清水江大桥0#块施工方案.docx

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清水江大桥0#块施工方案

厦蓉高速公路贵州境榕江格龙至都匀段第BT19合同段

清水江大桥0#块施工方案

中铁十一局集团公司

厦蓉高速格都段第BT19标项目经理部

二○○九年五月

清水江大桥0#块施工方案

一、工程概况

清水江大桥位于都匀市王司镇清水江桃花电站上游的一座大桥。

桥梁全长458.00米，最大桥高69米，主桥最大墩高38米。

桥梁上部构造均为（75＋140＋75）m连续刚构+4×40m先简支后连续T梁，主桥上部结构由一个单箱单室箱形断面组成。

箱梁根部高度8.0米，跨中梁高3.0米，其间梁高按二次抛物线变化。

桥墩下部为双板式墩、板式墩及双柱式墩、桩基础，左、右幅桥台采用肋板式台、桩基础。

二、施工方案

本桥共有4个0#块，位处1#墩和2#墩上，墩高分别为15米、34.5米。

0#块长12.0m，底板宽7m，顶板宽12.75m，高为8.0m。

顺桥向两侧悬臂浇注长度为1.75m。

每个0#块重1020吨。

为施工安全、方便，设计分两层浇筑。

第一层浇筑高度3米，约重490吨，重力由托架承担，第二层浇筑高度5米，约重530吨，重力由第一层混凝土和托架共同承担。

由于清水江大桥墩身较高、墩所处位置特殊，不宜采用落地支架浇注砼。

故采用在墩顶段墩身设置预埋件，拼装悬臂支架作为支撑，在托架上浇注砼。

综合考虑我部材料购置、运输及现场实际情况结合以往施工经验，决定采用墩身预埋型钢，然后在墩顶两侧拼装托架，作为浇注0#块砼的支撑。

本桥0#块施工顺序为：

托架施工→底模安装→外侧模安装固定→腹板、横隔板竖向预应力筋安装、固定→底板、腹板、横隔板普通钢筋绑扎→腹板波纹管安装定位→冲洗底模→安装内模→顶板普通钢筋绑扎→顶板波纹管安装定位→冲洗底模、端头模板固定→加固模板→预埋件安装→浇筑混凝土→养生→拆模。

因0#块位置管道密集,预埋件及预留孔多,结构和受力情况复杂，0#块的整体质量保证措施如下：

1、减少两次混凝土施工的时间间隔，控制两次浇筑混凝土的水灰比偏差，以减少两次浇筑混凝土的收缩徐变差值。

2、将第一次施工的混凝土表面设置成凸凹不平状，设置混凝土施工缝，使两次浇筑混凝土有良好衔接。

加强施工缝处砼凿毛和浮渣清理，确保两级砼的结合。

3、混凝土施工浇筑选择在气温较低天气中的低温时进行。

4、在0#块施工中，降低砼水灰比，减少现场砼坍落度以减少其收缩徐变值。

5、正确理解竖向预应力的重要性，认真做好张拉工作，杜绝漏拉，确保竖向预应力值达到设计要求，以保证0#块的整体质量。

搭设支架系统时候，先将主梁支架与墩身预埋件钢板连接，支架安装过程中使用全站仪控制高程，安装完成后使用水准仪精确测量支架顶面高程，符合要求后再使用全站仪放样，具体放出箱梁中心线及翼缘板边缘线。

然后再安装次梁，在主梁与次梁间用楔形块作为底模的微调及卸落装置。

次梁钢铺设完成后再次精确测量高程，复核无误后，安装大块底模。

0#块底模采用大块刚模加工而成，按照放样的箱梁中心及边线安放，模板间用螺栓联结。

外侧模及翼缘板模板为定型钢模板，外侧模与内模间使用对拉螺栓联结。

内侧模采用组合定型模板，内顶模与支架间采用顶托作为卸落装置。

倒角模、压脚模、人洞模考虑采用木模板。

模板施工时候，成型后模板的强度应满足要求，其挠度及变形误差应符合规范要求。

外侧模尺寸准确。

模板表面平整光洁，装拆方便。

模板安装顺序为底模→外侧模→内模→封端模，脱模顺序则按照封端模→内侧模→内顶模→外侧模及翼缘板模板→底模。

0#块箱梁钢筋密集，在0#块底模、侧模安装完成后，开始钢筋绑扎。

钢筋按图纸在加工场加工成半成品，运输到塔吊工作范围内，吊至施工面上。

钢筋接长采用双面焊接，钢筋表面应清洁无污染。

人工绑扎。

三、托架设计

托架必须有足够的强度和刚度，并形成空间稳定的整体，由于本桥0#块悬臂段长度较短，且分两次施工，故选择力学体系较为简单明确的受力结构，尽量方便制作与装拆，减少材料的有损性使用率以增加周转次数。

现拟定采用工字钢与斜撑组成主体骨架的受力结构，详见下图：

四、托架受力计算

托架系统一次安装就位，0#段现浇部分的混凝土分两层浇注：

第一次先浇注3.0m高度的混凝土，待砼有一定强度后浇注剩余的5.0m高度的混凝土。

1、计算参数取值说明

①钢筋砼容重：

26KN/m3

②砼超灌系数：

1.05

③动载系数：

1.2

④模板及支架自重：

各取0.2倍砼重

⑤施工荷载每延米取：

2.5KN

⑥挠度容许值：

l/400

⑦主梁工字钢最大轴力:

F主=205*12040/1000=2468.2KN

T主=120*12040/1000=1444.8KN

⑧斜撑槽钢最大轴力:

F撑=205*6504/1000=1353.3KN

T撑=120*6504/1000=760.5KN

2、第一次浇注砼验算

第一次浇注高度3.0m，横隔板等处于墩身正上方的混凝土重量直接作用于主墩墩身上，不计入计算范围，先只计算悬臂部分与双薄壁墩之间的横梁部分。

悬臂长度为1.75m，横梁部分长4.50m。

2.1悬臂部分计算

2.1.1现取1m的梁段作为计算模型：

因悬臂段为变截面，固分开考虑计算：

为方便计算，现将悬臂端梯形荷载转换为次梁上：

其中内端截面

外端截面

计算可得：

Ra=303.0KNRb=259.9KN

按比例将荷载分配至

号次梁工字钢如下：

计算可得：

q1=62.95KN/mq2=27.65KN/m

按比例将荷载分配至

号次梁工字钢如下：

计算可得：

q1=81.6KN/mq2=35.36KN/m

2.1.2利用空间有限元软件midas建立力学模型并进行分析：

计算分析结果如下：

（1）锚固端反力，主梁最大反力为92.2KN，斜撑最大反力为89.5KN：

（2）各型钢轴力，主梁最大拉力为87.9KN，斜撑最大压力为125.2KN,都小于其承受力：

（3）竖向剪力,最大值为主梁92.2KN,小于其承受力：

（4）弯矩,最大弯矩为主梁39.0KN·m：

（5）应力,结构最大应力为84.1MPa<205MPa,符合要求：

（6）形变量，结构最大变形为5.7mm，受力范围最大变形1.7mm，都小于l/400，符合要求：

故托架结构悬臂段符合力学要求。

2.2横梁部分计算

2.2.1同取1m的梁段作为计算模型：

则每根次梁受力为：

0.8*q=289.42KN

按比例将荷载分配至次梁工字钢上，如下：

计算可得：

q1=78.0KN/mq2=33.8KN/m

2.2.2利用空间有限元软件midas建立力学模型并进行分析：

运行分析结果如下：

（1）锚固端反力，主梁最大反力为106.9KN，斜撑最大反力为155.1KN：

（2）各型钢轴力，主梁最大拉力为51.8KN，斜撑最大压力为219KN,都小于其承受力：

（3）竖向剪力,最大值为主梁17.6KN,小于其承受力：

（4）弯矩,最大弯矩为主梁44.2KN·m：

（5）应力,结构最大应力为84.1MPa<205MPa,符合要求：

（6）形变量，结构最大变形为5.7mm，受力范围最大变形2.0mm，都小于l/400，符合要求：

故托架结构符合力学要求。

2.3连接点受力验算：

本桥共采用两类连接件，现取每类受力最大的一组进行验算

（1）主梁连接件检算

因主梁预埋件，为整体预埋，故不考虑其于砼的受力，只验算栓销即可。

由以上计算分析得知，主梁受力最大的预埋件为悬臂段中靠近中线的两个，为√（92.22+87.92）=127.4KN。

连接处采用φ70mm的销钉，其抗剪能力为：

F=120*35*35*3.14/1000=461.6KN>127.4KN。

符合要求。

（2）斜撑连接件验算

根据以上计算分析得知，斜撑受力最大的预埋件为横梁段中靠近中线的两处。

栓销所受剪力为：

√（155.12+154.42）=218.9KN<120*35*35*3.14/1000=461.6KN，故符合设计要求。

3、第二次浇注砼验算

第二次浇注高度为5.0m（3.0～8.0），处于已浇好的槽形梁正上方混凝土重量直接作用于槽形梁上，托架分担的受力相对较小，本次可不计入计算范围，因此只计算两边翼缘板部分，悬臂长度为2.875m，支撑纵向分布为0.8米一个，故取纵向单位长度l=0.8m。

图示如下:

分解到Ra，Rb分别为：

Ra=20.25KN，Rb=18.43KN

通过midas软件分析如下：

最大应力为83.6MPa，最大位移为：

4.4mm。

都小于设计值，托架符合力学要求。

五、托架的安装、拆除

1、安装：

①利用塔吊就位，人员站在工作脚手架上，在塔吊、倒链的配合下，将单片托架调整就位，并在临时固定后进行焊接，全部安装到位后进行整体联结。

安装托架时要将托架顶部调整到同一水平面上，以便支架安装并保证托架均匀受力，确保安全。

安装完毕后进行支架安装，安装过程中要严格检查托架、支架顶面标高是否符合设计标高，与预埋件联结是否牢固，焊缝长度、厚度是否足够，不符合要求的要及时改正。

②托架安装完成后安装底模板，安装时首先在支架上划出立模边线，用塔吊、倒链配合，调整底模到位，然后将两片外侧模安装就位后将其固定在支架上，并有必要的拉杆及内撑杆将其联成整体。

③待横隔板进入洞顶以下部位的全部底板、腹板、横隔板钢筋绑扎完成后即可安装外侧模板。

④待底腹板和横隔板的全部钢筋绑扎和预应力管道固定后，将钢木组合模板吊入箱内安装固定，并按照施工需要预留进人和振捣孔。

⑤待顶板的全部钢筋和外模板安装调试好后，由上至下安装固定端模。

2、拆除：

0#块模板的拆除工作量比较大，除少量转移可以利用塔吊外，多数需要通过预留孔、卷扬机来完成。

0#块模板的拆除大致可分为侧模拆除；支架及顶板拆除；托架和0#块底板底模拆除；翼板拆除。

①、侧模：

一级混凝土浇注完毕后，内侧模板需要拆除重复利用到二级混凝土上；外侧模拆除在第二级砼完成之后，采用倒拆模的方法完成，此时顶板要留必要的拆除孔，腹板模板、隔墙模板的拆除用倒链、卷扬机、塔吊配合完成。

②、顶板：

先利用顶板的预留孔用钢丝绳将顶板吊住，然后调整顶托高度，使支架系和模板脱离，再利用卷扬机将顶模板逐一落下。

③、托架及翼板模板、底板底模

a、翼板、底模的拆除：

先拆除翼板下楔形块，用卷扬机拉动翼板模板纵向外滑到零号块外，用塔吊转走，接下来将翼板支架向两端拖动用同样办法转走。

底模等拆除可以通过塔吊完成。

b、托架：

次梁拆除方法与底模一致。

拆除次梁后，通过底板、顶板的预留孔，利用卷扬机将主梁悬吊提起，拆除主梁连接，然后与塔吊配合卸落。

六、钢筋及预应力系统施工

1、普通钢筋施工

对图纸复核后绘出加工图，加工时同一类型的钢筋按先长后短的原则下料，钢筋用弯折机加工后与大样图核对，并据各钢筋所在部位的具体情况对细部尺寸和形状做适当调整。

根据总监办要求，主筋采用套筒连接。

ａ.钢筋由工地集中加工制成半成品，运到现场。

ｂ.0#块钢筋也分两次绑扎：

1、安放底板钢筋和竖向预应力钢筋及预应力管道，布置腹板和隔板钢筋。

2、安放箱梁顶板钢筋，纵横向预应力管道及钢束。

ｃ.由于底板较厚，须在底板钢筋上下层间设立架立钢筋，为保证纵横向预应力管道的位置正确，也应在顶板及底板的两层钢筋间设置架立筋和防浮钢筋，固定预应力筋管道。

2、预应力管道、预应钢筋

ａ.纵向预应力管道采用塑料波纹管，以减少管道摩擦系数，同时为保证管道压浆饱满，采取真空辅助压浆施工工艺保证压浆质量，以保证压浆的密实。

ｂ.顶板横向预应力束采用扁平波纹管，预应力束的张拉端在桥的外侧间隔布置。

ｃ.竖向预应力粗钢筋采用Φ32精轧螺纹，采用Φ50波纹管成型预埋。

ｄ.顶板、腹板内有大量的预应力管道，为了不使预应力管道损坏，一切焊接应放在预应力管道埋置前进行，管道安置后尽量不焊接，若需要焊接则对预应力管道采取严格的保护措施确保预应力管道不被损伤。

ｅ.当普通钢筋与预应力管道位置有冲突时，应移动普通钢筋位置，确保预应力管道位置正确，但禁止将钢筋截断。

波纹管安装质量是确保预应力体系质量的重要基础，施工中要千万注意。

如果发生堵塞使预应力筋不能顺利通过，将直接影响施工进度及工程质量，影响桥梁使用寿命，因此必须严格施工过程控制，保证混凝土浇筑时波纹管不漏、不堵、不偏不变形，按照设计要求本桥主预应力管道采取塑料波纹管。

在模板及钢筋上按照纵向预应力管道坐标做好标记，按设计位置固定。

七、混凝土浇筑

本桥0#块内钢筋布置密集、复杂，且分两次浇筑成型。

施工难度大，质量保证交难。

模板安装就位后，0#块中部几乎形成全封闭状态，施工人员及机具出入困难。

故在满足设计要求的前提下，在顶板和腹板无预应力筋的部位设计预留孔。

为保证施工质量，拟采取如下措施：

①、混凝土集中拌合、混凝土输送泵运送到位。

根据拌合站和输送泵的设备能力，确定混凝土初凝及终凝时间参数。

②、混凝土浇筑时每层厚度控制在30cm~50cm左右。

③、混凝土浇筑顺序：

横隔板→腹板→底板→横隔板→腹板及顶板四周。

浇筑时要前后左右基本对称进行。

④、混凝土施工前先将原墩顶混凝土面用水或高压风冲洗干净。

木模板用水泡胀，防止干燥吸水。

底、腹板混凝土施工前，对顶板钢筋进行覆盖保护，防止松散混凝土粘附。

混凝土倒入储浆盘后，试验人员要及时检查混凝土的坍落度、和易性，对施工参数根据需要进行及时合理的调整。

⑤、在顶板混凝土浇筑完成后，用插入式振捣器对顶腹板接缝处进行充分的二次振捣，确保连接处密实、可靠。

⑥、混凝土施工结束后，要加强对梁段包括箱梁内外的养护。