现浇箱梁首件施工方案资料.docx
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现浇箱梁首件施工方案资料
窗体底端
现浇箱梁首件工程施工方案
一、工程概况
邯郸至大名(冀鲁界)高速公路S10合同段路线位于大名县境内,起止点桩号为K55+800-K58+230和K67+400-K72+565.56,全长7.595公里。
其中大名互通A匝道桥为上跨主线的跨线桥,桥孔具体布置为2*20+3*20+(20+2*30+20)+3*20+3*20m,起点桩号为AK0+049.917,终点桩号为AK0+375.917,桥宽15.5m,桥梁全长326m。
下部构造桥墩采用柱式墩、钻孔灌注桩基础,桥台采用肋板台、钻孔灌注桩基础。
上部结构全桥共分为五联,第一联采用钢筋混凝土现浇箱梁,第二、三、四、五联采用预应力混凝土现浇箱梁。
采用支架现浇,先施工第三联两端一次张拉,再施工第二、四联,单端张拉,连接器接长预应力,最后施工第一、五联(第五联同二、四联)。
箱梁顶面宽15.5m,底面宽11.5m,为单箱三室断面,悬臂2.0m,第一、二、四、五联箱梁梁高为悬臂根部高为1.4m,第三联箱梁梁高为悬臂根部高为1.8m,第三联作为首件工程。
二、编制依据
1、国家和交通部、河北省现行的有关设计、施工、验收规范、规程和标准;
2、石邢线邢石界至邢昔线段建设工程施工招标文件;
3、邢线邢石界至邢昔线段建设工程施工合同文件;
4、邢线邢石界至邢昔线段建设工程施工图设计图纸;
5、《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1-2004);
6、《公路工程技术标准》(JTGB01-2003);
7、《公路桥涵施工技术规范》(JTG/TF50-2011);
8、业主下发的有关文件及我公司以往施工类似工程的施工经验。
三、首件工程的意义
首件工程认可制是按照“首件示范、样板推广、预防为主、先行试点”的原则,抓住首件工程的各项质量指标进行综合评价。
总结质量控制、安全文明、施工经验,完善施工工艺,细化施工方案,建立分项工程形象的、直观的、必须达到的“优质工程”标准。
并将首件工程中的每一个工序作为标准工序,对每一道工序制定作业指导书和施工工艺方案,按照严格程序进行策划、修正、实施、验证总结,成熟后进行推广实施。
通过全面推行首件工程认可制,以首件工程样板示范,引领后续同类工程的标准化施工,以提高项目的施工工艺水平和技术质量管理水平,提高功效,确保质量,创造更多的精品工程。
四、首件工程的目的
1、确定施工方法、施工工艺是否可行,是否合理及存在的不足。
2、确定施工各环节的时间,为下步工程施工计划提供经验。
3、确定施工机械组合能不能满足施工要求。
4、确定模板的质量、安装、支护方法是否满足结构尺寸精度要求。
5、确定混凝土施工配合比控制和坍落度是否满足施工要求。
6、确定施工完成后的结构物各项检查指标是否达到规范要求。
7、总结施工、质量、安全控制等各方面经验。
五、人员、设备情况
1、机械设备进场情况:
序号
设备名称
规格
型号
数量
进场
日期
技术
状况
拟用
时间
备注
1
混凝土搅拌站
60型
2座
2011-5
良好
2011-8
满足要求
2
吊车
25t
3台
2011-5
良好
2011-8
满足要求
3
发电机
500KW
1台
2011-5
良好
2011-8
满足要求
4
混凝土搅拌运输车
12m³
6台
2011-5
良好
2011-8
满足要求
5
对焊机
BX1-500
1台
2011-5
良好
2011-8
满足要求
6
电焊机
BX1-315
3台
2011-5
良好
2011.8
满足要求
7
钢筋调直机
1台
2011-5
良好
2011-8
满足要求
8
钢筋弯曲机
1台
2011-5
良好
2011-8
满足要求
9
钢筋切割机
CR-40
2台
2011-5
良好
2011-8
满足要求
10
高压水泵
1台
2011-5
良好
2011-8
满足要求
11
提浆机
1台
2011-5
良好
2011-8
满足要求
12
空气压力机
1台
2011-6
良好
2011-8
满足要求
13
平板振动器
3个
2011-6
良好
2011-8
满足要求
14
振动棒
15个
2011-6
良好
2011-8
满足要求
2、人员进场情况:
序号
姓名
年龄
职务
技术职称
施工经验
备注
1
黄永明
36
项目经理
工程师
13
已进场
2
何立东
42
总工
高级工程师
13
已进场
3
綦金鹏
39
测量队长
工程师
15
已进场
4
李广俊
39
质检部部长
工程师
15
已进场
5
梁文波
33
机械站站长
工程师
15
已进场
6
白静飞
33
安全部长
工程师
8
已进场
7
谢海花
37
试验室主任
工程师
13
已进场
8
张敬贤
36
内业负责人
助理工程师
8
已进场
9
王书强
41
环保负责人
工程师
11
已进场
10
张策
41
地方协调负责人
15
已进场
11
杜文瑞
45
计量负责人
工程师
15
已进场
12
宋明升
47
财务负责人
会计师
15
已进场
13
赵殿涛
38
桥涵工程师
工程师
14
已进场
14
李泽斌
35
安全员
技术员
12
已进场
15
侯双全
36
安全员
技术员
11
已进场
16
高峰
33
质检员
技术员
7
已进场
17
周艳民
39
质检员
技术员
15
已进场
18
孙立辉
29
测量员
助理工程师
4
已进场
19
杜少勇
30
测量员
助理工程师
5
已进场
20
高克强
34
试验员
技术员
10
已进场
21
苗志峰
39
试验员
技术员
13
已进场
另有钢筋工、电焊工、机械工及架子工等技术工人40人,生产工人65人。
3、施工准备
(1)水、电及现场布置
施工用水:
从拌合场用洒水车运输至施工现场。
施工用电:
施工用电直接从变压器引线架设到施工现场。
另自备500KW发电机一台作备用电源。
(2)物资供应
钢筋:
采用河北省钢铁股份有限公司邯郸分公司生产的钢筋。
水泥:
采用邯郸金隅太行水泥厂生产的P.O42.5级水泥。
中砂:
采用邢台临城砂厂生产的河砂,级配良好,细度模数2.72。
碎石:
采用武安白沙石料厂生产的优质碎石,碎石最大粒径19mm,为5-19mm连续级配,其中9.5-19mm碎石占65%,4.75-9.5mm碎石占35%。
水:
饮用水。
粉煤灰:
采用邯郸热电厂生产的I级粉煤灰。
矿粉:
采用邯郸金柱白灰有限公司生产的矿粉。
外加剂:
采用北京世纪海马生产的HM-SP聚羧酸高性能减水剂。
碗扣支架:
WDJ碗口支架为Φ48×3.5mm钢管及顶底托等。
竹胶板:
采用桥梁专业竹胶板。
上述原材料经试验各项技术指标均符合试验规范要求,且货源充足,交通运输方便,完全满足施工需要。
(3)技术准备
①、组织有关施工人员和技术人员学习施工图纸、施工规范、合同文件以及有关施工的技术文件。
②、作好施工图纸及设计说明会审工作,对项目部施工人员及技术人员、现场施工人员、特种作业人员进行逐级技术交底,并认真执行各项施工技术规范。
③、测量放样工作:
导线点、水准点已经复核、加密,并据此进行定线放样,放出箱梁的四角位置及横梁的边线。
(4)试验工作
所有施工原材料的试验工作已全部完成,并经过监理工程师抽检合格。
施工所需的C50高性能混凝土配合比设计已经完成并批复。
按配合比配制的混凝土拌合物和易性、粘聚性良好,坍落度控制在180~220mm,混凝土试件七天强度满足设计要求。
4、施工计划
1、具体施工计划:
为保证施工质量及安全要求,首件工程的施工采用两次浇筑的办法,具体如下:
第一次浇筑至箱梁腹板顶位置。
第二次浇筑箱梁顶板。
2、工期计划:
计划开工日期:
2012年2月20日;
计划完成日期:
2012年4月30日。
六、施工工艺
测量放样→基础处理→支架安装→方木摆放→安装底模板→支架加载预压→卸载→安装侧板模板→绑扎底板、腹板钢筋→波纹管钢绞线穿束→安装腹板模板并加固→第一次浇筑混凝土→拆除腹板模板并支设内膜→腹板混凝土凿毛→绑扎顶层、翼板钢筋→第二次浇筑砼→养护→张拉→压浆→拆除模板及支架。
七、具体施工方法
1、基底处理
在支架搭设之前进行地基处理,搭设支架的范围使用机械进行场地平整碾压,根据施工场地的具体地质情况,合理确定填土厚度,分层压实,要求压实度达到90%以上,在其顶面铺设20cm厚10%的灰土进行硬化处理后,其上浇筑一层15cm厚C25号砼。
地基处理宽度范围内作一定的斜坡,在混凝土斜坡外侧开挖宽0.5m,深0.5m的排水沟,在桥梁两侧各有一个大水池,排水沟和水池相连接,以保证满堂支架基础不受雨水浸泡。
施工灰土层之前应对地基进行地基承载力试验,确保地基承载力满足受力要求。
2、支架搭设
根据箱梁施工技术要求、荷载重量、荷载分布状况、地基承载力情况等技术指标,通过计算确定,每孔支架立杆布置为90×90cm,横隔梁和腹板位置加密为60×90cm,支架立杆步距为120cm,支架在桥纵向、横向设置剪刀撑;横向设置三道剪刀撑,纵向剪刀撑每五米设置一道。
支架两端的纵、横杆系通过垫木牢固支撑在桥墩上,立杆顶部安装可调节顶托,顶托伸出量一般不超过20cm。
(1)根据控制桩在所处理的地基上测量放出梁的纵轴线、边线,以此线为准放出脚手架搭设的范围,然后测出地基标高,根据梁底标高计算所搭设支架高度。
(2)在已处理好的地基上,调整立杆可调底座,使同一层立杆接头处于同一水平面内,以便于安装横杆。
组架顺序:
底座、立杆→横杆→斜杆→接头锁紧→上层立杆→立杆连接销→横杆。
最后在顶端设顶杆,以便能插入顶部可调顶托。
在横隔梁和腹板位置设置60×90cm的立杆,其它部位设置90×90cm的立杆,每层立杆高度1.2m。
(3)支撑架在拼装3~5层和最顶层时,均要检查每根立杆底座是否松动,否则,要旋紧可调座,并用钢板垫实。
(4)整架拼装完成后,在纵、横向连续面设剪刀撑,在立杆顶部设置纵向10cm×15cm×200cm方木,间距和立杆同宽(60cm或90cm),再在方木上摆设间距30cm横向方木,尺寸同为10cm×10cm×200cm,相邻方木的接头不能在同一断面上。
方木上覆盖18mm厚的桥梁专用竹胶板。
在支架外侧用架杆搭设楼梯,并安装钢管护栏,设置安全网等安全设施,便于施工人员上下桥面施工作业。
采用WDJ型满堂碗扣落地支架。
3、支架搭设的要求:
为保证支架能够满足受力要求,在支架搭设过程和验收中,应注意以下几点:
(1)应对进场的支护材料进行检查验收,支架锈蚀严重、壁厚不足、尺寸(如:
管径、壁厚、连接扣件的强度、韧性)等不符合要求的禁止使用,垫木腐烂、宽度、厚度、长度不足的禁止使用,扣件、螺柱、杆件、顶托、底托等必须符合要求。
新构件要有产品质量合格证,要有检验方法符合现行国家有关标准的质量检验报告,钢管质量及偏差必须符合规范规定。
(2)钢管外径与壁厚允许偏差需符合现行国家标准的规定。
(3)严格按批准的方案布设支架,并挂线安装,确保支架纵、横向间距符合要求,在纵坡较大及超高较大处要加密斜向剪刀撑和横向连接杆件,克服水平推力,加强支架整体稳定性。
根据箱梁高度合理布置支架层数。
顶、底托与垫木,垫木与地基或模板的接触面应平顺、紧密,禁止有悬空现象。
(4)所有现浇箱梁施工的支架必须每联全面预压,以便验证支架的刚度、强度和稳定性,确保其安全,减小支架模板的沉降量,确保箱梁的施工质量,预压荷载不能小于箱梁自重的100%。
在预压施工过程中和预压期间内不小于5天都应布点观测记录。
可根据观测数据分析设置预拱度,进行箱梁施工;当最大沉降速率和累计沉降量超过要求时,应重新上报处理方案,调整施工计划。
(5)支架剪刀撑的位置、数量要按照《支架施工方案》的要求布设;剪刀撑杆件的搭接长度要大于1m,连接扣件要不少于3个。
(6)要严格控制好顶托丝杠的外露长度不超过规范20cm的规定。
(7)脚手架的垂直控制,要求脚手架的倾斜度不大于H/50;水平加固杆、剪刀撑等的配置要符合设计要求。
4、支架计算与基础验算
(1)WDJ碗扣为Φ48×3.5mm钢管,其截面特性见下表:
外径
d(mm)
壁厚t(mm)
截面积A(mm²)
惯性矩I(mm4)
抵抗矩W(mm³)
回转半径
i(mm)
每米长自重(N)
48
3.5
4.89×102
1.215×105
5.08×103
15.78
38.4
(2)立杆、横杆承载性能
A、立杆允许荷载
a、步距为1.2m时,长细比λ=l/i=1200/15.78=76,查《路桥施工计算手册附录三》,φ=0.61,立杆允许荷载Pmax=φA[σ]=0.61×489×215=64KN/根。
B、横杆允许荷载
a、0.9m横杆:
跨中最大集中荷载Pmax=4.5KN,最大允许均布荷载:
Qmax=12.0KN/m。
b、1.2m横杆:
跨中最大集中荷载Pmax=3.5KN,最大允许均布荷载:
Qmax=7.0KN/m。
(3)胶合板
根据以往的施工经验,箱梁底模、侧模采用竹胶板具有不生锈、自重小、混凝土光泽度好、拆装方便等优点,故本桥主梁底模、侧模均采用大面积桥梁专用竹胶板,模板厚18mm。
(4)钢管的力学特性:
钢管外径D=48mm,内径d=41mm,截面积Am=π(D2-d2)/4=4.893cm²。
截面惯性矩I=π(D4-d4)/64=12.19cm4;
截面模量W=π(D4-d4)/32D=5.08cm³。
截面回转半径i=15.8mm;弹性模量 E=2.06×105Mpa;钢管的容许应力[σ]=235Mpa。
钢管的强度极限值[σ]=215Mpa;抗拉、抗压、抗弯强度设计值[σ]=140Mpa。
5、箱梁实体荷载
对本工程的箱梁横断面受力来说,分为翼缘板、底板两个部位,支架搭设均为横向90cm*90cm,横隔梁和腹板位置支架搭设为60cm*90cm,其中腹板比底板和翼缘板荷载都大,而边腹板比中腹板荷载大,故分析时取最不利于荷载的边腹板进行分析。
横隔梁和边腹板荷载均为46.8KN/m²,所以只要边腹板满足要求横隔梁也满足要求。
(1)模板荷载q1
A、内模(包括支撑架):
取q1-1=1.0KN/m²;
B、底侧模(包括背木):
取q1-2=1.0KN/m²;
(2)梁体自重q2
A、腹板(梁体高度180cm)q2-1=1.8×26=46.8KN/m²。
B、顶底板q2-2=0.45×26=11.7KN/m²。
C、横隔梁q2-3=1.8×26=46.8KN/m²。
(3)碗扣脚手架及分配梁荷载q3:
取q3=1.5(钢管)+0.85(分配梁)=2.35KN/m²。
(4)施工荷载取(人、机、料及其它临时荷载):
因施工时面积分布广,需要人员及机械设备多,计算底模及纵向枋木时取q4=2.5KN/m²;计算横楞时取q4=1.5KN/m²;计算立杆时取q4=1.0KN/m²。
(5)混凝土振捣荷载,取q5=2KN/m²。
(6)混凝土冲击荷载,取q6=4KN/m²。
3、碗扣立杆受力计算
(1)在跨中断面腹板位置,最大分布荷载:
q=1.2(q2-1+q1-1+q1-2+q3)+1.4(q4+q5+q6)
=1.2×(46.8+1.0+1.0+2.35)+1.4×(1.0+2+4)=71.18KN/m²。
碗扣立杆分布60cm×90cm,横杆层距(即立杆步距)120cm,则单根立杆受力为:
N=0.6×0.9×71.18=38.4KN<[N]=64KN满足要求。
(2)在跨中断面底板位置,最大分布荷载
q=1.2(q2-2+q1-1+q1-2+q3)+1.4(q4+q5+q6)
=1.2×(11.7+1.0+1.0+2.35)+1.4×(1.0+2+4)=29.06KN/m²。
碗扣立杆分布90cm×90cm,横杆层距(即立杆步距)120cm,则单根立杆受力为:
N=0.9×0.9×29.06=23.5KN<[N]=64KN满足要求。
经以上计算,立杆均满足受力要求。
6、地基受力计算
在支架搭设之前进行地基处理,施工前清除表土杂物、排除地表水、填平坑凹,承台系梁基坑采用透水性材料分层压实,搭设支架的范围使用机械进行场地平整碾压,根据施工场地的具体地质情况,合理确定填土厚度,分层压实,压实度达到90%以上,在顶面铺设15cm厚10%的灰土稳定层,其上铺设一层15cm厚C25砼。
上灰土层之前应对地基进行地基承载力试验,确保地基承载力满足受力要求,受力计算见下表:
箱梁部位
荷载(KN)
受力面积(m2)
地基受力(Kpa)
横隔梁
38.4
0.6×0.9
71.2
腹板
38.4
0.6×0.9
71.2
底板
23.53
0.9×0.9
29.1
结论:
综合考虑各种不利因素,施工时通过压实度、触探等试验检测,确保地基承载力在120Kpa以上。
7、分配梁受力计算
大横梁采用10cm×15cm的方木作为纵向分配梁,由于其间距较10cm×10cm的横向分配梁(小横梁)大得多(大横梁间距为支架间距,而小横梁间距最大为30cm),因此这里只计算作为纵向分配梁的大横梁(注:
小横梁在竹胶板刚度验算时考虑)。
10cm×15cm方木采用木材材料为A-3~A-1类,其容许应力、弹性模量按A-3类计,即:
[σw]=12Mpa,E=9×103MPa,10cm×15cm方木的截面特性为:
W=bh²/6=10×15²/6=375cm³=3.75×105mm³
I=bh³/12=10×15³/12=2813cm4=2.813×107mm4
(1)在腹板部位
腹板部位的荷载:
q=1.2(q2-1+q1-1+q1-2)+1.4(q4+q5+q6)
=1.2×(46.8+1.0+1.0)+1.4×(2.5+2+4)=70.46KN/m²
A、强度计算
按均布荷载验算:
因方木一般长2米,故按二等跨连续梁计算。
q=G×B=70.46×0.6=42.3KN/m=42.3N/mm
M=0.125×ql²=0.125×42.3×900²=42.8×105N.mm
应力:
σ=M/W=42.8×105/3.75×105=11.4N/mm²<[σ]=12N/mm²(满足要求)。
B、挠度计算
ω=5ql4/384EI=5×42.8×6004/(384×9×103×2.81×107)=0.29mm<[f]=L/400=900/400=2.25mm(满足要求)
(2)在横梁部位
立杆纵向间距为60cm,横向间距为90cm。
与腹板部位荷载相同,故不需验算,满足要求。
小横梁受力计算:
10cm×10cm方木采用木材材料为A-3~A-1类,其容许应力,弹性模量按A-3类计,即:
[σw]=12Mpa,E=9×10³MPa,10cm×10cm方木的截面特性为:
W=bh2/6=10×102/6=167cm3=1.67×105mm³;
I=bh3/12=10×103/12=833cm4=0.83×107mm4
(3)在腹板部位
腹板部位的荷载:
q=70.46KN/m²
A、强度计算
按均布荷载验算:
因方木一般长2m,故可按二等跨连续梁计算。
q=G×B=70.46×0.3=21.14KN/m=21.14N/mm
M=0.125×ql2=0.125×21.14×6002=9.51×105N.mm
应力:
σ=M/W=9.51×105/1.67×105=5.69N/mm²<[σ]=12N/mm²(满足要求)
B、挠度计算
ω=5×ql4/384EI=5×21.14×6004/(384×9×103×0.83×107)=0.48mm<[f]=L/400=600/400=1.5mm(满足要求)
8、胶合板受力计算
(1)荷载
计算荷载取横梁位置(最大荷载处)
q=1.2(q2-3+q1-2)+1.4(q4+q5+q6)=1.2×(46.8+1.0)+1.4×(2.5+2+4)=69.26KN/m²。
(2)计算模式
胶合板面板宽122cm,10×10cm小横梁(背木)间距为30cm,因此,面板按四跨连续梁进行计算。
(3)、面板验算
面板规格:
2440mm×1220mm×18mm
A、强度验算
胶合板的静曲强度:
[σ]纵向=70Mpa,[σ]横向=50Mpa
查表得四跨连续梁弯距系数Km=0.107
则Mmax=KmqL2=0.107×0.06926×(300)2=697N.mm
面板截面抵抗矩:
W=bh2/6=1×182/6=54mm³
σ=M/W=697/54=12.9N/mm²<[σ]横向=50Mpa,满足要求。
B、刚度验算
胶合板的弹性模量:
[E]纵向≥6×10³Mpa,[E]横向≥4×10³Mpa
考虑小横梁为10cm×10cm木方,胶合板的最大净跨径为220mm,故
ω=KqL4/(100EI)=0.632×0.06926×(220)4/(100×4×103×1×103/12)
=0.53mm<[ω]=220/400=0.55mm,满足要求。
结论:
以上验算均满足受力要求。
(4)安装底、侧、翼模板
①安装模板前必须进行整架检验和验收,检验主要内容:
a.基础是否有不均匀沉降。
b.立杆底部与基础面是否接触良好,有无松动或脱离情况。
c.检验全部接点的上碗扣是否锁紧。
d.整架垂直度和横杆水平度是否达到相应要求。
e.复合荷载是否超过规定。
f.在支架上测出梁纵轴边线的标高,以便于立模、检查和调整。
②模板安装
底、侧、翼模板采用厚度为18mm的优质桥梁专用竹胶板。
安装时,要严格控制其平整度、拼缝及错台现象,并注意检查两块模板间拼缝是否紧密(相邻两块模板间粘贴宽1cm双面胶),底模接缝处及侧模支架是否落到横向方木上,为防止漏浆,模板接缝处用双面胶粘帖。
9、支架加载预压:
为检查支架的安全性,消除支架压缩沉降和非弹性变形及立撑非弹性变形的影响,保证箱梁混凝土结构的质量,支架搭设完毕后必须进行预压处理。
同时取得支架的弹性变形实际数值,作为梁体立模预拱值数据设置的依据,在施工箱梁前需进行支架预压,预压重量不得小于箱梁重量的100%。
(查邯郸至大名高速公路施工标准化管理实施细则P113)
预压材料:
采用中粗砂或石粉装袋作为预压材料。
为确保预压重量的准确性和加载完成后荷载不发生突变(如下雨使预压材料的含水量增加),预压重量要准确计量,每袋称量专人记录。
并在预压过程中备足防雨材料,避免雨水过大使预压荷载变化较大,不能准确地搜集到预压所需要各种参数。
在安装底模、侧模和翼板模板后,模拟箱梁在浇注时的荷载情况,对支架进行分步逐级预压。
加载过程中,要严格按加载程序进行,并详细记录加载时间、重量、部位,测量人员要全过程跟踪观测。
未经观测的部位禁止加下一级荷载,预压过程中要求每完成一级加载停一段时间,再进行观测。
同时对地基和支架等进行检查,如发现异常
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