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闽江特大桥位于福州市闽侯县竹岐乡和荆溪镇之间的闽江上,上跨闽江航道和在建闽侯江滨路,是本合同段的控制性工程。
中心桩号K1+912.5,本桥起点接白龙互通C1、D3匝道桥,桩号为K1+135,终点接荆溪互通主线1号桥,桩号为K2+690,全桥长1555m。
由引桥和主桥两部分构成,引桥为13×
35mPC连续T梁+13×
40mPC连续T梁,主桥为70m+4×
110m+70m变截面连续刚构箱梁。
下部结构主桥采用箱墩,钻孔灌注桩基础;
主桥27号和31号墩处设GPZ盆式支座,为临时固结墩,28号~30号主墩与主梁固结刚构;
引桥采用柱式墩,钻孔群桩或单排桩基础。
2.2、气象与水文条件
该地区属亚热带海洋性季风气候影响,全年冬短夏长,四季温暖湿润,雨量充沛,光热丰富,年平均最高气温为16~20℃,最冷月1~2月,平均气温为6~10℃,最热月7~8月,平均气温为24~29℃,多年平均气温19.3℃,历年极端最高气温41.3℃,历年最低气温1.7℃,年平均雾日为22.4天,最高达68天,年平均相对湿度77%。
沿线阵雨量较多,年最大降雨量2074.6mm,每年5~6月为雨季,雨日164~177天,3~4月为春雨季,雨量约占全年23~24%,5~6月为梅雨季、月最高雨日18天,月最大降雨量613.1mm,日最大阵雨量170.9mm,多年平均雨量1359.6mm。
桥址区近2年水文情况如下表(由竹岐水文站提供)。
2007
月份
1月
2月
3月
4月
5月
6月
7月
8月
9月
10月
11月
12月
最高水位
5.05
5.41
5.54
6.01
5.39
7.87
5.57
6.55
5.85
4.92
5.49
最低水位
/
2008
4.94
5.25
5.31
5.73
5.75
7.05
6.4
5.84
5.74
5.27
5.71
5.07
2.01
1.92
2.09
1.84
2.24
2.02
2.03
2.08
2.1
2.05
1.94
沿线主导风为静风(C),其频率20.2%,次主导风为东南风,频率14.5%,历年地面平均风速2.7m/s,台风的影响发生在5月中旬至11月中旬,7月中旬至9月下旬为盛行期,占全年出现次数的80%,受台风影响平均风速和极大风速达12级,持续时间分别为5小时23分和15小时30分,风向NE。
2.3、工程地质情况
桥址区属于福州盆地西缘丘陵坡地冲海积平原地貌,地貌为闽江一级阶地、河谷河漫滩及残丘坡地。
桥址区地表上覆第四系全新通长乐组冲海积层,下部为第四系残坡积层,下伏侏罗系上统南园组凝灰熔岩、燕山早期侵入花岗闪长岩及其风化层。
桥址区场地土类型为中软土,场地类别为Ⅱ~Ⅲ类,滑坡、崩塌、泥石流等不良地质作用,断裂构造不发育,区域地质相对稳定。
桥址区地质自上而下基本为:
中砂2-221,中砂2-222,卵石2-312。
2.4、主桥墩身概况
图一闽江特大桥主桥立图图
闽江特大桥26#~32#墩为主桥,其中左右幅26#、32#共4个墩为交界墩,墩身为实心,截面尺寸为2.0m×
9.3m,四角为30cm×
30cm倒角;
左右幅27#、28#、29#、30#和31#共10个墩为主墩,墩身为空心薄壁墩,壁厚为90cm,截面尺寸为3.6m×
8.5m,外部四角为40cm×
40cm倒角,内部四角为60cm×
60cm倒角。
具体墩位的详细结构尺寸和工程数量见下表:
闽江特大桥主桥墩身数据统计表
26#
27#
28#
29#
30#
31#
32#
长度(m)
9.3
8.5
宽度(m)
2
3.6
壁厚(m)
0.9
内导角(m)
0.6
外导角(m)
0.3
0.4
墩高(m)
20.47
21.818
21.687
21.854
21.719
23.117
13.584
底实心段高度(m)
底渐变段高度(m)
标准段高度(m)
12.518
13.687
13.854
13.719
12.617
顶渐变段高度(m)
顶实心段高度(m)
2.5
砼标号
C40
C40(2.5mC50)
砼数量(m3)
754.15
509.4
422.6+84.2
425.9+84.2
423.2+84.2
534.9
499.65
钢筋数量(kg)
54395.7
94265.6
120477.7
1211186.2
120633.3
98733.4
36515
3.1、施工方案概述
3.2.1、总体施工思路
根据闽江特大桥主桥墩身结构特点及我公司以往施工经验,拟采用翻模分节段依次进行施工,翻模模板分三节,每节高2.25米,翻模施工以首节2.25m开始,标准节段混凝土浇筑高度为4.5m,顶节浇注高度根据墩身实际高度确定。
根据总体工期要求,按照总体施工进度计划先做左幅后右幅的顺序依次展开施工,计划开工时间为2010年2月20日,计划到2010年6月25日全部完成,总工期125天。
左、右幅26#和32#共4个实心墩投入翻模模板一套(2.25m外模4节,每个墩位左、右幅两个墩身流水施工作业),先施工26#墩,再施工32#墩;
左、右幅27#、28#、29#、30#和31#共10个薄壁空心墩投入翻模模板5套(2.25m内外模各3节,每个墩位先施工左幅,后施工右幅),每个墩位投入1组,27#、31#墩另外投入两节调节模板,高度分别为1.32m和0.37m。
因为墩身高度较低,施工时采用吊车进行模板翻转和钢筋吊装;
待右幅承台施工完毕后,在27#、28#、29#、30#和31#墩左、右幅承台上每个墩位安装1台塔吊(详见塔吊安装专项施工方案)进行垂直运输和模板提升,同时做为后续零号块和悬浇段施工的垂直运输工具。
待墩柱施工第四、五节的时开始在承台上贴墩身设置安全爬梯供施工人员上下,安全爬梯和墩身须刚性连接。
3.2.2、具体墩位施工方法
27#墩墩身施工思路:
由于27#墩承台采用钢板桩围堰施工,承台施工完毕后,将承台模板拆除,边回填边拆除第三层围囹,回填至距承台顶面(-0.5m标高处)30cm处,浇筑一层30cm厚砼封闭成环形成围囹支撑钢板桩。
拆除第二层围囹的主撑,施工第一节墩身,第一节墩身施工完毕后,将第二层围囹主撑支撑在墩身模板上,同时拆除第一层围囹,施工第二节墩身,第二节墩身施工完毕后,安装第三节模板,提升首节模板至第四节墩身同时拆除钢板桩围堰。
28#、29#和30#墩墩身施工思路:
由于该3座主墩承台采用钢套箱施工,承台施工完毕后,将套箱下围囹主撑拆除,已浇筑的承台形成围囹支撑钢套箱,施工前两节墩身,前两节墩身施工完毕后拆除钢套箱上层围囹后提升翻模模板进行三、四节墩身施工,同时拆除钢套箱。
上述墩位墩身详细施工思路是结合主桥承台施工方案进行叙述。
26#、31#和32#墩墩身施工思路:
31#墩筑岛施工后同26#和32#墩一样采用常规方法施工,此处不在赘述。
3.2、施工准备
3.2.1、工程施工前,工程部,测量组和现场技术员进行图纸的审核,确认图纸无误后,由测量组依据设计图纸用全站仪进行测量放样,在承台上面定出墩身角点实际位置,测量标高,标出墩身轮廓线;
对图纸审核及现场放样时,如发现问题及时提交监理、设计进行调整,确保工程顺利开展。
3.2.2、模板进场后,为了保证墩身混凝土的外观质量,首先要进行模板预拼装,检查模板各部分的尺寸、模板接缝及平整度,为墩身施工奠定基础。
3.2.3、高墩在承台顶面用全站仪放出墩身边线,并放出墩身纵横方向的护桩,以便在以后的墩身施工中校模时使用
3.2.4、从闽江两岸所设的变压器中分别接线到每个墩位处,另设有两台200KW的发电机备用。
3.2.5、对进场的钢筋、水泥、砂石料等原材料提前进行检验,检验合格后用于工程施工。
3.2.6、由试验室对墩身施工的C40、C50混凝土进行配合比设计并报监理审批,合格后用于工程施工;
3.2.7、施工前组织进场人员进行安全、技术交底,明确高墩翻模施工存在的安全隐患及施工注意事项,提高人员安全、质量意识。
3.3、施工工艺流程图
3.3.1、交界实心墩施工工艺流程:
施工准备→绑扎第一节钢筋→安装第一节模板→浇筑第一节砼→绑扎第二、三节钢筋→安装第二、三节模板→浇筑第二、三节砼→拆除第一、二节模板,提升至第四、五节安装→浇筑第四、五节砼→绑扎第六、七节钢筋→进入下一循环。
3.3.2、薄壁空心墩施工工艺流程:
施工准备→绑扎第一节钢筋→安装第一节模板→浇筑墩底实心段砼→绑扎第二节钢筋→安装第二节模板→浇筑墩底渐变段砼→绑扎第三、四节钢筋→安装第三节模板→拆除第一节模板,提升至第四节安装→拆除钢套箱或钢围堰(如有)→浇筑第三、四节砼→绑扎第五、六节钢筋→进入下一翻模循环。
3.4、钢筋工程
在承台施工时,先加工好墩身预埋钢筋,预埋钢筋按照长度6m下料,预埋深度分别为2.5m和1.5m,钢筋外露端长度分别为3.5m和4.5m米,钢筋外露端需用胶皮套套住防止生锈。
墩柱施工前先调整墩身预埋在承台中的预埋钢筋,使其直顺,将预埋筋上的水泥浆敲除掉,采用逐根主筋连接的方式与承台顶预埋钢筋连接,再绑扎箍筋。
在预埋墩身钢筋的同时在承台上墩身范围外预埋8根锚固钢筋方便调整墩身模板。
严格按照图纸要求进行施工,确保钢筋间距和连接质量符合设计和规范要求:
钢筋焊接单面焊长度不小10d,双面焊接长度不小于5d;
钢筋焊接要保证在同一轴线上,偏差不得大于0.1d,同时不得大于2mm;
受力钢筋加工长度偏差为±
10mm;
箍筋各部分尺寸偏差为±
5mm;
绑扎成型的钢筋骨架,受力主筋同排间距偏差为±
20mm;
骨架长度为±
10mm,宽度偏差为±
保护层偏差为±
10mm。
墩身竖向Φ32和Φ25主筋连接采用镦粗直螺纹套筒连接,主筋接头错开布置,同一断面的接头不超过该截面钢筋总数的50%,接头断面距离不小于1m。
为保证镦粗钢筋的质量,每加工一根镦粗直螺纹钢筋,用通规和止规检测。
钢筋下料时切口端面应与钢筋轴线垂直,不得有马蹄形或挠曲。
镦粗头不得有与钢筋轴线相垂直的横向表面裂纹。
不合格的镦粗头应切去后重新镦粗,不得对镦粗头进行二次镦粗。
绑扎第一节钢筋时在墩身四周搭设脚手架做钢筋安装的施工平台,用钢管或角钢斜撑固定住钢筋笼,防止钢筋歪斜、倒塌。
绑扎第二节以后钢筋时用钢管支架支撑在模板顶层操作平台上。
通过定位钢管架对钢筋骨架进行定位,保证钢筋骨架垂直度及其间距。
钢筋骨架连接完成后绑扎、焊接水平箍筋。
为保证钢筋保护层厚度及钢筋定位的准确性,钢筋骨架上事先牢固设置垫块,垫块采用同强度等级的砂浆垫块,垫块应错开布置,一般按间距1m布设(每平米4个布置)。
在钢筋的交叉点处应用绑丝按逐点改变绑扎方向(8字形)交错扎结,或按双对角线(十字形)方式扎结。
钢筋检验合格后进行下道工序模板安装。
3.4、模板工程
3.4.1、模板组成
模板工程分外模和内模两部分组成。
外模采用大块定型钢模板,面板采用厚5mm大块钢板,横肋、竖肋加劲骨架采用槽钢焊接而成。
施工平台采用槽钢或角钢焊接而成,宽度为80cm,与模板焊接成整体,既能增加模板刚度又能作为护栏保护施工人员的安全。
模板单节高度为2.25m,每节由四块大面板和四个特制倒角端模组成,拼装时采用高强螺栓拼接。
三节模板循环使用,每次拆除两节模板,留下一节作为连接支撑模板,将拆除的两节模板采用吊车或塔吊提升至连接支撑模板之上拼装。
除首节施工高度为2.25m外,每次施工高度为4.5m。
内模在空心段墩身施工时使用,由于本桥空心薄壁墩空心段高度较小,模板周转次数不多,故内膜采用竹胶板制作,内膜安装时在空心墩内搭设钢管支架做操作平台,内模和外侧模板一一对应安装,内模竹胶板横向钉方木背肋,竖向(与外模竖向槽钢背肋对应的位置)设双钢管作背肋安装对拉螺杆定位器。
调整模板时,保证模板接缝≤2mm及垂直度在0.3%/H且<
20mm,在满足规范要求的同时,用水准仪控制、调整模板顶面标高,确保模板顶面在同一水平面内。
3.4.2、模板安装
模板的固定和调整通过拉杆和两层模板之间的连接螺栓实现。
模板吊装到位后用采用对拉螺杆固定,对拉螺杆用PVC管做套管便于重复利用和结构成品保护,在PVC套管两端安装PVC喇叭口,将喇叭口与内外模顶紧,防止漏浆;
首节模板调整采用在承台上预埋地锚拉缆风绳的方式校正,从第二节开始,采用手拉葫芦拉住下面用于支承模板的肋进行,首节模板定位准确后,每上一节模板均用垂球控制其垂直度,然后再用全站仪与水准仪复核模板的四角坐标及高程;
为便于混凝土浇筑完成后拆除首节外侧模板,在首节模板安装前,用砂浆在模板四周浇筑一个约10cm宽,3~5cm高的平台,水泥砂浆顶面在同一水平面内,以保证模板底部不漏浆,在拆模前,凿除水泥砂浆,使模板有足够的空间自由下落、拆除。
模板安装好后,对模板的位置、倾斜度、顶部标高、钢筋保护层厚度等进行全面检查,经监理工程师认可后,再浇筑混凝土。
3.4.3、预埋件布设
在钢筋施工时,混凝土浇筑前,预埋通气孔、0#块支架预埋钢筋或钢板等预埋件。
预埋件安装时,均设置安装定位框,与墩身钢筋位置起冲突时,适当调整墩身钢筋,以保证预埋构件的准确位置。
3.5、混凝土工程
3.5.1、混凝土的运输
混凝土的水平运输采用罐车,垂直运输采用输送泵或吊车吊灰斗入模。
在墩身四个角及大面中间安置串筒,共6道,混凝土通过串桶进入模板。
因每次浇注4.5m高的混凝土,为防止混凝土离析,混凝土自由倾落高度不宜超过2m。
3.5.2、混凝土的浇注
浇注混凝土前,先将墩身内杂物清理干净。
混凝土分层浇注,根据试验墩经验控制砼浇筑分层厚度,在30cm左右,每放一层料时先将料扒平再开始振倒,混凝土的振捣采用插入式振动器,振动器的移动距离在30-35cm范围内,与侧模保持5-10cm的距离;
振捣顺序为:
先振捣倒角处,再从两边向中间振捣,振捣时间控制在20s左右,以混凝土不再下沉、不再冒气泡、表面泛浆为准,在混凝土的振捣过程中有现场技术人员严格控制。
为保证混凝土的外观质量,在混凝土的浇注过程中进行混凝土的质量控制,保证混凝土具有良好的和易性、流动性,并控制混凝土的坍落度基本相同,以保证混凝土表面颜色一致;
混凝土浇注过程中有专人看护模板,防止跑模影响混凝土质量。
3.5.3、混凝土顶面高度的控制
因墩身混凝土分节浇注,控制好每次浇筑的混凝土顶面高度可以保证相邻两段墩身接缝良好,从而保证混凝土的外观美观。
当混凝土浇注到顶层时,使混凝土面稍高于模板顶,以便凿毛时方便清洗处理;
浇注完毕后派专人将模板四周附近的混凝土抹平,保证混凝土面与模板顶面平齐,以保证上下两节段为一条平齐的接缝。
3.5.4、凿毛
为了保证上下两节段混凝土的良好的结合,待混凝土强度达到2.5Mpa后进行人工凿毛,凿毛标准为:
首先必须将混凝土表面的浮浆凿掉,露出石子,凿深1cm~2cm,凿完后用风枪先吹掉混凝土残渣,再用高压水冲洗干净。
保证凿毛的混凝土面清洁。
3.5.5、模板拆卸和翻模
凿毛完毕后,即可进行下一循环的钢筋绑扎。
钢筋绑扎过程中,待浇注完混凝土达到拆模强度时后,可拆除底下两层模板。
底下两层模板采用人工配合手拉葫芦拆除,上层一节模板不动,作为下一节墩柱模板的持力点,手拉葫芦挂在上面。
拆除的模板用钢丝绳或手拉葫芦直接吊在上层模板上,清除掉板面上的混凝土、涂刷脱模剂。
当钢筋绑扎完毕后,用塔吊将模板安放到位,进入下道工序。
至此,翻模施工完成一个循环。
3.5.6、墩身养护
混凝土浇完后,立即对墩身覆盖进行养护;
拆模后应立即用塑料薄膜包裹,进行湿润养护,同时可避免上一节段墩身混凝土浇筑时污染已浇筑的下部墩身。
四、质量标准和检测方法
4.1、混凝土所用的水泥、砂、石、水、外掺剂及混合材料的质量和规格,必须符合有关技术规范的要求,按规定配合比施工。
4.2、不得出现空洞和露筋现象。
4.3、混凝土表面平整,颜色一致,无明显施工接缝。
4.4、混凝土表面不得出现蜂窝、麻面,不得出现非受力裂缝。
4.5、墩身混凝土结构检测项目见下表:
墩、台身实测项目
项次
检查项目
规定值或允许偏差
检查方法和频率
1
混凝土强度(MPa)
≥40
按《公路工程质量检验评定标准》附录D检查
断面尺寸(mm)
±
20
尺或全站仪测量:
检查3个断面
3
竖直度或斜度(mm)
0.3%且不大于20
吊垂线或经纬仪:
测量2点
4
顶面高程(mm)
10
水准仪:
测量3处
5
轴线偏位(mm)
全站仪或经纬仪:
纵、横各测2点
6
节段间错台(mm)
尺量:
每节检查4处
7
大面积平整度(mm)
2m直尺:
检查两个方向,20m2测1处
8
预埋件位置(mm)
每件
五、劳动力组织及主要机械设备
闽江特大桥主桥7个墩位,左右幅共14个墩身,施工过程中劳动力及主要机械设备需求见下表:
劳动力组织一览表
工种名称
人数
工作内容
钢筋工
45
钢筋的下料成型、钢筋绑扎、钢筋焊接
木工
25
模板安装、调整、加固
混凝土工
混凝土的灌注
起重工
钢筋运输和提升、模板提升和安装
技术员
施工质量控制,人员机械调度等全面管理工作
普通工人
30
非特种作业工作
机械设备一览表
序号
设备名称
数量
25T汽车吊
2台
9
空气压缩机
3个
主墩模板
5套
钢筋成型机
交界墩模板
1套
11
钢筋切断机
插入式振捣棒
12台
12
混凝土拌合站
1座
电焊机
10台
13
混凝土罐车
5辆
手拉葫芦
24各
14
混凝土地泵
六、施工进度计划及保证措施
6.1、施工进度计划
根据本桥承台的施工进度情况结合整体施工进度计划,主墩和过渡墩墩身施工计划2010年2月20号开工——2010年6月25号完成,总工期125天,具体施工计划如下:
26#墩:
2010年5月1号~2010年5月30号,共30天。
左、右幅墩高均为20.47m,第一次浇筑一节2.25m,剩余每次浇筑两节4.5m,分4次浇筑。
共投入模板四节,左、右幅流水作业,搭接1节墩身施工时间。
平均每节施工时间为5天,钢筋绑扎2天,模板安装调整2.5天,混凝土浇筑0.5天。
32#墩:
2008年6月1号~2010年6月25号,共25天。
左、右幅墩高均为13.584m,第一次浇筑一节2.25m,剩余每次浇筑两节4.5m,分3次浇筑。
27#墩:
2010年2月20号~2010年5月5号,共76天。
左、右幅墩高均为21.818m,首先施工左幅,共投入模板三节,第一次墩底实心段浇筑2m,第二次墩底渐变段浇筑2.5m,剩余每次浇筑两节4.5m,分4次浇筑。
平均每节施工时间为6天,共36天完成。
右幅承台40天完工,将左幅模板移至右幅继续施工,同左幅持续施工36天完工。
28#墩:
2010年3月10号~2008年6月8号,共91天。
左、右幅墩高均为21.687m,首先施工左幅,共投入模板三节,第一次墩底实心段浇筑2m,第二次墩底渐变段浇筑2.5m,剩余每次浇筑两节4.5m,分4次浇筑。
右幅承台55天完工,将左幅模板移至右幅继续施工,同左幅持续施工36天完工。
29#墩:
左、右幅墩高均为21.854m,首先施工左幅,共投入模板三节,第一次墩底实心段浇筑2m,第二次墩底渐变段浇筑2.5m,剩余每次浇筑两节4.5m,分4次浇筑。
30#墩:
左、右幅墩高均为21.719m,首先施工左幅,共投入模板三节,第一次墩底实心段浇筑2m,第二次墩底渐变段浇筑2.5m,剩余每次浇筑两节4.5m,分4次浇筑。
31#墩:
6.2、进度保证措施
6.2.1、加强思
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