乌江特大桥矩形墩柱施工技术方案Word格式文档下载.docx
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本区属中亚热带湿润季风气候区，冬无严寒，夏无酷暑，雨量充沛。
气温与所处地理位置及海拔高度有密切相关，年平均气温随海拔高度的变化而有所变化，各地年均气温16.7～17.2摄氏度，历年极高气温39.1摄氏度，极低气温-8.1摄氏度，历年平均日照1116.9h，历年最大积雪深度18cm。
2.2.4地质地震环境
路线地段大部分有基岩出露，沿线出露地层从新到老依次有：
第四系、三叠系、二叠系、志留系、奥陶系、寒武系、震旦系、元古界板溪群等地层。
其中以寒武系、三叠系最发育，其次为元古界板溪群。
第四系为冲、洪积层和残积层，主要为高~低液限粘土、粉土和砂乐石层及碎石土，沿线均有分布，厚度不大，三叠系为碳酸盐岩和沉积碎屑岩，主要是白云岩、灰岩及粉砂质泥岩，红砂岩，另外零星分布有二叠系白云岩、灰岩及粉砂质泥岩夹煤层。
受区域地层岩性条件、构造条件、地形条件以及气象水文地质条件的综合影响，区内不良地质现象目前查明主要有岩溶、危岩崩塌、三间软土、顺层滑坡等及人类活动可能诱发崩塌、滑坡、采空区等。
根据《中国地震动参数区划图》（2001），路线所经地域的地震动峰值加速度小于0.05g，地震动反应谱特征周期0.35s，对应于原基本烈度小于VI度区。
2.3工程数量统计
表一、矩形墩工程数量表
工程名称
型号（m×
m）
墩高（m）
数量
备注
6×
2.2
35～50.5
6
3.5（壁厚0.55m）
26.5～60
4
9.5×
3.8（壁厚顺0.7m，横0.9m）
103～121
8
3施工准备
3.1资料准备
1）开工前应具备工程施工图及图纸会审纪要。
2）主要施工机械及其配套设备的技术性能资料，所需材料的检验和配合比试验，对所需的材料必需作材料的物理性能试验，并委托有资历的试验室根据所用的原材料作好混凝土的配合比试验。
3.2人员安排及分工
表二、人员安排及分工表
序号
工种
人数
主要工作内容
1
施工负责人
组织管理、安排施工
2
技术负责人
施工技术指导、质量检查、施工记录
3
试验员
砼质量检查、快测和制作试块
安全员
负责安全工作
5
班长
指挥现场施工，人员调度
模型工
10
安装模型
7
砼罐车司机
9
砼运输
砼工
混凝土浇筑
钢筋工
20
制安钢筋
电焊工
11
吊车司机
操作吊车
12
起吊工
接拆吊钩，安装钢筋
13
机械工
机械设备修理
14
电工
用电操作
15
合计
85
3.3模型设备资源配置
乌江特大桥配置8套液压自爬模矩形墩模型，先施工乌江特大桥的主墩身8肢，再倒用到引桥矩形墩和过渡墩施工。
清渡河大桥配置4套液压自爬模矩形墩模型，先施工清渡河大桥的左幅主墩4肢，再倒用施工右幅主墩4肢，最后倒用到引桥矩形墩和过渡墩。
表二、塔吊具体配置表
名称
型号
使用地点
说明
塔吊
TC5513-8（TC6015-10）
乌江大桥小里程引桥
高度60米和45米
TC5513-8
乌江大桥小里程小里程主墩
高度为135米
乌江大桥大里程主墩
高度为145米
乌江大桥大里程引桥
高度为40米
清渡河大桥9号墩
高度为75米
清渡河大桥10号墩
高度为70米
（2）
清渡河引桥
用完转到乌江引桥
预计共7台塔吊
表三、施工电梯具体配置表
型号
说明
施工电梯
SCD200
乌江大桥小里程右线8号主墩
高度127.5米
乌江大桥小里程左线12号主墩
高度为120米
乌江大桥大里程右线9号主墩
高度为138米
乌江大桥大里程右线13号墩
高度为61.5米
清渡河大桥10号主墩墩
高度为58.5米
图二、乌江特大桥主墩塔吊、电梯布置
4墩身施工工艺流程
5总体施工方案
矩形墩采用液压爬模施工技术。
墩身每次浇筑4.5m，模板配置高度为4.65m。
视施工高度配相应吊车或塔吊，并配置砼输送泵组织施工。
钢筋等材料采用吊车或塔吊垂直运输，砼采用集中拌和，罐车运输到施工点，输送泵垂直泵送到灌注点，利用串筒入模浇筑砼。
6矩形墩施工工艺
矩形墩身运用液压爬模施工技术。
6.1模板设计
液压自爬模的动力来源是本身自带的液压顶升系统，液压顶升系统包括液压油缸和上下换向盒，换向盒可控制提升导轨或提升架体，通过液压系统可使模板架体与导轨间形成互爬，从而使液压自爬模稳步向上爬升，液压自爬模在施工过程中无需其它起重设备，操作方便，爬升速度快，安全系数高。
是高耸建筑物施工时的首选模板体系。
液压自爬模主要分为模板系统、埋件系统、支架系统、液压系统四部分。
具体总体施工技术方案见下图所示：
图三、液压爬模总体施工技术方案图
模板系统：
由于是高空作业，采用轻质高强的木梁胶合板模板体系。
该种模板具有结构合理，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，用芯带销插紧，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。
模板刚度大，接长和接高均很方便，模板最高可一次浇筑十米以上。
具体面板结构设计图入下图所示：
图四、平面模板图
埋件部分：
主要由埋件板、高强螺杆、受力螺栓、爬锥组成。
支架系统：
主要由承重三角架、后移装置、中平台、吊平台、导轨、附墙装置、桁架支撑系统组成。
液压系统：
主要有液压泵站控制台、液压油缸、同步阀、胶管、液压阀和配电装置。
液压爬模特点：
1）模板部分可整体后移120mm。
2）模板单元之间有芯带相连,保证单元之间成一直线条。
3）模板可利用微调使其与混凝土贴紧,防止漏浆及错台。
4）模板部分可相对支撑架部分上下左右调节，使用灵活。
5）利用斜撑模板可前后倾斜，最大角度为30°
。
6）各连接件标准化程度高，通用性强。
图五、墩身模板平面布置图
6.2模板施工
1）施工流程
混凝土浇筑完后→拆模后移→安装附装置→提升导轨→提升架体→绑扎钢筋→模板清理刷脱模剂→埋件固定模板上→合模→浇筑混凝土
步骤
示意图
第一次爬升
第一次砼浇筑完后，拆除模板及支架；
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；
通可调斜撑调整模板的垂直度；
通过锚固装置将模板下沿与上次浇筑完的砼结构表面顶紧，确保不漏浆，和不错台。
第二次和第二次以上提升
在第一次爬升的爬架下安装吊平台以便拆除可周转的埋件，
清除模板表面杂物
按设计图纸把爬架吊装就位，
拆除前一次可周转的预埋件，以备用。
2）预埋件安装，将爬锥用受力螺栓固定在模板上，爬锥孔内抹黄油后拧紧高强螺杆，保证混凝土不能流进爬锥螺纹内。
埋件板拧在高强螺杆的另一端。
锥面向模板，和爬锥成反方向。
图六、预埋件安装图
3）埋件如和钢筋有冲突时，将钢筋适当移位处理后进行合模。
4）导轨提升就位后拆除下层的附墙装置及爬锥，周转使用。
注：
附墙装置及爬锥共3套，2套压在导轨下，1套周转。
第一步 第二步 第三步
⑴安装模板完毕 ⑴拆模、后移模板 ⑴提升到位
⑵浇筑混凝土 ⑵插导轨 ⑵安装吊平台
⑶施工人员在平台绑扎钢筋 ⑶提升 ⑶开始合模
第四步 第五步第六步
1模完毕⑴浇筑完毕⑴进入标准提升阶段
⑵浇筑混凝土⑵拆模⑵又一次浇筑混凝土
（3）提升导轨、提升架体
图七、墩身模板拆模合模流程图
6.3钢筋安装
钢筋安装工程量较大且又是高空作业，若采用焊接连接，难以保证施工质量和工程进度。
根据设计要求，主筋采用直螺纹连接技术，减少现场焊接工作量。
由于砼一次性浇筑高度达到4.5m，考虑钢筋接头错接要求，钢筋骨架高度将达到8m。
为防止墩身钢筋失稳，采取在主筋内侧增设劲性骨架措施；
劲性骨架节点通过电焊连接，杆件与节点板的连接焊缝为三面焊，节点板采用δ=10mm的Q235A钢板，焊接必须严格按照相关规范要求执行。
钢筋采用吊车或塔吊垂直提升，主筋逐根安装就位后在安装水平箍筋。
钢筋安装完毕后在骨架外悬挂固定混凝土预制垫块，确保保护层厚度。
6.4主墩墩身混凝土浇筑方案
灌注混凝土前应检查模板、钢筋及预埋件的位置、尺寸和保护层厚度，确保其位置准确、保护层足够，模板采用对拉拉杆加固，拉杆拉杆材料为45号钢、型号为D20，拉杆间距布置为1.2×
1.2m。
施工节段之间按施工缝进行凿毛处理。
在监理工程师检查钢筋、模型等合格后准备浇筑混凝土。
（如下图）
砼由集中拌合站供应，混凝土运输车运输，采用泵车泵送混凝土。
每层混凝土灌注厚度不超过30cm，用插入式捣固器振捣，直到砼停止下沉、不冒气泡、泛浆和表面平坦为止。
每处振捣完毕后慢慢提出振动棒，避免碰撞模型、钢筋和其它预埋铁件。
每层砼振捣时要插至前一层混凝土5～10cm，以确保新浇砼与先浇砼结合良好。
边浇筑混凝土边拆除串筒，但必须保证拆除串筒后距离已浇筑混凝土的顶面高度不得大于2m。
混凝土的浇注要保持连续进行，若因故必须间断，间断时间要小于混凝土的初凝时间，其初凝时间由试验确定。
如果间断时间超过初凝时间，按施工缝进行处理：
凿除接缝处混凝土表面的水泥砂浆和松弱层，凿除时混凝土强度要达到5Mpa以上。
在浇注新混凝土前用水将旧混凝土表面冲洗干净并充分湿润，但不能留有积水。
图八、墩身混凝土施工图
6.5模型拆除
非承重侧模板应在混凝土强度能保证其表面及棱角不致因拆模而受损坏时方可拆除，混凝土强度必须到达10MPa以上，可以拆模，强度达到15MPa，液压自爬模具备爬升及承受设计荷载条件。
6.6砼养护
砼浇筑完毕后采用土工布覆盖砼表面洒水养护，保证混凝土表面随时处于湿润状态。
拆模后在混凝土表面上涂刷养护剂进行养护，养护时间不得少于7天。
6.7墩身结构外观和尺寸验收
混凝土结构表面应密实平整、颜色均匀，不得有露筋、蜂窝、孔洞、疏松、麻面和缺棱掉角等缺陷。
墩柱的允许偏差和检验方法应符合下表的规定：
项次
检查项目
规定值或允许偏差
检查方法
混凝土强度（Mpa）
在合格标准内
参见验标
断面尺寸（mm）
±
用尺量3个断面
竖直度或斜度（mm）
0.3%H且不大于20
用垂线或全站仪侧2点
墩顶面高程（mm）
用水准仪测量3点
轴线偏位（mm）
用全站仪检查纵、横各2点
大面积平整度（mm）
用1m直尺检查
预埋件位置（mm）
用尺量
6.8线形控制
在承台浇注完混凝土后，利用全站仪恢复墩中心和关模控制点，并从大桥控制网对其校核，准确放出墩身大样，然后立模。
首段平面位置和竖直度控制是后续施工的基础，必须精确控制。
平面位置利用全站仪按极坐标法放线测量控制。
在桥墩中心将墩中心准确地定位在预埋的钢筋头土。
每提升1次模板根据墩不同高度，利用全站仪对四边的模板进行检查调整。
施工中要检查模板对角线，将误差控制在5mm以内，以保证墩身线形。
检查模板时间在每天土9点以前或下午4点以后，避免日照对墩身的影响；
墩身上的后视点要量靠近承台，每次检查前校核各个方向点是否在一条直线土，如有偏差，按墩高比例向相反方向调整。
6.9乌江特大桥主墩系梁施工
乌江特大桥主墩系梁在该处墩柱施工后，再进行施工。
系梁宽9.3m，长8.4m，高4m，混凝土方量为142.22方。
乌江特大桥主墩系梁底模采用25个钢桁架（挂篮底模纵梁）做主梁，钢桁架系梁腹板处采用30cm间距布置，底板采用56cm间距布置，在系梁两边外侧再各设置一根作为人行及操作平台。
每个墩柱利用预留孔穿设10根φ32精轧螺纹钢并张拉，使钢墩紧贴混凝土产生摩擦力，利用产生的摩擦力支撑系梁荷载。
附墙钢墩每墩位上布置5组，2.15m间距布置，钢墩上安放II45横梁，再在横梁上安装钢桁架。
钢桁架上布设3层12x16cm纵横方木，底模采用δ=1.8cm的竹胶板。
系梁外模采用大块钢模，利用塔吊组拼，内模采用木模，内外模设置对穿拉杆加固。
图九、系梁底模施工方案图
钢模型利用螺栓连接，连接时注意模型接缝的平整，顺直，密实。
连接前采用双面胶粘横缝进行处理，防止漏浆，处理完毕即对模型进行清洁，涂脱模剂。
系梁钢筋在钢筋加工场统一制作完毕检查合格后用汽车运至桥墩位，利用塔吊将钢筋笼起吊到施工平台上进行钢筋绑扎安装。
钢筋主要采用直螺纹套筒连接，需要焊接时要求焊缝必须饱满，搭接长度满足相关要求，焊渣清除干净，不得有虚焊、漏焊、烧筋等不合格焊缝存在。
安装完毕后在模型与钢筋笼骨架间垫上足够数量的混凝土垫块确保混凝土保护层厚度。
砼由集中拌合站供应，混凝土运输车运输，采用地泵泵送混凝土。
非承重侧模板应在混凝土强度能保证其表面及棱角不致因拆模而受损坏时方可拆除，一般应在混凝土抗压强度达到2.5MPa时方可拆除侧模板。
当混凝土强度达到设计强度张拉预应力束后利用塔吊拆除底模。
拆除模型时注意拆模的顺序，不得生拉硬拽损坏构造物。
拆下的模型要清扫干净、有序堆码以利下一次的使用。
养护时间不得少于7天。
6.10乌江特大桥主墩预应力施工
为加强纵桥向空心墩双肢之刚度，增加稳定性，每个主墩墩身设一道横系梁，另在单肢空心墩内部设置两道横隔板，以加强墩身刚度。
在每片系梁中设置22束横向单端张拉的钢绞线，钢绞线采用公称直径为Ø
s15.2mm的高强度低松弛钢绞线，钢束规格为15-19，波纹管采用塑料波纹管，配套采用15-19锚具（张拉端）、15-19H型锚具（固定端）及锚下螺旋筋。
系梁预应力布置图见下图所示。
图十、乌江特大桥主桥主墩系梁顺桥向和横桥向钢束布置图
钢束定位钢筋每80cm设一道，当普通钢筋与预应力管道有干扰时，可适当移动普通钢筋，墩身通长钢筋和箍筋在钢束锚固槽口与钢束有干扰处留出一段长度后断开，待钢束张拉完成后，用相同直径钢筋焊接封锚。
为减少混凝土的收缩徐变对预应力的不利影响，避免由于混凝土收缩徐变过大造成永存预应力不满足设计要求，需要采取混凝土强度、龄期双控指标，在混凝土施工后7天且强度达到90%以上时方能张拉。
（1）.张拉准备工作
张拉前的准备工作主要有：
首先是校顶，其次为计算伸长值，最后是检查锚板、钢绞线、装顶等。
（2）.预应力张拉顺序及方法
初始张拉检查油路的可靠性，安装正确后，开动油泵向张拉油缸缓慢进油，使钢绞线略为拉紧后调整千斤顶位置，使其中心与预应力管道轴线一致，以保证钢绞线的自由伸长，减少摩阻，同时调整夹片使其夹紧钢绞线，以保证各根钢绞线受力均匀。
然后两端千斤顶以正常速度对称加载到初始张拉力后停止加油，测量并记录钢绞线初始伸长量，完成上述操作后继续加载至控制张拉力，量测实际伸长量并与计算伸长量相比较。
预应力张拉前对预应力千斤顶及配套设备进行标定，采用油泵配合液压千斤顶进行，采取双控法控制，即在张拉力满足设计要求的情况下，预应力筋伸长量与设计计算伸长量之差在±
6%，（应计算预应力筋在千斤顶内的长度）张拉前需要对千斤顶及配套油泵进行检校标定，可以采取压力机反压千斤顶的方法但压力机的精度应为一级精度，确定千斤顶压力与液压油泵油压间的关系，同时预应力筋的伸长量计算应准确无误，预应力筋弹性模量、截面积等技术指标取值准确，取用检验单位提供的数据。
墩身预应力必须在墩身系梁混凝土强度达到90%之后，方可进行张拉预应力钢束，采用单端交错张拉，上、下均衡，从外向内，左右对称；
管道压浆采用真空辅助压浆工艺。
（3）.预应力张拉注意事项
由于张拉是一项非常重要的工序，因此在施工时必须注意以下几点：
a）为保证预应力的准确，对张拉设备进行定期和不定期的配套检查和必须的。
校正后需将千斤顶的实际张拉吨位和相应的压力表读数关系制成图表，以便于查找使用。
在下列情况下应对千斤顶和油泵进行配套检验：
设备标定期已到；
千斤顶或油泵发生故障修理后；
仪表受碰撞；
张拉200次后；
钢绞线伸长量出现系统偏差等。
千斤顶加载和卸载时要做到平稳、均匀、缓慢、无冲击。
千斤顶在加载过程中如混入气体，在空载下将千斤顶油缸往返二至三次即可排出空气，保证千斤顶运行平稳。
b）张拉作业中，梁的两端要随时保持联系。
发生异常现象时应及时停止，找出原因，及时处理。
张拉顺序为：
先顶板后腹板，左右对称。
c）张拉作业中，要对钢绞线束的两端同步施加预应力，因此两端伸长量应基本相等。
若两端的伸长量相差较大时，应查找原因，纠正后再进行作业。
d）张拉作业中，两端危险区内不许有人，并立牌警示。
e）张拉过程中，要有专人填写张拉记录，同时张拉作业需安排专人负责指挥。
f）当气温下降到+5℃以下时，禁止进行张拉作业，以免因低温而使钢绞线在夹片处发生脆断。
g）张拉时的混凝土强度不得低于图纸规定的90%的设计强度和7天龄期。
h）张拉中，要控制千斤顶工作行程在最大允许行程以内。
i）张拉完毕卸下工具锚及千斤顶后，要检查是否有断丝，以及工具夹片每根钢铰线上的夹片压痕是否平齐，若不平齐则说明有滑丝。
若有断丝、滑丝出现，须视具体问题采取相应的解决措施后，才能进行下一道工序。
j）预应力钢束张拉完毕后，严禁撞击锚头。
多余的钢绞线应用切割砂轮机割，切割后剩下的长度L>
3cm。
k）定期或不定期地更换油泵、千斤顶上的易损件和液压油，保证机械在需要的时候能够正常运转。
l）张拉现场须有明显标志，与该工作无关的人员严禁入内；
张拉或退顶时，千斤顶及锚具后面不得站人，以防预应力筋拉断或夹片飞出伤人；
油泵运转有异常情况时，要立即停机检查。
在测量伸长量时，要停止开动油泵。
（4）.张拉操作顺序及常见问题处理
a）初试张拉力，张拉检查油管路连接可靠、安装正确后，开动油泵向油缸缓慢进油，使钢铰线略为拉紧后随时调整千斤顶位置，使其中心轴线方向基本一致，以保证钢铰线自由伸长，减少摩阻。
同时调整夹片使之卡紧钢铰线，以保证各根钢铰线受力均匀。
然后两端千斤顶正常速度对称加载到初始张拉力后停止进油加载，测量并记录钢铰线初长量。
完成如上操作后，继续向千斤顶进油加载，直至达到控制张拉力，初始张拉力取控制张拉力的10%。
b）控制张拉力：
张拉钢铰线达到控制张拉力时，不关闭油泵，继续保持油压2分钟，以补偿钢铰线的松弛所造成的张拉力损失，并检验张拉结果。
然后测量并记录控制张拉力下的钢铰线伸长量。
钢铰线束实际伸长量的量测有如下两种方法：
c）在相应张拉力下量取与之对应的千斤顶油缸伸长量。
将每个初张拉力和终张拉力下对应的千斤顶油缸伸长量的差值，作为本次钢铰线的实际伸长量。
则各个张拉循环的实际伸长量之和，即为钢铰线初始张拉力至控制
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