1、高聳空心鋼筋混凝土橋墩專項施工方案1工程概況新建某東部鐵路通道某段鐵路位于長白山脈主峰白頭山某部,地貌以中低山、山間盆地及河床河漫灘為主,地形受河流、沖溝切割影響,陡緩相間,地勢起伏較大,高程500-1200m之間。沿線自然植被茂密,多為針葉雜樹林及人工林。其中白河至某白河屬山間盆地,地勢平坦,高程645-680m;某白河至八家子荒溝林場屬低山、低山緩坡,分布四道白河、某江及沖溝,地形稍有起伏,局部地勢低洼為濕地,地表有積水,高程555-880m。沿線地層巖性為第四系全新統沖洪積,沖積、沼澤沉積層,殘坡積層的淤泥質粉質黏土、淤泥、黏性土、砂類土、碎石類土、卵石土與花崗閃長巖等構成。地質構造斷層
2、發育,土質壓縮性高,工程地質條件極差。該鐵路屬于中溫帶濕潤季風氣候區。冬季較長,嚴寒多雪;夏季涼爽,低溫多雨,雨季集中在6-7月份。最冷月平均氣溫-12.1-12.69,按對鐵路工程影響的氣候分區屬寒冷地區。最熱月平均氣溫20.921.21,年平均降水量701.2593.9mm,年平均風速2.12.2m/s。土壤最大凍結深度為1.86m。某公司承擔建設的合同段內共有橋梁17座,其中特大橋2座,1502.5延長米;大橋5座,2031.81延長米。橋梁下部為鉆孔樁、挖孔樁基礎或擴大基礎,圓形或圓端型橋墩,T型、耳墻型或柱式橋臺,鐵路橋上部為32m預應力鋼筋混凝土簡支梁。特大橋、大橋的施工工期安排為
3、8月。工程施工質量為鐵道部優質工程。該施工方案為總體施工組織的基礎上,針對空心高墩結構施工技術難度大,安全質量要求高的特點,應盡早組織施工,保證質量,消除對工期的控制性影響,制定的橋墩專項施工方案。2.編制范圍及標準依據2.1 編制范圍該施工方案為橋墩模板實施性方案設計,因此編制的范圍僅限于標段內普通墩及某特大橋(19-32m)、某鄉大橋(13-32m)和某江特大橋(26-32m)的圓端型高聳空心鋼筋混凝土橋墩部分施工方案。橋梁均屬于預應力混凝土簡支梁橋,空心墩的高度在31.443.4m之間,共13座。普通墩在7.9-29m之間,計73座,鑒于三座橋梁的橋墩結構高聳,普通墩墩量較多,垂直工作量
4、較大,混凝土澆筑、模板安裝等施工工序質量要求高,施工安全保證和作業操作風險較高,經過國內同類工程施工技術比較,決定采用目前國內技術先進的由xx卓良模板有限公司生產的模板設備及其懸臂掛架式爬模施工工藝。2.2 標準依據高聳空心鋼筋混凝土橋墩在施工技術、操作難度和質量保證措施等方面同一般的實體混凝土橋墩相比,施工安全、質量控制標準較高,因此,必須嚴格執行施工規范、操作規程和工程質量驗收標準,確保工程質量。這樣就需要在施工方案設計,工藝流程制定等方面,依據明確的技術標準、規范和規程進行操作。本施工方案依據的主要標準如下:混凝土外加劑應用技術規范(GBJ119-88)普通混凝土拌合物性能試驗方法(GB
5、J80-85)混凝土質量控制標準(GBJ50164-92)泵送混凝土施工技術規范(JGJ/T10-95)建筑用砂(GB/T14684-93)建筑用碎石、卵石(GB/T14685-93)起重設備安裝工程施工及驗收規范(GB50278-98)混凝土結構工程施工質量驗收規范(GB50204-20XX)工程測量規范(GB50026-93)鋼筋焊接及驗收規范(JGJ18-20XX)鐵路工程施工安全技術規程(TB10401-20XX)新建鐵路工程測量規范(TB10101-99)鐵路橋涵施工規范(TB10203-20XX)鐵路橋涵工程質量檢驗評定標準(TB10415-20XX)3.工程數量及機具設備配備3.
6、1 機具設備配備根據高聳橋墩的結構特點和施工組織需要,采用的主要設備和機械配備情況如表1所示。 表1 施工機具設備配備表序號機具設備名稱單位數量規格及型號說明1CB-240型懸臂模板及配件套62附著式塔吊臺63混凝土輸送泵臺24混凝土攪拌車輛65混凝土泵車輛2625t汽車吊臺27鋼筋切斷機臺48鋼筋調直機臺2混凝土振搗器臺16由于本施工方案為高聳空心鋼筋混凝土橋墩及普通墩專項施工方案,因此,所列數量僅限于橋梁基礎承臺以上的空心橋墩墩身鋼筋及混凝土數量,如表1所示,普通墩未示。其它工程數量參見總體施工方案。表 1 高聳空心鋼筋混凝土橋墩工程數量表序號橋梁名稱工程數量名稱C35混凝土(m3)F12
7、鋼筋(Kg)F16鋼筋(Kg)F20鋼筋(Kg)1某鄉大橋5號墩(39.4m)498.335701576652046號墩(42.4m)546.138591649252907號墩(42.4m)546.138591649252908號墩(39.4m)498.335701576652049號墩(32.4m)392.42923140745019合計2481.21778178590260072南道村特大橋8號墩(31.4m)378.828331383249929號墩(34.4m)420.3310514557507210號墩(35.4m)434.63198147995099合計1233.791364318
8、8151633某江特大橋3號墩(34.4m)420.331051455750724號墩(42.4m)546.138591649252905號墩(43.4m)562.639561673453196號墩(42.4m)546.138591649252907號墩(39.4m)493.33570157665204合計2568.41053480041261754. 施工技術方案4.1 模板構造與作用本工程的模板采用xx卓良模板有限公司生產的CB-240型懸臂模板。該模板體系主要應用于橋墩、混凝土墻體等結構,模板使用時的垂直提升視墩身施工節段高度的不同,采用汽車吊車或附著式塔吊實現。模板體系的結構拼裝如圖1
9、所示。4.1.1 模板構成模板部分主要由面板、豎肋、橫肋、連接爪、芯帶、芯帶插銷及墊板,接縫背愣和吊鉤等幾部分組成。圖1 CB-240型懸臂掛架模板結構簡圖1. 模板面板采用18cm厚的維薩膠合板,這種面板具有表面光潔度好,強度高,彈性、硬度較大,耐水性強,周轉使用率高等的特點。具有較好的可加工性和拼裝性能,適合于模板面板的加工制作。2. 豎肋采用木制工字梁,其力學指標為:允許彎矩為5KNM,允許剪力為11KN。豎肋的作用是增加面板的豎向剛度,將模板的側壓力通過斜撐傳遞到受力三角架,提高模板的抗傾覆能力。3. 橫肋由兩根槽鋼、芯帶、芯帶插銷及墊板等組合而成,橫肋與豎肋間連接使用特別制作的連接爪
10、。橫肋在大片模板中起到增強橫向剛度,限制模板橫向撓曲的作用。4.1.2 爬架構成CB-240 型懸臂模板采用附墻爬架體系,爬架主要由斜撐主背楞、主梁三角架和吊平臺等組成。其各部結構如圖2所示。(1)斜撐主背楞(2)主梁三角架(3)吊平臺圖2 懸臂模板爬架體系分解圖1. 斜撐主背楞由背楞、可調節式斜撐和橫向拉桿組成,背楞起到固定模板和力傳遞作用;可調節式斜撐起著傳力和調節模板豎向垂度的作用;橫向拉桿與主背楞和斜撐形成受力三角架,并最終將混凝土傳給模板的側壓力傳遞到主梁三角架。通過主梁三角架以拉力的形式傳遞到混凝土墩身。圖 3 固定埋件體系部件詳圖2. 主梁三角架由主梁、斜撐和豎向拉桿組成,與斜撐
11、主背楞組合形成傳力系統。此外主梁三角架還可以用來在其上搭設工作平臺,方便施工。3. 吊平臺是由掛架連接在主梁三角架上,并在橫桿上鋪裝跳板所構成。其作用是提供簡易作業平臺,為墩身工作螺栓孔封堵及混凝土養生提供工作空間。圖4 可調圓弧模板效果及工作原理圖4.1.3. 固定體系組成模板定位采用混凝土預埋固定裝置,其主要部件包括埋件板,高強螺桿、爬錐、墊圈和定位螺栓等幾種零件。部件結構如圖3所示。除埋件板和高強螺桿D20施工中埋與混凝土中,一次性使用外,其他部件均可周轉使用。澆筑橋墩混凝土時形成埋件,爬模過程中用于固定爬模架。當墩身的厚度較大時,兩邊模板的固定高強螺栓可用直徑20mm的圓鋼筋焊結連接,
12、以增加預埋件的拉力儲備。4.1.4 圓弧模板4.1.4.1圓弧模板構成可調木梁圓弧模板面板采用21mm厚的木膠合板,面板規格為24401220mm,模板標準規格為24404650mm;豎肋為木工字梁,面板與組合木梁通過螺釘連接;橫肋為短雙槽鋼背楞,背楞與背楞間由能夠伸縮的調節器連接;豎向邊肋為雙肋角鋼;圓弧部分遇見變截面時,可以調整圓弧半徑,圓弧模板上下邊緣寬度調整時,可通過增加木方或修改模板來調節長度。模板效果圖及工作原理圖如圖4所示。4.1.4.2 圓弧模板拼縫節點圓弧拼縫節點如圖5所示,模板邊肋為鉆孔的邊肋角鋼,M1650螺栓螺母將兩塊的邊肋連接在一起,弧度調節器使拼縫處受力成三角形,此
13、種拼縫連接方式能保證拼縫平齊而不錯臺。4.2 施工技術要點圖 5 模板拼縫節點構造圖4.2.1 施工準備1. 承臺施工完成后,平整橋墩基礎施工造成的場地不平整,地基基礎采用碎石土夯填密實,塔式起重機基礎用C25混凝土灌注,基礎尺寸按塔式起重機的工作需要確定。2. 塔式起重機應選用外墻附著式自升塔機,塔機的主要技術參數如工作幅度、起升高度、起重量和起重力矩等,應滿足施工覆蓋面、供應面等供應能力的需要;應滿足提升高度、水平運輸和構件裝配條件的需要;同時應有足夠的安全保障措施。在混凝土灌注前應將塔式起重機安裝調試良好,并保持正常的工作狀態。3. 高聳空心橋墩的鋼筋加工與一般橋墩鋼筋加工采用同一鋼筋加
14、工場地和設備,施工時除了應保證鋼筋加工能力和質量外,還應保證場內材料運輸道路的通暢。4. 高聳空心橋墩的混凝土攪拌與普通橋墩混凝土攪拌采用同一攪拌站,施工高度在10m以內時可采用混凝土攪拌車和混凝土泵車作為混凝土水平與垂直運輸的工具,完成混凝土灌注;施工高度在10m以上時,混凝土垂直運輸采用高壓混凝土泵進行泵送,澆注混凝土。此時應根據橋墩的高度選擇適當型號的混凝土泵,滿足施工需要。5. 模板工程中使用的定型模板,在施工前應進行預拼裝檢查,保證配件齊全,安裝正確。6. 施工作業前應對特種機械操作人員,高空作業人員進行基本專業知識和安全操作規程方面的教育,有持證上崗要求的必須持證上崗。4.2.2
15、施工過程方法1. 第一次澆筑混凝土前,應將承臺頂面清理干凈,并按設計標高整平,為模板安裝創造條件。清理接茬鋼筋的污物和鐵銹,按規范要求的接頭相錯量和鋼筋焊接方式連接鋼筋,并綁扎成鋼筋籠,綁扎過程中應保持鋼筋順直,并設置好保護層。然后,按底層模板結構設計安裝模板,設置好模板爬升埋件。當墩身結構尺寸較大時,為確保截面的幾何形位,可將原來的預埋件設置成對拉埋件。2. 第一節模板的下緣橫向支撐采用地腳埋件,外加橫向背楞,縱向設支撐塊的形式。模板的頂端設拉環,在墩身外圍設置地錨,用鋼筋和手動葫蘆做成拉線,調整模板的幾何形位和豎向垂度。待模板尺寸和垂度調整合格后,灌注底節混凝土。3. 底節段混凝土澆筑完成
16、達到終凝,并具有一定的強度后,按照“先外后內”的順序拆除模板及支架,安裝爬模架,然后按規定的錯接長度和規定的連接方式接長縱向鋼筋,并綁扎成鋼筋籠,形成鋼筋骨架。清理模板表面雜物,按第二節段模板的截面形狀尺寸調整模板,吊裝爬架,按設計圖將爬模架掛在相應的埋件點后,通過可調斜撐調整模板的垂直度。模板接縫可通過微調裝置將其下緣與前次澆筑的混凝土結構表面頂緊、密貼,確保接縫處不漏漿、不錯臺。4. 第三次及以后各次模板爬升,均在前次提升的爬模架下安裝吊平臺,用于拆除可周轉的埋件,封閉已經拆模的墩身混凝土表面埋件孔。再次安裝時應調整模板的尺寸,滿足橋墩沿縱向變化的幾何形狀要求。這種循環爬模過程按豎向工藝流
17、程進行。5. 爬升模板的標準節段高度為4.65m,循環澆筑時每節混凝土灌注高度為4.50m,模板接高時要保證有100mm的搭接量。最后節段混凝土的灌注高度應按墩帽底面標高嚴格控制,除在混凝土中設置接茬鋼筋外,并在終凝前對混凝土表面進行鑿毛處理,保證墩帽混凝土的接續澆筑條件。(1)第一節段澆筑混凝土(2)第二節段澆筑混凝土(3)第三節段澆筑混凝土圖6 橋墩混凝土澆筑工藝流程圖6. 空心橋墩爬升模板的內模與外模同步同節段安裝調試,當混凝土的壁厚較小時,為防止模板的幾何形位發生過大的變形,應將內外模板的埋件焊接對拉形成拉桿,增強模板變形的橫向約束,從根本上保證模板的穩定性和內部模板的幾何形狀。7.
18、橋墩空心部分施工完成后,在橋墩空心部分的頂端按墩帽模板安裝的需要,埋設預埋件,綁扎墩帽鋼筋,安裝墩帽模板分塊設計拼裝模板。墩帽模板的安裝應能充分利用懸臂掛架系統,為墩帽的施工提供作業平臺和模板支撐條圖8 空心墩模板結構安裝示意圖圖7 模板爬升工序操作圖件。墩帽混凝土和支承墊石混凝土澆筑可按各自不同的混凝土標號,間歇式一次澆注完成。墩帽和支承墊石混凝土澆筑應注意間歇時間的控制,不能形成水平施工縫。8. 空心墩檢查洞口施工時,應統一安排在同一節段模板內跨越,模板安裝過程中,混凝土澆筑前應采用木支架和泡沫板制作洞口的幾何放樣結構,與周邊墩身鋼筋連接形成牢固的連接,置于內外模板之間,并與模板形成密貼,
19、保證灌注混凝土過程中不錯位,不漏漿。9. 空心橋墩內模施工作業時,要求內模與內模掛架一體爬升,內模掛架為內模安裝和拆除作業提供工作平臺,并絕對保證空心內部作業面的安全防護,杜絕施工作業面凌空不防護狀態。模板施工工藝分解圖、模板提升操作圖和模板結構安裝圖分別如圖68所示。4.2.3 施工進度計劃施工進度計劃是施工工期的重要保證,應從機具設備保證、材料進場時間以及橋墩主體結構施工進度等幾方面采取措施予以保證。其中施工機具設備應在基礎承臺施工完成前按機械設備表中所列的機械全部進場,并檢查設備的性能與工作狀態,對特種機械應由有專業操作崗位證書的技術工人操作;施工用的材料(包括鋼筋、水泥和混凝土骨料)應
20、適度提前進場,在施工前完成材料的試驗與檢驗工作。施工機具和材料的供應計劃按工程總體施工方案要求如期進場??紤]到該合同段高聳空心鋼筋混凝土橋墩的數量、施工作業隊伍的劃分以及CB-240型懸臂掛架式模板的使用周轉期限制,擬采用4套CB-240型懸臂掛架爬升模板,此4套模板在設計上應考慮空心墩的內部模板,整體拼裝,一體化施工。其中某鄉大橋和南道村特大橋各配置一套,由項目經理部第二施工隊承建;某江特大橋配置二套,由項目經理部第三施工隊組織施工,確保施工工期的實現。普通墩模板型號與施工工藝與空心墩一致,根據標段的施工周期共計配備10套,南道村特大橋2套,某鄉大橋1套,某江特大橋2套,荒溝1號大橋1套,荒
21、溝2、3號橋及紅旗河大橋4套。 按照CB-240型懸臂掛架爬升模板的技術性能,每節段的周轉使用期為6天,施工過程中三套模板并行橫向流水作業,三座大橋的空心高墩總高度為468延米,綜合考慮三套模板周轉使用,則三座大橋采用三套模板的計算施工工期為210天,滿足施工工期的要求。普通墩模板可根據施工進度的要求適當的調配,同時也可增加相應的數量以保證工程需要。施工過程中應及時控制施工進度的落實情況,出現進度滯后時,及時分析原因,采取有效措施調整進度計劃,對施工進度進行全過程、全方位的控制;在保證工期前提下,盡量將混凝土施工安排在非冬季施工期內,必須進行冬季施工時,應采取切實可行的冬季施工防護措施,確保混
22、凝土施工質量和生產安全,并取得良好的經濟效益。4.2.4 施工質量措施(一) 模板部分1. 模板采用組合式維薩板拼裝制作。豎向肋梁采用180mm高的木制工字梁,橫向肋梁采用雙槽鋼。橫向和豎向肋梁的間距經計算確定。2. 模板首節高度位4.60m,標準節段高度為4.50m,由于墩臺高度模數不匹配而產生的其它長度模板由模板廠家與施工單位在現場核定后,另行單獨設計。其中100mm300mm為搭接高度(模板與下層已澆筑墻體的搭接高度,用于模板下端的定位與固定)。模板接縫處須加橡膠襯墊,以防止漏漿。3. 模板寬度,可根據橋墩直邊寬度和圓弧段長度劃分確定,施工過程中按橋墩的截面形狀進行尺寸調整。因此,模板的
23、圓弧段部分應設計為上下端弧長和圓弧半徑可調的形式,以方便施工過程中模板分節段拼裝的要求。另外模板分塊應考慮與塔式起重機的提升能力相適應的要求。4. 根據爬升模板施工工藝要求,模板應設置兩組起吊環。一組起吊環(一般為兩個吊環)用于制作、吊裝與運輸,在制作時焊接于橫肋或豎肋上;另一表2 爬升模板質量要求項目質量標準檢測工具與方法(一)制作1大模板外形尺寸-3mm鋼尺測量對角線3mm鋼尺測量板面平整度2mm2m靠尺,塞尺檢測直邊平直度2mm2m靠尺,塞尺檢測螺孔位置2mm鋼尺測量螺孔直徑+1mm量規檢測焊縫按圖紙要求檢查2爬升支架截面尺寸3mm鋼尺測量全高彎曲5mm鋼絲拉繩測量立柱對底座的垂直度1%
24、掛線測量螺孔位置2mm鋼尺測量螺孔直徑+1mm量規檢測焊縫按圖紙要求檢查(二)安裝1螺栓與螺栓孔墻面預留螺栓孔位置5mm鋼尺測量穿墻螺栓孔直徑2mm鋼尺測量2模板拼縫縫隙3mm塞尺測量拼縫處平整度2mm靠尺測量垂直度3mm 或 1%h2m靠尺測量標高5mm鋼尺測量3爬升支架標高5mm鋼尺測量垂直度3mm 或 1%H掛線墜4穿墻螺栓緊固扭矩4050Nm0150Nm扭力扳手測量組起吊環用于模板爬升,設在爬架的位置,并與爬模架吊環位置相適應,一般在模板拼裝時進行安裝和焊接。5. 模板作業平臺系統分為上平臺、中平臺和下平臺三部分,設在模板外側,供模板的拆模、爬升、安裝就位和校正固、穿墻螺栓安裝和拆除、
25、墻面清理和嵌塞式穿墻螺栓等操作時使用。工作平臺的寬度為600mm900mm,上下應設置垂直登高設施,并應配備存放小型工具和螺栓的工具箱。模板系統固定后,要用連接桿件將模板與桁架桿件連成整體。6. 底層模板的安裝,應在先期澆筑的承臺頂面按模板安裝的要求布置預埋鋼筋,作為底層模板安裝時頂撐著力錨點。預埋鋼筋的直徑以32mm為宜,預埋錨固深度不得小于500mm。7. 由于墩身截面為圓端形,且為懸臂拼裝模板,因此在混凝土澆筑過程中模板在兩個主軸方向的抗拉壓抵抗能力存在差異。為克服這一不足,內外模板的預埋件應采用對拉形式,在模板的頂端和與圓端形截面的連接立面設置對拉埋件,并使內模的徑向支撐應與模板連接可
26、靠,保證在施工過程中不變形。8. 灌注混凝土應添加早強劑,灌注過程中應分層澆筑,分層振搗,并適當控制混凝土的澆筑速率,以免產生過大的混凝土側壓力?;炷翝仓^程中應設專人監控模板的變形情況,有變形傾向時應及時停止或適當放慢混凝土的澆注速率,并將模板幾何尺寸進行細部調整,不得使成型混凝土的幾何形位發生改變。9. 墩身混凝土的強度達到80%以上時,方可拆除模板。模板拆除順序應首先拆除外模板,將其提升安裝,為拆除內模板提供工作空間,然后拆除內模板的頂撐,最后拆除內模板并提升安裝。模板拆除過程中,應首先松動埋件螺栓,并在全部螺栓松動后將其全部卸除,頂推模板時千斤頂應均勻用力,并注意模板著力點的保護,防
27、止將模板頂壞或將已經澆注的橋墩表面拉壞。10. 除上述要求外,模板的整體制作和安裝質量應符合表2所規定的要求。(二)鋼筋部分1. 鋼筋進場后應進行質量證明文件的核查簽認,并按規定的項目進行鋼筋強度、焊接質量等方面的實驗檢測,確保鋼筋質量符合規范要求的標準。鋼筋加工使用前,應進行除銹,調直等作業,保證施工質量。2. 鋼筋的切割作業必須使用鋼筋切斷機或無齒鋸,嚴禁使用氣割作業。3. 鋼筋接頭應采用焊接接頭或拴接接頭,場地內應以接觸閃光對焊方式為主?,F場縱向主筋的連接應采用業主或監理指定的連接方式,但不得使用幫條焊??v向主筋的連接必須按規范要求保持一定數量且相間布置的接頭相錯量。一座橋墩使用的鋼筋應
28、采用同鋼種同鋼號鋼筋。4. 墩身縱向主筋安裝綁扎過程中,應保持豎向垂直度工作過程中加強定位固定,鋼筋籠綁扎成型前應注意抗傾覆防護,鋼筋籠綁扎過程中應采取措施保證鋼筋籠的幾何尺寸和豎向垂直度,以免發生模板安裝困難或混凝土保護層局部不足的現象。5. 鋼筋安裝的允許偏差應符合表3的規定。表3 鋼筋安裝允許偏差(mm)檢驗項目允許偏差主筋橫向位置5箍筋位置15其他鋼筋位置10鋼筋保護層厚度5(三)混凝土部分1. 橋梁墩身混凝土宜采用高性能可泵送混凝土,水泥應采用保水性、泌水性能較好的水泥品種,細骨料宜采用中砂,通過0.315mm篩孔的百分比不小于15%;骨料級配宜采用連續級配,當泵送高度在50m以下時
29、,粗骨料的最大粒徑與輸送管道內徑之比不大于1:3。2. 泵送混凝土的配比設計指標:坍落度宜控制在80180mm之間,水灰比宜為0.380.50, 砂率宜為0.380.45,水泥用量(含摻合料)不宜小于300Kg/m3。3. 混凝土施工的攪拌、運輸和施工過程中的澆注與搗固等質量保證措施與普通橋墩混凝土灌注施工要求相同,可參照總體施工方案執行。4. 混凝土的振搗應選用適當型號的振搗器分層澆筑,分層振搗。澆筑混凝土的分層厚度不宜大于30cm,并適度振搗,保證混凝土質量和周圍模板不受擾動。5. 混凝土澆筑完畢后,應采取有效的養護措施,12小時內應對混凝土加以覆蓋并保濕養護;澆水養護時,養護時間不得少于
30、7天,澆水次數應以保持混凝土處于濕潤狀態為宜;采用塑料薄膜覆蓋養護的混凝土,其敞露的全部表面應覆蓋嚴密,并應保持塑料薄膜內有凝結水;當日平均氣溫低于5攝氏度時,不得澆水。6. 混凝土施工進入冬季施工期后,應從混凝土配比、摻加抗凍劑、養護和防寒措施等方面綜合進行混凝土施工質量保護措施,具體措施參照總體施工方案中關于混凝土冬季施工的有關規定執行。4.2.5 施工安全措施(一) 模板部分1 拆除模板并進行爬升安裝的前提條件是墻體混凝土必須達到一定強度(10N/mm2以上),嚴禁在混凝土強度不足時進行模板爬升作業。懸臂掛架的附墻架與墻體預留螺栓孔用螺栓固定,且其位置要與上面各層的附墻架螺栓孔位置處于同
31、一垂直線上,保持懸臂掛架受力均勻。2 提升模板前,應先拆卸大模板的穿墻螺栓,是模板與墻體分離,拆除相鄰大模板及腳手架間的連接桿件,使爬升模板各個單元體分開。同時,要仔細檢查提升設備,檢查卡環和安全鉤,調整好大模板或爬升支架的重心,使保證垂直,防止晃動與扭轉,確認符合要求后方可正式提升。3 提升模板和懸臂掛架時要穩起、穩落和平穩就位,防止大幅度擺動和碰撞。要注意不要使模板與其他構件卡住,若發現此現象,應立即停止提升,待排除故障后,方可繼續爬升。4 模板安裝時,所有穿墻螺栓均應由外向內穿入,在內側緊固模板安裝完畢后,應對所有連接螺栓和穿墻螺栓進行緊固檢查,經模板尺寸、保護層措施、模板剛度穩定性等項
32、目的檢查合格后,方可投入使用。5 施工空心墩檢查洞口位置時,懸臂掛架的附墻架應避開洞口固定在墻體上。如必須設在洞口位置,最好在附墻架上安裝活動牛腿擱在洞口的橫向墻壁上,由墻壁承受懸臂掛架傳來的垂直荷載,再用螺栓連接以承受水平荷載。6 在懸臂掛架上從事高空作業人員必須系好安全帶,安全帶應掛在人體上方牢固可靠處,嚴禁在一個物件上拴住幾根安全帶或一根安全帶上拴幾個人;臨邊作業應設置防護圍欄和安全網;懸空作業應有可靠的安全防護設施。7 懸臂掛架的高空作業平臺、過道、腳手架上不得堆放超過允許載荷的物品;懸臂掛架施工的小型機具和螺栓應在施工完畢后收拾干凈,不得遺留在操作架上。高空作業人員不得坐在平臺的邊緣
33、,不得站在欄桿的外側;使用移動式梯子時,梯腳底應堅實,梯子上端應有固定措施,人字梯鉸鏈必須牢固;同一梯子上不得有兩人同時作業。8 遇有6級及以上大風或惡劣天氣時,應停止露天高出作業,在霜凍或雨雪天氣進行露天高空作業時,應采取防滑措施。(二) 鋼筋部分1. 鋼筋吊裝前應綁扎成捆,每捆的重量應與塔式起重機的起吊能力和每次使用量相適應。鋼筋綁扎應牢固可靠,并準確確定起吊的吊點位置,以免吊裝過程中出現意外,鋼筋的吊裝作業應同其他吊裝作業一樣,必須有專人統一指揮,有防護條件下施工。2. 墩頂鋼筋作業的施工工具應設置工具箱,統一存放;小型機具設備必須有序放置,必要時應設置防護鏈,以免發生高空墜落,危及安全
34、。3. 由于高聳橋墩的墩上施工作業面狹窄,且為中空結構,所以施工過程中必須協調一致,防止鋼筋焊接、綁扎過程中出現鋼筋突然傾倒傷及施工作業人員的現象。4. 鋼筋豎向焊接過程中,應確實做好未焊接鋼筋的臨時固定,嚴禁在焊接中和焊接節點剛度未剛化的情況下,解除對鋼筋的固定約束,以免焊接節點斷裂。遇6級以上大風時應停止鋼筋的綁扎作業。5. 鋼筋綁扎施工作業過程應嚴格用電安全責任與檢查制度,切實保證施工電纜、機械的性能狀態完好性,杜絕漏電傷人事故。(三) 混凝土部分1. 混凝土的攪拌、運輸等施工作業安全規則同一般混凝土作業,參見總體施工組織措施。2. 泵送混凝土在泵送運輸前,應全面檢查輸送泵的工作狀態完好
35、性、輸送管道的完好性和豎向管道的固定狀態是否完好。3. 混凝土澆筑過程中,施工人員應按混凝土分層循環澆筑的順序,在指定的點位進行施工作業,不得在混凝土澆筑過程中無序隨意走動,以免高壓泵送的混凝土傷及施工人員。4. 泵送混凝土過程中,出現混凝土阻塞故障時,應及時停止泵送,查找阻塞位置,疏通管道,中途停止泵送時間不宜超過1小時。泵送混凝土作業結束后,應及時進行管道清洗,以便下次使用。5. 垂直輸送高度大于10m,遇有6級以上大風時,不宜進行泵送混凝土施工作業。5 施工場地布置施工場地布置同本合同段總體施工方案,專項方案中不作調整與補充。附錄1. 模板結構計算附1.1 編制計算書遵守的規范和規程建筑
36、結構荷載規范 (GB 50009-20XX)鋼結構設計規范 (GBJ 50017-20XX)混凝土結構設計規范 (GB 50010-20XX)混凝土結構工程施工質量驗收規范(GB 50204-20XX)建筑施工計算手冊 江正榮 編著 鋼結構工程施工質量驗收規范 (GB 50205-20XX)附圖 1 模板結構示意圖附1.2 爬模架體結構計算爬模由預埋件、三腳架、吊平臺、模板等裝置組成。其結構示意圖如附圖1所示。1.2.1計算參數確定1. 各操作平臺的設計施工荷載為:模板、混凝土澆筑、鋼筋綁扎工作平臺最大允許承載 3KN/m, 模板后移及傾斜操作主平臺最大允許承載 1.5KN/m。2. 除與結構
37、連接的關鍵部件外,其它鋼結構剪力設計值為:FV=125KN; 拉力設計值為:F=215KN。3. 爬升時,結構混凝土抗壓強度不低于15MPa。4. 假定模板,澆筑,鋼筋綁扎工作平臺寬度為3.0m,則施工荷載為9KN。5. 假定模板后移及傾斜操作主平臺寬度為4.0m,則施工荷載為6.0KN。6. 假定分配到單位機位的模板寬度為3m,高度為4.5m,則模板面積為13.5m2。7. 假定分配到單榀的模板自重為6.8KN。8. 假定最大風荷載為2.5KN/m2,作用在模板表面,側沿模板高度方向風荷載為2.53=7.5KN/m。9. 假定單榀架體系統總重為20KN,含支架、平臺、跳板。1.2.2 爬模架
38、體力學分析 1. 支架穩定性驗算確定支架計算簡圖,如附圖2所示。采用結構力學計算軟件計算的內力圖如附圖3所示。附圖 2 爬模架結構受力圖附圖 3 爬模架結構受力圖(1) 軸力圖(2) 彎矩圖(1) 剪力圖計算分析結果如附表1所示。附表1. 爬模架桿件軸力、彎矩、剪力表桿件號軸力KN彎矩KN*M剪力KN備注160.7600684.375.0122.77767.2010.8414.37注:分析表明,若以上桿件滿足要求,其它桿件必定滿足要求,故可不作分析。約束反力:V=22.77KN,N=84.37KN,R=53.61KN。因受拉桿件遠遠滿足要求,只需對受壓桿件進行失穩驗算, 9、11為受壓桿,對9
39、、11進行穩定性驗算。分析結果如下:各桿件軸向應力均小于強度設計值f=215mm2 故滿足要求。3桿件最大剪應力:=7.381000/3072.4=2.4(N/mm2)彎矩M=12.49KN*M = M/W=5.01x106/57.7x103/2=108(N/mm2) (/125)2+ (/215)21/2=(2.4/125)2+ (108/215)21/2=0.5021 符合要求6桿件最大剪應力:=22.771000/3072.4=7.4(N/mm2)彎矩M=5.01KN*M = M/W=5.01x106/57.7x103/2=43.41(N/mm2) (/125)2+ (/215)21/2
40、=(7.4/125)2+ (43.14/215)21/2=0.2091 符合要求1.3 模板檢算1.3.1 模板側壓力檢算混凝土作用于模板的側壓力,根據測定,隨混凝土的澆筑高度而增加,當澆筑高度達到某一臨界時,側壓力就不再增加,此時的側壓力即位新澆筑混凝土的最大側壓力。側壓力達到最大值的澆筑高度稱為混凝土的有效壓頭。通過理論和實踐,可按下列二式計算,并取其最小值:F=0.22ct012V1/2F=cH式中 F新澆筑混凝土對模板的最大側壓力(KN/m2) c混凝土的重力密度(kN/m3)取25 kN/m3 t0新澆混凝土的初凝時間(h),可按實測確定。當缺乏實驗資料時,可采用t=200/(T+1
41、5)計算;t=200/(25+15)=5T混凝土的溫度()取25。V混凝土的澆灌速度(m/h);取2m/h。H混凝土側壓力計算位置處至新澆混凝土頂面的總高度(m);取4.5m。1外加劑影響修正系數,不摻外加劑時取1。2混凝土塌落度影響系數,當塌落度小于30mm時,取0.85。5090mm時,取1;110150mm時,取1.15。取1F=0.22ct012V1/2 =0.22x25x5x1x1x21/2 =38.9kN/m2 F=cH =25x3.15=112.14kN/ m2取二者中的較小值,F=38.9kN/ m2作為模板側壓力的標準值,并考慮傾倒混凝土產生的水平載荷標準值4 kN/ m2,
42、分別取荷載分項系數1.2和1.4,則作用于模板的總荷載設計值為:q=38.9x1.2+4x1.4=52.3 kN/ m21.3.2 面板驗算將面板視為兩邊支撐在木工字梁上的多跨連續板計算,面板長度取標準板板長2440mm,板寬度b=1000mm,面板為21mm厚膠合板,木梁間距為l=280mm。1強度驗算面板最大彎矩:Mmax=ql2/10=(52.3x280x280)/10=0.41x106N.mm面板的截面系數:W=1/6bh2=1/6x1000x212=5.4x104mm3應力:= Mmax/W=0.41x106/5.4x104=7.59N/mm2fm=13 N/mm2故滿足要求其中:f
43、m木材抗彎強度設計值,取13 N/mm2。E彈性模量,木材取9.5x103 N/mm2,鋼材取2.1x105 N/mm2。2剛度驗算:剛度驗算采用標準荷載,同時不考慮振動荷載的作用,則q2=38.9x1=38.9 kN/ m模板撓度由式= q2l4/150EI=38.9x2804/(150x9.5x1000x48.6x104) =0.35mm=280/400=0.7mm故滿足要求面板截面慣性矩:I=bh3/12=1000X183/12=48.6X104mm41.3.3 木工字梁檢算:木工字梁作為豎肋支承在橫向背楞上,可作為支承在橫向背楞上的連續梁計算,其跨距等于橫向背楞的間距最大為L=1350
44、mm。木工字梁上的荷載為:q3=Fl=52.3X0.28=14.67N/mmF混凝土的側壓力L木工字梁之間的水平距離1強度驗算最大彎矩Mmax=0.1 q3L2=0.1x14.67x1350x1350=2.68x106N.mm木工字梁截面系數:W=(1/6H)XBH3-(B-b)h3=(1/6X200)X80X20XX-(80-30)X1203=46.1X104mm2應力:= Mmax/W=2.68X106/46.1X104=5.8N/mm2fm=13 N/mm2,滿足要求。木工字梁截面慣性矩:I=1/12XBH3-(B-b)h3= 1/12X80X20XX-(80-30)X1203=46.1
45、X106mm42撓度驗算懸臂部分撓度w=q114/8EI=14.67X5004/(8X9.5X103X46.1X106)=0.26mmw=1mmw容許撓度,w=L/500,L=500mm跨中部分撓度w= q1l24X(5-242)/384 EI =14.67X13504X(5-24X0.372)/(384X9.5X103X46.1X106)=0.497mmw=3.37mmw容許撓度,w=L/400,L=1350mmq1=52.3x0.280=14.67 N/mm懸臂部分長度與跨中部分長度之比,= l1/ l2附圖4 埋件螺栓圖3面板、木工字梁的組合撓度w=0.35+0.497=0.847mm1
46、50 KN, 故滿足要求。3. 錨板處混凝土的局部受壓抗壓力計算根據混凝土結構設計規范局部受壓承載力計算:FL1.35CL fc ALnL=Ab/AL式中 FL局部受壓面上的作用的局部荷載或局部壓力設計值;(KN)。fc 混凝土軸心抗壓強度設計值;(15N/mm2)。C混凝土強度影響系數;(查值為0.94)。L混凝土局部受壓時的強度提高系數。(2)AL 混凝土局部受壓面積(mm2)。ALn混凝土局部受壓凈面積(8080mm2)。Ab局部受壓計算底面積(mm2)。所以,FL1.35CL fc ALn =1.350.942156400 =243.65KN150 KN, 故滿足要求。4. 受力螺栓的
47、抗剪力和抗拉力的計算: 附圖6 穿釘螺栓示意圖材料:Q235鋼 受力螺栓為M36螺紋,計算內徑為:d=28mm;截面面積為:A=d2/4=615.4mm2;單榀架體為單埋件 ,單個埋件的設計剪力為:FV=30KN; 設計拉力為:F=120KN;受力螺栓的抗壓、抗拉、抗彎強度查表可知:抗拉屈服強度f=215N/mm2,抗剪強度為:fV=125 N/mm2。根據計算手冊拉彎構件計算式計算:.抗剪驗算:=FV /A=3103/615.4=48.72 N/mm2 fV=125 N/mm2,故滿足要求。.抗拉驗算: =F/A=120103/615.4=195 N/mm250 KN, 滿足要求。6. 承重插銷的抗剪力計算:承重銷為30圓鋼,承重插銷設計承載100KN。根據圖紙可知承重插銷的斷面尺寸為:A=3.143030=2826mm2。由五金手冊可查材料Q235鋼的抗剪強度值為125N/mm2,因為抗剪面為兩個,所以承重插銷的承載力為:FV=22826125=706KN 100KN 故承重插銷滿足設計要求。附錄2 . CB-240型懸臂掛架模板方案設計附圖 3 爬模架結構內力圖