整编黄陵至延安高速公路扩能工程试验段空心薄壁高墩施工方案.docx
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整编黄陵至延安高速公路扩能工程试验段空心薄壁高墩施工方案
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黄陵至延安高速公路扩能工程试验段
路基桥隧工程LJ-5标段
薄壁空心高墩施工方案
黄延高速公路LJ-5合同段项目经理部
薄壁空心高墩施工方案
1、编制说明
1.1编制范围
本方案编制范围为黄延高速公路LJ-5合同段K21+605桥子沟大桥、K22+294.843东城大桥、右幅K26+345、左幅K26+385谢家坬大桥空心墩墩身施工。
1.2编制依据
（1）《公路桥涵施工技术规范》（JTJTF50-2011）；
（2）《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）；
（3）《高速公路标准化施工技术指南（桥梁分册）》（2010版）；
（4）《高速公路标准化施工技术指南（文明施工分册）》（2010版）；
（5）《公路工程施工工艺标准（桥涵）》；
（6）陕西省交通建设集团公司《国家高速公路包头至茂名线（G65）陕西境黄陵至延安高速公路扩能工程试验段路基桥隧工程施工招标文件》；
（7）《国家高速公路包头至茂名线（G65）陕西境黄陵至延安高速公路扩能工程试验段LJ-5标段（K20+100～K27+900）施工图设计第一册至第三册》；
（8）《陕西省高速公路施工标准化指南第一至第三册》；
（9）相关设计图、设计文件；
（10）相关合同文件；
（11）现场调查资料。
1.3编制原则
本施工方案编制以合同文件、施工图纸以及国家现行施工规范、质量评定验收标准及有关法规为依据，并结合现场实际情况，参照公司相关工程施工经验编制。
2、工程概况
承建黄延高速公路LJ-5标段，标段起止里程为K20＋100～K27＋900，线路全长9.418km（长链1.618km）。
总工期21个月，其中刚构桥梁施工工期为20个月，其余桥梁及路基工程施工工期为10个月。
标段主要工程为：
本标段主要施工内容有主线大桥4座，涵洞12道，通道14座，分离式立交2处，天桥3座，互通式立交1处，服务区1处。
2.1设计概况
LJ-5合同段桥子沟大桥空心墩8个共计522m；东城大桥空心墩2个共计88m；谢家坬大桥空心墩6个共计354.1m；李家洼大桥空心墩12个共计838m；各墩设计情况详见表1。
表1桥梁承台以及下系梁数量表
单位工程
部位
项目名称
尺寸（m）
数量（个）
混凝土（m3）
钢筋
（Kg）
长
宽
高
C30
C40
桥子沟大桥
2号单薄壁主墩
空心墩（左）
8.65
5
38
1
882.9
146761.5
空心墩（右）
8.65
5
38
1
882.9
146761.5
3号单薄壁主墩
空心墩（左）
8.65
7.5
108
1
2739.3
444852.6
空心墩（右）
8.65
7.5
108
1
2739.3
444852.6
4号单薄壁主墩
空心墩（左）
8.65
5
57
1
1239.5
191787.7
空心墩（右）
8.65
5
57
1
1239.5
191787.7
5号单薄壁分隔墩
空心墩（左）
8.65
2.5
29
1
344.8
46292.2
空心墩（右）
8.65
2.5
29
1
344.8
46292.2
东城大桥
2号单薄壁主墩
空心墩（左）
7.5
2.5
44
1
459
63443.3
空心墩（右）
7.5
2.5
44
1
459
63443.3
谢家坬大桥
3号单薄壁主墩
空心墩（左）
7.5
4.5
57.5
1
688.5
114743.5
4号单薄壁主墩
空心墩（左）
7.5
4.5
57
1
810.6
135117.4
5号单薄壁主墩
空心墩（左）
7.5
4.5
68.6
1
683
113869.9
6号单薄壁主墩
空心墩（右）
7.5
4.5
55
1
661
110198.2
7号单薄壁主墩
空心墩（右）
7.5
4.5
52
1
760
126707.9
8号单薄壁主墩
空心墩（右）
7.5
4.5
64
1
628
104678.1
李家洼大桥
6号单薄壁分隔墩
空心墩（左）
8.65
3
25
1
317.1
42915.3
空心墩（右）
8.65
3
25
1
317.1
42915.3
7号双肢空心主墩
空心墩（左）
8.65
3
60
2
1864.3
336769.2
空心墩（右）
8.65
3
60
2
1864.3
336769.2
8号单薄壁主墩
空心墩（左）
8.65
7.5
124
1
3111.7
500462.5
空心墩（右）
8.65
7.5
124
1
3111.7
500462.5
9号单薄壁主墩
空心墩（左）
8.65
7.5
100
1
2553.2
411829.7
空心墩（右）
8.65
7.5
100
1
2553.2
411829.7
10号双肢薄壁主墩
空心墩（左）
8.65
3
65
2
2010.4
362081.5
空心墩（右）
8.65
3
65
2
2010.4
362081.5
11号单薄壁分隔墩
空心墩（左）
8.65
3
45
1
527.5
70873.2
空心墩（右）
8.65
3
45
1
527.5
70873.2
墩身主要结构形式见图1、2、3。
图1双薄壁空心墩墩身一般立面图（单位：
cm）
图2分隔墩墩身一般立面图（单位：
cm）
图3单薄壁空心墩墩身一般立面图（单位：
cm）
2.2工程地质概况
地形地貌：
黄土梁沟壑区，地形起伏较大，沟谷呈U字形，沟谷切割较深，两岸坡稍陡，沟底有水流，桥台区地形稍平缓。
地层岩性：
本标段属鄂尔多斯盆地的伊陕斜坡带，构造稳定，地层平缓，自中生代一来，沉积了一套巨厚的陆相地层，依次出露三叠系、侏罗系、白垩系以及广泛覆盖于其上的第三系、第四系地层，其中三叠系、侏罗系、白垩系岩层多为砂岩和泥岩，第三系地层分布较广泛，一般出露于第四系黄土层之下，层状基岩岩体之上，多见于深切河谷两侧，岩性主要为浅紫红色、棕红色粘土层，区内地表以第四系黄土堆积为主，各地层单位总体产状较平缓。
3、施工组织安排
3.1工期安排
根据LJ-5合同段工期要求和现场施工进度、红线内征地情况，墩身施工工期计划见表2。
序号
桥梁
名称
部位
工期
开始时间
完成时间
1
桥子沟大桥
2号墩墩身
39
2013-10-06
2013-11-15
2
3号墩墩身
115
2013-10-06
2014-05-15
3
4号墩墩身
62
2013-10-06
2014-03-31
4
5号墩墩身
31
2013-10-06
2013-11-06
5
东城大桥
2号墩墩身
79
2013-10-06
2014-04-10
6
谢家坬大桥
左3号墩墩身
61
2013-10-06
2014-03-23
7
左4号墩墩身
73
2013-10-06
2014-04-03
8
左5号墩墩身
60
2013-10-06
2014-03-22
9
右6号墩墩身
50
2013-10-06
2014-03-12
10
右7号墩墩身
70
2013-10-06
2014-04-01
11
右8号墩墩身
55
2013-10-06
2014-03-17
12
李家洼大桥
6号墩墩身
27
2013-10-06
2014-11-02
13
7号墩墩身
64
2013-10-06
2014-03-24
14
8号墩墩身
131
2013-10-06
2014-05-31
15
9号墩墩身
103
2013-10-06
2014-05-3
16
10号墩墩身
70
2013-10-06
2014-04-01
17
11号墩墩身
47
2013-10-06
2014-03-10
表2施工进度计划表
备注：
11月16日至2月29日为冬期，施工未做安排。
3.2施工组织及计划
3.2.1主要材料
主要材料数量见表1。
3.2.2主要人员
工种
2013年4季度
2014年1季度
2014年2季度
钢筋工
40
40
50
模板工
40
40
50
电焊工
4
4
10
混凝土工
16
16
25
电工
4
4
4
木工
4
4
10
安全员
4
4
5
现场管理人员
4
4
5
普工
10
10
31
合计
126
126
190
3.2.2主要设备
主要设备数量见表3。
表3主要设备数量表
序号
设备名称
型号规格
国别产地
制造年份
额定功率（kw）
生产能力
数量（台）
进场时间
小计
其中
自有
新购
租赁
1
混凝土搅拌机
JS1000
陕西
2009
130
60m³/h
2
2
2010.1
2
混凝土运输车
SC5254
陕西
2009
260
8m³
8
8
2010.4
3
混凝土输送泵
HBT60C
三一重工
2008
120
60m³/h
5
5
2010.4
4
38m泵车
SY5272THB
三一重工
2008
100m³/h
1
1
2010.8
5
塔机
QTZ80
中联重科
2008
37
5
5
2010.7
6
施工电梯
SCD200DK
湖北
2003
38
一次载重13人
2
2
2010.5
7
液压爬模机
ZPL-100
重庆
2009
4
16
16
2010.5
8
箱变
630KVA
2009
1
1
2010.1
9
发电机
HD250
上海
2009
250
4
4
2010.2
10
镦粗直螺纹套丝机
GZL-40
武汉
2009
4
8
8
2010.3
11
交流电焊机
BX1-500
上海
2009
41KVA
36
36
2010.1
12
钢筋弯曲机
EXPRB-16
浙江
2009
1.6
5
5
2010.1
13
钢筋切断机
GQ40
河南
2009
3
6-40mm
3
3
2010.1
14
砂轮切割机
J3G-XDL
上海
2009
3
6
6
2010.1
15
汽车吊
QY25C
三一重工
2009
2
25t
3
3
2010.1
16
混凝土振动棒
IRFU50
上海
2009
0.25
35
35
2010.1
3.2.3施工组织机构
施工总负责人为项目经理，总工程师。
下设工程技术部、质量安全部、物资设备部、计划合同部、财会部、综合办公室、工地试验室等共六部三室，下辖9个桥梁墩柱作业队（详见下图4）。
桥梁作业
桥梁作业
桥梁作业
桥梁作业
桥梁作业
图4组织机构框图
4、总体施工方案
4.1施工方案选定
在施工前拟定了爬模、滑模、翻模等多种施工方案进行比选。
爬模施工外爬式支架刚度较小，无法用自身结构纠正模板偏差；支架承载力小，墩身模板单块面积受到限制，模板接缝较多，容易出现错台；作业平台狭小，安全隐患多，风险大。
故爬模方案满足不了高墩施工的要求。
滑模施工极易产生支承杆弯曲、混凝土水平裂缝或被模板带起、局部坍塌、混凝土外观质量较差，需装饰混凝土表面、配套设备较多，投入较大、一旦施工开始，中途不能停止，在雨季施工，混凝土质量难以保证等多种问题，且模板耗钢量大，一次性投资费用较多。
结合工程要求，及以上两种施工方法综合考虑施工质量、工程造价、施工工期、劳动强度等多种因素，对薄壁空心高墩的外模施工采用翻升模板系统。
图5空心墩施工工艺图
4.2墩身施工技术
淤泥河特大桥主桥设计为双薄壁矩形空心墩，墩身最大高度为105m，采用翻模法施工。
采用大块模板以提高施工进度和平整度，配置塔式起重机翻升模板，电梯运送上下施工人员和小型机具材料。
翻模由2节段大块模板及支架、内外工作平台、塔式起重机手动葫芦组合而成的成套模具。
施工时第一节段模板支于承台顶上，第二节段支立于第一节模板上。
当第二节段混凝土强度达到3MPa，第一节段混凝土强度达到10MPa时，拆除第一节段模板。
此时荷载由已硬化的墩身混凝土传至基顶。
待第一节段模板作少量调整后利用模板内外固定架和塔式起重机、手动葫芦将其翻开至第三节段。
依此循环向上形成拆模。
翻开立模模板组拼，搭设内外工作平台，钢筋加工安装，接长泵送管道灌注混凝土。
养生和测量定位，高程测量的不间断作业，直至达到设计高度（见图2）。
4.2.1施工工艺
（1）立模准备
根据基顶中心放出立模边线，立模边线用砂浆找平。
找平层用水平尺分段抄平，待砂浆硬后由线路中心向两侧立模。
（2）立模检查
第一节段模板安装后，用水准仪和全站仪检查模板顶面高程和墩身中心及平面尺寸，符合标准后进行下道工序。
（3）模板翻升
在第二节段模板内、外围带上挂小型载人吊篮，拆除第一节段内外模固定架，用手动葫芦挂住第一节段钢模板。
松开内外模板之间拉杆，卸下第一节段内外围带，用塔式起重机吊运至第三节段混凝土顶面平台上。
清理模板，并涂刷脱模剂后按放线尺寸组装为第三节段模板。
然后按第一节段的安装次序安装其余部分。
（4）翻模施工中空心墩线型控制
空心墩的线型控制主要通过施工测量来进行的。
空心墩施工测量控制内容包括：
空心墩定位测量、空心墩高程测量、空心墩垂直度测量。
①空心墩定位测量
采用三维坐标控制法。
每个墩台施工前，先由项目测量班用全站仪进行4个角点定位，设置好横、纵向护桩，给施工队交底。
②空心墩高程测量
采用三角高程法。
用直径10mm的钢条焊成“丰”字形觇标，3根横条间隔15~20cm。
再把觇标焊在事先选定的墩身钢筋上，作为观测竖直角的观测点。
觇标间距用钢尺丈量，精确至毫米。
用竖直角最小读数为2″级的经纬仪观测竖直角。
至少观测6个测回，以此来计算空心墩的高程。
③空心墩的垂直度测量
垂直度测量采用自动安平激光铅垂仪，在承台上距墩身0.8m四周埋设观测点，并设牢固的保护罩。
工作平台上设激光接收靶，能显示光斑并捕捉斑心，调整模板使外模板内侧距离距激光斑心与观测点距墩身距离相同，进行墩身的竖向轴线传递。
这样不仅简化繁琐的测量工作，而且中心控制准确、可靠。
模板每翻升一次，对模板的位置检查一次，以控制桥墩的纵横向偏移和扭转。
每6米采用全站仪进行复核。
测量时，用全站仪对矩形空心墩的四个角进行定位，与激光铅直仪校核，以此来支立空心墩的模板。
4.2.2翻模安装控制
翻模工艺是配备2节模板，先安装第一节模板浇筑混凝土后，再安装第二节模板，每次浇筑混凝土前仍有1节模板紧固于已浇筑混凝土体，上一节模板则处于待浇混凝土状态，紧固于墩身上的支承模板是依靠自身抱箍于墩身以较大摩擦力支承上一节模板重量和其他荷载。
模板测控是以模板几何中心与设计轴线重合为目的施工，在施工过程中严格控制施工误差，具体措施如下：
（1）调整模板四边存在的高差，用0.5-1mm的薄钢板进行支垫；
（2）克服模板自身平面位置偏移；
（3）用全站仪和激光铅直仪测定模板位置和垂直度；
（4）内外模间加内支撑控制壁厚，支撑间距由拉杆调整；
（5）内模用手拉葫芦对拉，保证在浇筑过程中不发生模板偏移。
4.2.3墩身几何尺寸和外观质量控制
（1）墩身几何尺寸和外观质量取决于多种因素，通过对模板、施工技术、混凝土配合比、结构设计等控制，以达到尺寸精确、线条流畅、表面平整、棱角分明、无裂纹气泡；施工缝、模板接缝精细均匀等。
（2）钢模板采用[12槽钢配6mm厚面板，加工成整体大块钢模板，材料选用正规厂家生产，加工精度控制在1mm以内，模板对接缝，模板拼缝认真打磨；完全消除模板横向接缝，安装时对竖向横向接缝认真粘贴泡沫塑料密封条，模板拉杆预紧力要足够，特别是已成混凝土最上排拉杆在下一次混凝土浇筑前再次预紧，防止混凝土漏浆造成“裙子”缺陷。
（3）振捣。
选择有经验的混凝土工，采用φ50振捣棒下到模板内进行精细振捣，防止漏振，特别是视线不良的转角和倒角内侧处，振捣的火候要恰到好处。
混凝土浇筑均为分层浇筑、振捣，分层厚度不超过30cm，振捣间距不大于37cm。
（4）养生。
混凝土初凝后表面开始洒水，并覆盖无纺土工布。
混凝土拆模后及时养生，侧面采取喷淋的方法，及时洒水保证墩身混凝土湿润。
（5）施工缝处理。
在翻模施工过程中，处理施工缝和模板接缝是一个比较棘手的问题，在这个问题上的处理方法是：
在浇筑每一板混凝土时必须浇筑到和模板上缘平齐（清除浮浆后），然后把靠模板侧1~2cm处的混凝土抹平，确保施工缝和模板接缝重合，以保证墩身混凝土的整体外观质量。
4.3钢筋的存储，加工与安装
4.3.1钢筋的保护及存储
钢筋储存在专门的钢筋棚内，放置于地面以上0.5米的平台，垫木或其他支承上；当应用于工程时，钢筋表面无灰尘和有害的锈蚀或其他杂物；钢筋在加工过程中，必须对弯起，焊接等部位，采用涂防锈漆的防锈处理。
4.3.2钢筋加工
钢筋加工制作时，要将钢筋加工表与设计图复核，检查下料表是否有错误和遗漏，对每种钢筋要按下料表检查是否达到要求，经过这两道检查后，再按下料表放出实样，试制合格后方可成批制作，加工好的钢筋要挂牌堆放整齐有序。
钢筋切断根据钢筋号、直径、长度和数量，长短搭配，先断长料后断短料，尽量减少和缩短钢筋短头，以节约钢材。
钢筋调直，可用机械或人工调直。
经调直后的钢筋不得有局部弯曲、死弯、小波浪形，其表面伤痕不应使钢筋截面减小5%。
所有钢筋的切断及弯曲工作均应在钢筋加工场进行，钢筋按图纸所示的形状进行弯曲。
空心墩竖向主筋采用直螺纹套筒连接，墩身首节钢筋伸出承台顶面7m（8m），中间节下料长度为9m，最顶节下料长度根据实际施工需要确定。
主筋下料不得用气割，切口的端面与钢筋轴线垂直，不得有马蹄形或扭曲、缺牙、错牙、污染、生锈、机械损伤等严重现象（如图6），
图6空心墩直螺纹钢筋接头
丝套使用水溶性润滑液，不得使用油性润滑液。
车丝按照《滚压直螺纹钢筋连接》（JG163—2004）规范规定操作，并符合下列要求：
⑴外观质量：
丝头便面不得有影响接头性能的损坏及锈蚀；
⑵丝头有效长度不得小于设计，允许误差为+2p（p为螺纹螺距mm）；
⑶用专用的螺纹环规检验，其通规能顺利旋入，环止规旋入长度不得超过3p；
⑷加工的丝头逐个进行检查，不合格的切除后重新加工。
钢筋在钢筋加工场加工成型，加工好后在弯折处涂刷防锈漆。
钢筋丝头一端用丝套保护，一端上好套筒，每次安装钢筋时只需直接连接一端套筒。
将加工好的钢筋运往施工现场，做好钢筋的运输管理，钢筋采用加长平板车上加托架运输，在运输过程中防止钢筋在运输过程中发生变形，被污染。
4.3.3钢筋安装
空心墩在承台上放样完毕后清理混凝土表面，校正预埋进承台的预埋钢筋。
对与新旧混凝土连接部位进行凿毛，露出新鲜混凝土并冲洗干净，新的混凝土浇筑前，在凿毛的混凝土上面浇筑一层1-2cm厚1:
1的水泥净浆。
首节墩身钢筋扣除预埋进承台的长度，露出承台的长度为7m和8m（为了错开接头）以保证首节6.75m高的模板安装后钢筋超出模板顶0.25m和1.25m。
主筋连接采用直螺纹套筒连接，绑扎时采用简易定型骨架“钢筋定位梳子板”定位（如图7）。
图7空心墩直螺纹钢筋安装和接头保护
将做好的钢筋用平板车运至现场安装拼接，箍筋与主筋要保证垂直，并用扎丝绑扎，箍筋转角处与主筋交点均要绑扎，非转角部分的相交点成梅花形绑扎。
箍筋的弯钩叠合处沿墩身竖向主筋交错布置，并用扎丝绑扎牢固，必要时用电焊点焊。
在钢筋和模板之间设置垫块，垫块与钢筋绑扎，并互相错开，保证4个/㎡，且位置准确。
有支架平台的，平台支撑尽量避免支撑到钢筋上面，必要时平台可支撑在下层钢筋上。
钢筋安装的允许偏差和和检验方法见表4
表4钢筋安装允许偏差及检验方法
项次
检查项目
规定值或偏差
检查方法和频率
1
受力钢筋间距（mm）
两排以上排距
±5
尺量：
每构件检查两个断面
同排
梁、板、拱肋
±10
尺量：
每构件检查5至10个间距
基础、锚碇、墩台、柱
±20
灌注桩
±20
尺量：
每构件检查5至10个间距
2
箍筋、横向水平钢筋、螺旋箍筋间距（mm）
±10
尺量：
按骨架总数30%抽查
3
钢筋骨架尺寸（mm）
长
±10
尺量：
按骨架总数30%抽查
宽、高或直径
±5
4
弯起钢筋位置（mm）
±20
尺量：
每骨架总数30%抽查
5
保护层厚度（mm）
柱、梁、拱肋
±5
尺量：
每构件沿模板周边检查8处
基础、锚碇、墩台
±10
板
±3
4.4模板安装
4.4.1空心墩
空心墩墩身模板采用大型钢模板，钢模板由厂家定做，满足强度和刚度要求。
四周用拉杆固定，拉杆用Φ20圆钢。
空心墩墩身内外模板每节高度2.25m，每套模板共配置3节，每节模板间均采用螺栓连接。
模板外设人行操作平台，操作平台上铺5cm厚木板，并在平台四周安装护栏，挂密目安全钢丝网（如图8）。
图8空心墩拼装后设置操作平台参考图
模板安装前先在场地内打磨抛光，除去锈迹、污渍，用干净白布擦拭，然后均匀涂刷脱模剂，并在模板接缝处嵌入3mm厚的泡沫双面胶带，防止漏浆。
在墩身实心段的顶面处，须预埋泄水孔。
在墩身施工时须预留φ100的通气孔。
首节墩身混凝土计划浇筑6.75m高度，首先安装6.75m高度模板，校正后安装7m高钢筋，保证最短主钢高出模板顶0.25m，满足下节钢筋安装需要。
钢筋安装完毕吊装内模，并在此前注意设置混凝土保护层垫块。
首节混凝土浇筑完毕并达到拆模条件后拆除最底下第1、2层模板及支架、内外工作平台，然后用塔吊和手动葫芦将其翻至第3层模板上方。
以此循环向上形成拆模。
翻开立模模板组拼，搭设内外工作平台，安装钢筋、接长泵送管道浇筑混凝土，依次施工至墩顶。
（如下图）
4.4.2空心墩中隔梁施工
沟底主墩中部设计有1道4.6m高中空中隔梁（见图9），空心
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