芜湖长江公路二桥主桥土建工程施工方案.docx
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芜湖长江公路二桥主桥土建工程施工方案
芜湖长江公路二桥主桥A-2标
南引桥墩身施工方案
编制：
审核：
中交二航局芜湖长江公路二桥A2标项目经理部
1编制依据及原则
1.1编制依据
（1）《芜湖长江公路二桥主桥土建工程施工招标文件》2013年7月；
（2）《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）；
（3）《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）；
（4）《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）；
（5）《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）
（6）《芜湖长江公路二桥两阶段施工图设计文件第三分册（共二分册）55m跨径引桥下部结构设计第二分册55米繁昌堤南引桥下部结构施工图表》2014年1月。
1.2编制原则
（1）依据芜湖长江公路二桥施工招标文件要求，施工方案涵盖技术文件所规定的全部内容。
（2）采用可靠的工艺、材料、设备，力求工艺成熟，可操作性强。
（3）根据桥址的地质、水文、气象条件及工程规模、技术特点、工期要求、工程造价多方面综合确定。
（4）保证施工质量和确保计划工期如期或提前完成。
（5）通过合理有效的资源组织，力求缩短工期，为桥梁的施工提供有力保障。
（6）高度重视环保、施工安全。
1.3编制范围
繁昌堤南引桥下部结构K33+555～K34+710墩身施工。
2工程概况
2.1工程概述
芜湖长江公路二桥路线起自无为县石涧，接拟建的北沿江高速公路，经仓头、陡沟，在矶头山跨越长江，止于繁昌峨山，接已建成的芜湖至铜陵高速公路，全长约55.512公里。
其中长江大桥长约13.982公里，北岸接线长20.782公里，南岸接线长约20.748公里，全线采用高速公路标准建设。
芜湖长江公路二桥跨江主体工程主桥设计为主跨为806m的斜拉桥，跨径布置为（100+308+806+308+100）m。
繁昌侧南引桥起点桩号为K33+500，终点桩号K34+710，全长1210m，左幅跨径布置为（5×55）+（5×55）+（4×55+43）+（43+3×55）+（2×43+55+48）m，右幅跨径布置为（5×55）+（5×55）+（5×55）+（2×55+2×43）+（43+2×55+36）m。
S1～S15号墩身采用矩形实体墩，单肢墩身截面尺寸2.2（横桥向）×2.8m（顺桥向），墩顶设系梁，系梁高度为2.0m，顶系梁与墩顶平齐。
墩顶设支座与梁连接，如图2.1-1～2.1-3所示。
S16～S22号墩身采用矩形实体墩，单肢墩身截面尺寸2.0（横桥向）×2.6m（顺桥向），墩顶设系梁，顶系梁与墩顶平齐。
墩顶设支座与梁连接，如图2.1-4～2.1-6所示。
S23号墩身采用矩形实体墩，单肢墩身截面尺寸2.0（横桥向）×2.6m（顺桥向），墩顶设系梁，顶系梁与墩顶平齐。
墩顶设支座与梁连接。
墩顶30m跨径一侧比55m跨径一侧高出1.35m，墩顶设支座与梁连接，如图2.1-1～2.1-8所示。
图2.1-1南引桥A类墩平面布置（适用于边墩）
图2.1-2南引桥A类墩平面布置（适用于中墩）
图2.1-3南引桥A类墩立面布置
图2.1-4南引桥B类墩立面布置
图2.1-5南引桥B类墩平面布置（适用于边墩）
图2.1-6南引桥B类墩平面布置（适用于中墩）
图2.1-7南引桥C类墩立面布置
图2.1-8南引桥C类墩平面布置
2.2气象及地质条件
2.2.1气象条件
桥区位于亚热带湿润季风气候区，多年平均气温16°C。
月平均最高气温28.7°C（7月）；月平均最低气温2.9°C（1月）；极端最高气度40.4°C；极端最低气温-15°C。
桥区常年主导风向为东北风向，春末及盛夏有少数偏南风。
冬季风速较大，平均风速4.2m/s；夏季风速较小，平均风速3.3m/s；强风为西北风，最大风速26.4m/s。
2.2.2地质条件
繁昌侧南引桥各墩处上部地层为填筑土、粉质粘土及软土，小江位置即K34+400至K34+627位置处最高水位约+6.90m，河底高程约+4.8m，依次为淤泥及细砂。
2.3施工总体目标
2.3.1工期目标
表2.3-1繁昌侧南引桥墩身施工计划
序号
任务
工期/天
开始时间
完成时间
1
施工准备
30
2014年4月1日
2014年4月30日
2
墩身施工
395
2014年5月1日
2015年5月31日
2.3.2安全目标
坚持“安全第一、预防为主、综合治理”的方针，建立健全安全管理组织机构，完善安全生产保证体系，实现安全隐患“零容忍”，事故死亡率0﹪，事故重伤率0﹪，杜绝较大及以上安全生产事故，减少一般事故，消灭一切责任事故目标。
2.3.3质量目标
交工验收质量评定为合格，且评分在95分以上，竣工验收质量为优良。
2.4施工总体计划
2.4.1设备计划
本工程所需的机械设备可通过水运或陆路运输到达施工现场，拟投入本工程的主要施工机械计划见下表所示：
表2.4-1主要机械设备表
序号
名称
型号
数量
用途
1
搅拌站
120m3/h
2台
混凝土加工
2
混凝土输送车
8m3
4辆
混凝土运输
3
汽车泵
40m3
1辆
混凝土泵送
4
发电机
400kw
1台
5
装载机
2L50B
2台
材料倒运
6
履带吊
50t
1台
模板及钢筋安放
7
平板车
30t
1辆
材料倒运
8
汽车吊
25t
1辆
材料倒运
2.4.2材料计划
拟投入南引桥墩身施工的主要材料计划见下表所示。
表2.4-2拟投入主要材料
序号
墩号
墩高H（m）
钢筋工程量（kg）
C40砼
（m3）
备注
Φ28
Φ25
Φ20
Φ16
1
S1左幅
33.5
15913.27
9107.5
149.87
16359.77
411.43
A类墩并设置上系梁
S1右幅
33.5
15913.27
9107.5
149.87
16359.77
411.43
2
S2左幅
32.1
15372.31
8740.98
149.87
15813.28
394.28
S2右幅
32.1
15372.31
8740.98
149.87
15813.28
394.28
3
S3左幅
31.1
14985.91
8479.18
149.87
15422.92
381.95
S3右幅
31.1
14985.91
8479.18
149.87
15422.92
381.95
4
S4左幅
30.1
14599.51
8217.38
149.87
15032.57
369.67
S4右幅
30.1
14599.51
8217.38
149.87
15032.57
369.67
5
S5左幅
28.9
14135.83
7903.22
149.87
14564.14
354.93
S5右幅
28.9
14135.83
7903.22
149.87
14564.14
354.93
6
S6左幅
29.3
14290.39
8007.94
149.87
14720.28
359.84
S6右幅
29.3
14290.39
8007.94
149.87
14720.28
359.84
7
S7左幅
27.6
13633.51
7562.88
149.87
14017.64
338.97
S7右幅
27.6
13633.51
7562.88
149.87
14017.64
338.97
8
S8左幅
26.0
13015.27
7144.00
149.87
13393.08
319.32
S8右幅
26.0
13015.27
7144.00
149.87
13393.08
319.32
9
S9左幅
24.2
11740.15
6672.76
149.87
12690.44
297.21
A类墩并设置上系梁
S9右幅
24.2
11740.15
6672.76
149.87
12690.44
297.21
10
S10左幅
23.0
11276.47
6358.60
149.87
12222.01
282.47
S10右幅
23.0
11276.47
6358.60
149.87
12222.01
282.47
11
S11左幅
23.0
11276.47
6358.60
149.87
12222.01
282.47
S11右幅
21.8
10812.79
6044.44
149.87
11753.59
267.73
12
S12左幅
21.9
10851.43
6070.62
149.87
11831.66
268.96
S12右幅
21.9
10851.43
6070.62
149.87
11831.66
268.96
13
S13左幅
21.0
10503.67
5835.00
148.87
11441.30
257.91
S13右幅
21.0
10503.67
5835.00
148.87
11441.30
257.91
14
S14左幅
20.0
10117.27
5573.20
149.87
11050.95
245.63
S14右幅
20.0
10117.27
5573.20
149.87
11050.95
245.63
15
S15左幅
19.2
9228.55
5363.76
149.87
10738.66
235.80
S15右幅
18.4
8919.43
5154.32
149.87
10426.38
225.98
16
S16左幅
16.8
7602.27
4456.88
126.37
8945.74
174.07
B类墩并设置上系梁
S16右幅
19.6
8575.99
5146.80
126.37
9946.01
203.08
17
S17左幅
18.7
8263.01
4925.04
126.37
9660.22
193.76
S17右幅
18.6
8228.23
4900.40
126.37
9588.77
192.72
18
S18左幅
18.2
8089.13
4801.84
126.37
9445.88
188.58
S18右幅
16.0
7324.06
4259.76
126.37
8659.95
165.78
19
S19左幅
16.1
7358.83
4284.40
126.37
8731.40
166.82
S19右幅
16.1
7358.83
4284.40
126.37
8731.40
166.82
20
S20左幅
15.1
7011.07
4038.00
126.37
8374.16
156.46
S20右幅
14.9
6941.52
3988.72
126.37
8302.71
154.38
21
S21左幅
12.3
6037.35
3348.08
126.37
7373.89
127.44
S21右幅
10.2
5326.76
2830.64
126.37
6587.97
105.69
22
S22左幅
8.8
4677.60
2485.68
126.37
6087.84
91.18
S22右幅
14.1
6663.31
3791.60
126.37
8016.92
146.10
23
S23左幅
10.4
5558.48
3046.24
265.73
7327.23
142.73
C类墩
S23右幅
10.4
5558.48
3046.24
265.73
7327.23
142.73
其中南引桥共需：
Φ28的钢筋491682.02kg，Φ25的钢筋277902.35kg，Φ20的钢筋6796.66kg，Φ16的钢筋535368.02kg；C40混凝土120995.36m3.
2.4.3人员计划
（1）施工组织机构
项目经理部管理层设项目经理、项目总工、项目副经理，下设“八部二室”，现场划分为两个工段。
施工组织机构图如下所示。
（2）拟投入人员计划
表2.4-3拟投入人员计划
序号
工种
人数
1
项目管理及技术人员
20
2
测量人员
3
3
机修工
3
4
起重工
2
5
电工
2
6
电焊工
20
7
钢筋工
40
8
架子工
40
9
混凝土工
40
10
模板工
40
11
安全人员
4
12
质检员
3
合计
217
图2.4-1施工组织结构
3墩身施工
3.1总体施工方案及工艺流程
（1）墩身施工采用脚手架翻模施工。
（2）承台施工完成后，及时将承台位置回填并夯实，并在搭设墩身脚手架区域将场地用挖机平整夯实，对基地采用10cm碎石找平并浇筑10cmC30垫层混凝土，为保证整个脚手架施工安全，墩身硬化范围超出脚手架搭设区域50cm（放坡保证内高外底），必要时设置排水沟和集水沟。
（3）在墩身施工前，需用Φ48×3.5mm脚手钢管在墩身四周搭设脚手架，脚手架搭设成“井”字型，将两肢墩身包裹，脚手架离开墩身0.9m左右，以便墩身模板安装及拆除。
施工中脚手管支架和钢筋按墩身分节长度逐段同步接长接高。
（4）南引桥左幅S16与右幅S17、左幅S18~S20与右幅S19~S20承台施工完成后围堰不拆除，将整个墩身位置及搭设脚手架区域回填并夯实，并在搭设脚手架区域铺设10cm混凝土，保证整个脚手架施工作业的安全。
（5）根据墩身结构特点将墩身大体分为直线段与系梁段，直线段长度根据墩高变化控制，直线段根据高度分成1-4节，为确保墩身保护层厚度，第一节高度尽量控制为9m，系梁段与墩身同高度位置一次浇筑完成。
（6）当墩身钢筋施工至距系梁段底口1.0m左右时，在两肢墩身内侧预埋锚锥（施工完成后可拆除），模板拆除后，安装空中三角小牛腿支架，分配梁、卸荷装置、底模等，同时按照施工顺序，安装钢筋、模板抱箍、系梁段侧模，完成混凝土浇筑。
（7）墩身钢筋采用短线同槽预制的工艺实施，即先行在后场钢筋笼加工场地设置专用墩身钢筋加工胎架，然后根据外箍筋→主筋→拉筋→内支撑的工艺实施，完成后分9m一节拆开，运至现场，现场与之前安装好的匹配安装，为保证整个预制现场拼装方便，承台内预埋墩身钢筋与墩身钢筋同槽预制。
（8）墩身模板采用钢模板，共配置A类八套，B类四套，A类系梁段和B类系梁段模板各配置一套，并与之相配支撑系梁模板抱箍各一套。
（9）混凝土由两台120m3/h搅拌站生产，4台输送车运送，1台泵车泵送入模。
（10）墩身施工总体按照承台施工的顺序进行。
（11）墩身施工起重设备采用1台25t和1台50t履带吊。
图3.1-1墩身施工流程图
3.2墩身施工顺序
根据现场承台施工顺序，及时安排人员设备施工每个承台上的两肢墩身。
3.3施工前的准备
承台混凝土达到2.5MPa强度后，人工对承台与墩身所对应的位置砼进行凿毛，并清理干净，凿毛应凿到砼面有较多石子外露为止，并将墩身内杂物清理出场外。
待承台砼达到规定强度后，拆除承台侧模，完成承台回填，场地整平，且保证整个地基承载力大不小于80kPa。
承台表面凿毛、清理后，便可进行墩身位置的测量放样，同一桥墩两个墩身一次性放样以保证其横向处在同一轴线上，确保位置准确，同时对基础进行复核。
具体施工测量放样时均采用TCA1201+全站仪以三维极坐标法进行。
测量主要作业如下：
（1）定出墩身纵、横轴线及基线；
（2）测出墩身中心线并对各拐点复核；
（3）检查墩身平面位置及顶标高。
3.4墩身脚手架施工
承台施工完成后，及时将承台位置回填并夯实，并在搭设墩身脚手架区域将场地用挖机整平夯实，保证整个地基承载力大不小于80kPa。
对基地采用10cm碎石找平并浇筑10cmC30垫层混凝土，保证脚手架自重通过混凝土垫层均匀传递到地基上。
脚手架基础略高于周围地基，并在混凝土垫层周围设置排水沟，防止地基受水浸泡降低承载力。
墩身施工脚手架由专业架子工搭设，持证上岗。
采用φ48x3.5mm钢管与[10型钢，面板采用3.5cm厚的竹跳板，脚手架由立杆、纵杆、横杆和剪刀撑组成。
脚手架底部必须设置纵、横向扫地杆。
纵向扫地杆应用直角扣件固定在道木表面不大于200mm处的立杆上，横向扫地杆应用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。
墩身脚手架采用先在后场做成7m（长）×1.2m（宽）×6m（高）的A型桁片、8.5m×1.2m×6m的B型桁片标准节段、在远离桥轴线一侧设置带有走道供施工人员上下的7m×1.2m×6m的C型桁片。
根据墩身分节高度变化现场直接组拼。
脚手架标准节及平面布置见下图。
图3.4-16×7m的A型标准节段脚手架结构图
图3.4-26×8.5mB型标准节段脚手架结构图
图3.4-36×7mC型标准节段带人行爬梯脚手架结构图
图3.4-4墩身脚手架搭设平面布置图
每层脚手架需布设竹跳板、四周拉安全网形成封闭操作平台。
根据相关规定，脚手架高度在20m以上的双排脚手架在外侧全立面连续设置剪刀撑。
因此每个脚手架标准节都要设置竖向剪刀撑。
取7m（长）×1.2m（宽）×6m（高）的A型桁片，自重约为3t。
墩身最高33.5m按七节计算。
产生最大地基压应力为7×3×9.8/7×1.2=24.5kPa<80kPa。
地基承载力满足要求。
在每个脚手架标准节的底层和顶层设置[10型钢，[10型钢焊接形成平面矩形结构，脚手架立杆支承在槽钢凹处并点焊固定。
脚手架通过槽钢传递自重至混凝土垫层避免应力集中破坏混凝土垫层。
顶层槽钢与上面一节底层槽钢腹板相接触并用ø20螺纹钢间隔1m焊接固定。
图3.4-5墩身脚手架标准节之间槽钢焊接
为防止脚手架倾覆，每层设置4根拉杆，将脚手架附着在已浇筑墩身上，使脚手架连成整体；同时在最顶层脚手架的四周用缆风绳拉紧。
图3.4-6脚手架连成整体
图3.4-7顶部脚手架四周拉缆风绳
脚手架竖向、纵向、横向连接及脚手架稳定性计算具体见附件一。
3.5墩身钢筋施工
墩身钢筋有四种规格，采用HRB400级Ф28钢筋（横桥向）与Ф25钢筋（顺桥向）做主筋，定尺9m，外圈箍筋为HRB400级Ф16钢筋，内侧水平钢筋为HRB400级Ф20钢筋，系梁部位钢筋有HRB400级Ф28、Ф20、Ф12和HPB300级Ф10共四种钢筋。
墩身直线段部分（含墩身在承台内的预埋钢筋）钢筋全部在后场预制，运抵前场进行安装，墩身系梁钢筋，以及支座垫石钢筋均在后场制作成半成品，运抵前场现场进行绑扎。
图3.5-1墩身钢筋同槽预制施工工艺流程图
（1）墩身钢筋制作、安装技术要求
墩身钢筋加工基本要求为：
在满足设计和规范的前提下，要求所配钢筋在安装完后尽量能保证所有钢筋的位置准确，保证主筋保护层厚度，同时要方便施工；施工时严格按照设计图纸和规范要求绑扎钢筋，杜绝返工现象。
钢筋绑扎按《公路桥涵施工技术规范》（JTJ/TF50-2011）的规定：
同一断面钢筋接头数量不超过断面钢筋数量的50%，钢筋相邻接头错开距离不小于35d。
必须要注意外保护层间距，避免保护层间距过大或过小。
绑扎钢筋的扎丝多余部分应向构件内弯折，以免外露形成锈斑，影响混凝土观感质量。
钢筋加工、绑扎质量要求见下表。
表3.5-1加工钢筋的允许偏差
项目
允许偏差（mm）
受力钢筋顺长度方向加工后全长
±10
弯起钢筋各部分尺寸
±20
箍筋、螺旋筋各部分尺寸
±5
表3.5-2钢筋绑扎质量要求
项目
允许偏差（mm）
受力钢筋间距
两排以上排距
±5
柱
±10
箍筋、横向水平筋间距、螺旋筋间距
±10
钢筋骨架尺寸
长
±10
宽、高或直径
±5
绑扎钢筋网尺寸
长、宽
±10
网眼尺寸
±10
弯起钢筋位置
±20
保护层厚度
柱
±5
（2）钢筋进场检验
1、钢筋进场后按不同规格、等级分批堆放，并树立标识牌，标明钢筋规格、型号、数量及检验状态；
2、试验合格和未经检验的钢筋不得混放；
3、所有进场钢筋，必须经外观检查和力学性能试验合格后，方可使用，刚进场未经检验的钢筋不得下料、使用。
（3）钢筋预制加工具体操作方法
1、钢筋配料
墩身钢筋加工在钢筋加工车间内进行，主筋先进行钢筋接头滚轧螺纹，然后套上塑料保护套，使用时打捆成批转到预制施工现场。
每节竖向钢筋的长度尽可能控制在露出新浇筑节段墩身混凝土顶面1.5m左右，这样便于下一节钢筋连接能够在模板顶部的工作平台上操作。
为保证墩身混凝土保护层满足要求，钢筋严格按照大样图进行下料、加工、制作，尤其要保证箍筋的下料制作精度。
墩身箍筋及拉钩钢筋采用数控弯箍机下料。
2、墩柱预制胎架介绍
墩柱钢筋在后场胎膜上加工成型，具有绑扎制作精度高、有效控制保护层厚度、减少高空作业量、提高工效等优点。
钢筋胎膜采用槽18、槽10、工14、角75等型钢和其他构件制作。
一个胎架全线长约23m可预制一节预埋钢筋和两节9m节段钢筋。
胎架制作有以下特点：
1）上层主筋放置在按图纸间距开槽的钢板上，钢板焊接在双拼10槽钢大梁上，双拼10槽钢开洞设置螺丝吊杆控制上层主筋安放高度，在钢筋笼吊出时方便退下吊杆、抽出大梁。
2）侧面立杆用槽18制作，立杆上焊接短头大直径圆钢管，将直径略小钢管插入短头钢管中可控制侧面主筋的安放。
在钢筋笼吊出时抽出。
立杆用φ48x3.5mm钢管做斜撑，同时立杆及斜撑下部设置成铰接形式。
通过钢管上设置的顶托装置可用来调整斜撑长度控制立杆垂直度，和胎架的开合。
3）胎架的侧面和底部纵向水平大梁上焊接有按箍筋间距开槽的钢板，用来控制箍筋的纵向间距。
4）胎架两侧端头用槽18做挡板，并用斜撑加固。
挡板用于控制接头断面在一个平面上，保证钢筋笼安装是精确对接。
因此必须严格控制挡板的垂直度。
图3.5-2墩柱钢筋胎架
3、胎架制作的精度要求：
1）胎架的内轮廓尺寸控制按-5mm负公差进行控制，并按设计间距将主筋的安装用大小钢管相配套的方式焊接在槽18的型钢上控制；
2）胎架安装时先通长放线，确定安装轴线，轴线偏差按5mm控制；
3）牢固固定的任意两个胎架之间的高程差不得大于5mm；
4）胎架起始端挡板位置要准确且固定牢固，确保钢筋总长度计算准确。
4、墩身钢筋预制加工
1）预制工艺流程（方向描述按钢筋笼预制时状态）：
①安装顶层主筋：
放置顶层纵向水平主筋在胎架顶层的槽口钢板内，预埋主筋端部平齐抵在前挡板上。
标准节主筋端部交错布置成两个连接断面紧贴前节主筋末端。
通过调节螺杆长度控制主筋的位置，确保主筋安放准确并在一个平面内。
确定无误后在加强撑位置将双主筋焊死，将下层钢筋与上层
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