顶推专项施工方案.docx

1、顶推专项施工方案 1、编制依据 公路现行施工规范、设计规范、现有设计文件具体如下：株洲云峰大道（二期）工程初步设计上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司云峰大道跨长株高速公路桥、云峰大道跨五一水库支流桥工程地质详细勘察报告株洲市规划设计院，2014年3月云峰大道（二期）方案优化专家评审会议纪要株洲云龙示范区管理委员会建设项目管理办公室，2015年1月公路桥涵施工技术规范(JTG/T F50-2011)公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ 025-86）钢结构设计规范（GB50017-2003）建筑施工计算手册建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范（JGJ166-2008）混凝土结构设计规范（

2、TB10203-2002）中华人民共和国安全生产法建筑施工高处作业安全技术规范（JGJ80）特种作业人员安全技术考核管理规定（GB5036）公路工程施工安全技术规程（JTJ076-95）公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）建筑钢结构焊接技术规程（JTJ81-2002） 危险性较大的分部分项工程安全管理办法建质200987 号建筑起重机械安全监督管理规定建设部令第 166 号施工现场临时用电安全技术规范JGJ46-2005 2、工程概况云峰大道跨长株高速公路现已有一座跨线桥，桥宽13m.为满足道路通行需求，在利用现有桥的基础上，在其南侧，北侧各新建一座桥梁。南侧新建一座人行和非机动车

3、通行的绿道跨线桥，北侧新建一座通行机动车，非机动车、人行的跨线桥，机动车单向三车道。3、工艺流程4、人员配备序号工 种人数备 注1项目副经理1现场总负责2技术主管2技术管理及技术总结3技术员4现场技术管理及资料收集4工长2施工组织安排及资源调配5安全员2现场安全施工检查6质检员2现场质量检查7试验员2试验检测8测量员3测量放样9电焊工10焊接作业10起重工2起重吊装作业指挥11顶推操作人员1012普工20合计605、主要施工设备配备表序号设备名称型号规格单位数量1汽车吊25t台12平板运输车10t台23电焊机BX1-500台104单链手拉葫芦2t个45单链手拉葫芦5t个46冲击钻台57旋挖钻台

4、18顶推设备台329液压泵站个710主控台个211全站仪莱卡TCA2003台212水准仪台213钢筋弯曲机台214钢筋切断机台2拖泵/泵车台26、箱梁预筑平台施工 6.1预筑平台及临时墩顶推平台临1临6下部临时支撑采用桩基础和混凝土承台支撑，承台上安置步履机，临7、临8采用桩基础和钢管桩支撑，其他部位均采用满堂支架。为保证临时墩桩基承载力满足顶推要求，桩基施工按正式桩规范施工。6.2临时支撑计算参数（1）钢材弹性模量E=2.05105MPa;（2）Q235钢材抗拉、抗压设计控制强度f=205MPa，剪切强度fv=125MPa；（3）钢筋砼重度26KN/m3；（4）结构安全系数1.3；（5）恒载

5、系数1.2，活载系数1.4；（6）施工人员及机械活载约1.0KN/m2参照（JGJ166-2008）；6.3荷载计算（1）结构恒载箱梁平均横断面积：A=V/L=1225.1/84=14.58m2永久结构荷载：q1=rcA=2614.58=379.08KN/m（2）施工人员及机械活线荷载q4=117.212=17.212KN/m；（3）临时墩计算荷载：q=1.2q1+1.4 q4=1.2379.08+1.417.212=478.99 KN/m（4）车行桥预制平台临时墩桩底标高通过试桩确定入岩深度4m。 6.4受力计算1）当84m梁卸下底模时，完全由临1、临3、临5、PM14墩支撑。此时临1墩受力

6、最不利状态为卸底模时，如图2所示:V临1（3.68+28.78/2）478.998655.35KN临1由8根直径1m桩基组成，则每根桩基平均受力N=8655.35/8=1081.92KN（2）在顶推过程中，当箱梁刚离开临1时，此时：V临2（13.78+15/2）478.9910192.91KN，则每根桩基平均受力N=10777/8=1274.11KN（3）在顶推过程中，当箱梁刚离开临2时，此时：V临3（25/2+15）478.9913172.23KN，则每根桩基平均受力N=14657/8=1646.53KN（4）在顶推过程中，当箱梁刚离开临3时，此时：V临4（15/2+10）478.99838

7、2.33KN，则每根桩基平均受力N=14657/8=1047.79KN（5）在顶推过程中，当箱梁刚离开临4时，此时：V临5（25/2+15）478.9913172.23KN，则每根桩基平均受力N=14657/8=1646.53KN（6）在顶推过程中，当箱梁刚离开临5时，此时：V临6（15/2+10）478.998382.33KN，则每根桩基平均受力N=14657/8=1047.79KN（4）在顶推过程中，在顶推导梁滑过LpM12时将根据具体分节长度，依次拆除，因此最不利荷载发生在箱梁钢离开临6时候，此时箱梁全部荷载由LpM12、LpM13、LpM14全部支撑，当箱梁刚离开临6时此时：VM13（

8、27/2+30/2）478.9913651.22KN，则每根钢管桩平均受力N=23087/8=1706.40KN6.5、预制平台单桩承载力计算车行桥预制平台临时墩桩基底标高参考PM14号墩桩基，PM14桩基底标高+49.5，桩顶标高+68.5m，桩长18m。根据现场试桩，桩基桩端需嵌入中风化泥质粉砂岩内4m，则剩余桩基15m由于没有详细资料，考虑全部为杂填土。表1 土层物理力学指标建议取值表（参考云峰大道地质报告）土的名称承载力基本容许值（kPa）各土层极限摩阻力（kPa）杂填土9010中风化泥质粉砂岩1800360根据桩基施工手册 P=1/23.141.1（9.8210+10.6360+0.

9、70.951800）=8827KN在顶推过程中，预制平台临时墩单桩最大受力1832KNP=8827KN因此预制平台临时墩承载力满足要求。6.6临时墩验算在PM12、PM13侧布置钢构临时墩，临时墩采用80016钢管，具体结构见图2，高度H6.059m图3（1）垂直荷载作用强度验算（2）弹性压缩量：（3）压杆稳定性验算钢管立柱顶部纵向与PM12、PM13墩用钢管桩联成整体，横向立柱联成整体，所以视钢管立柱底端为固定端，顶端为铰接：80016钢管截面特性：A0.03941m2，I0.003029m4，L6.8m按底端固定，顶端铰接，长度系数0.7则： （4）滑道顶面标高预留值的确定：因为顶推对标高

10、要求很高，LM12、LM13墩相对于L1、L2、L3、L4、L5、L6刚度要小，考虑基础下沉，以及各叠加层可能有残余压缩，钢管立柱弹性压缩等因素进行预留，预留值凭经验确定为18mm。其依据：连续梁设计考虑了2cm竖向位移，只取1/2，为10mm；弹性压缩3mm；残余压缩值5mm。（5）临时墩基础计算临时墩基础采用群桩基础，设置8根桩基对应8根钢管桩，所以单根桩基平均受力为2885.9KN，远远小于4.2中计算的单桩容许承载力8827KN。6.7、满堂支架验算6.7.1验算参数（1）钢材弹性模量E=2.05105MPa;（2）Q235钢材抗拉、抗压设计控制强度f=205MPa，剪切强度fv=12

11、5MPa；（3）钢筋砼重度26KN/m3；（4）结构安全系数1.3；（5）二次分配梁允许挠度【】=L/500；（6）恒载系数1.2，活载系数1.4；（7）施工人员及机械活载约1.0KN/m2参照（JGJ166-2008）；（8）模板重量q=2.5KN/m2；（9）483.5钢管，钢管、顶托、地板均采用Q235A钢材，弹性模量E=2.05105MPa，抗拉、抗压和抗弯强度f=205MPa，剪切强度fv=125MPa；483.5钢管力学特征为：A=4.89cm2,惯性矩Ix=Iy=12.15cm4,抵抗拒W=5.078cm3,回转半径i=1.578cm。本设计使用的材料几何特性见表1所示。表1 材

12、料几何特性表序号构件名称材料类型几何参数mm截面面积cm2截面模量cm3惯性矩cm4备注1碗扣式脚手管钢管483.54.89-122扣件式脚手管钢管483.54.89-123横向分配梁型钢1012.739.71984方木木材100100100166.67833.36.7.2.荷载计算（1）结构恒载箱梁平均横断面积：A=V/L=1225.1/84=14. 58m2永久结构荷载：q1=rcA=2614.58=379.08KN/m（2）模板线荷载：q2=2.517.212=43.03KN/m（3）支架结构恒载：q3=0 KN/m（按【JGJ166-2008】脚手架规范规定，支架高度不足10m高，可不

13、计支架重量；（4）施工人员及机械活线荷载q4=117.212=17.212KN/m；（5）支架设计计算荷载：q=1.2(q1+ q2+ q3)+1.4 q4=1.2(379.08+43.03+0)+1.417.212=530.63 KN/m6.7.3内力计算及结构计算6.7.4计算每排支架分担荷载每排支架顺桥向布置间距b=90cm。每排脚手架分担荷载：Q=bq=0.9530.63=477.567 KN6.7.5计算脚手架支撑能力脚手架采用标准483.5钢管，Q235钢材。其强度及截面特征如表1。支架高度约2.6m，横桥向宽度17.212m，不属于宽度比失调的窄支架，不进行高宽比失调折减。用局部

14、承压能力代替整体承载能力。水平杆步距按1.2m设计。横杆与立杆的连接点视为铰接，顶托杆不大于0.6m、地脚杆不大于0.2m。最大受压段为0.9m，其长细比=L/i=90/1.578=571.3满足规范要求。6.7.8地基基础设计满堂支架脚手架基础，落在粗砾砂层及混合岩层上，地基承载力最低为0=300kPa。铲平后浇筑20CM厚C20混凝土并抹平表面。基地承载力不得低于0=300kPa。支架地脚座板平面尺寸为200mm200mm，压力按刚性角45传递。传递到垫层下的接触地基面积为A=0.40.4=0.16m2：传递到垫层下地基上的应力为：=F1/A=（19.1+0.40.4260.1）/0.16

15、=121.975kPa安全传播系数：K=300/121.975=2.46，满足要求。表2 地基承载力计算汇总垫层厚度A(mm2)容许基础承载力P（Kpa)10cm0.16121.97515cm0.2580.320cm0.3658.3施工中，容许地基承载力不低于表值即可。6.7.9顶层横桥向一次主梁槽10强度验算（1）受力脚手架顶层一次主梁采用槽10，其受力如图5所示（单位N）：图5 脚手架一次主梁受力图（2）变形图6 脚手架一次主梁位移图（3）应力图6 脚手架一次主梁应力图经过以上计算，采用槽10作为一次主梁，位移最大为0.484mm小于允许挠度=L/500=17.212/500*1000=3

16、4.4mm；最大支反力为28.6KN40.1KN；最大应力为82.5MPa满足要求。6.7.10横向二次分配梁一次主梁槽10上的槽8属于二次分配梁，顺桥向布置，属于多跨超静定连续梁，被支撑的跨度与脚手架的纵向布置间距相等。等跨支撑间距为b=90cm，标准槽8按9m考虑，连续跨度为10跨.按全断面受荷整体核算，横断面计算荷载q=530.63KN/m。按多等跨超静定连续梁计算内力，二次分配梁槽8的内力图如图所示（单位N）：图7 脚手架二次分配梁受力应力图如下：图7 脚手架二次应力最大支反力为19.3KN，最大应力为63.1MPa以上均满足规范要求要求。6.8导梁设计计算说明：该计算采用3D3S建模

17、分析。根据以往顶推工程，导梁最不利工况一般为两种，第一种：自身悬挑；第二种：上墩约2/3导梁长度位置。6.8.1导梁不利工况1（悬挑）计算模型。导梁采用4片H型钢，之间用钢管桁架连接。材质：H型钢为Q345B，钢管为Q345B。图1 计算模型荷载及约束荷载：混凝土及导梁本身自重。荷载组合：变形（1.0恒）；应力（1.35恒）约束：在支墩位置施加竖向约束。图2 荷载及约束弯矩图图3 弯矩图（最大弯矩为28365kN.m）图4 导梁弯矩图（最大弯矩为1732kN.m）结构应力比图5 结构应力比（最大应力为0.149）结构变形图6 结构变形总结综上可知，结构最大应力比为0.2151，结构变形为24m

18、m。导梁在该工况时满足强度和刚度要求。6.8.2 导梁不利工况2（上墩14m）计算模型。导梁采用4片H型钢，之间用钢管桁架连接。材质：H型钢为Q345B，钢管为Q345B。图7 计算模型荷载及约束荷载：混凝土及导梁本身自重。荷载组合：变形（1.0恒）；应力（1.35恒）约束：在支墩位置施加竖向约束。图8 荷载及约束弯矩图图9 弯矩图（最大弯矩为55722kN.m）图10 导梁弯矩图（最大弯矩为-5695kN.m）结构应力比图11 结构应力比（最大应力为0.491）结构变形图12 结构变形总结综上可知，结构最大应力比为0.4911，结构变形为19mm。导梁在该工况时满足强度和刚度要求。6.8.3

19、导梁不利工况3（上墩15m）计算模型。导梁采用4片H型钢，之间用钢管桁架连接。材质：H型钢为Q345B，钢管为Q345B。图13 计算模型荷载及约束荷载：混凝土及导梁本身自重。荷载组合：变形（1.0恒）；应力（1.35恒）约束：在支墩位置施加竖向约束。图14 荷载及约束弯矩图图15 弯矩图（最大弯矩为55037kN.m）图16 导梁弯矩图（最大弯矩为-5951kN.m）结构应力比图17 结构应力比（最大应力为0.513）结构变形图18 结构变形总结综上可知，结构最大应力比为0.5131，结构变形为19mm。导梁在该工况时满足强度和刚度要求。6.8.4导梁不利工况4（上墩17m）计算模型。导梁采

20、用4片H型钢，之间用钢管桁架连接。材质：H型钢为Q345B，钢管为Q345B。图19 计算模型荷载及约束荷载：混凝土及导梁本身自重。荷载组合：变形（1.0恒）；应力（1.35恒）约束：在支墩位置施加竖向约束。图20 荷载及约束弯矩图图21 弯矩图（最大弯矩为53205kN.m）图22 导梁弯矩图（最大弯矩为-5709kN.m）结构应力比图23 结构应力比（最大应力为0.492）结构变形图24 结构变形总结综上可知，结构最大应力比为0.4921，结构变形为16mm。导梁在该工况时满足强度和刚度要求。6.9临时墩桩基础施工临时墩桩基施工工程量如下表：桩号桩径(m)桩长（m）桩基个数临11198临2

21、1198临31198临41198临51198临61198临71198临81198考虑到工期压力，钻孔桩施工预计采用旋挖钻与冲击钻相结合的施工方式，拟定配备1台旋挖钻，2台冲击钻机，施工时先采用旋挖钻钻孔，遇到岩层再换用冲击钻。主桥桩基施工方法及施工工艺（1）埋设护筒整平场地、放线，埋设护筒，护筒采用钢板制作，可多次重复使用。护筒顶端高出地面30cm，埋深一般1.52.5m，护筒采用人工挖坑埋设法，周围用粘土夯填密实。（2）泥浆护壁为了发挥泥浆的护壁和清碴作用，必须选用符合要求的粘土，并备足用量。泥浆稠度视地形变化或操作要求机动掌握，泥浆太稀，排碴能力小，护壁效果差。泥浆太稠会削弱钻头冲击能力，

22、降低钻进速度。（3）钻孔开钻时先搅拌泥浆，使泥浆比重达到1.31.4。钻孔须连续作业，不得中途停止，特别情况要停钻时须及时提起钻头以免塌孔埋钻头。钻孔过程中，经常检查钻机的稳固、位移和倾斜等情况，以防止成孔偏斜等不良现象的发生，并注意地层变化，严格做好记录。（4）终孔检查除钻孔过程中密切观察监督外，在钻孔达到设计深度后，对孔深、孔位、孔形、孔径等进行检查。检查结果要符合技术规范及设计图纸的有关要求，并填写“终孔检查证”。（5）清孔孔底清理紧接终孔检查后进行，采用稀释法清孔，在水柱压力下向外排出泥浆和孔底沉碴，同时向孔内注水，保持孔内水位不变，当用手摸泥浆中无大的颗粒时，使用稠度仪和比重计测量，

23、当泥浆比重降低到1.031.1。即可进行下一道工序。（6）检孔清完孔后，利用钻机放检孔器，检孔器顺利下到孔底后，认为孔径合格。检孔器用钢筋焊成。孔径合格后，用测锤测孔深及沉碴，合格后监理工程师签字，而后下钢筋笼。（7）钢筋笼制作、安放钢筋笼根据长度整体或分节制作（大于10m），分节长度9m。要求主筋平直，箍盘圆顺，尺寸准确。主筋接点要错开，同一截面接头面积不超过总面积的50%，钢筋笼上25mm主筋双面搭接焊，焊缝长度不小于5d。焊缝饱满、密实无残渣，符合设计与规划要求。钢筋笼制作时，预先按照超声波检测管。每根钢筋笼安装3根。安装时注意保护声测管的完整性与密封性。设计保护层距离用“钢筋耳环”控制

24、。制作完成后，运到施工现场，利用汽车起重机吊装就位，并固定好。（8）下导管导管采用卡式导管，由管径为300mm的管节组成，管节长2m，导管上每隔57m均设有腰鼓形导滑筒。以防止导管与钢筋兜挂。（9）灌注水下砼下完导管后，进行二次清孔，得到监理工程师批准后，立即开始灌注砼，并且不得中断。首次灌注保证充满导管空间并使导管在砼中埋深不少于1.0m。在整个灌注过程中，严格控制砼水灰比、坍落度，保证出料口伸入先前灌注的砼内23m，要始终量测孔内砼顶面高程，高程量测用测线吊锤进行。砼灌注超出理论桩顶截面50100cm。为保证成桩质量，对每个桩均进行检测。（10）检测钻孔桩逐根进行采用低应变无破损检测。7.

25、0、钻孔灌注桩施工过程中钢筋笼通病防治措施掉钻落物1、钻孔过程中可能发生掉钻落物事故。(1)掉钻落物原因。卡钻时钢丝绳超负荷或疲劳断裂。(2)操作不慎，落入扳手、撬棍等物。2、预防措施(1)开钻前应清除孔内落物，零星铁件可用电磁铁吸取，较大落物和钻具也可用冲抓锥打捞，然后在护筒口加盖。(2)经常检查钻具、钢丝绳和联结装置。3、处理方法a首先准确判断掉钻部位，并据此制定正确的打捞方案，一般采用偏心钩、三翼滑块打捞器打捞的方法进行打捞。b在打捞过程中,杜绝强拔,以避免扩大事故。c打捞上来后，要妥善固定在孔口安全部位，方能松脱打捞工具。d对于孔内遗落的铁件，采用电磁打捞器打捞。e分析事故产生原因，避

26、免以后再出现类似事件。扩孔和缩孔扩孔比较多见，一般表局部的孔径过大。在地下水呈运动状态、土质松散地层处或钻锥摆动过大，易于出现扩孔，扩孔发生原因与坍孔相同，轻则为扩孔，重则为坍孔。若只孔内局部发生坍塌而扩孔，钻孔仍能达到设计深度则不必处理，只是混凝土灌注量大大增加。若因扩孔后继续坍塌影响钻进，应按坍孔事故处理。缩孔即孔径的超常缩小，一般表现为钻机钻进时发生卡钻、提不出钻头或者提外鸣叫的迹象。缩孔原因有两种：一种是钻头焊补不及时，严重磨耗的钻头往往钻出较设计桩径稍小的孔；另一种是由于地层中有软塑土（俗称橡皮土），遇水膨胀后使孔径缩小。各种钻孔方法均可能发生缩孔。为防止缩孔，前者要及时修补磨损的钻头，后者要使用失水率小的优质泥浆护壁并须快转慢进，并复钻二三次；对于有缩孔现象的孔位,钢筋笼就位后须立即灌注,以免桩身缩径或露筋。钻孔偏斜1、偏斜原因(1)钻孔中遇有较大的孤石或探头石。(2)在有倾斜的软硬地层交界处，岩面