体外索施工组织设计.docx
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体外索施工组织设计
一、工程概况
1.工程概要
崇启公路长江大桥南引桥50米跨径预应力混凝土连续箱梁共分8联，每联为6×50m，北引桥50米跨径预应力混凝土连续箱梁共分2联，每联为6×50m。
箱梁上缘梁宽15.8m，下缘梁宽7.2m，梁高3m，高跨比为1/16.67；顶板厚0.28m，底板厚0.25～0.65m，腹板厚0.4～0.7m；翼缘板端部厚0.20m，根部厚0.55m。
桥梁为全封闭双向六车道高速公路，设计车速100km/h,桥梁标准宽度33m。
本工程体外索体系应满足单根更换的要求，设计使用寿命不小于30年。
体外索用环氧涂层钢绞线，应满足GB/T21073-2007《环氧涂层七丝预应力钢绞线》标准的规定，标准抗拉强度为1860MPa，直径为φ15.2mm，公称面积为140mm2，弹性模量为1.95×105MPa。
体外索锚具规格为15-27，满足国际后张预应力协会FIP《后张预应力体系的验收和应用建议》、《体外预应力材料及体系》以及国家标准GB/T14370-2007《预应力筋用锚具、夹具和连接器》的规定。
锚固块处采用无缝钢管成孔，满足GB/T8163-1999《结构用无缝钢管》的要求。
转向块处预埋分丝管式转向器，以确保体外索成型以及单根换索的要求。
A15-27体外索锚固结构见图1：
图1A15-27体外索锚固结构示意图
工期要求：
积极响应业主要求，根据设计图纸和有关施工规范规程，精心编制施工组织设计，合理制定作业程序，运用网络技术，科学策划，狠抓关键环节、关键线路，突出重点，确保主体，投入足够的人力、物力和财力,精心组织施工，保证工期在规定的时间内完成。
工程质量要求：
体外索工程质量保证优良。
主要技术要求简介：
（1）所用环氧钢绞线全部符合GB/T21073-2007《环氧涂层七丝预应力钢绞线》的规定；
（2）与环氧钢绞线配套的箱梁纵向体外索专用锚具性能满足国际后张预应力协会FIP《后张预应力体系的验收和应用建议》、《体外预应力材料及体系》以及GB/T14370-2007《预应力用锚具、夹具和连接器》的规定；
（3）所用防腐油脂符合JG3007-93《无粘结预应力筋专用防腐油脂》的规定；
（4）体外索转向器满足钢绞线单根更换的要求。
二、编制说明
1.编制依据
在严格遵守有关施工规范及技术标准的前提下，按工程施工与组织的一般程序，编制本工程的施工组织设计。
（1）所涉及的图纸、文件如下：
Ø《崇明至启东长江公路大桥公称跨江大桥工程CQ-A2标段施工招标用图纸第三册50m引桥上部结构（共六册）》（中交公路规划设计院有限公司）；
Ø国家和交通部现行有关标准、规范、导则、规程、办法等；
Ø项目主管部门批准的有关文件等；
（2）所涉及的施工规范和技术标准如下：
Ø《公路工程技术标准》（JTJ001-97）
Ø《公路工程结构可靠度设计统一标准》（GB/T50283-1999）
Ø《公路桥涵设计通用规范》（JTJ021-89）
Ø《公路钢筋混凝土及预英里应力混凝土桥涵设计规范》（JTJ023-85）
Ø《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024-85）
Ø《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86）
Ø《公路工程抗震设计规范》（JTJ004-89）
Ø《公路工程水文勘探设计规范》（JTJC30-2002）
Ø《桥梁用钢结构》（GB/T714-2000）
Ø《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）
以及与本工程有关的其他行业规范、标准。
2.编制原则
（1）按“项目法”施工的原则进行施工和管理，严格执行有关的施工规范和验收标准，按图施工。
（2）严格执行各项施工保证措施，确保工程质量达到优良。
（3）采用先进的技术管理手段和施工方案，确保施工组织方案的可行性和合理性。
（4）制定施工所需的劳动、材料、施工机具的计划，确定施工最合理的平面布置方案。
（5）实行经济核算，推广增产节约，努力降低生产成本，提高经济效益的措施。
三、施工组织
1.施工组织管理机构
（1）现场管理体系
根据本工程特性和实际情况，本工程项目部设项目经理、项目副经理各一名，下设各职能部门，项目经理负责整个工程施工的各项事务，全面履行合同，对工程施工进行组织、指挥管理，确保工程质量、安全、工期和文明施工总体目标的实现。
该工程采用项目法施工，有关生产、技术、质量、经济、安全等各项工作实行项目经理负责制，严格按本公司质量体系文件，管理职责明确，运行动态管理，在施工组织安排上准备采取以下相应措施。
Ø为保证工期，编制施工总进度计划及分阶段施工作业计划，控制分部分项工程的施工进度，并根据施工需要加班加点，项目经理部须按此项方案认真组织人力及施工机械设备，按计划完成下达工作量的考核指标。
Ø加强计划管理，做好月、周和日作业计划，建立可靠的材料后勤保证体系，随要随送，保证供应。
Ø建立每周举行一次工程例会制度，由业主、监理、施工单位参加，协调工程进度及控制工程质量等问题。
Ø施工中必须做到先有方案后施工，对各分部分项工程的施工方案进行“优化”，在保证质量、安全的前提下，千方百计地采取加快施工进度的办法和措施。
Ø做好技术交底工作，技术负责人在作业工人操作之前，以书面形式向施工班组下达技术要点和施工注意事项。
Ø认真做好方方面面的对外协调工作，以确保工程顺利进行。
Ø各工种应相互配合搭接，交叉施工，且要紧密配合，协同工作，为其他工作创造施工条件。
（2）人员准备
公司专门抽调精干技术人员组成项目经理部，另外调配经验丰富的技术工人参与本项目。
项目经理部
项目实施
穿索班组
24人
技术工程师
1人
张拉班组
12人
项目副经理
1
项目经理
1
下料班组（施工兼）
7人
项目工程师
1
现场工程师
2人
防腐班组
10人
仓库
2人
2.施工总体方案
（1）施工准备
Ø针对本工程的施工特点，结合本公司的实力，我们已组建具有类似工程施工经验丰富、组织能力强的项目部，等待进场施工。
Ø施工队伍进场后，充分做好与其它分部工程施工班组的交接工作，搭设好各种临时设施，确保工程施工的顺利进行。
Ø施工所需钢绞线、结构件、防腐油脂等材料按要求在工厂提前做好，经检验合格后安全运往施工现场，做好现场材料入库台记制度，以确保施工材料质量。
Ø施工所需的各种机械及仪器设备在正式使用前进行校验和试用，确保施工顺利进行。
Ø做好职工上岗前各种质量、安全、文明施工意识的教育工作，保证工程开工的顺利进行。
（2）施工任务安排
根据本工程的施工图纸及工程特性和工期要求，为了保证该工程在计划工期内顺利地完成，我们拟定总体安排两个工作阶段：
⑴预埋件施工阶段，⑵体外索安装施工阶段。
具体施工任务安排如下：
Ø预埋件施工阶段，在大桥的混凝土工程施工阶段，FASTEN将派出施工技术人员配合施工单位，做好体外索安装工程的所有预埋件的工作。
Ø体外索安装施工阶段，FASTEN将派出施工技术人员在混凝土强度达到施工条件时进行体外索的安装施工。
3.工程总体目标
（1）质量目标：
按项目法施工管理，精心组织、科学管理，质量按国家现行的市政工程有关的验收规范和技术标准进行查验工程质量均为优良。
（2）工期目标：
按总承包单位和建设单位要求按时完成体外索工程施工。
（3）安全目标：
采取有效措施，杜绝施工安全事故。
轻伤频率控制在1.5‰以下。
（4）文明施工目标：
在施工中严格按施工总承包单位要求进行文明施工布置。
4.施工平面布置
（1）临时设施布置
根据建设方提供的施工平面图及总承包单位总体安排，FASTEN施工人员进入现场后，合理布置临时设施及材料堆场，达到即有利于FASTEN施工又不影响整个工程施工的进行，同时达到总包单位的文明施工要求。
（2）施工用电
根据业主提供变压器作为电源，施工队伍进场后，在施工沿线架设三箱五线绝缘架空线，并每隔80m左右或现场实际需要的位置设置一只标准电箱，以备使用，并有相应的接地保护、漏电保护装置及防潮措施。
（3）施工用水
根据施工现场实际情况，施工用水可利用就近河道。
5.施工进度计划
为了确保工期在计划工期内完成，根据本工程的特性，计划负责施工该工程项目部的技术人员对整个工程的施工方案和进度计划进行分析讨论，充分利用工作面加快施工进度，FASTEN计划采用流水施工方法对体外索安装工程进行施工：
体外索施工期间，白天安排1～3个班组进行钢绞线穿索安装；晚上安排2～3个班组进行调索张拉和防腐施工。
6.运输方案
环氧钢绞线、结构件、防腐油脂、施工设备等的运输拟采用汽运。
根据施工需要及现场情况严密组织，保证施工进度。
填充型环氧涂层钢绞线线盘如图2所示。
每盘钢绞线重量为3.5-4吨，钢盘外形尺寸为：
汽运时盘与盘之间用方木衬垫，防止运输时颠簸而损伤环氧钢绞线。
成品钢盘外部整张薄膜布及彩条布双重防护，防止在运输当中环氧钢绞线的雨淋和日晒。
成品环氧钢绞线到到工地现场后，建议用汽吊卸货，起吊绳具应充分考虑成品环氧钢绞线的重量，防止用低于4吨承载能力的吊具起吊。
7.
机具设备投入计划
根据本工程特征及实际需要，FASTEN拟定投入以下施工机械设备进行施工。
序号
名称
型号
数量
用途
产地
1
放线架
专用
10台
穿索
中国
2
牵引机
普通
4台
穿索
中国
3
牵引棒
专用
600根
穿索
中国
4
单孔张拉千斤顶
专用
8台
张拉
中国
5
油泵
专用
8台
张拉
中国
6
穿索特殊工装
专用
4套
穿索
中国
7
手拉葫芦
普通
40只
穿索/张拉
中国
8
对讲机
普通
20部
通讯
中国
9
灌油机
普通
4台
灌油
中国
10
电焊机
普通
2台
穿索
中国
11
钢绞线保护材料
专用
1套
保护环氧
中国
注：
以上仪器设备为主要设备，在工程开工后5天内到达施工现场。
8.劳动力投入计划
依据本工程施工的实际需要，结合本工程所采用的流水施工，计划投入以下劳动力进行该项工程的施工。
序号
岗位名称
人员配置（人）
备注
1
管理、技术、后勤人员
6
2
张拉技工
12
3
安装工
24～40
4
机修工
2
安装班组兼
5
电焊工
2
总计
46～62人（根据需要调整人数）
四、体外索施工方案
1.体外索安装施工工艺流程图
图3工艺流程图
2.施工前准备工作
根据连续梁总体施工网络计划，在架桥机完成一跨预制混凝土梁拼装后，将进行3天时间的湿接缝施工，我司需要在这个期间内完成10束（其中第六跨为14束，二至六跨每跨各有4根是贯穿两跨的索）体外索的安装、张拉、临时防腐施工。
若考虑三台架桥机同时作业，平均每天必须完成12束以上的体外索施工，才能保证总体进度。
为了保证穿索期间的施工节奏，所有的准备工作应提前完成。
（1）施工顺序
本阶段钢筋混凝土梁架设完毕——准备工作——架设体外索——体外索张拉——端部防腐。
（2）施工准备
1.千斤顶、油泵标定
千斤顶、油泵等整个加载系统在施工前必须标定。
千斤顶的标定是整个系统的标定，包括千斤顶、油泵、油表、油管的标定。
千斤顶必须由第三方进行标定。
千斤顶的标定的准确与否关系到整个索体的受力，直接影响工程的质量。
所以千斤顶的标定是准备工作的重点，必须严格按照标定的程序进行。
2.穿索通道的准备
梁上预留孔的位置在每段混凝土梁的中间位置（约25米处），钢绞线将从孔道内穿入到前端，由于预留孔的位置在中间，因此，在安装第一跨时，需要将钢绞线完全穿入梁内后再反穿至另一段锚具处，以后几跨则不需要反穿的过程。
在向前牵引的过程中，为了保护环氧层不被破坏需要将一段300cm长的HDPE管插入孔内并使其固定，用磨光机将HDPE管口打磨平滑，保护环氧钢绞线的不受损伤。
如图4所示：
图4梁上预留孔准备
同时在墩顶转向器的管口需用临时辊轴分层进行导向并在管内布置胶皮，辊轴采用PE或是橡胶类材料包覆，以保护钢绞线通过时环氧不被破坏（见图5）。
橡胶皮
PE管保护
图5临时导向的辊轴示意
3.钢绞线下料
在穿索前必须将本阶段所有的钢绞线下料完毕，卷盘、妥善存放并做好临时保护措施。
钢绞线下料在放线架上（塑料滚轮）施工，过程中注意环氧层的保护（见图6）。
塑料滚轮
图6钢绞线下料示意
4.安装放线架
将转盘放线架放置于箱梁顶面上。
用钢丝绳栓住放线架底盘，防止滑动。
5.安装临时支撑装置
位了减少钢绞线垂度及防止钢绞线与梁地面接触，在5米左右的间距设置临时支撑架，托住钢绞线.。
临时支撑架装有塑料滚轮，保护钢绞线环氧层。
3.体外索安装
本项目采用人工导引、单根钢绞线穿索的施工工艺（见图7）。
图7穿索整体示意图
具体操作步骤如下：
a）检查：
调整检查整个预埋导向管情况，走势目测直线应平滑顺直，曲线应顺畅，无死弯硬折，无破损，还应重点检查张拉端是否牢靠，接头是否完好。
b）导引：
在导入口与梁内配备监视人员指挥下，将第一根钢绞线从预留孔处穿入，到达箱梁内。
c）穿索：
指挥梁内施工人员将钢绞线从索盘上人工牵入整个穿索通道，直至钢绞线末端也进入梁内：
d）反穿（第一跨安装时会出现的工序）：
将钢绞线反向牵引，直至达到后端锚具处，在预留出张拉长度后安装夹片锚固；另一端同样处理。
e）重复上述步骤将27根钢绞线安装完毕。
在钢绞线穿过锚具时和墩顶转向器前均需先从背面穿一引棒，将钢绞线端部与引棒连接后向前送钢绞线，使其通过转向部分，如图8、9所示：
图8穿钢绞线示意图
图9：
锚板安装示意图
每根钢绞线穿索前都要进行编号，钢绞线在穿过分丝板、束梳器时都需按孔位布置，一一对应穿索，不能有交叉现象。
钢绞线穿索按照从下往上的顺序，依次穿索，如图10所示：
图10钢绞线穿索顺序示意图
穿索过程中，应在钢绞线前进沿途箱梁底板上铺设橡胶或尼龙支撑轮或棉毡等物，防止钢绞线与锐物摩擦导致环氧涂层破损。
4.钢绞线张拉
本工程的张拉方式采用单根张拉方式，一端或两端张拉。
每联首跨及接30m引桥一联首跨和尾跨采用一端张拉，其余都为两端张拉。
（1）单根张拉
采用四台（二台）单孔张拉千斤顶（最大张拉力25t）两端（一端）两侧对称张拉（见图11）。
采用单根张拉虽然张拉次数较多，但是设备拆装简便、操作灵活。
图11对称张拉示意图
（2）张拉工艺
Ø接通油泵和千斤顶的油管，检查精密压力表是否与千斤顶相符，在未张拉之前，可以在空载的情况下活动两个行程，确保千斤顶在张拉时无任何问题。
Ø启动油泵，在张拉过程中，钢绞线缓慢被拉出。
Ø当达到设计、监测监控给定的张拉吨位后，应先稳住油压，检查索力值是否正确。
然后启动顶压缸，利用顶压杆将夹片顶进锚板内，最后回油，缓慢卸除拉力。
Ø回油、关机、断电、完成张拉的全过程。
张拉示意见图12：
图12张拉示意图
（3）张拉力控制
Ø张拉前要对钢绞线预张拉，以消除环氧钢绞线的垂度（一般取值为最终张拉力的10％）。
Ø预张拉后千斤顶不拆下，继续张拉至最终张拉力，此时测出钢绞线的伸长量。
Ø钢绞线在转向器内有摩阻损失，所以实际张拉力计算公式为：
F=F1+F2+F3
F——实际张拉控制索力
F1——理论张拉索力
F2——锚具变形、钢绞线回缩引起的预应力损失
F3——钢绞线与孔道摩擦引起的预应力损失
a）锚具变形、钢绞线回缩引起的预应力损失F2
当锚具变形、钢绞线回缩值沿钢绞线长度是均匀分布或孔道摩阻系数较小时：
F2=∑∆L*A*Ep/L
式中∆L－锚具变形、钢绞线回缩值；
A－钢绞线有效截面积；
Ep－钢绞线的弹性模量；
L－钢绞线的有效长度。
b）钢绞线与孔道摩擦引起的预应力损失F3
F3=F*[1-e-（kl+μθ）]
式中
－钢绞线与孔道之间的摩擦系数；
－考虑孔道每米长度局部偏差的摩擦系数；
－从起点至计算截面的孔道长度（m）；
θ－从起点至计算截面曲线孔道部分切线的夹角（rad）,θ＝0，即为直线段。
Ø等所有钢绞线张拉完毕后再以100％设计张拉力补拉一次，并测量每根钢绞线的张拉力。
每束钢绞线从上往下、从左往右张拉，顺序如图13所示：
图13张拉顺序示意图
（4）张拉施工要点
Ø施工要严格按设计所提出的张拉程序及张拉力进行。
对施工中出现的异常现象，应停止施工，并及时报请现场监理和设计，待查明原因，采取措施后再继续施工。
Ø千斤顶、油泵等整个加载系统在施工前必须标定，以确保张拉控制的准确性。
施工中应同时观察油压表读数。
Ø当张拉设备，如：
千斤顶、压力表等损坏或超过规定使用期限，应重新进行标定。
Ø张拉操作必须逐级、平稳、对称进行，不允许出现超载现象，并作好张拉记录。
Ø本体系工作夹片设计使用次数为5次（设计最大张拉力），若张拉次数超过5次，需及时更换工作夹片。
体外索的施工是引桥成败的关键之一，必须精心组织施工，严格按照设计要求和有关规定进行，张拉前机具必须准确检校，钢绞线应实测出各项性能指标。
张拉时采用张拉力和伸长量双控，严格控制张拉力，并校核伸长量，张拉顺序尽量对称分级进行。
体外索张拉过程中必须配合主施工单位进行箱梁变形监测，确保施工质量。
5.减振限位及防腐处理
（1）减振限位装置的固定
根据实际索体的位置，结合理论点的位置确定限位装置的安装位置，然后将限位装置固定。
（2）端部防腐处理
调索力完毕后根据更换钢绞线的预留长度（实际预留长度应大于500mm）切断钢绞线。
将锚具保护罩安装就位，保护罩上的出气口作为油脂的出油口。
在安装保护罩前先在锚具外表面涂抹防腐油脂一层，解决灌油时锚具上端油脂不到位的现象。
当油脂从出气口溢出时，表明锚罩内的油脂已经灌满，密封出油口。
最后在保护罩涂装防锈油漆两道。
端部防腐示意图见图14
：
图14端部防腐示意图
6.钢绞线保护措施和修补
环氧层是决定环氧钢绞线使用寿命的重要因素，为了保证本项目体外索的使用寿命，在施工期间必须采取措施保证环氧层不受损伤。
1、吊装、堆放环节
a）钢绞线发货到现场时为木质成盘索，吊装时应利用木盘轴心进行操作，严禁吊具直接接触索盘表面；
b）吊装过程应指挥恰当，防止索盘与异物碰撞损伤；
c）索盘临时堆放时应采用雨布临时遮挡，防止表面被污染。
2、下料环节
a）严禁下料时将钢绞线直接在地面上拖动，应布置好托架后，在托架上下料；
b）卷盘后，在下料好的钢绞线堆放前，应在地面上放置木垫，避免卷盘与地面直接接触擦伤；
c）卷盘堆场，须在钢绞线卷盘上覆盖雨布，防止表面被污染。
3、安装环节
a）保证安装通道无异物，通畅；
b）在预留孔、定位器管口等转折处，必须做好导向防护措施，避免环氧层被损伤；
c）必要时可以在孔道、转角、弯折出涂抹润滑油脂。
一旦发现环氧层有损伤时应立即修补，具体操作如下：
1）修补材料配置
a）使用牙签（主剂、固化剂各自一个），从主剂铁罐中沾一滴主剂于纸板上；从固化剂铁罐中沾1/2滴固化剂于纸板上的主剂旁边，目视确定为1/2的比例。
每次使用时看绞线表面质量状况决定配比的量，多配几次，每次配少点，避免浪费。
图15修补材料
b）用牙签将纸板上的主剂、固化剂混合。
2）用灯光配合（如有必要）确定撞伤的位置。
3）用洁净的布将撞伤绞线表面擦干净，不得有水迹、污垢等。
4）用热风机稍稍加热撞伤位置。
5）用牙签取修补剂，和环氧涂层钢绞线成45°角，将修补材料涂到修补处。
6）热风机在修补处吹热风，使修补剂干燥；用手指触摸修补处环氧层目视无软化现象则修补处环氧层已固化、干燥！
7）修补剂干燥后，用小锉刀锉一圆角，注意不能伤及旁边的环氧涂层，目视相平即可。
撞伤与擦伤处不得发现有钢丝破损或受伤以及生锈现象，若发现以上现象则不得采取修补措施！
五、工程质量保证措施
1.本工程质量目标：
优良工程
为确保本工程达到所要求的质量目标，根据FASTEN以往的施工管理经验以及本工程的特点。
采用项目目标管理施工机制及项目经理负责制，公司和相关职能部门全力配合。
工程施工质量管理完全按照FASTEN所制定的质量、职业、安全健康体系进行全过程的质量控制。
在本工程建设中，要求全体施工人员都要牢固树立“质量第一”的意识，贯彻“质量第一”的宗旨，以“精心施工、严格要求、事前控制、杜绝返工”的指导思想，认真对待每个施工环节。
2.质量控制原则
本工程质量控制原则：
按照本工程设计文件及技术要求、施工图纸、国家现行相关技术规范、规程及标准的要求进行。
3.质量检查程序
FASTEN对本工程施工实行二级质量检查制度，在每道工序作业期间，施工班组质量检查组、项目质量检查组不断检查，按照设计和施工规程，发现问题，立即解决。
4.质量职责
（1）项目经理质量职责
Ø认真贯彻执行国家和上级机关有关建筑工程质量的法规、法律、方针政策等，确保工程的施工质量符合上述规定及业主要求。
Ø贯彻执行公司的“质量方针”和“质量目标”，并作为全体员工质量活动中质量宗旨、行为准则。
Ø根据工程性质与特点做好施工组织设计，制定工程质量目标与质量保证措施。
Ø掌握本工程项目的质量动态，定期召开质量会议，坚持“百年大计、质量第一”的方针，确保工程实现质量目标。
（2）项目副经理质量职责
Ø在总经理的领导下，认真贯彻执行公司的质量方针和质量目标，组织制定工程的质量保证措施和工程创优计划。
Ø严格工程的施工技术和质量检验管理，并对其工作质量负责。
Ø制订和实施工程质量计划，加强施工过程的控制，对因技术管理原因造成的重大事故负责。
Ø加强文件和资料的控制，建立质量记录。
Ø制订和实施纠正措施及预防措施，严把“图纸、测量、试验”关。
Ø主持编制工程实施性施工组织设计，明确其技术保证和质量保证要求。
Ø主持关键工序攻关和人员的培训、编写有关的成果报告和施工技术总结。
（3）工程技术人员质量职责
Ø对工程项目的技术方案进行全方位的监控。
Ø参与图纸会审、编制施工组织设计、对施工队进行质量技术交底。
Ø负责制定工程项目的生产计划，协调施工班组的施工计划。
Ø以施工组织设计为指导，组织各施工班组按质按量完成施工任务并负责处理施工过程中的技术、质量问题。
Ø审核工程的技术资料，对施工资料进行及时整理。
（4）质检人员质量职责
Ø对工程项目进行全
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