1、中南通道中南通道ZNTJ-13ZNTJ-13标标城北特大桥城北特大桥空心墩施工方案经济比选空心墩施工方案经济比选 中铁二十一局集团中铁二十一局集团中铁二十一局集团中铁二十一局集团山西中南部铁路通道山西中南部铁路通道山西中南部铁路通道山西中南部铁路通道ZNTJ-13ZNTJ-13ZNTJ-13ZNTJ-13标项目经理部一分部标项目经理部一分部标项目经理部一分部标项目经理部一分部2011201120112011年年年年11111111月月月月7 7 7 7日日日日 一、工程概况一、工程概况 1.11.1、空心墩设计情况：、空心墩设计情况：城北特大桥全长城北特大桥全长3014.63m,3014.632、m,为跨域多处村庄而设，为跨域多处村庄而设，共有墩、台共有墩、台9494个，其中个，其中46#46#49#49#墩、墩、55#55#69#69#墩，墩，共计共计1919个，墩高超过个，墩高超过30m,30m,采用双线圆端形空心桥墩。采用双线圆端形空心桥墩。墩高墩高3030米米4040米的米的8 8个，个，4040米以上的米以上的1111个，最高墩个，最高墩 4545米。米。 墩身外侧设计坡比为墩身外侧设计坡比为35:135:1，墩身内坡比为，墩身内坡比为50:150:1。空心墩墩颈壁厚。空心墩墩颈壁厚60cm60cm，墩身顶设，墩身顶设50200cm50200cm的倒角。其中的倒角。其中46#3、-49#46#-49#墩、墩、58#-68#58#-68#墩为墩为B1B1型防撞空型防撞空心墩，顶口尺寸心墩，顶口尺寸4.6m10.3m4.6m10.3m，55#-57#55#-57#墩、墩、69#69#墩墩为为C1C1型空心墩，顶口尺寸型空心墩，顶口尺寸3.8 m *10.3 m3.8 m *10.3 m。1.21.21.21.2、工程数量表、工程数量表、工程数量表、工程数量表1 1. .3 3、空空心心墩墩总总体体布布置置图图二、施工进度安排2.1、根据局指安排的架梁计划，2013年7月15日开始架梁，为保证最后施工完成的墩身56天龄期，达到设计强度90%，我分部安排城北特大桥在2013年4、5月15前完成墩身主体及附属施工。计划2012年3月16日开始施工墩身至2012年7月30日完成，墩身施工周期为4个半月（前提在没有任何干扰及材料能够满足现场施工需要），不进行冬季施工。根据工期要求，最少需订购2套半定型模板。我分部空心墩墩身，截面经设计优化后分两种形式，分别是B1型（墩顶截面4.6*10.3），C1型（墩顶截面3.8*10.3）B1型墩15个，墩高在36#-45#，做一整套B1模板，模板需倒用15次，利用率过高。C1型墩只有55#-57#、69#四个墩，墩高在32m-35m,模板利用率很低。经截面比较，在C1型墩墩顶20m以下圆弧段与B1型墩上部通用，为提高C1型模板利用率，5、另增加半套B1型模板（见附图），最省需订购模板2套半，平均周转率11次。2.22.2、工期计划表、工期计划表三、机械设备配置四、施工方案四、施工方案4.14.1空心墩模板工程空心墩模板工程4.1.14.1.1方案比选方案比选方案一：外模采用一墩到顶大块钢模，内模采用方案一：外模采用一墩到顶大块钢模，内模采用翻板抽块模板。翻板抽块模板。优点：模板设计时纵、横向均按照设计尺寸，有优点：模板设计时纵、横向均按照设计尺寸，有利于保证混凝土的外观质量和墩柱几何尺寸；模利于保证混凝土的外观质量和墩柱几何尺寸；模板重复使用次数少，可以避免模板因重复使用变板重复使用次数少，可以避免模板因重复使用变形而影响混凝6、土外观质量。形而影响混凝土外观质量。缺点：模板重量大，成本高缺点：模板重量大，成本高( (一套高墩模板外模重一套高墩模板外模重约约288t288t，内模重约，内模重约112t,112t,合计合计400t)400t)；按照；按照70007000元元/ /吨，含精轧螺纹拉杆，总成本吨，含精轧螺纹拉杆，总成本292.7292.7万元，模板周万元，模板周转次数少，施工工期长，不经济。转次数少，施工工期长，不经济。方案二：外模圆弧段采用一模到顶，平模采用翻模施工；内模采用翻板抽块钢模板。优点：模板重量小，成本低(一套模板总重约180t，不含内模)；按照7000元/吨，总成本126万元，模板周转次数多，经7、济合理。缺点：模板重复使用次数多(最多需重复使用11次)，应严格模板的变形，才能保证混凝土外观质量。综合考虑，我分部城北特大桥“外模板采用翻模、内模翻模抽块模板”流水施工方案，经济合理。 4.1.24.1.2内、外模设计内、外模设计外模圆弧段（非等截面）加工一整套到顶模板（44米），平模加工22米翻模模板，内模板加工一整套抽芯翻模，模板每套四节，每节2m高；因为墩身薄壁中钢筋较密，所以每次浇筑砼高度为2节4m，以方便振捣；每浇筑一次，外模圆弧段按照模板拼装图逐节更换，平模板上翻，内模材质为竹胶板或木模，按照一定的模数逐节更换角模与大块平模之间的抽块。4.1.3我分部模板加工情况我分部根据施工需8、要，计划订购定型模板2套半，分别是1套44米B1型模板，1套35米C1型模板，半套B1型模板与C1型模板下部配合组合成45米高使用。目前我分部已定制第一套B1型44米一整套一模到顶模板，采用分段流水施工，计划用于60#-68#墩施工。后附图4.1.44.1.4塔吊配置比选与安装塔吊配置比选与安装塔吊配置比选塔吊配置比选塔吊配置比选塔吊配置比选方案一：固定式塔方案一：固定式塔方案一：固定式塔方案一：固定式塔吊（吊（吊（吊（ QTZ50 QTZ50 QTZ50 QTZ50 臂长臂长臂长臂长60606060米最小起吊米最小起吊米最小起吊米最小起吊3T3T3T3T）。经实际市场调查购买一套（）。经实际9、市场调查购买一套（）。经实际市场调查购买一套（）。经实际市场调查购买一套（QTZ50 QTZ50 QTZ50 QTZ50 臂长臂长臂长臂长60606060米最小起吊米最小起吊米最小起吊米最小起吊3T3T3T3T）在）在）在）在33333333万元，万元，万元，万元，3 3 3 3套套套套99999999万，租赁一套万，租赁一套万，租赁一套万，租赁一套6 6 6 6万万万万/ / / /月。根据施工计划安排，租赁月。根据施工计划安排，租赁月。根据施工计划安排，租赁月。根据施工计划安排，租赁3 3 3 3台台台台5 5 5 5个月，安装个月，安装个月，安装个月，安装检测费检测费检测费检测费3 3 10、3 3万万万万-5-5-5-5万，共需万，共需万，共需万，共需95959595万元。万元。万元。万元。优点：施工时，高度大于优点：施工时，高度大于优点：施工时，高度大于优点：施工时，高度大于36M36M36M36M的附着在建筑物上，的附着在建筑物上，的附着在建筑物上，的附着在建筑物上，比较稳定，安全系数高，塔吊基础处理简单，只比较稳定，安全系数高，塔吊基础处理简单，只比较稳定，安全系数高，塔吊基础处理简单，只比较稳定，安全系数高，塔吊基础处理简单，只需混凝土基础预埋铁件，成本较低。需混凝土基础预埋铁件，成本较低。需混凝土基础预埋铁件，成本较低。需混凝土基础预埋铁件，成本较低。缺点：根据现场施工11、需要租赁三台，需拆装三次，缺点：根据现场施工需要租赁三台，需拆装三次，缺点：根据现场施工需要租赁三台，需拆装三次，缺点：根据现场施工需要租赁三台，需拆装三次，拆装费增加约拆装费增加约拆装费增加约拆装费增加约3 3 3 3万万万万5 5 5 5万，延长工期，塔吊拆装约万，延长工期，塔吊拆装约万，延长工期，塔吊拆装约万，延长工期，塔吊拆装约需需需需4 4 4 4天天天天-7-7-7-7天。天。天。天。方案一费用合计：固定式塔吊三套，购买安装检方案一费用合计：固定式塔吊三套，购买安装检方案一费用合计：固定式塔吊三套，购买安装检方案一费用合计：固定式塔吊三套，购买安装检测需测需测需测需1021021012、2102万万万万-104-104-104-104万，租赁安装检测需万，租赁安装检测需万，租赁安装检测需万，租赁安装检测需96969696万万万万-100-100-100-100万。万。万。万。方案二：移动式塔方案二：移动式塔方案二：移动式塔方案二：移动式塔吊（吊（吊（吊（ QTZ50 QTZ50 QTZ50 QTZ50 臂长臂长臂长臂长60606060米最小起吊米最小起吊米最小起吊米最小起吊3T3T3T3T）。）。）。）。经市场调查购买一套（经市场调查购买一套（经市场调查购买一套（经市场调查购买一套（QTZ50 QTZ50 QTZ50 QTZ50 臂长臂长臂长臂长60606060米最小起吊米最13、小起吊米最小起吊米最小起吊3T3T3T3T）在）在）在）在49494949万元，万元，万元，万元，3 3 3 3台台台台147147147147万，租赁一套万，租赁一套万，租赁一套万，租赁一套6 6 6 6万万万万/ / / /月。根据施工计划安排，月。根据施工计划安排，月。根据施工计划安排，月。根据施工计划安排，租赁租赁租赁租赁3 3 3 3台台台台5 5 5 5个月，共需个月，共需个月，共需个月，共需90909090万元。万元。万元。万元。优点：根据施工现场地形，按三套移动式安装，能够在轨优点：根据施工现场地形，按三套移动式安装，能够在轨优点：根据施工现场地形，按三套移动式安装，能够在轨优14、点：根据施工现场地形，按三套移动式安装，能够在轨道上移动。道上移动。道上移动。道上移动。46#-49#46#-49#46#-49#46#-49#、59#-63#59#-63#59#-63#59#-63#、64#-67#64#-67#64#-67#64#-67#各安装一套，节各安装一套，节各安装一套，节各安装一套，节省拆装工序各一次，节省拆装费约省拆装工序各一次，节省拆装费约省拆装工序各一次，节省拆装费约省拆装工序各一次，节省拆装费约5 5 5 5万。万。万。万。缺点：费用高，对施工现场原地面、基础及轨道要求比较缺点：费用高，对施工现场原地面、基础及轨道要求比较缺点：费用高，对施工现场原地面、基15、础及轨道要求比较缺点：费用高，对施工现场原地面、基础及轨道要求比较高，在轨道上移动，相对固定塔吊安全系数降低。高，在轨道上移动，相对固定塔吊安全系数降低。高，在轨道上移动，相对固定塔吊安全系数降低。高，在轨道上移动，相对固定塔吊安全系数降低。方案二费用合计：移动式塔吊安装方案二费用合计：移动式塔吊安装方案二费用合计：移动式塔吊安装方案二费用合计：移动式塔吊安装3 3 3 3套，购买安装检测费套，购买安装检测费套，购买安装检测费套，购买安装检测费150150150150万万万万-152-152-152-152万，租赁安装检测费万，租赁安装检测费万，租赁安装检测费万，租赁安装检测费9696969616、万万万万-100-100-100-100万。万。万。万。根据以上方案比选，购买固定式塔吊最经济。根据以上方案比选，购买固定式塔吊最经济。根据以上方案比选，购买固定式塔吊最经济。根据以上方案比选，购买固定式塔吊最经济。4.1.54.1.5模板提升与调节模板提升与调节模板提升。墩身外钢模板在高度36m以内用走行式吊车吊提，高于36m的用塔吊提升，内模在平模处做成整体式，方便用滑轮提升；人工配合拆立模，模板调节和加固。相邻模板之间用螺栓连接，夹海绵条防止漏浆，内外模型之间采用2Omm拉筋连接，拉筋采用UPVC管护套，方便倒用。4.1.6内外模板安装及加固为保证接缝严密不漏浆，在接缝处加双面胶密封。模17、板横向加固采用22对拉螺栓贯通加固，保证在浇筑混凝土过程中不跑模；拉杆外套PVC管，管径比拉杆大2mm，便于拉杆抽出和重复使用。PVC管与模板接触处套楔形塑料堵头，防止该处漏浆。4 4. .1 1. .7 7模模板板外外施施工工平平台台搭搭设设在在外外模模板板外外侧侧安安装装宽宽1 1M M，栏栏杆杆高高1 1. .2 2M M的的人人行行道道工工作作平平台台，间间距距1 1. .2 2M M。（人人行行道道工工作作平平台台用用5 50 0* *5 50 0* *3 3m mm m角角钢钢制制作作）人人行行道道平平台台上上满满铺铺5 5c cm m厚厚木木板板，人人行行道道工工作作平平台台栏栏18、杆杆上上安安装装2 2根根通通长长1 16 6螺螺纹纹钢钢，连连接接人人行行道道平平台台，在在同同一一高高度度模模板板与与模模板板之之间间工工作作平平台台整整体体断断开开，两两接接口口间间距距1 10 0C CM M。在在上上下下两两层层人人行行道道工工作作平平台台间间搭搭设设宽宽0 0. .8 8m m爬爬梯梯, ,爬爬坡坡度度不不大大于于4 45 5度度。在在上上下下两两层层间间栏栏杆杆外外侧侧用用防防抛抛网网整整体体连连接接。人人行行道道工工作作平平台台简简图图外模板施工平台类似施工图4 4. .1 1. .8 8模模板板内内施施工工平平台台搭搭设设分别在内模中心两边50cm及变弧点离内19、模50cm竖直搭设6根50钢管，且竖向每隔3.5米横向用50钢管架扣连接。具体见附图。在每层脚手架上圆弧段侧搭设1米宽，2米长爬梯转弯平台。在上下层两平台间搭设50cm宽爬梯。具体见附图。在每隔3.5米横向50钢管顶住已完成混凝土表面，保证内脚手架稳定性。4 4. .2 2空空心心墩墩钢钢筋筋连连接接4.2.1施工方案比选主主墩墩钢钢筋筋设设计计量量2 20 0( (约约9 97 73 3. .9 9t t) )、1 16 6( (约约5 54 40 0. .2 2t t) )，钢钢筋筋用用量量大大，平平均均每每米米墩墩身身钢钢筋筋2 2. .5 5t t。方方案案一一：埋埋弧弧对对焊焊技技术20、术。优优点点：节节约约材材料料，钢钢筋筋的的损损耗耗小小；操操作作简简单单，工工人人很很容容易易接接受受；成成本本低低。缺缺点点：适适用用小小于于 2 25 5的的钢钢筋筋；多多台台同同时时使使用用，对对电电压压、电电流流要要求求高高，影影响响施施工工进进度度。方方案案二二：搭搭接接焊焊接接技技术术。优优点点：操操作作简简单单，工工人人很很容容易易接接受受。缺缺点点：材材料料损损耗耗大大，成成本本高高；立立焊焊质质量量不不宜宜保保证证；焊焊接接浪浪费费时时间间，工工期期不不宜宜保保证证。方案三：滚轧直螺纹套筒连接技术。优点：墩身施工和钢筋加工可平行作业，节省工期；钢筋损耗小，节约材料；不受电压21、限制，安装简单。缺点：套丝合格率偏低。综合考虑，采用“滚轧直螺纹套筒连接”方案，可以解决墩身钢筋接头多、钢筋损耗大等问题，同时节省工期。4 42 22 2滚轧直螺纹套筒连接施工要点滚轧直螺纹套筒连接施工要点在进行钢筋连接时，钢筋规格与连接套筒规格一致，并保证丝头和连接套筒内螺纹干净、完好无损。采用标准型套筒连钢筋时，先对正一端钢筋中线旋入另一侧钢筋，用手拧至不动时，采用扳手或管钳对套筒进行旋拧。钢筋连接时用工作扳手将丝头在套筒中央位置顶紧。4.34.3、测量控制、测量控制墩墩柱柱平平面面控控制制 采采用用全全站站仪仪坐坐标标放放样样法法，在在实实心心墩墩施施工工完完毕毕后后，通通过过全全站站仪22、仪放放样样出出墩墩身身两两个个轴轴线线，经经复复核核无无误误后后，分分别别在在实实心心墩墩底底部部和和墩墩身身外外部部沿沿轴轴线线方方向向设设置置9 9个个定定位位桩桩，以以便便于于后后期期每每节节模模板板校校和和控控制制使使用用 。（见下图）桥墩高程控制 采用水准仪配合校准的钢尺进行控制。选用墩身双向量测进行控制复核，在施工高度至墩顶时采用水准仪进行精密测量控制，垫石标高误差：0-15mm。垂直度或坡度控制 采用全站仪和通过墩底部基点调垂球的双控方法进行控制，施工时严格按照要求控制，墩身的最终尺寸控制目标为：30mm。 墩身防扭曲控制空心墩墩身不断增高过程中，仪器难以通视，采用垂准仪或者线坠23、引中心点至施工平面，进行墩身结构尺寸控制。在检查结构尺寸时，必须量取内外模板的对角线尺寸，并与理论计算对角线尺寸进行比较，同时在灌注两模以后，必须采用全站仪放样空心墩的四个角点。这样，就可以很好的控制墩身的结构尺寸，从而达到防止墩身扭曲的目的。l4.44.4墩顶实心段施工图墩顶实心段施工图在施工墩顶实心段前，需施工50*200mm的倒角，后如图在倒角上部用15CM厚，50CM宽钢筋混凝土预制板封顶，预制板与倒角搭接长度20CM。4.5模模板板拆拆除除墩身根部第1、2节外模可利用5t倒链，搭设简易脚手架拆除，上部模板对应的内模拆除后，随即拆除外模。人工通过外平台或钢筋爬梯拆除竖向螺栓，后拆除水平24、螺栓。最后拆卸模板。人员撤离，松开倒链，吊车配合放模板到地面整修。 五、混混凝凝土土施施工工l5.1、根据设计要求，支承垫石采用C50钢 筋砼，墩帽采用C35钢筋砼，墩身及托盘采用C35砼，施工中将从以下方面进行控制。（1）材料要求（2）配合比设计（3）混凝土搅拌（4）混凝土浇筑5.2、混凝土浇筑过程控制要点：1 1、混凝土自出料口下落的自由倾落高度不得超过、混凝土自出料口下落的自由倾落高度不得超过2m2m，以，以防止混凝土离析。现场采取串筒下料。每次混凝土浇筑时防止混凝土离析。现场采取串筒下料。每次混凝土浇筑时应连续进行，一般情况下不得中断。应连续进行，一般情况下不得中断。2 2、控制砼入模25、温度，气温较低时，采用正温搅拌和正温、控制砼入模温度，气温较低时，采用正温搅拌和正温浇筑，靠砼自身的水化热进行蓄热保温。浇筑，靠砼自身的水化热进行蓄热保温。3 3、砼浇筑顺序的安排，以薄层连续浇筑不出现冷缝为原、砼浇筑顺序的安排，以薄层连续浇筑不出现冷缝为原则。所有混凝土浇筑均采用水平分层进行，分层厚度控制则。所有混凝土浇筑均采用水平分层进行，分层厚度控制在在30cm-50cm30cm-50cm。4 4、采用二次振捣工艺，以提高砼密实度和抗拉强度，对、采用二次振捣工艺，以提高砼密实度和抗拉强度，对大面积的板面要进行拍打密实，去除浮浆，实行二次抹面，大面积的板面要进行拍打密实，去除浮浆，实行二次26、抹面，以减少砼表面收缩裂缝。以减少砼表面收缩裂缝。5 5、混凝土浇筑时，应对称浇筑，以防止应不对称施工产、混凝土浇筑时，应对称浇筑，以防止应不对称施工产生的跑模现象。混凝土振捣采用插入式振捣棒，要求快插生的跑模现象。混凝土振捣采用插入式振捣棒，要求快插慢拔以免混凝土产生空洞慢拔以免混凝土产生空洞 。6 6、每一循环浇筑混凝土高度要低于模板接缝、每一循环浇筑混凝土高度要低于模板接缝1-2cm1-2cm，保证，保证外观质量。外观质量。5.3混凝土接缝处理1 1、已已浇浇筑筑的的钢钢筋筋混混凝凝土土, , 其其抗抗压压强强度度不不应应小小于于2 2. .5 5M MP Pa a。2 2、在在已已硬硬27、化化的的混混凝凝土土表表面面上上凿凿毛毛, ,凿凿毛毛时时混混凝凝土土要要达达到到下下列列强强度度：用用人人工工凿凿除除时时，须须达达到到2 2. .5 5M MP Pa a；用用空空压压机机配配合合风风镐镐机机械械凿凿毛毛时时，须须达达到到1 10 0M MP Pa a。3 3、经经凿凿毛毛处处理理的的混混凝凝土土面面要要清清除除水水泥泥薄薄膜膜和和松松动动石石子子以以及及软软弱弱混混凝凝土土层层, ,并并加加以以充充分分湿湿润润和和冲冲洗洗干干净净, ,且且不不得得积积水水。即即要要做做到到: :去去掉掉乳乳皮皮, ,微微露露粗粗砂砂, ,表表面面粗粗糙糙。4 4、浇浇筑筑前前, ,水水平平施施工工缝缝宜宜先先铺铺上上1 10 0m mm m2 20 0m mm m厚厚的的1 1：2 2的的水水泥泥砂砂浆浆一一层层。5 5、混混凝凝土土应应细细致致振振捣捣密密实实, ,以以保保证证新新旧旧混混凝凝土土的的紧紧密密结结合合。5 5. .4 4混混凝凝土土工工程程质质量量通通病病的的预预防防措措施施