高速公路工程预制箱梁梁场建设专项方案.docx

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高速公路工程预制箱梁梁场建设专项方案

海南省XX至XX高速公路XX合同段

土建工程

 

预制箱梁梁场建设方案

 

海南省XX至XX高速XX标项目经理部

二○一五年十月

预制小箱梁梁场建设及施工方案

1、工程概况

本合同段为海南省中线高速公路XX至XX段XX标,桩号K190+700~K203+200,全长12.50公里。

全线桥梁有12座,上部结构形式为预制小箱梁和现浇箱梁,其中预制的桥梁有11座:

洋老中桥3跨20米箱梁24片,国强大桥10跨20米箱梁80片,永翁1号大桥10跨20米箱梁80片,永翁2号大桥12跨20米箱梁96片,昌化江5号大桥14跨30米箱梁112片,道汉大桥6跨20米箱梁48片,乙邱1号大桥10跨30米箱梁80片,乙邱2号大桥5跨30米箱梁40片,只文大桥16跨30米箱梁128片,道介大桥10跨20米箱梁90片,永明中桥1跨20米箱梁14片。

20米箱梁共计432片,30米箱梁共计360片,总计792片。

2、梁场建设施工组织

2.1箱梁施工进度控制

根据本合同段工程特点和现场实际情况,20m和30m小箱梁均在本预制场进行预制施工,共预制梁数792片。

根据工程进度控制目标,箱梁预制施工进度计划如下:

20米箱梁的预制时间为2016年4月1日~2017年1月30日。

包括全部432片箱梁的预制、张拉、压浆,达到架设条件,共计305天。

30米箱梁预制时间为2016年4月6日~2017年1月30日。

包括:

全部360片箱梁的预制、张拉、压浆。

达到架设条件。

共计300天。

2.2台座、模板数量配置

根据总工期要求及工程量,本标段计划制作20米制梁台座25个,30米制梁台座20个。

20m中梁模板2.5套,边梁模板1套,边梁内侧外模与中梁模板可通用;30m中梁模板2套,边梁模板1套,边梁内侧外模与中梁模板可通用。

每横向5个台座使用一套模板,模板数量以满足施工要求为原则,在施工过程中不断提高施工效率,加快模板周转速度。

2.3台座、模板数量验算

按各分项工序计划流水时间:

钢筋绑扎1天(包括顶板钢筋、波纹管及钢绞线),支模、浇筑1天,养生6天(期间拆模及模板清理),张拉压浆1天,1天压浆强度达到后移梁,一个台座周转时间10天,日生产3片梁。

20m箱梁按25个台座计算,则可月生产75片,平均每日2.5片;30m箱梁按20个台座计算,同样可月生产60片,每月共生产135片梁。

因此按每天可生产箱梁数量进行计算,根据施工进度计划432片20m箱梁预制时间为2016年4月1日~2017年1月30日,共计305天,305×2=610,满足要求;360片30m箱梁预制时间为2016年4月6日~2017年1月30日,共计300天,300×2=600,同样满足要求。

台座、模板数量能够满足生产需要,能够保障施工按进度计划顺利完成任务。

20m箱梁最大存梁能力为42片,30m箱梁最大存梁能力为42片,需在制梁开始一个月后就进行箱梁架设工作。

2.4起重设备配置

箱梁预制场安装起吊能力60吨的龙门吊两台,跨度30米,高度9米,天车运行为电动,负责起吊梁体;轨道基础长485.5m,宽0.5m,高0.7m,分埋深和露出两部分。

起吊能力5T龙门吊3台,跨度为30米,高度9米,负责拆装模板、吊装砼、材料装卸等工作。

轨道基础长两端设置挡墩,防止龙门吊滑出轨道。

龙门吊供电触滑线施工时安装在路线一侧,连接龙门吊刚性支腿。

2.5人员配置

本预制场准备设两个钢筋班组、两个模板班组、两个砼班组、一个张拉压浆班组、一个普工班组,总共100~110人,具体班组人员见下表:

表2-1箱梁预制人员配备表

班组(工种)

人数

管理人员

2

技术员

2

电工

2

机械修理工

2

钢筋班

40

模板班

22

砼班

18

张拉压浆班

12

波纹管加工制作班

4

普工班

6

合计

110

2.6现场布置

预制箱梁场建设按照标准化施工管理的规定,遵循“因地制宜,节约土地,保护环境,功能完备,布设合理,方便生活,满足生产,减少干扰,利于排水,利于运输”的原则。

预制箱梁场包含以下设施:

钢筋存放和加工棚、制梁台座、存梁台座、龙门吊、水电线路、排水管沟等。

本合同段预制梁场,基本布置形式为50m钢筋、材料加工区+279.5m制梁区+156m存梁区,共485.5m长,宽32m,两台60T龙门吊不通过加工棚下行走,5吨龙门吊布置在材料加工棚及制梁区内。

2.6.1制梁区

箱梁制梁区总长279.5m,宽30m。

横向每区设置5个箱梁台座,横向间距4.8米,共9排45个,间距能够满足安、拆、吊装模板要求,纵向间距5m,能满足张拉、穿索施工要求。

运梁通道设置在梁场中间,贯穿整个梁场,宽度为3.6m,使用10cm厚碎石或砂砾垫层,浇筑20cm厚C25砼进行硬化处理,其它区域为厚度10cm的C20砼。

2.6.2存梁区

存梁区总长156m,存梁区完全布置在龙门吊覆盖范围内,横向每区存放7片梁,每两梁之间横向净距0.5米,纵向净距2米,间距满足安放、封锚、起吊需求。

梁端存梁台座两梁枕的距离合理,避免过长悬臂产生较大的负弯矩,同时不能影响梁体吊装安放,支承位置距梁端的距离小于50cm。

台座顶面高度保证粱底与地面净高在0.4m以上,方便移梁、起吊、穿索工作。

20m箱梁存梁台座尺寸设计为8.6m×0.7×0.5m和13.4m×0.7×0.5m,30m箱梁存梁台座尺寸设计为8.6m×1.0×0.5m和13.4m×1.0×0.5m。

采用C25钢筋混凝土浇筑,上部基座采用两块22cm×16cm×125cm枕木拼合,存梁台座下部钢筋混凝土底座与上部双枕木相配合,以避免梁底与存梁台座之间刚性接触。

每两制梁台座横向之间设置凹形15cm(宽)×10cm(高)的纵向排水沟,汇集于横向主排水沟,每两制梁台座之间设20cm(宽)×20cm(高)的横向主排水沟,排水沟底面采用M7.5砂浆进行抹面。

存梁区横坡按1~2%设置,在场地右侧龙门吊基础一侧设置50cm(宽)×50cm(高)砖砌排水沟迅速将雨水、施工用水及预制梁养护用水收集至6.5m×2m×1m沉淀池,待污水处理达标后再排放。

整个场区做到雨天场地不积水、不泥泞,晴天不扬尘。

排水沟做好防渗措施,严防径流渗入路基造成制、存梁区地基软化引起承载力下降。

2.6.3钢筋存放及加工棚

钢筋、材料加工场地搭设彩钢遮雨棚,支撑骨架采用30cm×30cm方钢桁架,立柱桁架沿纵向每3米一道,采用混凝土独立基础,雨棚顶部四周伸出1.2m防止雨水飘入场内。

棚内设置钢筋加工区、波纹管加工区、半成品、成品存放区、原材料存放区、其它材料加工区等,布置时以整个材料加工制作流水线基本不存在冲突、不降低工效为原则。

场地采用10cm厚C20混凝土硬化。

加工棚计划50米长,32米宽,12米高,以保证龙门吊在内部能安全运行。

钢筋加工棚由专业生产厂家制作、安装。

满足足够强度、刚度和稳定性要求。

2.6.4生活办公区

将施工现场的办生活区与作业区分开设置,并保持安全距离,办公区、生活区的选址符合安全要求,确保合理方便、距离适中。

住宿生活区设置:

宿舍、食堂、厕所等。

生活区共设置宿舍28间,工地办公室及管理人员宿舍4间,工人宿舍24间,工人宿舍按4~5人/间计算,可容纳职工100~120人,在宿舍区留有一定空间,以备扩大生产能力时为增加的工人提供住宿。

在宿舍布置洗漱池,方便工人洗漱用水。

并在生活区设置两个电茶炉,为工人饮水提供方便。

3、梁场临建施工进度计划

(1)建设需分阶段逐步进行施工。

其中主要工作包括:

现场办公室、工人宿舍、波纹管加工棚、钢筋存放和加工棚、20m和30m制梁台座、存梁台座、龙门吊轨道基础施工和安装;钢筋和波纹管的加工设备、张拉设备、压浆设备、模板、龙门吊等设备的进场、调试、标定、安装。

(2)征地施工在2016年2月20日前完工,并进行回填、平整做临建场地。

(3)根据总体进度计划要求,梁场建设安排在2016年2月16日~2016年3月31日,梁场建场详细时间安排见表3-1梁场建设进度计划。

表3-1梁场临建施工进度横道图

序号

内容

工期(d)

开始时间

完成时间

1

平整场地

5

2016.2.16

2016.2.20

2

生活区基建

15

2016.2.21

2016.3.5

3

龙门吊基础施工

20

2016.2.21

2016.3.9

4

龙门吊安装、调试

20

2016.3.10

2016.3.30

5

制梁台座施工

30

2016.2.25

2016.3.25

6

存梁台座施工

20

2016.3.10

2016.3.30

7

场地硬化、供、排水设施施工

20

2016.3.10

2016.3.30

8

钢筋棚柱基施工

5

2016.3.10

2016.3.15

9

钢筋棚安装

5

2016.3.15

2016.3.20

10

钢筋加工场建设

5

2016.3.20

2016.3.25

11

钢筋、波纹管加工设备进场、调试

5

2016.3.25

2016.3.30

12

模板进场、试拼

10

2016.3.20

2016.3.30

13

张拉压浆设备进场、调试、标定

10

2016.3.20

2016.3.30

4、梁场施工方案

4.1台座施工方案

4.1.1台座结构形式

制梁台座采用箱梁梁底等宽的C30砼浇筑,考虑台座的通用性以及方便封锚施工,20米台座统一设成长度20.5m,宽度1米,高度0.3米;30米台座统一设成长度30.5m,宽度1米,高度0.3米。

表面铺设6mm厚复合钢板,因张拉后台座两端承受全部梁重,20m和30m箱梁在台座下部两端各两米范围内分别采用1.5×1.5×0.5m和2×2×0.5m钢筋砼基础,扩大基础顶部和底部各铺设一层Φ12钢筋网,网格间距10cm×10cm,以满足梁板张拉起拱后基础两端的承载力要求,纵向采用4Φ10筋通长布置以提高台身抗拉、抗剪强度和整体稳定性,台座施工时预埋Φ16钢筋以便安装槽钢。

存梁区设置存梁台座,根据本梁场地制梁特点,既要考虑满足承载力要求,又要形式灵活方便,20m箱梁存梁台座尺寸设计为8.6m×0.7×0.5m和13.4m×0.7×0.5m,30m箱梁存梁台座尺寸设计为8.6m×1.0×0.5m和13.4m×1.0×0.5m。

存梁区将根据相关要求设置静载试验台座,必要时在台座上设置沉降观测点进行监控。

4.1.2地基的承载力计算

本梁场20m箱梁台座长20.5m,底宽1.0m,最大重量55.9t。

30m箱梁台座长30.5m,底宽1.0m,最大重量95.7t。

存梁区因中间有施工便道隔开分两个区,路线前进方向左侧长度设8.6米,右侧长度设13.4米,存梁台座为左侧每排存梁3片,右侧每排4片。

20m箱梁存梁台座尺寸设计为8.6m×0.7×0.5m和13.4m×0.7×0.5m,30m箱梁存梁台座尺寸设计为8.6m×1.0×0.5m和13.4m×1.0×0.5m。

制梁台座承受的荷载为:

20m箱梁台座P1=55.9×10=559kN,30m箱梁台座P2=95.7×10=957kN

(1)根据台座截面尺寸求基础底面应力值,张拉前台座按整体条形基础考虑。

20m箱梁制梁台座自重:

G1=g1+g2=0.5×1.0×17.5×25+1.0×1.5×1.5×2×25=335kN

30m箱梁制梁台座自重:

G2=g1+g2=0.5×1.0×26.5×25+1.0×2×2×2×25=531.25kN

20m箱梁制梁台座底面积A1=1.0×20.5=20.5m2

30m箱梁制梁台座底面积A2=1.0×30.5=30.5m2

20箱梁地基承载力:

fa1=(P1+G1)/A1=(559+335)/20.5=43.61kN/m2

30箱梁地基承载力:

fa2=(P2+G2)/A2=(957+531.25)/48.72=48.80kN/m2

(2)张拉起拱后,两端扩大基础承受集中荷载:

20m箱梁制梁台座两端扩大基础底面积A1=1.5×1.5×2=4.5m2

30m箱梁制梁台座两端扩大基础底面积A2=2×2×2=8m2

20m箱梁制梁台座:

fa1=P1/A1=559/4.5=124.22kN/m2

30m箱梁制梁台座:

fa2=P2/A2=957/8=119.63kN/m2

(3)存梁区基础承受荷载

20m箱梁单个存梁台座自重:

G3-1=8.6×0.7×0.5×25=75.25kN

G3-2=13.4×0.7×0.5×25=117.25

30m箱梁单个存梁台座自重:

G4-1=8.6×1.0×0.5×25=107.5kN

G4-2=13.4×1.0×0.5×25=167.5kN

20m存梁台座单个底面积:

A3-1=8.6×0.7=6.02m2,A3-2=13.4×0.7=9.38m2

30m存梁台座单个底面积:

A4-1=8.6×1.0=8.6m2,A4-2=13.4×1.0=13.4m2

20m存梁台座fa3-1=(P1×3+G3-1×2)/2/A3-1=(559×3/2+75.25)/6.02=151.79kN/m2

fa3-2=(P1×4+G3-2×2)/2/A3-2=(559×4/2+117.25)/9.38=131.69kN/m2

30m存梁台座fa4-1=(P2×3+G4-1×2)/2/A4-1=(957×3/2+107.5)/8.6=179.42kN/m2

fa4-2=(P2×4+G4-2×2)/2/A4-2=(957×4/2+167.5)/13.4=155.34kN/m2

经计算得出制梁台座最大基底压力为124.22kpa,存梁台座最大基底压力为179.42kpa,考虑承载力达到要求并有一定安全系数,故要求存梁区的地基承载力应不少于250kpa,存梁区填土部位必须分层压实,台座基坑开挖后人工清理浮土,做承载力检测,须承载力满足要求,符合要求后进行下一道工序,不符合要求对基底进行适当处理。

4.1.3制梁台座施工方法

(1)具体工艺流程

①先对地面进行平整、夯实,以保证台座所需的承载力满足要求。

②测量定位,然后在台座两端长度1.5m(2.0m)范围内下挖50cm台座基础,两侧各加宽0.25m(0.5m)、加长0.5m。

③恢复基础中心线。

④台座基础模板安装,并配置端头分布钢筋以及预埋台座Φ16骨架钢筋,骨架间距为0.8米,浇筑基础层砼。

⑤进行台座基座轴线恢复。

⑥槽钢骨架安装,在台座周边埋设5#槽钢并在准确位置将其焊接牢固,使用水准仪严格控制槽钢标高,使其拱度符合设计要求。

⑦立好侧模,浇筑C30混凝土。

⑧最后在台座顶面采用宽1m厚6mm长3m定型钢板平铺,并且与台座预埋角钢焊接成整体。

用靠尺检测平整度,偏差控制2mm以内,确保钢板接缝严密、光滑平顺,并保证预制台座预埋钢板的中心位置正确。

按照侧模穿杆的位置,在台座底部设置Φ50PVC管@800cm,两端各10m范围间距为500cm,管中心至台座梁端顶面105mm,用于Φ20对拉螺栓穿孔,PVC管的纵向间距与侧模柱脚位置错开,并在端头调节段加密布置。

箱梁采用兜托梁底法起吊,台座顶部铺设钢板时梁体吊点处预留宽30cm深30cm的缺口设置活动底板,以方便吊装时能抽出钢板穿钢丝绳,吊点位置距梁端约0.8m处。

为了保证桥梁平顺,在箱梁台座跨中按图纸设计要求和根据具体情况(存梁期、砼配合比、材料特性及地区气候等)以及经验设向下一定的预拱度,从跨中向梁端按二次抛物线过渡设置。

台座两侧用红油漆从跨中向两侧每延米做一个标记,便于波纹管定位器的安装和定位。

台座的侧边应顺直,采取安装止浆棒的防止漏浆的有效措施。

(2)施工注意事项及要求

梁场应先施工60T门吊基础,每个台座中心线要根据两侧龙门吊轨道基础中心线来控制测定。

台座基础面高程,以单个台座高程控制硬化场地标高。

(3)按设计要求进行反拱值预设

根据箱梁的设计资料,在底模制作时应设置合理预拱度,反拱度设置和分配应满足设计和线形要求,反拱值设计的原则是使梁体在二期恒载施加前上拱度不超过15mm,桥梁施工完成后桥梁不出现下挠。

表4-120m小箱梁反预拱值设置表

单位:

mm

梁位

预制梁上拱值(理论值)

二期恒

载挠度

反预拱度

建议值

钢束张拉时

存梁30d

存梁60d

存梁90d

边梁

边跨

10.1

19.2

20.7

21.6

-1.5

-10

中跨

6.3

11.8

12.7

13.2

1.4

中梁

边跨

10.7

20.1

21.5

22.5

-1.6

中跨

6.6

12.4

13.3

13.8

1.5

表4-230m小箱梁反预拱值设置表

单位:

mm

梁位

预制梁上拱值(理论值)

二期恒

载挠度

反预拱度

建议值

钢束张拉时

存梁30d

存梁60d

存梁90d

边梁

边跨

16.0

29.5

31.5

32.6

-4.2

-17

中跨

11.3

20.7

22.1

22.8

2.2

中梁

边跨

16.6

30.7

32.8

34.1

-4.4

中跨

11.8

21.6

23.0

23.7

2.5

本梁场采用非调节固定底座模板,箱梁根据按最大90d存梁期计算,箱梁根据按最大90d存梁期计算,并综合考虑台座的通用性,台座统一设置一个各梁在反拱值分布区域内的交集值。

综合考虑,设计建议反拱可满足要求,20米箱梁反拱值设为1cm厘米,30米箱梁反拱值设计为1.7厘米。

预制台座中心设置反拱,按照二次抛物线设置。

20m箱梁设二次抛物线方程为Y=10-10X2/100002;

30m箱梁设二次抛物线方程为Y=17-17X2/150002;

Y--距台座中心高差(mm);

X--距台座中心距离(m)。

4.2龙门吊轨道基础

4.2.1龙门吊轨道基础施工

轨道基础用C30混凝土浇筑。

为防止基础底部因地基不均匀下沉引起的剪切、弯拉破坏开裂,在基础上部铺设一层Φ12构造钢筋网,网格间距20cm×20cm,沿基础纵向每80cm预埋Φ16钢筋两根,用来固定钢轨,基础顶面高出硬化地面20cm。

钢轨布置的精确度有严格要求,放线时纳入路基坐标系统中进行控制。

4.2.2地基承载力验算

60t龙门吊轨道基础上部荷载:

P=P1+P2+P3+P4=175+15+40+95.7=325.7t

式中:

P-轨道地基承受的总荷载(t)

P1-100m轨道基础混凝土重量(t)P2-100m钢轨重量(t)

P3-龙门吊自重(t)P4-最大起重量(t)

地基承载力ƒa=P/A=325.7×10/(100×0.5×2)=32.57KPa

一般情地基承载力可以满足要求,但轮轨下局部地基承载力较大,建议地基承载力不小120Kpa,若地基承台力不满足要求需对相应部分进行地基处理,保证承载力要求。

4.2.3龙门吊轨道基础施工流程:

(1)工艺流程

测量放样---基坑开挖---基底清理及承载力验算合格后----轨道中心线恢复----安装轨道基础模板----砼面标高控制-----砼浇筑----预埋轨道控制钢筋Φ16----轨道中心线恢复(每间距5米布置一个中心点)----轨道安装。

(2)施工注意事项及要求:

①测定轨道中轴线(采用经纬仪控制)

②测定轨道基坑底标高及砼顶面高程

③承载力检测时通知试验人员及监理。

④轨道基础模板安装,应进行标高控制,使砼顶面标高一致,安装轨道时视情形可以在下面放置0.5cm左右废橡胶块,使轨道与基础顶面密贴并能均匀受力,避免直接刚性接触在不平整处产生局部应力集中引起的钢轨变形、扭动,两侧轨道中心线误差不超过2cm。

⑤浇筑混凝土时,保证模板的牢固及稳定性。

⑥预埋Φ16钢筋横向间距视轨道宽度而定,轨道线纵向间距为80cm/道。

在砼面上定出钢轨位置,安装钢轨,根据气温情况轨缝为4~6mm,轨道连接采用专用鱼尾板连接。

4.3施工供水、供电

(1)施工用水准备在预制场附近打两口机井,若无水,则从附近水域引水,保证足够的供应水量,并采用两套供水系统,保证储水池稳定的储量。

在梁场施工现场附近相对较高能保持一定落差位置设置20m3水池储水,采用钢筋混凝土结构,能同时供生产、生活用水。

采用潜水泵从水井抽水到高处储水池,供水主管采用φ50PVC从储水池接出,各分部的用水从供水主管上接出。

场地内根据梁片养生时间、台座数量设置梁体养生用的喷淋设施,在台座四周布设给水管,方便喷淋养护,喷淋水压采用加压泵保证提供足够的水压,确保梁片的每个部位均能养护到位。

在施工间以喷淋方式进行混凝土养生,养生时间不少于7d。

(2)施工用电设800KV·A变压器一台,直接供应梁场用电以满足施工和生活需要。

根据工地现场的实际布置情况在预制场配备1台250KW柴油发电机组作为备用电源。

从预制场旁800KV·A变压器下配电箱中接出电缆至预制场内,在钢筋加工区和制梁区分别安装配电箱,供施工时使用。

所有的用电设备按安全生产的要求进行标准化安装,穿过施工便道的水路、电路采用从硬化地面下预埋管路穿过。

5、质量保证措施

5.1质量保证体系

为保证梁场建设施工质量,使得后续小箱梁预制能够满足设计、规范及施工进度要求,项目部设立以项目经理为组长,生产副经理、项目总工为副组长的的质量管理小组,全面负责质量工作。

图5-1质量管理体系

5.2质量保证措施

在梁场建设施工过程,制定以下质量措施,以保证梁场建设质量满足施工要求。

(1)梁场建设随时处于控制状态,测量人员在场地平整及台座施工过程中对制梁、存梁台座,龙门吊的平面位置及高程进行测量,以保证其各项指标满足规范和梁场规划要求。

(2)梁场建设所用原材料(包括水泥、钢材等)必须经检验合格后方能使用,梁场技术员配合项目部技术员在对制梁、存梁台座的钢筋绑扎、混凝土浇筑进行检查,以保证台座强度与安全要求。

(3)梁场建设期间,所用混凝土标号提前向项目部试验室通知,试验室根据混凝土标号做好混凝土配合比及质量控制工作,拌合站严格按照试验室提供的配合比进行拌料,同时搅拌要均匀。

现场技术员和梁场技术员同时对混凝土质量进行严格控制。

(4)混凝土浇筑时振捣要密实,不得出现过振或漏振现象,混凝土下落高度小于2m。

(5)龙门吊等起重设备安装时严格按照安装说明进行,同时保证安装精度。

(6)为保证存梁台座地基不变形,存梁与预制梁台座基础下的地基承载必须满足规范要求。

6、安全文明环保施工

6.1安全施工

6.1.1安全目标

保证安全投入,采取积极稳妥的防范措施,防大患于未然,遏制安全事故发生,达到建设过程中确保不发生死亡事故,实现安全生产零伤亡的安全目标。

6.1.2安全保证体系

为了保证梁场建设的安全施工,项目部成立以项目经理为领导的安全管理小组,全面负责安全工作。

图6-1梁场建设安全保证体系

6.1.3预制场建设安全管理

(1)加强现场管理,搞好工程的保卫、防盗,搞好永久工程和临时工程的安全,防止发生安全事故,在每一个具体的工序中,制订安全生产的措施,遵守部颁《中华人民共和国安全生产法》、《公路工程施工安全技术规程》及有关指导安全、健康与环保卫生方面的法规和规范,留有足够的安全生产费用,购置安全生产的设备的器件,保证预制梁场施工生产现场的紧急事故处理的开支。

(2)加强安全生产教育和预防措施,为施工人员办理保险,并制订以下预防措施,以保证员工的安全健康。

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