4主要工程量

2.4.1221团分离式立体交叉跨线桥0+747.045：

浇预应力箱梁C50混凝土848.8m3；预应力钢绞线：

采用符合GB/T5224-2003标准的高强低松弛预应力钢绞线，钢绞线规格为

，预应力钢筋标准强度

，

，重量为32200kg。

箱梁使用HRB400钢筋,主要采用Φ20、Φ16、Φ12，总重量128200kg。

波纹管采用φ80mm，长度为3193m。

2.4.2吐鲁番互通式立交桥MRK3419+499.1:

浇预应力箱梁C50混凝土1593.2m3；预应力钢绞线采用符合GB/T5224-2003标准的高强低松弛预应力钢绞线，钢绞线规格为

，预应力钢筋标准强度

，

，重量为52344.6kg。

箱梁使用HRB400钢筋,主要采用Φ20、Φ16、Φ12，总重量为331847.7kg。

波纹管采用φ90mm，长度为4480.6m。

三、现浇箱梁施工准备

3.1组织机构

本着安全、优质、高效完成现浇箱梁工程的施工要求，项目经理部按照“集中领导、职责明确、提高效率、有利协调”的原则，成立现浇箱梁施工作业小组。

现浇箱梁施工作业小组

序号

姓名

小组任职

职务

工作职责

1

王亚军

组长

常务副经理

总体施工控制

2

孙斌杰

副组长

总工程师

全面技术指导和质量控制

3

郑勇

组员

现场负责人

现场协调、管理

4

董吉芳

组员

试验室主任

现场试验

5

王朋辉

组员

结构工程师

现场质量检测

6

徐超

组员

安全主任

现场施工安全

7

张月胜

组员

质检工程师

现场质量评定

选择与公司有过良好合作，且技术过硬，操作人员技术好，综合素质高的协作队伍作为现浇箱梁工程施工的劳务队伍。

3.2人员准备

迅速组织人员到现场，对参加本项工程施工人员进行施工动员，明确分工，责任到人，各尽其责，使各项准备工作高效、有序地进行。

拟投入劳动人员如下表。

劳动力投入一览表

序号

工种

人数

任务

1

模板工

30

负责模板安装调试

2

机械工

6

装载机、吊车、泵本、水车

3

钢筋工

20

钢筋加工、安装

4

电焊工

10

钢筋焊接

5

混凝土工

20

浇注混凝土

6

测量工

3

辅助测量

7

电工

2

用电管理和操作

8

普工

20

其他

9

张拉工

5

张拉压浆施工

3.3技术准备

组织技术管理人员仔细阅读招标文件、施工图，编制施工作业指导书，对所有参建人员进行详细的技术交底，明确施工程序、工艺流程和技术标准。

3.4测量准备

对设计院提供的测量控制点进行加密，布置满足本合同段施工要求的测量控制网，并与相邻合同段进行联测，测量成果已报请监理工程师批准，精确测量放样，定出盖梁中心线。

3.5试验准备

在监理工程师见证下抽取中标水泥样本和准入的砂石厂家样品，进行原材、配合比的试验,原材水泥、沙石料、钢筋、钢绞线、波纹管等检验报告，C50混凝土配合比已批复。

3.6物资准备

做好现浇桥施工相关物资材料的准备工作，具体有:

模板、钢筋、水泥等主要材料已全部进场到位，进场模板经监理工程师报验满足设计及规范要求，进场模板报验单已签认。

按质量体系程序文件对合格供方进行评价，签订供货合同；选择质量好、信誉高的供方。

按规定做好材料试验及检验等工作，保证物资按计划供应，满足开工及正常施工的需要。

3.7机械设备准备

按现浇桥施工要求，抽调公司性能好的机械设备进场，并进行机械设备的检查、验证、维修、保养，保证机械设备的正常使用。

机械设备投入情况如下表。

机械设备投入一览表

机械名称

规格型号

额定功率/容量/吨位

数量

吊车

25t

25t

3

混凝土泵送车

SANY

46M

2

水准仪

DZS3-1

3

振捣棒

50

2.5kw

15

平板振捣器

2.5kw

2

装载机

L50

3.3m³

3

钢筋弯曲机

3.5Kw

6

钢筋调直机

1.5Kw

3

混凝土搅拌站

90型

120Kw

2

混凝土罐车

10m3

10

电焊机

500X直流

3.5

10

碗口支架

LG1800/1200

4.8×3.5mm

300吨

竹胶板

1.2×2.4m

1400张

方木

15×15cm

4000米

方木

5×10cm

6000米

3.8施工技术准备

3.8.1熟悉图纸

仔细研究图纸，熟悉图纸内容，了解设计意图，对坐标高程，个部位尺寸进行复核。

3.8.2测量控制

布置测量控制网，复核导线点及水准点等。

3.8.3模板及支架设计

模板均采用优质竹胶板。

事先对支架搭设进行设计及验算。

3.8.4场地技术要求

支架上跨主线范围在路基天然砂砾填筑碾压报验后的上表面直接作为支架搭设的持力层，主线外原地表按照路基填筑要求进行开挖台阶找平，压实度大于95%，按照支架设计图纸计算地基填筑标高，填筑尺寸大于支架轮廓线1m，整平精度控制在2cm以内。

3.9施工设施

3.9.1混凝土采用混凝土拌合站集中拌和并泵送施工。

3.9.2支架采用48*3.5mm碗扣式钢管支架进行支撑,按照GB24911-2010碗扣式钢管脚手架构件，采用立杆采用LG1800、LG1200按照支架设计图配合使用，横杆采用HG900，剪刀撑采用钢管扣件搭设。

3.9.3堆载体采用预压袋装土沙作为堆载体进行预压。

3.9.4模板采用1.5cm厚优质竹胶板。

3.10施工计划

221团互通式立体交叉施工计划开始时间为：

2016年8月8日，计划完成时间为2016年11月25日，工期为109天。

具体部位计划工期如所示：

序号

工程内容

开始时间

完成时间

计划天数

备注

1

桩基

14根

8.8

8.16

8

含桩基检测3天，施工5天

2

下部结构

1号墩立柱

8.16

8.19

3

2号墩立柱

8.19

8.22

3

3号墩立柱

8.22

8.25

3

0号肋板台

8.25

8.31

6

4号肋板台

8.31

9.6

6

台背回填

9.6

9.13

7

0号台帽

9.13

9.18

5

4号台帽

9.13

9.18

5

3

地基处理

9.13

9.18

5

4

碗扣支架搭设

9.18

10.3

15

5

底模安装

10.3

10.13

10

6

堆载预压

10.13

10.20

7

预压6天卸载1天

7

底板腹板钢筋安装

10.20

11.4

15

8

第一次混凝土浇筑

11.4

11.6

2

9

顶板钢筋安装

11.6

11.16

10

10

第二次混凝土浇筑

11.16

11.17

1

11

张拉

11.17

11.24

7

12

压浆

11.24

11.25

1

四、现浇箱梁施工方案

4.1工艺流程

4.1.1预应力混凝土现浇箱梁施工工艺流程

场地处理

搭设支架

安装底模

预应力筋制作

支架预压、沉降观测

卸载及底模标高调整

模板制作

张拉机具及锚具准备

钢筋加工

绑扎底、腹板钢筋

穿预应力筋束

安设波纹管

安装内侧模板

浇筑底、腹板砼

底模标高变化观测

顶模标高调整

安装顶板及翼缘板模板

钢筋加工

绑扎顶板及翼缘板钢筋

浇筑顶板及翼缘板砼

底模标高变化观测

清理预应力管道

水泥浆制备

压浆封端

预应力筋张拉

养护及拆模

卸架

4.2施工测量控制

4.2.1水准及导线控制

施工前对相邻导线点、水准点进行联测平差，确保导线点、水准点准确。

架体原地面处理后进行自然面标高测量，作为架体的架设高程控制。

计算桥墩中心点、墩台两端点、中心点、桥端点及桥中心轴线点等点的坐标，并用全站仪测量控制。

4.2.2沉降观测

沉降观测点布置于底板边缘及中线，每断面3点，纵向每跨L/4、L/2、3L/4三个断面布设。

在加载完成后，每天至少进行一次沉降观测。

4.3支架体地基处理

在箱梁满堂架支设前，为提高地基强度，消除沉降变形，对支架体所在范围内的地基进行压实处理。

主线内路基进行正常填筑，承载力满足要求；主线外部分的地基处理方法为：

除对地基进行原地表处理压实外，采用天然砂砾处理厚度40cm，分二层碾压密实，压实度不小于96%，并形成1%的横坡度。

在与引道路基及台前溜坡结合处，应开挖台阶。

为防止地基被水浸泡，在支架体地基全宽范围内浇筑10cm厚C25砼作为防水层和承力层，支架周边范围外1m开挖排水沟以利排水。

4.4支架设计与施工技术措施

4.4.1支架设计

支线桥全部采用碗扣型多功能钢管架组成施工支架，进行上部结构混凝土施工。

支架方案图见附件。

4.4.2支架组装方法

支架体范围内地基压实硬化处理完毕后进行脚手架搭设，按照支架设计图纸，在地基上采用灰线放样出立杆、横杆的位置，严格按照支架设计图纸进行组装。

4.4.2.1在支架体、脚手架搭设周边区域设明沟排水，同时在支架每一跨跨端设计横桥向两侧排水的排水沟以免雨天浸泡地基使其承载力下降。

4.4.2.2在搭设之前，必须对进场的脚手架配件进行严格的检查，禁止使用规格和质量不合格的杆件。

4.4.2.3脚手架搭设作业，必须在统一指挥下，严格按照以下规定程序进行：

（1）按搭设方案纵横向洒出灰线，设置底座并标定立杆位置，在立杆位置下浇筑10CM厚C25混凝土垫层，其立杆底面铺设5cm*20cm木方。

过程加强检查，确保立杆的垂直度，不得使用腐蚀、破损、弯曲的立杆。

（2）采用碗扣式脚手架满堂支设，从一端开始向另一端延伸搭设，拧紧所有结点处的卡口螺母，卡口不得松动和缺失。

（3）按定位依次竖起立杆，将立杆与纵横向扫地杆连接固定，然后装设第一步的纵向和横向平杆，随校正立杆垂直之后予以固定，并按此要求继续向上搭设。

在纵、横向方木上按立杆的精确位置摆放支架底托，并调整底托上的螺帽至同一计算高度平面内。

先搭设纵向中间一排底层的立杆，连接好水平杆后以此为基础向两侧搭设。

当底层支架搭设好后应调整立杆，使其纵横向成排，竖向竖直。

然后再根据计算所确定的立杆搭配高度将支架搭设至顶层，装上顶托，再将顶托螺帽顶面调至设计标高处。

（4）剪刀撑斜杆随整体拉结杆件搭升一起搭设。

（5）浇筑混凝土之前对支架按照1.2的安全系数进行超载预压以消除支架的非弹性变形，预压期不小于7天，且支架连续三天累计沉降不得大于3mm。

4.4.3支架技术措施

4.4.3.1作业平台脚手板一定要铺平铺稳，不允许有翘头板。

4.4.3.2工人在架上进行搭设作业时，作业面上铺设必要数量的脚手板并予临时固定。

工人必须配戴安全帽。

不得单人进行装设较重杆配件和其它易发生失衡、脱手、碰撞、滑落等不安全的作业。

4.4.3.3现场在搭设中不得随意改变构架的设计、减少杆配件设置。

如需要对构架作调整和改变时，必须提交技术主管人员重新复算，结构强度、刚度符合规范要求，满足安全要求。

同时报监理审批后实施。

4.4.4支架拆除

4.4.4.1为防止混凝土裂缝和边棱破损，并满足局部强度要求，混凝土强度达到2.5MPa时方可拆除侧模，混凝土强度达到30MPa时方可拆除顶板底模。

翼板支架在混凝土强度达到设计标号的95%以上，且养生时间不少于7天。

对于现浇梁底模支架需待混凝土强度达到100%，且所有预应力筋张拉完成后方可拆除。

4.4.4.2卸架时先卸悬臂部分，再从跨中向两边对称卸架。

支架卸除宜分两次进行，第一次先从跨中对称向两端松一次架，然后再从跨中对称向两端卸除，以防过大冲击。

4.4.5满堂支架排水措施

为避免处理好地基受水浸泡，在两侧开挖40×30cm的排水沟，排水沟分段开挖形成坡度，低点开挖集水坑，保证排水良好，最后在回填料面上铺设钢板做脚手架的基础支撑（详细见排水沟布置图）。

4.5支架承载力验算

按照最不利荷载取混凝土现浇箱第二跨30m进行验算，预压面积为20×16=320m2，其中端横梁及中横梁之间范围宽度分别为120cm，在该位置处脚手架间距加密为纵向步距90cm，横向步距90cm，腹板部位增设钢管加密支撑，加密后步距为45cm,脚手架排列为19行15列。

4.4.5.1对脚手架以上的模板、支架、钢筋及混凝土的重量进行计算

混凝土自重：

混凝土重度取2.5t/m³

第二跨箱梁体积计算：

第二跨箱梁重G=848.8×0.3×2.5=636.6t

钢筋重：

（161652.1+32200）*0.3＝58.155t

模板重：

竹胶板自重标准值取0.98t/m3，竹胶板厚度为0.015m

其自重为0.98×[（2.018+1.284）×2+7.375+（0.425+0.673

+0.762+1.903+0.762+0.705）×2]×0.015*30=10.77t

方木重度：

取0.6t/m³，15×15cm方木每延米重量13.5kg/m，5×10cm方木每延米重量3.0kg/m。

方木支撑布置图

自重为：

30×35×0.0135+100×（2.018×2+1.26×2+7.375+（0.762×2+0.425×2+1.903+0.705+0.673）×2）×0.003=21.80t

由此可得总重为：

混凝土自重：

636.6t

钢筋自重：

58.155t

模板总重：

10.77t

方木总重：

21.8t

总重为：

727.325t

混凝土活荷：

0.3×30×12=108t（施工荷载按0.3t/m2计算）

4.4.5.2、对碗扣式的脚手架的承载力和稳定性分别计算

4.6荷载验算

对以上荷载进行组合：

727.325×1.2+108×1.4=1023.99t

每根脚手管所受荷载为1023.99×9.8/（34×17）=17.36KN

脚手管截面积为489mm2

则fc=17.36/489=0.0355KN/mm2<

KN/mm2

即脚手管的强度符合要求。

根据《路桥施工计算手册》。

1）稳定性验算

因本工程梁底支架采用满堂脚手架搭设，故采用单肢杆的稳定性计算方法来对其稳定性进行计算。

①．单肢杆件的计算长度系数

本方案中计算参数：

立杆纵距La=0.9m，立杆横距Lb=0.9m，步距h=1.2m，碗扣式脚手管A=489mm2，立杆截面抵抗矩为

=5.08×103mm3。

立杆回转半径

=15.8mm，钢材的抗压强度设计值

=0.140KN/mm2。

长度系数

1.61

查表用插入法求得轴心受压稳定系数

为0.43

②．稳定性计算

不组合风荷时

，其中

材料强度附加分项系数，

不组合风荷时

，这里取

=1.59

左边

=0.9×17.36/（0.43×489）=74.3N/mm2，

右边

=128.9N/mm2,74.3<128.9

由此可知，碗扣式脚手架稳定性满足要求，为使稳定安全系数提高，我部采用增加剪刀撑和斜撑的施工方案进行稳定性加固，在箱室一般断面按照3.6m纵向间距、在横隔梁位置按照0.6m纵向间距，设置剪刀撑和斜撑的加固体，横桥向采用斜杆底撑交错布置，使立杆、斜杆、横杆共同承受稳定验算荷载。

3）立杆底座验算：

N≤Rb

其中Rb为底座承载力设计值，一般取40KN，

N=17.36KN

（4）立杆地基承载力验算

支架底托搁置在40×50×15cm的混凝土垫块上，受压面积为Ad=0.4×0.5=0.2m2

N/Ad=17.36/0.2=86.8KN/m2

fk地基承载力标准值，本地区天然砂砾石取300KPa

K调整系数，取0.75

K×fk=0.75×300=225KPa>86.8KPa

由此可知，地基承载力满足要求。

支架搭设前用动力触探仪进行检测，地基承载力达到220KPa方可进行施工。

4.7抗风稳定性验算

支架上的荷载除以上计算外，还应考虑风荷载的作用。

计算桥梁的强度和稳定性时，应考虑作用在桥梁上的风力。

在风力较大的地方应按照季节性进行风荷载计算。

根据相关规范计算方法为：

横向风力为横向风压乘以迎风面积。

横向风压按照下公式计算：

W=K1K2K3K4W0

K1=1，设计风速频率换算系数

K2=1.3，风载体形系数

K3=1.0，风压高度系数

K4=1.5，地形、地理条件系数

W0=0.45kN/m2，基本风压（查全国风压分布图）

则：

W=0.878kN/m2，纵向风压为横向的40%。

且纵向受力面积较小，因此计算时仅考虑横向风荷载。

风荷载按中心集中力加载在立杆上，立杆均按两端铰接计算。

立杆受力稳定性按组合风荷载计算：

水平荷载计算风荷载标准值：

Wk=0.7μZμSW

μZ——风压高度变化系数，取1.1

μS——脚手架风荷载体形系数，取1.3

W——脚手架挡风系数，取0.087

Wk=0.7×1.1×1.3×0.087=0.087kN/㎡

La——纵杆间距0.9m

h——步距0.9m

风荷载产生的弯矩：

M=0.85×1.4×Wk×Lah2/10=0.85×1.4×0.087×0.9×0.92/10

=7.547N·m

碗扣式支架钢管的抵抗矩W=5.078×102N/mm2

立杆所受最大竖向荷载为24.457kN，截面积A=4.89×102mm2

σ=N/A+M/W=24.457×103/4.89×10-4+7.547/5.078×10-6

=51.499MPa≤容许应力[σ]=205MPa

综上，支架抗风荷载验算满足要求。

4.8支架刚度（挠度）验算

ωmax=5qL4/384EI

式中：

ωmax——最大挠度

E——钢管弹性模量，取E=210×103N/mm；

q——均布荷载，取q=1.655kN/m=1.655N/mm

I——钢管截面惯性矩，取I=1.215×105mm4

ωmax=5qL4/384EI

=5×1.655×9004/（384×210×103×1.215×105）

=0.76mm

容许挠度[ω]=L/400=900/400=2.25mm＞ωmax=0.76mm

因此，支架刚度满足要求。

4.9支座安装

4.9.1本工程采用GPZ（II）盆式橡胶支座，型号及布置详见图纸S6-4-18（5-2）。

4.9.2墩、台支座位置处垫石的混凝土表面应平整和清洁，顶面四角高差不得大于1mm以保证压应力均匀。

4.9.3施工过程中对墩柱顶高程、垫石高程及箱梁高程进行予控,使完成后的上部构造达到设计要求的高程。

4.10加载预压

底模安装后，对支架进行加载预压。

支架预压采用砂袋预压。

混凝土自重为636.6t，预压荷载为箱梁自重的1.2倍，取预压荷载为763.92t，即每平方米2.12t，砂容重检测为1.6t/m3，折合1.325m高砂袋。

人工装砂，吊车配合，在不同的荷载下，由测量队负责观测支架的变化，并做好记录。

沉降观测点布置于底板边缘及中线，每断面左、中、右3点，纵向每跨按由跨中向两边各5m一个断面布设（沉降观测表详见后面的幸福河大桥现浇箱梁预压沉降观测点位布设示意及沉降观测记录）。

其中第二跨预压时需在贝雷片底部布置相应的沉