40m预应力混凝土现浇简支箱梁施工方案.docx
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40m预应力混凝土现浇简支箱梁施工方案
40m简支梁现浇施工专项方案
一、编制依据及范围
1.1编制依据
1.《佛肇城际施工设计图L=40m、43.3m简支梁》（图号：
佛肇施图（桥）-桥叁-05）；《桥附属结构施工图》。
2.《双线简支梁桥墩通用设计》（图号：
佛肇施图（桥）-桥参02-1）。
3.《桥梁盆式橡胶支座安装图》（图号：
专桥（2009）8191）。
4.国家现行铁路客运专线桥涵设计规范、施工规范、质量检验评定标准及环境保护等其他相关文件资料。
5.中铁第四勘察设计院提供的xxx特大桥、三环西特大桥施工图及配套施工参考、标准图。
6.从工地现场调查、采集、咨询、图纸审核所获取的资料。
7.我单位拥有的科技成果、工法成果、机械设备、施工技术、管理水平以及类似工程施工经验。
8.我单位现行的质量、环境、职业健康安全三位一体化《管理手册》和《程序文件》要求。
1.2.编制范围
佛肇城际轨道XXXX标范围内的40m简支梁的施工，包括地基处理、支架搭设、模板安装、预压、钢筋绑扎、混凝土浇筑、预应力张拉、注浆、封锚、模板及支架拆除等。
1.3质量目标
按照验收标准，各检验批、分项、分部工程施工质量检验合格率达到100%，单位工程一次验收合格率达到100%。
在合理使用和正常维护条件下，桥梁工程结构的施工质量，应满足设计使用寿命期内正常运营要求。
杜绝重大及以上工程质量事故。
1.4安全生产目标
杜绝责任安全一般A类及以上事故；
杜绝责任职工死亡事故；
杜绝责任火灾爆炸事故。
二、40m现浇梁设计概况
2.1、结构形式
（1）40m预应力混凝土简支箱梁，全长39.9m，梁中心处梁高3.2m，箱梁顶宽11.6m，梁底宽5.0m。
梁体为单箱单室、等高度、变截面结构。
箱梁两侧腹板与顶、底板相交相交处均采用圆弧倒角过渡。
顶板厚34-64cm、底板厚度30-70cm,腹板厚度分别为45-105cm，均按折线变化。
2.2、技术标准
铁路等级：
城际铁路
正线数目：
双线，线间距4.4m
目标速度值：
200Km/h
最小曲线半径：
1200m
最大坡度：
3%
2.3、材料
（1）混凝土：
梁体混凝土强度等级为C50，封锚采用强度等级为C50的无收缩混凝土。
（2）预应力体系：
预应力钢绞线为1×7-15.2-1860-GB/T5224-2003。
锚固体系采用自锚式拉丝体系，应符合，《预应力筋用锚具、夹具和连接器》（GB/T14370-2000），管道采用内径100mm的塑料波纹管成孔。
（3）钢筋：
Q235和HRB335钢筋。
（4）桥面防水层采用高聚物改性沥青防水卷材；保护层除顶板顶面按净保护层3cm考虑，其余部位净保护层为3.5cm。
（5）支座：
采用客运专线铁路桥梁盆式橡胶支座：
PZ-6000型
三、40m简支梁支架法浇筑施工方案
3.1、工程概况
XXXX标共有40m现浇简支梁两跨，分别位于xxx特大桥35#-36#墩，三环西路特大桥6#-7#墩，两处简支箱梁墩高分别为8.5m、10m，地势都较为平缓，适合采用满堂支架法施工。
xxx特大桥35#-36#墩位于桃园西路绿化带，地质良好，不需进行较大的地基处理即可满足地基承载了要求，三环西路特大桥6#-7#墩位于解放涌河堤范围内，地质较软，需进行1m左右的基础换填。
3.2、施工总体安排
xxx特大桥35#-36#墩40m简支梁计划4月中旬开始施工，目前正在施工墩身；三环西路特大桥6#-7#墩简支梁由于受高压迁改影响，计划于7月份开始进行箱梁的施工。
因两跨40m简支箱梁施工时间间隔为3个月，为充分利用模板，可加工一套钢边模，底模和端模采用木模。
首先施工xxx特大桥35#-36#墩40m简支梁，待施工完毕后将支架和模板转运至三环西路特大桥6#-7#墩，再进行第二片简支梁的施工。
支架法施工总体顺序为桥梁桩基及墩柱施工完成后，对箱梁范围内的支架基础进行处理，搭设支架、安装模板后对支架进行预压，然后进行钢筋加工及安装、混凝土浇筑，张拉完成后注浆、封锚，拆除模板、支架。
3.2、施工组织机构及劳力组织
3.2.1.组织机构
施工组织机构图
3.2.2劳力组织
从公司内部抽调有丰富模架操作经验的管理人员、操作人员专门负责支架的搭设、模架的拼装、钢筋的绑扎、混凝土的灌注、保养任务。
同时组织有丰富制梁施工经验的专业化施工人员投入到本工程施工。
进场施工人员配置及工作项目见表。
施工管理人员表
姓名
职务
备注
项目经理
施工负责人
项目总工
技术负责人
工区长
现场负责人
桥梁工程师
现场技术负责人
质检工程师
现场质量负责人
测量工程师
测量技术负责人
安全员
现场安全负责人
试验员
现场试验员
技术员
现场施工员
生产工人
46人
进场施工人员配置及工作项目表（一套）
序号
施工班组
劳力配置
工作项目
1
混凝土作业班
15
负责箱梁砼浇筑及养护
2
模架操作班
10
负责支架的搭设、模架拼装、过孔、就位、维护施工
3
钢筋加工班
15人/套
负责箱梁钢筋、预埋件加工及安装；钢铰线下料、穿束；封端施工
4
预应力作业队
6人
预应力张拉、注浆施工
3.3、施工准备
3.3.1.施工设备进场
40m简支箱梁支架现浇施工需要的主要机具设备见表。
主要机具设备表
序号
名称
规格型号
单位
数量
备注
一
造桥设备
1
模架
套
1
二
吊装设备
1
汽车吊
QY25
台
1
模架拼装
三
砼施工设备
1
搅拌机
HSZ120
台
1
混凝土拌合
2
装载机
ZL50
台
2
上料
3
砼泵车
ZLJ5280/37
台
1
混凝土入模
5
砼运输车
9m3
台
4
混凝土运输
6
整平机
台
1
混凝土整平
7
插入式振捣棒
HZX-50
套
10
混凝土振捣
四
张拉设备
1
张拉千斤顶
YCW300B
台
4
预应力张拉
2
高压油泵
ZB4/500
台
3
3
灰浆搅拌机
JZ-350
台
1
孔道注浆
4
注浆泵
BW-150
台
2
孔道注浆
五
钢筋加工设备
1
钢筋电焊机
BX1-400
台
3
钢筋焊接
2
钢筋切割机
GQ40F
台
2
切割钢筋
3
钢筋弯曲机
GW40
台
2
弯折钢筋
4
钢筋调直机
GTJ4-14
台
1
钢筋调直
5
砂轮切割机
TCH300
台
3
钢筋切割
序号
名称
规格型号
单位
数量
备注
六
其他设备
1
全站仪
索佳Set-22B
套
1
测量放样
2
水准仪
拓普康GPN-2
套
2
标高控制
3
压路机
YZ18
台
1
4
挖掘机
PC200
台
1
5
打夯机
台
1
6
试验仪器
套
2
混凝土控制
3.3.2施工人员进场
在施工前先进场地基处理、支架搭设，模架拼装及钢筋加工人员，再上混凝土和预应力施工人员。
3.3.3施工人员培训
3.3.3.1箱梁现浇施工工艺培训
40m简支梁具有桥梁跨度大、吨位重的施工特点，施工前进行技术交底，同时组织各施工班组就现浇箱梁每道施工工序进行作业指导，保证施工过程中支架搭设、模板安装，预压，钢筋下料、制作、绑扎、预埋件设置、保护层厚度、预应力筋位置、张拉应力、混凝土浇筑质量、振捣、养护、拆模、压浆、封端及箱梁外观质量符合相关验收标准。
3.3.3.2安全教育培训
为贯彻“三标一体化”管理体系，确保操作工人的职业健康安全，我们将对所有特种工如电焊工、起重工、张拉工等作业层人员进行岗位职业技能培训，做到持证上岗，具备娴熟的操作技能，能辨识危险源，并在操作中能有效控制潜在的危险因素发生，确保施工安全。
3.3.3.3技术准备
⑴.认真熟悉、核对设计文件，领会设计意图，研究和优化施工技术方案，编制施工工艺标准、程序文件及各工序作业指导书。
⑵.成立技术专家组，对模架施工技术和工艺提前进行专项研究，
制定施工方案，并对模架施工提供技术支持。
⑶.施工前，对全体施工技术人员进行技术交底和上岗前的技术培训，规范施工程序。
⑷.对重点工序制定安全施工方案和安全保证措施。
3.3.3.4配合比选定
40m简支箱梁混凝土设计强度等级C50，为保证工程质量，施工中进行混凝土配合比的优化设计，使配制混凝土配合比的水胶比、水泥及胶凝材料用量、含气量、工作性能等满足混凝土强度、弹模及耐久性的设计要求。
3.3.440m简支梁现浇施工工艺
支架现浇工艺流程见下图：
模板及支架搭设见下图:
3.3.4.1基础处理
为减小支架变形、保证结构安全和线形，支架搭设施工前需对支架基础进行处理。
对桥跨内的原地面进行整平、高度相差不大于10cm。
对于一般地段，清除地表腐植土，碾压至地基承载力180KPa以上。
若支架基础范围内存在淤泥、水沟（塘）、泥浆池、承台基坑回填等薄弱地段，需先进行挖除换填至原状土层，挖除后回填时应分层、碾压，压路机不能碾压的部分采用小型小型夯实机夯实，每层厚度为20cm，换填料采用强风化、弱风化岩或砂卵石，换填后承载力大于180Kpa以上。
当填筑高度高出原地面时需分别向两侧留1-2%的坡度，便于排水。
基础处理完成后浇筑一层15cm厚C15混凝土，以封闭基础顶，防止雨水等进入支架基础。
基底处理范围为桥宽每侧边各增加2m，同时作好截排水沟。
3.3.4.2支架搭设
首先用全站仪精确放出桥梁中心线，即桥墩中心线和桥台处的帽梁中心线；并在地面上放出对应的桥梁中心线及支架两侧边线，以便于支架的搭设。
满堂钢管支架的布局根据计算书确定，支架顶部采用顶托、底部采用底托，以调整支架高程。
立杆高度选择以120厘米、240厘米为主，另选择90厘米钢管作为调节高度使用，立杆接头位置根据高度交错布设。
纵横向间隔设置剪刀撑，以保证支架的稳定。
箱梁底板处采用60（横向）×90（纵向）×120（上下步距）cm，翼板处采用90（纵向）×90（横向）×120（上下步距）cm，全桥按间距360cm增设剪刀撑以增加横向和纵向支架整体稳定性。
支架底托放在横向铺设的方木上，方木尺寸为10×15cm；顶托上先纵向放置一道I14工字钢，间距与支架一致，再横向放置一道I14工字钢，间距0.5m，最后放置一道10*15cm的方木，间距30cm。
为保证工字钢接头牢固，采取工字钢腹板钻眼，腹板两侧各设一条与腹板同高度、厚度0.5cm以上的钢板，钢板与工字钢通过螺栓连接。
3.3.5、支架受力验算
底模下脚手管立杆的纵向间距为0.9m，横向间距根据箱梁对应位置分别设为0.6和0.9m，顶托工字钢横梁按横桥向布置，间距90cm；因此计算跨径为0.9m，按简支梁受力考虑。
底模处砼箱梁荷载：
P1=3.3×26=85.8kN/m2
模板荷载：
P2=200kg/m2=2kN/m2
设备及人工荷载：
P3=250kg/m2=2.5kN/m2
砼浇注冲击及振捣荷载：
P4=200kg/m2=2kN/m2
则有P=（P1+P2+P3+P4）*1.2=110.8kN/m2
按预压的1.2倍考虑则P=110.8*1.2=132.96kN/m2
①、顶托横梁（I14工字钢）验算：
脚手管立杆的纵向间距为0.9m，横向间距为0.9m和0.6m，顶托工字钢横梁按横桥向布置，间距90cm。
因此计算跨径按0.9m计算，为简化计算，按简支梁受力进行验算，为计算结果偏于安全，仅验算底模下斜腹板对应位置即可,平均荷载大小为:
P=132.96×0.9=119.7kN/m
另查表可得：
WI14=102×103mm3；I=712×104mm4；S=I/12=59
跨内最大弯矩为：
Mmax=qL2/8=119.7×0.9×0.9/8=12.1kN.m
由正应力计算公式得：
σw=Mmax/W=12.1×106mm/（102×103mm）
=118Mpa＜[σw]=145Mpa满足要求；
挠度计算按简支梁考虑得：
I14工字钢弹性模量
E=2.1×105Mpa；
fax=5qL4/（384EI）=5×119.7N/mm×（900mm）4/（384×2.1×105N/mm2×712×104mm4）
=0.68mm＜[f]=2.25mm（[f]=L/400）刚度满足要求。
②、方木检算
底模下托架采用10*15cm方木（杉木）则每延米受力为：
q=0.3×132.96=39.9kN
W=bh2/6=10×152/6=375cm3
则方木所受应力为：
σ=qL2/8W=39.9×103×0.52/（8×375×10-6）
=3.325Mpa＜[σ]=10Mpa（参木结构设计规范）
强度满足要求。
由剪应力计算公式得：
τ=3Q/2A=3×132.96kN/m×0.3×103×（0.5/2）/（2×0.1×0.15）
=1Mpa＜[τ]=1.2Mpa（参考杉木质）
强度满足要求。
由矩形简支梁挠度计算公式得：
E=9×103Mpa（杉木弹性模量）；I=bh3/12=2812.5cm4
fmax=5qL4/384EI
=5×132.96×103×0.54/（9×109×384×2812.5×10-8）
=0.43mm＜[f]=1.25mm（[f]=500/400=1.25mm）
刚度满足要求。
③、立杆强度验算：
脚手架（φ48×3.5）立杆的纵向间距为0.9m，横向间距为0.9m和0.6m，因此单根立杆承受区域即为底板0.9m×0.9m或0.6m×0.9m箱梁均布荷载，由工字钢横梁集中传至杆顶。
根据受力分析,不难发现斜腹板对应的间距为0.6m×0.9m立杆受力比其余位置间距为0.9m×0.9m的立杆受力大，故以斜腹板下的间距为0.6m×0.9m立杆作为受力验算杆件。
则P=132.96kN/m2（腹板处每延米的荷载）
由于大横杆步距为1.2m，长细比为λ=l/i=1200/15.78=76，查表可得
φ=0.744，则有：
[N]=φA[σ]=0.744×489×215=78.22kN
而Nmax=P×A=132.96×0.6×0.9=72KN＜78.22kN
抗压强度满足要求。
另由压杆弹性变形计算公式得：
（按最大高度10m计算）
△L=NL/（EA）=72N×103×10×103mm/（2.1×105N/mm×4.89×102mm）=7.01mm
7.01mm＜10mm（L/1000）压缩变形满足要求。
④、地基容许承载力验算：
根据地基处理要求，地基承载力达到180Kpa，即每平方米承受18吨；腹板处混凝土最重为132.96kN/m2（含静载系数和1.2倍的预压系数），即每平方米承受13.3吨，满足施工要求。
3.5、模板安装
箱梁外模由指定厂家生产定型大块钢模，底模、内模和端模采用木模或竹胶板。
3.5.1外模部分
模板采用支架支撑，采用对拉螺栓连接的方式，支架和底板下部分别用螺旋丝杆支撑，具体结构如图中所示；
外侧模板用料为：
面板（厚6钢板）；连接边（厚12*100带钢）；附面板背肋（10#槽钢），支架（14#工字钢和8#槽钢配合），支架间距1500mm,支架之间用[8连接成整体；
底模用料：
底模采用2cm厚的竹胶板，底模下铺设间距30cm的方木。
3.5.2内模部分
内模采用2cm厚的竹胶板和木模相配合，内模支撑采用10*15cm的方木作加强肋，用脚手架钢管作内支撑。
3.5.3模板安装
模板架设在碗扣式脚手架和纵、横分配梁组成的支架装置上，在架设支架装置时应根据要求将底板反拱度调节好，在模板架设时用脚手架顶托支撑杆作微调即可，钢模板均用汽车吊提升到支架装置上人工配合安装到位，支模顺序为先将底板铺设好，再做预压试验工作后再安装侧板和堵头板，在模板调整好后放入钢筋笼。
3.6、支座安装
3.6.1支座安装前准备工作
①支座安装前，应检查桥梁跨距、支座位置及预留锚栓孔位置、尺寸和支座垫石顶面高程、平整度，并均应符合设计要求，合格后方可安装。
②检查梁底预埋支座连接板面及螺栓孔的位置，并清除干净。
支座锚栓质量及埋置深度和螺栓外露长度必须符合设计要求，支座锚栓固结应在支座及锚栓位置调整准确后进行施工，预留锚栓孔必须填满捣实，填料种类和质量必须符合设计要求。
③支座与梁底、支座与支撑垫石之间必须密贴无空隙，垫层材料质量及强度应符合设计要求。
支座配件必须齐全，水平各层应密贴无空隙。
④支座安装应保持梁体垂直，支座上下座板必须水平安装，固定支座上下座板应互相对正，活动支座上下座板横向应对正，纵向预留错动量应根据支座安装施工温度与设计安装温度之差和梁体混凝土未完成收缩、徐变量及弹性压缩量计算确定。
支座上下座板螺栓的螺帽应安装齐全，并涂上黄油，无松动现象。
支座安装预偏量表如下：
桥梁名称
墩号
预偏量（mm）
支座类型
三环西路特大桥
6
0
固定支座
7
14.3
活动支座
xxx特大桥
35
14.3
活动支座
36
0.0
固定支座
支座安装图如下：
3.6.2重力式灌浆法安装
①.首先凿毛支座部位的垫石混凝土表面，清除预留锚栓孔中杂物，安装灌浆用5#角钢作为模板，并用水将垫石表面充分湿润，灌浆用模板可采用预制钢模，底面设一层4mm厚橡胶防漏条，通过膨胀螺栓固定在支承垫石顶面。
见下图。
②.支座四角处用钢垫板调整标高，就位后，在支承垫石顶面与支座板之间预留3cm的空隙，以方便灌注无收缩高强度注浆材料。
灌注材料性能应满足《客运专线预应力混凝土预制梁梁暂行技术条件》的要求。
见下图
③.灌浆采用重力灌浆方式，灌注前，首先准确计算所需浆体体积，备足材料后一次灌满。
灌注结束后，实际灌注体积与理论计算值之间不应有较大误差，否则，应查明原因重新灌注或补浆。
④.灌浆过程从支座中心部位向四周逐步扩散，直到从角钢与支座板周边间隙观察到浆体全部灌满为止。
⑤.待浆体强度达到20MPa后，拆除角钢并检查有无局部漏浆后，拧紧下支座板锚栓。
⑥.待梁体混凝土灌注完成后，张拉预应力筋前拆除支座上下连接钢板及螺栓，待梁体施工完成后安装支座围板。
3.6.3支座安装允许偏差和检验方法
支座安装允许偏差和检验方法
序号
项目
允许偏差（mm）
检验方法
1
同端支座中心横向距离
偏差与桥梁设计中心对称时
+30-10
测量
偏差与桥梁设计中心不对称时
+15-10
2
支座板四角高差
1
3
上下座板中心十字线扭转
1
4
同一梁端两支座高差
1
5
一孔箱梁四个支座中，一个支座不平整限值
3
6
固定支座上下座板及中线的纵、横错动量
1
7
活动支座中线的纵、横错动量
3
3.7、支架预压
3.7.1、预压目的
支架的预压目的是为了消除基础、支架非弹性变形、支架不均匀下沉；测量支架弹性变形量，为保证梁体线性采取的预设拱度、为立模标高提供依据；确保梁底高程复核设计要求，保证结构线形和结构安全。
3.7.2、预压材料
预压前在支架上纵横向搭设I14工字钢分配梁并铺设好箱梁底模，采用砂袋进行预压，预压沙袋应逐个称量，确保实际预压荷载与设计相符合。
3.7.3、预压重量
预压荷载为梁体自重加内模重量及临时施工荷载，按照梁体自重的120%计算。
3.7.4、预压期限
预压期限原则上以支架变形稳定后即可结束，支架变形稳定的标准为连续三天观测的沉降值不大于3mm。
达到上述标准即可停止预压。
3.7.5、加载前准备工作
支架加载前技术人员应对支架进行全面检查，检查内容包括顶托、底托是否悬空、支架连接是否可靠、剪刀撑设置是否符合要求，顶托与方木间是否密贴等，确保加载安全。
现场应准备磅秤，随时称量沙袋重量。
3.7.6、加载顺序
为确保安全，加载应分级进行，一级加载，二级加载，三级加载，四级加载，每阶段加载完成后要进行观测，待稳定后方可进行下一级加载，每级持荷时间不少于1小时。
加载过程中应派专人对支架进行观察，发现问题立即停止加载，问题处理后方可继续。
3.7.7、预压荷载及加载布置形式
40m简支箱梁混凝土为388.5m3，混凝土比重按2600Kg/m3计算（含钢筋和预埋件），箱梁现浇混凝土重为1010.1t，内模重按10T考虑（木模、钢管支撑）。
加载模式：
一级加载：
按梁体+内模总重的50%加载。
一级的加载模式主要模拟完成：
底板、腹板钢筋、预应力筋、内模安装、顶板翼缘钢筋、预应力筋的安装及底板混凝土浇筑等施工过程，其荷载按均布于底板上。
考虑加载过程的观测：
由于一级荷载相对较小，可以考虑完成一级加载后才进行各观测点观测。
预压荷载分布如下图：
二级加载：
按梁体+内模总重的80%加载。
二级的加载模式是模拟底板砼、斜腹板砼、顶板、翼缘板砼已形成一定施工梯度的全断面浇筑，同时顶、底、翼缘板砼在跨中断面的最不利受力状态。
预压荷载分布如下图：
三级加载：
100％梁体自重＋内模重
三级的加载模式是模拟底板砼、斜腹板砼、顶板、翼缘板砼浇筑完成的状况，加载过程观测：
分为底板砼全部浇筑完成，腹板砼浇筑完成，顶板翼缘板砼施工完成。
测量观测必须全过程进行，测出以上过程的每个观测点标高变化情况，若发现变形量异常必须立即停止加载进行应急处理，查找原因处理后才能继续进行。
预压荷载分布图：
四级加载：
梁体自重+内模的120%
四级的加载模式是砼全部浇筑完成，且考虑施工机具、人员重量影响。
预压荷载分布图：
注：
跨中截面梁高3.3米，梁体两端荷载预压重量按距离和面积折算，荷载平均分布。
3.7.8.预压观测布点平面布置图
3.7.8.1、本预压在底模上设观测点，共设置7个断面，每个断面设观测点6个。
40m简支梁预压纵向观测布置点图
3.7.8.2、本预压横向六个点位进行预压观测，其观测点布置如下图。
观测点布置图
3.7.8.3、预压过程采用精密水准仪测量，测量误差±1mm。
3.7.9.预压数据记录
3.7.9.1、加载及卸载过程中，记录各荷载状态下数据。
记录表如下：
3.7.9.2、观测完毕后，绘制单点加卸载曲线图，绘制构件加载、卸载曲线图，图示如下。
40m简支梁支架法预压加卸载曲线图
————加载曲线卸载曲线
40m简支梁支架法加卸载100％曲线图
3.8、钢筋加工及安装
钢筋工程工艺流程见下图:
钢筋集中在钢筋场中加工，平板车运输到位，汽车吊垂直提升，人工安装。
钢筋制作时，先制作其它符合设计的尺寸和形状作样板，然后才进行正式加工生产。
底板、腹板钢筋一次绑扎成型，绑扎顺序为：
先布置绑扎底板、腹板钢筋，采用加密设置聚丙烯特制垫块作为保护层。
然后预应力管道安装定位、串束，经检查合格后，支立内模，绑扎顶板钢筋。
3.8.1钢筋安装技术要求
①.安装的钢筋品种、级别、规格、数量必须符合设计要求。
②.钢筋绑扎顺序为先底、腹板，内模安装完成后绑扎顶板钢筋，底、腹板钢筋绑扎时同步穿插安装、定位预应力管道。
③.所有钢筋必须严格按照设计图
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