现浇箱梁施工方案.docx
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现浇箱梁施工方案
长深线青州至临沭（鲁苏界）高速公路
第九标段
山东高速路桥集团有限公司
二○一○年十月十日
一、编制依据
为了保证本施工的顺利进行，提高编制质量，使得施工方案更能密切地符合工程实际情况，从而更好地发挥其在施工中的指导作用，在编制时，以下列资料为依据：
1．《合同协议书》
2．《国家高速公路网长春至深圳线青州至临沭（鲁苏界）公路路桥工程施工招标文件》
3．《山东省路桥集团有限公司国家高速公路网长春至深圳线青州至临沭（鲁苏界）公路工程施工投标文件》
4．《长深线青州至临沭（鲁苏界）高速公路第九合同两阶段施工图设计（山东省交通规划设计院二00九年九月）》
5．总监处批复的K73+805大桥总体施工组织设计
6．采用的现行规范
（1）《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1—2004）
（2）《高速公路交通安全设施设计及施工技术规范》（JTJ074-94）
（3）《公路工程施工安全技术规程》（JTJ076-95）
（4）《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）
（5）《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）
（6）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）
（7）《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）
（8）《中华人民共和国环境保护法》
（9）《中华人民共和国环境噪声污染防治条例》
二、工程概况
•长春至深圳线青州至临沭（鲁苏界）公路是国家高速公路网长深公路和山东省“五纵连四横、一环绕山东”高速公路网之“纵二”东营港至临沂（鲁苏界）的组成部分，是山东省2010年交通远景规划目标和“十一五”期间重点建设的项目之一。
我部承建的青临高速公路第九合同路线起止桩号为K67+750～K75+738.61，全长7.98861公里，工程全部位于潍坊市临朐县境内，全线采用双向6车道高速公路标准建设，设计速度120公里/小时，路基宽度34.5米。
K73+805大桥全长247米，跨径布置为8×30m，右交角90°，左幅宽16.5米，右幅宽20.5米。
上部结构采用现浇预应力砼箱梁，全桥共两联，梁高1.6米。
下部结构桥台采用肋板台，桥墩采用柱式墩，桥台采用桩基础。
本桥平面位于直线上，桥面横坡为双向2%，纵断面纵坡-0.8%。
现浇预应力钢筋混凝土箱梁共需C50混凝土5719.63m3；钢绞线271.27t；φ10R235钢筋32.607t,φ28HRB335钢筋36.48t,φ16HRB335钢筋689.453t,φ12HRB335钢筋509.417t，钢筋合计为1267.96t。
九合同地理位置图
三、组织管理和施工计划安排
㈠、现场组织管理
项目部根据现场实际情况和施工需要，由桥梁施工三处负责K73+805大桥施工组织、管理和技术工作。
施工处长梁佳庭：
全面负责K73+805大桥施工组织和管理，协调和处理好各部门之间的关系，保证施工进度按计划进行；组织有关人员进行工程交验；处理施工过程中的质量问题和其它问题。
质检员高腾安：
掌握熟悉施工图纸、施工规范和质量检查验收评定标准，对每天质量情况进行记录，报告并跟踪督促作业队整改，参与质量的过程控制。
组织召开现场分析会及质量专题会。
技术员王红星：
掌握熟悉施工图纸、施工规范和质量检查验收评定标准，负责工程进度，安全消防等文明施工的监督检查。
施工过程中配合监理全面负责有关工程的施工检查验收。
专职安全员范龙利：
对现场安全保障设施、措施及施工中人员、机械设备的安全状况予以监督，并及时提出整改意见。
㈡、施工场地建设
施工场地已硬化，临时房建、水电等设施已完善，实现了“三通一平”。
混凝土由2#拌合站拌和，至K73+805大桥运距约500m，钢筋半成品加工位于K73+805大桥西侧的钢筋加工厂，运输方便。
附表：
施工总体平面布置图（附图1）
2#拌和站平面布置图（附图2）
㈢、用工和劳动力计划
开工前落实劳动力来源，按计划实施调整组织进（退）场，是顺利开展施工、按期完成任务、避免停工或窝工浪费的重要条件之一。
项目部根据实际情况制定K73+805大桥施工人员配置安排。
附表：
高峰期施工人员配置表
序号
施工部位
工种（人数）
架子工
起重工
电焊工
模板工
钢筋工
砼工
电工
各类设备操作手
普工
维修工
木工
合计
1
上部构造现浇
20
4
6
15
22
12
2
10
20
3
6
120
㈣、主要机械设备计划
项目部根据现有设备的数量、质量情况和计划的执行以及现有的施工情况，分期、分批地组织进场，其中需要维修、租赁和购置的，将按计划落实。
计划进场主要设备如下：
机械名称
规格型号
额定功率（KW）或容量（m3）或吨位（t）
数量（台、套）
水泥砼拌合站
HZS75
75m3/h
2
砼搅拌运输车
ZLJ5255G
8m3
8
砼输送泵
HBT80C
80m3/h
1
汽车起重机
QY25
25T
2
汽车起重机
QY16C
16T
1
预应力张拉设备
YCD5000
500t
2
碎石水洗设备
XS3200
50m3/h
1
发电机
GF250
250KW
1
变压器
350KW
1
钢筋切割机
GTJ4/14
4.4KW
2
钢筋电焊机
BX3
17.6KW
5
钢筋弯曲机
GW-40
3KW
1
千斤顶
120t
120t
2
液压式张拉油泵
4
灰浆高速搅拌机
ZJ-400A型制浆机
1300r/min
1
真空泵
HBV80型
1
挖掘机
PC220
1.2m3
2
自卸车
解放
15m3
3
振动器
ZDN50型
50
4
㈤、施工计划
根据2010年年度进度计划要求，现浇箱梁施工计划8月20日前完成浇筑右幅箱梁第一联第一施工段，9月15日前完成浇筑右幅箱梁第一联第二施工段；9月份完成浇筑右幅箱梁第二联第一施工段，右幅箱梁第一联第三施工段；10月份完成浇筑右幅箱梁第二联第二、三施工段，左幅箱梁第一联第一施工段；11月份完成浇筑左幅箱梁第二联第一施工段，左幅箱梁第一联第二、三施工段；12月份完成浇筑剩余左幅箱梁第二联第二、三施工段。
施工计划按支架搭设、预压、钢筋、浇筑、张拉等进一步细化，详见后附横道图。
㈥、施工材料投入
现浇箱梁钢管按右幅投入6孔支架，待第一联第一施工段和第二联第一施工段施工完成后，该段钢管柱和上部支架拆除后转移到第1孔和第8孔安装。
对应投入外侧模、底模及芯模。
外侧模及底模拟采用竹胶板，内模采用钢木组合芯模，周转使用。
具体材料数量详见下表。
现浇梁支架材料数量表
钢立柱数量表（砂箱120个）
序号
所用部位（孔号）
从左到右钢立柱长度依次为（m）
数量（根）
1
第2孔右幅第①排
11.4、11.32、11.24、11.16、11.08
5
2
第2孔右幅第②、③排
13.5、13.42、13.34、13.26、13.28
10
3
第2孔右幅第④排
20.4、20.32、20.24、20.16、20.08
5
4
第3孔右幅第①排
20.4、20.32、20.24、20.16、20.08
5
5
第3孔右幅第②排
19.2、19.12、19.04、18.96、18.88
5
6
第3孔右幅第③排
18.1、18.02、17.94、17.86、17.78
5
7
第3孔右幅第④排
18.4、18.32、18.24、18.16、18.08
5
8
第4孔右幅第①排
18.4、18.32、18.24、18.16、18.08
5
9
第4孔右幅第②、③排
17.6、17.52、17.44、17.36、17.28
10
10
第4孔右幅第④排
18.2、18.12、18.04、17.96、17.88
5
11
第5孔右幅第①排
18.2、18.12、18.04、17.96、17.88
5
12
第5孔右幅第②、③排
17.0、16.92、16.84、16.76、16.68
10
13
第5孔右幅第④排
16.8、16.72、16.64、16.56、16.48
5
14
第6孔左幅第①排
16.8、16.72、16.64、16.56、16.48
5
15
第6孔左幅第②、③排
16.0、15.92、15.84、15.76、15.68
10
16
第6孔左幅第④排
10.0、9.92、9.84、9.76、9.68
5
17
第7孔左幅第①排
10.0、9.92、9.84、9.76、9.68
5
18
第7孔左幅第②、③排
9.0、8.92、8.84、8.76、8.68
10
19
第7孔左幅第④排
8.6、8.52、8.44、8.36、8.28
5
合计
120
现浇梁支架材料数量表
1、钢横梁（采用I56a工字钢）、纵梁数量表（采用贝雷梁）
部位
纵梁长度（m）
排
孔
合计（片）
第2-4孔右幅
30
24
3
720
第5-7孔右幅
30
24
3
720
合计（贝雷片）
1440
部位
横梁长度
排
孔
合计（m）
第2-4孔右幅
21
8
3
504
第5-7孔右幅
21
8
3
504
合计（钢管柱顶工字钢）
1008
2、横桥向钢横撑、斜撑数量表（均采用I20工字钢）
部位
长度（m）
排
道
合计（m）
第2-4孔右幅
4
12
8
384
4.5
12
8
432
第5-7孔右幅
4
12
8
384
4.5
12
8
432
合计
1632
3、顺桥向钢横撑、斜撑数量表（均采用I20工字钢）
部位
横撑长度
排
个
合计（m）
第2-4孔右幅
6.5
5
2
65
7.0
5
1
35
3.2
5
1
16
第5-7孔右幅
6.5
5
2
65
7.0
5
1
35
3.2
5
1
16
合计
232
4、横桥向方木数量表（采用10*10cm方木）
部位
长度
排
孔
合计（m）
第2-4孔右幅
21.5
100
3
6450
第5-7孔右幅
21.5
100
3
6450
合计
12900
四、现浇箱梁施工方案
㈠、地基处理及防排水设计
K73+805大桥钢管柱基础地基处多为风化砂，原地面以下均未挠动过，对此处地基我部将开挖整平，用打夯机进行夯实，在压实度达到90%后再检验地基承载力，地基承载力不小于300kpa，硬化前以最薄弱部位实测的地基承载力作为控制值，经验收合格后浇注18×1.5×0.6m的C20混凝土基础。
地基处理最薄弱处为第三孔第②排基础，位于河沟处，经2#墩基础开挖可知，原河沟底往下2m左右为坚硬岩层，可直接将②排基础设在坚硬岩层上。
在各排钢管柱纵、横向两侧设置排水沟，确保排水设施通畅。
㈡、钢管贝雷梁架设
现浇箱梁采用钢管柱+贝雷梁支撑施工方案。
钢管柱采用φ529mm，壁厚为10mm钢板，纵向间距均为9m，搁置在18×1.5×0.6m的C20混凝土基础或承台顶面,立柱顶、底部均与80cm×80cm×6mm钢板焊接，为提高支墩的稳定性，在各排支墩钢管之间设置I20工字钢连接，钢管与钢管的接长采用满焊，并外加钢板焊接（详见大样图）。
支墩顶面用二榀Ⅰ56a工字钢做横梁，工字钢下面用砂箱来调节箱梁梁底标高和方便拆模。
纵向分配梁采用1.5m高贝雷梁，贝雷片规格为150cm×300cm×18cm，间距为90cm。
左幅设置21排贝雷梁，右幅设置24排贝雷梁，每两排贝雷梁连成一组，每组贝雷片对应端头采用贝雷框进行连接，各排纵梁间通过槽钢连接加固，使纵梁整体受力。
贝雷梁上面按30cm铺设10×10cm方木，净间距为20cm，其上顺桥向铺设高强竹胶板，板厚为15mm。
底模侧面与侧模接触部位填塑料泡沫，以防漏浆。
㈢、跨乡村道路门洞交通方案及安全防护设施
⑴根据占道施工对乡村小路交通的影响，充分考虑施工安全、行车安全以及保证道路畅通，通过和地方交通部门协商，编制如下交通疏导方案。
跨乡村道路支架搭设计划8月中旬和11月中旬开始，支架搭设计划5天时间完成，在此期间封闭此乡村道路，四周设围挡设施，车辆可以通过K73+805大桥至K72+331大桥施工便道，直到227省道，行人可以右侧绕行绕过支架搭设区，由地方小路通往原路，沿线设置明显道路标志牌，并设专人指挥。
待支架搭设完成、防护设施布置齐全后，即可开通此道路通行。
⑵门洞安全防护措施
在K73+805大桥2#-3#墩柱间有3m宽地方道路，车辆通行较少。
由于占道时间长，预留通道留有净宽5m的宽度，充分考虑车辆通过时，车辆对支架的影响（包括驾驶员的技术、驾驶状态，车辆的宽度、速度）要求加大安全防护设施的投入，在门架前方设防护沙包堆和防撞墩进行缓冲，保护支架的安全，通道内增加照明和导向标志。
为保证支架安全，支架搭设应考虑防落物问题，在现浇梁支架底板加铺防落物密目网，两侧安设隔离围栏，高度1.2m，全封闭。
在梁柱式支架两端设有渐变段、高出路面40cm（端部不小于1米）的混凝土基础，并涂上反光漆予以警示；在距离现浇支架门洞通道前方30m处设置一道限高、限宽门架，门架限高5.5m，限宽5m。
在现浇支架预留通道和限高门架之间预留出紧急停车带，在现浇支架预留通道前方10m处设置防撞墩，设置各种警示灯、门架轮廓示警灯、隔离墙、警示标牌，提示过往车辆行车安全。
在现浇支架前方30m处设置减速带，降低行车速度，确保支架的安全。
㈣、支架受力演算
以现浇桥右幅为研究对象进行演算，计算过程如下：
⑴.竖向荷载计算
①.新浇筑钢筋砼箱梁自重（钢筋砼密度采用2.6t/m3）：
a．墩侧实心自重（实心宽1m）（荷载分项系数取1.2）：
27.8×2.6×1.2=86.74t/m；
实心截面面积为：
16.5*1.6+（0.2+0.5）/2*2*2=27.8m2。
b．墩侧7.0米范围内箱梁自重（变截面段）（荷载分项系数取1.2）：
15.1×2.6×1.2=47.11t/m；
变截面处截面面积为：
16.5*1.6+（0.2+0.5）/2*2*2-（（3.075+2.075）*0.2/2+（3.075+1.075）*0.2/2+3.075*0.73）*4=15.1m2。
c．跨中箱梁自重（荷载分项系数取1.2）：
13.07×2.6×1.2=40.78t/m；
变截面处截面面积为：
16.5*1.6+（0.2+0.5）/2*2*2-（（3.525+2.525）*0.2/2+（3.525+1.525）*0.2/2+3.525*0.73）*4=13.07m2。
②.模板自重
模板自重（竹胶板容重9.0KN/m3）：
9.0KN/m3×0.015 m2÷1.0m=0.135KN/m2
底模自重（1.5cm竹胶板）：
16.5*0.135/10=0.047t/m
侧模自重:
8.77*2*0.1*0.1*0.75/0.3+6.6*0.135/10=0.528t/m；
内模采用组合钢模,根据《路桥施工计算书册》P172页模板容重取值:
内模自重：
8.63*4*0.75=2.589t/m，
10*10cm方木自重:
21.5*0.1*0.1*0.75/0.3=0.538t/m；
根据《路桥施工计算书册》P175页考虑荷载分项系数取1.2；
模板自重合计：
（0.223+0.528+2.589+0.538）×1.2=4.65t/m；
③.纵梁贝雷片自重（荷载分项系数取1.2）：
0.275÷3×24×1.2=2.64t/m；
④.施工人员和施工材料机具等行走运输或堆放荷载，根据《路桥施工计算书册》P172页取值为1.0kpa（荷载分项系数取1.4）；20.5×0.1×1.4=2.87t/m；
⑤.泵送混凝土产生的冲击荷载（荷载分项系数取1.4），根据《路桥施工计算书册》P172页取值为6.0kpa；20.5×0.6×1.4=17.2t/m；
⑥.振捣砼时产生的荷载（荷载分项系数取1.4），根据《路桥施工计算书册》P172
页取值为2.0kpa；20.5×0.2×1.4=5.74t/m；
⑦．钢管顶工字钢自重（荷载分项系数取1.2）:
106×20.5×2×1.2=5.215t
⑧.钢管立柱自重（立柱最长为20.0m）（荷载分项系数取1.2）:
0.529×3.14×0.01×7.85×20×5×1.2=15.65t
⑵.竖向荷载组合验算
2.1验算强度荷载时:
最不利荷载位置荷载组合如下：
q1=①+②+③+④+⑤+⑥=119.84t/m；
次不利荷载位置荷载组合如下：
q1ˊ=①+②+③+④+⑤+⑥=80.21t/m
一般位置荷载组合如下：
q1〞=①+②+③+④+⑤+⑥=73.88t/m
2.2验算挠度荷载时:
根据《公路桥涵设计通用规范》（JTJ021-89）考虑到箱梁模板横桥向的风荷载，WK=0.7Uz×Us×W0=0.7×1.38×1.2×0.8=0.927KN/m2。
风荷载计算：
0.927*20.5/10=1.9t/m
最不利荷载位置荷载组合如下：
q2=①+②+③+④+1.9=96.9t/m
2.3验算基础荷载时：
q3=（86.74*1+47.11*7+40.78*10）÷2+（4.65+2.64+2.87+17.2+5.74）*18÷2
+5.25+15.65+18*1.5*0.6*2.5=771.5t
⑶.贝雷纵梁验算
采用24排贝雷片做纵梁的强度、刚度验算:
①.已知材料的E=2.1×105N/mm2，[f]=L/400。
②.由表查得贝雷片
[Q]=245.2KN
[M]=788.2KN.m
Ι=250497cm4=250497×104mm4
③.单片贝雷片所受荷载:
q1′=（119.84*1+80.21*7+73.88*1）÷9×10÷24=34.96KN/m;
④纵梁最大弯矩与最大剪力:
Qmax=34.96×9÷2=157.3KN＜[Q]=245.2KN，满足要求
⑤纵梁最大挠度:
计算挠度时单片贝雷片的强度q2′=96.9×10÷24=40.375KN/m
F=5qL4/（384EI）=5*40.375*90004/（384*2.1*105*25.0497*108）
=6.6mm⑷.分配梁10*10cm方木强度验算:
选用10*10cm方木作为分配梁，该支架设计贝雷梁间距为0.9米，验算强度时按分配梁跨径为0.9米、间距为0.3米考虑。
则横桥向作用在分配梁上的荷载分布为：
q=（①+②+④+⑤+⑥）×0.3/21.5=1.635t/m
W=bh2/6=10×102/6=166.7cm3，
由梁正应力计算公式得：
σ=qL2/8W=16.35×0.92/（8×166.7）
=9.9Mpa＜[σ]=12Mpa
强度满足要求；
由矩形梁弯曲剪应力计算公式得：
τ=3Q/2A=3×16.35×（1/2）/（2×10×10）
=1.23Mpa＜[τ]=1.9Mpa（查路桥施工计算手册P176）
可见方木强度符合要求。
由矩形简支梁挠度计算公式得：
E=0.1×105Mpa；I=bh3/12=833.3cm4
fmax=5qL4/384EI
=5×16.35×0.94/（384×833.3×0.1×105）
=1.67mm＜[f]=2.25mm（[f]=L/400=900/400=2.25mm）
刚度满足要求。
⑸．I56a工字钢验算
在支墩上设2榀I56a工字钢，以最不利支墩为研究对象，则横桥向作用在I56a工字钢上的荷载分布为：
Q2=（（86.74*1+47.11*7+40.78*10）/2+5.215）/20.5=20.36t/m
按简支梁计算分析，计算跨中最大弯矩：
M1/2=QL2/8=20.36*10*4.0*4.0/8=407.2KN.m，
由路桥施工计算手册P796查I56a工字钢可知：
W=2342cm3,A=135.38cm2,I=6.5576*108 mm4，
2榀I56a工字钢截面应力为：
σ=m/W=407.2/（2234*2）=91.1Mpa<145Mpa,满足施工要求。
挠度计算：
F=5qL4/（384EI）=5*203.6*40004/（2*384*2.1*105*6.5576*108）
=2.46mm6、底模板检算
箱梁底模采用优质竹胶板，铺设在支架顶层横桥向方木上，方木间距L=0.3m，最不利位置进行受力分析，并对受力结构进行简化。
采用15mm厚竹胶板计算。
竹胶板弹性模量E＝5000MPa
竹胶板惯性矩I=（bh3）/12=（1.0×0.0153）/12=2.81×10-7m4
竹胶板[σw]=6Mpa
①模板厚度计算
使用最不利荷载进行演算：
q=（86.74+0.223+0.528+2.589）×10×0.3÷20.5=13.91kN/m；
则：
Mmax=qL2/8=13.91×0.32/8=0.156KN·m；
模板需要的截面模量：
W=M/（[σw]×0.9）=2.89×10-5m2；
模板的宽度为b=1.0m，根据W、b得h为：
h=（6×W/b）1/2=0.013m=13mm＜15mm
15mm厚竹胶板满足要求。
②模板刚度验算
fmax=qL4/128EI=13.91×0.34/（128×5000×103×2.81×10-7）=6.26×10-4m＜0.9×0.3/400m=6.57×10-4m
故15mm厚竹胶板挠度满足要求。
⑹支架整体抗倾覆验算
依据《公路桥涵技术施工技术规范实施手册》第9.2.3要求支架在自重和风荷栽作用下时，倾覆稳定系数不得小于1.3。
K0=稳定力矩/倾覆力矩=h×Ni/ΣMw
桥梁宽度20.5m，长240m，根据全桥支架布设情况，首先布设2孔支架，计算如下：
钢管柱8排，共40根；高度取20m（最大高度）；
钢管柱重：
0.529×3.14×0.01×7.85×20×40=104.3t;
顶托I56a工字钢，共需要8*21.5*2*106=36.5t；
贝雷梁自重：
0.275÷3×24×60=132t;
10×10cm方木自重：
0.538*60=32.28t；
故Ni=（104.3+36.5+132+32.28）*10=3050.8KN；
稳定力矩=L/2×Ni=9×3050.8=27457.2KN.m;
根据《公路桥涵设计通用规范》（JTJ021-89）考虑到箱梁模板横桥向的风荷载，将该风荷载加载于支架上。
风荷载计算：
WK=0.7Uz×Us×W0=0.7×1.38×1.2×0.8=0.927KN/m2。
双孔支架梁
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