大桥上部结构施工组织设计方案.docx
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大桥上部结构施工组织设计方案
XX大桥上部结构施工组织设计方案
一，工程概述
（一）构造形成：
本桥跨越一深沟槽，桥梁的起讫点号K104+934.98~K105+074.02，桥梁中心桩号为K105+030.00，交角为90°，全长139.04M。
本桥位于直线段内，桥面纵坡-3%，桥面横坡为-2%，无超高。
1，上部构造：
本桥上部构造采用4-30M预应力钢筋混凝土T梁，预应力混凝土强度等级为C50，全桥共分4孔。
桥面宽度：
2X（净11.00+2X0.5）米。
预应力T梁预制梁长为29.9米，预制梁高为1.8米，横断面上布置为12片，全桥共有48片。
桥面铺装采用10cm厚的C30防水混凝土和9cm厚的沥青混凝土，共厚19cm，在沥青混凝土铺装之前，应在水泥混凝土铺装上均匀撒布FTY-I型防水剂。
本桥4孔一联，除两桥台设置滑板球冠支座，其余均设置普通球冠支座；墩顶设置桥面连续，两桥台处设置仿毛勒80型伸缩缝。
2，下部构造：
下部结构采用柱式墩，墩高20.323m~27.457m（左幅，右幅）。
墩帽及挡块为现浇C30混凝土；墩柱为现浇C30混凝土；系梁为C30混凝土；扩大基础为C25混凝土；台帽及挡块为现浇C30混凝土；台后设置8米长桥头搭扳，C15片石混凝土基础，台内填充料为砂卵石或片石。
3，附属工程
支座垫石为C40混凝土，U台台后排水采用大片石，碎石，粘土，编织布处理。
以上桥梁结构附图：
桥型布置图，预应力T梁一般构造图，桥墩一般构造图，桥台一般构造图（略）。
（二）设计标准：
1．设计荷载：
汽车—超20级，挂车—120级。
2．地震烈度：
按7度设防。
（三）主要工程数量：
上部结构混凝土总量：
1553M3，钢材：
298T。
其详见主要工程数一览表。
（四）气象，水文，地质和地形简况：
1．气象：
属亚热带温暖湿润季风气候区，雨量充沛，具有冬暖春早，夏热秋多绵雨的特点，平均气温16°~18°C，一月最低5~7°C，七，八月份26~29°C，极端最低气温-5.3°C，最高气温带3、5月份，多年平均其中5、9月份最高占14.3%~14.5%，冬季普遍少雨，其中12月至次年2月仅占5%，平均月降雨量都在于5mm以下，比较有利于施工
2．水文：
HCO3—，SO4Ca2+Na+型，PH值呈偏弱碱性，对砼无侵蚀性。
3．地质：
有第四系的坡残积层（Q4eI+dI）和侏罗系中统上沙溪
组的砂岩（J2S-Ss）与泥岩（J2S_MS）。
4．地形：
属红层丘陵地貌，海拔标高315—450米，沟谷切割深度5—20米。
（五）施工工期：
上部结构从5初月至9月底完成，6月底左半幅试通车。
（六）其它：
本桥结构虽然简单，但地处较深沟谷，造成桥墩较高，需搭设高架，施工作业增加一定难度，重点在上部构造的预应力T型梁预制和安装工作上。
二，施工准备工作安排
下部施工时生产生活临建设施已安排准备好。
预制场地平整，临时道路畅通。
T梁混凝土拌和及养生用水采取水泵供给，水源为K104+865.00处左面的一水塘，约储水量为1000m3，采取二次水泵供水在临时储水池中。
供电系统由专用的150KVA变压器一台供给。
三，施工方法和工艺技术方案
一）、施工顺序：
二）、预应力T梁预制场布置
根据现场较狭窄的实际情况，预应力混凝土T梁的预制和存放场地采延伸式预制场，即在4#桥台后路基上进行预制然后移梁就位。
预制场长120m，按24m设。
路堑设计开挖宽28m，预制场靠线路左侧布置，右侧留运输道宽不小于4m，引道位置沿桥轴线将预制底座，存梁场，砂石料堆场和拌和站一字排列。
并设置塔吊作为场内垂直，水平运输T梁的模板，混凝土等工具。
路基碾压密实后每片梁设与梁底宽40cm相同的C20砼底座，底座高30cm，底座设放大基础，基础宽60cm，厚20cm。
底座按预应力T梁的张拉设计，中间低于两端30mm，即起负拱30mm。
负拱不得成折线形，应按抛物线或分段折线设置。
经力学计算如上设计的底座能满足承载力要求。
为减少T梁的横移工作量和方便运梁、架梁，底座及硬化地带靠右侧横向布置3匹，间距4m共12米。
左侧设存梁场。
纵向前期布置2联，占路基长80米。
从4#台向长寿方向预留50m作架桥机组装场地。
详见预制场平面布置图。
三）、预应力T梁后张法制作技术要求
1、模板：
底模使用3mm厚的薄钢板平铺。
侧模使用专用定型钢模板，共加工2套中梁，0.5套边梁。
端头模板使用专门加工的钢模板。
横隔板用钢模板与侧面钢模板形成整体。
模板截面尺寸与长度要准确；模板面要平直，；转角要光滑，焊缝要平顺；模扇间连接螺栓孔的配合要准确，在组装模扇时，相对位置要准确，焊缝要平顺；端模，底模要平正，预应力筋预留孔的位置要准确。
T梁模板上下设2道Ф16拉杆，纵向间距1m，在翼板下50cm处再设置Ф12拉杆，纵向间距0.8m。
外模上挂功率为1.5KW的附着式振动器，振动器单侧间距2.0米，两侧上下交错布置。
模板的拆安吊装使用塔吊，底模按照计算所需的预拱度按照抛物线分配法起负拱。
2、T梁预拱度计算：
忽略张拉过程中的预应力损失及砼徐变引起的挠度变化。
T梁预拱度主要由以下三方面构成：
1）、T梁自重产生的挠度fg；在正常情况下，初始张拉时参与作用的T梁自重产生的挠度直接与初始张拉产生的挠度相迭加。
2）、行车荷载产生的挠度fq；汽车活载挠度是临时出现，对于简支梁，跨中最大，汽车驶离桥梁，挠度消失。
3）、预张拉力产生的挠度fpi，为上挠度。
对于简支梁，取跨中挠度。
三方面的组合值为预制梁时的预拱度设置值，求出简支梁在跨中最大值时再按抛物线分配设置。
计算公式为〈〈桥梁工程〉〉（范立础主编，人民交通出版社。
1980年6月版，《公路桥涵设计手册—桥梁（上册）人民交通出版社1998年3月第一版》表2-5-28）
预拱度设置计算公式：
f=fg+fq+fpi
A、T梁自重产生的挠度：
fg=（5/384）×（qL4/0.85EI）
L——计算跨距取设计值28.86m
E——砼弹性模量，C50砼取100%强度时为3.25×104N/mm2
I——T梁惯性矩，按计算确定
q——均布荷载：
按下面计算确定
桥面铺装层重g2：
2.12×0.11×25KN/m3=5.83KN/m
T梁预制时自重g1：
505KN/29.90m=16.89KN/m
A1=140×15=2100cm2A2=3152cm2A3=1664cm2
yc=（2100×242.5+3152×145.5+1664×22）/（2100+3152+1664）=145.2cm
I=（1/12）bf′hf′3+9467A1+（1/12）b1h′3+0.32A2
+（1/12）bh3+15178A3=54752001cm4=547520010000mm4
则：
a、T梁预制时自重产生的挠度：
fg1=（5/384）×（qL4/0.85EI）
=5×22.72×（28.86×103）4/（384×0.85×3.25×104×547520010000）
=14mm
b、桥面铺装后恒载产生的挠度：
fg=（5/384）×（qL4/0.85EI）
=5×22.72×（28.86×103）4/384×0.85×3.25×104×547520010000
=13.6mm
B.车辆活荷载产生向下的挠度：
fq=1/48×PL3/EI
每片T梁架设后通过湿接缝相连接，每片梁按照等代荷载、横向分布系数及车道折减系数来计算比较复杂。
本施组视一辆重车为集中静活载按每片梁可布置一辆重车计算，荷载按汽车—超20级计，计算结果偏大，取值时可适当减小故：
fq=1/48×[550×103×（28.86×103）3]/EI=28mm
按照《公路桥涵设计手册—桥涵》表2-5-28的规定，fq一般取1/2=14mm即可。
C、张拉应力张拉产生的向上挠度fpi：
将所有预应力钢绞线视为按抛物线形布置进行计算:
计算公式为:
fpi=-（5/48）×（pieL2/EI）
pi—张拉预应力对于：
1~5#孔：
Pi=569KN；
对于：
6~13#孔：
Pi=583.87KN
弹性模量：
E=3.25×104，T梁截面惯性矩：
I=547520010000mm4
将上述值代入公式：
fpi=—5×P×103×e×L2/48×3.25×104×547520010000
对于P值，取超张拉值，1~5#孔P=569KN，6~13#孔P=583.87KN
计算得出下表：
各孔道张拉挠度值（mm）附表三
孔道号
升高值e（cm）
L'（cm）
fpi
孔道号
升高值e（cm）
L'（cm）
fpi
1
143
3984.5
-7.6
6、7
21.5
3974.1
-2.0
2
154
3986.8
-8.2
8、9
37.5
3975.2
-4.0
3
165
3989.2
-8.8
10、11
53.5
3976.6
-5.8
4
176
3992.6
-9.3
12、13
69.5
3977.7
-7.5
5
187
3994.7
-9.9
∑fpi
=
-63.1
挠度组合：
a、T梁预制时自重与初始张拉力二者挠度的组合：
fa=fg1+fpi=48-63.1=-15.1mm
b、T梁架设桥面铺装后的挠度组合：
fb=fg+fpi=59.4-63.1=-3.7mm
c、车辆通行时跨中产生的挠度
fc=fg+fpi+1/2×fq=59.4-63.1+19=15.3mm
L/1600=38.86m/1600=24.3mm>15.3mm
根据设置预拱度的条件：
若挠度fmax>L/1600才设置预拱度，否则不设置预拱度。
因此本方案中按不设上预拱度设计。
考虑在预制场预制时，由于没有基底压缩的影响，架梁后保证桥面铺装层的厚度及制作时的误差，预制时按照-30mm起负拱。
第一片梁张拉时期，用水准仪测量出T梁的实际上挠度，据此确定是否调整。
上述计算必须经设计及监理工程师认可。
注意施工T梁时在保证翼缘厚度的前提下，跨中砼不得浇注成水平，必须同样向下低30mm。
在此需要说明的是：
根据施工经验及上面的计算，T梁在预制场预制时，一般按照40~50mm起负拱，这样才能满足铺装层的厚度，但梁在铺装后和使用过程中将向下挠，形成向下凸。
这将影响梁的使用和线形美观。
如不起40~50mm的负拱，铺装层厚度将不够，这就需调整路面标高。
这是一个矛盾问题。
我们认为宁愿调整设计路面标高，也不影响梁的使用和线形美观。
因此本施组设计的预制梁向下起30mm的负拱值，请监理工程师及设计人员确认。
3、支架：
使用角钢支架。
为保证T梁的外观质量。
使用50角钢小龙骨，75角钢做大龙骨，肋用6mm厚宽50mm的钢带。
钢模板用δ=6mm的钢板做面板，上下拉两道拉杆。
横隔板之间的模板作成整体。
4、钢筋工程：
钢筋骨架的制作在钢筋棚进行，钢筋加工前，必须先作清污，除锈和调直处理。
Q20主筋的水平钢筋用电弧焊接头，骨架的焊接采用分段，分片方式，在专用的焊接台座上施焊，然后运至现场装配成型。
先绑骨架即梁肋部分，后绑横隔板及翼缘钢筋，绑扎完对照图纸检查无误后安锚垫板。
注意锚垫板下的防爆钢筋要准确定位。
锚垫板上钻半眼螺栓孔与端头钢模板临时固定。
确保预应力筋孔道定位准确。
5、波纹管埋设：
波纹管加工好经试水检查后才可使用。
波纹管用加大管径的波纹管接头，接好头后在接头的外层用胶带粘结，防止漏浆堵塞孔道。
波纹管两端穿过锚垫板的孔道，并用纸袋等物临时封包好。
波纹管按设计坐标安放并用短钢筋固定焊接。
短钢筋的固定间距0.5m。
起弯点加密布置。
6、穿束：
在编束并标注后的预应力钢绞线端头，套上自制的钢弹头，每束用人工抬到现场用人力穿过波纹管孔道。
钢绞线两端必须均匀地露出张拉的长度90cm左右。
也可用φ6钢筋系牢钢绞线通过绞车牵引穿束。
绞车牵引速度一定要慢，防止拉破波纹管。
7、砼施工：
浇筑前对预制台座，预留孔道，预埋件的位置进行复式检查，由于采用侧模，底模振捣，在底梁与基之间加设橡皮垫，以便提高振捣效果。
由于施加预应力后混凝土会压缩，所，梁的底模板铺设时加长1/1000L（梁长）。
（1）、原材料：
T梁砼等级为C50，故水泥用普硅52.5R水泥。
河砂用武隆产中砂，细度模数2.3。
碎石用西山产的石灰岩碎石，粒径0.5~2cm。
水用施工现场的生活自来水。
外加剂用易通FB-5早强减水剂。
（2）、配合比：
经公路中心试验室验证后的理论配合比为：
水泥：
河砂：
碎石：
水：
外加剂=1：
1.23：
2.29：
0.38：
0.01。
每立方水泥用量512kg。
坍落度12~14cm。
试验强度58.2Mpa。
现场配料时，测出砂石的含水率，将理论配合比换算成施工配合比进行配料。
（3）、材料计量：
袋装水泥由于厂家出厂时已计量，配料时进行抽查水泥计量是否准确。
发现一次超误差允许量时，取4倍抽查。
若仍发现一袋超允许误差量则该批水泥全部计量配料，并将该信息反馈到生产厂家。
砂石每次称量配料。
水用容积计量。
外加剂称每次用量后分袋包装。
（4）、拌制：
使用两台J350型砼搅拌机拌制砼。
另备用一台J350型的搅拌机。
搅拌时间不少于3分钟。
混合料搅拌均匀、颜色一致后才可出料。
以内梁的混凝土设计量21。
3m3计，浇注混凝土的速度计算为：
搅拌机的设计生产能力为：
J350实际生产能力按照3。
5m3/h计，生产21。
3m3混凝土的时间为：
21。
3/（2X3。
5）=3小时。
混凝土的初凝时间控制在5小时就能满足首批混凝土初凝前将全部混凝土浇注完毕。
（5）、运输及浇筑：
用塔吊提升0.3m3的罐装混凝土到浇筑位置，每提升卸料一次需用3分钟；如不能吊到位的，卸到搭设的斜台上，人工铲砼入模。
由于浇注长度达30m，设置两台J350搅拌机，人工运输碎石，河砂，后舱必须分两组，前后组相隔时间不得多于2小时。
浇注顺序从一端向另一端进行，一气呵成的；连续浇筑。
将近另一端时，为避免梁端混凝土产生蜂窝等不密现象，应改从另一端向相反方向投料，而在距该端4M—5M处合龙。
分层下料，振捣，每层厚度不宜超过30CM，上下层浇筑时间相隔不超过1H（30C以上）或1。
5H（30C以下），上层混凝土必须在下层混凝土振捣密实后方能浇筑。
这样才能避免出现施工冷缝。
两端钢筋较密、中部波纹管较密。
在该三处砼的分层厚度不大于30cm。
施工速度要慢。
端头模板分两次安装到位。
方便浇砼及观察砼是否浇注密实。
砼振捣用50型插入式振动棒配合功率为1.5KW的同频率附着式振动器捣固。
振捣器先固定在型钢上，型钢固定在模板上。
浇注砼后派专人将T梁的顶板刨平拉毛，注意顶部砼仍按本施组设计的负拱（-30mm）下凹。
在浇砼用水准仪抄平时就首先做到这一点。
砼浇注后派专人覆盖洒水养护到设计强度。
冬季气温较低时（低于5℃）不得洒水养护。
每片梁浇注砼后同条件下做砼试件，其强度达到80%后，方可对构件进行张拉。
8、张拉：
使用经有资质的单位标定参数的65t内千斤顶及YZB2×15/63电动油泵在梁的两端同时张拉。
张拉使用双控的方法进行。
由张拉应力进行控制，用伸长率进行校核。
砼强度达到设计强度的80%后，依次张拉N1，N2钢束。
钢绞线采用标准强度Ryb=1860Mpa,直径15.24mm,公称截面积140mm2,弹性模量E=195000Mpa,松弛率0.035,张拉控制应力0.75Ryb=1395M,每束拉力P=195。
3KN.
弗氏锚张拉顺序为：
00.1σK（量初始伸长）1.05σk（持荷5分钟量伸长）
顶锚给油退楔
中梁：
对于N1钢束，钢绞线控制应力为Ni=195.3x8=1562.4KN
对于N2钢束，钢绞线控制应力为Ni=195.3x12=2343.6KN
边梁：
对于N1钢束，钢绞线控制应力为Ni=195.3x10=1953KN
对于N2钢束，钢绞线控制应力为Ni=195.3x12=2343.6KN上述值通过张拉油压表来显示。
用张拉时的伸长值来校核张拉力。
根据《梁长高速公路技术规范》，实际伸长值与理论伸长值之差应控制在6%以内，否则应停止张拉查明原因。
为了对张拉结果进行校核，下面将理论伸长值进行计算，在张拉施工中使用。
有关计算公式为：
ΔL=P.L.100/AyEg
P=P.（1-e-（KL+μθ））/（KL+μθ）
P——预应力钢绞线每束张拉力，取205.07KN（设计为：
195.3KN）。
L——张拉端至计算截面（本计算截面为跨中）的孔道长度，见附表四。
Ay——预应力钢材截面面积取：
471.24mm2
Eg——钢绞线弹性模量取1.95×105N/mm2
θ— 从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和；
1—5#孔θ取:
0.13686354rad，6—13#孔θ取:
0.1075rad
K——孔道偏差对摩擦的影响系数；对波纹管取:
0.0008
μ——预应力钢丝与孔壁的摩擦系数。
对钢丝束取：
0.17
将各孔道的有关参数代如上述公式列表计算理论伸长值如下：
1/2孔道长度及伸长值计算表附表四
孔
号
升高值c（cm）
θ=2arctgy/x
弯起半径R=c/（1-cosθ）
直线长
L
曲线长S=
πRθ/180
孔道长L+s（cm）
有效钢丝长
伸长值
（mm）
1
143.
8-40-19
12508.6
100
1893.2
1993
2043
121
2
154.
9-20-10
11625.7
100
1894.3
1994
2044
121
3
165.
10-00-0
10860.8
100
1895.6
1996
2046
121
4
176
10-57-5
9664.4
150
1847.2
1997
2047
121
5
187
11-19-30
9664.1
100
1898.3
1998
2048
121
6,7
21.5
8-35-54
1912.9
1700
287.1
1987
2037
124
8,9
37.5
7-19-23
4597.4
1400
587.6
1988
2038
124
10,11
53.5
7-19-24
6558.5
1150
838.3
1988
2038
124
12,13
69.5
7-00-07
9318.9
850
1138.8
1989
2039
124
注：
钢丝有效长度为孔道长加上千斤顶工作锚至工具锚之间的长度50cm。
设计张拉力时的理论伸长值表附表五
孔道号
钢丝长（m）
KL+μθ
P（KN）
△L（mm）
1
20.43
0.03961
531.4
112
2
20.44
0.03962
531.4
112
3
20.46
0.03963
531.4
113
4
20.47
0.03964
531.4
113
5
20.48
0.03965
531.4
113
6、7
20.37
0.03457
546.5
115
8、9
20.38
0.03458
546.5
115
10、11
20.38
0.03458
546.5
115
12、13
20.39
0.03459
546.5
115
1~5#孔设计张拉力542KN，6~13#孔556KN。
弹模E=2.055×105N/mm2
实际伸长值计算式：
ΔL=ΔL1+ΔL2-C
△L1——初应力（0.1σK）至最大张拉力间的实测伸长值，由张拉技术员现场用钢尺直接量。
ΔL2——初应力的推算伸长值:
ΔL2=σ0L/Eg
σ0—— 初应力，取139.5Mpa
C—— 砼在张拉过程中的弹性压缩量。
将有关参数代如上式计算得下表：
E=2时推算伸长值表附表五
孔号
L（mm）
ΔL2（mm）
孔号
L（mm）
ΔL2（mm）
1
20430
12
6,7
20370
12
2
20440
12
8,9
20380
12
3
20460
12
10,11
20380
12
4
20470
12
12,13
20390
12
5
20480
12
E=2.055时推算伸长值表
孔号
L（mm）
ΔL2（mm）
孔号
L（mm）
ΔL2（mm）
1
20430
11.4
6,7
20370
11.7
2
20440
11.4
8,9
20380
11.7
3
20460
11.4
10,11
20380
11.7
4
20470
11.5
12,13
20390
11.7
5
20480
12
张拉过程中尚应考虑钢丝回缩的影响，根据经验其值一般为2-3mm，具体在现场观测时确定。
张拉过程中的断丝和滑丝量控制在1根之内或按总数的1%进行控制。
超过此数必须补拉或更换钢丝重新张拉。
张拉完毕停歇10h左右观察预应力钢丝的稳定情况后，即进行下一工序——孔道压浆及封锚作业。
9、孔道压浆：
张拉后用早强砼将锚塞缝隙堵塞，仅留出气孔。
为保证压浆饱满，在孔道中部也应设出气孔，压浆后堵塞。
压浆前先压清水洗孔，后压42。
5R纯水泥浆，水泥浆中掺1/万的铝粉或微膨胀减水剂。
水泥浆水灰比0.4~0.45,泌水率不超过4%，水泥浆稠度控制在14~18s之间。
压浆压力0.5~0.8MPa。
10、封端：
压浆后即进行封端砼的浇注，并按设计加长部分加长浇注砼。
待封端砼和孔道压的水泥浆达到强度后即可进行移梁架设作业或横移运入存梁区。
11、T梁横移:
预制张拉灌浆封端后的T梁即可在预制场中横移到成梁场。
平移用的上、下滑道用32#槽钢组成，槽钢内垫木料。
下滑道长不超过10m，由2段组成，2段之间在侧面连接。
上滑道长3m，内用10mm厚钢板焊加劲肋，滑道上设支撑T梁的钢管撑杆及支撑端头横隔板的临时支架。
上滑道两端用Φ20的圆钢焊拉环。
滚筒用Φ55的实心圆钢，长70cm，滚筒的两端焊上把手。
有关牵引力及滚筒的计算如下：
滚动牵引力：
T=KQ（f1+f2）/D+nQ
f1、f2—上下走道的摩擦系数，钢和钢取0.05，
K—阻力系数，钢和钢用2.5；
Q—滚动承受的荷载，取500KN；
D—滚筒的直径，取5.5cm；
n—走道的坡度，按水平计算，取0。
将上述参数代入公式得：
滚动牵引力为：
T=2.5×500×（0.05+0.05）/5.5=23.0KN
需要的滚筒数量
m=Q/ωL=Q×25/[σ]DL=500×103×25/（210×55×320）
=3根
式中：
Q—走道板受到的压力；L—滚筒与走道板接触长度，
ω—滚筒的允许荷载，钢滚筒ω=1/25×[σ]D
根据计算，牵引工具用5t的手拉葫芦，起重工具用YQ-50的液压千斤顶。
为此在施工预制场与成梁场之间的砼道（此砼道亦是成梁的梁垫，见附图）时，预埋Φ20的钢园环，作为手拉葫芦的着力点。
为保持移梁过程中T梁的稳定，尚应将T梁两侧临时固定，T梁边横移，临时固定边放松或收紧。
横移T梁速度不能快，边横移边观察，发现问题立即停止，处理好后再
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