一合同制梁场箱梁预制场施工方案.docx
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一合同制梁场箱梁预制场施工方案
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一合同制梁场箱梁预制场
施工方案
工程名称:
编制单位:
编制人:
审核人:
批准人:
编制日期:
年月日
施工组织设计(方案)报审表
方案名称:
项目部报审意见:
项目经理:
年月日
工程部审核情况:
审核人:
年月日
工程部领导审批意见:
审批人:
年月日
JL—A002
施工组织设计(方案)报(复)审表
工程名称:
编号:
致(监理单位):
现报上施工组织设计(方案)(全套、部分),已经我单位上级技术负责人审查批准,请予审查和批准。
附:
施工组织设计(方案)
承包单位项目部(公章):
项目负责人:
项目技术负责人:
年月日
专业监理工程师审查意见:
1、同意2、不同意3、按以下主要内容修改补充
专业监理工程师:
年月日
总监理工程师审查意见:
1、同意2、不同意3、按以下主要内容修改补充后
并于月日前报来。
项目监理机构:
(公章)
总监理工程师:
年月日
注:
本表由施工单位填写,一式三份,连同施工组织设计一并送项目监理机构审查。
建设、监理、施工单位各留一份。
1.编制依据及原则
1.1编制依据
(1)德商公路德州(鲁冀界)至夏津段第一合同段合同文件;
(2)德商公路德州(鲁冀界)至夏津段两阶段施工图设计;
(3)《公路桥涵施工技术规范》JTG/TF50-2011;
(4)经总监办、驻地办批复的德商公路德州(鲁冀界)至夏津段第一合同段《总体性施工组织设计》;
(5)经总监办、驻地办批复的《临时用电方案》。
1.2编制原则
按照“节约用地,安全施工,文明环保”的原则,确保工程实施过程中合理利用征地,各项施工工序安全顺利进行。
2.工程概况
德商公路德州(鲁冀界)至夏津段第一合同段空心板和预制箱梁的工程数量有:
K4+558.5机耕通道、K6+242机耕通道、K8+470.8机耕通道为8m的普通空心板共78块,K1+711.5机耕通道、K2+674.5机耕通道为10m的预应力空心板共54块,K4+095中桥、K7+960中桥为13m预应力空心板共120块,K3+633漳南互通主线桥、K2+079中桥、K6+592利民河中桥为16m预应力空心板共238块,K4+950分离立交、K5+818分离立交为20m预制箱梁共48片,K8+841.5分离立交为25m预制箱梁共24片,卫运河特大桥30m预制箱梁272片。
3.预制场选址
3.1选址原则
预制场尽量设置在桥群集中的路段,并全面考虑桥跨与梁型布置、工期、架设时间和速度、地质状况等。
梁场位置尽量与既有公路或施工便道相连,利于大型制梁设备和大量材料运输进场。
同时方便用水、用电等配套设施建设。
同时考虑防洪排涝、确保雨季施工安全。
3.2位置
根据工地实地调查,避免受高压线拆迁对梁场建设工期的制约、缩短供梁半径、减小连续梁对安装的制约,考虑材料运输进出便利,结合桥梁设置情况及地形条件,制梁场按紧邻线路布置,平面布置要适应台后路基运梁方案等,并通过技术经济比较分析,将制梁场选择在K5+818主线的右侧项目部驻地和卫运河特大桥桥位各一处。
4.施工进度安排
4.1总体进度安排
2014年4月底梁场建设及相关配套设施达到试生产条件,2014年5月初开始试生产,2014年6月开始批量生产,2014年7月架设,2014年10月31日梁(板)预制完成,2014年11月31日25m以下梁(板)架设完成。
卫运河特大桥箱梁2015年4月1日预制完成,2015年06月30日箱梁架设完成。
4.2生产、存储、架设进度安排
4.2.1进度计划安排说明
先张法预应力空心板制板周期按10d,全场共布置5道预应力空心板预制槽(其中计划16米台座3槽,每列可预制6片16米板;13米台座1槽,每列可预制8片13米板;10米台座1槽,每列可预制10片10米板,每排台座等长等宽,可根据实际进度随时调整),每天可平均生产3.6块,生产有效工期系数按0.8计,共需要412/3.6/0.8=143天;全场共布置8个20m和25m箱梁制梁台座,制梁正常时按“三天两片”计,生产有效工期系数按0.9计,72*3/2/0.9=120天。
卫运河特大桥设置14个底模,制梁正常时按“一天两片”计,272/2/0.9=151天。
卫运河特大桥混凝土由项目部料场拌合站供给。
4.2.2施工进度计划安排
施工准备、梁场建设:
试验梁(板)生产:
箱梁(板)正式投产:
箱梁(板)安装:
卫运河特大桥箱梁预制:
4.3梁场建设进度安排
序号
工程项目名称
开始时间
达到预制第一片
梁条件的时间
全部完成时间
备注
1
钢筋棚
2
拌和站
3
砂石料场
4
制梁台座基础
5
存梁台座
6
50t龙门吊基础
7
钢筋绑扎胎具
4.4机械设备进场时间安排
序号
设备名称
型号
规格
进场情况
1
变压器
600KVA
已进场
2
变压器
1200KVA
2014.5.1进场
3
发电机
150KW
已进场
4
门式起重机
MQ50t/10t
50t
2014.3.1进场
5
门式起重机
MQ50t/10t
50t
2014.3.1进场
6
门式起重机
MQ5t
5t
2014.3.1进场
7
洒水车
已进场
8
混凝土搅拌站
HZN180
180m3/h
已安装完毕
9
混凝土搅拌车
SY5250-GJB4A-1
10m3
2010年4月1日进场
10
装载机
ZL-30
3m3
已进场
11
轮式装载机
ZLG50G
5m3
已进场
12
洗石机
XS50
50m3/h
已进场
13
刮平机
PY180
已进场
5.项目部梁(板)预制场规划方案
5.1预制场整体规划
制梁场设置五个功能区:
办公生活区、梁(板)生产区、梁(板)存放区、混凝土拌和区、梁(板)装运区。
5.2办公生活区规划
生活办公区按照办公、生活区分置的原则布置,办公区内包括职能部门办公室、接待室、会议室、试验室、材料库等,生活区考虑公司职工和外协队伍员工生活用房分开布置,公司职工生活区紧邻办公区。
生活办公区规划遵循“信息流畅,以人为本”思想,各种办公、通讯网络系统、生活娱乐设施完善,体现对人需求的关怀,使员工上班时专注于工作,信息流通顺畅、及时,下班后放松心情休息。
根据生产任务及生产计划进度情况,预制场预备生产高峰期全场人员300人,其中项目部管理人员50人,生产车间操作人员200人。
办公、生活用房均采用彩钢板房,其中办公用房20间,职工生活区房屋30间,试验室及其办公用房20间,其他房屋10间,满足办公及职工生活需要。
预制场的正门设门卫值班室。
职工住房门前栽植冬青或季节性花卉。
5.3梁(板)生产区规划
120米长空心板预制槽5个,供10m、13m、16m先张法预应力空心板共用,箱梁生产区设置制梁台座8个,20m顶板及底腹板钢筋绑扎胎具各2个,25m顶板及底腹板钢筋绑扎胎具各1个,配备35m净跨50t起重门吊2台;设置钢筋原材料存放场1处,钢筋加工场1处,钢筋半成品存放场1处,钢绞线存放、下料区各1处,配电房各1处。
由于前期存梁较多,因此梁场计划存梁区设置一排10米空心板台座,两排13米空心板台座,三排16米空心板台座,两排20米箱梁存梁台座,一排25米箱梁存梁台座。
存梁台座枕梁设在不影响梁片吊装的位置。
枕梁采用C25砼浇筑,存梁台座枕梁配设钢筋。
存梁台座上部采用非刚性材料支垫。
箱梁存放区对应制梁区设置,存梁区共设存梁台位30个(双层存梁台座)。
空心板存放区对应制板区设置,存板区共设存梁台位150个(双层存板台座)。
混凝土拌合区设置HZN180混凝土搅拌站1座,料棚4个,分备料区、待检区和合格区。
具体布置详见附图:
制梁场总体平面布置图。
5.4构件加工区及仓库
梁场设置专门的构件仓库,波纹管、锚具、支座等材料按照要求入库保管,按区存放,并设置标示牌,同时做好防锈、防腐、防火、防盗工作。
5.5运梁便道
运梁便道底部采用30cm碎石层压实,表层采用30cm厚C20砼。
5.6拌和站
搅拌站主机出料容量按实际生产的40%(考虑现场施工占用)计算,每小时搅拌主机能出72m3,满足一片25m箱梁(28.9m3)和一片20m箱梁(21.4m3)同时施工需要。
5.7砂石料场
设4个料棚,每个料棚分为备料区、待检区、已检区,场地处理采用换填50cm厚碎砖+20cm厚C20混凝土,利用砖砌墙体作为隔仓,分类存放砂石料。
为保证砂、石含水率的稳定及检验合格后砂、石料不受污染,检验合格区与其他区隔离。
5.8运输道路规划
5.8.1进场道路规划
箱梁预制场设2条道路。
一条为砂石料、水泥、钢筋等主材进场道路,道路宽10m,采用50cm厚碎砖层压实+30cm厚C30混凝土路
面处理;一条为梁场道路,采用50cm厚碎砖层压实+30cm厚C30混凝土路面处理,道路宽8m。
5.8.2场内道路规划
梁场内的施工道路主要是材料运输道路,采用30cm碎石层+20cmC30砼。
办公、生活区考虑小型车辆和人员的通行,故采用15cm厚的C20混凝土进行硬化处理。
5.9施工用水方案
梁场内施工用水采用打井取水,井深80米,打井数量为1个,修建一座100m3蓄水池,并配备10m3压力罐一个。
预制场供水采用地下水。
梁场设生产用蓄水池和压力罐各一个。
生产用水供水管路从蓄水池铺设主管进入制梁区,再在主管路上接支管分别进入各单元。
主供水管径采用φ100mm的钢管,设置1个100m3的蓄水池,以满足施工生产、生活用水的需要。
根据当地气象资料,主供水管路全部采用暗管供水,埋深不少于1.5m。
5.10施工排水方案
全场设两条南北向排水沟,第一条为预制区制梁台座纵向汇集到存梁台位后,再横向排至场外。
第二条为预制区钢筋存放加工绑扎区、拌和站、办公生活区汇集到进场材料运输道路旁,再沿着材料运输道路纵向排至场外。
所有生产及生活污水经处理后再排放到当地沟渠中,以减少对环境造成污染。
5.11施工用电方案
梁场施工用电以地方电为主,自发电为辅。
结合梁场地理位置、用电量及电源情况,项目部制梁场设置600kVA和1200kVA变压器各一台,并备用150kW的发电机1台。
严格按照经总监办批复的《临时用电方案》进行施工。
预制梁场所有电缆均通过专用电缆沟敷设在地下,根据梁场不同区域的用电量大小,布置各种型号的配电柜。
场区内箱梁预制实行24小时作业,因此夜间照明设施非常重要。
在拌和站筒仓顶部设置镝灯,进行大范围照明;起重门吊和提梁机主梁下部均有独立的照明系统,满足夜间施工作业要求。
5.12模板
本合同段20m预应力箱梁48片,20m箱梁:
中梁模板2套,内、外边梁模板各1套;25m预应力箱梁24片,25m箱梁:
中梁模板、内、外边梁模板各1套。
根据以往的施工经验,箱梁砼浇注后,在正常气温下24小时内便可以拆除模板,可以满足“三天两片”的施工进度,满足工期要求。
16m预应力空心板238块,13m预应力空心板120块,10m预应力空心板54块。
预制板模板配置为:
16m预制板中板6套、边板2套模板,13m预制板中板4套、边板1套,10m预制板中板2套、边板1套模板。
可以满足“一天3.6块板”的施工进度,满足工期要求。
5.13养生措施
自动淋喷养生系统包括存水池、压力泵、压力存水灌、主出水管、支出水管、淋喷头,以及养生棚。
场内水管预置在排水沟底部。
养护管道布置时考虑避免破坏,主管路埋置在纵向和横向排水沟底部;每排台座一端布置自动淋喷养生支管路,每个台座端部安装两个三通,做为淋喷管的接头。
淋喷管采用塑料管,悬挂在梁板两侧的钢筋上。
淋喷管上安装两排喷头,一排喷顶板一排喷侧面。
喷头间距0.4米,确保梁片的每个部位均能养生到位。
5.14钢筋绑扎胎具
根据工期需要,全场共设置20m、25m箱梁顶板钢筋及底腹板钢筋绑扎胎具2个和1个。
5.15机械设备
序号
设备名称
规格及型号
单位
数量
额定功率KW
一、钢筋加工设备
1
交流电焊机
BX1-500
台
6
20
2
钢筋调直切断机
GT4-14
台
2
8
3
钢筋闪光对焊机
UN1-100
台
2
100
4
钢筋弯曲机
GJ7-40
台
2
3.5
5
钢筋弯曲机
GW65
台
2
6.5
6
钢筋切断机
GQ40
台
4
4
7
数控钢筋弯曲机
台
1
10
8
数控弯箍机
台
1
10
二、动力设备
1
变压器
630KVA
台
1
2
柴油发电机
KH300GF
台
1
三、起重运输设备
1
龙门吊
50吨-35m
台
2
15
2
龙门吊
5吨-35m
台
1
10
四、预应力设备
1
智能张拉仪
套
1
2
智能压浆系统
套
1
五、其他设备
1
自动喷淋设备
套
6
2
视频监控系统
套
1
6.卫运河特大桥梁场布置
6.1预制场整体规划
制梁场设置2个功能区:
办公生活区、梁(板)生产区,本制梁场设置在卫运河特大桥35#-39#桥墩之间,先进行钻孔灌注桩的施工,完毕后进行场地硬化、梁场建设,其他的桥墩正常施工,箱梁预制完成后采用双龙门吊进行吊装,山东侧大堤处和主桥现浇完成后,采用龙门吊配合架桥机吊装。
卫运河特大桥制梁场采用600kVA变压器一台,并备用100kW的发电机1台。
30m箱梁顶板钢筋及底腹板钢筋绑扎胎具各3个。
其他未尽事宜见项目部箱梁预制场规划。
6.2场地硬化排水方案
场地全部采用20cm灰土+20cm厚C25混凝土结构硬化,钢筋加工搭设全封闭彩钢遮雨棚,同时布置完善、合理的排水系统。
便道一侧设排水沟引至场地以外,以保证便道排水畅通。
6.3台座的制作
先对地面进行平整、夯实,作8%灰土或素土压实至85%以上,以保证台座所需的承载力。
台座两端3.0米范围下挖30cm台座基础,加宽、加长;浇注砼,台座配置部分结构钢筋浇筑30cm厚砼,台座顶面采用0.99m宽8mm厚的大块钢板平铺,并且与台座预埋结构筋连接成整体。
用3米靠尺以及塞尺检测平整度,偏差控制2mm以内,确保钢板接缝严密、光滑平顺。
台座施工预留模板对拉螺栓孔间距70~75cm。
箱梁采用兜托梁底法起吊。
在梁底台座预留穿索孔洞,吊点位置距梁端1m。
为了保证桥梁平顺,在30m箱梁台座跨中设向下1cm的预拱度,从跨中向梁端按抛物线过渡设置。
施工时可根据实际情况进行适当调整。
预制场计划设置14个30米箱梁台座、4套箱梁模板,周转使用。
6.4预制箱梁的生产
箱梁预制的平均生产能力为2片/天,满足工期要求。
梁体采用C50混凝土,由梁场混凝土拌和站集中拌制,混凝土搅拌罐车运送至浇筑现场。
6.5钢筋加工计划
在靠近预制场临时征地1000m2搭建专用彩钢钢筋加工棚,地面经过硬化,有良好的排水设施。
钢筋下料成型在加工棚内完成。
主要钢筋加工设备有:
数控钢筋加工机、电焊机等,有专业的钢筋工和电焊工,持证上岗;每一道工序设专职质检员。
箱梁钢筋绑扎在台座上进行,整体钢筋绑扎完成后、先经质检员验收合格,向监理工程师报检,合格后方可进行下一道工序,钢筋模板检测合格后方可浇注混凝土。
6.6养生措施
在施工期间采用全自动、全天候机械喷淋方式进行混凝土养生,养生时间不少于7d。
7.先张法预应力空心板台座设置及验算
7.1空心板底模及张拉台座的设置
7.1.1空心板底模设置
空心板底模采用装配式钢模板,宽度123cm,长度110m,空心板底模基础铺设50cm厚建筑碎砖,压实后上面浇筑20cm厚C20混凝土,然后铺垫8cm的槽钢,槽钢间距平均1m,槽钢周围用短钢筋打入混凝土10cm,混凝土表面以上部分与槽钢持平,并焊接牢固,上面铺设底模,底模采用8.5cm厚钢底模,底模板为5个8cm槽钢加0.5cm钢板组合而成,规格为300x123cm,模板与模板之间的连接使用电焊进行满焊,然后用磨光机磨平,测量人员利用全站仪对整个模板面进行整平,确保板底有较好的平整度,最后将模板与砼上面的槽钢焊接牢固。
7.1.2张拉台座的设置
预制台设框架式台座,有支撑梁、横梁、横系梁组成框架承受张拉力。
支撑梁采用0.4m*0.4m的砼梁,主筋为4Φ16的钢筋,箍筋为Ф8的钢筋,间距30cm。
移动横梁和固定横梁使用组合型钢,砼采用C30砼浇筑成整体。
张拉台座具有足够的刚度和强度,抗倾覆安全系数不小于1.5,抗滑移系数不小于1.3,横梁具有足够的刚度,受力后挠度不大于2mm。
7.2张拉台座验算
7.2.1张拉台座抗倾覆验算
取台座绕0点的力矩,并忽略土压力的作用,则平衡力矩Mr=G1L1+G2L2。
倾覆力矩MDV=NH1抗倾覆力矩安全系数K应满足以下条件:
K=Mr/MDV=(G1L1+G2L2)/NH1≥1.5
式中 B—台座宽度,G1—台座外伸部分的重力,混凝土容重取26KN/m3
G1=H×L3×B×26=3.5×4×2.6×26=946KN
L1—G1点至O点的水平距离,6.2m
G2—台座部分的重力
G2=H2×L4×B×26=0.4×4.2×2.6×26=114KN
L2—G2点至O点的水平距离,2.1m
N—预应力钢筋的张拉力
(n为钢绞线数量,本项目16m空心板中、边板16根钢绞线张拉时应力最大,A为钢绞线面积,根据图纸为139mm
)
N=fpd×A×n=1260×139×16÷1000=2802KN
H1—N作用点至O点的垂直距离,0.4m
则Mr=G1L1+G2L2=946×6.2+114×2.1=6104.6KN.m
倾覆力矩MDV=NH1=2802×0.4=1120.8KN.m
抗倾覆力矩安全系数
K=Mr/MDV=6104.6/1120.8=5.4>1.5
满足条件,安全。
7.2.2张拉台座抗滑移验算
台座抗滑移力N1=N`+F+E′p
式中N`—台面的抵抗力(KN/m),混凝土强度为15MPa时,台面厚度为400mm时,查《路桥施工计算手册》表10-23和10-24得
则N`=1000KN/m×2.6m=2600KN
F—混凝土台座与碎石的摩阻力,则F=μ(G1+G2),因台座底部为碎石,所以摩擦系数μ取0.45,F=0.45×(910+109.2)=458.64KN。
E′p—台座底部与座面上土压力的合力。
E′p=(Pcp+p′)×(H-H2)B/2
其中B—台座的宽度,B=2.6m
H2—台座板厚度,H2=0.4m
H—台座的埋设深度,H=3.5m
地基为砂质粘土,故γ—土的重度,取γ=18KN/m3,土的内摩擦角ф取30о。
查《路桥施工计算手册》表10-23相关公式为
①台座后面的最大的土压力Pcp=γH*tg2(45о+ф/2)-γH*tg2(45о-ф/2)
②台座板底部的土压力P′=H2×Pcp/H
③台座底部和座面上土压力的合力E′p=(PCP+p′)×(H-H2)B/2
④抗滑移安全系数K=N1/N=(N′+F+E′p)/N
带入数值得:
Pcp=γHtg2(45о+30о/2)-γHtg2(45о-30о/2)
=18×3.5×(tg260о-tg230о)=18×3.5×2.67=168.21KN/m2
p′=H2×Pcp/H=0.4×168.21/3.5=19.22KN/m2
E′p=(PCp+p′)×(H-H2)B/2
=(168.21+19.22)×(3.5-0.4)×2.6/2=755.34KN
则抗滑移安全系数K为:
K=N1/N=(N′+F+E′p)/N
=(2600+458.64+755.34)/2822.4=1.35>1.3
满足条件,安全。
截面设计
牛腿配筋计算ho=1700—40=1660mm
Ag=Nh1/(0.85hofg)=2822.4×400×103/(0.85×1660×210)=3810.1mm2
设计规范规定:
当采用
级钢筋时,纵向受拉钢筋的最小配筋率(Ag/bho)不应小于0.2%。
现Ag大于规范规定,故选用8Φ25mm钢筋,Ag=3927mm2>3810.1mm2
弯起钢筋Ag计算
本台座剪跨比a=h1/ho=400/1660=0.24<0.3,故按规范要求配筋:
Ag=0.0015bho=0.0015×800×1660=1992mm2
选用6Φ22mm钢筋Ag=2281mm2>1992mm2
牛腿采用水平箍筋φ10且双肢筋,间距100mm,满足规范要求。
7.3空心板存梁区枕梁设计及验算
7.3.1枕梁设计
枕梁采用C30混凝土(计算中枕梁视为刚性构件),16米梁存梁用枕梁尺寸为0.3m×0.3m×10m见下图:
(验算以16米空心板进行验算,其余小于16米空心板的存梁用枕梁采用同16米空心板存梁用枕梁相同的结构),16米空心板每片砼方量为10m3,钢筋砼比重取26KN/m3,最高放置三层,则存梁荷载F=10×26×3/2=390KN。
7.3.2地基承载力计算
地基承载力为:
fa=(P1+P2)/A
=(390×5+2.7×26)/(0.6×10)
=336.7KPa
其中:
P1——16米空心板重量;
P2——枕梁自重;
A——枕梁底面积;
处理地基,承载力达到400Kpa以后进行枕梁砼的浇筑。
7.3.3枕梁强度验算
(1)计算枕梁截面特性
①枕梁截面惯性矩
矩形组合体的型心距地面距离e1
e1=(aH2+bd2)/(2aH+2bd)
=(30×602+30×302)/(2×30×60+2×30×30)
=25cm
所以h=5cm,e2=35cm所以h=12.3cm,e2=42.3cm
则惯性矩:
IX=(Be13+bh3+ae23)/3
=(60×253+30×53+30×353)/3
=742500cm4=7.425×10-3m4
截面抵抗距W=I/y=7.425×10-3m4/0.35=21.2×10-3m3
②枕梁的截面刚度
由路桥施工计算手册查询:
C30混凝土的弹性模量Ec=3×107KN/m2详见路桥施工计算手册P781页
截面抗弯刚度为EcI=3×107×7.425×10-3
=222.75KN.m2
(2)按照“倒梁法”计算地基的净反力和基础梁的截面弯矩
图(a)
反梁法把基础梁即枕梁当成为固定支座的N跨连续梁,取为简化计算此处N取3(N取不同值,对计算结果基本没影响),按地面作用以均布反力,对受力进行简化,模型简化图如下:
由结构力学求解器求得如下:
剪力图
弯矩图
由以上计算结果知:
Mmax=97.5KN·m,Qmax=214.5KN
由《建筑工程施工实用计算手册》可以查得C30砼
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