龙口大桥Y型墩柱及盖梁施工技术方案.docx
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龙口大桥Y型墩柱及盖梁施工技术方案
龙口大桥Y型墩柱及盖梁施工技术方案
1.1．编制目的
（1）科学地确定工程施工部署、进度计划及施工方案，确保工程按期、安全、优质、高效地建成。
（2）选择成熟的施工工艺和工法，以保证施工连续和工程质量。
2．编制依据
（1）《龙口大桥施工图》；
（2）《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000；
（3）《钢结构设计与计算》；
（4）《路桥施工计算手册》人民交通出版社；
（5）《公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ025-86）》交通部行业标准；
（6）招标文件及相关法律法规。
3．适用范围
清（远）连（州）一级公路升级改造（高速）工程连州至凤埠段J4标龙口大桥。
4工程概况
龙口大桥位于连南县三江镇境内，地貌为沟谷洼地区，大桥跨越一处深沟，地势起伏比较大，地面高程119.335~157.574m，相对高差37.236m，起点里程为ZK2111+801.25,终点里程为ZK2112+280.00,全长678.75m，共17个Y型墩柱，从1#墩～17#墩。
Y形墩截面尺寸为三种尺寸1.2×3.0m、1.4×3.0m、1.6×3.0m，最大墩高13#墩27.8m。
最小墩高17#墩6.2m。
盖梁为四种形式，11.01*1.7*1.3m、11.01*1.9*1.3m、11.01*2.0*1.4m、11.01*2.05*1.6m，墩身高度变化较大，具体墩柱及盖梁参数及工程数量如下表所示：
Y型墩及盖梁参数及主要工程数量表
墩号
墩高（m）
墩柱断面尺寸（m）
盖梁尺寸（m）
C30混凝土（m3）
HRB335钢筋（Kg）
墩号
墩高（m）
墩柱断面尺寸（m）
盖梁尺寸（m）
C30混凝土（m3）
HRB335钢筋（Kg）
1
8.40
1.2*3.0
1.9*1.3
25.3
4734.0
10
21.60
1.6*3.0
2.05*1.6
32.7
5542.5
2
10.20
1.2*3.0
11
22.10
1.6*3.0
2.0*1.4
29.8
5061.0
3
12.50
1.2*3.0
12
26.40
1.6*3.0
4
12.70
1.2*3.0
13
27.80
1.6*3.0
5
15.90
1.4*3.0
14
26.1
1.6*3.0
2.05*1.6
32.7
5542.5
6
16.60
1.2*3.0
15
20.40
1.4*3.0
1.9*1.3
25.3
4734.0
7
16.90
1.4*3.0
16
15.70
1.4*3.0
8
19.20
1.4*3.0
17
6.20
1.2*3.0
1.7*1.3
22.7
4199.3
9
20.20
1.4*3.0
立面图侧面图
5重点、难点分析及对策
5.1难点
（1）.本桥墩身高度较高，截面形式变化较大，对施工平台的搭设，钢筋绑扎和固定，模板安装和加固定位带来很大的施工难度。
（2）.Y型墩截面变化较大，需分节段施工，在工序衔接方面，避免各工序之间的相互干扰，需要统筹计划，合理组织施工。
（3）.变截面段墩身定位及此段混凝土外观质量控制是本工程的一项难点。
（4）.混凝土多段分层施工，节段间施工缝明显，避免施工缝将是一大施工难点。
5.2重点
（1）.Y型柱模板的拼装和就位。
（2）.拆模时保证Y型柱根部不受自重力影响。
（3）.保证混凝土的外观质量。
6重点、难点的对策
6.1模板的拼装就位和施工平台的搭设
（1）.Y型墩施工采用定型钢模板，在施工场地先拼装好钢模板，再用吊车将拼装好的钢模板将板的拼装和层施工，节段间施工缝和面，避免各工序之间的相互干扰方________________________________________________________________________________________________套在绑扎好的斜柱钢筋外，再进行斜率及垂直校正。
（2）.施工平台主要依靠脚手架建立，同时在施工Y型柱和盖梁时可通过预埋件制作型钢平台，大大提高了平台的制作速度和安全性。
6.2Y型柱根部不受自重力影响
Y形墩柱模板上加设六根精扎螺纹钢对拉拉杆，将两侧Y形墩自重张力平衡。
6.3钢筋安装
钢筋安装不宜太长，按照混凝土浇筑节段，分节段制作安装，充分利用脚手架平台对钢筋进行架立定位。
Y型柱钢筋定位，通过搭设临时架立钢筋脚手架，在钢筋接头部位（外伸于即将浇筑混凝土模板部位）制作钢管定位箍架，将钢筋临时固定于钢管上。
6.4墩柱混凝土外观质量
（1）、严格控制混凝土质量，设计不同混凝土配合比进行比较，选取最佳配合比。
合理选用混凝土外加剂，严格控制混凝土塌落度。
（2）、对模板进行精细化光面处理，对模板接缝情况进行专项验收。
（3）、控制关键部位、变截面部位的振捣方式及时间。
6.5.工序组织，资源合理利用
制定详细的施工计划，采用流水作业与平行作业相结合的施工方法，对每个墩柱、每道工序精心组织和方案的优化，保证各工序、各部位施工的流畅性，确保资源的合理利用和时间的最佳衔接。
7.资源配置
7.1施工机械设备投入计划
施工机械设备投入计划表
序号
设备名称
数量
设备来源
规格型号
机况
1
25T汽车吊
2
自有
良好
2
吊斗
2
自有
良好
3
混凝土搅拌机
2
自有
良好
4
千斤顶
4
自有
YCW3-50B
良好
5
真空泵
1
自有
良好
6
钢筋加工机械
2
自有
良好
7
钢结构加工机械
1
自有
良好
8
木工加机械
2
自有
良好
9
发电机组
1
自有
7.2施工人员投入计划
墩柱施工，按照设计形式，模板数量，施工人员可分为二个作业班组，具体人员计划入下：
施工人员投入计划表
序号
管理人员
技术人员
技术工人
普通工人
合计
工班一
1
1
15
15
32
工班二
1
1
15
15
32
8.施工工艺及方法
8.1Y型墩施工工艺流程
8.1.2施工准备
（1）、平整场地
清理承台周围多余废土，平整施工场地，承台开挖回填必须分层填筑，分层压实，压实度不小于90%。
（2）、测量放线
测量人员根据已复测好并通过验收的导线控制网，用全站仪精确放出墩柱的位置，作出标识并用墨斗弹线。
（3）、墩柱凿毛
当承台强度达到2.5Mpa后，人工进行墩基砼凿毛。
经凿毛处理的砼表面用水冲洗干净，同时将预埋的墩柱的钢筋上的砼清理干净。
8.1.3钢筋制作安装
钢筋在钢筋棚加工成半成品，运送到墩位现场，并在现场进行焊接或采用直螺纹套筒连接，采用焊接时应满足焊缝要求及焊接质量。
钢筋安装严格按照规范要求施工。
（1）钢筋必须按不同钢种、等级、牌号、规格及生产厂家分批验收，分别堆放，不得混杂。
且设立识别标志，并堆置在仓库（棚）内，露天堆置时，垫高底部并及时遮盖。
（2）钢筋等要有出厂证明，质量证明书和试验报告单，并对每一批次钢筋抽取试样做力学性能试验。
（3）成盘的钢筋和弯曲的钢筋要用钢筋调直机调直。
（4）钢筋安装绑扎时，钢筋的级别直径，根数和间距，位置均要符合设计要求，钢筋位置的偏差不得超过下表的规定：
钢筋笼制作允许偏差
项目
允许偏差/mm
主筋间距
±20
箍筋间距
±10
主筋保护层
立柱
±5
（5）钢筋的焊接要符合《钢筋焊接及验收规定》的规定，焊接前根据施工条件进行试焊，合格后方可正式施焊，焊工必须持有上岗资格证上岗。
（6）钢筋安装时应设置架立架，在安装模板时，分节段拆除定位架，进行安装模板，保证钢筋位置。
特别时大“Y”形墩部分，应严格控制钢筋位置，保证保护层厚度，为模板安装提供便利。
8.1.4.模板加工
（1）墩柱模板
Y形墩截面尺寸为1.2×1.5m、1.4×1.5m、1.6×1.5m,最大墩高27.8m。
最小墩高6.2m，。
其横桥向宽度为1.5m，纵桥向宽度固结墩为1.2m、1.4m、1.6m。
Y型墩柱模板包括直柱模板、Y型柱模板。
为满足工期要求，模板为定型钢模，在厂家定制而成，各个截面尺寸模板分四部分段制作，其中直柱模板制作一套，Y型柱模板制作两套。
模板分节段制作，墩身尺寸变化，通过增设调节块调节模板尺寸。
（2）盖梁模板
盖梁为四种形式，11.01*1.7*1.3m、11.01*1.9*1.3m、11.01*2.0*1.4m、11.01*2.05*1.6m，模板为定型钢模，在厂家定制而成。
（3）对拉螺杆计算
①荷载计算：
（Y型混凝土斜腿设计荷载组合）
a.模板和支架取重P1=3.0Kpa
b.钢筋混凝土容重取26KN/m3，根据斜腿的不同仰角α（63°25′56″）计算混凝土作用于模板的压力P3=26×1.2×cosα=13.95Kpa
c.施工人员和施工材料、机具等行走运输或堆放的荷载去P3=2.5Kpa
d.振捣混凝土时产生的荷载取P4=4.0Kpa
e.新浇混凝土对模板侧面压力P5=Pmax=Kyh=11.16Kpa
f.其它可能产生的荷载，取P6=2.0Kpa
②竖向梁强度计算
竖向梁10#工字钢，计算每根工字钢承受宽0.6m，斜长1.2/sinα范围力，按均布荷载计算：
q工=（q1+q2+q3+q4+q5+q6）×0.6kn/m=21.96kn/m
竖向梁跨中最大弯矩：
Mmax=qι2/8=7.63kn/m
竖向梁端处最大剪力：
Qmax=q（1.2/sinα）/2=14.73kn/m
查资料10#工字钢截面特性值为：
δ=4.5mm,A=14.33cm2,g=11.25kg/m,Ix=245cm4,Sx=28.2cm3,Wx=49.0cm3
a.弯曲应力验算σw=Mmax/Wx=155.7×106N/m2=156Mpa＜1.3［σw］=188.5Mpa
b.剪应力验算τmax=Qmax.Sx/（Ixδ）=37.7×106N/m2=37.7Mpa＜1.3［σw］=110.5Mpa
c.梁跨中挠度计算f=5qι4/（384EIX）=0.00007m＜［f］ι/400=0.0015Mpa
经验算，弯应力、剪应力及挠度均满足要求
③水平很亮由2根20槽钢组成，每层设两根对拉螺杆，水平间距1.5m，每段梁的最大荷载P=（q1+q2+q3+q4+q5+q6）×1.2kn/m×2kn/m=87.86kn/m
横向梁跨中最大弯矩：
Mmax=（P.a.b2）/8=26.36kn/m
横向梁端处最大剪力：
Qmax=1.5×87.86=131.8kn/m
查资料［20#槽钢截面特性值为：
δ=7.0mm,A=28.33cm2,g=22.63kg/m,Ix=1780.4cm4,Sx=104.7cm3,Wx=178.0cm3
a.弯曲应力验算σw=Mmax/2Wx=74.0×106N/m2=74Mpa＜1.3［σw］=188.5Mpa
b.剪应力验算τmax=Qmax.Sx/（Ixδ）=73.8×106N/m2=74Mpa＜1.3［σw］=110.5Mpa
c.梁跨中挠度计算f=5qι4/（384EIX）=0.0015m＜［f］1.5/400=0.0038Mpa
经验算，弯应力、剪应力及挠度均满足要求
④对拉拉杆计算
设拉杆的总拉力为P，斜腿自重Gw,模板及骨架自重为Gm，这里斜腿自重Gw=442KN,
Gm=66.40kn
当Y型墩中心轴线的交点处弯矩为零时，构造受力平衡，即
（Gw,+Gm）×L-P×h=0
式中L=h/tanα,则P=（Gw,+Gm）×L/h=（Gw,+Gm）/tanα=254.2KN
对拉拉杆用φ25精轧螺纹钢，按5层，每层两4根布设，计算受力为20根计，则每根拉杆的受力为P单根=254.2/20=12.71KN＜［P］=466KN
⑤拉杆伸长率计算
ΔL=P单根/（Eg×Ay）=12.71/（500×491）=0.01%mm＜8%
8.1.5模板加固及安装方法
模板采用定型钢模，到施工现场后，进行拼装加固。
模板整体拼装时要求错台<1mm，拼缝<1mm。
安装时，用缆风绳将钢模板固定，利用经纬仪校正钢模板两垂直方向倾斜度。
墩身模板安装允许偏差见下表。
墩身模板安装允许偏差表
序号
检查项目
允许偏差（mm）
1
前后、左右距中心线尺寸
±10
2
表面平整度
3
3
相邻模板错台
1
4
预埋件和预留孔位置
5
（1）、对所有加工好的模板进行除锈，并在其表面均匀地涂刷色拉油或机油，安装要连续进行，防止处理后模板未安装时即被弄脏。
（2）、利用全站仪控制模板安装精度，并通过收放拉杆的方式和缆风调节的方式使偏差符合设计及规范要求。
（3）、按照设计及施工要求Y型柱模板加固、安装方法分为几个主要步骤进行施工，具体如下：
8.1.6墩柱支架施工
（1）直柱型墩
采用Ф48×3.5mm钢管支架搭设施工平台，底部地基采用C20混凝土浇注垫层15cm，垫层依据地面标高，分台阶设置，高差采用可调底托进行调节。
支架立杆间距1.2m，横杆步距1.2m。
直柱墩模板安装待直柱钢筋安装完毕后，采用汽车吊现场进行吊装，为保证混凝土外观质量，直柱墩拉杆设置采用2根[20做钢楞，在模板四角穿拉杆形成柱箍，对模板进行加固。
模板拼装好后采用缆风绳四角对拉进行模板平面位置调整。
（2）Y型部分
Y形墩部分不考虑落地支架进行受力支撑，模板分节段进行安装，安装时先安装外侧模板，外侧模板就位后，利用施工操作平台钢管支架临时进行支撑，承受模板自重，然后逐步安装剩余三面模板，待两侧Y形柱模板安装完毕后，穿设对拉拉杆，对模板形成对拉，拆除钢管支架临时支撑。
同时利用地面缆风绳对模板进行调节。
在浇注Y型混凝土前，墩头两分支内侧对称预埋两块钢板，在拆除Y字部分模板后在钢板上焊接16工字钢作为临时细梁进行封闭，待盖梁混凝土浇筑后并达到一定强度后，才允许拆除Y形部分16工字钢，以免Y形部分受自重影响，根部开裂。
盖梁主要依靠支架受力，16工字钢只要防止根部混凝土开裂，墩头部分受力按盖梁每延米受力计算，系梁受拉应力计算如下：
1作用在两个Y型部分混凝土竖向应力（按1.35保险系数）：
47.85KN×1.5×2×1.35=193.8KN，假设墩头到分叉根部混凝土的开裂位置平距为200cn，竖向距离为300cm，则16细梁的拉力为：
F系=193.8×200/300=129.2KN
216工字钢细梁拉应力σ=129.2/26.11=49.5MPA<[σ]=170MPA满足要求
3系梁伸长值：
ΔL=49.5/（2.1×105）×3.6=0.85mm<[ΔL]=2mm满足要求
4考虑到温度变化较大时的伸缩量，温差变化按±20度计算：
ΔL温=1.2×105×3.6×（±20）=±0.86mm<[ΔL]=2mm满足要求
8.1.7墩柱混凝土浇注
砼由自建砼搅拌站出料，运到墩柱施工现场。
为了确保桥墩墩柱砼外观质量，混凝土到达现场后，应对混凝土塌落度进行检查。
部分墩柱较高，浇注砼时对于砼倾落高度超过2m墩柱，为防止砼发生离析现象，下灰时用窜筒下料。
在窜筒出料口下面，砼堆积高度控制在1m以内且分层下料振捣，每层30cm，每层浇注时间不能过长，防止因为气温过高出现冷缝。
插入式振捣器移动间距控制在振捣器工作半径的1.5倍内，与模板保持5－10cm的间距，插入到下层砼内5－10cm，振捣棒快插慢拔，每处振捣部位要求振捣不再冒气泡，表面平坦、泛浆。
施工中避免振捣器碰到模板和钢筋。
在砼浇注过程中派专人检查模板稳固情况，发现有松动、变形、位移，及时解决。
如砼振捣后有泌水现象，采用逐层减少加水量的方法来处理，或者用海棉把水吸掉。
（1）、直柱墩
此节段模板为二~五次立设，混凝土作为二~五次浇筑，由于此节段墩身较高（最高27.80m），浇注混凝土时控制好分节段接缝的衔接。
（2）、Y形墩
由于此节段模板为斜面，混凝土振捣时，气泡不易排除，容易在墩柱上表面形成气孔，造成混凝土外观质量不合格。
因此应特别注意在浇注混凝土时，必须分层振捣，且分层厚度不宜大于30cm，振捣作业必须细致。
同时尽可能减小混凝土塌落度，保证墩柱外观质量。
8.2盖梁部分
Y型墩盖梁采用钢管支架搭设满堂架支撑及钢管柱支架支撑，两种支撑形式，汽车吊垂直运输、混凝土灰斗吊送入模施工，Y型墩盖梁采用塔吊或汽车吊垂直运输、混凝土泵送施工，盖梁施工工艺如下“钢筋混凝土盖梁施工工艺框图”所
8.2.1满堂小钢管支架
盖梁部分侧模、底模，侧模采用定型钢模，底模采取竹胶合板，侧模加固采用上下对拉拉杆加固，底模采用18mm厚竹胶合板，底模支撑设置两层10*10cm小方木上，上层方木横桥向间距0.30cm，下层小方木纵桥向间距0.18cm；两层小方木下设置工16工字钢横梁，横梁长度4.5m，横桥向间距0.6m拱15根。
工16工字钢下设置Ф48×3.5m扣件式钢管满堂支架，钢管立柱横桥向间距60cm共19排，纵桥向间距40cm，共6~8排，根据墩柱高度，大于10m上采用8排。
8.2.1.1、侧模支撑计算
砼浇筑时的侧压力：
Pm=γh
式中：
γ---砼容重，取26kN/m3；
h---有效压头高度。
砼浇筑速度v按0.3m/h，入模温度按20℃考虑。
则：
v/T=0.3/20=0.015<0.035
h=0.22+24.9v/T=0.22+24.9×0.015=0.6m
Pm=γh=26×0.6=15.6kPa
砼振捣对模板产生的侧压力按4kPa考虑。
则：
Pm=15.6+4=19.6kPa
盖梁长度每延米上产生的侧压力按最不利情况考虑（即砼浇筑至盖梁顶时）：
P＝Pm×（H－h）+Pm×h/2=19.6×1.2+19.6×0.6/2=30.4KN
8.2.1.2拉杆拉力验算
拉杆（φ16圆钢）间距1.0m，1.0m范围砼浇筑时的侧压力由上、下两根拉杆承受。
则有：
σ=（T1+T2）/A=1.0×P/2πr2
=1.0×30.4/2π×0.0082=75636kPa=75MPa<[σ]=160MPa（满足）
8.2.1.3盖梁底板（竹胶合板）计算
根据《路桥施工计算手册》和《建筑技术》查得，并综合考虑浸水时间，竹胶合模板的力学指标取下值：
［σ］=12Mpa，［τ］=1.3Mpa，E=5×103Mpa
竹胶合模板选用厚度18mm，1米宽竹胶合模板的截面几何特性计算结果如下：
w=1bh²/6=1×1000×18²/6=54000mm³=54cm³
I=1bh³/12=1×1000×18³/12=486000mm4=48.6cm4
竹胶合模板按照底部纵梁3×0.18米跨度的连续梁进行计算，计算模式如下：
根据《路桥施工计算手册》混凝土竖向荷载分为以下几个部分：
①模板：
q1=250kg/m²=2.5Kpa，（侧模和底模）
②混凝土:
q2=25.3×26/11.01=59.7Kpa
③人群机具：
q3=150kg/m=1.5Kpa
④倾倒：
q4=4Kpa
⑤振捣：
q5=2.0Kpa
⑥其他荷载：
q6根据实际情况不考虑
（1）强度计算
荷载组合采用
+
+
+
+
+
所以q=2.5+59.7+1.5+4.0+2.0=69.7Kpa，转化为横向的线荷载，按照底板竹胶合模板平均承载：
q=69.7×1=69.7KN/m
根据《路桥施工计算手册》查得：
Mmax=0.1×q×L²=0.1×69.7×0.18²=0.23KN·m
σmax=Mmax/W=0.23/54000×106=4.3Mpa＜［σ］=12Mpa，满足要求
Ｑmax=1.1×q×L=1.1×69.7×0.18=13.8KN
τmax=（Ｑmax×s）/（Ix×b）=（Ｑmax×bh²/8）/（bh³/12×b）
=1.5Ｑmax/b/h=1.5×13.8/1000/18×103
=1.15Mpa＜［τ］=1.3Mpa满足要求
（2）刚度验算
荷载组合采用
+
+
，所以q=2.5+59.7=62.2Kpa，转化为横向的线荷载，按照底板竹胶合模板平均承载：
q=62.2×1=62.2KN/m
根据《路桥施工计算手册》查得：
fmax=0.677qL4/100EI=0.677×56.88×0.184/100/5/48.6×105=0.18mm
fmax/L=0.17/200=1/1111＜1/400满足要求
8.2.1.4盖梁底模上层10*10小方木计算
根据《路桥施工计算手册》混凝土竖向荷载分为以下几个部分：
①模板：
底模15Kg/m2，侧模250Kg/m2
q1=（15+250）=2.65Kpa
②混凝土：
q2=25.3×26/11.01=59.7Kpa
③人群机具：
q3=150Kg/m²=1.5Kpa
④倾倒：
q4=4Kpa
⑤振捣：
q5=2.0Kpa
⑥其他荷载：
q6根据实际情况不考虑
（1）强度计算
荷载组合采用
+
+
+
+
+
所以q=2.65+59.7+1.5+4.0+2.0=69.85Kpa
转化为小方木线荷载，按照小方木平均承载：
q=69.85×0.3=20.96KN/m
根据《路桥施工计算手册》查得：
Mmax=0.125×q×L²=0.125×20.96×0.3²=0.23KN/m
σmax=Mmax/W=0.23/166.7×103=1.4Mpa＜［σ］=12Mpa，满足要求
Ｑmax=0.5×q×L=0.5×20.96×0.6=6.29KN
τmax=（Ｑmax×s）/（Ix×b）=（Ｑma×bh²/8）/（bh³/12×b）
=1.5Ｑmax/b/h=1.5×6.29×103/100/100
=0.94Mpa＜［τ］=1.3Mpa满足要求
（2）刚度验算
荷载组合采用
+
+
，所以q=2.65+59.7=62.35Kpa
转化为的小方木线荷载，按照小方木平均承载：
q=62.35×0.3=18.71KN/m
根据《路桥施工计算手册》查得：
fmax=5qL4/384EI=5×18.71×0.34/384/9/833.3×105=0.26mm
fmax/L=0.26/300=1/1154＜1/400满足要求
8.2.1.5盖梁底模下层10*10小方木计算
根据《路桥施工计算手册》混凝土竖向荷载分为以下几个部分：
①模板：
底模15Kg/m2，侧模250Kg/m2
q1=（15+250）=2.65Kpa
②混凝土：
q2=25.3×26/11.01=59.7Kpa
③人群机具：
q3=150Kg/m²=1.5Kpa
④倾倒：
q4=4Kpa
⑤振捣：
q5=2.0Kpa
⑥其他荷载：
q6根据实际情况不考虑
（1）强度计算
荷载组合采用
+
+
+
+
+
所以q=2.65+59.7+1.5+4.0+2.0=69.85Kpa
转化为小方木线荷载，按照小方木平均承载：
q=69.85×0.18=
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