桥梁墩帽首件制施工方案.docx
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桥梁墩帽首件制施工方案
XX中桥墩帽首件制施工方案
一、前言
为加强我标段结构物项目管理，确保工程质量，认真贯彻落实中山市交通运输局中交[2012]331号文件精神，让我标段结构物在质量上一个新台阶，争取达“双标”要求。
XX中桥墩帽构造形式为长方梯形：
上顶长为938~1304cm，下底长为626~842cm，高为130cm，宽为160cm，共8片。
即主道4片，辅道4片。
选择该桥1#墩1#墩帽，即1#左辅道桥墩帽作为墩帽分项工程的首件制工程进行施工。
二、编制依据
（一）、交通部颁布的《公路工程技术标准》（JTJ001-97）；
（二）、交通部颁布的《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）；
（三）、交通部颁布的《公路质量检验评定标准》；
（四）、中山市古神公路二期工程北段I标招标文件第II卷“技术规范”；
（五）、中山市交通项目建设有限公司与本公司签订的工程施工合同书；
（六）、江苏省交通规划设计院股份有限公司二0一一年四月提供的中山市古神公路二期工程北段第一合同段施工图设计。
三、全桥墩帽工程量
墩帽量
（片）
C30混凝土
（m3）
钢筋（Kg）
备注
Φ8
Φ12
Φ25
8
171.6
104.3
9963.2
16331.4
四、工期安排
（一）、首件制工期
计划开工时间：
2013年9月2日
计划竣工时间：
2013年9月10日工期9天
（二）、批量工期
辅道：
计划开工时间：
2013年9月11日
计划完工时间：
2014年12月31日工期15个月
主道：
计划开工时间：
2015年3月1日
计划完工时间：
2015年4月30日工期2个月
（三）、施工进度横道图（附后）
五、主要机具、检测仪器
主要机具、检测设备一览表
（一）
序号
名称
数量
型号或规格
1
1000强制式搅拌机
1台
1000L
2
强制式搅拌机
1台
750L
3
移动式砼输送泵
1台
4
砼运输车
3辆
三菱815
5
柴油发电机组
2台
200KW
6
自卸车
2辆
马达车
7
洒水车
1辆
8000L，东风
8
装载机
2台
ZL40
9
压路机
1台
18T，（振动60T）
10
振动棒
10台
11
切割机
3台
12
钢筋弯曲机
3台
13
断铁机
2台
测量、试验检测设备一览表
（二）
序号
仪器名称
规格或型号
生产厂家
单位
数量
1
全站仪
SET22D
台
1
2
水准仪
DS2
台
2
3
压力机
YE-2000
无锡
台
1
4
养护室自动控制仪
BYS-II型
上海路达
台
1
5
空调
1.5匹
美的
台
1
6
砼坍落度仪
TLY-型
套
3
7
砼抗硬度试模
150mm3
无锡
组
20
8
砂浆抗压试模
70.7mm3
无锡
组
20
9
砂浆稠度仪
0-14.5cm
天津
套
1
10
砼振动台
1×1m
浙江
台
1
11
砼搅拌机
SJD60型
浙江
台
1
12
磅称
100kg
上海
台
1
13
电子天平
200g、0.01g
上海
台
1
14
电子天平
20kg、1g
上海
台
1
15
轻型触探仪
江苏
套
1
16
砂筛
10-0.08mm
浙江
套
1
17
石筛
80-2.5mm
浙江
套
1
18
压碎值测定仪
上海
台
1
19
桥梁泥浆比重三件套
上海
套
2
20
游标卡尺
30cm
上海
个
1
21
针片状规准仪
砼集料
上海
套
1
22
60T万能试验机
WE-600B
浙江
台
1
23
钢筋打点机
浙江
台
1
24
钢尺
50cm
上海
把
2
25
水泥抗折试验机
KZJ-5000
山东
台
1
26
水泥净浆搅拌机
NJ-106型
无锡
台
1
27
水泥稠度测定仪
上海
台
1
28
水泥胶砂振动台
90TDO60-A
苏州
台
1
29
水泥胶砂搅拌机
JJ-5
无锡
台
1
30
水泥标准养护箱
HBY-10B型
上海
台
1
31
水泥抗压夹具
4×4m
浙江
套
1
32
水泥安定性沸煮箱
FZ-31A型
无锡
台
1
33
雷氏夹测定仪
CD-50
浙江
套
1
34
雷氏夹
浙江
个
8
35
水泥细度筛
0.08mm
无锡
个
2
36
水泥胶砂试模
4×4×16
沧州
组
8
六、劳力资源
劳力资源配备表
名称
人数
职责
现场技术负责
1
现场联系、指挥
现场管理
1
浇筑点布料、振捣指挥
结构工程师
1
结构负责指挥
质量检查
1
质量全面负责检查
机务负责人
1
后台机务安排
试验负责人
1
严格控制砼配合比
现场试验员
1
现场试块取样、坍落度的测试、观察、反馈
测量主管
1
桩位施复测
测量人员
4
配合测量主管进行各项测量
墩柱施工负责人
1
劳动力的安排、调度
砼质量控制
1
控制拌和楼出料情况
天气员
1
每天了解天气情况，及时报告天气变化情况
拌和楼机手
2
操作拌和楼设备
砼运输司机
4
将砼运输到现场
铲车司机
2
后台上料
砼工
10
振捣砼、铲料
电工
1
负责现场用电设备的接线和电路故障维修
木工
10
配合现场各项工作
机械修理工
4
现场2名，后台2名，及时抢修故障机械
七、施工布署
中山市古神公路二期工程北段I标，利用现有侧分带、辅道、人行道拓宽扩建属城市升级道路，即要保持现状交通运行，又要完成拓宽扩建任务，因此总体施工原则为先辅道后主道的施工方针。
结合执行中交[2012]331号文件精神，决定选择1#墩1#墩帽，即左辅道桥墩帽作为首件制工程施工，按照“预防为主，先导试点”的原则，对XX中桥1#墩1#墩帽，即左辅道桥墩帽进行首件制工程施工，进拟确定最佳施工工艺，各项技术指标，质量控制措施，编写总结报告，找出差距以利下步批量施工。
八、墩帽施工工艺
（一）、测量放样
先对墩帽的结构线及墩柱中线进行测量放样，墩柱前后、左右边缘距设中心线尺寸容许偏差10mm。
并将墩柱结构线以内的混凝土面凿除浮浆，整理连接钢筋。
（二）、钢筋制作与加工
1、钢筋加工
钢筋加工应在钢筋制作棚内进行，钢筋下料应严格按照设计图纸几何尺寸下料并配搭好钢筋，杜绝浪费。
采用电弧焊接时，两钢筋搭接端部就预先折向一侧，使两钢筋焊接后在同一轴线上；接头采用双面焊时，焊接长度不小于5d，单面焊时，焊接长度不小于10d，要求焊缝饱满、平实、无蜂窝，不损坏主筋，并应敲掉焊渣，一律采用506焊条。
在同一部位内，同一钢筋不宜有两个接头，同一断面积不超过50%，两接头断面间距不小于35d或50cm（示钢筋直径而定）。
2、钢筋安装
钢筋一次性安装完成。
安装时应绑扎牢固，必须符合设计与规范要求，并加垫相应强度的砼块以保证保护层厚度。
（三）、模板制作与安装
1、模板制作
侧模采用244×122×2cm塑面胶合板。
纵横背带间距60×60cm，用铁钉将纵横背带钉固于模板，同时在横背带上按间距60cm用Φ17钻孔，以利于下步模板安装时采用Φ16螺杆对拉两侧模板。
2、模板安装
安装顺序为底模、侧模、端模。
按事先编排的序号依次吊装至划好线的支撑垫上进行组装，接缝处采用双面胶粘贴，保证不漏浆。
其拼装质量几何尺寸符合设计图纸要求。
经自检合格并报监理检查合格后可进行下道工序施工。
模板安装如下图：
（四）、支架搭设
1、墩柱顶下90cm处预埋2条直径130的PVC管（一条墩柱一条，两头用透明胶带密封，长度就墩柱的直径长）将直径250×120cm的圆钢穿入预留孔代替抱箍。
2、预埋管的位置且在纵轴线中心处。
3、采用两根1400×630×76×13×22型钢，且在端部50cm处用Φ22钻孔，并在距第一孔6.5m处，再间隔6.5m处各钻孔，用Φ20作对拉杆。
4、型钢安置于250×120cm圆钢之上，然后用Φ20对拉杆紧螺抱墩柱。
5、在安装后的1400×630×76×13×22型钢上纵置3000×200×100×7×11.4槽钢，且槽钢中对中800mm.
6、按前述进行底模、钢筋、侧模安装工序施工。
（五）、浇筑混凝土
混凝土浇注前对支架、模板、钢筋进行检查，符合设计及规范要求后方可进行混凝土浇注，一次混凝土浇筑的方法施工，中间不留施工缝。
混凝土采取集中拌和，混凝土搅拌车运输。
混凝土拌和中严格控制材料用量，并对拌和出的混凝土进行坍落度测定，控制好水灰比。
墩台帽混凝土在吊车能及的高度用混凝土运输车送至现场，以吊车配混凝土吊斗浇筑，用插入式振捣器振捣，混凝土采取分层连续进行浇注，每层厚度不大于30cm，中间因故间断不能超过前层混凝土的初凝时间。
混凝土浇注过程中设专人检查支架、模板、钢筋的稳固性，发现问题及时处理。
混凝土浇筑后进行表面抹平，混凝土初凝以后及时进行覆盖养护，防止混凝土表面出现裂缝。
（六）、拆模及养护
模板拆除：
模板拆除应在混凝土达到设计强度为70%后方可进行，以保证不损面、不掉角，保持外形美观。
用土工布覆盖养护，用水管往上浇水，养护期不少于7天。
（七）、墩帽施工工艺图
墩帽施工工艺图
合格
不合格
不合格
合格
九、墩帽支撑计算书
（一）、编制依据
1、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）
2、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）
3、《建筑施工扣件式钢管支架安全技术规范》（JGJ130-2001）
4、《路桥施工计算手册》（人民交通出版社）
5、国家及交通部颁发的有关设计、施工规范及验收标准
6、《中山市古神公路二期工程北段Ⅰ标施工图设计》
7、现场实际情况及调查资料
（二）、工程概况
中山市古神公路二期工程北段Ⅰ标中小桥共三座，但只有XX中桥有墩柱16条，墩帽8片，主道墩帽长13.039m,辅道墩帽9.375m，高1.3m,宽1.6m，砼设计强度为C30。
（三）、专项施工方案设计
XX中桥1#、2#桥墩处于河涌，为方便小鱼船通航，桩基施工时只半幅围堰。
因此，墩柱施工时不可能采取管架式支架施工，抱箍成本高，介于顾及到进度、经济效益、施工方便，决定采用剪力销作为承重支撑，即在墩柱顶下90cm柱中轴线处预留孔穿钢棒搭设支承平台施工。
本方案将对主道双柱式墩帽荷载、弯矩最大、最不利的工况下对其模板支撑体系进行分别设计和验算，辅道不以算之。
主道双柱式墩帽最大尺寸为1303.9cm×160cm×130cm，混凝土方量24.9m3。
墩帽简图如下：
（四）、支承平台及模板布置
墩帽施工支承平台采用在每个墩柱上各穿一根250cm长φ120mm钢棒（A45钢），上面采用墩柱两侧各一根1400cm长I63a工字钢做横向主梁；主梁上面安放一排每根300cm长的I20a工字钢，间距为60cm作为分布梁；分布梁上架300cm×10cm×10cm的方木作为龙骨，龙骨间距为30cm；龙骨上铺设2.0cm后的塑胶板作为墩帽底模。
墩帽侧模采用2cm塑胶板,模厚度为δ20mm。
在侧模外侧采用间距60cm的2[10槽钢作竖带，竖带高130cm；在竖带上间隔60cm设三个Φ20的对拉杆孔，在竖带外设3排横向长14m的2[14背带，间距50cm，在竖带外设φ48的钢管斜撑，支撑在横梁上。
传力途径为：
墩帽底模→龙骨（3m×0.1m×0.1m方木）→纵向分布梁（I20a工字钢）→横向主梁（I63a工字钢）→支点φ120mm钢棒（A45钢）。
为了方便调整高度和拆模施工，采用楔形块支撑横向主梁。
如下图：
（五）、计算参数
序号
材料名称
规格
单位重量
弹性模量
（×103）Mpa
截面积
cm2
抵抗矩
W（cm3）
惯性矩
I（cm4）
1
塑胶板（底）
244×122×2cm
5.8Kg/m2
9
2
方木
300×10×10cm
4.5Kg/m
9
166.67
833.33
3
小横梁
工字钢I20a
27.91Kg/m
210
35.55
236.9
2369
4
大横梁
工字钢I63a
121.36Kg/m
210
154.59
2984.3
94004
5
钢棒
Φ120mm
113.1
6
背带
槽钢[14a
14.53Kg/m
210
18.51
80.5
563.7
7
竖带
槽钢[10
10Kg/m
210
12.74
39.4
198.3
8
拉杆
Φ20mm
9
螺栓
M20
1、钢材采用Q235钢，抗拉、抗压、抗弯强度设计值［σ］=215Mpa；
2、钢材抗剪强度设计值［τ］=125Mpa；
3、振捣混凝土产生的荷载：
2KPa即2.0KN/m2；
4、倾倒混凝土产生的荷载：
6KPa即6.0KN/m2；
5、钢筋混凝土的容重：
26KN/m3；
6、组合塑胶模板及连接件0.75kN/m2。
（六）、结构计算
1、荷载分布
（1）、墩帽总长L=13.039m,悬臂长a=2.911m，墩柱净距L1=7.217m，I63a工字钢总长14m。
墩帽砼重量：
q1=26KN/m3×24.9m3=647.4KN
（2）、墩帽两侧各设置一根长14m的I63a工字钢作为横向主梁，则有：
q2=121.36×10×14×2=33.98KN
（3）、主梁上铺设长3m的I20a工字钢作为分布梁，每根间距60cm，按墩帽全长13.039m布置，共23根，则有：
q3=27.91×10×4×23=25.68KN
（4）、分布梁铺设龙骨（3m×0.1m×0.1m方木，间距0.2m）共9排，需99m；龙骨上铺设厚度为2.0cm的塑胶板；侧面厚度为20mm的木模板，在侧模外侧采用间距0.6m的2[10靠背槽钢作竖带，竖带高130cm，共23排，设3排长14m的2[14横向背带。
则有：
、底模荷载：
qj=5.8×（13.039×1.6+1.75×1.6×2）×10/1000=1.53KN
、龙骨荷载：
ql=4.5×9×11×10/1000=4.46KN
、侧模及连接件荷载：
qc=5.8×2×0.75=8.7KN
、背带及竖带荷载：
qb=［2×2×14×14.53×3+2×1.3×23×10×2］/1000×10=36.37KN
q4=qj+ql+qc+qb=51.06KN
、施工人员、机具重量荷载按2.5KN/m2，则有：
q5=13.039×1.6×2.5=52.16KN
、振捣砼产生的荷载按2KN/m2，砼浇筑产生的冲击荷载按6KN/m2，则有：
q6=13.039×1.6×8=166.9KN
、荷载分项系数：
静荷载按1.2，活荷载按1.4。
2、底模（塑胶板）受力计算
（1）、按强度验算：
底模上的均布荷载：
qd=（1.2×647.4+1.4×219.06）/13.039=83.10KN/m
要求模板厚度：
h=L/4.65×0.2279=200/4.65×0.2279=9.8mm
（2）、按刚度验算：
验算荷载：
qd=（1.2×q1）/L=（1.2×647.4）/13.039=59.58KN/m
要求模板厚度：
h=L/6.7×=300/6.7×0.2279=10.2mm
∵采用模板厚度20mm＞max｛9.8mm,10.2mm｝
∴底模满足施工要求。
（3）、龙骨受力计算
作用于每根方木上的均布荷载：
qf=[（q1+qj）×1.2+（q5+q6）×1.4]/L/8
=[（647.4+1.53）×1.2+（52.16+166.90）×1.4]/13.039=10.41KN/m。
按三等跨连续梁计算，其下分布梁间距为0.6m，则有
、弯曲强度：
σ=qf×L2/（10w）=10.41×0.62/（10×166.67×10-6）=2.25MPa＜［σ］=9Mpa
、抗弯刚度：
f=qf×L4/（150EI）=10.41×0.64/（150×9×103×106×833.33×10-8）=0.12mm＜［f］=L/400=600/400=1.5mm
综上所述方木满足施工要求。
（4）、分布梁受力计算
I20a工字钢分布梁直接承受底模以上的自重，分布在圆柱两侧的I63a工字钢上，两工字钢主梁紧贴圆柱，间距按圆柱直径100cm，故I20a工字钢分布梁计算跨径为100cm，墩帽底宽为160cm，分布梁两端各悬臂70cm，悬臂有利跨中受力，不计悬臂部分，按简支梁计算，实际偏安全，如下图
分布梁布设间距0.6m，作用于每根分布梁上的荷载：
qh=0.6×[（q1+q4）×1.2+（q5+q6）×1.4]/L=0.6×[（647.4+47.21）×1.2+（52.16+166.9）×1.4]/13.039=52.47KN/m。
计算跨径1.0m，按简支梁计算，则有
跨中弯矩：
M=qh×L2/8=52.47×1.02/8=6.56KN∙m
、弯曲强度：
σ=M/W=6.56×103/（236.9×10-6）=27.69MPa＜［σ］=215Mpa
、抗弯刚度：
f=5×qh×L4/（384EI）=5×52.47×103×1.44/（384×210×103×106×2369×10-8）=0.14mm＜［f］=L/400=1.0/400=0.25mm
综上所述I20a工字钢满足施工要求。
（5）、主横梁受力计算
I63a工字钢主梁承受由分布梁传下的荷载，按均布荷载考虑，两根工字钢各承受一半的力，工字钢搭在两圆柱预埋的钢棒上，故工字钢计算跨径为两圆柱中心的间距，取为7.217m，按两端外伸悬臂计算。
如下图
作用于每根I63a工字钢主梁上的荷载：
qz=1/2×［1.2×（q1+q3+q4）+1.4×（q5+q6）］/L=1/2×［1.2×（647.4+25.68+51.06）+1.4×（52.16+166.9）］/13.039=45.08KN/m
、跨中弯矩：
M=qzlx［（1-a/x）（1+2a/l）-x/l］/2=1/2×45.08×7.217×6.52×［（1-2.911/6.52）×（1+2×2.911/7.217）-6.52/7.217］=102.50KN∙m
σ=M/W=102.50×103/（2984.3×10-6）=34.35MPa＜［σ］=215Mpa
、跨中挠度：
f=qzl4（5-24a2/l2）/384EI=45.08×103×7.2174×（5-24×2.9112/7.2172）/（384×210×103×106×94004×10-8）=0.001767m=1.77mm＜[f]=l/400=7217/400=18.0mm
、悬臂端点挠度：
f=qzal3（6a2/l2+3a3/l3-1）/24EI=45.08×103×2.911×7.2173×（6×2.9112/7.2172+3×2.9113/7.2173-1）/（24×210×103×106×94004×10-8）=-0.0018015m=1.80mm
即下宽1.80mm＜[f]=l/400=2911/400=7.28mm
综上所述I63a工字钢满足施工要求。
（6）、钢棒（剪力销）受力计算
钢棒为悬臂结构，工字钢紧贴圆柱，故只考虑钢棒受剪，4个支点抗剪截面分担承受上面传来的重力。
如下图
每个墩帽按墩柱设两个钢棒支承上部荷载，采用Ф120高强钢棒（A45），端外露0.45米，作用于每个钢棒支点上的剪力：
Qz=1/4×［1.2×（q1+q2+q3+q4）+1.4×（q5+q6）］=1/4×［1.2×（647.4+33.98+25.68+51.06）+1.4×（52.16+166.9）］=304.11KN
t=Q/A=304.11×103/（113.1×10-4）=26.89MPa<[τ]=125Mpa
所以本工程墩帽采用Ф120高强钢棒（A45）能满足要求。
（7）、预留孔受力计算
、钢棒对预留孔底的压力：
P＇=2Q=2×304.11=608.22KN
、预留孔底部平均受压面积：
S=D×d=1000×120=120000mm2（式中D为墩柱直径，d为圆钢直径）。
、平均压应力：
σ=P＇/S=608.22×103/（120000×10-6）=5.07MPa
因孔底平均压应力远小于墩柱混凝土设计强度C30，即30MPa,故墩柱预留孔在墩帽支设模板、浇注混凝土时，其强度可以保证。
（8）、侧模受力计算
根据《简明施工计算手册》有关章节（P310）进行验算，模板侧压力取以下两式中的较小值：
Pm＝γH，γ取26KN/m2，H取1.3m，则F＝26×1.3＝33.8KN/m2
Pm＝4+（1500/T+30）-Kx×Kw×V1/3，T取30℃，Kx取1.15，Kw取1.2，V=1m/h，则Pm=4+（1500/30+30）-1.2×1.15×11/2=27.62KN/m2
故模板侧压力取Pm=27.62KN/m2。
、面板计算
面板采用δ＝20mm塑胶板，每格面板尺寸为0.3m×0.3m，查《路桥施工计算手册》（P773）附表2-17，按两边嵌固，两边简支计算
、最大的正应力δmax
Ly/Lx=0.3/0.3=1.0，查P773，表2-17知，Kx＝0.0285，Ky＝0.0158，则
Mx＝KxqLx2＝0.0285×27.62×0.32＝0.0708KN.m
My＝KyqLy2＝0.0158×27.62×0.32＝0.0393KN.m
木材ν取0.15，修正后
Mx’=Mx+U.My＝0.0736KN.m
My’=My+U.My＝0.0421KN.m
则Mmax=Mx’=73.6N.m
ω=bh2/6=1.3×0.0202/20=2.6×10-5m3
δmax=Mmax/ω=73.6/2.6×10-5=28.31MPa＜［σ］=215Mpa
故板的拉应力满足要求。
、最大挠度计算
ωmax＝kfPmL4/B0
查《路桥施工计算手册》（P773）附表2-17，kf＝0.00192。
L为面板的短边长，L＝0.3m，B0为构件的刚度。
B0＝Eh3/12（1－ν2）＝206×103×63/12（1-0.32）=4.074×106N.mm
fmax=0.00192×27.62×10-3×0.34×1012/4.074×106
=0.11mm<[f]=L/500=300/500=0.6mm
面板挠度满足要求。
、横愣计算
横愣采用［10的槽钢，水平跨度为0.6m，间距为0.3m，模板侧压力F＝27.62KN/m2，横愣上的荷载为q
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