某项目预制场建设施工技术方案.docx
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某项目预制场建设施工技术方案
某项目预制场建设施工技术方案
一、编制依据
1.1、某项目高速公路怀集至三水段第八合同段合同文件/设计图纸;
1.2、《公路桥涵设计手册基本资料》(人民交通出版社—1997年版);
1.3、《路桥施工计算手册》(人民交通出版社—2001版);
1.4、《钢结构设计规范》(人民交通出版社—1988版)。
1.5、《公路桥涵施工技术规范》(人民交通出版社—JTJ041-2000)
二、工程概况
某高速公路怀集至三水段第八合同段预制一到九合同段各类小箱梁/空心板3424片。
具体为:
10m先张法预应力空心板844片;13m先张法预应力空心板768片;16m先张法预应力空心板120片;20m先张法预应力空心板1368片;25m后张法预应力小箱梁312片;31m后张法预应力小箱梁12片。
三、预制场建设总体方案
3.1、预制场工期
预制场场地建设工期拟为----。
梁板预制计划为---------合计------个月完成。
3.2、预制场预制能力
根据预制梁板数量、工期及其它因素,综合考虑预制场梁板的生产能力为16片/天。
具体为:
10m空心板4片/天;13m空心板4片/天;16m/20空心板6片/天;25m/31小箱梁2片/天。
3.3、预制场存梁能力
预制场存梁区1主要堆放16m-31m梁板,可堆放380片梁。
预制场存梁区2/3区主要存放10m-13m空心板,可堆放1200片。
3.4、预制场总体布置
3.4.1、预制场选址
预制场设置在K32+400路线左侧山头(-),总面积约40000平方米。
3.4.2、预制场建设规模
1)预制场面积
设计预制场总长300m,宽100m。
2)预制场布置
A、横向布置
辅区I→便道→主区→便道→辅区II,合计宽100m。
B、纵向布置
主区:
主区位于预制场中部,宽35m,依次为:
搅拌区→预制区→堆梁区。
其中预制区台座布设:
10m空心板台座20个,13m空心板台座20个;16m/20m空心板36个(台座公用,按照20m空心板计,6槽*6);25m/31m小箱梁台座10个。
辅区I:
辅区I宽22.5m,依次为:
砂料区→石料区→木工/钢筋加工棚→备用堆梁区1。
辅区II:
辅区II宽22.5m,依次为:
值班室/仓库→配电房/水池→劳务工生活区→钢筋/木工加工棚→备用堆梁区2。
具体见附件-图纸。
3.5、预制梁板台座
3.5.1、先张法预制台座
先张法预应力台座采用墩式台座,台座长度130m,总布置10m-20m空心板台座76个。
台座张/拉端构成包括:
传力墩牛腿、台座板、台面和钢横梁等构成,利用传力墩与台座板、台面共同受力。
张拉台座保证有足够的强度和刚度,计算抗倾覆系数≥1.5,抗滑系数≥1.3;张拉支撑钢横梁保证有足够的刚度,受力后挠度≤2mm。
台座内排水系统:
台座两侧纵向设置1%坡度,横向每隔10m设置PVC排水孔道。
具体见附件-计算书及图纸。
3.5.2、后张法预制台座
后张法预应力台座采用明式台座,台座长度25m/31m,总布置25m-31m小箱梁台座20个。
其构成包括:
张拉端扩大基础及台面构成,利用小箱梁梁体自身及扩大基础承受张拉力。
排水系统:
台座两侧纵向设置1%坡度,横向每隔10m设置PVC排水孔道。
四、施工组织
4.1、主要机械/仪器设备
序号
设备人称
规格型号
单位
数量
备注
1
挖掘机
1m3
台
3
2
自卸汽车
16-20m3
辆
10
3
推土机
120KW
台
1
4
压路机
18t
台
1
5
平地机
135KW
台
1
6
搅拌站
2×HZS35
座
1
60m3/h
7
装载机
ZL50
台
1
8
混凝土运输车
6m3
台
2
9
汽车吊
25t
台
2
10
龙门吊
40t
台
2
11
小龙门吊
5t
台
2
12
发电机组
120kw
台
1
备用
13
电焊机
台
6
14
弯筋机
台
2
15
切割机
台
2
16
全站仪
GPS
台
1
17
水准仪
DS2-2
台
1
18
压力试验机
NYL-2000
台
1
19
万能材料试验机
WE-100
台
1
20
砂筛
标准
套
2
21
石筛
标准
套
3
22
塌落度筒
标准
套
2
23
混凝土试模
15*15*15cm
组
20
24
灌砂筒
标准
套
1
4.2、主要施工用料
序号
细目名称
单位
数量
备注
一
钢筋用量合计
kg
38272
1
直径25mm钢筋(螺纹)
kg
19000
张拉端/台座板
2
直径20mm钢筋(圆钢)
kg
2071
支撑侧模板间距1m,长40cm
3
直径16mm钢筋(螺纹)
kg
6205
张拉端/台座板等
4
直径12mm钢筋(螺纹)
kg
2796
台座板等
5
直径10mm钢筋(圆钢)
kg
6913
台座箍筋/门吊轨道
6
直径8mm钢筋(圆钢)
kg
1287
箍筋
二
混凝土用量合计
m3
1122
7
C30混凝土
m3
1066
牛腿/张拉端/台座板/轨道/底模
8
C20混凝土
m3
56
堆梁区0.2*0.3*2(1.5)m
三
型钢用量
9
1cm厚钢板
kg
522
张拉端钢横梁垫板
10
5mm厚钢板
kg
86000
台座底板
11
38#钢轨
m
764
大龙门吊轨道/天车轨道
12
24#钢轨
m
520
小龙门吊轨道
13
I56a工字钢
kg
14028
张拉钢横梁132m
14
I10工字钢
kg
2925
混凝土运输通道260m
四
其他材料
15
粗砂
m3
468
平整后预制场调平厚10cm
16
碎石
m3
75
大龙门轨道
19
枕木
m3
12
龙门吊:
0.2*0.2*4m,74条296m
20
D1.5m圆木桩
m
912
张拉台座底部
21
红砖
个
10000
水池/料场分隔带等
22
直径10cmPVC水管
m
360
4.3、主要人员配备
工种类型
人数
工种类型
人数
技术人员
2
测量人员
3
施工人员
4
安全人员
2
机械人员
18
钢筋工
24
模板工
10
混凝土工
24
搅拌站/门吊安装工
20
劳务人员
40
五、施工方法
5.1、施工顺序
开挖山体→测量放样(搅拌站部分)→建设搅拌站→料场/工棚/水池建设→平整压实预制区/存梁区→测量放样→预制场调平压实→开挖张拉端/排水管/大龙门吊基槽→张拉端台座底部施打圆木桩→预埋排水管道→钢筋制安(含预埋件)→模板制安→浇筑预制区混凝土→浇筑大龙门吊基础混凝土→安装门吊钢轨→安装小龙门吊→安装大龙门吊→预制安装存梁区混凝土枕梁→完善排水系统→完善安全防护系统。
5.2、场地开挖
山体开挖最大高度15m,土体较为密实。
分级四级开挖(每级开挖高度约4m),开挖的山土主要用于填筑路线的施工便道/鱼塘围堰/钻孔平台等,其他山土外运。
5.3、测量放样
测量放样的内容包括:
山体开挖的各级标高/边线范围等;预制场长度/宽度/地面标高;预制场基础开挖部分的尺寸/标高;预制场混凝土的尺寸/标高;模板安装线;龙门吊轨道中心线位置/标高;排水系统位置等。
5.4、搅拌站建设
建设1座60m3/h的搅拌站,搅拌站基础采用C30混凝土,厚度40cm。
搅拌站建设包括:
2座拌和搂/2座配料机/4个80t的水泥罐/2个控制台/配套机电设备。
5.5、料场/工棚/水池建设
1)料场
料场建设包括:
1个砂料场(750平方米)、2个石料场(1200平方米)。
料场采用C30混凝土硬底化,料场之间采用高2.2m的红砖围砌隔开,标示醒目清晰。
2)工棚
工棚建设包括:
值班房及仓库(600平方米)、劳务工住房(1320平方米)、钢筋/木工加工棚(2个1540平方米)、配电房(40平方米)。
工棚基础采用C30混凝土硬底化,配电房采用砖墙、木、瓦结构,其他采用竹、木、石棉瓦结构,工棚周围做好排水系统。
3)水池
采用打2口深水井,建设3个水池(砖砌),其中1个水池为过滤所用,水质送检合格,满足生产及生活所用。
5.6、平整预制场地
开挖后的预制场地需平整压实,场地承载力不小于250KPa,用粗砂调平至设计标高,再碾压密实。
5.7、场地基槽开挖
场地基槽开挖采用机械开挖与人工修整相结合,主要包括:
开挖张拉端基础、排水管道基础、大龙门吊基础。
张拉端基础修整后开始按照设计施打圆木桩,排水管道基础修整后预埋PVC排水管道。
5.8、钢筋制安
钢筋统一在钢筋加工棚制作,人工搬运至现场并绑扎焊接成形。
5.9、模板制安
模板采用定型钢模板,安装前在模板内侧涂脱模剂,模板横向/纵向用槽钢加固,并设置对拉螺栓固定模板,以防模板倾斜。
5.10、混凝土浇筑及养生
采用就地浇注混凝土的常规方法施工。
混凝土配合比事先由试验室确定。
混凝土集中搅拌,混凝土运输车运送,配溜槽入模浇注。
混凝土采用人工浇水养生。
5.11、龙门吊安装
1)龙门吊轨道安装
大龙门吊轨道采用38#钢轨,直通预制/存梁区,小龙门吊采用24#钢轨,直通预制区。
门吊钢轨与基础混凝土预埋件扣结固定。
2)龙门吊安装
2台40t龙门吊直通预制区/存梁区,2台5t小龙门吊直通预制区。
龙门吊采用2台25t汽车吊配合安装,并采用地锚与风缆钢丝绳辅助安装。
5.12、存梁区枕梁施工
存梁区支承面枕梁采用钢筋混凝土,尺寸为25cm(宽)×50cm(高)×200cm(长),多层(≤3层)梁板中间置20cm×20cm的枕木作垫块。
5.13、台座底模板
台座采用C30混凝土台座,上铺5mm厚钢板,用锚钉焊牢,再经打磨光滑而成,用吹风机或高压水枪冲洗台座(底钢模)上的灰尘,清理干净杂物。
六、质量控制要求
6.1、钢筋安装实测项目
项次
检查项目
规定值或
允许偏差
检查方法和频率
权值
1△
受力钢筋间距(mm)
两排以上排距
±5
尺量:
每构件检查2个断面
3
同排
梁、板、拱肋
±10
基础、锚碇、墩台、柱
±20
灌注柱
±20
2
箍筋、横向水平钢筋、螺旋筋间距(mm)
±10
尺量:
每构件检查5~10个间距
2
3
钢筋骨架尺寸(mm)
长
±10
尺量:
按骨架总数30%抽查
1
宽、高或直径
±5
4
弯起钢筋位置(mm)
±20
尺量:
按骨架总数30%
2
5△
保护层厚度(mm)
柱、梁、拱肋
±5
尺量:
每构件沿模板周边检查8处
3
基础、锚碇、墩台
±10
板
±3
注:
1、小型构件的钢筋安装按总数抽查30%。
2、在海水或腐蚀环境中,保持层厚度不应出现负值。
6.2、钢筋网实测项目
项次
检查项目
规定值或
允许偏差
检查方法和频率
权值
1
网的长、宽(mm)
±10
尺量:
全部
1
2
网眼尺寸(mm)
±10
尺量:
抽查3个网眼
1
3
对角线差(mm)
15
尺量:
抽查3个网眼对角线
1
七、主要安全防护
7.1、张拉/固定端防护
距离张拉/固定端2m处设置安全防护C30混凝土挡块,目的是防止夹片或螺栓飞出伤人。
其中10/13m空心板区域挡块:
长12.3m×宽0.3m×高0.4m(以高出张拉线0.1m为准);16/20m空心板区域挡块:
长15.6m×宽0.3m×高0.4m(以高出张拉线0.1m为准)。
7.2、张拉钢绞线时防护
张拉钢绞线时段D+安装钢筋时段(8h),纵向台座每隔10m设置一道φ25钢筋横向压杆,与预埋2φ20钢筋固定,目的是防止钢绞线断丝后上抛飞溅伤人。
7.3、安全文明生产标牌
在安全防护混凝土挡块上设置醒目的安全文明生产标牌。
八、附件
8.1先张法墩式台座计算书
8.2预制场平面布置总图
8.3预制场预制区布置图
8.410米/13米先张法空心板张拉端台座施工图
8.516米/20米先张法空心板张拉台座施工图
8.610米/13米张拉台座牛腿配筋图
8.710米/13米张拉台座牛腿配筋大样图
8.816米/20米板张拉台座牛腿配筋图
8.916米/20米板张拉台座牛腿配筋大样图
8.10张拉台座板配筋图
8.11龙门吊基础及砼运输通道施工图
8.12预制场龙门吊立面图
8.13张拉钢横梁局部加强图
8.1先张法墩式台座计算书
先张法预应力空心板墩式台座设计计算书
设计与计算:
刘清高复核:
伍怀中
一、编制说明
广贺高速公路三水至四会段第八合同段有先张法预制预应力10m空心板844片,13m空心板768片,16m空心板120片,20m空心板1368片,合计3100片。
设计考虑采用墩式台座进行预制。
二、设计原理
先张法预应力墩式台座包括传力墩牛腿/台座板/台面板/钢横梁,利用传力墩与台座板/台面板/土体共同受力。
三、设计依据
1、《建筑结构静力计算手册》(第二版—1999年版)。
2、《公路桥涵设计手册基本资料》(人民交通出版社—1997年版)。
3、《钢结构设计规范》(人民交通出版社—1988版)。
4、《路桥施工计算手册》(人民交通出版社—2001版)。
5、广贺高速公路怀集至三水段第八合同段有关设计图纸。
四、设计参数
1、台座
抗倾覆系数≥1.5,抗滑系数≥1.3。
2、钢横梁(锰钢)
安全系数1.2,变形挠度≤L/400且≤0.002m。
[σ]=315MPa,[τ]=185MPa,E=2.1×1011N/m。
3、钢绞线
10m/13m空心板:
钢绞线φs12.7,截面积S=98.7mm2,标准强度f=1860MPa,控制张拉应力为0.72f。
16m/20m空心板:
钢绞线φs15.2,截面积S=139mm2,标准强度f=1860MPa,控制张拉应力为0.72f。
4、钢筋
主筋:
II级,fy=310MPa。
箍筋:
I级,fy=210MPa。
5、混凝土
(1)设计强度
C30,fcm=16.5MPa。
(2)抗滑移抵抗力
序号
砼台座厚度
(mm)
砼抵抗力(KN/m)
C10
C15
C20
C25
C30
1
60
150
200
250
300
350
2
80
200
250
300
350
400
3
100
250
300
350
400
450
4
120
300
350
400
450
500
5
140
350
400
450
500
550
6
160
400
450
500
550
600
7
180
450
500
550
600
650
五、计算流程
台座张拉力计算→台座抗倾覆力计算→台座抗滑移计算→台座牛腿配筋计算→台座板配筋计算→台座面板水平承载力计算→张拉钢横梁计算。
六、台座张拉力计算
1、10m空心板控制最大张拉力
(1)中板
预应力钢绞线φs12.7共12根,公称面积98.7mm2。
P=0.72×f×n×S
=0.72×1860×106×12×98.7×10-6
=1586148N,取P=1600KN。
(2)边板
预应力钢绞线φs12.7共13根,公称面积98.7mm2。
P=0.72×f×n×S
=0.72×1860×106×13×98.7×10-6
=1718328N,取P=1800KN。
2、13m空心板控制最大张拉力
(1)中板
预应力钢绞线φs12.7共14根,公称面积98.7mm2。
P=0.72×f×n×S
=0.72×1860×106×14×98.7×10-6
=1850507N,取P=1900KN。
(2)边板
预应力钢绞线φs12.7共15根,公称面积98.7mm2。
P=0.72×f×n×S
=0.72×1860×106×15×98.7×10-6
=1982686N,取P=2000KN。
3、16m空心板控制最大张拉力
(1)中板
预应力钢绞线φs15.2,共13根,公称面积139mm2。
P=0.72×f×n×S
=0.72×1860×106×13×139×10-6
=2419934N,取P=2500KN。
(2)边板
预应力钢绞线φs15.2,共15根,公称面积139mm2。
P=0.72×f×n×S
=0.72×1860×106×15×139×10-6
=2792232N,取P=2800KN。
4、20m空心板控制最大张拉力
(1)中板
预应力钢绞线φs15.2,共17根,公称面积139mm2。
P=0.72×f×n×S
=0.72×1860×106×17×139×10-6
=3164530N,取P=3200KN。
(2)边板
预应力钢绞线φs15.2,共21根,公称面积139mm2。
P=0.72×f×n×S
=0.72×1860×106×21×139×10-6
=3909125N,取P=4000KN。
5、台座设计张拉力计算
综上所述,墩式台座主要考虑20m预应力空心板中板及边板的最大张拉力,张拉由两个台座承担。
(1)20m空心板中板单个台座设计力
N=P/2
=3200/2=1600KN
(2)20m空心板边板单个台座设计力
N=P/2
=4000/2=2000KN
七、台座抗倾覆力计算
1、20m空心板边板
(1)计算简图
图中单位以厘米计。
(2)混凝土自重计算
埋深底座自重:
埋深底座高度2.5m,长度1.6m,宽度3.1m。
G1=25×1.6×2.5×3.1=310KN
牛腿自重(不计加强角部分):
高度0.5m,长度0.8m,宽度0.8m。
G2=25×0.8×0.5×0.8=8KN
台座面板自重:
高度0.4m,长度8m,宽度3.1m。
G3=25×3.1×0.4×8=248KN
合计G=566KN
(3)平衡力矩计算
以O点为支撑点,则平衡力矩为:
M=G1L1+G2L2+G3L3
=310×8.8+8×8.4+248×4
=3787KNm
(4)倾覆力矩计算
Mk=NL=2000×0.25=500KNm
(5)安全计算
K=M/Mk=3787/500=7.57>1.5,满足条件。
2、20m空心板中板
(1)计算简图
图中单位以厘米计。
(2)混凝土自重计算
埋深底座自重:
埋深底座高度2.5m,长度1.6m,宽度2.6m。
G1=25×1.6×2.5×2.6=260KN
牛腿自重(不计加强角部分):
高度0.5m,长度0.8m,宽度0.6m。
G2=25×0.6×0.5×0.8=6KN
台座面板自重:
高度0.4m,长度8m,宽度2.6m。
G3=25×2.6×0.4×8=208KN
合计G=474KN
(3)平衡力矩计算
以O点为支撑点,则平衡力矩为:
M=G1L1+G2L2+G3L3
=260×8.8+6×8.4+208×4
=3170KNm
(4)倾覆力矩计算
Mk=NL=1600×0.25=400KNm
(5)安全计算
K=M/Mk=3499/400=7.93>1.5,满足条件。
八、台座抗滑移计算
1、20m空心板边板
(1)计算简图
图中单位以厘米计。
(2)台座后面最大土压力计算
开山土力学性能:
r=18KN/m3,内摩擦角φ=300,与混凝土摩擦系数u=0.3。
H=2.5m,h=0.4m,B=3.1m。
P2=rHtg2(450+φ/2)-rHtg2(450-φ/2)
=18×2.5×tg2(450+300/2)-18×2.5×tg2(450-300/2)
=120KN
(3)台座板后面最大土压力计算
P1=hP2/H
=0.4×120/2.5=19.2KN
(4)台座底部和台座上面土压力合力计算
P=(P1+P2)(H-h)B/2
=(19.2+120)×(2.5-0.4)×3.1/2
=453KN
(5)混凝土台座与土体摩擦力计算
F=uG
=0.3×566
=170KN
(6)台座面板的抵抗力计算
C30混凝土,厚18cm,抵抗力为650KN/m,则:
N1=650×3.1=2015KN
(7)台座抗滑移力计算
N总=N1+F+P=2015+170+453
=2638KN
(8)安全计算
K=N总/N=2638/2000=1.32>1.3,满足条件。
2、20m空心板中板
(1)计算简图
图中单位以厘米计。
(2)台座后面最大土压力计算
开山土力学性能:
r=18KN/m3,内摩擦角φ=300,与混凝土摩擦系数u=0.3。
H=2.5m,h=0.4m,B=2.6m。
P2=rHtg2(450+φ/2)-rHtg2(450-φ/2)
=18×2.5×tg2(450+300/2)-18×2.5×tg2(450-300/2)
=120KN
(3)台座地板后面最大土压力计算
P1=hP2/H
=0.4×120/2.5=19.2KN
(4)台座底部和台座上面土压力合力计算
P=(P1+P2)(H-h)B/2
=(19.2+120)×(2.5-0.4)×2.6/2
=380KN
(5)混凝土台座与土体摩擦力计算
F=uG
=0.3×474
=142KN
(6)台座面板的抵抗力计算
C30混凝土,厚18cm,抵抗力为650KN/m,则:
N1=650×2.6=1690KN
(7)台座抗滑移力计算
N总=N1+F+P=1690+142+380
=2212KN
(8)安全系数计算
K=N总/N=2212/1600=1.38>1.3,满足条件。
九、台座牛腿配筋计算
单个台座牛腿以20m空心板边板受力最大,故对此进行计算。
1、计算简图
图中单位以厘米计。
2、混凝土强度选择
压力N=2000KN,受力面积A=0.5×0.8=0.4m2。
P=N/A=2000/0.4=5000KPa=5MPa
选择C30足够满足条件。
3、纵向受拉配筋计算
采用II级钢筋。
h=2500mm,h1=300mm,混凝土保护层厚度d=40mm,b=800mm,N=2000KN。
h0=h-d=2500-40=2460mm。
配筋面积为:
A=Nh1/(0.85fyh0)=2000×103×300/(0.85×310×2460)
=926mm2
配筋率:
a=A/(bh0)=926/(800×2460)=0.0005<0.002,取a=0.0
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