武汉市四环线沌口长江公路大桥引桥墩身脚手架施工专项方案.docx
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武汉市四环线沌口长江公路大桥引桥墩身脚手架施工专项方案
武汉市四环线沌口长江公路大桥
引桥墩身脚手架施工专项方案
中交第二航务工程局有限公司
武汉沌口长江公路大桥项目经理部
二○一五年四月
武汉市四环线沌口长江公路大桥
引桥墩身脚手架施工专项方案
编制：
审核：
审定：
中交第二航务工程局有限公司
武汉沌口长江公路大桥项目经理部
二○一五年四月
目录
1、编制说明及依据1
1.1编制说明1
1.2编制依据1
1.2.1施工图纸1
1.2.2国家和交通部现行有关标准、规范、规则、规程、办法1
2、工程概述2
2.1沌口岸引桥墩身概况2
2.2武昌滩区引桥墩身工程概况5
2.3跨武金堤高架桥墩身工程概况6
2.4气象水文10
2.4.1气象条件10
2.4.2水文条件10
3、墩身施工用外围脚手架施工12
3.1地基处理12
3.2施工材料准备13
3.3脚手架计算13
3.3.1长细比验算14
3.3.2单根立杆承载力验算14
3.3.3立柱地基承载力计算15
3.3.4允许荷载范围15
3.3.5脚手架的搭设15
3.3.6安全防护安装16
3.3.7脚手架搭设规定16
3.3.8脚手架搭建的安全防护措施17
3.3.9脚手架的拆除17
4、墩顶及系梁脚手架施工17
4.1系梁支架施工17
4.2系梁支架系统验算19
4.2.1长细比验算19
4.2.2单根立杆承载力验算19
5、质量标准20
6、施工保证措施21
6.1质量保证措施21
6.1.1质量保证组织机构21
6.1.2管理措施21
6.1.3技术措施22
6.2进度保证措施22
7、安全、环保22
7.1安全22
7.1.1组织机构22
7.1.2施工结构安全24
7.1.3施工现场安全24
7.1.4施工技术安全25
7.1.5施工工序安全25
7.1.6起重安全25
7.2环保26
7.2.1周边环境保护措施26
7.2.1.1地形环境保护措施26
7.2.1.2固体废弃物的处理26
7.2.2环保责任制26
8、现场文明施工26
引桥墩身脚手架施工专项方案
1、编制说明及依据
1.1编制说明
为指导墩身脚手架工程施工，按期保质的完成生产任务，编制本方案，本方案以双柱墩为例进行方案编制。
本方案适用于跨汉洪高速高架桥、沌口滩区引桥、武昌滩区引桥、先生湾高架桥。
1.2编制依据
1.2.1施工图纸
（1）《沌口长江公路大桥两阶段施工图设计（第四册第二分册
（一）武昌岸引桥—K97+044武昌滩区引桥》（中交第二公路勘察设计研究院有限公司，2014年9月）
（2）《沌口长江公路大桥两阶段施工图设计（第四册第二分册
（一）武昌岸引桥—K97+289跨武金堤高架桥》（中交第二公路勘察设计研究院有限公司，2014年9月）
（3）《沌口长江公路大桥两阶段施工图设计（第四册第一分册
（一）沌口岸引桥—K94+273.36跨汉洪高速高架桥》（中交第二公路勘察设计研究院有限公司，2014年9月）
（4）《沌口长江公路大桥两阶段施工图设计（第四册第一分册
（二）沌口岸引桥—K94+869.00沌口滩区引桥》（中交第二公路勘察设计研究院有限公司，2014年9月）
1.2.2国家和交通部现行有关标准、规范、规则、规程、办法
（4）《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）
（5）《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）
（6）《公路工程施工安全技术规程》（JTJ076-1995）
（7）《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》
（8）《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》
（9）《钢结构设计规范》（GB50017-2003）
（10）国家及有关行业颁布的规范及标准。
2、工程概述
2.1沌口岸引桥墩身概况
沌口滩区引桥（K94+354～K95+384）于沌南洲漫滩地，该段处区内主干河流长江及支流通顺河的交汇处，区内地形平坦开阔，地面标高21.96～25.18m（国家85高程），为农耕区。
沌口滩区引桥由3#墩起，于主桥1#墩与跨江主桥连接，左幅孔跨布置为5×（4×51.5m），右幅孔跨布置为2×（3×51.5m）+2×（4×51.5m）+2×（3×51.5m），桥全长1030m。
3#～22#桥墩按照分幅设计，桥墩采用花瓶型柱式桥墩，墩高14.6m～19.2m，桥墩共40个。
其中左幅3#～5#墩、右幅3#～11#墩为花瓶型三柱墩，共计12个；左幅6#～22#墩、右幅12#～22#墩为花瓶型双柱墩，共计28个。
沌口滩区引桥桥墩采用花瓶型柱式桥墩，墩身高度14.6m～19.2m。
顶截面尺寸为3.0m×2.3m（分联过渡墩为3.0m×2.7m，3#过渡墩为3.0m×3.6m）带圆角的矩形截面，桥墩中下部为2.2m×2.3m带圆角的矩形截面，圆角半径均为0.2m，两种截面之间用9.425m的圆弧顺接，呈花瓶型，顺节长度3.8m。
墩柱顶用宽1.9m，高1.8m顶系梁连接，系梁与墩柱间用半径0.8m圆弧顺接。
本桥标准桥宽箱梁对应下构为花瓶型双柱墩，变桥宽箱梁对应下沟为花瓶型三柱墩。
沌口滩区引桥墩身参数见表2.1-1。
花瓶型三柱墩一般构造图如图2.1-1，花瓶型双柱墩一般构造图如图2.1-2。
表2.1-1沌口滩区引桥墩身参数表
墩位
墩柱形式
墩高
系梁长度
墩位
墩柱形式
墩高
系梁长度
左幅
3#
三柱式
17.1
2.776
右幅
3#
三柱式
16.6
2.91
4#
三柱式
17.1
2.775
4#
三柱式
16.6
2.775
5#
三柱式
16.9
2.457
5#
三柱式
16.4
2.775
6#
双柱式
16.5
4.7
6#
三柱式
16.1
2.775
7#
双柱式
16.1
4
7#
三柱式
15.7
2.775
8#
双柱式
15.6
4
8#
三柱式
15.2
2.775
9#
双柱式
15.4
4
9#
三柱式
15
2.775
10#
双柱式
15.1
4
10#
三柱式
14.7
2.667
11#
双柱式
15.1
4
11#
三柱式
14.7
2.063
12#
双柱式
15.1
4
12#
双柱式
14.6
5.119
13#
双柱式
15.2
4
13#
双柱式
14.9
4
14#
双柱式
15.3
4
14#
双柱式
15.1
4
15#
双柱式
15.7
4
15#
双柱式
15.6
4
16#
双柱式
16.1
4
16#
双柱式
16.1
4
17#
双柱式
16.7
4
17#
双柱式
16.8
4
18#
双柱式
17.1
4
18#
双柱式
17.1
4
19#
双柱式
17.9
4
19#
双柱式
17.8
4
20#
双柱式
18.3
4
20#
双柱式
18.3
4
21#
双柱式
18.6
4
21#
双柱式
18.6
4
22#
双柱式
19.2
4
22#
双柱式
19.2
4
图2.1-1花瓶型三柱式一般结构图
图2.1-2花瓶型双柱式一般结构图
2.2武昌滩区引桥墩身工程概况
武昌滩区引桥（K96+894～K97+194）由跨江主桥6#墩起，于武昌滩区引桥6#墩与跨武金堤高架桥连接，孔跨布置为2×（3×50m），桥全长300m。
上构采用支架现浇箱梁，下构采用花瓶型桥墩配承台接桩基础，墩高18～21.2m。
武昌滩区引桥桥型布置见图2.1-1。
图2.1-1武昌滩区引桥桥型布置
武昌滩区引桥1-5#墩桥墩采用花瓶型双柱墩，顶截面尺寸3.0m×2.0m（过渡墩为3.0m×2.7m）带圆角的矩形截面，桥墩中下部为2.2m×2.3m带圆角矩形截面，圆角半径均0.2m，两种截面之间用半径9.425m的圆弧顺接，呈花瓶型，顺接长度3.8m。
墩柱顶设一道1.8m×1.9m系梁，系梁与墩柱间用半径0.8m圆弧顺接。
单个墩身混凝土方量为201.5～233.7m3,共2214.1m3。
武昌滩区引桥墩身参数见表2.1-1。
武昌滩区引桥墩身一般构造见图2.1-2。
表2.1-1武昌滩区引桥墩身参数表
名称
墩高（m）
墩柱形式
武昌滩区引桥
左幅
1#
21.2
双柱式
2#
21.2
双柱式
3#
20
双柱式
4#
19.1
双柱式
5#
18
双柱式
右幅
1#
21.2
双柱式
2#
21.2
双柱式
3#
20
双柱式
4#
19.1
双柱式
5#
18
双柱式
图2.1-2武昌滩区引桥墩身一般构造图
2.3跨武金堤高架桥墩身工程概况
跨武金堤高架桥（K97+194～K97+384）由6#墩起，于9#墩结束。
上部构造为（50+90+50）m现浇箱梁，桥全长190m。
墩身采用大悬臂帽梁花瓶式桥墩，墩高9.6～15.7m。
跨武金堤高架桥桥型布置见图2.3-1。
图2.3-1跨武金堤高架桥桥型布置图
跨武金堤高架桥6#墩墩身采用花瓶式桥墩，墩顶50cm高度采用尺寸为3.0m×3.0m的带圆角矩形截面，桥墩中下部采用尺寸为2.2m×2.3m的带圆角矩形截面，圆角半径均为0.2m，两种截面之间用半径为9.425m的圆弧顺接，顺桥向用半径为20.804m的圆弧顺接，顺接长度均为3.8m。
跨武金堤高架桥7#、8#墩墩身采用花瓶式桥墩，墩顶50cm高度采用尺寸为3.8m×2.5m的带圆角矩形截面，桥墩中下部采用尺寸为3.0m×2.5m的带圆角矩形截面，圆角半径均为0.2m，两种截面之间用半径为9.425m的圆弧顺接，顺接长度3.8m。
跨武金堤高架桥9#墩桥墩采用大悬臂帽梁花瓶式桥墩，大悬臂帽梁接方柱式墩截面。
冒梁为“T”型预应力构件，顶缘宽2.4m,底缘宽1.8m，两种宽度之间通过两侧0.3m×0.2m的倒角连接，帽梁上缘全长均为1m高，下缘高度在翼缘端部到墩柱位置按0～1.2m高渐变，两墩柱之间为1.2m等高段。
帽梁全长19m。
悬臂长5.35m，墩柱外边缘距离8.3m,帽梁悬臂根部与墩柱外缘之间采取圆弧顺接，圆弧半径为1.0m,帽梁与墩柱內缘之间采取圆弧顺接，圆弧半径为0.8m。
墩柱采用带圆角的矩形截面，墩柱平面尺寸为2.0×1.8m,圆角直径为0.2m。
跨武金堤高架桥墩身参数见表2.2-1。
表2.3-1跨武金堤高架桥墩身参数表
名称
墩高（m）
墩柱形式
跨武金堤高架桥
左幅
6#
15.7
双柱式
7#
9.6
双柱式
8#
10.5
双柱式
9#
13.2
双柱式
右幅
6#
15.7
双柱式
7#
9.6
双柱式
8#
10.5
双柱式
9#
13.2
双柱式
跨武金堤高架桥6#墩墩身构造见图2.3-2；跨武金堤高架桥7#、8#墩墩身构造见图2.3-3；跨武金堤高架桥9#墩墩身构造见图2.3-4。
图2.3-2跨武金堤高架桥6#墩墩身构造图
图2.3-3跨武金堤高架桥7#、8#墩墩身构造图
图2.3-4跨武金堤高架桥9#墩墩身构造图
2.4气象水文
2.4.1气象条件
武汉位于长江中游，属亚热带湿润气候带，夏热冬冷，四季分明，雨热同季，湿润多雨，季风气候十分显著。
据汉口水文站多年观测的气象资料：
降雨量年内分配不均，主要集中于3到8月，6月降雨量最多，4月降雨日最多。
本区一年中以东北风为主，最大风速19.1m/s，多年平均风速2.7m/s。
2.4.2水文条件
长江两岸临江一带地表广泛分布①-1层新近沉积的一般粘性土层，其中局部夹粉土、粉砂层或淤泥质软土透镜体，赋存少量地下水。
该类型地下水位不连续，含水介质渗透性差，水量较小，对工程施工影响轻微。
近5年（2010～2014年）的长江水位统计见表2.3-1。
表2.4-12010-2014年沌口桥位水位统计（国家85高程）
年度
2010年
2011年
2012年
2013年
2014年
月份
最高
最低
最高
最低
最高
最低
最高
最低
最高
最低
1月
12.73
12.18
14.29
13.84
14.07
12.6
14.81
13.33
12.7181
12.058
2月
13.21
12.23
14.25
12.88
13.6
13
13.64
13.03
12.948
11.798
3月
14.76
12.15
14.59
13.17
16.58
13.44
16.17
13.33
14.038
13.098
4月
19.78
13.61
14.45
13.62
17.24
14.55
17.12
15.77
17.568
13.788
5月
21.41
17.45
15.41
13.23
21.8
17.46
20.70
16.38
20.568
17.278
6月
24.11
21.05
21.67
15.17
22.4
20.75
22.26
19.82
20.648
19.018
7月
25.67
23.31
21.61
18.73
24.78
21.74
22.00
20.78
23.898
20.638
8月
25.55
21.74
20.03
17.24
24.78
21.36
21.25
18.96
21.678
20.658
9月
22.57
20.77
18.67
15.33
21.15
19.93
19.68
17.26
22.448
21.428
10月
20.57
17.56
18.01
14.6
19.7
16.13
19.71
12.95
21.478
15.098
11月
17.41
13.45
17.07
14.21
16.59
15.52
14.23
12.67
18.558
14.078
12月
15.09
12.65
14.33
12.73
15.48
13.64
12.94
12.30
15.828
12.988
2010～2014年5年间水位特征见图2.4-1、图2.4-2，期间最低水位为11.798m，最高水位为25.67m。
图2.4-1近5年每月最高水位
图2.4-2近5年每月最低水位
3、施工工艺流程
脚手架的施工工艺流程见图3-1。
图3-1脚手架施工工艺流程图
3、墩身施工用外围脚手架施工
3.1地基处理
在脚手架搭设范围（14.8m×9m）内铺设10cm厚碎石，用挖机进行夯实整平后浇注10cm厚混凝土，将脚手架立杆加设脚手架底托。
脚手架侧边安装安全爬梯，供施工人员上下。
承台区域四周设置截水沟和集水井，保证施工区域内场地不被水侵泡。
地基处理见图3.1-1，脚手架立面图和平面图见图3.1-2和图3.1-3。
图3.1-1地基处理图
图3.1-2脚手架立面图
图3.1-3脚手架平面图
3.2施工材料准备
施工使用的角手管为Φ48×3.5钢管，要求角手管无焊伤、孔洞及严重锈蚀，不应有裂纹、分层、压痕、划道和硬弯，角手管需具备检验合格证。
施工使用扣件需进行防锈处理，并指派专人进行每天使用前安全检查。
根据施工图，将每个墩位所需材料提前统筹考虑，如需切割材料，应在后场切割后再转运至前场。
3.3脚手架计算
根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》有关规定，进行支架脚手架系统立杆强度及稳定性验算。
3.3.1长细比验算
本项目支架系统设计采用φ48×3.5mm扣件式脚手架钢管，其截面参数如下：
截面面积A为4.89cm2，回转半径i为16mm，脚手架步距最大为1.8m，立杆计算长度为:
l0=大横杆步距h=1.8m
式中：
h为支架步距。
则步距为1.8m时立杆长细比：
λ=l0/i=112<[λ]=210
满足规范要求。
3.3.2单根立杆承载力验算
单肢立杆稳定性按如下公式进行计算：
N≤φAf
式中：
A——立杆横截面积；
φ——轴心受压杆件稳定系数，按长细比查规范为0.48；
f——钢材强度设计值，取205MPa。
步距为1.8m时单肢立杆许用轴力：
[N]=φAf=50.4kN
NG1k=｛66×22.2×3.841×10+14×[（1.2×4+6×4+1.2+0.8×4+1×6+2×2.2）×3.841]×10+（11.51+18.02+18.02+9.92）×4×2×3.841×10}÷66
=1.48kN
NG2k=0.2kN
ΣNQ=1.2×6×3÷66=0.33kN
根据上文计算公式进行支架系统单肢立杆荷载计算如下。
N=1.2（NG1k+NG2k）+1.4ΣNQk
=2.5kN≤[N]=50.4kN
满足要求。
式中：
NG1k——脚手架结构自重标准值产生的轴向力（kN）。
NG1k——脚手板及构配件等自重标准值产生的轴向力（kN）。
ΣNQk——施工荷载产生的轴向力（kN）。
3.3.3立柱地基承载力计算
立柱地基承载力计算如下：
P=N/A﹢ρgH=66×2.5÷7.2﹢2400×10×0.15×10-3
=26.52kPa≤[σ]=0.4×130=52kPa
式中:
N--考虑到66根立杆轴力集中在一起计算的最不利荷载；
A--混凝土垫层的面积，取最不利面积A=7.2㎡；
ρ--素混凝土的容重，取ρ=2400kg/m³；
H--混凝土垫层的厚度，H=15cm；
[σ]--地基承载力特征值（kPa），当为天然地基时，按地勘报告选用；当为
回填土时，应乘以折减系数。
3.3.4允许荷载范围
该脚手架为墩身标准节段施工工作脚手架，仅允许10人以下人群荷载和1000kg以内均匀堆载。
严禁将过多墩身施工钢筋及其他杂物堆放在脚手架施工平台上。
3.3.5脚手架的搭设
根据设计图纸以承台边缘作为基准量出内、外立杆离墙趾离，并做好标记，用钢卷尺拉直，分出立杆位置，并弹线标记。
保证所有立杆均在槽钢上。
脚手架的底部立杆采用不同长度的钢管参差布置，使用对接扣件对接，使钢管立杆的对接接头交错布置，高度方向相互错开50cm以上，且要求相邻接头不应在同步同跨内，以保证脚手架的整体性。
立杆的垂直偏差应控制在不大支架高的1/400。
横向水平杆置于立杆内侧，端部横杆距扣件盖板边缘外伸长度不低于10cm。
用直角扣件与立柱扣紧;其长度大于3跨，同一步横向水平杆四周要交圈。
横向水平杆采用对接扣件连接，其接头交错布置，不在同步或同跨内。
相邻接头水平距离不小于50cm。
按立杆与横向水平杆交点（主节点）及横向水平杆跨中设置纵向水平杆，纵向水平杆水平放置，主节点处两端采用直角扣件扣紧在立杆上，跨中大横杆处扣紧在大横杆上，以形成空间结构整体受力，扣件螺栓在拧紧之后不得出现松动现象。
在施工完成首节墩柱，脚手架搭设接高时需在墩柱与脚手架之间设置连墙件，且每层脚手架断面不少于2处，连墙件的布置应靠近主节点设置，偏离主节点的距离不大于300mm；从底层第一步纵向水平杆处开始设置。
脚手架剪刀撑随立柱、纵横向水平杆同步搭设，用通长剪刀撑沿架高连续布置。
每道剪刀撑宽度不应小于4跨，斜杆与地面的倾角应在45°～60°之间。
剪刀撑斜杆的接长应采用搭接，搭接长度不应小于1m,并采用不少于2个旋转扣件固定。
端部扣件盖板边缘到杆端应不小于100mm。
墩身施工区域或者层段必须满布铺设木跳板（400cm×40cm×5cm）。
木跳板两端设置直径不小于4mm的镀锌钢丝箍两道。
脚手板接头处应设两根横向水平杆，脚手板外伸长度应取130mm-150mm，两块脚手板外伸长度的和不应大于300mm，脚手板搭接铺设时，接头应支在横向水平杆上，搭接长度不应小于200mm，其伸出横向水平杆的长度不应小于100mm，作业层端部脚手板探头长度应取150mm。
在脚手架侧面搭设安全爬梯供人员上下，严禁攀爬脚手架。
安全爬梯示意图如图3.3.5-1所示。
图3.2.5-1安全爬梯示意图
3.3.6安全防护安装
双排脚手架沿架体外围应用防火密目式安全网全封闭，密目式安全网宜设置在脚手架外立杆的内侧，并应与架体绑扎牢固。
脚手架首层安全平网应在地面上3.2m处布置，其他每层间隔不大于10m布置。
3.3.7脚手架搭设规定
（1）脚手架必须配合施工进度搭设。
（2）每搭完一步脚手架后，应按规定校正步距、纵距、横距及立杆的垂直度。
（3）底座、垫板均应准确地放在定位线上。
垫板应采用长度不少于2跨、厚度不小于50mm、宽度不小200㎜的木垫板。
（4）脚手架开始搭设立杆时，应每隔6跨设置一根抛撑，直至连墙件安装稳定后，方可根据情况拆除。
（5）脚手架纵向水平杆应随立杆按步搭设，并应采用直角扣件与立杆固定。
（6）主节点处必须设置一根横向水平杆，用直角扣件扣接且严禁拆除用直角扣件扣接且严禁拆除。
3.3.8脚手架搭建的安全防护措施
双排脚手架沿架体外围应用防火密目式安全网全封闭，密目式安全网宜设置在脚手架外立杆的内侧，并应与架体绑扎牢固。
脚手架首层安全平网应在地面上3.2m处布置，其他每层间隔不大于10m布置。
3.3.9脚手架的拆除
墩身施工完毕，应经单位工程负责人检查验证确认不再需要脚手架时，方可拆除。
脚手架拆除时必须按照专项施工方案，在专人统一指挥下进行。
拆除作业前，施工管理人员应对操作人员进行安全技术交底。
拆除脚手架前，应清除脚手架上的器具，多余的材料和杂物。
拆除脚手架时，应设置警戒区，设立警戒标志，并由专人负责警戒。
拆除作业应从顶层开始，逐层向下进行，严禁上下层同时拆除。
连墙体必须在脚手架拆到该层时方可拆除，严禁提前拆除。
拆除的构配件应采用起重设备吊运或人工传递到地面，严禁抛掷。
脚手架采取分段、分立面拆除时，必须事先确定分界处的技术处理方案。
拆除的构配件应分类堆放，以便于运输、维护和保管，严禁将扣件等材料随手丢掷泥土中。
4、墩顶及系梁脚手架施工
4.1系梁支架施工
系梁采用搭设脚手管支架施工,立杆横距为0.6m，纵距为0.6m，步距为1.2m。
系梁支架搭设如图4.1-1，平面图如图4.1-2。
4.1-1系梁支架搭设图
4.1-2系梁支架平面图
4.2系梁支架系统验算
根据《建筑施工碗口式钢管脚手架安全技术规范》有关规定，进行支架系统立杆强度及稳定性验算。
4.2.1长细比验算
本项目支架系统设计采用φ48×3.5mm扣件式脚手架钢管，其截面参数如下：
截面面积A为4.89cm2，回转半径i为16
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