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1、高耸空心钢筋混凝土桥墩专项施工方案1工程概况新建某东部铁路通道某段铁路位于长白山脉主峰白头山某部，地貌以中低山、山间盆地及河床河漫滩为主，地形受河流、冲沟切割影响，陡缓相间，地势起伏较大，高程 500-1200m 之间。沿线自然植被茂密，多为针叶杂树林及人工林。其中白河至某白河属山间盆地，地势平坦，高程 645-680m；某白河至八家子荒沟林场属低山、低山缓坡，分布四道白河、某江及冲沟，地形稍有起伏，局部地势低洼为湿地，地表有积水，高程 555-880m。沿线地层岩性为第四系全新统冲洪积，冲积、沼泽沉积层，残坡积层的淤泥质粉质黏土、淤泥、黏性土、砂类土、碎石类土、卵石土与花岗闪长岩等构成。地质
2、构造断层发育，土质压缩性高，工程地质条件极差。该铁路属于中温带湿润季风气候区。冬季较长，严寒多雪；夏季凉爽，低温多雨，雨季集中在 6-7 月份。最冷月平均气温-12.1-12.69，按对铁路工程影响的气候分区属寒冷地区。最热月平均气温 20.921.21,年平均降水量 701.2593.9mm，年平均风速 2.12.2m/s。土壤最大冻结深度为 1.86m。某公司承担建设的合同段内共有桥梁 17 座，其中特大桥 2 座，1502.5延长米；大桥 5 座，2031.81 延长米。桥梁下部为钻孔桩、挖孔桩基础或扩大基础，圆形或圆端型桥墩，T 型、耳墙型或柱式桥台，铁路桥上部为 32m预应力钢筋混凝
3、土简支梁。特大桥、大桥的施工工期安排为 8 月。工程施工质量为铁道部优质工程。该施工方案为总体施工组织的基础上，针对空心高墩结构施工技术难度大，安全质量要求高的特点，应尽早组织施工，保证质量，消除对工期的控制性影响，制定的桥墩专项施工方案。2.编制范围及标准依据2.1 编制范围该施工方案为桥墩模板实施性方案设计，因此编制的范围仅限于标段内普通墩及某特大桥（19-32m） 、某乡大桥（13-32m）和某江特大桥（26-32m）的圆端型高耸空心钢筋混凝土桥墩部分施工方案。桥梁均属于预应力混凝土简支梁桥，空心墩的高度在 31.443.4m 之间，共 13 座。普通墩在 7.9-29m之间，计 73
4、座，鉴于三座桥梁的桥墩结构高耸，普通墩墩量较多，垂直工作量较大，混凝土浇筑、模板安装等施工工序质量要求高，施工安全保证和作业操作风险较高，经过国内同类工程施工技术比较，决定采用目前国内技术先进的由北京卓良模板有限公司生产的模板设备及其悬臂挂架式爬模施工工艺。2.2 标准依据高耸空心钢筋混凝土桥墩在施工技术、操作难度和质量保证措施等方面同一般的实体混凝土桥墩相比，施工安全、质量控制标准较高，因此，必须严格执行施工规范、操作规程和工程质量验收标准，确保工程质量。这样就需要在施工方案设计，工艺流程制定等方面，依据明确的技术标准、规范和规程进行操作。本施工方案依据的主要标准如下：混凝土外加剂应用技术规
5、范 （GBJ119-88）普通混凝土拌合物性能试验方法 （GBJ80-85）混凝土质量控制标准 （GBJ50164-92）泵送混凝土施工技术规范 （JGJ/T10-95）建筑用砂 （GB/T14684-93）建筑用碎石、卵石 （GB/T14685-93）起重设备安装工程施工及验收规范 （GB50278-98）混凝土结构工程施工质量验收规范(GB50204-2002)工程测量规范(GB50026-93)钢筋焊接及验收规范(JGJ18-2003)铁路工程施工安全技术规程 （TB10401-2003）新建铁路工程测量规范 （TB10101-99）铁路桥涵施工规范 （TB10203-2002）铁路桥涵
6、工程质量检验评定标准 （TB10415-2003）3.工程数量及机具设备配备3.1 机具设备配备根据高耸桥墩的结构特点和施工组织需要，采用的主要设备和机械配备情况如表 1 所示。 表 1 施工机具设备配备表由于本施工方案为高耸空心钢筋混凝土桥墩及普通墩专项施工方案，因此，所列数量仅限于桥梁基础承台以上的空心桥墩墩身钢筋及混凝土数量，如表 1 所示，普通墩未示。其它工程数量参见总体施工方案。表 1 高耸空心钢筋混凝土桥墩工程数量表工程数量名称序号桥梁名称 C35 混凝土（m 3）12 钢筋（Kg）16 钢筋（Kg）20 钢筋（Kg）序号 机具设备名称 单位 数量 规格及型号说明1 CB-240
7、型悬臂模板及配件 套 62 附着式塔吊 台 63 混凝土输送泵 台 24 混凝土搅拌车 辆 65 混凝土泵车 辆 26 25t 汽车吊 台 27 钢筋切断机 台 48 钢筋调直机 台 2混凝土振捣器 台 16序号 桥梁名称 工程数量名称C35 混凝土（m 3）12 钢筋（ Kg）16 钢筋（ Kg）20 钢筋（ Kg）5 号墩(39.4m） 498.3 3570 15766 52046 号墩(42.4m） 546.1 3859 16492 52907 号墩(42.4m) 546.1 3859 16492 52908 号墩(39.4m) 498.3 3570 15766 52049 号墩(32.
8、4m) 392.4 2923 14074 50191 某乡大桥合计 2481.2 17781 78590 260078 号墩(31.4m) 378.8 2833 13832 49929 号墩(34.4m) 420.3 3105 14557 507210 号墩(35.4m) 434.6 3198 14799 50992 南 道 村 特 大 桥合计 1233.7 9136 43188 151633 号墩(34.4m) 420.3 3105 14557 50724 号墩(42.4m) 546.1 3859 16492 52905 号墩(43.4m) 562.6 3956 16734 53196 号墩
9、(42.4m) 546.1 3859 16492 52907 号墩(39.4m) 493.3 3570 15766 52043 某 江 特 大 桥合计 2568.4 10534 80041 261754. 施工技术方案4.1 模板构造与作用本工程的模板采用北京卓良模板有限公司生产的 CB-240 型悬臂模板。该模板体系主要应用于桥墩、混凝土墙体等结构，模板使用时的垂直提升视墩身施工节段高度的不同，采用汽车吊车或附着式塔吊实现。模板体系的结构拼装如图 1 所示。4.1.1 模板构成模板部分主要由面板、竖肋、横肋、连接爪、芯带、芯带插销及垫板，接缝背愣和吊钩等几部分组成。1. 模板面板采用 18c
10、m 厚的维萨胶合板，这种面板具有表面光洁度好，强度高，弹性、硬度较大，耐水性强，周转使用率高等的特点。具有较好的可加工性和拼装性能，适合于模板面板的加工制作。2. 竖肋采用木制工字梁，其力学指标为：允许弯矩为 5KNM，允许剪力为11KN。竖肋的作用是增加面板的竖向刚度，将模板的侧压力通过斜撑传递到受力三角架，提高模板的抗倾覆能力。3. 横肋由两根槽钢、芯带、芯带插销及垫板等组合而成，横肋与竖肋间连接使用特别制作的连接爪。横肋在大片模板中起到增强横向刚度，限制模板横向挠曲的作用。4.1.2 爬架构成CB-240 型悬臂模板采用附墙爬架体系，爬架主要由斜撑主背楞、主梁三角架和吊平台等组成。其各部
11、结构如图 2 所示。1. 斜撑主背楞由背楞、可调节式斜撑和横向拉杆组成，背楞起到固定模板（1）斜撑主背楞 （2）主梁三角架 （3）吊平台图 2 悬臂模板爬架体系分解图图 1 CB-240 型悬臂挂架模板结构简图图 3 固定埋件体系部件详图和力传递作用；可调节式斜撑起着传力和调节模板竖向垂度的作用；横向拉杆与主背楞和斜撑形成受力三角架，并最终将混凝土传给模板的侧压力传递到主梁三角架。通过主梁三角架以拉力的形式传递到混凝土墩身。2. 主梁三角架由主梁、斜撑和竖向拉杆组成，与斜撑主背楞组合形成传力系统。此外主梁三角架还可以用来在其上搭设工作平台，方便施工。3. 吊平台是由挂架连接在主梁三角架上，并在
12、横杆上铺装跳板所构成。其作用是提供简易作业平台，为墩身工作螺栓孔封堵及混凝土养生提供工作空间。4.1.3. 固定体系组成模板定位采用混凝土预埋固定装置，其主要部件包括埋件板，高强螺杆、爬锥、垫圈和定位螺栓等几种零件。部件结构如图 3所示。除埋件板和高强螺杆 D20施工中埋与混凝土中，一次性使用外，其他部件均可周转使用。浇筑桥墩混凝土时形成埋件，爬模过程中用于固定爬模架。当墩身的厚度较大时，两边模板的固定高强螺栓可用直径 20mm 的圆钢筋焊结连接，以增加预埋件的拉力储备。图 4 可调圆弧模板效果及工作原理图4.1.4 圆弧模板4.1.4.1 圆弧模板构成可调木梁圆弧模板面板采用 21mm 厚的
13、木胶合板，面板规格为24401220mm，模板标准规格为24404650mm；竖肋为木工字梁，面板与组合木梁通过螺钉连接；横肋为短双槽钢背楞，背楞与背楞间由能够伸缩的调节器连接；竖向边肋为双肋角钢；圆弧部分遇见变截面时，可以调整圆弧半径，圆弧模板上下边缘宽度调整时，可通过增加木方或修改模板来调节长度。模板效果图及工作原理图如图 4 所示。4.1.4.2 圆弧模板拼缝节点圆弧拼缝节点如图 5 所示，模板边肋为钻孔的边肋角钢，M1650 螺栓螺母将两块的边肋连接在一起，弧度调节器使拼缝处受力成三角形，此种拼缝连接方式能保证拼缝平齐而不错台。4.2 施工技术要点4.2.1 施工准备1. 承台施工完成
14、后，平整桥墩基础施工造成的场地不平整，地基基础采用碎石土夯填密实，塔式起重机基础用C25 混凝土灌注，基础尺寸按塔式起重机的工作需要确定。2. 塔式起重机应选用外墙附着式自升塔机，塔机的主要技术参数如工作幅度、起升高度、起重量和起重力矩等，应满足施工覆盖面、供应面等供应能力的需要；应满足提升高度、水平运输和构件装配条件的需要；同时应有足够的安全保障措施。在混凝土灌注前应将塔式起重机安装调试良好，并保持正常的工作状态。图 5 模板拼缝节点构造图3. 高耸空心桥墩的钢筋加工与一般桥墩钢筋加工采用同一钢筋加工场地和设备，施工时除了应保证钢筋加工能力和质量外，还应保证场内材料运输道路的通畅。4. 高耸
15、空心桥墩的混凝土搅拌与普通桥墩混凝土搅拌采用同一搅拌站，施工高度在 10m 以内时可采用混凝土搅拌车和混凝土泵车作为混凝土水平与垂直运输的工具，完成混凝土灌注；施工高度在 10m 以上时，混凝土垂直运输采用高压混凝土泵进行泵送，浇注混凝土。此时应根据桥墩的高度选择适当型号的混凝土泵，满足施工需要。5. 模板工程中使用的定型模板，在施工前应进行预拼装检查，保证配件齐全，安装正确。6. 施工作业前应对特种机械操作人员，高空作业人员进行基本专业知识和安全操作规程方面的教育，有持证上岗要求的必须持证上岗。4.2.2 施工过程方法1. 第一次浇筑混凝土前，应将承台顶面清理干净，并按设计标高整平，为模板安
16、装创造条件。清理接茬钢筋的污物和铁锈，按规范要求的接头相错量和钢筋焊接方式连接钢筋，并绑扎成钢筋笼，绑扎过程中应保持钢筋顺直，并设置好保护层。然后，按底层模板结构设计安装模板，设置好模板爬升埋件。当墩身结构尺寸较大时，为确保截面的几何形位，可将原来的预埋件设置成对拉埋件。2. 第一节模板的下缘横向支撑采用地脚埋件，外加横向背楞，纵向设支撑块的形式。模板的顶端设拉环，在墩身外围设置地锚，用钢筋和手动葫芦做成拉线，调整模板的几何形位和竖向垂度。待模板尺寸和垂度调整合格后，灌注底节混凝土。3. 底节段混凝土浇筑完成达到终凝，并具有一定的强度后，按照“先外后内”的顺序拆除模板及支架，安装爬模架，然后按规定的错接长度和规定的连接方式接长纵向钢筋，并绑扎成钢筋笼，形成钢筋骨架。清理模板表面杂物，按第二节段模板的截面形状尺寸调整模板，吊装爬架，按设计图将爬模架挂在相应的埋件点后，通过可调斜撑调整模板的垂直度。模
