梁板集中预制施工组织方案.docx
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梁板集中预制施工组织方案
一.施工组织设计编制依据
（一）德商公路聊城至范县（鲁豫界）段路桥工程施工第一合同段文件；
（二）中交公路规划设计院有限公司施工设计图；
（三）有关规范.规程
《公路桥涵施工技术规范》JTG/TF50-2011
《公路工程施工安全技术规范》JTJ/076-95
《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTGD62-2004
《公路工程质量评定标准》（JTGF80/1-2004）
《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204-92）；
《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18-96）
（四）业主.总监办有关文件；
（五）总体施工组织设计以及总体施工计划安排；
（六）地形.地貌.水文.地质.气候.交通条件.材料供应.土地使用.供水供电等现场勘察及实地调查结果.
二、工程简况
德商高速公路第一合同段起讫里程为K104+448.991～K120+800,全长16.351km,其中起点K104+448.991至K110+600属于聊城西环利用段,K110+600～K120+800段为新建路段.集中预制工程数量为：
10m空心板55°60片,60°80片,100°108片,105°20片,120°60片.
16m空心板60°100片,75°120片.
20m小箱梁105°64片.
30m小箱梁正交184片,80°33片.
总数量为829片,其中10m.16m为先张法预应力空心板,20m.30m为后张法预应力小箱梁.
进度计划：
我方结合本工程实际情况及我公司以往施工经验,安排进度计划如下：
10m空心板台座建设及预制工期安排：
2013年4月15日至2014年3月1日；桥梁空心板制作顺序及计划完成日期为：
结构物
10m板数量（块）
计划完成日期
K111+700
54
2013.6.1
K111+047
54
2013.7.15
K116+034.806
20
2013.8.5
K116+270
20
2013.8.25
K114+597
60
2013.10.25
K119+397.5
60
2013.12.25
K116+449.7
60
2014.3.1
16m空心板台座建设及预制工期安排：
2013年4月20日至2014年3月20日；桥梁空心板制作顺序及计划完成日期为：
结构物
16m板数量（块）
计划完成日期
K118+683
100
2013.9.1
K115+463
120
2014.3.20
20m箱梁台座建设及预制工期安排：
2013年5月15日至2013年11月20日；桥梁小箱梁制作顺序及计划完成日期为：
结构物
20m梁数量（块）
计划完成日期
K120+385
64
2013.11.20
30m箱梁台座建设及预制工期安排：
2013年5月5日至2013年12月25日；桥梁小箱梁制作顺序及计划完成日期为：
结构物
30m梁数量（块）
计划完成日期
K112+687.614
33
2013.6.10
K117+585.5
184
2013.12.25
总体进度计划横道图见附表.
三、施工准备
（一）.施工管理机构组织
1.为确保工程优质高效.进展顺利,我工程经理部组建了专业地制梁施工队伍,由具有丰富施工经验地人员担任队长,负责预制梁地制作.存放.安装等具体施工.
2工程经理部在施工过程中将严格贯彻执行ISO9002质量体系标准中地有关规定,精心组织.严密施工,全面接受业主.质检部门.现场监理工程师地监督,以确保工程质量优良和按期完工.
（二）.技术及技术力量准备
1.根据有关图纸.地质资料,编制实施性施工组织方案,报监理单位批准后实施.
2.工程开工前,应由技术负责人组织全体施工人员进行技术交底工作,针对关键工序.主要技术要求.质量标准.质量目标提出具体要求.对主要人员进行书面交底工作,书面交底必须签字齐全.
3.根据预制板梁工程地技术特征.工程特点.预制数量,工程部配备人员如下：
人员配备一览表
工种
人数
工作内容
负责人
1
全面负责预制场指挥及施工
技术负责人员
1
负责技术交底.指导施工
现场技术员
2
负责梁片预制技术工作
材料人员
1
负责材料验收.分类堆放.用量核算
实验人员
2
负责原材料质量检测及试件制作
钢筋工
10
负责各种钢筋加工绑扎
电焊工
4
负责各种钢筋焊接
混凝土工
10
负责混凝土浇筑.振捣.养护
模板工
10
负责模板安装.维护.拆除.转移
张拉.压浆工
4
负责张拉.压浆
水电工
2
负责预制场内电路维护.供电保障.砼养生
安全人员
1
负责监督施工安全.安全交底.教育
驾驶员
5
驾驶运输车辆
操作手
2
机械设备操作
（三）.场站建设
德商高速公路第一合同段按照业主标准化建设要求,结合本合同段实际情况和施工需要,规划设置大型“工厂化.集约化.专业化”地综合场站一处.场站建设选址在聊城东昌府区侯营镇侯营村东侧,新南环路北侧,距离聊城南互通立交A匝道终点约2.2KM处.场站南北长约345M,东西长约231M,占地面积79695平方M,约119.66亩.为临时租用农田,计划使用时间为2012年10月15日至2015年6月30日.
本场站实行全封闭式管理,四周采用2M高24厘M厚砖砌围墙封闭,设置12m宽自动伸缩大门,门口设置警卫室及专职门卫.围墙外除原有河沟外四周设置排水边沟.综合考虑施工生产情况,场站内规划分为12M宽硬化主路.生活区.拌合作业区.砂石料储备区.梁板预制区.钢筋加工区.实验区.材料计量区及设备停放区.小型构件预制区等,生活区和其他分区采用1.8M高24厘M厚砖砌围墙隔开,场内地面按照中间高四周低地原则合理硬化处理,场站内保证排水良好,场地硬化按照分区设置排水横坡,场地内合理设置（30cm×40cm）排水沟,并加盖铁篦盖板,沟底用砂浆抹面,并确保场内排水系统完善.通畅,污水池.沉淀池按要求四周采用高度不小于1M砖砌围墙进行围护并加盖钢筋网池盖加以防护.各个功能区共享场站内公共区域,公共区域功能齐全,设有完整地道路系统.给排水系统.照明系统.供电系统等.
（四）.主要施工机械设备及人员地配备
见下表：
主要施工机械设备一览表
机械设备名称
单位
数量
规格.型号
备注
拌合站
台
2
Hzs50Hzs120
罐车
辆
3
豪沃
10方储量
龙门吊机
台
2
120t10t
数控钢筋切割机
台
1
数控钢筋弯曲机
台
1
电焊机
台
5
数控智能张拉机
台
2
SPT2-500
数控压浆机
台
1
插入式震动器
台
10
高压油泵
台
2
砼吊斗
台
2
1.5方
考虑本工程工作量.场地及工期等因素,以上设备为拟投入地主要设备.此外,尚有部分配套附属设备,如支架.钢轨及配电柜等,根据工程需要而定.
上述设备应根据施工进度情况陆续进入施工现场,并设专人负责组织,进入现场地设备应符合ISO9002质量体系标准中有关设备地管理规定,确保施工机械满足工程需要.
（五）.材料进场情况
计划进场主要材料包括：
水泥5000t,钢筋3000t,钢绞线80t,砂7000m3,碎石13000m3.水泥为聊城山水水泥有限公司提供；钢筋为山东莱钢永峰钢筋有限公司供应；钢绞线为山东建桥钢材有限公司；砂料为东平县老胡镇恒泰东砂场供应；碎石为东平县银山镇联合建材场供应.
我部进场后,配合驻地办.总监办实验工程师对砂.石材料.水泥.钢材等主要原材料进行了考察,并得到了批复,经检验合格与各厂家签订材料购买合同,各种材料按批复地施工进度计划要求汽车运到工地.
（六）.四通一平
场站建设达到“四通一平”,即路通.水通.电通.通讯通.地平.场区清表后用平地机全场找平,并在关键区域做8%灰土处理,硬化时统一讲水排向南边水沟.场内设置南北三条路,东西三条路,生活区一条路,满足生产时道路通畅要求.预制场设置压力罐供应养护用水,达到引用标准.预制场配置380V和220V两种用电,并配置500kw变压器2台.400KW交流发电机1台.100KW交流发电机1台,满足生产用电要求.场区覆盖无线WLAN信号,满足通讯要求.
（七）模板制作
1.模板数量安排
根据总体施工计划安排,梁板地预制工作与桥梁下部结构施工相协调,避免出现“梁等墩”及“墩等梁”现象,其生产能力为：
10m空心板36片/月；16m空心板24片／月；20m箱梁12片／月；30m箱梁18片／月.由此计算出模板数量为：
10m空心板配置8套中板4套边板模板；每套模板按3天循环计,根据台座则每月可生产梁板36片.
16m空心板配置6套中板3套边板模板；每套模板按3天循环计,根据台座则每月可生产梁板24片.
20m箱梁配置2套中板.2套边板,每套模板按3天循环计,根据台座则每月可生产梁板12片.
30m箱梁配置4套中板和2套边板模板,箱梁模板横隔板设置为装配式,以保证同长度不同角度模板地通用.每套模板按3天循环计,根据台座则前期每月可生产梁板18片,后期每月可生产梁板27片.
2.模板地制作及使用
模板制作按照以下标准：
模板制作时地允许偏差
项目
允许偏差（mm）
钢模板制作
外形尺寸
长和高
0,-1
肋高
±5
面板端偏斜
≤0.5
连接配件（螺栓.卡子等）地孔眼位置
孔中心与板面地间距
±0.3
板端中心与板端地间距
0,-0.5
沿板长.宽方向地孔
±0.6
板面局部不平
1.0
板面和板侧挠度
±1.0
1）底模：
先张板设置四道,10m板两道,每道6块；16m板两道,每道4块.内外模均采用定型地成套钢模板,纵向采用螺栓连接,面板采用8mm厚冷轧普通钢板制作,横肋.竖肋均采用[10地槽钢.台座施工时,台座两侧预埋∠50×50×5地角钢,开口向内,角钢与台座上底钢板点焊连接,以确保底板稳定.
后张板设置16道,其中20m小箱梁4道,30m小箱梁12道.为了保证底模地强度和箱梁侧模能顺利拆除,在做好地基础上浇筑30cm厚C30钢筋混凝土底模,每个底模宽度为92cm（模板底宽共7.5cm）.面板采用8mm厚冷轧普通钢板制作.宽度比原设计图中减少0.5cm,因为在底模两侧面各贴一层2.5mm地海棉,以防混凝土漏浆.在顺底板方向每隔1.5M插一条φ12地钢筋,在钢筋上划上标高线,横向用40×40×5角钢固定,复测好中线及标高,在两侧将40×40×5角钢准确定位在横向角钢上,再在横向角钢上绑扎钢筋,两边固定好模板,再复测好中线及标高,然后浇筑C30混凝土,振捣密实原浆压光,以保证底模地强度及光洁度,同时控制好混凝土表面平整度在2mm误差范围内.台座中央预留20mm反拱,并与两端顺接.
2）外模：
侧模采用组合钢模板,由厂家根据设计施工图中地尺寸加工成定型模板,采用6mm钢板,成品经检验合格才能进场使用.
拼装利用龙门吊配合人工拼装,将模板直立定位后,用U形夹和螺栓拉杆将其锁紧,模板外侧底部利用压力柱用木块顶紧,上部用拉杆进行对拉,每个拉杆间距为1.0m,模板安装完后应保持位置正确（见下表）.并填写模板安装检查表.
模板拼装时容许偏差
序号
项目
检测方法
容许偏差
备注
1
相邻板面高差
用直尺检查
＜2mm
每套模板测5点
2
表面平整度
用2m直尺
＜5m
每套模板测5点
3
预埋孔位置
用尺量
＜3m
抽查
4
模板
尺寸
长度
用尺量
+5mm
5
宽度
用尺量
+5mm
6
高度
用尺量
+5mm
7
侧向弯曲
用尺量
小于长度地1/5mm
浇筑时由专业人员用经纬仪进行观测,发现超过容许偏差时,应及时纠正.施工接缝应做到平整光滑.安装模板前在其内刷脱模剂,以保持模板与混凝土接触面平整.光滑.
3.内模：
内模与外模一样采用钢模板,由厂家根据设计施工图地具体尺寸加工成定型模板,成品检验合格后才能进场使用.
内模拼装在梁槽外进行,每块模板用螺栓扣紧,待底板混凝土浇筑完后,利用小龙门配合人工将拼装好地内模吊进槽位,然后再重新检验模板尺寸和各个螺栓扣.内模拼装时地容许偏差与外模板一样,其施工缝同样要求做到平整光滑,内模拼装好后在其外表面刷脱模剂,以保持模板与混凝土接触面地平整.光滑.
4.端模：
端模亦采用6mm钢板加工制成.端模地锚垫板（位置要保证准确无误）,用螺丝固定在端模上,两端用螺丝调节其变化段地长度.
5.接缝处理：
底板部地接缝采用对接形式,用5-8mm地橡塑板粘结于底模地侧面上.侧模.横隔板接缝用螺栓连接,中间夹止水胶垫（5mm厚）.采用M73脱模油剂.
四、台座设计
（一）先张法张拉台座设计及计算
先张法张拉台座设计计算
先张法预制梁板台座为框架式结构,10m布置为2列,每列6个台座；16m布置2列,每列4台座.
1.台座尺寸设计
台座长度计算：
L=l×n+（n-1）×2.5+2×k
式中L——台座长度（m）,l——构件长度（m）；n——一条生产线内生产地预制梁数取值n=6；K——台座横梁到构件端头地距离,取3.7M.
L=10×6+（6-1）×2.5+2×3.7=79.9m
根据场地条件.生产规模及预制梁尺寸,台座结构设计如图所示.
2.稳定性验算
根据图纸,张拉控制应力为1302Mpa,公称直径15.2mm,面积140mm2则单根钢绞线张拉力为：
F=PS=1302000000×140=182280N=182.28KN
钢绞线数量取最大值为16根,则
F=16×182.28=291.648KN
2．抗倾覆验算
2.1计算公式
（1）.倾覆稳定性按下式验算：
K0=M1/M=M1/Nh1≥1.50
（2）.滑动稳定性按下式验算：
Kc=N1/N≥1.30
式中：
K0—抗倾覆安全系数；
KC—抗滑动安全系数；
M1—抗倾覆力矩,由台座自重和土压力等产生；
M—倾覆力矩,由预应力筋地张拉力产生；
N—预应力筋地张拉力；
h1—张拉力合力作用点到传力墩倾覆转动点O地力臂；
N1—抗滑动地力,由结构整体承受地水平反力.土压力和摩擦力等组成.
2.2有关计算数据
（1）.台座受力计算宽度：
B=9m（见图）；
（2）.台座前土体地容重：
γ=1.8t/m3。
（3）.台座前土体地内摩擦角：
φ=35˚；
（4）.台座与土体间地摩擦系数：
f=0.40（台座地基经压实后再填30cm厚碎石）；
（5）.台面抵抗力：
μ=28t/m（按有关资料地经验数据：
台面厚60mm时为15～20t/m；台面厚80mm时为20～25t/m；台面厚100mm及大于100mm时为25～30t/m）；
（6）.台座砼采用C30.
2.3抗倾覆验算（对O点取矩）
（1）.抗倾覆力矩（忽略台座后面地土压力）：
M1=G1L1＋G2L2＋G3L3＋G4L4
=1×2×4×24.5×9.7+1.7×3×2×24.5×8.35+（2+3）×1×0.5×0.5×24.5×7+（1+2）×6.5×0.5×24.5×3.25
=4978KNm
（2）.倾覆力矩：
M=Nh1
=2916.48×0.3=874.944KNm
（3）.抗倾覆安全系数：
K0=M1/M
=4978/874.944
=5.69>1.50（满足安全要求）.
2.4抗滑动验算
（1）.水平反力：
N0=Bμ
=9×28=252t.
（2）.台座与土体间地摩擦力：
F=F台座＋F台面＋F系梁
=（1×2×2×2.45×2+1.7×3×1×2.45×2+5×0.5×0.5×2.45×2+3×6.5×0.5×0.5×2.45×2+59.5×0.5×1×2.45）×2×0.4+72.5×1.5×0.4×2.45×0.4+0.4×1.5×1×2.45×13×0.4
=168.266t.
（3）.台座后最大地土压力Ep：
p=γH[tg2（45º＋φ/2）－tg2（45º－φ/2）]
=1.8×2[tg2（45º＋35º/2）－tg2（45º－35º/2）]
=3.6×[tg262.5º－tg227.5º]
=3.6×[3.690－0.271]
=3.6×3.419=12.31t/m.
p,=p×h/H=12.31×0.4/2=2.462t/m.
Ep=[（p＋p,）/2×（H－h）]×B
=[（12.31＋2.462）/2×（2－0.4）]×9=106.358t.
（4）.抗滑动力：
N1=N0＋F＋Ep
=252+168.266+106.358
=526.624t.
（5）.抗滑动安全系数：
KC=N1/N
=526.624/291.648=1.806﹥1.30（满足安全要求）.
3.张拉台座配筋计算
3.1牛腿高度应满足下式要求进行抗裂验算：
0.75bl02Rf/（e＋0.5l0）≥KfN
式中：
b—牛腿地宽度（b=100cm）.
Rf—砼地抗裂设计强度（C30地Rf=19㎏/cm2）；
Kf—抗裂设计安全系数,取Kf=1.25；
N—作用在牛腿上地标准荷载（此处N=377.76/2=188.88t）；
e—荷载N作用点至台面地距离,e=30cm；
l0=270－5=265cm（见台座配筋计算图）.
则：
0.75×100×2652×19/（30＋0.5×265）
=615.8t>KfN=1.25×188.88=236.1t
（满足安全要求）.
3.2牛腿配筋
（1）.纵向钢筋
牛腿内纵向受拉钢筋地截面面积Ag是根据悬臂弯矩Ne按下式计算：
Ag=KNe/0.85l0Rg
式中：
K—正截面强度设计安全系数,取K=1.40；
Ra—砼地轴心抗压强度取14.3；
Rg—钢筋地设计受拉强度取300.
Ag=KNe/0.85l0Rg
=1.40×1888.8×103×300/0.85×2650×300
=1174mm2=11.74cm2
选用4Ф20,Ag=12.56cm2.
（2）.斜截面强度验算：
牛腿地斜截面强度是由砼.纵向钢筋及箍筋三者共同承担,并应满足下式地验算：
KN≤0.17（pl0/e）1/3bl0Ra
式中：
p=[（Ag＋2Ak/3）/bl0]×100
K—斜截面强度设计安全系数,取K=1.55；
Ak—在牛腿高度范围内水平箍筋总截面面积；
b—牛腿地宽度（b=100cm）.
设水平箍筋采用φ8@150,在l=270cm范围内共设13道箍筋,每道箍筋有2肢,则：
Ak=лr²×2×13×2400/3400=3.14×（8/2×0.1）²×2×13×2400/3400=9.22cm2.
上式中：
2400/3400为将Ⅰ级钢筋换算成Ⅱ级钢筋地换算系数.
p=[（Ag＋2Ak/3）/bl0]×100
=[（12.56＋2×9.22/3）/100×265]×100=0.071.
则：
0.17（pl0/e）1/3bl0Ra
=0.17×（0.071×265/30）1/3×100×265×143
=551431㎏=551.431t>KN=1.55×188.88=292.764t
（箍筋用量合适,满足使用要求）
（3）弯起钢筋配置：
根据e/l0=30/265=0.113>0.1,应配置弯起钢筋.
弯起钢筋地配置应满足：
Aw≥2/3Ag及Aw≥0.0015bl0.
Aw=2/3×12.56=8.37㎝2及
Aw=0.0015×100×265=39.75㎝2
取两者中地较大值Aw=39.75㎝2
选用9Ф25,Aw=44.19㎝2.
经过验算,本预制场先张法预应力筋张拉台座设计满足安全和使用要求,可按设计进行台座施工.
4.预应力砂箱设计
砂箱是预先放在台座与横梁之间.由钢制箱套及活塞（套筒内径比活塞外径大2mm）等组成.内装石英砂.当放张预应力筋时,将出砂口打开,使砂慢慢流出,从而可慢慢放张预应力筋.具有能控制放张速度,工作可靠,施工方便等优点.
砂箱地承载力主要取决于筒壁厚度,按下式计算：
t≥（pr）/f其中p=N/A·tg2（45º－φ/2）
t——砂箱筒壁厚（mm）；p——筒壁所受压力（N/mm²）；N——砂箱所受正压力（N）；A——砂箱活塞面积（mm²）；φ——砂地内摩擦角（º）；r——砂箱地内径（mm）.
这里选用砂箱内径D=300mm,砂地内摩擦角φ=35º,筒钢板用Q235,允许应力f=215N/mm²,张拉力N=3292KN.
筒壁所受侧压力：
p=N/A·tg2（45º－φ/2）=3777600/（л/4×300²）tg2（45º－35/2）=14.49N/mm²
筒壁钢板厚度：
t=（pr）/f=（14.49×150）/215=10.11mm
选用t=12mm（考虑加工损耗减薄）
以上为16M边板先张法预应力张拉台座地设计,16M中板及10M板地张拉力皆小于16M边板地张拉力,所以可以符合使用要求.
（二）后张法台座设计
1.制梁台座设计平面布置
20m箱梁设计台座长度21m,共设4个.30m箱梁设计台座长度为31m,共设12个.台座宽度与梁底板相同,高度为30cm.
2.制梁台座施工
在台座底范围内换填厚20cm灰土夯实,碾压平整,压实度达到90％以上.20m和30m箱梁在台座两端2.5m范围内采用C25混凝土扩大基础,宽度为2m,深h为50cm.扩大基础内铺一层10cm×10cm地φ12钢筋网片.其余台身采用整体基础C30素混凝土,宽度等于梁底宽,厚度30cm.台身预埋紧固模板地拉筋孔道,孔道直径5cm.在顶面边角处预埋∠50mm×50mm等边角钢并于台座混凝土顶面上铺设8mm厚地A3机裁等宽钢板（预制梁底模）焊接成为一整体,形成制梁台座.在距台座两端一段距离处预留30cm×30cm地吊装槽口.钢板接缝处必须焊接牢固.打磨平整.光滑,台座棱角分明.
台座设计图如下：
3.后张板两端部承载力计算及加固措施：
锚固区局部承压计算：
1）局部受压区尺寸要求
配置间接钢筋混凝土构件,其局部受压区地尺寸应满足下列锚下混凝土抗裂计算地要求：
r0F1d≤1.3ηsβfcdA1N
式中r0：
结构重要性系数,r0=1.1
F1d:
局部受压面积上地局部压力设计值,后张法锚头局压区应取1.2倍张拉时地最大压力,所以局部压力设计值为
F1d=1.2PS=1.2×1395000000×3.14×5×（15.2×0.001/2）2=1518037N
ηs——混凝土局部承压修正系数,ηs=1.0
fcd——张拉锚固时混凝土轴心抗压强度设计值,混凝土强度达到设计强度地90%时张拉,此时混凝土强度相当于0.9×C50=C45,查表知fcd=23.1MPa,
β——混凝土局部承压承载力提高系数,β=1.351
A1N=250×250-π.702/4=58653.5mm2
所以
1.3ηsβfcdA1N=1.3×1×1.351×23.1×58653.5=2379603N＞1518037N
计算表明,局部
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