薄壁空心墩施工安全专项方案.docx

1、薄壁空心墩施工安全专项方案重庆渝北至四川广安高速公路（重庆段）土建第一分部（K3+257.35K22+500） 黑水滩河特大桥薄壁空心墩施工安全专项方案 编制： 审核： 审批： 中国水电集团路桥工程有限公司渝广高速公路总承包部土建第一分部二一三年六月1、编制说明1.1编制依据1根据渝广高速公路TJ-1标合同段施工合同；2根据渝广高速公路TJ-1标合同段两阶段施工图设计；3根据现场调查的有关资料（当地水文、气象、民俗、交通、材料供应、水源、场地情况）；4根据我公司施工技术管理细则中关于编制施工方案的有关要求；5参与施工人员的技术状况、机构组成、机械设备、检测装置等安排。6采用的施工规范、标准主要

2、有：公路工程质量检验评定标准（JTG F80/12004）公路桥涵施工技术规范（JTJ 0412000） 公路桥涵设计通用规范（JTG D602004）1.2编制原则1本方案遵守设计文件、招标文件，严格按照各相关施工和设计规范、验收标准中各项规定进行编制。2工期安排根据业主对总工期和对本合同段完工时间的要求，考虑雨季对施工生产的影响。各个单项工程以服从合同段整体施工安排为前提，均衡展开施工，用最节省的投入达到最佳的工期、质量效果，保证合同段整体工期、质量、安全、效益等目标的全面实现。3施工计划主抓关键工序，组织平行作业、流水作业，科学安排交叉作业，强调专业间的协同配合，避免窝工，杜绝返工，循序

3、渐进，均衡生产。4积极引进、采用新技术、新工艺、新材料、新设备，在确保工程质量的前提下，以求提高效率、压缩工期，降低工程成本。5本方案推行“可控成本管理”，全面落实工期、质量、安全、成本责任制的整体安排，在资源配置、过程控制、质量检验和试验、不合格品控制以及环保、文明施工等方面提出具体措施和实施方案，明确目标，保证投标各项承诺的实现。1.3编制范围本方案编制范围为渝广高速公路TJ-1段黑水滩河特大桥空心薄壁墩施工部分。2、工程概述2.1 工程概况黑水滩河特大桥左幅起止桩号为K14+977.5mK16+469.5m，全桥长1492m；右幅起止桩号为K14+977.5mK16+475.5m，全桥长

4、1498m。桥梁上部结构采用装配式预应砼先简支后连续T梁，下部桥墩采用双柱式墩及矩形空心墩、桩基础，桥台采用U型桥台，扩大基础，下部结构中矩形空心薄壁墩共17处，最大墩度达62m。2.2 主要工程量薄壁空心墩17个，841.002延m（2.6m墩柱291.442延米；3.0m墩柱549.56延m）。2.3 水文、地质情况水文：桥位区地表水主要为桥区跨越的黑水滩河河水，河面宽约50m，位于桥位区第13、14号墩之间，勘察时流量约613m/s，汛期可达6629.5 m/s。黑水滩河为该地区地下水最低排泄基准面，也是各类地表、地下水的汇集、排泄通道。据地面调查和访问，河谷宽200280m，沟底标高2

5、64m左右，属长年流水型河流，河流旱季水流较缓，雨季水量增大，最高洪水位约275m，河谷附近桥梁桥墩所处地面高程约268.2m，河水洪水期对本桥墩台有一定冲刷影响。地质：桥位区位于悦来向斜南东翼，岩层产状2953075460，区内无断层通过，区域稳定；区内无滑坡、崩塌、泥石流、地下采空区等不良地质现象，地震活动微弱。桥位区第四系土层厚度一般小于4m，主要分布于桥区地势低洼及缓坡地段，斜坡局部可见基岩出露，经调查，桥位区地表土体未见开裂迹象，桥位区地表土体整体稳定。3、施工准备3.1、 管理人员配置工程现场管理人员表序号姓名职务备注1李强项目经理项目负责人2李有发项目副经理生产负责人2李友谊项目

6、总工项目技术负责人3秦忠友测量主管测量负责人4邹盛禹物资部长物资负责人5裴茂才工区负责人现场负责人8蒋祖国安全总监安全负责人9黄 彬试验室主任试验负责人3.2、施工人员配置 本项目工期紧，为确保工期和施工质量，分八个班组平行作业组织实施。左右两墩共用一个塔吊及人工步梯，人员上下方案均采用搭设钢管支架设置人工梯方法解决，以满足材料、设备、人员垂直上下问题与施工问题。1、翻模施工每工班劳动力组织序号工程人数分工1工班长1负责本工班全面工作2技术人员1负责本工班技术工作3安质员1负责本工班安全工作和质量检查4组 长3分别负责模板、钢筋、混凝土作业组5测量员1放线和各断面测量控制6试验员1材料检测、混

7、凝土配合比选择7塔 吊 司 机2塔吊操作与保养9拌合机司机2拌合机操作与检查保养10电 工1现场电器的安装管理及维修11信 号 员2墩身上下联络12模 板 工8模板组装、拆装、吊运、维修13钢 筋 工8钢筋下料、焊接、绑扎14混凝土工10拌合混凝土和灌注混凝土振捣15机 修 工3配件加工16普 工12混凝土及材料运输合 计582、每套施工机械设备表序号名称型号数量用途1塔吊TC5013B1台吊运模板、机具 2装载机30B轮胎式1台后台供制3手动葫芦10KN、50KN各2只模板拆除、安装4全站仪TS06 power，精度21台模板放线5水准仪精度1mm1台6直螺纹连接机40以下1台钢筋接头7混凝

8、土拌合机HSZ1201套8混凝土泵车48m1台9钢筋切断机5-401台钢筋加工10钢筋弯曲机WT4-1 401台钢筋加工11钢筋调直机414mm1台钢筋加工12振捣器50插入式4台混凝土施工13吊篮承重200kg2台拆除作业14抽水机扬程120m2台供水15发电机120kW2台发电备用16汽车吊车25T1台拆塔吊、电梯3.3 矩形墩塔机布置黑水滩河特大桥矩形空心薄壁墩17个，墩高39.364.3m，共841.00延米，其中位于黑水滩河处6个，聂家河处11个。墩柱高，从承台至盖梁，模板、钢筋、混凝土等工程量较大，拟计划采用塔机进行垂直起降工具。拟计划塔机5台，其中2台ZL-63型塔机2台设置在黑

9、水滩河附近，负责6个高墩的施工；3台ZL-80型塔机设置在黑聂家河附近，负责11个高墩的施工；具体布置如下：第二处高墩塔机平面布置图：4、模板方案选择高墩常用滑模、爬模及翻模施工，滑模及爬模由于配套设备多，一次性投入大，模板自重大，混凝土外观质量很难控制，施工纠偏困难。一旦开始施工，不得中断，雨季施工质量难以保证，且昼夜连续作业，管理难度较大。“提升翻模”施工配套设备少，施工机具投入小，模板刚度要求低，自重小，混凝土外观质量容易控制，施工纠偏容易，可以连续和间断施工，已成为当前高墩施工的最常用方法。因此，根据本工程现场实际情况，经比较拟采用“提升翻模法”施工空心薄壁高墩，充分利用常用设备，且工

10、艺较简单易行。5、施工工艺及方法5.1薄壁空心墩墩身施工5.1.1 主要数量空心薄.模板的安装壁墩17个，最大墩高62m，共841.00延m。空心薄壁墩盖梁17个。5.1.2施工方法概述1、空心薄壁墩：采用定制钢模配合塔吊进行翻模施工，每次施工高度4.5m，一次性浇筑成型。2、空心薄壁墩盖梁：采用墩柱预留孔道穿钢轴配合工字钢作为支撑承重系统，侧模为大面钢模，浇筑砼后张拉落架成型。5.1.3 施工工艺1、施工工艺流程施工顺序为：设备准备施工放样钢筋绑扎预埋件安装模板安装调整高程测量砼浇筑砼养护（7天）第二节段钢筋接长、安装（含预埋件）安装并调校第二节段模板（注意与第一节段墩身模板连接好，并控制坐

11、标、高程）浇筑第二节段墩身砼（及养护）拆除第一节段模板。翻模是由4节段大块组合模板及支架、内外工作平台、塔式起重机、手动葫芦组合而成的成套模具。每一节段翻转模主要由内外模板、模板固定架、围带、拉杆等构成。根据该桥实际，翻转模板用大块组合模板拼成， 因墩身较高，综合考虑了节段施工时间、机具长度及钢筋配料和减少砼施工缝的数量的目的，共加工4层模板，每层1.5m，总共6m(见模板拼装图)。施工时，每次浇注3节模板的高度，即每次翻3层模板，浇筑4.5m高的砼。施工第1节段时模板支立于承台顶上，第2节段模板及第3、4节段模板分别支立于前一节段模板上，测量定位后一次性浇筑砼。砼达到拆模强度后（须第4节段混

12、凝土抗压强度达到3mpa，且第1节段混凝土抗压强度达到10mpa）拆除第1节段模板同时拆除第2节模板的最下层拉杆，此时荷载由已硬化的墩身混凝土传至墩底。待第1节段模板作调整和打磨后后利用塔吊、手拉葫芦将其翻升至第5层，依此循环向上形成拆模、翻升立模、模板组拼、钢筋焊接绑扎、灌注混凝土、养生和测量定位、标高测量的不间断作业，直至达到设计高度。每一个环节均应经过三检，即：自检、互检和专检。2、具体步骤现场布置1）作业平台：采用翻模施工，在每节模板顶面安装简易操作平台，四周布置安全灯笼架进行封闭施工，在施工作业面上满铺安全防护网和人行走板（用木板）。 2）塔吊：塔吊布置于横桥向的承台上，既作墩柱施工

13、吊具，又作上下通道。塔吊均设附着于墩柱上，塔吊每20m一道，并在塔吊上设置爬梯及爬梯护栏，随墩柱施工高度的增加，逐渐接高塔吊。塔吊安装程序：固定塔吊基础安装塔吊标准节吊装塔帽转台和驾驶室吊装平衡臂及卷扬机、配电箱先吊装一块配重块吊装起重臂及撑架系统(包括小车牵引机构和小车)吊装剩余两块配重块穿绕有关绳索系统检查整机的机械部件,结构连接部件、电气部件等调整好各安全保护装置进行试车。塔吊安装工艺标准要求：a.塔吊必须做好接地保护，防止雷击（采用不小于10mm2多股铜线用焊接的方法连接），接地电阻值不大于欧姆。b.塔吊安装完成后，在无荷载的情况下，塔身与地面的垂直度偏差值不得超过3/1000。c.塔

14、吊各部件的连接螺栓、销轴预紧力应符合要求。液压系统、安全阀的数值，电器系统保护装置的调整值及其它机构部件的调整值，均应符合要求。d.力矩限制器的综合误差不大于其额定值的，超过额定值时，力矩限制器，应切断吊钩上升和幅度增大方向的电源，担机构可做下降和减小幅度方向的运动。e.超高限制器：当吊钩架上升高度距定滑轮不小于米时，超高限制器应能切断吊钩上升方向的电源。f.变幅限制器：当小车行驶至吊臂端部0.5米处时，应能切断小车运行方向的电源。g.塔吊安装完成检查无误后，必须进行空载、静载、动载试验，其静载试验吊重为额定荷载的125，动载吊重试验吊重为额定荷载的110，经试验合格后方能交付使用。3）人员上

15、下：采用扣件式脚手架拼装封闭矩形受力框架，内设梯步，均设附着于墩柱上，每20m一道。随墩柱施工高度的增加，逐渐接高梯步架。3、翻身模板1）基本参数a、墩柱模板的截面宽度 B = 70003000mm(70002600mm)b、墩柱模板的截面高度 H = 1500，c、墩柱模板的计算高度 L = 4.5mm，d、柱箍间距计算跨度 d = 800mm。e、柱箍采用槽钢16#，每道柱箍1根-4根钢箍，间距800mm。f、柱箍设斜拉螺杆，对拉螺栓直径(mm):27精轧螺纹钢；g、模板采用对拉杆25精轧螺纹钢h、柱箍是墩柱模板的横向支撑构件，其受力状态为受弯杆件，应按受弯杆件进行计算。i、模板连接螺栓采

16、用M20高强度螺栓. 墩柱模板简图2）侧压力计算混凝土作用于模板的侧压力，根据测定，随混凝土的浇筑高度而增加，当浇筑高度达到某一临界时，侧压力就不再增加，此时的侧压力即为新浇筑混凝土的最大侧压力。侧压力达到最大值的浇筑高度称为混凝土的有效压头。通过理论和实践，可按下列公式计算： 式中 F-新浇筑混凝土对模板的最大侧压力（KN/m2） c-混凝土的重力密度（kN/m3），此处取24kN/m3 t0-新浇混凝土的初凝时间（h）,可按实测确定。当缺乏实验资料时，可采用t0=200/(T+15)计算；假设混凝土入模温度为25C，即T=25 C，t0=5V-混凝土的浇灌速度（m/h）;取1m/hH-混凝

17、土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度（m）;取4.5 m1-外加剂影响修正系数，不掺外加剂时取1；掺具有缓凝作用的外加剂时取1.2。 2-混凝土塌落度影响系数，当塌落度小于 30mm时，取0.85；5090mm时，取1；110150mm时，取1.15。侧压力计算（按整体4.5米计算）：按下列两式结果取最小值： 有效压头高度：计算距底1/3高度处的侧压力标准值新浇混凝土对模板侧压力标准值的设计依据值采用容积为0.20.8m3运输器具倾倒混凝土时所产生的水平载荷标准值4.0 kN/ m2 3）模板计算模板浇筑高度为4.5m，面板采用6mm冷轧钢板；竖向筋采用10#槽钢，间距为300400mm

18、；横向筋采用810mm冷轧钢板，水平柱箍采用双16#槽钢背楞，间距800mm.具体验算数据见下表： 模板杆件规格杆件型号材质面板6mm厚钢板Q235法兰12mm厚钢板/10号角钢Q235拉筋直径25mm精扎螺纹钢竖肋10号槽钢Q235横肋10mm厚钢板Q235大背楞16号双拼槽钢Q235 面板直接承受模板传递的荷载，取5跨连续板，计算如下A.跨中弯矩计算公式 其中 q 强度设计荷载(kN/m)； q = (1.275.00+1.44.00)1.00 =95kN/m d 竖楞的距离，d = 300mm；经过计算得到支座弯矩 M1 = -0.10950.300.30=-0.885kNM（端） M2

19、= -0.08950.300.30=-0.684kNM（端）跨中弯矩 M3= 0.078950.300.30=0.6669kNM（中端） M4= 0.033950.300.30=0.282kNM（中端） M5= 0.046950.300.30=0.3933kNM（中）面板截面抵抗矩 W = 1000.06.06.0/6=6000.0mm3经过计算得到f = M/W = 0.482106/6000.0 = 80.400N/mm2 B.抗剪计算最大剪力的计算公式如下: Q = 0.6qd截面抗剪强度必须满足: T = 3Q/2bh T其中最大剪力 Q=0.60.30053.600=9.648kN截

20、面抗剪强度计算值 T=39648/(210006)=2.412N/mm2截面抗剪强度设计值 T=110.00N/mm2C.面板挠度计算最大挠度计算公式 其中 q 混凝土侧压力的标准值，q = 40.0001.000=40.000kN/m； E 面板的弹性模量，取206000.0N/mm2； I 面板截面惯性矩 I = 1000.06.06.06.0/12=18000.0mm4； 经过计算得到 v =0.677(40.0001.00)300.04/(100206000.018000.0) = 0.592mmv 面板最大允许挠度，v = 300.000/250 = 1.20mm；4)10#槽钢验算

21、： 竖楞槽钢直接承受模板传递的荷载，应该按照均布荷载下的三跨连续梁计算，计算如下 竖楞槽钢计算简图A.竖楞槽钢抗弯强度计算支座最大弯矩计算公式 跨中最大弯矩计算公式 其中 q 强度设计荷载(kN/m)； q = (1.240.00+1.44.00)0.30 = 16.08kN/md为柱箍的距离，d = 1000mm；经过计算得到最大弯矩 M = 0.1016.0801.001.00=1.608kN.M竖楞槽钢截面抵抗矩 W = 48.0100.0100.0/6=80000.0mm3经过计算得到f = M/W = 1.608106/80000.0 = 20.100N/mm竖楞槽钢的抗弯计算强度小

22、于190.0N/mm2，满足要求。B.竖楞槽钢抗剪计算最大剪力的计算公式如下: Q = 0.6qd截面抗剪强度必须满足:T = 3Q/2bh T其中最大剪力 Q=0.61.00016.080=9.648kN截面抗剪强度计算值 T=39648/(248100)=3.015N/mm2截面抗剪强度设计值 T=110.00N/mm2竖楞槽钢抗剪强度计算满足要求!C.竖楞槽钢挠度计算最大挠度计算公式 其中 q 混凝土侧压力的标准值，q = 40.0000.300=12.000kN/m；E 竖楞槽钢的弹性模量，取206000.0N/mm2；I 竖楞槽钢截面惯性矩 I = 48.0100.0100.0100

23、.0/12=4000000.3mm4；经过计算得到 v =0.677(40.0000.30)1000.04/(100206000.04000000.3) = 0.099mmv 竖楞槽钢最大允许挠度，v = 1000.000/250 = 4.00mm竖楞槽钢的最大挠度满足要求!5、柱箍的计算本算例中，柱箍采用钢楞，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:钢柱箍的规格: 槽钢16#；钢柱箍截面抵抗矩 W = 234.00cm3；钢柱箍截面惯性矩 I = 2570.00cm4； 柱箍计算简图其中 P 竖楞槽钢传递到柱箍的集中荷载(kN)； P = (1.240.00+1.44.00)0.30 1.00 =

24、 16.08kN经过连续梁的计算得到柱箍剪力图(kN) 柱箍弯矩图(kN.m) 柱箍变形图(kN.m)最大弯矩 M = 45.571kN.m最大支座力 N = 72.360kN最大变形 v = 2.863mmA.柱箍抗弯强度计算柱箍截面抗弯强度计算公式 其中 Mx 柱箍杆件的最大弯矩设计值, Mx = 45.57kN.m；x 截面塑性发展系数, 为1.05；W 弯矩作用平面内柱箍截面抵抗矩, W = 468.00cm3；柱箍的抗弯强度设计值(N/mm2): f = 205.000B边柱箍的抗弯强度计算值 f = 97.37N/mm2；B边柱箍的抗弯强度验算满足要求!B.柱箍挠度计算经过计算得到

25、 v =2.863mmv 柱箍最大允许挠度，v = 2500.000/400 = 6.25mm；在计算过程中相关系数均考虑了风荷载。6、结论计算模型中选取了3m厚桥墩模板进行了计算，均满足强度及刚度要求，因此在3m及2.6m范围内的模板易满足要求。经计算，1.5m高桥墩模板横肋采用10mm厚钢板，也可采用8mm厚钢板。模板斜拉采用27精扎螺纹钢,连接螺栓采用M20高强度螺栓;经有限元分析及构造要求，环肋应采用断横不断纵的方式，具体尺寸及构造详见桥墩模板方案图。5.1.4 钢筋骨架的制作安装1、钢筋端部墩粗和套丝该技术是通过对钢筋端部镦粗，切削直螺丝，再用连接套筒对接钢筋，具有接头强度高，质量稳

26、定，施工方便，连接速度快等优点。剥肋套丝a. 钢筋端头的直螺纹加工在专用设备上进行，操作人员经技术培训合格后即可上岗操作。b. 通过直螺纹规对套丝进行抽检，直螺纹套丝机能很好地保持丝头加工质量的稳定性。c. 因为钢筋笼对接时，两端钢筋不能转动，所以采用加长丝头型接头，一端（下节上端）加工成标准长度丝头，另一端（上节钢筋笼下端）加工成加长丝头。为了便于入扣选用扩口型连接套筒。d. 钢筋丝头用专用塑料帽保护。E连接用力矩扳手拧紧接头，其接头拧紧力矩值为275Nm。2、接头检验与验收a. 钢筋连接工程开始前应对接头做不少于3根的单向拉伸试验，其抗拉强度应符合A级接头标准。b. 接头的现场检验按验收批

27、进行，同一加工条件下采用同一批材料的同等级同规格接头，以500个为一个验收批进行验收，不足500个也作为一个验收批。c. 对接头的每一批验收，必须在工程中随机抽取3个试件，试验结果均符合fomst1.0ftk的抗拉强度要求时该验收批为合格。 d. 现场连接检验10个验收批，其全部单向拉伸一次抽样检验均合格时，验收批接头数量可扩大一倍。3、钢筋安装、绑扎墩柱钢筋在钢筋房制成半成品，运输到墩位现场安装。全部d20以上主筋采用直螺纹快速接头连接，其它构造或架立钢筋采用绑扎搭接或焊接，绑搭长度应不小于30d，焊接长度单面焊应不小于10d，双面焊应不小于5d。全桥墩柱高度大，钢筋骨架不能一次安装到顶，随

28、着墩柱砼浇注高度的增加，逐渐接高钢筋骨架。骨架制作时应注意预留错头长度，保证钢筋同一截面搭接数量不能超过50，错开距离应至少为35d。钢筋骨架安装中以劲性骨架定位。5.1.5 模板的安装1、第一次（起步段）模板的安装每次浇筑以4.5m为一个单元。首先在承台上准确放出墩柱边线位置，弹上墨线，将墨线内砼凿毛；然后再用4cm厚的木方垫在放样位置（这样便于拆除模板），内空为墩柱边线；接下来按正模、侧模、侧模、正模的顺序将翻模吊运至安装位置，模板下端与木方内口对齐，然后将模板相互用螺栓连结成整体，并安装工作平台，对于内模须在倒角处设方便拆卸的三角木条；再接下来利用两台经纬仪交会法进行调位；首先对模板四角

29、点进行高程测量，使之等高；再调侧模，使之铅垂并平行于该墩副轴线，之后调整正模，使之铅垂并平行于该墩副轴线；然后再调侧模，这样反复几次，直至侧模、正模同时符合偏位要求。接着将第二块模板置于下面一块模板顶面，其底面与上一块模板顶面对齐，其余方法与上面相同；当第二块模板调位完毕后，即可浇筑砼。第二次浇筑砼时则将第三块模板置于第二块模板上，将第一块（起步段）模板翻到第三块模板顶面安装，以后照此循环。模板安装时要保证上下段接缝密合顺直。施工中除严格控制其轴线位置外，还要严格控制其垂直度。轴线采用交汇法进行控制；垂直对采用激光垂直仪进行控制，根据现场实际，也可运用分层投点测量来进行控制。一种方法是在承台顶面距墩身一定距离，在四面放样出四个基准点，根据基准点用重5kg铜丝测绳每隔一定施工高度用长钢尺在已完成的墩