某项目预制场建设施工技术方案.docx

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某项目预制场建设施工技术方案

某项目预制场建设施工技术方案

一、编制依据

1.1、某项目高速公路怀集至三水段第八合同段合同文件/设计图纸；

1.2、《公路桥涵设计手册基本资料》（人民交通出版社—1997年版）；

1.3、《路桥施工计算手册》（人民交通出版社—2001版）；

1.4、《钢结构设计规范》（人民交通出版社—1988版）。

1.5、《公路桥涵施工技术规范》（人民交通出版社—JTJ041-2000）

二、工程概况

某高速公路怀集至三水段第八合同段预制一到九合同段各类小箱梁/空心板3424片。

具体为：

10m先张法预应力空心板844片；13m先张法预应力空心板768片；16m先张法预应力空心板120片；20m先张法预应力空心板1368片；25m后张法预应力小箱梁312片；31m后张法预应力小箱梁12片。

三、预制场建设总体方案

3.1、预制场工期

预制场场地建设工期拟为----。

梁板预制计划为---------合计------个月完成。

3.2、预制场预制能力

根据预制梁板数量、工期及其它因素，综合考虑预制场梁板的生产能力为16片/天。

具体为：

10m空心板4片/天；13m空心板4片/天；16m/20空心板6片/天；25m/31小箱梁2片/天。

3.3、预制场存梁能力

预制场存梁区1主要堆放16m-31m梁板，可堆放380片梁。

预制场存梁区2/3区主要存放10m-13m空心板，可堆放1200片。

3.4、预制场总体布置

3.4.1、预制场选址

预制场设置在K32+400路线左侧山头（-），总面积约40000平方米。

3.4.2、预制场建设规模

1）预制场面积

设计预制场总长300m，宽100m。

2）预制场布置

A、横向布置

辅区I→便道→主区→便道→辅区II，合计宽100m。

B、纵向布置

主区：

主区位于预制场中部，宽35m，依次为：

搅拌区→预制区→堆梁区。

其中预制区台座布设：

10m空心板台座20个，13m空心板台座20个；16m/20m空心板36个（台座公用，按照20m空心板计，6槽*6）；25m/31m小箱梁台座10个。

辅区I：

辅区I宽22.5m，依次为：

砂料区→石料区→木工/钢筋加工棚→备用堆梁区1。

辅区II：

辅区II宽22.5m，依次为：

值班室/仓库→配电房/水池→劳务工生活区→钢筋/木工加工棚→备用堆梁区2。

具体见附件-图纸。

3.5、预制梁板台座

3.5.1、先张法预制台座

先张法预应力台座采用墩式台座，台座长度130m，总布置10m-20m空心板台座76个。

台座张/拉端构成包括：

传力墩牛腿、台座板、台面和钢横梁等构成，利用传力墩与台座板、台面共同受力。

张拉台座保证有足够的强度和刚度，计算抗倾覆系数≥1.5，抗滑系数≥1.3；张拉支撑钢横梁保证有足够的刚度，受力后挠度≤2mm。

台座内排水系统：

台座两侧纵向设置1%坡度，横向每隔10m设置PVC排水孔道。

具体见附件-计算书及图纸。

3.5.2、后张法预制台座

后张法预应力台座采用明式台座，台座长度25m/31m，总布置25m-31m小箱梁台座20个。

其构成包括：

张拉端扩大基础及台面构成，利用小箱梁梁体自身及扩大基础承受张拉力。

排水系统：

台座两侧纵向设置1%坡度，横向每隔10m设置PVC排水孔道。

四、施工组织

4.1、主要机械/仪器设备

序号

设备人称

规格型号

单位

数量

备注

1

挖掘机

1m3

台

3

2

自卸汽车

16-20m3

辆

10

3

推土机

120KW

台

1

4

压路机

18t

台

1

5

平地机

135KW

台

1

6

搅拌站

2×HZS35

座

1

60m3/h

7

装载机

ZL50

台

1

8

混凝土运输车

6m3

台

2

9

汽车吊

25t

台

2

10

龙门吊

40t

台

2

11

小龙门吊

5t

台

2

12

发电机组

120kw

台

1

备用

13

电焊机

台

6

14

弯筋机

台

2

15

切割机

台

2

16

全站仪

GPS

台

1

17

水准仪

DS2-2

台

1

18

压力试验机

NYL-2000

台

1

19

万能材料试验机

WE-100

台

1

20

砂筛

标准

套

2

21

石筛

标准

套

3

22

塌落度筒

标准

套

2

23

混凝土试模

15*15*15cm

组

20

24

灌砂筒

标准

套

1

4.2、主要施工用料

序号

细目名称

单位

数量

备注

一

钢筋用量合计

kg

38272

1

直径25mm钢筋（螺纹）

kg

19000

张拉端/台座板

2

直径20mm钢筋（圆钢）

kg

2071

支撑侧模板间距1m，长40cm

3

直径16mm钢筋（螺纹）

kg

6205

张拉端/台座板等

4

直径12mm钢筋（螺纹）

kg

2796

台座板等

5

直径10mm钢筋（圆钢）

kg

6913

台座箍筋/门吊轨道

6

直径8mm钢筋（圆钢）

kg

1287

箍筋

二

混凝土用量合计

m3

1122

7

C30混凝土

m3

1066

牛腿/张拉端/台座板/轨道/底模

8

C20混凝土

m3

56

堆梁区0.2*0.3*2（1.5）m

三

型钢用量

9

1cm厚钢板

kg

522

张拉端钢横梁垫板

10

5mm厚钢板

kg

86000

台座底板

11

38#钢轨

m

764

大龙门吊轨道/天车轨道

12

24#钢轨

m

520

小龙门吊轨道

13

I56a工字钢

kg

14028

张拉钢横梁132m

14

I10工字钢

kg

2925

混凝土运输通道260m

四

其他材料

15

粗砂

m3

468

平整后预制场调平厚10cm

16

碎石

m3

75

大龙门轨道

19

枕木

m3

12

龙门吊：

0.2*0.2*4m，74条296m

20

D1.5m圆木桩

m

912

张拉台座底部

21

红砖

个

10000

水池/料场分隔带等

22

直径10cmPVC水管

m

360

4.3、主要人员配备

工种类型

人数

工种类型

人数

技术人员

2

测量人员

3

施工人员

4

安全人员

2

机械人员

18

钢筋工

24

模板工

10

混凝土工

24

搅拌站/门吊安装工

20

劳务人员

40

五、施工方法

5.1、施工顺序

开挖山体→测量放样（搅拌站部分）→建设搅拌站→料场/工棚/水池建设→平整压实预制区/存梁区→测量放样→预制场调平压实→开挖张拉端/排水管/大龙门吊基槽→张拉端台座底部施打圆木桩→预埋排水管道→钢筋制安（含预埋件）→模板制安→浇筑预制区混凝土→浇筑大龙门吊基础混凝土→安装门吊钢轨→安装小龙门吊→安装大龙门吊→预制安装存梁区混凝土枕梁→完善排水系统→完善安全防护系统。

5.2、场地开挖

山体开挖最大高度15m，土体较为密实。

分级四级开挖（每级开挖高度约4m），开挖的山土主要用于填筑路线的施工便道/鱼塘围堰/钻孔平台等，其他山土外运。

5.3、测量放样

测量放样的内容包括：

山体开挖的各级标高/边线范围等；预制场长度/宽度/地面标高；预制场基础开挖部分的尺寸/标高；预制场混凝土的尺寸/标高；模板安装线；龙门吊轨道中心线位置/标高；排水系统位置等。

5.4、搅拌站建设

建设1座60m3/h的搅拌站，搅拌站基础采用C30混凝土，厚度40cm。

搅拌站建设包括：

2座拌和搂/2座配料机/4个80t的水泥罐/2个控制台/配套机电设备。

5.5、料场/工棚/水池建设

1）料场

料场建设包括：

1个砂料场（750平方米）、2个石料场（1200平方米）。

料场采用C30混凝土硬底化，料场之间采用高2.2m的红砖围砌隔开，标示醒目清晰。

2）工棚

工棚建设包括：

值班房及仓库（600平方米）、劳务工住房（1320平方米）、钢筋/木工加工棚（2个1540平方米）、配电房（40平方米）。

工棚基础采用C30混凝土硬底化，配电房采用砖墙、木、瓦结构，其他采用竹、木、石棉瓦结构，工棚周围做好排水系统。

3）水池

采用打2口深水井，建设3个水池（砖砌），其中1个水池为过滤所用，水质送检合格，满足生产及生活所用。

5.6、平整预制场地

开挖后的预制场地需平整压实，场地承载力不小于250KPa，用粗砂调平至设计标高，再碾压密实。

5.7、场地基槽开挖

场地基槽开挖采用机械开挖与人工修整相结合，主要包括：

开挖张拉端基础、排水管道基础、大龙门吊基础。

张拉端基础修整后开始按照设计施打圆木桩，排水管道基础修整后预埋PVC排水管道。

5.8、钢筋制安

钢筋统一在钢筋加工棚制作，人工搬运至现场并绑扎焊接成形。

5.9、模板制安

模板采用定型钢模板，安装前在模板内侧涂脱模剂，模板横向/纵向用槽钢加固，并设置对拉螺栓固定模板，以防模板倾斜。

5.10、混凝土浇筑及养生

采用就地浇注混凝土的常规方法施工。

混凝土配合比事先由试验室确定。

混凝土集中搅拌，混凝土运输车运送，配溜槽入模浇注。

混凝土采用人工浇水养生。

5.11、龙门吊安装

1）龙门吊轨道安装

大龙门吊轨道采用38#钢轨，直通预制/存梁区，小龙门吊采用24#钢轨，直通预制区。

门吊钢轨与基础混凝土预埋件扣结固定。

2）龙门吊安装

2台40t龙门吊直通预制区/存梁区，2台5t小龙门吊直通预制区。

龙门吊采用2台25t汽车吊配合安装，并采用地锚与风缆钢丝绳辅助安装。

5.12、存梁区枕梁施工

存梁区支承面枕梁采用钢筋混凝土，尺寸为25cm（宽）×50cm（高）×200cm（长），多层（≤3层）梁板中间置20cm×20cm的枕木作垫块。

5.13、台座底模板

台座采用C30混凝土台座，上铺5mm厚钢板，用锚钉焊牢，再经打磨光滑而成，用吹风机或高压水枪冲洗台座（底钢模）上的灰尘，清理干净杂物。

六、质量控制要求

6.1、钢筋安装实测项目

项次

检查项目

规定值或

允许偏差

检查方法和频率

权值

1△

受力钢筋间距（mm）

两排以上排距

±5

尺量：

每构件检查2个断面

3

同排

梁、板、拱肋

±10

基础、锚碇、墩台、柱

±20

灌注柱

±20

2

箍筋、横向水平钢筋、螺旋筋间距（mm）

±10

尺量：

每构件检查5~10个间距

2

3

钢筋骨架尺寸（mm）

长

±10

尺量：

按骨架总数30%抽查

1

宽、高或直径

±5

4

弯起钢筋位置（mm）

±20

尺量：

按骨架总数30%

2

5△

保护层厚度（mm）

柱、梁、拱肋

±5

尺量：

每构件沿模板周边检查8处

3

基础、锚碇、墩台

±10

板

±3

注：

1、小型构件的钢筋安装按总数抽查30%。

2、在海水或腐蚀环境中，保持层厚度不应出现负值。

6.2、钢筋网实测项目

项次

检查项目

规定值或

允许偏差

检查方法和频率

权值

1

网的长、宽（mm）

±10

尺量：

全部

1

2

网眼尺寸（mm）

±10

尺量：

抽查3个网眼

1

3

对角线差（mm）

15

尺量：

抽查3个网眼对角线

1

七、主要安全防护

7.1、张拉/固定端防护

距离张拉/固定端2m处设置安全防护C30混凝土挡块，目的是防止夹片或螺栓飞出伤人。

其中10/13m空心板区域挡块：

长12.3m×宽0.3m×高0.4m（以高出张拉线0.1m为准）；16/20m空心板区域挡块：

长15.6m×宽0.3m×高0.4m（以高出张拉线0.1m为准）。

7.2、张拉钢绞线时防护

张拉钢绞线时段D+安装钢筋时段（8h），纵向台座每隔10m设置一道φ25钢筋横向压杆，与预埋2φ20钢筋固定，目的是防止钢绞线断丝后上抛飞溅伤人。

7.3、安全文明生产标牌

在安全防护混凝土挡块上设置醒目的安全文明生产标牌。

八、附件

8.1先张法墩式台座计算书

8.2预制场平面布置总图

8.3预制场预制区布置图

8.410米/13米先张法空心板张拉端台座施工图

8.516米/20米先张法空心板张拉台座施工图

8.610米/13米张拉台座牛腿配筋图

8.710米/13米张拉台座牛腿配筋大样图

8.816米/20米板张拉台座牛腿配筋图

8.916米/20米板张拉台座牛腿配筋大样图

8.10张拉台座板配筋图

8.11龙门吊基础及砼运输通道施工图

8.12预制场龙门吊立面图

8.13张拉钢横梁局部加强图

8.1先张法墩式台座计算书

先张法预应力空心板墩式台座设计计算书

设计与计算：

刘清高复核：

伍怀中

一、编制说明

广贺高速公路三水至四会段第八合同段有先张法预制预应力10m空心板844片，13m空心板768片，16m空心板120片，20m空心板1368片，合计3100片。

设计考虑采用墩式台座进行预制。

二、设计原理

先张法预应力墩式台座包括传力墩牛腿/台座板/台面板/钢横梁，利用传力墩与台座板/台面板/土体共同受力。

三、设计依据

1、《建筑结构静力计算手册》（第二版—1999年版）。

2、《公路桥涵设计手册基本资料》（人民交通出版社—1997年版）。

3、《钢结构设计规范》（人民交通出版社—1988版）。

4、《路桥施工计算手册》（人民交通出版社—2001版）。

5、广贺高速公路怀集至三水段第八合同段有关设计图纸。

四、设计参数

1、台座

抗倾覆系数≥1.5，抗滑系数≥1.3。

2、钢横梁（锰钢）

安全系数1.2，变形挠度≤L/400且≤0.002m。

[σ]=315MPa，[τ]=185MPa，E=2.1×1011N/m。

3、钢绞线

10m/13m空心板：

钢绞线φs12.7，截面积S=98.7mm2，标准强度f=1860MPa，控制张拉应力为0.72f。

16m/20m空心板：

钢绞线φs15.2，截面积S=139mm2，标准强度f=1860MPa，控制张拉应力为0.72f。

4、钢筋

主筋：

II级，fy=310MPa。

箍筋：

I级，fy=210MPa。

5、混凝土

（1）设计强度

C30，fcm=16.5MPa。

（2）抗滑移抵抗力

序号

砼台座厚度

（mm）

砼抵抗力（KN/m）

C10

C15

C20

C25

C30

1

60

150

200

250

300

350

2

80

200

250

300

350

400

3

100

250

300

350

400

450

4

120

300

350

400

450

500

5

140

350

400

450

500

550

6

160

400

450

500

550

600

7

180

450

500

550

600

650

五、计算流程

台座张拉力计算→台座抗倾覆力计算→台座抗滑移计算→台座牛腿配筋计算→台座板配筋计算→台座面板水平承载力计算→张拉钢横梁计算。

六、台座张拉力计算

1、10m空心板控制最大张拉力

（1）中板

预应力钢绞线φs12.7共12根，公称面积98.7mm2。

P=0.72×f×n×S

=0.72×1860×106×12×98.7×10-6

=1586148N，取P=1600KN。

（2）边板

预应力钢绞线φs12.7共13根，公称面积98.7mm2。

P=0.72×f×n×S

=0.72×1860×106×13×98.7×10-6

=1718328N，取P=1800KN。

2、13m空心板控制最大张拉力

（1）中板

预应力钢绞线φs12.7共14根，公称面积98.7mm2。

P=0.72×f×n×S

=0.72×1860×106×14×98.7×10-6

=1850507N，取P=1900KN。

（2）边板

预应力钢绞线φs12.7共15根，公称面积98.7mm2。

P=0.72×f×n×S

=0.72×1860×106×15×98.7×10-6

=1982686N，取P=2000KN。

3、16m空心板控制最大张拉力

（1）中板

预应力钢绞线φs15.2，共13根，公称面积139mm2。

P=0.72×f×n×S

=0.72×1860×106×13×139×10-6

=2419934N，取P=2500KN。

（2）边板

预应力钢绞线φs15.2，共15根，公称面积139mm2。

P=0.72×f×n×S

=0.72×1860×106×15×139×10-6

=2792232N，取P=2800KN。

4、20m空心板控制最大张拉力

（1）中板

预应力钢绞线φs15.2，共17根，公称面积139mm2。

P=0.72×f×n×S

=0.72×1860×106×17×139×10-6

=3164530N，取P=3200KN。

（2）边板

预应力钢绞线φs15.2，共21根，公称面积139mm2。

P=0.72×f×n×S

=0.72×1860×106×21×139×10-6

=3909125N，取P=4000KN。

5、台座设计张拉力计算

综上所述，墩式台座主要考虑20m预应力空心板中板及边板的最大张拉力，张拉由两个台座承担。

（1）20m空心板中板单个台座设计力

N=P/2

=3200/2=1600KN

（2）20m空心板边板单个台座设计力

N=P/2

=4000/2=2000KN

七、台座抗倾覆力计算

1、20m空心板边板

（1）计算简图

图中单位以厘米计。

（2）混凝土自重计算

埋深底座自重：

埋深底座高度2.5m，长度1.6m，宽度3.1m。

G1=25×1.6×2.5×3.1=310KN

牛腿自重（不计加强角部分）：

高度0.5m，长度0.8m，宽度0.8m。

G2=25×0.8×0.5×0.8=8KN

台座面板自重：

高度0.4m，长度8m，宽度3.1m。

G3=25×3.1×0.4×8=248KN

合计G=566KN

（3）平衡力矩计算

以O点为支撑点，则平衡力矩为：

M=G1L1+G2L2+G3L3

=310×8.8+8×8.4+248×4

=3787KNm

（4）倾覆力矩计算

Mk=NL=2000×0.25=500KNm

（5）安全计算

K=M/Mk=3787/500=7.57＞1.5，满足条件。

2、20m空心板中板

（1）计算简图

图中单位以厘米计。

（2）混凝土自重计算

埋深底座自重：

埋深底座高度2.5m，长度1.6m，宽度2.6m。

G1=25×1.6×2.5×2.6=260KN

牛腿自重（不计加强角部分）：

高度0.5m，长度0.8m，宽度0.6m。

G2=25×0.6×0.5×0.8=6KN

台座面板自重：

高度0.4m，长度8m，宽度2.6m。

G3=25×2.6×0.4×8=208KN

合计G=474KN

（3）平衡力矩计算

以O点为支撑点，则平衡力矩为：

M=G1L1+G2L2+G3L3

=260×8.8+6×8.4+208×4

=3170KNm

（4）倾覆力矩计算

Mk=NL=1600×0.25=400KNm

（5）安全计算

K=M/Mk=3499/400=7.93＞1.5，满足条件。

八、台座抗滑移计算

1、20m空心板边板

（1）计算简图

图中单位以厘米计。

（2）台座后面最大土压力计算

开山土力学性能：

r=18KN/m3，内摩擦角φ=300，与混凝土摩擦系数u=0.3。

H=2.5m，h=0.4m，B=3.1m。

P2=rHtg2（450+φ/2）-rHtg2（450-φ/2）

=18×2.5×tg2（450+300/2）-18×2.5×tg2（450-300/2）

=120KN

（3）台座板后面最大土压力计算

P1=hP2/H

=0.4×120/2.5=19.2KN

（4）台座底部和台座上面土压力合力计算

P=（P1+P2）（H-h）B/2

=（19.2+120）×（2.5-0.4）×3.1/2

=453KN

（5）混凝土台座与土体摩擦力计算

F=uG

=0.3×566

=170KN

（6）台座面板的抵抗力计算

C30混凝土，厚18cm，抵抗力为650KN/m，则：

N1=650×3.1=2015KN

（7）台座抗滑移力计算

N总=N1+F+P=2015+170+453

=2638KN

（8）安全计算

K=N总/N=2638/2000=1.32＞1.3，满足条件。

2、20m空心板中板

（1）计算简图

图中单位以厘米计。

（2）台座后面最大土压力计算

开山土力学性能：

r=18KN/m3，内摩擦角φ=300，与混凝土摩擦系数u=0.3。

H=2.5m，h=0.4m，B=2.6m。

P2=rHtg2（450+φ/2）-rHtg2（450-φ/2）

=18×2.5×tg2（450+300/2）-18×2.5×tg2（450-300/2）

=120KN

（3）台座地板后面最大土压力计算

P1=hP2/H

=0.4×120/2.5=19.2KN

（4）台座底部和台座上面土压力合力计算

P=（P1+P2）（H-h）B/2

=（19.2+120）×（2.5-0.4）×2.6/2

=380KN

（5）混凝土台座与土体摩擦力计算

F=uG

=0.3×474

=142KN

（6）台座面板的抵抗力计算

C30混凝土，厚18cm，抵抗力为650KN/m，则：

N1=650×2.6=1690KN

（7）台座抗滑移力计算

N总=N1+F+P=1690+142+380

=2212KN

（8）安全系数计算

K=N总/N=2212/1600=1.38＞1.3，满足条件。

九、台座牛腿配筋计算

单个台座牛腿以20m空心板边板受力最大，故对此进行计算。

1、计算简图

图中单位以厘米计。

2、混凝土强度选择

压力N=2000KN，受力面积A=0.5×0.8=0.4m2。

P=N/A=2000/0.4=5000KPa=5MPa

选择C30足够满足条件。

3、纵向受拉配筋计算

采用II级钢筋。

h=2500mm，h1=300mm，混凝土保护层厚度d=40mm，b=800mm，N=2000KN。

h0=h-d=2500-40=2460mm。

配筋面积为：

A=Nh1/（0.85fyh0）=2000×103×300/（0.85×310×2460）

=926mm2

配筋率：

a=A/（bh0）=926/（800×2460）=0.0005<0.002，取a=0.0