空心薄壁高墩施工方案.docx

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空心薄壁高墩施工方案

贵州省公路工程集团有限公司

GUIZHOUHIGHWAYENGINEERINGGROUPCO.,LTD

桥梁工程空心薄壁高墩

施工技术方案

编制：

审核：

签发：

铜仁至威宁高速公路毕节至威宁段

第五合同段项目经理部

二0一0年十二月

目录

1适用范围-1-

2编制原则及依据-1-

3工程概况-1-

3.1乌木铺1#大桥-1-

3.2洞头上大桥-2-

3.3赫章互通主线桥-2-

3.4工程数量统计表-2-

4工序流程及施工方案-4-

4.1工艺流程-4-

4.2施工方案-6-

4.2.1模板方案-6-

4.2.2垂直运输及行走方式方案-6-

4.2.3施工外架方案-7-

5施工方法-7-

5.1测量放样-7-

5.2劲性骨架、钢筋加工及安装-8-

5.3预留孔及预埋件施工-9-

5.4模板安装-9-

5.5混凝土灌注-10-

5.6模板拆除-12-

5.7模板提升-12-

5.8系梁施工-12-

5.9墩顶实心段施工-13-

5.10墩身线形控制-13-

5.11滑升支架验算-14-

5.11.1计算依据-14-

5.11.2滑升架承受的荷载重量-14-

5.11.3滑升支架的安全验算-15-

6模板计算参数-16-

6.1混凝土侧压力的确定-16-

6.2拉杆受力计算-17-

7作业人员上下及管线布设-17-

8事故预防及处理措施-18-

9安全技术措施及环保、文明施工-19-

10附件-20-

10.1墩身滑升支架设计图-20-

10.2墩柱模板设计图-20-

10.3塔吊、电梯安装布置图-20-

10.4墩身垂直度检测示意图-20-

1适用范围

乌木铺1#大桥、洞头上大桥、赫章互通主线桥空心薄壁墩。

2编制原则及依据

本桥主墩承台施工方案是在科学、合理、保证工期、保证质量、优质高效的原则下编制的，其编制依据为：

2.1、毕威高速公路两阶段施工设计图；

2.2、国家现行交通部颁《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）；

2.3、国家现行交通部颁《公路工程质量检验评定标准》（JTG80/1-2004）；

2.4、中华人民共和国行业标准《公路工程施工安全技术规程》（JTJ076-95）;

2.5、中华人民共和国行业标准《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》（JTGE30-2005）;

2.6、中华人民共和国行也标准《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2000）

2.7．本合同段实施性施工组织设计。

3工程概况

3.1乌木铺1#大桥

毕节岸引桥上部构造为9×30米先简支后连续预应力混凝土T梁；威宁岸引桥上部构造为2×40m简支转连续预应力混凝土T梁。

主桥上部构造为84m+150m+81m预应力混凝土箱形梁连续刚构。

主墩下部构造采用双肢薄壁空心墩，嵌岩群桩基础，最大墩高119米,横桥向8.5m，顺桥向3.2m，墩间距4.6m，顶、底部各有一段矩形实心墩截面，墩身上端与箱梁0号梁段固接，下端与承台固接，10#墩左右幅各有两道系梁，11#墩左右幅各有一道系梁。

过渡墩为7.5*3.5m薄壁空心墩，嵌岩桩基础。

桥台为重力式U台，扩大基础。

3.2洞头上大桥

洞头上大桥上部构造左幅为6×40米预应力混凝土T形梁桥，右幅为8×40米预应力混凝土T形梁桥（先简支后结构连续），下部构造采用空心薄壁墩及双柱式墩，摩擦桩及嵌岩桩基础，桥台采用重力式桥台。

本桥空心薄壁墩断面尺寸为6.4*3.5m，最大墩高73.8m。

3.3赫章互通主线桥

赫章互通主线桥上部构造左幅为15×40+5×30米预应力混凝土T形梁桥，右幅为3×40+5×30+9×40+4×30米预应力混凝土T形梁桥，下部构造采用空心薄壁墩及双柱式墩，嵌岩桩基础，桥台采用桩柱式桥台。

本桥空心薄壁墩断面尺寸为6.4*3.5m，最大墩高79.2m。

3.4工程数量统计表

薄壁墩工程数量表

桥梁

墩台号

墩高（m）

C50砼（m3）

C40砼（m3）

二级钢筋（kg）

Φ10带肋钢筋网（kg）

Φ6带肋钢筋网（kg）

钢板（kg）

型钢骨架（kg）

乌木铺1#桥

9号墩

29

925.7

1150.1

113474.5

18036.1

678.2

21038.8

10号墩

119

10320

1756240.8

164937.4

23512

393594.4

11号墩

97

8690.2

1442434.8

134444.8

18990.4

320585.6

12号墩

50

1456.5

1645.3

182561.6

30163.9

1243.4

36751.5

洞头上大桥

左3号墩

42.015

544.3

87025.7

3693.6

左4号墩

39.908

520

95043.6

3508.4

左5号墩

55.953

704.8

116363

4918.9

右4号墩

50.056

636.9

105146.2

4400.5

右5号墩

53.884

681

118080.2

4737.1

右6号墩

56.838

715

122926

4996.7

右7号墩

73.802

910.4

155939.7

6488.1

赫章互通主线桥

左4号墩

42.468

549.5

99328.6

3733.4

左5号墩

48.812

622.6

109744.2

4291.2

左6号墩

55.914

704.4

114713.8

4915.5

左7号墩

69.2

972.6

164762.8

6962.6

左8号墩

76.394

940.3

160252.1

6715.9

左9号墩

61.188

765.1

135059.7

5379.2

左10号墩

43.49

561.2

94220.4

3823.3

右7号墩

48.029

613.5

101861.3

4222.3

右8号墩

73.414

906

155272

6454

右9号墩

72.858

899.6

154348.9

6405.1

右10号墩

63.702

794.1

139208.8

5600.2

右11号墩

47.704

609.8

101262.8

4193.8

4工序流程及施工方案

4.1

工艺流程

循环作业工艺流程（各项工作准备充分，天气比较正常的情况下，日夜三班连续作业。

完成一节段墩身计划用时7天）：

劲性骨架安装（1d）→钢筋接高绑扎（2d）→拆模→清理模板、涂脱模剂→翻升、安装模板（2d）→中线与标高测量检查→冲洗清理（0.5d）→灌注混凝土、养生（1d）→提升滑架（0.5d）,直至达到设计墩柱高度。

墩底、墩顶实心段作为一个节段，除乌木铺1#大桥按每6m一个节段进行施工外其余桥梁按4.5m每个节段施工，平均每个节段施工周期按7天计算。

各墩台第一节段墩身施工后，随即进行墩身滑升支架安装，滑升支架安装按5个工作日计算。

工艺流程图见下页

薄壁墩施工工艺框图

N

N

N

N

N

Y

4.2施工方案

4.2.1模板方案

墩身采用翻模施工，模板由4mm厚钢板、8#槽钢、8#角钢组成，每节段6m（洞头上大桥、赫章互通大桥采用厦蓉高速AT23标墩柱用模板，按每节段4.5m施工），内外模板各8套（洞头上大桥内外模3套、赫章互通内外模6套）周转使用，模板采用拉杆加固，拉杆采用Φ25精轧螺纹钢。

详见《主墩模板拼装图》。

4.2.2垂直运输及行走方式方案

在10号墩、11号墩右侧各设一台6020塔吊（洞头上大桥设一台、赫章互通设两台）提升施工材料、小型设备等。

在乌木铺1#大桥10号墩、11号墩左侧设施工电梯各1台（洞头上大桥、赫章互通主线桥采用墩柱预钢板安装之字型楼梯）供施工作业人员上下。

模板及钢材垂直提升采用塔吊进行，施工过程中如塔吊过忙，优先保证钢材及其它机具的提升，模板的翻升采用手拉葫芦进行。

外架利用墩柱预留孔穿入Φ80mm圆钢支承滑升支架供作业人员进行施工作业。

箱内作业人员利用附着于内模背面的角钢临时铺设木板作为内施工平台进行作业。

外支架（滑升支架）的提升采用6个15T重的手拉葫芦提升。

混凝土采用10#主墩左侧1#拌和站集中拌制，混凝土输送泵输送，漏斗、串筒辅助入模。

为避免第一节段墩身混凝土与承台混凝土施工间隔时间过长，混凝土收缩徐变导致墩身混凝土开裂。

所以在承台混凝土浇筑完成且表层混凝土强度达到2.5MPa以上时立即进行第一节段墩身施工。

确保墩底段砼与承台砼的龄期差控制在7天内。

4.2.3施工外架方案

外支架提升用的手拉葫芦在厂家定制，确保其行程与墩身节段施工匹配，滑升支架构造详见附件《墩身滑升支架设计图》。

滑升支架的加工、安装及提升：

滑升支架的提升主要由手拉葫芦来完成，手拉葫芦上部挂点通过Φ80mm圆钢横于主筋内侧作为上挂点，下挂点钩住滑升架下部的框架起吊环，通过人工收紧葫芦，逐步往上提升，待提升到预留孔上的时候用Φ80mm圆钢穿入墩身固定，完成提升工作。

每灌注二节段墩身混凝土，而且在完成上次浇注节段的外观修饰后，即可提升滑升支架。

滑升架的卸落：

0号梁段施工完成后，由塔吊配合逐步从上到下拆除钢管支架，钢管部分拆除完毕后，滑升支架底部由型钢加工而成的承重部分采用卷扬机缓慢下放至墩底切割成四部分后由塔吊堆码整齐完成滑升支架的卸落。

5施工方法

5.1测量放样

承台施工结束后墩柱四个角点的定位采用全站仪座标定位，水准仪测量高程，高程和平面点测量必须闭合或附合，确保测量精度。

用墨线放出墩底截面轮廓线，一般将轮廓线加模板厚度放宽方便第一节模板安装。

同时放出劲性骨架、墩柱主筋位置，确保安装位置准确。

5.2劲性骨架、钢筋加工及安装

劲性骨架及钢筋安装严格按图施工，要求牢固、准确，注意检查保护层厚度，从下至上检查，垫块设置适当，绑扎牢固，防止浇筑过程中掉落。

垫块采用采用5cm×5cm×保护层厚的带扎丝C50混凝土块。

（1）劲性骨架加工及安装：

墩身四角为四根通长L100×100×10角钢,彼此采用钢板连接，并与角钢接触边三面围焊，焊缝厚度6mm。

施工过程中控制劲性骨架自由段高度不大于9m。

劲性骨架安装完毕后即可进行墩身钢筋安装。

（2）钢筋加工及安装：

钢筋在加工棚内制作，除竖向筋配料及加工外，其余钢筋均先放大样进行加工。

并在弯制少量钢筋后，先在地面平地上进行绑扎试验，并根据试验结果调整弯制方法与尺寸。

形状与尺寸已确定的钢筋采取拉尺检查的办法对精度进行有效地控制。

所有钢筋半成品要进行标识，标识内容包括规格、型号、安装位置等，对检验不符合要求的半成品做好标识，防止误用，钢筋采用现场绑扎法。

对竖向主筋采用直螺纹套筒接长；其余钢筋采用电弧搭接焊焊接。

电弧搭接焊焊接时，I级钢采用T422焊条，Ⅱ级钢筋采用T506以上焊条。

直螺纹套筒及电弧焊接接头均做连接工艺试验。

当钢筋竖直长度超过6m时，确定其位置后及时将其点焊固定在劲性骨架上，以防钢筋倾斜不垂直。

防裂钢筋网布设：

采购D10钢筋网及D6冷轧带肋防裂钢筋网，乌木铺1#大桥采用D10钢筋网墩柱采用，其余桥梁采用D6钢筋网沿墩身外侧钢筋四周从下至上安装，钢筋网至墩柱外表面净距符合保护层厚。

直螺纹套筒钢筋连接：

直螺纹接头的受力性能不得低于钢筋本身，接头位置位于同一断面的数量不得超过50％。

施工时每个接头均检查，确保连接牢固。

每台滚丝机滚丝2000个时，更换一次刀具。

滚丝后的钢筋按规格不同分类堆放，并保护好丝牙。

丝牙采用胶纸或者专用保护套包裹或套入加盖保护帽的套筒，安装时取出的胶纸或保护套扔出模外，保护帽回收循环使用。

电弧焊接头搭接长度：

单面焊不小于10d，双面焊不小于5d。

钢筋加工及安装严格按JTJ041-2000《公路桥涵施工技术规范》中相关规定执行。

截面闭合箍筋采用绑扎接头时，确保接头钢筋搭接密贴，螺纹相互咬合，并具有足够的搭接长度，同时绑扎牢固。

当钢筋与拉杆相碰时，可适当移动钢筋位置，但不得任意切断或取消。

5.3预留孔及预埋件施工

A、排水管：

采用埋设内径为Φ10cmPVC管成孔，每箱室在空心段与实心段交界面中部对称埋设2根；

B、通风孔：

在墩身空心段内四周按设计要求设置通气孔，通气孔采用埋设内径Φ10cm的PVC管而成，通气孔的位置根据设计图纸确定；

C、塔吊及施工电梯附着预埋件：

塔吊及施工电梯附着预埋件根据厂家要求进行施工，采用埋设钢板而成，预埋钢板采用钢筋与墩身钢筋焊接固定，施工电梯按9m埋设一道，塔吊附墙按24m埋设一道，并应满足说明书相关要求，确保安全。

5.4模板安装

钢筋安装完毕且经监理工程师检查验收后即可安装模板。

模板采用拉杆固定。

拉杆按模板预留孔布设，拉杆布置见《主墩施工拉杆布置图》。

1首次立模准备

用墨线放出墩底截面轮廓线，并放宽模板厚度，安装时使模板外边缘紧靠墨线。

②模板安装

模板用塔吊（吊车或葫芦）起吊，人工辅助就位进行安装。

先拼装墩身一块模板高度的外模，然后逐次将整个墩身的其余外模板组拼完毕。

外模接缝处贴双面胶以防漏浆。

外模板安装后吊装内模板，布垫块，然后上拉杆。

模板与模板之间水平连接螺栓需垫平垫+弹簧垫。

拉杆锁定后，穿拉杆的PVC管与模板之间的缝隙采用生胶带堵塞。

为便于第一节段外模板的拆除，首块模板采用木楔支垫5cm高度，首块模板安装完毕且检查满足要求后用高标号砂浆封上，待砂浆有一定强度后可灌注混凝土。

③立模检查

模板安装后，用水准仪和全站仪检查模板顶面标高、平面位置和。

若误差超标要调整，直至符合标准。

测量时用全站仪对三向中心线（横向、纵向、45度方向）进行测控，用激光铅垂仪对墩柱垂直度进行复核。

每次测量要在一个方向上进行换手多测回测量。

测量要在无太阳强光照射、无大风、无振动干扰的条件下进行。

5.5混凝土灌注

模板安装完并经检查合格后，安装漏斗及串筒，混凝土经输送泵通过漏斗串筒入模。

润管用的第一盘料接出模外。

混凝土灌注顺序从左至右或从右至左进行，采用水平分层灌注，每层厚度40cm左右，用插入式振捣器振捣，振捣时振动棒不要触及预埋件，不要漏捣和过度振捣。

混凝土灌注完成后在混凝土初凝后，对砼表面进行凿毛处理。

重复如上步骤，灌注后续节段混凝土

（1）混凝土拌制：

根据试验室配合比设计，结合现场砂石材料含水率确定施工配合比，严格按施工配合比拌制混凝土，控制混凝土搅拌时间和坍落度及水灰比，以防混凝土在徐变收缩过程中产生裂纹，混凝土搅拌时间不低于2.5分钟/盘料。

另外，混凝土使用的各种原材料，尤其在夏季施工时的碎石和搅拌用水，对混凝土的出机温度影响较大，必要时可以往碎石上喷水降温等措施，确保混凝土的出机温度。

夏季灌注混凝土时，白天温度较高，在混凝土输送泵管上覆盖麻袋，并经常浇水湿润，以降低混凝土入模温度并预防堵管。

（2）混凝土振捣：

混凝土振捣采用70振动棒振捣，振动棒要插入下一层5～10cm，留振10秒左右，为防止漏振和过振，振动时间观察混凝土表面确定，混凝土表面泛浆并不下沉为止，一般振动时间为20～30秒，振动棒移动间距为振动半径的1.5倍（振动半径现场测量确定，70棒为30㎝），振动棒不能直接接触钢筋及模板，与模板距离5～10cm为宜。

灌注中混凝土发生泌水较多时，采用海棉吸收方式排除水，禁止在模板侧面开孔放走泌水，以避免带走水泥砂浆。

排净表面泌水后，再捣实一遍。

在混凝土灌注过程中设专人检查模板变形情况，发现拉杆移位、松动及时拧紧校正，发现模板有变形立即停止混凝土灌注，检查分析原因并采取有效措施加固。

混凝土振捣要及时，同时不漏振，但也不能过振，防止离析。

要求如下：

①振捣混凝土拌和物要做到慢速均匀插入和拔出，防止快拔振动棒时在混凝土内部留有孔洞。

加强振动排除混凝土内部的空气，确保混凝土的密实性。

振捣混凝土时，要使振动棒上下抽动，以使混凝土上下振捣均匀；

②混凝土振捣时间不宜过长，掌握好振捣时间，时间过短，混凝土振不密实。

振动时间过长，混凝土的粗骨料下沉，砂浆中的轻浮物质上浮到混凝土表面，会发生离析现象。

一般每点的振动时间在20～30ｓ，以混凝土表面无明显气泡和浮浆,混凝土不再下沉为宜。

5.6模板拆除

待模板内混凝土强度大于10Mpa以上、能保证混凝土棱角不损坏的情况下，劲性骨架及钢筋安装完毕检验合格后进行模板的拆除，同时进行下一节段模板安装。

拆除时按从下至上顺序进行。

5.7模板提升

松开并抽出拉杆，从下往上拆模，清理模板、涂刷脱模剂，用塔吊（或手拉葫芦）将模板提升。

模板提升安装完毕后，用拉杆逐一对拉固定。

如此循环，直至提升至墩顶。

5.8系梁施工

当墩身施工至系梁位置时，将前后两滑架采用工字钢连接成整体，然后拆除两墩内侧的滑架支撑架及系梁高度范围内的钢管支架，之后于两墩之间搭设支架铺设底模、安装钢筋、安装模板、浇筑系梁砼，支架支撑于未拆除的墩柱外模之上，靠模板与墩柱砼之间的摩擦力支撑系梁砼重量。

为了保证两滑架底部连接后的整体刚度，滑架左右两侧的钢管架必须采用钢管从上到下连接成整体提升滑架的整体刚度，保证滑架在提升过程当中的安全性要求。

系梁施工详见《乌木铺1#大桥主墩系梁施工方案》。

5.9墩顶实心段施工

当模板翻升至墩顶实心段底部时，拆除墩身内模架，采用吊放方式安装底模,然后绑扎钢筋，提升、安装外模板并浇混凝土。

墩顶施工过程当中根据施工图注意预应力钢绞线的正确安装施工及墩顶钢箱牛腿的预埋安装，牛腿预埋施工方法在《乌木铺1#大桥0#块施工方案》中详叙。

5.10墩身线形控制

（1）、在承台浇注完混凝土后，利用护桩恢复墩中心，并从大桥控制网对其校核，准确放出墩身大样，然后立模、施工墩身第一节混凝土，并在墩身底部的实心段混凝土上放出墩中心，同时设置一直径为40cm、高40cm的钢筋混凝土圆台，将墩中心准确地定位在预埋的钢筋头上。

每节段模板安装完后，利用全站仪对四边的模板进行检查调整。

施工中要检查模板对角线，将误差控制在5mm以内，以保证墩身线形。

检查模板时，已灌混凝土的模板上每个方向作2个方向点，防止大雾天气不能检查模板时，可以拉线与全站仪互为校核，不影响施工。

检查模板时间在每天9点以前或下午4点以后，避免日照对墩身的影响；墩身上的后视点尽量靠近承台，每次检查前校核各个方向点是否在一条直线上，如有偏差，按墩高比例向相反方向调整。

（2）、墩身垂直度控制

墩身垂直度采用两台铅垂仪控制，第一段墩身砼施工完毕后，于墩身四角布置8个点，每个点距墩身面50cm，要求采用全站仪放点后并复核点与墩柱面及点与点之间的距离。

垂直度检测时将两台铅垂仪置于同一墩柱面的相邻两个点上，调试好铅垂仪使之投射到放于墩顶的反射板上，采用水线连接两点观测该墩身面的位置情况，同时采用钢尺检测点到墩身面的距离，调整模板使之能与两点之间的连线与模板面重合，同时满足点到墩身面的50cm距离，既完成该面的调整，依次将每个面调整到位既满足了墩身垂直度要求。

5.11滑升支架验算

5.11.1计算依据

（1）《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2004；

（2）《钢结构设计规范》GB50017-2003；

（3）《材料力学》；

（4）《结构力学》；

5.11.2滑升架承受的荷载重量

滑升架承受的荷载重量见下表：

荷载统计表

名称

单位重（kg）

钢管总长（m）

重量（kg）

备注

48钢管（竖向）

3.84

640.00

2457.60

48钢管（大横向）

3.84

363.80

1396.99

48钢管（小横向）

3.84

119.20

457.73

48钢管（大斜撑）

3.84

192.80

740.35

48钢管（小斜撑）

3.84

181.60

697.34

48钢管（倒角长）

3.84

102.80

394.75

48钢管（倒角短）

3.84

68.00

261.12

28工字钢（大面）

43.40

21.52

933.97

28工字钢（小面）

43.40

11.32

491.29

14工字钢（大面）

16.90

17.12

289.33

14工字钢（小面）

16.90

6.52

110.19

14工字钢（加肋）

16.90

9.60

162.24

钢板（厚10mm）

78.50

1.17

91.94

工作平台（钢筋网）

6.64

200.40

1331.46

栏杆钢筋（16）

1.78

330.00

588.06

自重荷载（Kg）

10404.36

自重荷载（KN）

104.04

83.25

人群、机械荷载系数

1.20

124.85

99.90

施工荷载系数

1.20

149.82

119.89

总荷载（KN）

149.82

每根圆钢承担荷载（KN）

14.98

80圆钢受力不均匀系数

1.15

单根圆钢计算荷载（KN）

17.23

5.11.3滑升支架的安全验算

滑升支架由D48*3.5mm钢管框架作业平台、工28、工14承重工字钢框架及支承钢棒组成。

整个滑升架自重及施工荷载通过φ80mm钢棒（Q235钢）穿入墩身来承重。

详见附件《墩柱滑架设计图》。

工字钢与工字钢的连接采用1cm厚钢板辅助焊接。

故，整个滑升支架只需验算：

1、单根支承钢棒最大剪力；

2、框架工字钢所承受的弯矩及应力。

5.11.3.1单根钢棒截面验算

单根钢棒截面验算表

80圆钢截面系数（cm3）

Wz

50.24

容许应力（MPa）

235.00

最大弯矩（KN.M）

　Wmax=17.23*0.2

3.45

抗弯截面系数（cm3）

Wz'=3.45/235*1000

14.66

验算结果

Wz'

安全

最大剪应力（MPa）

　Tmax=4*17.23*1000/3.14/0.042/1000000

4.57

容许剪应力（MPa）

　Tr=0.6*235

141.00

验算结果

　Tmax

安全

5.11.3.2框架工字钢截面验算

框架工字钢截面验算表

框架所承受荷载（KN）

119.89

最大分段上受力（KN）

7.49

最大分段间距（M）

3.40

最大弯矩（KN.