丽攀高速公路C11标段桥梁施工
薄壁空心墩专项施工方案
中铁五局（集团）有限公司丽攀高速
C11标段项目经理部
二零一零年五月一十日
中铁五局（集团）丽攀高速公路C11标段 专项施工方案
目 录
一、 工程概况 ........................................... 3 二、 施工方案选择 ....................................... 3 三、 塔吊设置 ........................................... 3 四、 主要施工艺及方法 ................................... 4 <一>、混凝土工程 ...................................... 4 <二>、模板工程 ........................................ 6 <三>、支架系统 ........................................ 6 <四>、钢筋工程 ....................................... 10 五、 工期安排及劳动力组织 .............................. 10 六、 质量保证措施 ...................................... 11 七、 安全注意事项 ...................................... 14
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一、 工程概况
大河沟大桥为丽江至攀枝花高速公路攀枝段C11标段的一个顺大河冲沟走向的双线分离式大桥，右线桥址范围为：K41+986.47 ～K42+523.53全长为537.06米；左线桥址范围为：ZK42+046.47 ～K42+538.53全长为492.06米，桥梁结构形式为右线：6-25m+7-40m+4-25m；左线：2-25m+9-40m+3-25m，全桥设计为简支梁桥。桥梁处在-2.9%的坡道上，本桥右线7#～12#墩为变截面薄壁空心双墩，里程为K42+180～K42+380，8#墩最高达74米；左线4#～9#为变截面薄壁空心双墩，里程为K42+180～K42+380，5# 墩最高达71米。基础设计为方型柱桩基础，最大桩深30米。
二、 施工方案选择
桥梁分布处地形复杂，地势起伏较大，高差达50多米，施工便道修筑难度大，施工条件相对恶劣，这就要求施工方案必须解决垂直运输、水平运输、混凝土输送、支架模板等问题。根据本桥地形特点，无法采用缆索吊施工，故计划采用围墩爬架配合塔吊施工。
三、 塔吊设置
各空心墩之间的跨度为40米，左右线间距为10米。右线6#、7#桥墩双墩间距为6.8米；8#～12#为银江互通A匝道接口加宽段，双墩间距为8米。左线4#、5#、6#墩双墩间距6.8米；7#～9#为银江互通D匝道接口加宽段，双墩间距为8米。根椐上述情况，计划采用5012塔吊2台，分别布置在K42+220及K42+340左右线中间，每台塔吊负责左右线共6个墩台的施工（后附塔吊施工平面布置图）
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四、 主要施工工艺及方法
<一>、混凝土工程
混凝土施工是本工程的重点难点，混凝土水平输送距离最远达到800米，垂直距离高达80米，这对混凝土的和易性要求较高。由于工程处在攀枝花山区，河砂资源极少，细骨料只能采用机制山砂，细度模数3.1～3.4，属粗砂。采用机制砂存在以下几个问题：1、机制砂无论在强度、级配、颗粒形状都无法与河砂相比较，容易泌水，流动性差，这无形中增加了远距离泵送混凝土的难度。2、机制砂含粉量比较高，吸水比较大，这就要求增加水的用量，水灰比增加，混凝土强度下降。3、机制砂的比表面积较大，摩擦力增加，需要较多的胶凝材料，增加施工成本。针对以上问题，在考虑技术可行及经济合理后，通过多次的混凝土配合比试验，采用了以下针对措施解决混凝土和易性问题：1、粗骨料采用二级级配，确保混凝土级配的更加合理。2、加入Ⅰ级粉煤灰作为混凝土掺和料，增加混凝土的胶凝材料，提高细骨料中细颗粒组分。同时减少水泥用量，降低混凝土水化热，降低混凝土成本。3、加入高效缓凝减水剂，降低水灰比，防止混凝土裂缝，保证强度。
在施工过程中，为了确保混凝土质量及混凝土的可泵性，采用了以下施工措施：(1)施工前对砂、石、水泥等原材料的产地进行考察，对原材料进行试验检查，保证原材料合格；碎石采用硬质岩石灰岩打制的碎石，洁净无杂质，级配良好；外加剂选用正规厂家产品，并经检验合格；墩身混凝土使用同一厂家、同品种、同强度等级水泥、同
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品种脱模剂，以保持混凝土外观颜色一致。(2)严格按配合比施工，砂、碎石、水、粉煤灰、减水剂计量采用自动计量设备，配料偏差粗、细骨料控制在±2％之内，水、粉煤灰、外加剂控制在±1％之内。(3)增加搅拌时间，搅拌时间由设计的2分钟增加至3～4分钟。(4)严格控制减水剂掺量及混凝土用水量，坍落度控制在8cm～12cm之间，不满足要求的混凝土严禁使用。(5)认真做好施工配合比，根据机制砂中含有>5mm的石子含量，合理调整混凝土施工配合比，保证砂率满足混凝土的泵送要求。(6)必须做粗细骨料的含水量，合理调整混凝土的加水量，保证混凝土质量。
混凝土水平运输采用6m3砼运输罐车运输水平运距最大800米，考虑到墩身施工时每节只有4.5米、砼数量约25m3左右，混凝土垂直运输采用每台塔吊配一个0.8立方砼料斗，为保证施工进度，25米墩高以下每节砼数量较多的施工段，汽车砼天泵施工，25米墩高以上施工段利用塔吊吊运施工，每节砼浇注时间控制在6小时内。
混凝土的浇筑。考虑到墩身高度较高，单个墩柱砼一次成型难度较大，必须分次浇筑成型，砼浇筑尽量减少工作缝，接缝严密平整，并保证前后浇筑砼的外观一致，墩身、台身未达终凝前，不得泛水。在砼浇筑时，设有坚实稳固的工作平台，在浇筑过程中，应设专人检查支架、拉杆、模板、钢筋及锚杆螺栓等预埋件的位置和保护尺寸，确保位置正确，不发生变形、位移，确保砼配合比，水灰比和坍落度等技术指标满足规范要求，应加强振捣，使砼在模板周边充实、饱满，表面光滑，无气水泡或蜂窝等。当砼抗压强度达到2.5MP后方可拆模，
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并要保证其表面及棱角不受损。拆模和装模时一样，轻拿轻放，以免模板损坏变形。拆模后，要特别注意墩身、台身的养护，采用高压泵自上而下进行定期洒水或采用养生布包裹养生。
<二>、模板工程
墩身模板在充分考虑技术经济合理性后，采用翻模施工，墩身模板分大模、角模和收坡模板3种类型。采用塔吊提升墩身模板进行循环施工，将外模施工平台支撑于外模板的横肋上，工作平台随外模标准节一起搭架上升，施工人员在内外模施工平台上进行模板安拆、钢筋安装、混凝土施工等。
通过计算，中间模板采用1.5m高大块钢模，内外模板的大模横向主肋加固采用16#槽钢，中竖向主肋加固采用8#槽钢，模板中横主肋采用5mm扁钢，纵横向边主肋采用角钢80*80*5，面板采用6mm钢板，模板水平缝有阴阳止口，竖向缝无阴阳止口,阴阳止口大小为阳5mm阴4mm。内外模板通过φ20对拉杆连接，在稳定性方面主要通过拉杆的抗剪、混凝土与模板的粘结力、模板的整体受力及墩身收坡来保证整个模板的稳定性。
<三>、支架系统
外模施工平台采用Φ42架管及扣件围绕桥墩搭设双排支架，支架与桥墩连成一个整体，支架施工按下述要求搭设：
1．技术要求。墩柱脚手架主要起操作架及垂直运输作用，必须具有足够的强度、刚度和稳定性；支承部分必须有足够的支承面积，如有底托的碗扣件安置在铺设好的枕木上或已浇筑的承台上，有
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基土时必须坚实并有排水措施；脚手架立杆间距及横杆步距必须 满足要求。
2．搭设方法。清平夯实基土(条件容许时最好将脚手架支承于墩柱承台上)，围绕墩柱搭设十字扣件支架，立杆及横杆采用1.0m间距，排间距为0.9m。
3．支架受力分析及计算。对于一般的扣件式钢管脚手架在搭设前首先必须力学验算，架体结构的主要传力途径为：操作平台上的各种竖向荷载横向—水平杆—纵向水平杆—立杆—垫木—地基。从传力途径可以看出，结构杆件中立杆底段是受力最大，因此在计算过程中主要计主杆底段和地基。计算时主要考虑的荷载可分为恒荷载和活荷载。前者主要包括结构自重和构配件自重，后者主要包括操作平台上的施工荷载和水平风荷载，还应考虑河流中水的冲刷产生的荷载。在脚手架的搭设计算中，最主要的是通过荷载的分布情况及大小，验算立杆的刚度和稳定性是否满足要求。另外，脚手架构造、脚手架加强加固必须满足施工要求和安全技术规范要求。
（1）无风荷载时，单肢立杆承载力计算。
1）立杆轴向力计算如下：脚手架结构自重标准值产生的轴向力NG1＝（B1×t1＋B2×t2＋B3×t3）×M
＝（44×0.0726＋36×0.0502＋30×0.0389）×30 ＝185.058kN
其中：B1——立杆每层数量；
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t1——每根立杆重量（kN）； B2——1.2m横杆每层数量； t2——1.2m横杆每根重量（kN）； B3——0.9m横杆每层数量； t3——0.9m横杆每根重量（kN）； M——层数：35m÷1.2m/层≈30层。
脚手板荷载对立杆产生的轴向力NG2＝MG2Ab/2＝30×（0.35＋0.14）×22.68÷2＝166.698kN
其中：脚手板自重按标准值0.35 kN/m2取值，操作层栏杆自重按标准值0.14 kN/m2取值。
Ab——受力区域面积＝（6×1.2＋0.9×2）×2×0.9＋3×1.2×0.9×2＝22.68m2
施工荷载对立杆产生的轴向力NQ1＝NQ3Ab/2＝1×（1＋2）×22.68÷2＝34.02kN
其中：N——实际操作层数 ；Q3——施工荷载标准值，人员设备活载按均布荷载取1.0kN/m2，振捣砼时产生的荷载取2.0kN/m2。
单根立杆轴向力计算 N＝﹝1.2（NG1＋NG2）＋1.4∑NQi﹞/B1＝﹝1.2×（185.058＋166.698×2）＋1.4×34.02×2﹞/44 ＝16.30 kN
2）单肢立杆稳定性计算（NS≥N），相关参数查阅《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》附录B
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NS＝0.744×489×205＝74.58 kN≥N 式中：A——立杆横截面积489mm2 ；
λ——压杆长细比，λ=L/I=1200/1.58=75.95（I
为钢管回转半径）；
φ——轴心受压杆件稳定系数，按细长比查本规范
附录C得知φ=0.744；
f——查规范附录B表B2，钢材强度设计值为205N/
mm2。
（2）组合风荷载时单肢立杆承载力计算：
风荷载对立杆产生弯矩按下式计算：=1.4×0.9×1.22×0.437=0.793 KN·m
式中：Mw——单肢立杆弯矩（KN·m）；
a——立杆纵矩（m）；
Wk——风荷载标准值（kN/m2）； I0——立杆计算长度（m）。
单肢立杆轴向力按下式计算：=﹝1.2×（185.058＋166.698×2）＋0.9×1.4×34.02×2﹞/44=16.09 kN
立杆压弯强度按下式计算：=16090÷（0.744×489）+0.9×1×793÷﹝1.15×5.08×（1-0.8×16.09÷171.34）﹞ =176.31N/ mm2≤f = 205 N/ mm2
式中：β——有效弯矩系数，采用1.0；
γ——截面塑性发展系数，钢管截面为1.15；
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W——立杆截面模量5.08 cm3；
NE——欧拉临界力 =171.34 kN（E为材料弹性模量2.05×105 N/ mm2）。
根据以上计算结果，支架立杆受压应力和稳定性指标都小于容许值可满足施工要求，则该支架方案是可行的。
<四>、钢筋工程
严格按照经监理工程师审批的支架方案进行塔设，墩柱支架塔设完成后进行墩柱钢筋帮扎施工。钢筋统一在加工棚进行下料和制作，钢筋的调直、截断及弯折等均应符合技术规范要求，钢筋加工完成后进行编号堆放，运至作业现场再用塔吊吊至作业平台进行绑扎、焊接，焊接时应注意墩柱主筋焊接接头必须错开，使接头钢筋面积不超过钢筋总面积的25%；箍筋接头应在四角错开，弯钩长度满足设计及抗震要求。中心点误差控制在2cm内，墩柱边侧的保护层利用垫块来保证，钢筋的保护层厚度应符合30±10mm的要求。
五、 工期安排及劳动力组织
空心墩施工计划工期为：2010年9月15日～2011年1月15日 劳动力人吊配置如下（按每个墩进行配置）： 1、 技术人员：2人 2、 架子工：5人 3、 钢筋工：10人 4、 电焊工：5人
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5、 模板工：8人 6、 混凝土工：6 7、 塔吊司机：2人
六、 质量保证措施
1、 高墩控制测量与监控
高墩的控制测量与施工监测主要从墩中心定位测量、墩高程测量、垂直度测量三个方面加以考虑。因此必须精确测量放线，同时施工前复核好墩身轴线位置及标高。标高测量至每层模板的底口，根据不同的标高出所对应的墩身截面尺寸，用以检验和控制模板的截面尺寸及坡度。
在测量措施方面(1)组建精干的精测小组专门负责墩身的测量工作，配备先进的测量仪器，确保墩身的线形控制。我们购进了价值二十多万的徕卡1200全站仪。(2)为了防止仪器误差导致墩身偏斜，每一模必须用全站仪测设中心点与铅直仪校核一次，并对墩身尺寸进行一次复测以确保墩身线形控制。(3)坚持墩身中线的复测和墩身截面尺寸的测量检查制度。(4)实行测量换手复核制度，对同一部位测量坚持两个人独立测量复核。(5)建立测量内业复核制度，测量资料复核无误后，报监理工程师审查认可，方可用于施工。(6)坚持相对恒温、恒压测量制度。 空心墩的测量、监控过程： (1)在大体积嵌岩基础施工前，首先放出墩身十字线，做好型钢支架，将墩身预埋钢筋准确定位并确保在整个施工过程中墩身钢筋不移位、不偏斜。(2)在第
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一次立墩身模板时，采用平面坐标法(与导线点联测)准确测放出模板4个控制点的平面位置，采用三角高程法测放出模板顶面高程，然后利用铅锤线测量模板的倾斜。墩身倾斜率≯ H／2500且≯30mm(H为墩身高度)，轴线允许偏位±10mm，断面尺寸允许偏差±20 mm，墩顶高程允许偏差±10 mm。(3)以后每节段立模时均与第一次一样测量控制放样，而且还要对前一节段进行竣工检查(倾斜、平面偏差及两柱之间的相对位置关系检查)。(4)平面位置控制。将全站仪架于控制点，用极坐标法通过控制模板位置来控制墩柱平面位置。由于温度对模板、仪器影响较大，每次固定观测时间定为温度变化不大的早上7：00左右。测量时先观测大气压、温度计读数，输入到全站仪，通过仪器自动改正。(5)高程控制。在承台上南北面各布设两个水准点作为基准高程，基准高程采用三角高程测量的方法从控制点用检定钢尺沿墩柱向上传递。同时采用在0＃台处设立水准点位，通过墩身标高传递进行标高复核。每翻模一次检验一次高程，其高程误差应符合规范要求，特别是墩顶最后一次必须控制好。 2、 高墩外观质量控制
高墩施工由于多次立模、多次浇注，容易引起外观质量下降。为了提高外观质量，经多次探索，采取了以下措施：(1)采用同一厂家的水泥、砂石、外加剂、掺和料，确保外观的一致性。(2)针对混凝土泵送难、和易性差、颜色灰白的问题，调整混凝
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土配合比，在保持原来配合比、坍落度的前提下，增加适量粉煤灰。实践证明，这对混凝土颜色及和易性有良好作用。(3)水平施工缝凿毛处理，在每板混凝土施工后，均留下一道水平施工缝，当混凝土终凝前，即可由人工在内外模外侧，由近及远绕周圈凿混凝土表面浮浆。但此时要注意：凿起的浮浆块，不要急于清扫，它在混凝土养生时起到吸附水作用，只待再立模前清扫干净即可。在凿毛时，混凝土强度尚未达到100％，严禁施工人员在内外圈竖筋上抓攀和在内外圈钢筋内的混凝土面上行走踩踏。(4)浇筑混凝土前，先对上次施工顶面人工凿毛，对支架、模板、钢筋和预埋件进行检查、整理，清除杂物，用高压水冲洗干净，模板间和下部嵌塞海绵条以防漏浆。(5)混凝土应按一定厚度、顺序和方向分层浇注，每层30cm，采用插入式振捣棒星型振捣，要求移动间距不超过振动器作用半径的1．5倍；与侧模应保持5—10cm 的距离；插入下层混凝土5—10cm；操作严格遵守快插慢拔要求，避免振动棒碰撞模板、钢筋及其他预埋件。(6)提高立模精度，改用厚10mm的海绵胶皮处理接缝，保证接缝严密。(7)尽可能安排在下午或夜晚温度较低时安排混凝土浇注施工，减小混凝土的坍落度损失。(8)混凝土浇注时，混凝土面低于模板面10cm，保证混凝土面的连续性。(9) 为确保墩身外观质量，模板翻升到位后，必须对模板进行彻底的清理、调直、修补和加固。 (10) 混凝土浇筑完成后，未拆模前，应在养护期间经常使模板保持湿润，拆模后
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立即进行薄膜覆盖，每3～6小时洒水一次，以保持混凝土表面湿润。养护时间比普通墩洒水养护时间延长3天．约10天左右。混凝土强度达到2．5Mpa前，不得使其承受行人、运输工具、模板、支架及脚-T-架等荷载。(11)拆模养护。强度达到70％ 即可拆模。拆模后立即开始养护，养护期不少于7 d。养护方法为洒水并覆盖塑料薄膜。(12)拆模后及时修复表面缺陷，保证墩身颜色一致、棱角分明。
七、 安全注意事项
成立安全专项检查小组：由项目安质部长负责，下设专项安全员，负责日常的安全检查、督导工作。同时在施工中要注意如下几点：
1、进入施工现场人员必须正确佩戴安全防护用品，严禁穿拖鞋、赤膊、酒后作业。
2、所搭设的高架必须按照有关规定搭设，每10m必须设置一道揽风绳，高架必须用安全网全封闭，每个隔3m用尼龙安全网封闭安全网底部，高架搭设的工作平台必须捆绑牢固，临边设置防护栏杆，高架作业人员必须戴好安全帽，系好安全带，扣好保险扣，严禁上下重叠作业，如遇雷雨、大风、大雪严禁进行高架作业。
3、施工现场用电必须严格执行“三相五线制”，一机、一闸、一箱、一漏，电线必须用木杆架设，严禁用钢管搭设，电线严禁乱拉乱放在地上，配电箱必须完好，设置防雨篷，门上锁。施工现场严禁使用花线，非专职电工严禁从事电气作业。
4、操作拌合机，输送泵人员必须严格执行安全操作规范，严禁违章作业，野蛮施工，机械发生故障时，必须先断电源后，才进行检查、维修，严禁将手、脚放在危险部位，孔桩基混凝土浇筑时，输送
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管串铜必须设置牢固，拆吊孔内串铜时，孔底严禁站人，如特殊情况必须先做好安全防范措施，避免意外事故发生。
5、塔吊、施工电梯操作人员必须持证上岗，无证人员严禁从事特种作业，塔吊吊运物件时，必须设置信号员，并且明确信号，吊运物件时，下方严禁站人，塔吊下方严禁搭设加工场地。操作人员必须随时对设备进行检查、保养维修，并做好台账记录，保持良好的机械性能，正常运转。
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