东乡二号特大桥跨320国道连续梁施工方案满布支架法.docx
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东乡二号特大桥跨320国道连续梁施工方案满布支架法
东乡二号特大桥跨320国道连续梁施工方案
一、编制依据
1、国家及铁道部有关工程建设的相关法律、法规及规定，现行的建设工程设计、施工规范、技术规程、质量验收评定标准等,现行铁路技术标准、规范目录；
2、铁道部、业主有关工程建设施工管理行业规定、管理办法和实施细则等；
3、国家及地方关于安全生产和环境保护等方面的法律法规。
4、新建杭州至长沙铁路客运专线（江西段）工程站前施工HKJX-3标施工设计图；
5、设计单位相关施工技术要求、设计交底等相关文件；
6、沪昆铁路客运专线江西有限公司《指导性施工组织设计》及《答疑书》；
7、本单位所拥有的技术装备力量、机械设备状况、管理水平、工法及科技成果和多年积累的工程施工经验。
8、施工现场踏勘所取得的有关工程地质、水文、气象、情况、地材供应情况、交通运输状况，以及当地民风民俗、自然环境、水土资源状况等调查资料；
9、新建杭州至长沙铁路客运专线（江西段）工程站前施工HKJX-3三分部标实施性施工组织设计。
10、沪昆赣工发[2010]78号文《关于印发〈沪昆铁路客运专线江西公司桥涵施工管理办法〉的通知》
11、《JGJ/T194-2009钢管满堂支架预压技术规程》。
二、工程概况
东乡二号特大桥在DK492+393.4处跨越320国道，铁路与公路夹角为49.5°，跨越公路宽9m，路面标高49.42m，铁路采用1－（40+64+40）m连续梁跨越，通行净高5.5m控制。
梁部结构类型为一联三跨无砟轨道预应力连续梁，里程为DK492+328.63~DK492+474.28。
主梁采用预应力混凝土连续箱梁结构，梁体为单箱单室、变高度、变截面结构，全桥箱梁顶宽12.0m、底宽6.7m，顶板厚0.4m，按折线变化，腹板厚分别为0.48m，0.6m和0.8m，按折线变化；底板设30×60cm梗肋，顶板设30×90cm梗肋，全联在端支点、中支点及中跨跨中处设横隔板，横隔板设有孔洞，供检查人员通过。
中支点横隔板厚1.9m，端支点横隔板厚1.05m，中跨跨中横隔板厚0.5m。
梁全长145.5m，计算跨度为（40+64+40）m，中支点截面中心梁高6.05m，跨中直线段及边跨13.75m直线段截面中心梁高为3.05m，梁底按二次抛物线变化，边支座中心线至梁端0.75m。
边支座横桥向中心距5.6m，中支座横桥向中心距5.9m。
连续梁截面图如下图。
图1连续梁截面图
三、水文气象和工程地质
桥位地质主要为粉质黏土、全风化泥质砂岩、强风化泥质砂岩、弱风化泥质砂岩。
桥址区的岩土层按其成因分类主要有第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl）、第四系更新统冲洪积层（Q2al+pl）、白垩系上统周田组（K2z）泥质砂岩、砾岩。
根据地质调查和钻探结果，各层自上面下分别为：
表1桥位地质物理力学指标表
岩土施工工程分级
岩土名称
标高（m）
深度（m）
承载力（KPa）
（2）1－3Q4al+pl
粉质黏土
44.14
0~5.28
120
（7）2－1K2z
全风化泥质砂岩
38.44
5.28~10.98
200
（7）2－2K2z
强风化泥质砂岩
30.74
10.98~18.68
300
（7）2－3K2z
弱风化泥质砂岩
14.466
18.68~34.954
400
四、施工条件及工期要求
本桥位于320国道原东乡县邓家收费站附近，在155#~166#墩处跨越320国道，工地现场主跨为国道路面，地基承载力高，小里程侧和大里程侧分别为同韾园艺场苗圃和水稻田，地基承载力一般，地下水丰富，地下水稳定水位埋深0~3.8m，地表及地下管线多，给施工带来一定困难。
本桥上跨320国道，交通十分便利。
连续梁施工计划如下：
计划开工日期：
2011年6月1日
计划完工日期：
2011年9月30日
总工期122天
五、连续梁支架施工工艺
5.1、施工工艺及顺序
本桥40+64+40连续梁采用整体碗扣式支架作为箱梁的现浇支架，箱梁有支架现浇是将整联多跨连续梁纵向合理分段，竖向分次，分段浇灌混凝土和施加预应力，逐段浇筑混凝土合拢段，使箱梁在施工中逐步进行体系转换，并大大减少混凝土的收缩、徐变以及预应力拱度产生的次应力和支架沉陷产生的附加应力，形成多跨整体连续箱梁。
分段的位置一般在剪力、弯矩、内力均较小的部位。
根据工程地质情况连续梁设计为整体支架法分部现浇施工，梁全长为145.5m,分4段现浇施工。
各现浇段混凝土应一次浇注完成。
具体施工顺序为：
B第一现浇段施工（主墩墩顶2段）→D第二现浇段施工（主跨跨中节段1段）→C主跨合拢段施工（合拢段2段）→A边跨节段施工（二边跨共2段）
第一现浇段：
B段二个主墩墩顶节段，每段长度为28.5m
第二现浇段：
D段一个主跨跨中节段，长度为31m
第三现浇段：
C段二个主跨合拢段，每段长度为2.25m
第四现浇段：
A段二个边跨节段，每段长度为26.5m
连续整体支架方案图如下图（后附大图）
支架立面布置图
支架平面布置图
施工顺序安排如下：
（具体见连续梁施工流程图）：
支架桩基础施工→搭设墩式支架支点及纵横梁→支架预压（按梁体重量120%）→绑扎钢筋（第一现浇段）→浇筑混凝土（两个第一现浇段）→预应力张拉（第一现浇段）→绑扎钢筋（D段跨中节段）→浇筑混凝土（D段跨中节段）→预应力张拉（D段跨中节段）→绑扎钢筋（C段两个跨中合拢段）→浇筑混凝土（C段两个跨中合拢段）→预应力张拉（C段两个跨中合拢段）→绑扎钢筋（两个边跨节段）→浇筑混凝土（两个边跨节段）→预应力张拉（两个边跨节段）。
5.2、机械设备人员配置
表5-2-1施工主要机械配备
序号
设备名称
规格型号
数量
产地
额定功率（kw）
生产能力
备注
1
混凝土搅拌站
HZS120+180
1
海阳
410
2×120m3/h
砼施工
2
混凝土运输车
BJ5250SJY-5
5
长沙
235
8m3
砼施工
3
混凝土运输车
BJ5250GJB05
5
北京
235
8m3
砼施工
4
混凝土输送泵
HBT80S
2
长沙
90
80m3/h
砼施工
5
油罐车
8t
1
随州
132
6
洒水车
8t
2
武汉
132
7
汽车起重机
QY25
2
徐州
191
60t
8
钢筋切断机
GQ-40
2
洛阳
6-40mm
钢筋加工
9
钢筋弯曲机
GW-40
2
洛阳
6-40mm
钢筋加工
10
钢筋调直机
GT6-12
1
洛阳
钢筋加工
11
钢筋对焊机
UN150
1
洛阳
钢筋加工
12
切割机
Φ500
2
洛阳
钢筋加工
13
直流电焊机
AX6-400
7
成都
钢筋加工
14
交流电焊机
BX1-500,600
14
上海
钢筋加工
15
柴油发电机
GF200W
1
太原
200
120kw
16
张拉千斤顶
YDCN3000-25
2
柳州
300t250mm
梁施工
17
张拉千斤顶
YCW300C-200
2
柳州
22
250t
梁施工
18
电动油泵
ZB4-500
4
柳州
22
50Mpa
梁施工
19
压浆泵
YZB-100
2
柳州
15
100L/min
梁施工
劳动力计划表详见表5-2-2
工种
数量
工种
数量
工种
数量
管理人员
10
测量员
2
机修工
2
技术员
5
资料员
2
架子工
10
质检员
2
财务人员
2
钢筋工
12
试验员
3
普工
25
电焊工
5
材料员
2
机操工
10
混凝土工
10
施工员
5
电工
3
起重工
2
安全员
4
司机
2
钳工
2
5.3、支架工程设计
支架设计原则为：
支架布置经济合理，各部位允许荷载能力满足实际使用荷载要求，减少基底非弹性变形，容易控制模板拼装及其标高，落架方便。
支架工程设计分为：
基础工程、支架、门洞三部分，要进行基底承载力、强度、刚度、挠度和稳定性检算，从而确定基础的形式、杆件的间距、数量和预留起拱度。
首先根据现场地质情况、桥跨结构，本着施工方便、安全、经济的原则选用支架类型。
（1）支架设计主要考虑以下因素：
地基处理方式及地基承载力
荷载：
模板和支架自重；梁体重量；施工人员和施工材料机具等行走运输或堆放的荷载；风力、水流冲击荷载等。
支架搭设方式；
支架的变形、沉陷等；
预应力施工后支点反力的变化。
（2）、支架设计主要检算以下因素
强度检算：
支架各构件按其计算图式进行强度计算，容许应力可按临时结构予以提高；
挠度验算；
预拱度计算：
包括梁体自重所产生的挠度、支架受荷载后产生的弹性变形和非弹性变形、支架基础的沉降量等。
强度、刚度、稳定性必须满足设计规范的要求。
5.4、支架施工
（1）支架基础施工
为了保证现浇的梁体不产生较大变形除了要求支架本身具有足够的强度和刚度，具有足够的纵、横、斜三个方向的连接杆件来保证支架的整体性能外，支架的基础必须坚实可靠，以保证其沉陷值不超过施工规范的规定。
支架底座与混凝土的交接面应增加3-5m长型枕木，断面积10×10cm。
（2）支架搭设
支架结构的搭建要稳固，杆件连接牢靠。
碗扣支架均采用外径标准杆件进行组装，墩柱部位处因处于横梁位置和应力集中区，故应加密支架。
支架搭设成形后，再根据计算和测量结果，调整顶面高程以控制纵横坡和预拱度。
支架搭设基本成型，利用上托调节梁底高程，计算时应先计算对应点位设计高程并进行测量，控制顶部高程（施工预拱度值依据加载预压实际观测的地基沉降，支架的弹性变形量，加上箱梁的理论计算挠度确定）。
施工中重点控制立杆的垂直度和间距，保证几何尺寸准确，严格按施工方案设置横向、纵向剪刀撑。
钢管的整体稳定性是由基础的不均匀沉降、支架结构的稳定性控制。
横桥向按照支架的拼装要，严格控制竖杆的垂直度以及扫地杆和剪刀撑的数量和间距。
顺桥向支架和墩知连接，以抵消顺桥向的水平力。
（3）支架施工要求：
支架虽是临时结构，但它要承受桥梁的大部分恒重，因此必须有足够的强度、刚度、稳定性，保证就地浇筑的顺利进行。
进场钢管支架需有材料出厂合格证方可使用。
支架的基础要可靠，构件结合紧密并加入纵、横向连接杆件，使支架成为整体。
支架在受荷载后有变形和挠度，在安装前要有充分的估计和计算，并在安装支架时设置预拱度，使就地浇筑的主梁线型符合设计要求。
支架的卸落设备有木楔、砂筒、千斤顶等数种，卸架时要对称、均匀，不应使主梁发生局部受力的状态。
支架要有简便可行的脱模措施。
预压重量大于浇筑混凝土的重量；
支架地基承载力必须满足要求，基础可采用CFG桩加固或换填的方式。
支架基础要有完好的排水系统。
5.5、支架布置
（1）支架分段形式
支架的纵向分段设置如下：
A段和D段直接做为纵向分段，A段长26.5m，取该段最大截面高度3.788m进行计算，D段长31m，取该段最大截面高度3.549m进行计算；B段墩顶正上方15m范围做为一个区段，取最大截在高度6.05m进行计算；B段边跨范围剩余6.75m和B段中跨范围6.75m加C段合拢段共计9m做为一个区段，取最大截在高度4.77m进行计算。
（2）碗扣支架
碗扣式支架体系由支架基础（30cm宕渣硬化及15cm混凝土），Φ48mm×3.5mm钢管，扣件，可调节顶托，钢垫板，混凝土条形，10cm×15cm木方横梁，10cm×10cm木方纵梁。
B段墩顶上方15m区段，腹板下方立杆横向、纵向间距为30cm×60cm，中板下方为60cm×60cm，10cm×15cm木方直接铺设支架顶托上，10cm×10cm木方纵梁在10cm×15cm木方横梁上进行固定，木方间中间距腹板下为15cm，中板下为30cm，纵梁上铺设15mm厚的竹胶合板做为底模，翼板下方立杆横向、纵向间距为90cm×90cm，翼板和侧模板用15mm厚竹胶合板做为底模，纵向木方间中间距腹板下为30cm。
支架搭设完成后，在支架最高处设置避雷装置，防止雷雨天气受到雷击。
连续梁碗扣支架横断面图如下图所示：
整体碗扣支架横断面布置图
（3）门洞
门洞位于D区段正下方，门洞棚架纵梁采用I56a工字钢，支承于横梁上，横梁采用I45工字钢三拼，置于钢管立柱顶，钢管立柱用钢管规格为Φ580mm×8mm，下部设钢筋混凝土条形基础，平面尺寸为1m×20m，高1.0m，条形基础设置于既有公路路面上。
门洞净高按4.5m设置，门洞上方满布碗扣式支架，支承于箱梁下方。
铁路与公路（320国道）夹角为49.5°，门洞按沿公路横向中心距为4.5m设置，则条形基础内净距为4.5m（既通行净宽为4.5m）。
横梁沿公路（320国道）走向进行布设，纵梁I56a工字钢按铁路纵向布置，按跨径为7.3m进行设置。
门洞横断面图如下图所示：
门洞横断面布置图
（4）地基基础
原地表以下为粉质黏土，设计地基承载力为fk=120KPa；
原地面以下挖除50cm换填，挖除后对基础原状土进行碾压，压实度达到90%以上，换填35cm厚宕渣硬化，经压实后地基承载力为σk=300KPa；上部采用15cm厚C20混凝土硬化，C20混凝土抗压强度为10MPa;
立杆下方垫15×15方木，方木置于混凝土上。
基础外侧0.5m处挖设30cm×30cm排水沟，确保地表水不侵泡基础，影响稳定性。
5.6、支架的预压和调整
支架预压的目的是检查支架的承载力和稳定性，减少和消除支架的非弹性变形和地基的不均匀沉降，从而确保箱梁混凝土成形后的线形及质量，延长使用寿命。
连续梁的投影面向两侧各延长1m为支架预压范围。
预压重量要准确计量，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，不能准确有收集到预压所需要的各种参数。
加载预压测量观测极其重要，必须认真、真实做出记录，认真观测加载前后沉降量和其它特殊变形及位移，为箱梁模板的制作提供真实、可靠的高程及位移数据。
预压顺序为根据连续梁的施工方向，预压依照施工顺序，先于钢筋施工进行，这样就可以与钢筋绑扎、混凝土浇筑进行流水作业。
根据《JGJ/T194-2009钢管满堂支架预压技术规程》要求，在全部加载完成后的支架预压监测过程中，当满足下列条件之一时，应判定支架基础预压合格：
1、各监测点连续24h的沉降量平均值小于1mm；
2、各监测点连续72h的沉降量平均值小于5mm。
支架预压按预压单元分3级进行加载，3级加载依次为预压荷载值的60%、80%、100%。
每级加载完成后，应先停止下一级加载，并应每间隔12h对支架沉降量进行一次监测。
当支架顶部监测点12h的沉降量平均值小于2mm时，可进行下一级加载。
支架基础和支架的沉降监测点的布置符合下列规定：
1、沿混凝土结构纵向每隔1/4跨径布置一个监测断面；
2、每个监测断面上的监测点不宜少于5个，并应对称布置。
支架沉降监测点在支架顶部和底部对应位置上分别布置。
根据加载预压观测结果确定地基承受力是否满足要求，设置适宜的预拱度，及时调节支架顶面高程，满足箱梁施工要求，按设计高程加理论计算挠度和加实测弹性变形值的总和来调节底模标高。
5.7、支架质量要求
（1）基础施工前先清除表面松散碎石块、淤泥、苔鲜，维持表面平整干净，倾斜地段，将地表整平或挖成台阶。
易风化的岩层基底，按基础尺寸凿除已风化的表面岩层。
（2）基础地质情况和承载力应满足设计承载力要求。
（3）支架搭设完后，节点连接牢固，整体稳定可靠。
（4）支架预压后，达到消除支架整体的非弹性变形，准确测出支架的弹性变形。
（5）进场支架等材料经监理检验合格后方可进行使用。
六、支座、支座板安装
支座安装应严格遵守施工技术规范及设计文件要求。
支座组装时其底面与顶面预埋在墩顶及梁底面的钢垫板，必须埋置密实。
垫板与支座间应保持平整密贴，四周不得有缝隙，需严格保持清洁。
球型支座的顶板和底板可用锚固螺栓联接在梁体底面和墩台顶面的预埋钢板上。
安装锚固螺栓时，其外露螺杆的高度不得大于螺母的厚度。
现浇梁底部预埋的钢板，应根据浇筑时的温度，混凝土收缩与徐变，预应力张拉对梁长的影响，设置相对于设计支承中心的预偏值。
安装前用丙酮或酒精将支座各相对位移面及有关部位擦拭。
支座安装要保持梁体垂直，上下板水平，防止产生偏位。
在模板安装前应详细检查支座位置，检查的内容有纵、横向位置、平整度，同一支座板的四角高差，二个支座板相对高差，支座安装后即按规定锚固支座螺栓，灌浆固定。
支座安装允许偏差和检验方法见下表
支座安装允许偏差和检验方法铁建设【2005】160号
序号
项目
允许偏差（mm）
检验方法
1
墩台纵向错动量
一般高度墩台
20
测量
高度30m以上墩台
15
2
墩台横向错动量
一般高度墩台
15
高度30m以上墩台
10
3
同端支座中心横向距离
偏差与桥梁设计中心对称时
+30，-10
偏差与桥梁中心不对称时
+15，-10
4
铸钢支座
下座板中心十字线扭矩
下座板尺寸
＜2000mm
1
测量
下座板尺寸
≥2000mm
1‰边宽
固定支座十字线中心与全桥贯通测量后墩台中心线纵向偏差
连续梁或跨度60m以上简支梁
20
小于60m简支梁
10
活动支座中心线的纵向错动量（按设计气温定位后）
3
固定支座上下座板中线的纵横错动量
3
支座底板四角相对高差
2
活动支座的横向错动量
3
上下座板及摇、辊轴之间的扭转
1
七、模板施工工艺
7.1模板支架系统设计
绘制模板、支架设计图、模板和支架总装配图、支承系统布置图、各细部结构大样图等；由施工条件确定的荷载，对模板和支承系统进行验算。
即按支承荷载的顺序从上而下验算其强度、刚度和稳定性。
计算模板和支架的强度时，荷载包括：
（1）模板和支架的自重。
（2）新浇混凝土、钢筋混凝土的重量。
（3）施工人员和施工材料机具等行走运输或堆放的荷载。
（4）振捣混凝土时产生的荷载。
（5）新浇混凝土对模板侧面的压力。
采用内部振捣时，新浇筑的混凝土作用于模板的最大侧压力，可按照下列两式计算，取式中较小者。
E=0.22γt0β1β2V1/2
F=24H
式中：
F——新浇筑混凝土对模板的最大侧压力，kn/m2；
——混凝土的重力密度，kn/m3；
t0——新浇筑混凝土的初凝时间，h，可按实测确定。
当缺乏试验资料时，可采用：
t0=200/（T+15）；
T——混凝土入模温度，℃；
V——混凝土的浇筑速度，m/h；
H——混凝土侧压力计算位置处至新浇筑混凝土顶面的总高度，m；
——外加剂影响修正系数，不掺外加剂时取1.0，掺具有缓凝作用的外加剂时取1.2；
——混凝土坍落度影响修正系数，当坍落度＜30mm时取0.85；50~90mm取1.0；110~150mm时取1.15。
（6）倾倒混凝土时产生的荷载。
倾倒混凝土对垂直模板所产生的水平荷载可按下表选用；
倾倒混凝土产生的水平荷载
序号
向模板中供应材料方法
水平荷载（kn/m2）
1
用导管、串筒或溜槽输出
2
2
用容量0.2及小于0.2/m3的运输器具倾倒
2
3
用容量大于0.2至0.8/m3的运输器具倾倒
4
4
用容量大于0.8/m3的运输器具倾倒
5
注：
作用范围在有效压头高度以内。
（7）其他可能产生的荷载：
如风荷载，水流冲击荷载等。
计算模板和支架时，应考虑下列荷载并按下表进行荷载组合。
计算模板、拱架和支架时的荷载组合
序号
模板构建名称
荷载组合
计算强度用
验算刚度用
1
梁、板和拱的底模板以及支承板、拱及支架等
（3）+（4）+（7）
（1）+
（2）+（7）
2
缘石、人行道、栏杆、柱，梁板，拱等的侧模板
（4）+（5）
（5）
3
基础、墩台等厚大建筑的侧模板
（5）+（6）
（5）
7.2模板的安装
模板要结合钢筋及预应力管道的埋设依次进行安装。
安装前检查：
板面是否平整、光洁、有无变形及残余粘浆，模板借口处是否干净；所有模板连接端部和底脚有无影响使用的缺陷或变形，振动器支架及模板焊缝处是否有开裂破损，如有均要及时进行补焊、整修。
铺设底模：
底模板安装前要考虑支架的预留拱度的设置调整、加载预压试验及支座板的安装。
侧模安装：
先使侧模滑移或吊装到位，与底模板的相对位置对准，用预压杆调整好侧模垂直度，并与端模连接好。
内模安装：
内模安装要根据模板结构确定，当内模为拼装式结构时，可采用吊装方式安装内模。
端模安装：
将胶管或波纹管逐根插入端模各自的孔内后，进行端模安装就位。
安装过程中逐根检查是否处于设计位置。
端模安装要做到位置准确，连接紧密，侧模与底模接缝密贴且不漏浆。
安装模板时要注意预埋件的安装，严格按设计图纸施工，确保每孔梁上预埋件位置准确无误，无遗漏。
施工立模标高HLM应为：
HLM=HSJ+f1+f2+f3+f4+f5
式中：
HSJ——成桥后通车运行时的标高；
f1——卸架后一期恒载产生的挠度；
f2——二期恒载产生的挠度；
f3——成桥后三年混凝土收缩徐变和1/2活载产生的挠度；
f4——支架在一期恒载作用下的弹性变形、非弹性变形和基底沉降；
f5——基础的沉降和墩身的压缩。
7.3模板的拆除
1、当砼强度达到90%以后，可以拆除侧模和内模，底模必须等预应力钢筋张拉并压降完毕后方可拆除。
2、拆除支架时，应先拆除边跨，后拆除中跨，同桥孔内采用先边后中的原则。
松动顶托使顶托与底模脱离，抽调底模，再从上到下一次拆除支架。
7.4模板的质量标准
模板安装完毕后，必须对其平面位置，顶部标高，稳定性，垂直度，轴线，平整度进行全面仔细检查，征得技术人员和监理工程师同意后，方可进入下一道工序的施工，预应力混凝土连续梁梁段模板尺寸允许偏差和检验方法见下表：
预应力混凝土连续梁梁段模板尺寸允许偏差和检验方法
序号
项目
允许偏差
检验方法
1
梁段长
±10
尺量
2
梁高
±10，0
3
顶板厚
±10，0
尺量，检查不少于5处
4
底板厚
±10，0
5
腹板厚
±10，0
6
横隔板厚
±10，0
7
腹板间距
±10
8
腹板中心偏离设计位置
10
9
梁体宽
+10，0
10
模板表面平整度
3
1m靠尺测量不少于5处
11
模板表面垂直度
每米不大于3
吊线尺量不少于5处
12
孔道位置
1
尺量
13
梁段纵向旁弯
10
拉线测量不少于5处
14
梁段纵向中心线最大偏差
10
测量检查
15
梁段高度变化段位置
+10
16
底模拱度偏差
3
测量检查
17
底模同一断两角高差
2
测量检查
18
桥面预留钢筋位置
10
尺量
铁建设【2005】160号
八、钢筋施工工艺
8.1钢筋的加工与绑扎
首先对图纸进行仔细复核，加工时对同一种类型的钢筋按先长后短的原则下料，钢筋用弯折机后与大样图核
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