主墩专项施工方案.docx
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主墩专项施工方案
牛栏江特大桥&9号主墩墩身
专项施工方案
一、概况：
1、工程概况：
云南昭通至会泽高速公路改扩建工程牛栏江特大桥位于牛栏江两侧，地跨曲靖市会泽县和昭通市鲁甸县，桥梁上部结构为7X30m先简支后连续T梁+102m+190m+102预应力砼连续刚构桥+5X30m先简支后连续T梁，全桥全长760.08m,下部结构形式为圆柱墩、门式墩、变截面空心薄壁墩，基础为桩基础。
主桥上部构造为102+190+102m三跨预应力混凝土连续刚构箱梁，箱梁根部梁高
11.7m,跨中梁高4.2m；顶板在0号节段厚50cm并于1（1‘）号节段变化至28cm其余梁段顶板厚均28cm底板厚从跨中至根部由32cm变化为130cm腹板从跨中至根部分五段采用90cm70cm50cm三种厚度，箱梁高度和底板厚度按1.8次抛物线变化。
箱梁顶板横向宽12.0m,箱底宽6.5m,翼缘悬臂长2.75m。
箱梁0号节段长13m每个悬浇T'纵向对称划分为22个节段，梁段数及梁段长从根部至跨中分别为7X3.5m、9>4.0m、6M.5m,节段悬浇总
长87.5m。
悬浇节段最大控制质量3000kN,边、中跨合拢段长均匀为2m,边跨现浇段长6.0m。
箱梁根部设四道厚0.8m的横隔板，中跨跨中设一道厚0.4m的横隔板，边跨梁端设一道厚1.5m的横隔板。
主梁纵桥向按预应力混凝土设计，横桥向按部分预应力A类构件设计。
主桥上部构造
采用三向预应力，纵、横向、部分竖向预应力采用国家标准《预应力混凝土用钢绞线》
（GB/T5224-2003）高强度低松弛钢绞线，其标准强度fpk=1860MPaEp=1.95X105MPa松弛率小于0.035，设计锚下张拉控制应力fcon=0.75X1860=1395MPa塑料波纹管管道偏差系数为0.0015、摩阻系数为0.17;金属波纹管管道偏差系数为0.0015、摩阻系数为0.25。
箱梁纵向钢束每股直径15.2mm大吨位群锚体系；顶板横向钢束每股直径12.7mn,扁锚体
系；为提高竖向预应力的有效性，箱梁竖向预应力在梁高大于7m的节段（0号至12号梁段）采用15-3G钢绞线，其余梁段采用精轧螺纹钢筋且辅以采用千斤顶进行二次张拉、扭力扳手
进行锚固等措施。
纵向、横向预应力束采用预埋塑料波纹管成孔，真空辅助压浆工艺，其余采用镀锌金属波纹管。
牛栏江特大桥主要墩身施工结构物尺寸见下表所受
墩位
墩柱形式
墩高
（米）
备注
6号墩
变截面空心墩
37
2边100:
1收坡
7号墩
变截面空心墩
57
2边100:
1收坡
8号墩、9号墩
变截面双肢-空心墩
130
每肢3边80:
1收坡
10号墩
变截面空心墩
70
2边100:
1收坡
11号墩
变截面空心墩
68
2边100:
1收坡
12号墩
变截面空心墩
65
2边100:
1收坡
13号墩
变截面空心墩
50
2边100:
1收坡
2、编制依据
2.1、牛栏江特大桥施工图。
2.2、本合同段实施性施工组织设计。
2.3、集团成熟的、可借鉴的施工经验。
2.4、相关规范、标准
国家现行交通部颁《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）中华人民共和国交通部标准《公路桥涵施工规范》（JTJ041-2000）。
《建筑结构荷载规范》
（GB50009-2001）
《钢结构设计规范》
（GB50017-2003）
《混凝土结构设计规范》
（GB50010-2002）
《混凝土结构工程施工质量验收规范》
（GB50204-2002）
《建筑施工计算手册》
江正宋编者
《钢结构工程施工质量验收规范》
（GB50205-2001）
二、施工计划
1、进度计划：
2013年12月1日至2014年5月30日
2、主要机具设备计划
每个主墩为一个单位配置的主要机具设备如下:
序号
设备名称
单位
数量
1
挖掘机
台
1
2
自卸汽车
辆
2
3
砼运输车
辆
8
4
砼振动棒
台
10
5
电焊机
台
20
6
三一重工90输送泵
台
2
7
模板
套
4
8
温度监控仪器
套
4
9
循环冷却水系统
套
1
10
碘钨灯
盏
30
11
土工布
m2
800
12
彩条布
m2
600
13
水泵
台
6
14
循环水池
个
2
15
200KW发电机
台
1
16
1500搅拌站
套
2
3、材料准备计划
牛栏江特大桥89号主墩为变截面薄壁空心墩，C50混凝土，混凝土量13011.8立方,
墩身中部位置设柱间系梁一道。
因此需要从材料选择上、技术措施等有关环节做好充分的准
备工作，才能保证墩身混凝土顺利施工。
材料总需求量见下表所示：
序号
名称
设计用量
材料准备量
备注
1
水泥
5556t
5600t
2
砂
3
6114m
3
6500m
3
碎石
3
9049m
3
10000m
4
粉煤灰
625t
700t
5
咼效减水剂
74.1t
80t
4、劳动力组织
4.1、配置的现场管理人员如下:
序号
管理人员岗位
姓名
备注
1
项目经理
曹国俊
2
项目总工程师
李华东
3
党委书记
张在静
4
项目副经理
洪家友
5
技术科长
刘清华
6
安环环科长
史永军
7
试验主任
白金科
8
施工队长
卫岚
9
技术主管
杨心杰
10
技术员
刘有冲
11
质检科长
张小龙
12
试验员
米俊星
4.2、每个墩身为一个单位配置的现场施工人员如下：
班长1人、技术人员1人、试验
人员1人、电工2人、电焊工8人、模板工8人、钢筋班10人、起重工2人、混凝土运输
车司机8人、模板巡守2人、泵车司机3人、混凝土工25人、测量监控人员4人、其他配
合工人约7人。
三、施工工艺:
1、爬模装置系统
牛栏江大桥单墩双支外模液压自爬模装置系统表
7
受力螺栓
M36x90
件
125
用于爬架
8
安装螺栓
1
I
I
M36/50
件
43
用于爬锥安装
9
主背楞连
接器
套
150
用于模板与
支架安装
10
锥形接头
D20/M24
件
300
用于钢筋不能对拉处
周转使用
11
对拉螺杆
D20
米
900
部分周转使用，预埋M24短
钢筋现场自备
12
直芯带
[14L=900
件
25
周转使用
13
芯带销
件
200
周转使用
14
蝶形螺母
D20
件
850
周转使用
15
垫片
120X120/D26
件
750
周转使用
16
阳角斜拉
座
1
'i
〕
[12-[16铸造斜拉
座
件
100
周转使用
17
平台，梯子，护拦,扣件等.
现场自备
2、液压自爬模工作原理：
导轨依靠附在爬架上的液压油缸进行提升，导轨提升到位后与上部爬架悬挂件连接，爬架与模板体系则通过顶升液压油缸沿着导轨进行爬升。
液压自动爬模系统爬升的工作原理如下：
（1）起始浇注段中，按照设计位置埋设锚锥，并保证其位置准确。
（2）砼达到强度要求后拆模,以起始段中预埋的锚锥为支点拼装系统
（3）调整模板位置，保证定位精度，进行浇注工作并埋设锚锥。
（4）拆模,操作动力装置控制器爬升轨道，使其上部与挂在预埋锚锥上的悬挂件固接，固
定爬升轨道。
（5）操作动力装置控制器爬升爬架，带动系统爬升至下一工作节段
3、施工操作人员培训:
墩身施工方案：
牛栏江特大桥主桥矩形薄壁空心墩施工采用液压自爬模进行施工。
主墩墩身每肢每次浇
筑6m模板配置为4套。
辅墩每次浇筑6米，模版配置2套。
为满足墩身施工需要，每个主墩配80塔吊1台，垂直电梯1部，三一双电机90砼输送
泵1台组织施工。
钢筋等材料采用塔吊垂直运输，砼采用集中拌和，罐车运输到施工点，三
一双电机90输送泵垂直泵送到灌注点，利用串筒入模浇筑砼。
预计每段施工周期7天。
（1）、液压自爬模施工
1、第一次提升
安装好埋件系统，开始浇筑混凝土。
2、第二次及以后的提升
第二次及以后的提升只须在第一次提升的基础上将吊平台装到三脚架的下部，搭设操作
沿与上次浇筑完的混凝土结构表面顶紧，确保不漏浆，不错台。
3、提升模板及支架，安装吊平台，第三次浇筑混凝土
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。
4、重复第三次浇筑
提升流程（如图）
图8.31模板提升示意图
5、预埋件工作流程（如图）
6应注意的问题
a、同一单元块的两榀架体之间应用？
48钢管连接紧固，平台搭设安全可靠。
b、埋件系统预埋的位置要求准确，在浇筑混凝土前必须由专人再次复核其位置，确保固定牢固。
c、每次拆模后都须将面板上附着的杂物清理干净，并在浇混凝土前刷脱模剂
d、拆模后如模板须落地，则其面板不可直接放在地面上，而应在地面上先垫木方，再将模板放在木方上，以保证模板的周转次数。
e、模板整个单元往上提升时，吊钩一定要吊于主背楞上部的吊具上，切记不得吊于模板的吊钩上。
f、浇筑混凝土前，模板的下部应利用三脚架上的后移装置将模板调到紧紧地与已浇好
的混凝土接触上，防止再次浇筑混凝土时漏浆及错台。
g、模板支好后，各单元块间次背楞一定要用芯带及楔形销连好，保证各单元之间连成
一个整体，同时保证各单元连好后成一条直线。
h、浇筑混凝土前，对拉螺杆一定要按图纸位置拉接，以保证混凝土质量。
i、要定期检查模板单元上各个螺丝的松紧情况，如发现有松动应及时拧紧。
J、爬模爬升时，墩身混凝土强度按不低于20MPa进行控制。
（二）、侧压力计算
混凝土作用于模板的侧压力，根据测定，随混凝土的浇筑高度而增加，当浇筑高度达到某一临界时，侧压力就不再增加，此时的侧压力即位新浇筑混凝土的最大侧压力。
侧压力达到最大值的浇筑高度称为混凝土的有效压头。
通过理论和实践，可按下列二式计算，并取其最小值：
F=0.22cto-/:
2V1/2
F二cH
式中f新浇筑混凝土对模板的最大侧压力（KN/m2）
33
Y------混凝土的重力密度（kN/m）取25kN/m
to------新浇混凝土的初凝时间（h）,可按5.714小时。
当缺乏实验资料时，可采
用t=200/（T+15）计算；
V------混凝土的浇灌速度（m/h）;取2m/h
H混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度（m）;取5.4m
弘-----外加剂影响修正系数，不掺外加剂时取1;
伦------混凝土塌落度影响系数，当塌落度小于30mm时，取0.85;50—90mm时,
取1;110—150mm时，取1。
F=0.22出J2V1"
1/2
=0.22x25x5.714x1x1.15x2
=50.3kN/m2
F=cH
2
=25x6=150kN/m
取二者中的较小值，F=50.3kN/m2作为模板侧压力的标准值，并考虑倾倒混凝土产生的水平载荷标准值4kN/m2,分别取荷载分项系数1.2和1.4,则作用于模板的总荷载设计值为：
2
Q=50.3x1.2+4x1.4=65.96kN/m
有效压头高度：
h=F/Rc=65.96/25=2.64m
作用于模板的总荷载为：
2
q=65.96KN/m
（三）模板计算
1、基本参数
模板高度为6.33m，浇筑高度为6.0m,面板采用21mm维萨板；竖向背楞采用木工字梁截面尺寸为80x200,间距为280mm；水平背楞采用双12号槽钢背楞，最大间距为1050mm；拉杆系统为D20拉杆，材质为45#钢，拉杆水平间距为900mm，竖向间距为1050mm。
其中：
仁-木材抗弯强度设计值，取13N/mm2，ft-木材抗剪强度设计值，取1.5N/mm2
E-弹性模量，木材取8.5x103N/mm2,钢材取2.1x105N/mm2
2、面板验算
面板为受弯结构，需要验算其抗弯强度和刚度。
根据《建筑施工手册》，强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的荷载；挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。
计算
的原则是按照龙骨的间距和模板面的大小，按支撑在竖楞上的三跨连续梁计算。
所以将面板视为支撑在木工字梁上的三跨连续梁计算，面板长度取板长2440mm,板宽度b=1000mm。
面板计算简图
3、抗弯强度验算
作用在面板上的线荷载为：
5二ql=65.96x仁65.96N/mm
面板最大弯矩：
Mmax二qil[10=（65.96x300x300）/10=0.594x10N?
mm
1
面板的截面系数：
W二bh2.6=—x1000x212=5.40x104mm3
/6
Ar\r\
应力：
：
;-MmaxW=0.594x10/5.40x10=10.9N/mm故满足要求
4、抗剪强度验算
计算公式如下：
V=0.6q1l
面板的最大剪力：
V=0.665.968.28=11.07KN;
3V
截面抗剪强度必须满足：
•二旦乞fv（安全系数取1.5）
2bhn
2
其中，t-面板截面的最大受剪应力（N/mm）;
V--面板计算最大剪力（N）:
V=10.4KN;
b--构件的截面宽度（mm）:
b=1000mm；
hn--面板厚度（mm）:
hn=18.0mm；
fv--面板抗剪强度设计值（N/mm2）:
fv=1.5N/mm2;
32
面板截面的最大受剪应力计算值：
T=315.0750/（2W00X18）=0.92N/mm;
面板截面抗剪强度设计值：
[fv]=1.5N/mm2;
面板截面的最大受剪应力计算值T=0.92N/mm2小于面板截面抗剪强度设计值
[T]=1.5N/mm2，满足要求！
4.1挠度验算：
根据《建筑施工计算手册》，挠度验算采用标准荷载，同时不考虑振动荷载的作用，则
线荷载为：
q2=（F+R）51=（50.3+3.7）=54KN/m
面板挠度由式二q2「150EI
44
=54x3004/（150x8.5x1000x48.6x104）
=0.7mm<[3]=300/400=0.75mm
故满足要求
面板截面惯性矩：
I=bh3/12=1000X183/12=48.6X104mm4
4.2木工字梁验算：
木工字梁作为竖肋支承在横向背楞上，可作为支承在横向背楞上的连续梁计算，其跨距
等于横向背楞的间距最大为L=1200mm。
木梁计算简图
木工字梁上的线荷载为：
q3二ql=65.96x0.3=19.788N/mm
F-混凝土的侧压力
l-木工字梁之间的水平距离
4.3抗弯强度验算
最大弯矩Mmax=q3L2=0.1x19.788x120（f=2.84x106N?
mm
10
木工字梁截面系数：
W—BhB-bh3—802003-80-30120’】=46.1104mm2
6H1200
应力：
c=Mmax/W=2.84X106/46.1X104=6.16N/mm2木工字梁截面惯性矩：
ILBH’-B-bh31802003-80-30h3-46.1106mm4
1212
4.4抗剪强度验算
计算公式如下：
V=0.6q’l
木梁的最大剪力：
V=0.619.788K.2=14.25KN;
截面抗剪强度必须满足：
•二V乞fv（安全系数取1）
A
其中，t木梁截面的最大受剪应力（N/mm2）;
V--木梁计算最大剪力（N）:
V=14.25KN；
A--木梁截面面积（mm2）:
A=9640mm2；
t……、，一一、、一、，…22
fv—木材抗剪强度设计值（N/mm）：
fv=1.5N/mm；
32
最大受剪应力计算值：
T=114.25103/（9640）=1.47N/mm;
最大受剪应力计算值T=1.47N/mm2小于木梁截面抗剪强度设计值[T]=1.5N/mm2，满足要求！
4.5挠度验算：
根据《建筑施工计算手册》，挠度验算采用标准荷载，同时不考虑振动荷载的作用，则线荷载为：
q4=（F+R）D.3=（50.3+3.7）X）.3=16.2
木梁挠度由式」二qj4.150EI
436
=16.2x1200心50x8.5x10x46.1x10）
=0.58mm<[w]=1200/400=3mm
故满足要求
4.6槽钢背楞验算：
槽钢承受内楞传递的荷载，按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算。
槽钢作为主背楞支承在对拉螺杆上，可作为支承在拉杆上的连续梁计算，其跨距等于对拉螺栓的间距最大为
L1=1200mm。
I
q5
I
1
一二亠
L1200丄⑵0丄2G0
槽钢背楞计算简图
4.7抗弯强度验算
木梁作用在槽钢上的集中荷载为：
q5=65.96X）.3Xl.2=23.75
最大弯矩Mmax=0.17545^=0.175x23.75x10x1200=4.99x10N?
mm
双12槽钢截面系数：
W=57.7x2=115.4x103mm3
应力：
二二Mmaxw=4.99x10/115.4x10=43.24N/mm故满足要求
双12槽钢截面惯性矩：
I=346x104mm4
4.8抗剪强度验算
计算公式如下：
V=0.65q3
背楞的最大剪力:
V=0.652X.75=15.44KN;
截面抗剪强度必须满足：
•=N乞fv（安全系数取2）
A
其中，t木梁截面的最大受剪应力（N/mm2）;
V--木梁计算最大剪力（N）:
V=15.44KN;
22
A—型钢截面面积（mm）：
A=33072mm;
»”、、”一一、、一22
fv—钢材抗剪强度设计值（N/mm）：
fv=125N/mm;
最大受剪应力计算值：
T=21爲.44X03/3072=100.51N/mm2;
最大受剪应力计算值T=110.51N/mm2小于钢材抗剪强度设计值[T]=125N/mm2,满足
要求！
4.9挠度验算：
根据《建筑施工计算手册》，挠度验算采用标准荷载，同时不考虑振动荷载的作用，则
木梁作用在槽钢上的集中荷载为：
Q6=（F+R）X）.3=（50.3+3.7）>0.3X1.2=19.44
背楞挠度由式「=1.146q6l\l00EI
=1.146x19.44x1（fx12003心00x2.1x105x3.46x10）
=0.55mm<[®]=1200/400=3mm
故满足要求
4.10面板、木梁、槽钢背楞的组合挠度为：
w=0.7+0.58+0.55=1.83mm<3mm
满足施工对模板质量的要求。
5、对拉螺栓计算：
对拉螺栓采用D20螺杆；纵向间距为1050mm,横向间距为900mm。
对拉螺栓经验公式如下：
N乞A“f
N---对拉螺栓所承受的拉力的设计值。
一般为混凝土的侧压力
..22
A---对拉螺栓净截面面积（mm）A=314mm
韻--对拉螺栓抗拉强度设计值（45#钢）（f=600N/mm2）
N=1.05X）.9>65.96=62.332KN=62332N
Af=314600=1884N>62332N
故满足要求。
（四）爬模下架体组成：
爬模下架体由预埋件、附墙装置、导轨、支架及液压动力装置组成
（五）、计算参数：
1、塔肢内外墙液压自爬模各操作平台的设计施工荷载为：
模板，浇筑，钢筋绑扎工作平台
（1）最大允许承载3.0KN/m2（爬升时为1.5KN/m2）
模板安装工作平台
（2）最大允许承载0.75KN/m2（爬升时可不考虑）
模板后移及倾斜操作主平台（3）最大允许承载1.5KN/m2
爬升装置工作平台（4）最大允许承载0.75KN/m2
拆卸爬锥工作平台（5）最大允许承载0.75KN/m2（爬升时可不考虑）
2、除与结构连接的关键部件外，其它钢结构剪力设计值为：
Fv=125KN;拉力设计值为:
F=215KN;
3、爬模的每件液压缸的推力为133KN（即13.3t）。
4、自爬模爬升时，结构砼抗压强度不低于15MPa。
（六）、荷载计算：
1、施工荷载
1.1、参数说明
施工活载施加到各平台的施工荷载;
平台长一一分配到单个机位的模板宽度；取决于方案布置，在此以3米为例计算
平台宽一一平台板的长度；
荷载分项系数荷载的放大系数；活载取1.4
荷载设计值一一强度计算中使用，其值等于荷载标准值乘以荷载分项系数；
1.2、计算表格
位置施工活载（KN/別平台长曲）平台宽（M）荷载分项系i荷载设计值F（kN总荷载（KN）
平台
（1）
1.50
3.00
1.20
1.40
7.56
32.76
平台
（2）
0.00
3.00
1.20
0.00
平台（3）
1.50
3.00
2.80
17.64
平台（4）
0.75
3.00
2.40
7.56
平台（5）
0.00
3.00
1.60
0.00
爬升时，施工荷载为32.76KN。
2.油缸顶升力判定
2.1、模板自重
模板的自重一般是65Kg/m2,假定分配到单个机位的模板最大可以是3.0X5.6m,则模板
自重是12.34KN；
下架体◎重
Ckg）
平台长
（m）
平台板自重（kg/m2）
平台⑷
（畑）
平台（5）
（kg）
平台梁单位重量
（kg/m）
平台梁
（kg）
下架体总重
（kg）
795
3.0
27
194.4
129.6
19.8
297
1416
2.2、LG-100下架体总重:
下架体自重一一由标准图计算而得，是个定值；1369.8-445.69（导轨）-129.26（附墙
挂座）=794.85kg
平台板自重一一平台板一般取50mn厚的木板，木材的密度取540kg/m：
这里取27kg/m2;
平台梁单位重量一一可根据施工现场选取平台梁，自行计算它的单位重量，在此平台梁
选取单槽钢20#。
F架体自重合计为14.16KN；
2.3、
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