某桥梁结构施工组织方案Word格式.docx

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---F、吊杆每根拱肋共设14根厂制吊杆，全桥共28根。

吊杆间距5米。

吊杆采用PES7-85低松弛镀锌高强钢丝，标准强度fPK=1670Mpa,破断力Nb=5463KN，弹模E=1.9*105Mpa，全桥共用9.5T。

外包双层高密度聚乙烯（PE）护套，配套锚具采用带有纠偏装置的冷铸墩头猫,共56套。

吊杆猫垫板上下套管外设加强螺旋筋及钢筋网格，以弥补吊杆锚固对纵梁额拱肋截面的削弱。

吊杆采用一端张拉，张拉端设置于纵系梁底部，固定端设于拱肋顶部。

吊杆构造如图2-6所示。

2、优化的施工方案

本桥监控、控制质量、安全、进度的重中之重，就在于主桥上部结构施工，该结构施工主要采用筑岛地基上满堂支架法现浇方案。

1、合理的施工顺序

主桥上构合理施工顺序为：

筑岛支架地基加固处理→系梁、横梁支架搭设及预压→端横梁浇筑→系梁及悬臂浇筑→端横梁张拉→中横梁浇筑→中横梁张拉→系梁N1、N2钢束张拉、压浆→桥面板浇筑→拱圈支架搭设、拱肋、横撑施工→拆除拱圈支架→张拉系梁N1、N4钢束→安装、张拉吊杆→拆除系梁支架系统。

但是，因业主在做出结构型式、桥跨等工程重大变更的同时，却并不考虑因此而应追加到合同工期上的合理延迟工期，受工期条件限制，为加快施工进度，使后续工序能及时进行，必须改变原施工方案，增加投入，围绕工期目标的实现而优化施工方案。

2、优化的施工方案

简单地说，投标时计划的施工方案是这样的：

即先施工一端（端横梁+系梁端部+拱脚），养护后张拉该端端横梁，再施工另一端（端横梁+系梁端部+拱脚），养护后又张拉端横梁，第三步施工系梁主体，第四步施工中横梁，最后进入相应张拉程序。

设计变更后，技术可行、经济节约、安全可靠也即最合理的施工方案则变为先施工端横梁，再施工系梁和拱脚，张拉端横梁，然后分次施工中横梁，最后进入张拉程序。

但是由于业主在施工工期上的限制条件，所以在保证质量的前提下，必须着重从争取时间这个角度，采取进一步优化的施工方案。

最快速的方案当然是加大支架和模板投入，一次性将系梁、端横梁、中横梁全部浇筑完毕，养护一段时间后，直接进入相应张拉程序。

但是由于它的混凝土总量（端横梁282+中横梁420+系梁438.5+2拱脚15M3）合计达到1156M3，需要水泥600T、碎石1000m3、中粗砂620余方，客观地讲，按照现场的储料、拌合和输送能力，再计入一些影响质量、进程和安全的估计不到的因素，要想一次性完成全桥主梁体的浇筑，面临的挑战较多，非常困难。

所以，最理想的的方案就是：

仍然将系梁、端横梁、中横梁、拱脚部分作为一个整体，支架和底模一次搭设安装完成，通过预压以后，在施工上按照某一轴线高程，水平分为2层浇筑。

这样一来，每次浇筑的混凝土量将锐减一半，达到500-600立方左右，现场施工的质量、进度控制能力将会得到很好的发挥，结构的安全性也必然进一步得到保证。

这就是最后的优化施工方案。

其基本施工程序见框图12-1.施工中应认真对照该程序，一步一步，安全、稳妥、优质地做好每道程序的工作。

图12-1陆羽大桥主桥上部结构施工基本程序框图

自检

筑岛软弱地基处理

监理检查验收

N

安全检查

搭设满堂支架

监理巡查

安装盆式支座

测出标高、调整

铺底模

堆载预压、沉降观测

监理检查

N

卸载、底模精放样、调整

预应力束波纹管道安装；

吊杆及其它预留孔安装

系梁、横梁、挑臂钢筋制作安装

立侧模、芯模

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　N

浇第一次砼（横梁、系梁1/2层）

制作试块

施工员、质检员旁站

监理旁站

施工员、质检员巡查

养护、凿毛、清理

拱脚钢筋和侧模安装

系梁、横梁顶板钢筋加工、安装及安放预埋件

浇第二次砼（1/2系梁、1/2横梁、拱脚）

砼养护

预应力筋加工和穿束就位

砼养护强度检验

横梁预应力工程施工

系梁N2、N3预应力施工

安全质量检查、自检

中横梁落架拆模

桥面板模板吊装

桥面板钢筋制作安装

监理检验

质检员跟班检查

桥面板砼浇注

养护砼

安全质量检查

拱肋及横撑支架搭设底模安装

质检员自查

拱肋及横撑钢筋制安；

吊杆预埋件预埋

拱肋横撑侧（芯）模板安装

全程安全质量巡检

拱肋横撑砼浇注

`

安全员巡检

拱圈横撑支架拆除

系梁N、N4钢束张拉压浆

监理旁站1

吊杆安装张拉

全程安全巡检

系梁支架拆除

筑岛清理掘除恢复河道

为确保该桥主体工程施工安全，首先必须对有关受力情况进行基本分析，据此确定支撑方案。

下面结合各部位受力情况，对各工序的施工工艺、方案逐一展开论述，对于本文中提出的有关要求，望施工中严格遵守。

三、主梁上部结构施工荷载分布

1、结构自重

1）1.1系梁（每根）219.25M3*2.65T/m3=581.01T/（82.8*1.5）=4.68T/延m2（顺桥向）；

2）1.2端横梁（每座）141M3*2.65T/m3=373.65T/（17.5*4.07）=5.25T/延m2（横桥向）；

3）1.3中横梁（每片，中部60CM最大荷载）

1.6*0.6*17.5=16.8M3*2.65T/m3=44.52T/（17.5*0.6）=4.24T/延m2（横桥向）；

4）1.4中横梁（每片，两翼120CM段）

【（1.6-1.1）+0.25】/2*1.2*17.5=7.88m3*2.65=20.9t/（1.2*17.5）=1t/延m2（横桥向）;

5）1.5桥面板B（一片）:

27.8m3/2=13.9m3*2.65=36.84t/（3*17.5）=0.71t/延m2（横桥向）;

6）1.6桥面板A（一片）:

124m3/13=9.54m3*2.65=25.28t/（2*17.5）=0.72t/延m2（横桥向）;

7）1.7拱肋（一座）：

404m3/2=202*2.65=535.3t/【1.5*（82.8-0.9*2）】=4.41t/延m2（顺桥向，作用力与系梁重叠）;

8）1.8横撑（一道）：

31.5m3/2=15.75*2.65=41.74t/（0.6*17.5）=3.98t/延m2（横桥向）;

9）1.9悬挑梁（一道）：

147.9m3/2=74*2.65=196t/（2.75*82.8）=0.86t/延m2（顺桥向）;

2、施工活载

1）2.1人群+施工材料、机具堆放或行走荷载：

当计算支架立柱时取0.1t/延m2;

当计算模板或模板支承小棱时，取2.5KPa。

2）2.2砼振捣荷载：

在h内，对水平模板2.0KPa；

对垂直面模板为4Kpa。

3）2.3新浇筑砼对模板侧面的压力:

（参见图12-2）

h

H

PMAX

图12-2砼侧压力示意图

PMAX=砼的容重r*有效压头高度h=0.22rt0K1K2v0.5

其中：

外加剂影响修正系数K1=1.2,坍落度影响修正系数K2=1.15砼容重r=2.6KN/m3,砼初凝时间t0按2h.计；

砼浇注速度v=6m/h.

则有PMAX=2.6*（0.22*2*1.2*1.15*60.5）=2.6*1.487=3.87kPa.

4）2.4倾倒砼产生的水平荷载：

对于本桥输送设备导管，取2kPa.

3、模板、木格栅自重

1）3.1模板：

采用1.0cm厚竹夹板，取值6KN/M3*0.01=0.006t/m2；

2）3.2木格栅：

对于系梁和拱肋，横桥向采用10×

10cm方木，顺桥向用15*15cm方木，取值0.1KN/m2；

对于端横梁，顺桥向采用10×

10cm方木，横桥向采用12*15cm方木；

对于中横梁，纵横均采用10*10cm方木，为方便计算，均取值为

【0.15*0.15*（1.5/0.5+1）/1.5+0.1*0.1/1】*6KN/M3=0.042t/m2。

4、支架自重：

采用碗扣式建筑钢管件作为支撑排架。

1）4.1对于系梁支架，取跨中K25+300处,最长杆高度（35.469-0.1-2-0.01-0.15-0.1）-27=6.1米计算，可采用2根3米钢管加底托和顶撑组成，其自重为：

17.31KG×

2/1=0.035t/m2,扣件重量按71.4%的建筑管自重计，排架产生自重荷载为：

0.035×

1.714=0.06t/m2；

（注：

因为具体施工时的情况可能与本设计有所出入，所以系梁考虑支架配件时重量取较大系数值）。

2）4.2对于拱肋支架，取跨中K25+300处,最长杆高度（51.574-2-0.01-0.15-0.1）-35.369=13.94米计算，可采用3米*4根+1.2米*1根加底托和顶撑组成，其自重为：

（4*17.31KG+7KG）×

2/1=0.15t/m2,扣件重量按22.2%的建筑管自重计，排架产生自重荷载为：

0.15×

1.22=0.18t/m2；

5、其它可能产生的荷载：

本计算仅考虑风荷载。

、基本风压值：

1200pa=1.2KN/m2；

、5.1横向风压按下式计算：

按照基本风压乘以迎风面积计算。

W横=K1K2K3W0*A

W0——基本风压；

K1——设计风速频率换算系数，取1.0；

K2——风载体型系数，取1.3（与抗倾覆稳定系数同）；

K3——风压高度变化系数，取1.13；

K4——地形、地理系数，取1.0；

推算得地面处：

W横max=2.03KN/m2；

③5.2支架顺桥向风力：

取W顺=70W横=1.421KN/m2.

施工前要针对不同部位在最不利荷载组合下，以最大宽容度法验算支架地基、支架、模板及其支撑棱木的强度、刚度（挠度）、稳定性，并据此来修正整个支撑系统的设计方案。

四、支架筑岛地基加固处理

1、竖向最不利荷载组合：

I：

系梁范围（顺桥向）地基

FI=（1.1）+（1.7）+（2.1）+（3.1）+（3.2）+（4.1）+（4.2）

=4.68+4.41+0.1+0.006+0.042+0.06+0.18=9.5T/M2

II:

端横梁范围（横桥向）地基：

FII=（1.2）+（2.1）+（3.1）+（3.2）+（4.1）

=5.25+0.1+0.006+0.042+0.06=5.5T/M2

III:

每段中横梁中部60CM范围（横桥向）地基

FIII=（1.3）+（2.1）+（3.1）+（3.2）+（4.1）

=4.24+0.1+0.006+0.042+0.06=4.5T/M2

2、地基加固处理：

由于该现浇段跨越天门河，河床成U形断面，河床面宽（两堤间）120余米，河堤高程29-30M，河床底面高程18-20米左右，最低水位22.45，常水位24.6。

两岸河堤为人工填土，河中河床面以下4-6米为灰色亚粘土粉砂软塑淤泥层，其地基基本容许承载力[б0]仅140KPa，其下为深灰饱和软流塑粉细沙亚粘土层，其[б0]=100kPa;

再下为不透水粘土成分占30%的亚粘土层，[б0]=100-280kPa.

下部结构施工之初，已结合支架地基施工需要对原有河床面进行了分层填筑粘性土、清宕渣筑岛，将整个河床面隔断，形成工作平台，下设1D150CM涵管泄水。

筑岛高度6-8米，筑岛面高程在28.5-29.5M之间，其[б0]在100-300KPa之间。

由于河床下淤泥层较深，加上下部结构承台开挖对其扰动，在河道两岸及二个主桥墩承台基坑的回填范围内土壤承载性能很低，加上上部结构施工荷载高达每平米100KN，仅仅单一地采取地基表层硬化将难以确保系梁及拱肋梁浇筑时的工程质量,而且可能因地基不均匀沉降引发重大安全事故。

因此，为确保万无一失，在支架搭设前必须对筑岛地基进行加固处理。

加固处理的基本办法是：

在系梁、端横梁、中横梁等最不利连续受力地带，以小头直径D80mm的木桩，桩长6米，按照受力大小不同，不同的结构分别以不同间距@=0.4-0.6M打设入筑岛面以下5.9米，以增强地基承载力，再铺筑20CM厚C25素混凝土，将木桩连成整体刚性地基。

计算一根木桩的桩顶承载力：

按照摩擦沉入桩计【P】=

=1/2*[0.08*3.142*（0.6*4*50+1.0*1.9*40）+1.0*0.042*3.142*140]

=24.99KN.

假定地基面层以上竖向荷载95%均通过砼面层传递至由桩基承受，则：

（1）系梁范围内每1M2地基木桩加固需要的平均根数为：

FI*95%/24.99+1=9.5*10*95/100/24.99+1=4.61=5根桩（取整）；

系梁宽度1.5米，则每延米米应布置木桩1.5*5+1=9根（取整）。

结合支架体系考虑，实际取顺桥向每60CM布置一排，则每道系梁共锤击沉桩或压入桩（83M/0.6+1）*9=140排*9=1260根，全桥2道系梁共用木桩2520根。

任一道系梁木桩加固和地基面层硬化的横断面布置（见图12-3，CM）为：

70275757545侧模拉杆

挑臂系梁横担方木

纵梁方木（60*60网格）碗扣支架

（90*90网格）碗扣支架30基座垫木

90*3=27060606060C25混凝土面层,厚20CM

930清宕渣厚40cm26.8

400筑岛填土30060

30*8=240CM

木桩D8cm,@30,L=600cm，排距60cm

600

图12-3陆羽大桥一道系梁支架地基处理标准横断面示意图

系梁范围内地基混凝土面层受力计算：

地基处理后地基容许承载力取[σ0]=300+（9*3*24.99）/（1.5*1.8）=550KPa

（这是最保守的估计，实际上，经C25砼硬化并木桩加固的地基，其地基容许承载力均远远超出于此。

）

竖向荷载组合：

9.5T/m2

换算成枕木底下应力为：

（每平方米内枕木面积为（3*3）*0.10/（1.2*1.5）/2=0.5m2）σ=9.5/0.5=47.5KN/m2≤[σ0]（满足要求）

（2）端横梁范围内每1M2地基木桩加固需要的平均根数为：

FII*95%/24.99+1=5.5*10*95/100/24.99+1=3.09=3根桩（取整）；

计入一座端横梁横截面宽度4.07米（忽略端横梁挑臂1.2米），则端横梁横桥向每延米需要木桩4.07*3+1=13根.考虑实际支撑时，采用60*60cm碗扣式支架网格支撑，则实际取每60cm为一排，则每座端横梁共需压入桩（２６M/0.6+1）*１３=４５排*１３=585根，全桥2座端横梁共用木桩1170根。

任一座端横梁支架地基木桩加固和面层硬化的标准横断面见图12-4（CM）：

227300120

90

242.3-255.4

133.6-146.7

60*60网格

碗扣支架

2*302*30

26.8

底座垫木

30*460*430*4C25混凝土面层,厚20CM

宕渣40cm厚度

筑岛填土

木桩D8cm,L=600cm，排距60cm

图12-4一座端横梁支架地基木桩加固和面层硬化标准横断面图

（3）中横梁范围内每1M2地基木桩加固需要的平均根数为：

FIII*95%/24.99+1=4.5*10*95/100/24.99+1=2.7=3根桩（取整）；

计入一道中横梁横截面宽度0.6米（忽略两端各1.2米挑臂），则中横梁横桥向每延米需要木桩0.6*3+1=2根.考虑实际支撑时，采用60*90cm碗扣式支架网格支撑，则实际取每90cm为一排，则每道中横梁共需压入桩（17.5M/0.9+1）*2=21排*2=42根，全桥14道中横梁共用木桩588根。

任一道中横梁支架地基木桩加固和面层硬化的标准横断面见图12-5（CM）：

12060120

预留桥面板吊模孔

60*90网格5*60面层C25砼，厚20CM

碗扣式支架清宕渣，厚40cm

筑岛填土

400

60

木桩D8cm,L=600cm，排距90cm

图12-4一道中横梁支架地基木桩加固和面层硬化标准横断面图

（4）筑岛工程地基处理工程总设计图及施工要领

根据以上系梁、端横梁、中横梁支架地基处理设计计算，综合后绘制武荆高速公路天门连接线陆羽大桥上部结构施工承压地基筑岛设计图，见施组图12-5.

全桥支架筑岛地基主要工程数量见表12-1。

表12-1陆羽大桥上部结构施工承压地基筑岛工程主要数量表

序号

项目名称

单位

工程数量

1

土方筑岛

M3

78857.15

2

宕渣基层

1940.24

3

C25面层

493.2

4

D8-10cmL=6M木桩加固地基

延米/根

23136/3856

5

D1500mm涵管

延米/道

128/2

注：

木桩数量分配：

2道系梁2574根；

2端横梁计750根；

14道中横梁计532根

施工要领：

a、填筑材料：

筑岛地基采用素填土，岛面宽度54米，岛面边坡1：

1.25.岛顶面标高27.0，面层采用C25砼，厚度0.2米，宽度27.4米，长90米。

基层采用宕渣填筑，厚度0.4米，宽度39.5米，二侧比面侧宽出6.05米，作为行车道路，并方便吊车作业。

两侧岛基比宕渣基层宽出8.75米，并加高填筑至28.5M构成拦河防洪坝，用于抗冲刷并作为防汛安全保护平台使用。

素土填料不得使用腐质土，可采用粘土或普通土。

b、施工顺序和方法：

施工时要按照本设计做好施工放样测量控制工作。

主桥桩基施工前要先做好素土填筑，同时埋设涵管。

填筑时要注意在水面以上加强分层压实，施工时从中间往两边向外侧挤压河床淤泥。

承台、墩座施工完毕后，再按设计打入木桩，然后施工基层和面层，作为支架承压面。

五、系梁、横梁支架搭设及预压

系梁、横梁支架都有一个共同的基础，那就是以筑岛木桩加固地基作为支架承压的平台，前面已经作了较为详细的论述与计算、设计。

这个平台的顶面高程为27.0米。

下面接着就系梁、横梁支架和模板受力进行分析，并据此设计出支架施工方案。

1、系梁支架及底模设计

（1-1）、施工排架每平方荷载值：

排架为Ф48mm碗扣式支架，按照60*60CM网格布置。

竖向荷载：

FI=（1.1）+（1.7）+（2.1）+（2.2）+（2.4）+[（3.1）+（3.2）]*2+（4.2）

=4.68+4.41+0.1+0.4+0.2+（0.006+0.042）*2+0.18=10.1T/M2

半幅承压面积83*1.5=124.5m2;

共布置139排*5根/排=695根立杆，则每平方立杆数为695/124.5=5.582根。

每根垂直杆件平均荷载：

10.1/5.582=1.81t；

横向-风力：

1.421KN/m2；

排架按照最长杆高度（35.469-0.1-2-0.01-0.15-0.1）-27=33.109-27=6.11米计算时，取风力平均荷载8.68KN；

（1-2）、风力弯矩

当风力作用点取值6.11m时，钢管的风力弯矩值：

6.54×

6.11×

1.2（遮挡系数增大值）=47.95KN*m；

（1.3）、排架单元结构截面几何特性值：

（1-3-1）、立杆截面积（Ф48mm）：

1809.6mm2=1.81*10-3m2，取每单元3/2=1.5个立杆截面积：

F=2.715×

10-3m2；

（1-3-2）、单元截面抵抗矩

单元截面惯矩公式：

I=2.4（I0+I0+a12F+I0+a22F），当忽略I0时，

I=2.4F（a12+a22）；

单元截面惯矩值为：

I=2.4*2.715*10-3（0.62+0.62）=4.692×

10-3m4；

单元截面抵抗矩：

W=I/y=（3.91×

10-3）/0.6=7.82×

10-3（m3）；

（1-4）、排架单元结构压弯强度计算：

σ=N/Aefn±

MW/Wefn≤f；

式中：

σ——正应力，KN/m2；

N——轴心力，18.1KN；

Aefn——有效净截面积，1.81×

Mw——风力弯矩，47.95KN.m；

Wefn——净截面抵抗矩，7.82×

10-3m3；

f——查相关碗扣式支架资料，按照步距0.9*1.2米保守计算时，每根立杆设计能承压极限荷载为31.25KN,则有f=31.25/1.81×

10-3=17265KN/m2；

代入公式得：

σ=18.1/（1.81×

10-3）±

47.95/（7.82×