水绥二级公路圆形单柱墩墩身施工方案.doc
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水绥二级公路圆形单柱墩墩身施工方案
一、编制依据：
1、昭通市水绥二级公路工程设计文件；
2、昭通市水绥二级公路工程第一项目部《实施性施工组织设计》；
3、国家及云南省有关的法规、政策；
4、《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）;
5、《公路工程质量质量检验评定标准》（JTJF80/1-2004）;
6、《公路工程施工安全技术规范》（JTJ076-95）;
7、《路桥施工计算手册》；
8、我公司在公路工程施工方面成熟的施工技术及施工管理经验；
9、我公司实施贯标工作质量保证手册、职业安全健康管理手册、环境管理和程序文件及有关管理制度；
10、工地现场走访资料。
二、工程概况：
昭通水绥二级公路我项目部施工范围内共有桥梁19座，其中大桥13座，中桥6座。
其中中心里程为K14+100、K14+262、K14+480、K18+150的四座大桥，K14+100、K14+262、K18+150大桥桥长为6×20m，K14+480大桥为8×20m，桥台均为双柱桩基础，桥墩为圆形单柱式墩身和单桩基础，墩身最高为14m。
四座桥均位于水富县向家坝镇坝尾槽西部大峡谷的右岸，为侵蚀、剥蚀地形地貌区，地势高，悬崖错叠、自然坡度大、局部地段为断崖陡坎，地形险恶。
此区域受地质构造影响相对较强，岩体破碎易风化，为我部施工该桥时增加了许多的困难。
该地区为亚热带多雨湿热的气候，云雾多，日照少，无霜期长。
桥位处地表植被覆盖情况好，地表水系发育，但无蓄水点，地下水为松散岩石类孔隙水和基岩裂隙水。
三、施工场地建设与平面布置
K14里程段的三座桥，桥位处都无人居住，场地也受地形限制，不能搭建房屋。
此三座桥的钢筋加工场和施工人员生活区都在位于K13+900的1#梁场里，建有二层的活动板房，面积约400㎡，现场搭设值班室对工地现场进行管理和看护。
施工用电从K13+900的315KV的变电器接出，拉5线至各桥施工现场。
采用泥结碎石铺设5米宽的施工便道沿各桥的左侧依山而行，能满足施工材料及设备运输的需要。
施工用水采用管道从梁场里的蓄水池中接出。
四、施工准备
4.1、技术准备：
组织工程技术人员研究技术文件、施工规范和设计图纸中各项内容和要求，全面理解设计意图；熟悉圆柱形实心墩施工工艺流程；编制圆柱形独墩墩可行性专项施工方案；对施工队进行岗前培训、施工技术交底及施工安全技术交底。
4.1.1.施工组织管理机构
该桥由一工区负责组织施工现场管理，由桥一队、桥二队进行现场施工作业。
生产经理丁小平、工区经理王小攀责本桥现场施工管理工作；总工程师（钟华）负责本桥技术管理工作；工程部（负责人：
曹玉华）负责本桥的测量放样、技术交底、内业资料整理与竣工资料编制、计量与计划统计；质安部（负责人：
雷友谊）负责本桥的质量、安全及环境保护工作；材料部（负责人：
尹辉）负责本桥的施工材料采购和设备调配使用维修保养工作；会计财务室（负责人：
张柒梁）负责本桥的财务管理和资金的管理使用工作；综合办公室（负责人：
夏露）负责本桥的人事行政管理、后勤供给保障等工作。
中心试验室（负责人：
冷时平）负责本桥的混凝土配合比、试验检测工作。
现场由施工员刘超越负责生产指导、协调、管理工作。
4.1.2．劳动力资源配置
劳动力进场计划表
工种
工点 人数
钢筋工
模板工
混凝土工
振捣工
架子工
电焊工
电工
测量工
其它
小计
K14+100大桥
16
14
12
4
10
6
1
5
15
83
K14+262大桥
16
14
12
4
10
6
1
5
15
83
K14+480大桥
20
16
12
6
12
8
2
5
15
96
K18+150大桥
16
20
16
12
10
6
1
5
15
83
合计
345
4.2工程材料和主要施工机械准备：
主要原材料均办理准入手续，使用前都按相关技术规范进行试验，杜绝不合格材料进场使用；按季度、月合理制定材料计划，并落实安排材料进场，以满足施工需要；材料进场后按产地、数量、检验状态等整齐有序按规定存放，并设置标识牌；各原材料质量证明资料必须齐全，相关证件不齐全的材料不用。
所有施工机械均应有合格证和相关的有效的可用的证件方能进入施工现场使用。
施工主要机械设备见下表
机械设备表：
序号
设备名称
型号规格
国别
产地
制作
年份
额定功率
（KW）
数量
（台）
1
汽车吊
长沙
16-25T
4
2
挖掘机
EXP320
北京
1.2m3
2
3
空压机
广西
3.5m3
4
4
发电机
北京
220KW
1
5
发电机
北京
35KW
1
6
对焊机
GQ-40
湖北
2008
5kw
6
7
弯曲机
GW-40
广西
2006
2.5kw
2
8
断钢机
UNI-100
郑州
2008
75kw
2
9
电焊机
BX3-3003-2
郑州
2007
30kw
10
10
切割机
DFS5
长沙
2008
3.5kw
2
11
振动棒
4E4A-4
上海
2006
2.5kw
12
12
污水泵
4PW
上海
6
13
手提打磨机
1500W
上海
10
14
拉链葫芦
5-10T
上海
5-15T
8
15
全站仪
拓普康
2
16
水准仪
DS1
2
17
钢管
60t
18
自卸车
12t
3
19
装载机
ZL50
1
4.3现场准备
（1）、搞好施工现场四通一平、临时设施、生活设施及现场消防、保安设施等工作。
（2）、现场合格原材料准备充足，满足施工要求，各施工机具安装调试完毕，模板试拼合格可用。
（3）、工程测量和工程试验工作达到开工条件。
四、工期计划安排
总原则：
响应“苦战一百天”号召，结合总工期和关键工期合理安排施工顺序和各阶段施工组织，确保施工连续性，做到优质高效
序号
施工工序
施工计划
开始时间
结束时间
施工天数
1
K14+100大桥
1.1
墩身施工
2010.8.20
2010.9.20
30
1.2
盖梁施工
2010.10.3
2010.11.30
57
2
K14+262大桥
2.1
墩身施工
2010.9.27
2010.10.30
33
2.2
盖梁施工
2010.11.5
2011.12.30
55
3
K14+480大桥
3.1
墩身施工
2010.10.4
2010.11.10
37
3.2
盖梁施工
2010.11.15
2011.1.31
76
4
K18+150大桥
4.1
墩身施工
2010.11.1
2012.12.1
30
4.2
盖梁施工
2010.12.3
2011.1．31
58
五、单柱墩施工方案
5.1总体施工方案
桥梁墩身为圆柱墩，单桩基础，半径为2.2米，墩身半径为2.0米，四座桥中墩身最高为14米。
采用厂家加工半圆形钢模板拼装，模板采用2m、1m、0.5m节加工，主要按2m每节制作，其余的作为调整节按需要制作。
搭设脚手架作为施工平台，用吊车配合进行模板安装。
混凝土用砼罐车运送，用汽车泵泵送浇注，混凝土采用C30。
由于是单柱墩，盖梁施工是本桥的重点，地形复杂，施工难度较大。
墩身小于5m的采用满堂支架法支模，墩身高于5m采用抱箍法支模施工。
5.1.1．独墩施工工艺
测量放样
承台顶凿毛
钢筋制作
钢筋绑扎
模板制试拼
模板拼装、调整
混凝土拌制运输
混凝土浇筑
混凝土养护
墩身模板拆除
模板吊装、就位
混凝土后期养护
施工准备
搭设脚手架
墩身施工工艺框图
5.1.1.1测量放线：
在基础上放出墩身外轮廓线和墩柱中心点用油漆画出。
5.1.1.2凿毛墩基础，至露出石子，以便墩身与基础更牢固的连接。
凿毛后清除墩身预埋钢筋内杂物及混凝土碎渣。
5.1.1.3搭设脚手架，脚手架采用φ48的钢管和腕式扣件在墩柱周围进行搭设。
考虑到抱箍法盖梁施工平台，所以按1.5m×1.5m×1.5m间距，横桥向宽12米，纵桥向宽3.0米搭设。
设Z字形爬梯在脚手架内，爬梯两侧搭设护栏。
由于地形的原因，并在四周布置剪刀撑，以加强脚手架的稳定性。
用满堂支架法支模的盖梁，在支架里靠外侧设爬梯。
5.1.1.4钢筋加工与绑扎
钢筋采用集中加工制作，加工好后运送至施工现场绑扎，在脚手架的基础上搭设钢筋支撑架，按设计要求和施工规范要求绑扎钢筋，主筋采用不低于钢筋强度的螺旋套箍连接，箍筋采用焊接。
从加工制作至现场绑扎需要如下处理
1、进场钢筋应提供质量保证书或检验合格证，并按照规范要求进行原材料力学性能试验，对直径大于12mm的钢筋要进行可焊性性能试验。
各项试验合格后方可用于工程。
2、进场钢筋应按照招标文件要求进行分类分规格存放，存放区要高于地面30cm，下垫上盖进行防雨防锈蚀。
3、钢筋表面应清洁，平顺无局部弯折。
钢筋加工配料时，要准确计算钢筋长度，减少断头废料和焊接量。
钢筋的弯制和末端弯钩应符合设计要求，设计无规定时，按规范办理。
钢筋在钢筋加工场集中下料加工，运输车运至现场，运送过程中严禁钢筋在地上拖行，以至钢筋变形、受损，钢筋装卸采用汽车吊配合。
4、通长受力主筋的连接采用钢筋接头。
接头处不得有横向裂纹，弯折不得大于4°。
构造钢筋的连接采用焊接，焊接长度不小于10d，且不小于500mm。
从事对焊、电焊的操作人员要有上岗合格证。
电焊时要根据钢筋的材质选用相应的焊条，不得随意滥用。
5、受力主筋焊接或构造钢筋的接头应设置在内力较小处，接头50%错开。
钢筋主筋竖向连接采用机械接头，箍筋采用绑扎和电弧焊的形式。
经自检及监理工程师检验合格后，进行下道工序施工。
6、钢筋绑扎过程中对规格、数量、间距、尺寸、标高、绑扎方式、保护层厚度进行严格检查，确保符合规范要求。
7、按设计要求设置预埋件时，若个别预埋件与钢筋有干扰，可适当调整钢筋间距，但不得随意截断钢筋。
8、验收后绑扎好垫块，底模及外侧模处均采用塑料垫块，不得采用砂浆垫块，确保保护层厚度和梁体美观。
绑扎好钢筋后，向监理工程师报检，检查合格后进入模板安装工序。
5.1.1.5模板安装
模板试拼、打磨平整后用刷子刷好脱模剂，等待安装。
将墩柱范围内的杂物清除后，在模板安装位置铺设2cm砂浆垫层，吊装模板与测量放样的边线对齐。
调整至相应的位置和标高后锁紧紧固螺栓，螺栓采用M20，模板间的缝隙采用双面泡沫胶纸粘贴密封。
以此安装以下节段模板至设计墩身高度，安装时每节装上后用1kg锥形吊对中心和模板垂直度。
每2米用钢管对墩身模板进行加固，装完最后一节模板后，再要求测量队对墩顶模板安装进行校核，直至符合规范和设计要求并向监理工程师报检，检查合格后进行砼浇注。
5.1.1.6砼浇注
砼来自我项目部拌合站和水富县的商品砼，砼在我项目部的监督和管理中，质量可靠，按要求制作了试块并送至实验室检测。
由于墩身不高，砼采用汽车泵泵送一次性浇注，砼泵送过程中尽量少停顿，短时间停泵要注意观察压力表，逐渐过渡到正常泵送；长时间停泵，应每隔4～5min开泵一次，使泵正反转两次，同时开动搅拌器，以防砼离析。
如果停泵超过30min，则将砼从泵管中清除。
泵送结束后，先将砼压完，再压入水，将管道冲洗干净。
砼到达模板顶后，接软管和串筒入模，以降低砼自由卸落高度，将其控制在2.0m以内。
按30cm/层全断面水平分层布料，并根据砼供应情况及时调整布料厚度，在下层砼初凝前浇筑完上层砼。
使用插入式振动器振捣，振捣时移动距离不得超过振动棒作业半径的1.5倍，与侧模保持5～10cm的距离；插入下层砼5～10cm。
快插慢拔，每一点应振捣至砼不下沉，不冒气泡泛浆、平坦为止，振完后徐徐拔出振动棒。
振捣过程中不得碰撞钢筋和模板，谨防其移位、损伤。
5.1.1.7砼养护
由于此几处抽水困难，砼采用覆盖薄膜并在墩顶上设大型水桶滴水方法养生，养生视气温条件确定，一般7天以上。
气温低于5℃时，覆盖保温，停止洒水。
5.2．盖梁施工工艺
5.2.1满堂支架支模
满堂支架施工用于少数场地平坦、施工便道畅通且墩高小于5米的盖梁处。
可选用碗扣式脚手架搭设，立杆间距1.2m，横杆间距1.2米，杆顶设螺杆式可调上托，方便卸载，其上铺0.10×0.15m枋木，再铺底板。
亦可用普通φ48×3.0钢管搭设，但立杆对接需加双扣件，保证中心受力，其余操作相同。
详见图5-9满堂支架施工方案图。
图5-9满堂支架施工方案图
1．荷载计算
a、钢筋砼：
a＝25.48KN/m3
b、施工荷载标准值：
b＝1.5KN/㎡
C、振捣砼荷载标准值：
5KN/个
d、支架及模板荷载：
d＝0.5KN/㎡
2．立杆的极限荷载取值
查《公路桥涵施工计算手册》表8－34步距为1.2m，Ф48×3㎜的钢管允许荷载26.78KN.
3．盖梁自重计算（以K14+100桥3#墩为例）
1、盖梁体积V=10.14×2.4-2×2.6×1+2×0.5×0.5=19.64m3
Q1＝19.64×25.48KN/m3＝500.43KN
2、施工荷载:
Q2=10.14×2.4×1.5=36.5KN
3、振捣砼荷载：
Q3=5×2=10KN
4、支架及模板荷载：
Q4=10.14×2.4×0.5=12.12KN
整体强度计算按1.2系数计算
Q总＝1.2×（Q1+Q2+Q3+Q4）
=1.2×（500.43+36.5+10+12.12）＝559.05KN
立杆数量N=4*10=40根。
每根立杆承受荷载为G＝559.05/40=13.98KN＜[N]=26.78KN
6、稳定性验算
（1）．地基承载力计算
地基为岩石地基下垫方木条，承载完全达到要求，故地基承载力不必验算。
（2）．梁高方向杆件间距验算
设梁高方向杆件间距
临界应力由平衡方程P=π2EI/L2得
Pcr=σcrA=π2EA/λ2λP=√π2E/σP
A3钢的E=206GPa，比例极限σP=200MPa
λP=√π2×206×109/200×106≈100（有资料可查我国3号钢第一组λ=101）
λP=ul/iu=1故L=λPi
i=√I/A=√[π（D外4-D内）/64]/[π（D外2-D内2）/4]
=√（D内2+D外2）/4
=√（482+422）/4
=15.95mm
所以，L=100×15.96=1596mm=1.6m
故取沿梁高方向支架间距为1.6m，实际取1.2米。
Pcr为杆件的最大受力σcr为A3钢的临界应力
A为钢管有效截面积λP为受力的长细比
L为钢管支架沿梁高方向间距
木条强度检算
1、砼重量：
q1=1.2×1.2×2×25.48=36.69KN
2、模板、支架自重
q2=1.2×1.2×0.5=0.72KN
3、施工时人员、机具重量。
按每平方1.5KN计算：
q3=1.2×1.2×1.5=2.16KN
⑤、振捣器产生的振动力。
本次施工时采用HZ6X-50型插入式振动器，设置2台，每台振动力为5KN，施工时振动力q4=10KN
主梁上总重力简化为均布荷载
Q=（q2+q3+q4+q5+q6）/L
=（36.69+0.72+2.16+10）/1.2
=41.31KN/m
3、木条内力计算
考虑安全系数1.3，Q总=1.3×41.31=53.7KN/m。
按间距10cm×10cm计算Q=53.7×0.1=5.37KN进行验算：
正应力计算：
弯矩:
Mmax=1/8QL2=1/8×5.37×1.2×1.2=0.97KN.M
抗弯强度：
s=M/W==0.97×106/10×15×15/6×103=2.57Mpa<[s]=10Mpa故强度满足要求。
剪力计算
Q剪=Q×L/2=5.37×1.2/2=3.22 Mpa
τ=3Q剪/2A=3×5.37×103/2×10×15×102=0.54Mpa＜[τ]=2Mpa满足要求。
挠度计算（跨径1.2m）E=0.1×105Mpa,I=bh3/12
F=5qL4/（384EI）=5×5.37×12004/（384×0.1×105×2.8×107）
=0.52mm<1.2/400=3mm满足要求
5.2.2高于5m墩盖梁采用抱箍法
1、抱箍采用2cm厚50cm宽的高强钢板加工而成，直径为200cm、220cm两种。
抱箍每边装有10个M20螺杆将其锁紧，钢板与墩柱间夹3mm橡胶块，抱箍外的牛腿宽32cm，并每边设加强牛腿2个。
详见下图
2、在墩柱上箍抱箍两个，抱箍下安装4根φ32的防滑钢棒，内插50cm，外露10cm。
在抱箍外侧的牛腿上每边安装1根I32b工字钢作为主梁，两边主梁用6根M32拉杆对拉形成整体。
主梁上铺设20b槽钢和20cm×10cm方木条。
下面每边设斜撑，斜撑由2根I20b工字钢支撑。
斜撑中间再撑2根I20b工字钢支撑，加强稳定性。
模板采用2cm木模，模板下用10cm×10cm方木条加强。
详见下图
受力检算
结构计算：
总长L=10.14m.
1、砼重量：
q1=（10.14×2.4×2-2×2.6×2.4×1）×25.48=922.12KN
2、模板、支架自重
①、盖梁两侧各设置二根I32b工字钢作为施工主梁，长11米
q2=57.7×9.8×11×2/1000=12.44KN
②、主梁上铺设[20b双槽钢，每根长3.4米，共16根。
q3=16×3.1×3.4×9.8/1000=1.65KN
③、工字钢上铺设木模板，每平方按0.4KN计算，
q4=（10.14×2.4+10.14×2×2+2.4×2×2-1.1×1.1×3.14）×0.4=28.28KN
④、施工时人员、机具重量。
按每平方1.5KN计算：
q5=（10.14×2.4-1.1×1.1×3.14）×1.5=30.8KN
⑤、振捣器产生的振动力。
本次施工时采用HZ6X-50型插入式振动器，设置2台，每台振动力为5KN，施工时振动力q6=2×5=10KN
主梁上总重力简化为均布荷载
Q=（q1+q2+q3+q4+q5+q6）/L
=（922.12+12.44+28.28+30.8+1.65+10）/10.14
=99.14KN/m
3、主梁内力计算
盖梁施工时采用2根主梁，考虑安全系数1.3，则每根主梁力值计算时的均布荷载为q=1.3×99.14/2=64.44KN/m。
按均布荷载取2.86m段进行验算：
抗弯强度：
弯矩:
Mmax=1/8Ql2=1/8×64.44×2.86×2.86=65.89KN.M
抗弯强度：
s=M/W=65.89×106/0.73×106
=90.26Mpa<[s]=170Mpa
故，抗弯强度满足要求。
挠度计算（跨径2.86m）
F=5qL4/（384EI）=5×90.26×28604/（384×2.1×105×1.16×108）
=3.23mm<2.86/400=7.15mm
3、支撑验算
两边用20b槽钢4根长5.06m支撑，现对20b槽钢进行计算。
经查20b槽钢截面最小回转半径r=7.64cm=0.0764m。
杆件的长细比λ=l/r=5.06/0.0764=66.23
经《路桥施工计算手册》查得ψ=0.773
查得型钢的截面面积A=32.8cm2=0.0032㎡两个槽钢支撑两点，那么A=0.0032×2=0.0064㎡
σa=P/A=sin45°×64.44×5.07/0.0064=36096.8Kpa=36.1Mpa﹤[s]=215MPa,满足要求。
4、抱箍验算
1、每个盖梁设2个抱箍体支撑上部荷载，由上面的计算可知
支座反力Ra=Rb=ql/2=64.44×10.14/2=326.71KN（抱箍需产生的摩擦力）
中间由墩柱承载部分力假设也由2个抱箍承载
需承载竖向压力N=326.71KN
抱箍由M20高强螺栓抗剪力产生，查《路桥施工计算手册》M20允许承载力
[N]=Pμn/k=155×0.3×2/1.7=54.71KN
P—高强螺栓预拉力取155KN
μ—摩擦系数取0.3
n—传力接触面数目取2
k—安全系数取1.7
数目计算m=N/[N]=326.71/54.71≈6取10个满足要求
（2）轴向受力计算
砼与钢抱箍间设1层橡胶μ取0.3
抱箍产生的压力P0=N’=N/0.3=326.71/0.3=1089KN
抱箍压力由螺栓产生，至每条
N1=N’/10=108.9KN﹤[S]=155KN满足要求
σ=N”/A=N’（1-0.4m1/m）/A
N’—轴心力
m1—所有螺栓的个数20个
A—螺栓截面积A=3.14㎝2
σ=N”/A=N’（1-0.4M/m）/A
=1089×（1-0.4×20/10）/20×3.14×10-4
=34.7MPa﹤[σ]=140Mpa满足要求
（3）求螺栓需要的力矩M
由螺栓产生反力矩M1=μN1L1
μ—钢与钢摩擦系数取0.15
L1—螺杆力臂取0.015
M1=0.15×108.9×0.015=0.245KN·m
M2为螺栓爬升角产生的反力矩，爬升角为10°
M2=μ×N’cos10°×0.011+N’sin10°×0.011（力臂取0.011）
=0.15×108.9cos10°×0.011+108.9sin10°×0.011
=0.385KN·m
M=M1+M2=0.245+0.385=0.63KN·m=63kg·m
所以选用M大于63kg·m的M20螺栓。
第六章质量控制体系与措施
6.1.墩身线型控制
6.1.1.高墩轴线定位测量
根据该桥位的复杂地形，首先使用全站仪在桥位内或就近布置平面控制网，并定期进行复测，复测结果上报监理工程师审批。
为了保证施工的连续性，确保高墩施工的轴线及垂直度和外观线形，在墩身施工轴线控制测量中，采用高精度全站仪和GPS配合使用相互校核和施工过程中三阶段控制的方案。
墩身底部实体段施工完成后，放样四个角点，做为永久性控制点，同时在实体段顶部放出空心墩纵横向轴线。
墩身施工的过程中，用全站仪进行对点测量,全站仪对墩身轴线进行控制测量和墩身棱角边线进行监控测量。
同时利用5Kg线坠或垂准仪引至施工平面进行控制其平面结构尺寸。
当日气温高于28℃时，墩身中心点的测设必须在早上八时之前完成，以避免温差和水蒸气的影响。
在每节模板安
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