武汉市长丰大道续.docx

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武汉市长丰大道续

武汉市长丰大道（二环线～三环线）工程高架桥

第8联、9联、11联施工组织设计

第一章工程简介

1、1工程概况

长丰大道快速化改造工程接二环线和三环线，远期还连接武孝（武汉～孝感）高速公路，起于竹海立交（三环线～武孝高速的交叉工程），沿规划走廊向南行进，连续跨越毕湖路、江发路，于东风四村附近，路线转向东，跨汉宜铁路、汉丹铁路、轻轨1号线进出车场线、汉丹南路（规划），然后沿长丰大道既有路东行，依次跨越古田一路、古田二路、古田四路、京广铁路，最后到达设计终点，接常码头立交（二环线～长丰大道的交叉工程），路线全长7.1KM。

我标段范围为K1+815～K2+220中的L08、L09、L11三联箱梁及下部构造（除桩基外）施工，其中L08联由24#～27#墩组成，跨径组合为3×30m,本联连接Z1、Z2匝道，桥梁变宽由34.54m逐渐渐变到46.49m，外挑横梁，桥墩设置辅墩，主墩位于中央分隔带，辅助墩位于分隔带。

L09联由27#～31#墩组成，跨径组为4×30m,本联为标准梁，桥面宽度为26m,单箱三室结构，悬臂长度为4m,底板宽度为17m,跨中截面顶板厚为25cm、底板厚为22cm，腹板厚60cm；支点截面顶板厚50cm，底板厚47cm，腹板厚100cm。

L11联由34#～36#墩组成，跨径组合为25+2×30m，本联为标准梁，桥面宽度为26m,单箱三室结构，悬臂长度为4m,底板宽度为17m,跨中截面顶板厚为25cm、底板厚为22cm，腹板厚60cm；支点截面顶板厚50cm，底板厚47cm，腹板厚100cm。

1、2地质水文

1、2、1地形、地貌

沿线地形平坦、开阔，属于汉江I级冲积阶地区。

地面高程在22.5m~27.0m之间。

1、2、2气象

武汉地区属亚热带气候，冬寒夏暖，春湿秋旱，夏季多雨，冬季少雪，四季分明。

极端最高气温41.3℃，极端最低气温-18.1℃，年平均气温16.3℃。

绝对湿度年平均16.4毫巴，相对温度75.7%。

1、3工程量

长丰大道（二环线~三环线）工程L08、L09、L11三跨现浇箱梁及下部结构（除桩基外），设计钢筋用量合计Φ32钢筋共365879kg,Φ28钢筋共需23233.6kg，Φ25钢筋共需68207kg,Φ20钢筋共需3408.6kg,Φ16钢筋共需1212500.5kg，Φ12钢筋共需140290.1kg，Φ10钢筋共需105276.7kg,Φ8钢筋共需642.4kg。

箱梁C50预应力混凝土7048.9m3，下部构造C15混凝土76.4m3，C30混凝土1928m3，C40混凝土2302.7m3。

1.4编制依据

1、《长丰大道快速化改造工程施工图设计》；2、《公路桥涵施工技术规范》JTG/TF50—2011；3、《公路工程施工安全技术规范》JTJ076—95；4、《市政桥梁工程施工及验收规程》DGJ08—117—2005）；5、《公路桥涵地基与基础设计规范》JTGD63—2007；6、路桥建设质量、环境和职业健康安全管理手册；7、《钢管支架预压技术规程》JGJT194-20098、《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》JGJ166-2008。

9、《工程建设标准强制性条文》（城市建设）-2000版。

二章施工方法和机具选择

一、承台的施工方法

1、开挖

根据地形地质情况，承台埋深范围土质为粘土，按1:

0.75坡比放坡开挖，开挖线比承台底外边缘线宽一米控制，土用汽车外运弃倒，机械开挖到基底标高后，用人工往下清理10厘米厚，作为调平层混凝土铺筑范围。

2、破桩头

人工用风镐凿除桩头浮浆和多余混凝土到设计高程，直到桩头经监理工程师检查合格，同意进行下道工序为止。

3、铺设垫层

桩头破除完毕，测量人员测设基坑底标高，清除废渣，使其达到铺设10cm混凝土垫层刚好为承台设计底面高程为止，然后用C15混凝土铺筑垫层，在混凝土终凝后即可放线开始安装承台钢筋。

4、承台钢筋安装

首先将桩基预留伸入承台内的钢筋按设计图纸的角度，扳成喇叭口状，施作好箍筋，然后，将制作好的承台钢筋用吊车吊入基坑，进行安装绑扎。

承台钢筋安装工序为：

（1）放线；

（2）设置底板筋保护层垫块；

（3）安装台底主筋及附筋；

（4）设置台顶主筋架立筋；

（5）安装台顶主筋；

（6）安装台身箍筋。

5、立模

当钢筋制安好后，自检合格，按程序报请复检并请监理工程师检查合格后，进行立模。

模板采用专业厂家制作的专用钢模，在立模前将混凝土保护层垫块按施工规范要求拴在承台箍筋外侧，采用直径22毫米的圆钢作拉杆对穿固定模板。

6、验模

模板立好，自检合格，报请复检，并经监理工程师检查同意下道工序施工为止，准备混凝土浇筑。

7、浇筑混凝土

混凝土采用商品混凝土，罐车运至现场，溜槽溜入模内，插入式振捣棒振密。

浇筑时采用水平分层浇筑振捣的方法，层厚控制在20～30cm，插入式振动棒每隔约15cm间距振捣一次，振动要密实，快进慢出，观测混凝土不再沉陷，不再有气泡鼓出为止，不得漏振和振动时间过短或者过长，以防振捣密实和过振，不并不得将棒头直接在钢筋处振动，防止将扎丝振断或者将垫块破坏。

分层浇筑时，后一层与前一层间应控制好时间，尽量保持连续作业，并防止其它因素影响，导致冷缝的产生。

如中途发生异常情况，导致中间停顿过久开成了冷缝，应及时将混凝土表面凿毛洗净，并报监理工程师检查同意，方可二次浇筑。

8、养护

浇筑完成后，待混凝土终凝，及时覆盖土工布并湿水养护，在天连续养护7天之后，可视养期气温间隔湿水养护至少到15天龄期。

9、脱模

人工拆除模板，吊车吊出基坑后，及时派专人修理打磨，涂脱模剂，以备下次使用。

10、基坑回填

模板拆除后，进行外观自检合格后，报请监理工程师检查验收，然后进行隐蔽回填。

回填时，如基坑内有积水，应清除积水和稀泥，然后用干燥土分层回填，分层厚度不大于25厘米，人工整平，小型电动夯机夯实，密实度不小于90%，以备支架安装时该部分地基有足够的承载力。

二、墩身施工

由于本项目桥墩较高，连同盖梁在一起最矮的也有近20m，最高的超过30m，结合该墩身的设计，墩身施工分三部分完成：

一是墩柱直线部分；二是中系梁施工；三是墩柱曲线段并盖梁部分。

三部分钢筋的安装按规范要求进行，注意直螺纹连结的施工质量，轧丝前，钢筋下料应采用切割机切断，断口平整，不得有尖口，轧丝的长度要够，螺纹剥离要控制好，不得剥离太厚，导致钢筋连接部位直径减小削弱其受力有效面积，同时套筒需按程序进行检验合格方可使用。

连接时套筒需用力拧紧，并用扭力搬手检查扭紧程度是否满足要求。

安装钢筋时，应预先用碗扣脚手架搭设相应高度的安全作业平台，搭设安全上下通道，并做好相关安全防护。

1、墩身直线段施工

因墩身较高，拟使用翻模，以保证桥梁墩身的外观。

翻模整套长度共6m，每1.5m为一段，4.5m为每次浇筑段高度，每次上翻时留1.5米重叠段，循环进行直至完成直线段的施工。

2、中系梁的施工，采用在地基上搭设碗扣式脚手架支架支模的施工方法，支架下端置于处理好的硬化地基上，上端设顶托，顶托上用18工字钢作承重梁，在承重梁上每30厘米铺设一道14槽钢做分配梁，分配梁上铺设底模，底模上放线安装钢筋，立侧模，用22圆钢作拉杆对穿固定后，自检合格，报请监理检查批准进行混凝土浇筑。

支架应专门设计和验算后满足规范要求并按程序报批后方可实施。

混凝土浇筑用插入式振动棒每隔约15cm间距插振一次，振动要密实，快进慢出，观测混凝土不再沉陷，不再有气泡鼓出为止，不得漏振和振动时间过短或者过长，以防振捣密实和过振，不并不得将棒头直接在钢筋处振动，防止将扎丝振断或者将垫块破坏。

3、曲线段墩身和盖梁施工

盖梁底模用碗扣式脚手架搭设支架支撑，支架和模板的设计类似于系梁，下端置于处理好的硬化地基上或者系梁上。

支架应专门设计和验算后满足规范要求并按程序报批后方可实施。

其中盖梁施工中，尤其应重视支座位置的定位和支座固定销孔道预埋等关键环节的处理。

墩身混凝土用泵送车送入，分层振捣密实，分层厚度不超过30厘米，用插入式振动棒每隔约15cm间距插振一次，振动要密实，快进慢出，观测混凝土不再沉陷，不再有气泡鼓出为止，不得漏振和振动时间过短或者过长，以防振捣密实和过振，不并不得将棒头直接在钢筋处振动，防止将扎丝振断或者将垫块破坏。

混凝土浇筑完成后要及时养生脱架、脱模，养生用土工布覆盖湿水一周，混凝土达到一定强度，及时脱架、脱模，脱架、脱模均应严格规范施作，做好安全防范，确保安全施工。

三、支座安装

1、支座采购需选择经国家批准有生产许可证的厂家生产的产品，进场时需进行验货检查，规格、型号满足要求，附件、配件完整齐备，外观无缺陷，在此基础上，按检验批规定的数量送具有检验资质的检验单位进行检验试验，检验合格方可投入使用。

2、支座安装时，需用高精度水准仪测量控制其安装水平，其误差应满足规范要求。

在支座安装过程中支座不得解锁，箱梁施工完毕，预应力张拉压浆完成，拆模卸架时才进行解锁。

三、现浇箱梁的施工

（一）支架设计

本桥上部箱梁施工因桥墩较高，分为两种情况布置模板支架，其一是第8联和第9联，采用最下端5米高度用梁式支架，再在梁式支架上铺设承重梁，承重梁上设分配梁，分配梁上设满堂支架方案；其二是第11联采用在最下端12.5米高度范围布置梁式支架，再在方案梁式支架的分配梁上布置支架布置如下图示。

上部满堂钢管碗扣支架，其底端设底托支撑于梁式支架的分配梁上，顶端设顶托调整标高和预拱，在顶托上置8cm×15cm松木方作为承重梁，承重梁上再按25厘米间隔铺筑8×10cm分配梁，然后用胶合板置于分配梁上作为底模进行箱梁施工（先进行预压，见后）。

梁式支架承重立柱钢管纵、横桥方向每5米高度范围用14槽钢设一道剪刀撑。

满堂支架纵桥向每4排钢管架设“剪刀”撑一道，横桥向每4排钢钢管架设剪刀撑一道，高度方向每5米设水平剪刀撑一道，确保支架的强度和稳定。

支架方案设计好后，按照《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》的要求和标准，进行地基承载力、支架强度、刚度和稳定性验算，各项验算必须满足要求。

（二）支架强度和稳定性验算

模板支架以两种情况为最不利受力状况进行验算：

一是将箱梁自重平均分布于箱底宽度范围内的荷载组合，而支架按60cm×90cm布置的受力状况；

二是箱梁最厚中（边）腹板（含倒角）自重的荷载组合，而支架按30cm×90cm布置的受力状况。

现分别按规范进行验算如下：

4.3.1第一种受力状况

将箱梁自重平均分布于箱底宽度范围内的荷载组合，而支架按60cm×90cm布置支架的受力。

现按规范进行验算如下：

（1）荷载组合和计算：

箱梁钢筋砼自重：

G=2382.6m3×26KN/m3=61947.6KN

以全部重量作用于底板上计算单位面积压力：

F1=G÷S=61947.6KN÷（17m×120m）=30.37KN/m2，荷载分项系数1.2（查《路桥施工计算手册》表8-5）。

施工荷载：

取F2=2.5KN/m2（查《路桥施工计算手册》表8-1），荷载分项系数1.4（查《路桥施工计算手册》表8-5）。

振捣混凝土产生荷载：

取F3=2.0KN/m2（查《路桥施工计算手册》表8-1），荷载分项系数1.4（查《路桥施工计算手册》表8-5）。

箱梁芯模：

取F4=1.5KN/m2，荷载分项系数1.2（查《路桥施工计算手册》表8-5）。

竹胶板：

取F5=0.1KN/m2，荷载分项系数1.2（查《路桥施工计算手册》表8-5），荷载分项系数1.2（查《路桥施工计算手册》表8-5）。

纵梁（方木）：

取F6=6.0KN/m3（查《路桥施工计算手册》表8-1），荷载分项系数1.2（查《路桥施工计算手册》表8-5）。

横梁（4.8cm钢管）：

F7=3.84kg/m，荷载分项系数1.2（查《路桥施工计算手册》表8-5）。

立杆（4.8cm钢管）：

F8=3.84kg/m，荷载分项系数1.2（查《路桥施工计算手册》表8-5）。

底模承受的荷载组合F=F1+F2+F3+F4

=30.37×1.2+2.5×1.4+2×1.4+1.5×1.2=44.54KN/m2

纵梁承受的荷载组合F=F1+F2+F3+F4+F5

=44.54+0.1×1.2=44.66KN/m2

横梁承受的荷载组合F=F1+F2+F3+F4+F5+F6

=44.66+6×0.09×0.09×（1×5）×1.2=44.96KN/m2

立杆承受的荷载组合F=F1+F2+F3+F4+F5+F6+F7

=44.96+3.84×1×2×10-2×1.2=45.05KN/m2

（2）底模强度验算

箱梁底模采用高强度竹胶板，板厚t=15mm，竹胶板方木背肋间距为250mm，所以验算模板强度采用宽b=250mm平面竹胶板。

模板力学性能

（a）弹性模量E=0.1×105MPa。

（b）截面惯性矩：

I=bh3/12=25×1.53/12=7.03cm4

（c）截面抵抗矩：

W=bh2/6=25×1.52/6=9.375cm3

（d）截面积：

A=bh=25×1.5=37.5cm2

模板受力计算

（a）底模板均布荷载：

F=F1+F2+F3+F4=44.54KN/m2

q=F×b=44.54×0.25=11.135KN/m

（b）跨中最大弯矩：

M=qL2/8=11.135×0.252/8=0.087KN·m

（c）弯拉应力：

σ=M/W=0.08×103/9.375×10-6=9.28MPa＜［σ］=11MPa

竹胶板板弯拉应力满足要求。

（d）挠度：

从竹胶板下方木背肋布置可知，竹胶板可看作为多跨等跨连续梁，按三等跨均布荷载作用连续梁进行计算，计算公式为：

f=0.677qL4/100EI

=（0.677×10.19×0.254）/（100×0.1×108×7.03×10-8）

=3.78×10-4m=0.38mm＜L/400=250/400=0.625mm（查《路桥施工计算手册》表8-11）

竹胶板挠度满足要求。

综上，竹胶板受力满足要求。

（3）纵梁（方木）强度验算

纵梁为9×9cm方木，净间距为0.25m，最大跨径为0.9m。

方木截面图为：

截面抵抗矩：

W=bh2/6=0.0.9×0.092/6=1.35×10-4m3

截面惯性矩：

I=bh3/12=0.09×0.093/12=5.468×10-6m4

作用在纵梁上的均布荷载为：

q=（F1+F2+F3+F4+F5）×0.25=44.66×0.25=11.165KN/m

跨中最大弯矩：

M=qL2/8=11.165×0.92/8=1.130KN·m

方木为松木，容许抗弯应力［σ］=12.0MPa，弹性模量E=9×103MPa（查《路桥施工计算手册》表8-6）

1、纵梁弯拉应力：

σ=M/W=1.130×103/1.35×10-4=8.37MPa＜［σ］=12.0MPa

纵梁弯拉应力满足要求。

2、纵梁挠度：

f=5qL4/384EI

=（5×11.165×0.94）/（384×9×106×5.468×10-6）

=1.94mm＜L/400=2.25mm（查《路桥施工计算手册》表8-11）

纵梁扰度满足要求。

综上，纵梁强度满足要求。

（3）横梁强度计算

横梁为Φ4.8cm钢管，最大跨径为0.6m，间距为0.6m。

截面抵抗矩：

W=5×103mm3

截面惯性矩：

I=12.19×104mm4

每米重量3.84kg/m

截面积4.89×102mm2

0.6m长横梁上承担3.6根（按4根计算）纵梁重量为：

0.09×0.09×0.6×6×4=0.117KN

纵梁施加在横梁上的均布荷载为：

0.117÷0.6=0.195KN/m

作用在横梁上的均布荷载为：

q=（F1+F2+F3+F4+F5）×0.6+0.195×1.2=44.66×0.9+0.194×1.2=40.428KN/m

跨中最大弯矩：

M=qL2/8=40.428×0.92/8=4.09KN·m

钢管容许抗弯应力［σ］=145MPa（查《路桥施工计算手册》表8-7），弹性模量E=2.06×105MPa

横梁弯拉应力：

σ=M/10W=4.09/（10×5×102×10-6）

=81.8MPa＜［σ］=145MPa

横梁弯拉应力满足要求。

横梁挠度：

f=5qL4/384EI

=（5×40.428×0.94）/（384×2.06×106×12.19×10-5）

=1.38mm＜L/400=2.25mm查《路桥施工计算手册》表8-11）

横梁挠度满足要求。

综上，横梁强度满足要求。

（4）支架强度及稳定性验算

立杆承重验算

单位面积内支架承受的最大荷载：

F=F1+F2+F3+F4+F5+F6+F7=

45.05KN/m2<[σ]=140MPa=1.4×105KN/m2

（[σ]=140MPa见前面钢管性能表（查《路桥施工计算手册》表8-7））

立杆承重满足要求。

支架稳定性验算

立杆长细比λ=L/i=2000/15.78=126.7＜[λ]=150（查《路桥施工计算手册》表8-12）

由长细比可查得轴心受压构件的纵向弯曲系数φ=0.707

立杆截面积Am==489mm2（见前面钢管性能表）

单根立杆最大承重F=F1+F2+F3+F4+F5+F6+F7=45.05KN

0.9F/（φAm）=0.9×45.05×103/（0.707×489）=117N/mm2

＜［σw］=145N/mm2

由钢材容许应力表查得弯向容许应力［σw］=145MPa=145N/mm2（查《路桥施工计算手册》表8-7）

支架稳定性满足要求。

4.3.2第二种受力状况

箱梁最厚中（边）腹板（含倒角）自重的荷载组合，而支架按30cm×90cm布置的受力。

现按规范进行验算如下：

（1）荷载组合和计算：

每延米箱梁钢筋砼自重：

G=2.464m2×1m×26KN/m3=64.064KN

以全部重量作用于底板上计算单位面积压力：

F1=G÷S=64.064KN÷（2m×1m）=32.032KN/m2，荷载分项系数1.2（查《路桥施工计算手册》表8-5）。

施工荷载：

取F2=2.5KN/m2（查《路桥施工计算手册》表8-1），荷载分项系数1.4（查《路桥施工计算手册》表8-5）。

振捣混凝土产生荷载：

取F3=2.0KN/m2（查《路桥施工计算手册》表8-1），荷载分项系数1.4（查《路桥施工计算手册》表8-5）。

箱梁芯模：

取F4=1.5KN/m2，荷载分项系数1.2（查《路桥施工计算手册》表8-5）。

竹胶板：

取F5=0.1KN/m2，荷载分项系数1.2（查《路桥施工计算手册》表8-5），荷载分项系数1.2（查《路桥施工计算手册》表8-5）。

纵梁（方木）：

取F6=6.0KN/m3（查《路桥施工计算手册》表8-1），荷载分项系数1.2（查《路桥施工计算手册》表8-5）。

横梁（4.8cm钢管）：

F7=3.84kg/m，荷载分项系数1.2（查《路桥施工计算手册》表8-5）。

立杆（4.8cm钢管）：

F8=3.84kg/m，荷载分项系数1.2（查《路桥施工计算手册》表8-5）。

底模承受的荷载组合F=F1+F2+F3+F4

=32.032×1.2+2.5×1.4+2×1.4+1.5×1.2=46.538KN/m2

纵梁承受的荷载组合F=F1+F2+F3+F4+F5

=46.538+0.1×1.2=46.658KN/m2

横梁承受的荷载组合F=F1+F2+F3+F4+F5+F6

=46.658+6×0.09×0.09×（1×5）×1.2=46.95KN/m2

立杆承受的荷载组合F=F1+F2+F3+F4+F5+F6+F7

=46.95+3.84×1×2×10-2×1.2=47.042KN/m2

下部支承梁承受的荷载组合F=F1+F2+F3+F4+F5+F6+F7+F8

=47.042+3.84×12×4×10-2×1.2=49.254KN/m2

（2）底模强度验算

箱梁底模采用高强度竹胶板，板厚t=15mm，竹胶板方木背肋间距为250mm，所以验算模板强度采用宽b=250mm平面竹胶板。

模板力学性能

（a）弹性模量E=0.1×105MPa。

（b）截面惯性矩：

I=bh3/12=25×1.53/12=7.03cm4

（c）截面抵抗矩：

W=bh2/6=25×1.52/6=9.375cm3

（d）截面积：

A=bh=25×1.5=37.5cm2

模板受力计算

（a）底模板均布荷载：

F=F1+F2+F3+F4=46.538KN/m2

q=F×b=46.538×0.25=11.635KN/m

（b）跨中最大弯矩：

M=qL2/8=11.635×0.252/8=0.091KN·m

（c）弯拉应力：

σ=M/W=0.091×103/9.375×10-6=9.71MPa＜［σ］=11MPa

竹胶板板弯拉应力满足要求。

（d）挠度：

从竹胶板下方木背肋布置可知，竹胶板可看作为多跨等跨连续梁，按三等跨均布荷载作用连续梁进行计算，计算公式为：

f=0.677qL4/100EI

=（0.677×11.635×0.254）/（100×0.1×108×7.03×10-8）

=0.438mm＜L/400=250/400=0.625mm（查《路桥施工计算手册》表8-11）

竹胶板挠度满足要求。

综上，竹胶板受力满足要求。

（3）纵梁（方木）强度验算

纵梁为9×9cm方木，净间距为0.25m，最大跨径为0.9m。

截面抵抗矩：

W=bh2/6=0.0.9×0.092/6=1.35×10-4m3

截面惯性矩：

I=bh3/12=0.09×0.093/12=5.468×10-6m4

作用在纵梁上的均布荷载为：

q=（F1+F2+F3+F4+F5）×0.25=46.658×0.25=11.66KN/m

跨中最大弯矩：

M=qL2/8=11.66×0.92/8=1.181KN·m

方木为松木，容许抗弯应力［σ］=12.0MPa，弹性模量E=9×103MPa（查《路桥施工计算手册》表8-6）

1、纵梁弯拉应力：

σ=M/W=1.181×103/1.35×10-4=8.745MPa＜［σ］=12.0MPa

纵梁弯拉应力满足要求。

2、纵梁挠度：

f=5qL4/384EI

=（5×11.66×0.94）/（384×9×106×5.468×10-6）

=2.02mm＜L/400=2.25mm（查《路桥施工计算手册》表8-11）

纵梁扰度满足要求。

综上，纵梁强度满足要求。

（3）横梁强度计算

横梁为Φ4.8cm钢管，最大跨径为0.6m，间距为0.6m。

截面抵抗矩：

W=5×103mm3

截面惯性矩：

I=12.19×104mm4

每米重量3.84kg/m

截面积4.89×102mm2

0.6m长横梁上承担2根（按3根计算）纵梁重量为：

0.09×0.09×0.6×6×3=0.087KN

纵梁施加在横梁上的均布荷载为：

0.087÷0.6=0.145KN/m

作用在横梁上的均布荷载为：

q=（F1+F2+F3+F4+F5）×0.6+0.145×1.2=46.658×0.9+0.145×1.2=42.166KN/m

跨中最大弯矩：

M=qL2/8=42.166×0.92/8=4.27KN·m

钢管容许抗弯应力［σ］=145MPa（查《路桥施工计算手册》表8-7），弹性模量E=2.06×105MPa

横梁弯拉应力：

σ=M/10W=4.27/（10×5×102×10