挂篮全封闭防护专项施工方案Word文档格式.docx
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2010.4.25
2010.7.26
每块工期11.5天
边跨现浇段7.25前完成
2010.8.21
3
2010.8.24
挂蓝拆除
2010.8.26
附属工程
35
2010.9.30
护栏防护网、桥面铺装
第二章 施工方案
第一节施工组织方案
一、施工队伍配备
根据工程的实际工程量和工期要求，考虑总体工期的要求以及月完成能力，科学的配备现浇箱梁施工的专业队伍。
1、项目部组织机构
为确保连续梁安全目标项目部成立了领导小组，配备3名专职安全员。
组织机构
工程部：
王江波
总工：
关国轻安质部：
李慧萍
计划部：
赵玄波
项目经理：
梁拉柱物资设备部：
张海军
财务部：
何阳军
副经理：
司太平试验室：
牛建学
协调部：
唐和平
2、劳务队伍配备
我单位计划安排1个专业施工队伍负责施工。
每个0#段按30天循环考虑，每个悬臂段按11天考虑，合理的配备劳力，专业施工队人数不少于80人，兼职安全员4名。
二、机械设备投入
根据工程需要，合理投入机械设备，作到设备数量充足、状态良好，确保施工顺利。
主要投入设备详见表2－1。
表2-1 主要施工机械设备表
序号
设备名称
规格型号
数量
进场时间
1
砼搅拌站
1500
1台
已进场
砼运输车
8m3
6台
装载机
ZL50C
1辆
4
汽车起重机
25T
2辆
7
混凝土输送泵
60C
8
菱形挂蓝
8套
已加工
9
挂蓝模板
塔吊
C5013
2台
2009.9
塔吊水平运输材料起重臂需上跨铁路。
发电机
120KW
三、施工组织安排
单位所辖属的连续箱梁施工，由于主墩对工期起着控制作用，故每个主墩作为一个施工作业面，共八套挂蓝同时施工。
每个施工作业面内的各道工序平行作业，由于边跨平直现浇段为非控制工期项目，在悬臂段施工过程中穿插进行作业。
四、施工平面布置
我单位施工的连续箱梁计划在20#、21#主墩旁各设置1台5013塔吊（悬浇段小型材料运输用），20#、21#主墩附近均设置1个钢筋加工场和1个模板组装区。
施工道路利用线路右侧临时便道作为材料运输的通道。
第二节安全技术方案
40+70+40m跨连续梁采用挂篮对称悬臂浇筑施工，据此制定如下施工方案：
我单位施工的预应力混凝土连续箱梁采用先施工0#段、1#段，并进行临时固结形成“T构”，然后再依次对称浇筑2#、3#段至合拢段前段，先按“T构”悬臂浇筑，然后各T构合拢后，进行体系转换，形成连续梁。
采用混凝土临时支墩和钢管支架搭设作业平台作为0#块、1#块和边跨平直段的支架基础，临时支墩和钢管支架基础利用本工程设计承台，混凝土临时支墩在承台内预先埋设钢筋，作为临时锚固用，与悬浇施工一起构成支承体系。
支架顶部利用工字钢和方木作为龙骨，支撑底模。
现浇段底模采用高强木胶板，侧模采用大块定型组合钢模板，内模采用木胶板。
内外模均利用汽车吊吊装，人工配合铺设、安装。
其余悬臂段采用挂篮施工，挂篮采用菱形挂篮，专业生产厂家加制作成型，现场拼装。
第三章 主要工艺要点与技术措施
第一节 施工步骤与工艺流程
一、施工步骤
主跨桥墩施工完毕后，施工墩旁临时支墩，搭设0＃、1#段混凝土临时钢支架，安装支座，并将活动支座临时锁定。
浇筑墩顶0＃、1#段混凝土，之后在其上安装挂篮，对称浇筑2＃段混凝土。
待梁段混凝土达到90%的设计强度后，张拉相应的预应力筋。
往墩两侧移动挂篮，对称浇筑3＃段混凝土。
待梁段混凝土达到90%的设计强度，张拉相应的预应力筋。
按前步骤依次浇筑其余节段混凝土，张拉相应的预应力筋。
在两个边墩旁安装支架，在边墩支架上浇筑边跨直线梁段混凝土。
架设边跨合拢段吊模，浇筑边跨合拢段混凝土。
拆除临时支座，完成体系转换，利用一套挂蓝悬浇浇筑中跨合拢段混凝土。
待梁段混凝土达到90%的设计强度，张拉完所有的预应力筋。
进行全桥桥面施工。
二、施工工艺流程
挂篮悬臂施工连续梁施工工艺流程见图3-1。
挂篮制造、试拼与测试基础墩身施工
安装墩旁支架架、预压安装永久、临时支座制安0#、1#钢筋骨架
0#、1#梁段整体现浇
0#、1#梁顶找平拼装挂篮制安剩余节段底、腹板钢筋骨架
分块吊装A2、B2梁段底板、腹板钢筋
拖移内模架，安装A2、B2梁段内模及顶板钢筋
混凝土灌注前测量观测点标高对称灌注A2、B2梁段混凝土
混凝土灌注后测量观测点标高
A2（B2）梁段顶面找平养护
张拉前测量观测点标高张拉及压浆
张拉后测量观测点标高
计算、调整A3（B3）梁段施工立模标高
对称牵引挂篮前移就位
剩余梁段悬灌循环施工
拆除
图3-1连续箱梁悬浇施工工艺流程
第二节 支架、模板及临时固结施工
一、施工方案
连续梁支架搭设时按主墩临时锚固构造图、临时支墩及模板支架图施工，承台及临时支墩作为基础，采用临时支墩墩顶穿钢棒，上铺工字钢作为平台。
连续梁0#、1#梁段利用20#、21#墩旁临时支墩支撑使基础全部作用于承台上；
边跨平直段及合拢段长6m，边墩承台尺寸为6.7×
8m，支架施工需先在承台外侧换填处理硬化后，和本工程设计承台一起作为基础。
连续梁0#段及平直段侧模采用定型钢模，内模用木胶板拼装，悬臂段采用挂篮，端模采用木胶板，合拢段模板利用挂篮的底、侧模成型。
二、搭设支架
主墩临时锚固构造采用4根Φ1.5mC50钢筋混凝土立柱作为临时支墩，钢筋配筋与滹沱河大桥立柱钢筋相同，立柱底部钢筋插入主墩承台内170cm，立柱顶部与箱梁底板连接，钢筋插入现浇1#块底板内57cm,形成临时锁定墩；
临时支墩顶部15cm与箱梁底部间采用直径90cm砂筒式临时支座，支座四周采用混凝土浇筑与梁底板固结；
砂筒用内径为900mm，高度为80mm，厚8mm的钢管制作，起到稳固砂子的作用。
砂筒内放置50mm（压实）厚干燥细砂，砂筒内砂顶放置垫块，垫块直径略小于圆管砂箱直径，用直径850mm，厚8mm的无缝钢管制作，垫块顶垫板厚4mm，垫块高70mm，加工好后在钢管中灌注C30砼，待达到强度后即可使用。
垫块上采用CGM高强无收缩灌浆料按箱梁底板坡度找平。
待箱梁边跨合拢后，人工凿除砂筒外300mm厚支墩混凝土，切割烧断连接钢筋及砂筒钢板，掏出筒内砂子，使临时支墩与梁底板分离，完成体系转换，即可拆除临时支墩。
1#块混凝土支架在1#块浇筑完成并预应力张拉后拆除，以利于挂蓝的安装。
三、0#块、1#块及平直段模板施工
1、侧模
侧模采用大块定型组合钢模板，由专业生产厂家加工制作。
侧模面板采用热轧钢板，面板背后采用钢板设置强度较大的纵横向加强肋，同时采用槽钢作支撑骨架，骨架各部连接以及骨架与加强肋均采用满焊形式，有力地保证了整体刚度与稳定性。
2、底模
底模采用δ＝18mm厚的木胶板，由专业生产厂家生产，选定固定供应商统一供货到现场，在由施工队伍按照设计图现场裁剪与加工。
3、内模
内模利用挂篮内模，木模龙骨采用10×
10cm方木，面板承载层采用18mm厚木板。
4、端模
端模顶部采用5mm钢模，下部采用木模，面板采用δ＝18mm厚的高强覆膜木胶合板，其后用方木作为背楞，端模上设置钢筋及波纹管出入口。
5、模板安装
侧模就位后，开始安装底模。
上托直接托着15×
15cm方木，横桥向铺设，作为横向龙骨，间距与支架相同；
在横向龙骨上面铺设纵向10×
10cm方木，作为纵向龙骨，中心间距为20cm。
底模铺在纵向龙骨之上。
底模两侧边缘要平稳地座落在侧模预留的支撑角钢上，其它部位均完整的铺在其下面的龙骨上，保证接触充分无空隙，如有空隙必须采用木板或木楔塞牢。
调整底模标高达合格，防止底模移动。
当底模就位后，在其每节定型钢模板的上下方设置两根Φ16对拉螺栓，使其与底模胶合板连接成一体，形成配套外模体系。
外模完成后，在两端准确放出支座位置线，并采取可靠的稳固措施，确保安装位置准确。
待外模安装检查完成后，清理模板表面上的污物，如模板脱模剂有脱落现象，及时补刷，涂刷后在后道工序施工中要采取措施予以保护。
底板与腹板钢筋施工后，吊车吊内模就位。
内模采用在现场分节制作，分节入模。
内模吊入孔后，分节拼装，连成整体后，在框架内部搭设支撑，防止框架受力变形。
四、临时固结施工
临时支墩设计，是利用薄壁墩两侧4个直径1.5m临时墩柱，临时墩柱钢筋下部镶入承台，上部伸入1#段箱梁底板，使之一部分预埋在承台中，另一半镶入箱体，从而形成临时锁定。
临时支墩顶部15cm厚混凝土中间部分采用砂筒式临时支座，以便完成边跨合拢后临时支墩的迅速拆除，完成体系转换。
位于临时支墩砂筒的顶面，必须刮浆抹平同梁底平面，在浇筑1#梁段箱梁时，先在垫块顶面涂抹隔离剂以隔离，在垫块的顶底面不得夹有杂物，以保证接触面的平整。
五、支架及临时支墩验算
（一）、临时支墩及支架方案：
该大桥临时支墩及支架方案按以下临时支墩及支架图施工。
（二）、临时支墩施工验算
抗倾覆锁定柱采用直径1.5m的钢筋混凝土柱，标号C30，每个0＃块设四根，间距4.6m×
4.8m。
施工验算：
1、按最不利悬臂状态抗倾覆验算
最不利状态为悬臂长度最大时的不平衡施工，即进行9#和9´
＃梁段施工时9´
＃梁段混凝土已经浇筑完成而9＃梁段还未进行混凝土浇筑施工。
9#节段重量1100KN，取不平衡荷载为1700KN。
则受到的最大不平衡力矩W=1700×
34=57800KN·
m
作用在单个支墩上的N=57800/2.4/2=12042KN
单个支墩的面积A=πr2=π×
（1.5/2）2=1.767m2
轴向应力：
σmax=N/A=12042/1.767=6.81MPa
混凝土允许应力为30MPa＞6.81MPa，满足抗倾覆要求，验算通过。
2、按施工荷载截面强度验算
单幅桥梁∑0#~9#块砼共计1516m3，混凝土容重按26.5KN/m3计算。
设计单幅桥砼恒载自重：
N=1516×
26.5＝40174KN
各种组合竖向力荷载设计值：
Nj=γsoø
∑γs1N=1.03×
1×
1.2×
4017=49655KN
式中：
γso------结构的重要性系数。
当计算跨度L≤50m时，γso=1.0；
当50m≤L≤100m时，γso=1.03；
当L＞100m时，γso=1.5。
Ø
------荷载组合系数，取1.00。
γs1------荷载安全系数，取1.2。
每根墩柱承受压应力为：
σ=Nj/（4×
A）=49655/（4×
1.767）=7.03MPa
混凝土允许压应力为30MPa＞7.03MPa，验算通过。
3、稳定性验算
墩柱高取：
L=20m，
墩柱截面积：
A=1.767m2
回转半径：
r=1/4×
D=0.25×
1.5=0.375m.
按墩柱两端铰支计算长细比：
λ=uL/r=1×
20/0.375=54
u------压杆的长度系数，两端铰支u=1
根据欧拉公式，进行压杆临界应力计算。
σcr=π2Eh/λ2=π2×
3.0×
104/542=102MPa
Eh------混凝土的弹性模量，C30砼为3.0×
104MPa
墩柱临界应力σcr=102Mpa＞σ=7.03Mpa，满足要求，验算通过。
4、结论
从计算得到的数值看出，混凝土墩柱的应力比较小，所以截面强度、抗倾覆性能及稳定性满足要求。
（三）、0#、1#梁段临时支架施工验算
支架纵梁仅靠近支墩两侧放置在支墩钢棒上，采用对拉杆固定两根纵梁。
横梁结合0#、1#梁段模板（挂蓝整体外侧模）受力钢楞间距设置，见上《临时支墩及支架图》。
根据1#梁段箱梁断面混凝土荷载分布情况，同时按照以下原则确定竖向荷载组合，计算并绘制单根纵梁荷载图、弯矩图、剪力图并进行施工验算。
定型钢模容重0.75KN/m2；
新浇筑钢筋混凝土容重26.5KN/m3；
施工人员、施工料具运输、堆放均布荷载1.5KPa；
倾倒混凝土时产生的冲击荷载6KPa；
振捣混凝土产生的荷载2KPa。
1、横梁验算
（1）、荷载计算
根据纵梁荷载图，箱梁腹板部分竖向荷载最大，按最不利荷载156KN/m作用在纵梁计算。
横梁有效长度L=3m，横梁最大间距a=1.6m。
梁体底板宽b=6m。
底板下纵梁荷载总计：
P=（156×
6）×
2=1872KN
底板单位荷载：
q底=P/（L×
b）=1872/（3×
6）=104KN/m2
横梁单位荷载:
q=q×
a=104×
1.6=166.4KN/m
横梁荷载图：
（2）、弯矩计算
悬臂CA段Mmax=-qx2/2=166.4×
0.852/2=-60KN·
m
跨中AB段Mmax=qLx/2×
[（1-a/x）（1+2a/L）-x/L]
=166.4×
1.6×
1.65/2×
[（1-0.85/1.65）（1+2×
0.85/1.6）-1.65/1.6]=-6.9KN·
需要横梁截面抵抗矩Wx=1.2Mmax/[σw]=1.2×
60/（145×
103）=497cm3
式中[σw]------钢材的容许弯曲应力[σw]=145MPa。
（3）、支点剪力计算
悬臂CA段Qmax=-qx=-166.4×
0.85=-141KN
跨中AB段Qmax=-qx+RA=-qx+[qL/2×
（a+L/2）]=-166.4×
0.85+[166.4×
1.6/2×
（0.85+1.6/2）]=78.2KN
需要横梁截面面积A=1.2Qmax/[τ]=1.2×
141/（85×
103）=20cm2
式中:
[τ]------为钢材的容许剪应力[τ]=85MPa。
（4）、挠度计算
ƒc=ƒd=qaL2（6a2/L2+3a3/L3-1）/（24EI）
=166.4×
0.85×
1.62×
（6×
0.852/1.62+3×
0.853/1.63-1）/（24×
2.1×
108×
7115×
10-8）=1.2mm（挠度满足要求）
E------钢材的弹性模量E=2.1×
105MPa
I------28a工字钢的截面惯性矩I=7115cm4。
结论：
选用挂蓝底模纵梁28a工字钢，该工字钢截面抵抗矩Wx=508.2cm3＞497cm3，A=55.37cm2＞20cm2，满足要求。
2、纵梁验算
根据计算的单根纵梁荷载图、剪力图、弯矩图，可知纵梁在梁体腹板处为最不利部位，最大弯矩Mmax=266.4KN·
m，最大剪应力Qmax=225.3KN。
（1）、弯矩计算
根据最大弯矩Mmax=266.4KN·
m，计算需要纵梁截面抵抗矩。
Wx=1.2Mmax/[σw]=1.2×
266.4/（145×
103）=2205cm3
（2）、支点剪力计算
根据最大剪力Qmax=225.3KN，计算需要纵梁截面面积。
A=1.2Qmax/[τ]=1.2×
225.3/（85×
103）=31.8cm2
选用56a工字钢作为纵梁，该型钢截面抵抗矩Wx=2342cm3＞2205cm3，A=135.38cm2＞31.8cm2，满足要求。
在工期允许的情况下，也可以全部采用挂蓝的前后横梁作为纵梁。
（四）、钢棒验算
1、荷载计算
根据纵梁荷载图和纵梁重量（106.3Kg/m）计算每个0#、1#梁段钢棒承受的竖向荷载。
N=（27×
1.5+40×
1.5+156×
0.8+75×
0.8+55×
1.45）×
2×
2+（2×
12×
1.063）=1486KN
钢棒支点荷载
N´
=N/4=1486/4=371.5KN
2、剪力计算
根据钢棒支点荷载计算需要钢棒截面面积。
A=1.2N´
/[τ]=1.2×
371.5/（85×
103）=52.4cm2
选用Φ100钢棒作为纵梁支点，Φ100钢棒A=78.cm2＞52.4cm2，满足要求。
第三节 垫石、支座施工
一、垫石施工
垫石钢筋在浇筑墩帽混凝土前事先预埋好，预埋时，保证尺寸准确、高度适中。
垫石施工前先准确测量放样，用墨斗弹出边线，以控制模板，然后将下面的混凝土凿毛处理。
模板采用竹胶板，周围用植入顶帽内的钢筋加固。
在浇筑混凝土前，根据支座的位置，准确预埋支座螺栓套筒孔，该预埋孔采用PVC管，为防止浇筑混凝土时进入水泥浆，在PVC管上下端均用透明胶布粘死，并加固紧，不得产生上浮或水平位移。
由于垫石较薄，但钢筋密集，混凝土浇筑时，采用插入式振动棒捣固密实。
混凝土浇筑完成后，采用湿麻袋或湿草袋覆盖，洒水养生。
二、支座安装
支座采用盆式橡胶支座。
安装前，认真阅读安装说明书，并核对设计图纸，准确分清每个支座正确位置、方向。
支座安装前首先检查支座连接状况是否正常，不得任意松动上、下支座板连接螺栓。
安装前先凿毛支承垫石表面，取出预留孔的PVC管，该孔也需凿毛处理，清除锚栓孔中的杂物，并用清水将支承垫石表面侵湿，安装灌浆用模板。
模板与顶帽之间要用橡胶条或其它材料，保证不得漏浆，同时采用膨胀螺栓将模板固定在顶帽上，不得跑模。
安装支座就位，用钢楔块楔入支座四周，找平支座，并将支座调整到设计标高，在支座底面与支承垫石之间留30mm空隙。
认真仔细检查支座中心位置及标高后，用高强度无收缩材料灌浆，采用重力灌浆方式。
注浆时，先灌注支座下部与锚栓孔处的空隙，注浆管口应放在支座中心部，应保证浆液从中心部位向四周注入，直到从模板与支座底板周边间隙观察到注浆材料全部注满为止。
灌浆材料终凝后，拆除模板，检查是否有漏浆处，对漏浆处进行补浆处理。
盆式橡胶支座安装前将支座的相对各滑动面和其他部分用丙酮或酒精清洁，支座其他各件也应擦洗干净。
支座除标高符合设计要求外，保证平面两个方向的水平是很重要的，否则将影响支座的使用性能，支座的四角高差不得大于2mm。
支座上下各对应件纵横向必须对中。
支座中心线与主梁中心线应平行。
安装地脚螺栓时，其外露螺母顶面的刻度不得大于螺母的厚度，且不得少于三扣丝的厚度。
第四节梁体施工
一、0＃、1#梁段施工
根据设计桥墩高度和现场情况，0＃、1#段采用支架施工。
0#段由于预应力管道集中，钢筋密集，加之与1#梁段同时浇筑，混凝土数量大，为保证施工质量，可分层浇筑，分层位置在靠近腹板与顶板梗腋处，以确保梁体整体性，其他梁段一次浇筑完成。
在搭设临时支架和模板、钢筋安装及混凝土浇筑施工期间，应采取三级安全防护：
1、临时支架范围内下方地面应采用围挡全封闭围护，严禁人员活动。
2、临时钢支架搭设完成后在支架四周围护。
3、侧模板安装完成后在模板四周围护。
二、悬臂浇筑梁段施工
从2#段开始至9#梁段，采用菱形挂篮悬臂施工。
（一）施工工艺流程
施工工艺流程见图3-2挂篮悬灌施工工框图。
（二）挂篮的设计
本挂篮由承重系统、模板系统、走行系统和工作平台等组成。
挂篮外形图见图3-3。
菱形挂篮主要由菱形桁架、吊挂系统、走行系统、锚固系统，底模模板系统及工作平台几部分组成。
挂篮的主要技术参数如下：
①适用梁段最大重量112.4t；
②适用梁段最大长度4.5m；
③适用梁高变化范围2.06—4.06m；
④适用梁体宽度范围顶宽12m，底宽6m；
⑤适用挂蓝拆卸需退出合拢段情况。
前移挂篮模板
加固校正模板
绑扎底、腹板钢筋
安装波纹管、预埋件
前移、加固内模
绑扎顶板钢筋
提升混凝土
灌注混凝土
养生
拆端模、处理接触面
混凝土试件制作
材料运输
钢筋下料、加工
拆内模、侧模
张拉
压浆
锚垫板检验
模板的设计、制作
压浆机具准备
张拉机具准备
钢绞线下料、穿束
混凝土拌和
图3-2挂篮悬臂浇筑施工工艺框图
图3-3挂篮外形图
挂篮工作原理
解除挂篮与梁段的锚固系统，并解除底模与底板的后锚系统，菱形桁架在牵引系统（倒链）牵引下向前移动到待浇位置，底模与外侧模随菱形桁架同步滑移到待浇梁段位置，利用梁顶提前在腹板预埋的竖向预应力筋锚固菱形桁架，同时将底模后端锚固于已浇梁段底部，调整底模前端标高至设计位置，并调整两侧模就位，绑扎底、腹板钢筋并安装预应力管道，支立并调整内模就位后，绑扎顶板钢筋并安装预应力管道后，进行梁段砼现浇施工，待砼达到设计强度后，张拉预应力筋并压浆后，拆除模板，重复以上工序，如此循环推进，直至完成全部梁段施工。
后附滹沱河大桥挂蓝设计计算书。
（三）2#～9#梁段悬臂浇筑施工
1、挂篮刚度及变形检测
挂篮在工厂进行强度和变形检测，挂篮分级加载、卸载。
通过加载试验测定挂篮的弹性变形和非弹性变形值，检验各部件的连接情况，测定施工数据，为安装挂篮预留沉落量提供依据。
具体的试验方法如下：
场内制作挂篮加载试验台；
场内拼装挂篮主桁架；
主桁架前端分级加载，进行挂篮实际变形观测，做好记录，测定变形；
在试验台上分别对锚、吊结构进行加载试验，安全系数大于1.5。
通过加载试验测定挂篮非弹性变形值和在满载时的弹性变形值，强度和刚度符合施工规范和钢结构设计规范要求。
2、挂篮安装
挂篮安装在0#、1#梁段预应力施加后进行，先安装滑轨，并利用预埋竖向精轧螺纹钢筋锚固滑轨。
然后吊装主桁架部分，主桁架在固定平台组装后用吊车吊装到位，最后安装前横梁和模板等。
对于底板、主桁架等较重部件，根据汽车吊的起吊能力可进行分组件分次吊装。
具体施工步骤如下：
安装挂篮底模板，用预埋竖向精轧螺纹钢筋锚固挂篮轨道→主桁架在地面组装后用吊机吊装到位，锚固于挂篮轨道→安装前横梁及前吊带，悬吊底模板，解除斜拉钢丝绳→0#梁段外模解体
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