田湾大桥3号墩施工方案.docx

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田湾大桥3号墩施工方案

田湾大桥3#墩施工方案设计

一、工程概况

田湾大桥3#墩位于田湾冲沟沟底，墩柱高76.2米（含盖梁高度），设三道横系梁。

墩柱为变截面空心薄壁墩，壁厚40cm；纵桥向为变截面，底部尺寸为416cm，顶部尺寸为230cm；横强向尺寸为250cm；系梁尺寸为180cm×200cm。

二、施工方法和施工方案

（一）、墩柱施工方法

3#墩为空心薄壁墩，采用翻模施工，外搭设脚手架。

外模采用大面积钢模，内模采用组合钢模。

外模由两层模板组成一个基本单元，并在支架上有随模板升高的工作平台。

当灌注完上层模板的混凝土后，将下层模板铲除翻上来装在第二层模上而成为第三层模，以此类推，循环施工，直至桥墩施工完毕。

操作要点：

⑴清理混凝土表面，并要凿毛，按设计尺寸，支立第一层模板，检查、校正，保证模板几何尺寸准确、连接牢固，中心对中。

⑵经检查无误后，灌注本节混凝土上，灌注一节支一节。

⑶搭设支架操作平台，安装提升架。

⑷清洗、凿毛混凝土面，焊接、绑扎墩身钢筋，将上次灌注的混凝土表面凿毛以利连接新混凝土，焊接接长长度不够的钢筋，并将凿毛后的混凝土碎属要冲刷干净。

⑸拆模：

拆模人员站在吊架上，上下、内外各一个互相配合，拧下对拉螺母，将拉杆依次拆除（与安装顺序相反），边拆模边吊到上边挂在上层模板处的支架上备用，自该层最后支立的模板开始，依次用小撬棍拆除各块模板，吊至上层脚手架上。

⑹凿除拉筋头，然后用同标号水泥砂浆堵孔，并用混凝土原浆抹面，使颜色与墩身混凝土一致。

养护采用粘塑料膜浸水养护，而后将底层工作架及安全网依次提升一个模板高度，安装在上层模板处的支架上。

⑺整修模板：

拆下的模板及时整修，主要是砸平施工中翘曲了的模板“舌头”。

清除面板上的残余混凝土，并刷脱模剂。

⑻支立矫正模板：

此项工作一般为10人左右，自一侧墩壁中心开始，双方背面支立。

待外模板就位，将欲支立的模板下部“舌头”插入下层模内侧，将对拉螺栓穿入混凝土支撑块，放入内外模板侧面的圆眼内，安装相邻的内外模板，拧紧螺母，以此逐块组装，直至与角模合拢。

模板的搭接量应根据墩身截面尺寸提前算好做上标记，组装时按计算值和标记施工，避免返工和降低墩收坡调整幅度、注意搭接密度，防止漏浆。

⑼隐蔽工程检查，钢筋安装必须经监理工程师认可并签字。

⑽混凝土由输送泵运送到模板内，为了减少循环时间，加快施工进度，选用合适的早强剂，使混凝土在10h内达到1.2Mpa的强度，以便及时进行下道工序。

⑾等强：

即等待已浇注的混凝土强度达到1.2Mpa后，即可提升平台，进行下道循环。

活动平台一次，模板向上翻一次，直到完成全部空心墩身施工。

测量控制：

桥敦中心线测量控制，采用全站仪立模，同时用吊垂球的简便易行的方法辅助。

在墩底实体段完工后，在其中心预埋一块铁板，利用纵横方向护桩交会出墩身中心。

制作一个滑轮架，缠上细钢丝绳，下吊一个10kg大垂球，将滑轮架安装在工作平台中心，使垂球对准墩底中心，误差控制在±5mm以内。

墩身高程控制采取4m测一次相对标高，使模板顶面基本保持在一个水平面上。

遇有预埋件、进入孔时，随时测定标高，使其控制在允许误差范围内。

钢筋制作安装工艺：

⑴钢筋进入加工场后进行除锈、调直，然后按设计下料长度切断、加工成型；

⑵加工成型的钢筋分类对方整齐，吊运时根据提升设备运输能力分类捆绑牢固吊运；

⑶焊接和绑扎时应先接长竖向钢筋，然后绑扎水平环筋，然后绑扎内外钢筋网体之间的拉筋。

钢筋安装时严格控制钢筋保护层厚度，钢筋交叉点绑扎时的绑扎方向成梅花型布置，箍筋与主筋相垂直，主筋、箍筋间距偏差符合规范，钢筋焊接必须符合规范要求；

⑷钢筋绑扎完后，及时安装就位各种预埋件、通风孔，然后做好隐蔽工程检查证和质量评定。

混凝土浇筑工艺：

⑴混凝土施工前认真检查拌和站、输送泵是否完好，检查模板内是否清理并用水冲洗干净，检查振捣器具、入模、振捣各部分工人是否就位；

⑵混凝土浇筑前先均匀铺1～2cm厚且与混凝土同标号的砂浆，混凝土采取分层浇筑，连续施工；

⑶混凝土浇筑时要注意观察振捣层的变化，振捣时以表面不再沉降，表面有少量气泡为益，防止漏振和过振；

⑷每次模板内混凝土浇筑完毕后，用抹子将顶面抹平拍严，防止顶面出现疏松混凝土；

⑸混凝土浇筑初凝后，用草帘覆盖，并陆续将草帘洒水润湿，混凝土终凝后，及时洒水养生且表面要凿毛清洗干净，保证施工逢质量。

安全施工：

⑴模板施工与吊装。

根据施工实际影响范围划分高空作业时，高空作业区内严禁站人；

⑵高空作业,在危险作业面（如拆模板）作业时要系好安全带，周围采取设防护栏而后安全网等防护措施；

⑶电气、机械操作，工作人员必须持证上岗，非电气、司机操作人员不得操作；

⑷高空作业设备，上班前有专职安全员检查，危险作业项目有安全员跟班旁站，工人上下班后由专职安全员检查作业现场设施、设备的安全状况。

（二）盖梁施工

盖梁采用搭架现浇，支架采用满堂落地式钢管支架配合预埋型钢斜拉。

墩柱间的盖梁部分采用满堂支架，搭设支架时，支架支撑在下一级系梁上，在系梁上铺垫枕木，在枕木上架立钢管支架，钢管支架立柱的间距根据计算确定；盖梁悬挑部分采用预埋槽钢斜拉形式固定，具体设置根据计算确定，墩柱浇筑时，在墩柱顶预埋好槽钢，安装盖梁模板时，采用粗钢筋将模板斜拉固定在槽钢上。

由于盖梁混凝土量较大，加上施工荷载，对支架的要求较为严格，因此在支架搭设之前，必须对支架进行验算，在验算结果确保安全的前题下，指派专人对支架搭设进行指导和检查。

模板采用大面积钢模，钢模的最小尺寸控制在7m2以上，使盖梁大面接缝少，保证盖梁的外观质量；盖梁的加固采用拉杆配合钢管支架进行加固；模板的提升采用链条葫芦进行；模板的修复和保养与墩柱模板相同。

盖梁的钢筋骨架在钢筋加工棚内进行加工成型，保证骨架的加工质量，加工完成后的骨架运至工地现场，用吊车进行提升安装，箍筋和架立钢筋同样在钢筋加工棚内进行制作，在盖梁底模上进行绑扎和焊接。

在钢筋加工和安装的过程中应注意钢筋骨架的焊接接头不能在同一断面上，箍筋和架立钢筋的接头也相应错开，钢筋接头的位置应满足《公路桥涵施工技术规范》和投标文件中技术规范的要求；钢筋安装时注意保护层的厚度，用同标号的混凝土预制垫块进行支垫。

混凝土浇筑时，由于钢筋密集，在混凝土振捣时注意不要出现漏振情况。

混凝土的浇筑工艺与墩柱基本相同。

混凝土浇筑完成后，由于混凝土方量大，自身重量大，因此注意掌握好拆模时间，特别是底模拆除的时间，要根据混凝土龄期的推算强度计算确定。

混凝土的养护进行洒水养护。

（三）、支架方案设计计算

支架搭设方案：

外支架及脚手架，按两次搭设，第一次搭设高度到第二道横系梁位置；第二次在第二道系梁位置设置牛腿，在牛腿上搭设支架，支架高度为第二道横系梁至盖梁高度。

具体设置见支架布置设计图。

系梁和盖梁支架的设置，以下一道系梁为支撑平台支撑上一道系梁或盖梁。

外支架计算

外支架主要承受钢管支架自重和人员、小型机械及安全防护等荷载。

支架高度最大为45米，支架布置见设计图。

钢管均采用对接形式。

荷载计算

（1）支架自重荷载（以单根墩柱计算）

支架高度为45米，支架布置见设计图。

支架自重：

竖向：

每层36根，共8层，每根长6米，总长为36×8×6=1728m

横向（长）：

每层10根，共30层，每根6米，总长为10×30×6=1800m

横向（短）：

每层12根，共30层，每根3米，总长为12×30×3=1080m

斜向（长）：

每层24根，共6层，每根6米，总长为24×6×6=864m

斜向（短）：

每层12根，共8层，每根6米，总长为12×8×6=576m

钢管重量为：

（1728+1800+1080+864+576）×3.84=23224kg

扣件自重：

竖向和横向：

每层72个，共30层，总数为36×2×30=2160个

斜向：

432个

扣件总重：

（2160+432）×1=2592kg

支架自重：

23224+2592=25816kg

安全防护重量计5000kg，施工荷载（包括人员、小型机械设备等）计5000kg，荷载合计：

25816+5000+5000=35816kg

考虑荷载冲击系数1.2，则荷载为：

358.16KN×1.2=430KN

每根钢管承受荷载为：

每根钢管最大承受荷载（搭接）30.3KN，满足要求。

钢管支架的容许荷载［N］

横杆间距L（cm）

∮48×3.5mm扣件式钢管

对接立杆（KN）

搭接立杆（KN）

150

30.3

12.4

系梁支架计算

田湾大桥3#墩系梁长度（两相邻立柱净距）最长为430cm，系梁高度为180cm，系梁宽度为200cm，单个系梁的混凝土数量最大为17.2m3。

支架采用钢管支架，钢管断面为∮48.5×3.5mm，除顶面部分（不超过3.0m范围内）因钢管的长度受到限制，采用搭接外，其余均采用对接形式。

编制依据：

、《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041－2000）

、《两阶段施工设计图》（第二册）

1、荷载计算

系梁高度均为200cm，以最长系梁控制，尺寸最大430cm，底部宽度为200cm。

（1）、混凝土自重：

G1＝4.3m×2m×2m×25KN/m3=430KN。

（2）、模板重量：

经计算共用模板25.8m2，按照招标文件的要求，系梁的模板均采用自加工大块钢模，每平方米的重量为75～100kg，现按照100kg/m2取值，模板共计重量为：

G2＝25.8m2×100kg/m2=2580kg=25.8KN。

近似按照均布荷载作用在支架上。

（3）、施工荷载按照《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041－2000）取值，为1.0Kpa，即G3＝4.3m×2m×1.0×103N/m2＝8600N＝8.6KN

（4）、振捣产生的荷载按照《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041－2000）取值，为2.0Kpa，即：

G4=4.3m×2m×2.0×103N/m2=17200N=17.2KN

（5）、荷载合计：

G＝G4＋G3＋G2＋G1＝17.2＋8.6＋25.8＋430＝481.6KN

2、支架布置：

系梁宽为200cm，长度为430cm部分：

横桥向支架钢管的间距按照0.5m的步距布置（4.3÷0.5=8.6，取值8根），纵桥向的钢管间距按照0.5m的步距布置（2÷0.5＋1＝5，取值5根），在高度方向的横杆按照1.5m的步距布置；在梁底范围内共计有钢管（立杆）数量8×5＝40根。

3、支架立杆计算：

钢管在高度方向采用搭接连接，查询相关手册，采用∮48.5×3.5钢管作立杆，其容许承载能力为［N］＝12.4KN。

∮48.5×3.5钢管的截面特性如下：

截面积A＝489mm2，回转半径i=15.78mm，惯性矩I＝1.215×105mm4，容许弯曲应力为［σ］＝215Mpa。

所有的荷载按照均布作用在支架上，那么在系梁跨中时，平均每一根钢管的受力为N中＝481.6KN/40根＝12.04KN/根＜［N］＝12.4KN。

由于钢管在垂直方向的步距为1.5m，回转半径为15.78mm，那么长细比为：

λ＝1500÷15.78=95，查表φ＝0.552，就有：

［N1］＝φA［σ］＝0.552×489×215＝58035KN＝58.0KN

N中＜［N1］，满足要求

4、扣件计算

扣件的容许抗滑承载力为Rc=8.5KN

N中=12.04KN＞Rc＝8.5KN

说明在支架立杆采用搭接，单个扣件不能满足抗滑要求，因此在钢管搭接接头处采用双扣件。

5、沉降

（1）、支架的弹性变形

取钢管受力的平均值进行支架的弹性变形计算（支架高度17.0m）

δ1＝

；

；得到δ1＝

δ1＝

=

=2mm

（2）、其他非弹性变形

钢管的接头产生的接缝压缩产生的变形，在本支架中取2个接头，每个接头压缩量取值1mm，共计δ2－1＝2mm；

支垫型钢和模板之间的接缝压缩取值δ2－2＝1mm；

钢管和枕木之间的接缝压缩量取值δ2－3＝2mm

④由于枕木直接支撑在系梁上，沉降取值δ2－4＝0mm；

δ2＝2＋1+2＋0＝5mm

3、总预拱度

δ＝δ1＋δ2＝2+5＝7（mm）

在系梁跨中设预拱度7mm。

6、地基处理

在搭设钢管支架时，在两墩柱之间由于有地系梁，钢管直接支撑在系梁上，不要求对地基进行处理。

（三）牛腿设计与计算

1、构件内力计算：

作用在牛腿上的总荷载为430KN，单个墩柱共11个牛腿受力，则每个牛腿受力：

支架作用在牛腿上的受力简图如下：

每个支点所受压力为P=19.5KN，其内力计算如下：

拟定截面：

水平杆件采用[12.6槽钢，其余均采用[10槽钢，均采用单槽钢截面，局部加强（具体见设计图）。

2、杆件截面应力计算：

弯应力计算：

最大弯矩为

，弯矩较小，可不必进行验算。

剪应力计算：

最大剪力为

（杆件），

（根部）。

（1）[12.6槽钢剪应力，在根部采用1cm厚钢板对腹板进行加强，其中：

；

；

；

（满足要求）

（2）[10槽钢剪应力，在剪力最大处采用0.5cm厚钢板对腹板进行加强，其中：

；

；

；

（满足要求）

轴应力计算：

最大轴力为

（拉），

（压）；

（1）截面轴向最大拉应力：

（满足要求）

（2）截面轴向最大压应力：

（满足要求）

（3）压杆稳定性计算：

杆件长度

，回转半径

，长细比为

，杆件截面为单对称轴,属于b类构件，查表可得稳定系数：

，则截面应力为：

满足要求

3、拉杆计算：

拉杆采用直径20mm的圆钢制作，螺栓采用粗制普通螺栓，拉杆受力示意图如下图：

斜向拉力与竖向夹角为54度，则拉杆所受拉力为：

拉杆采用直径20mm的圆钢制作，其截面面积为

，截面拉应力为：

满足要求

螺杆螺纹根部由于螺纹的影响截面变小，需对其有效截面的抗拉强度进行验算，采用φ20螺栓，其螺纹内径为

，其有效截面积为

，螺杆抗拉承载力为（螺栓连接的强度设计值为

）：

其承载力大于拉杆所受拉力，满足要求。

单个螺栓抗拉承载力为（普通螺栓连接的容许应力为

）：

则每个锚固点至少需2个螺栓，在牛腿安装时采用3个螺栓，已确保安全。