1、xx 高 速 公 路 第15合同段预制场地建设专项施工方案编制人：杨 传 清 审核人：李 国 骏xx市市政集团有限公司xx高速S15合同段项目经理部xx四月七日目 录1、工程概况31.1概述31.2主要工程数量42、预制场地设计42.1布置简图42.2场地预制设计52.3搅拌站设计52.4大型龙门吊设计52.5梁场排水、养护用水布置52.6临时用电布置62.7便道的设置73、预制梁板台座设计方案73.1先张法空心梁板73.1.1台座布置设计73.1.2台座传力柱设计73.1.3台座底模设计83.2后张法小箱梁83.2.1台座设计83.2.2底模设计83.3钢筋制安要求93.4模板装拆要求93.2、5混凝土浇筑及养护94、梁板储梁场设计方案95、先张法空心板传力柱验算105.1传力柱的构造和施工105.2传力柱的受力安全验算116、先张法预应力空心板预应力施工验算137、后张小箱梁预制台座施工验算158、存梁台座设计188.1箱梁存梁台座基础地基承载力验算188.2空心板存梁台座基础地基承载力验算199、附图 20-31附图1：预制场布置简图；附图2：预制场临时排水简图；附图3：预制场临时用电布置简图；附图4：25米简支箱梁预制场地布置图；附图5：25米先简支后连续、20米简支箱梁预制场地布置图；附图6：20米、25米箱梁预制台座钢筋构造图；附图7：20米、25米箱梁预制场台座构造图；附3、图8：16米、20米先张空心板预制场布置图；附图9：16米、20米空心板先张预制场台座构造图；附图10：16米、20米空心板先张预制台座钢筋构造图。附图11：空心板先张预制台座钢板安装构造图。附图12：空心板、箱梁存梁台座钢筋构造及布置图。一、工程概况1、工程概述xx增城至xx高速公路位于xx市北部，本标段为S15标，属预制梁标，预制范围：主线K11+130K36+760，共25.63公里，途经增城市正果镇、小楼镇和派潭镇。施工内容包括：16m和20m空心板预制、20m和25m小箱梁预制以及管径1.5m砼圆管涵的预制。2、主要工程数量第一合同段：K11+784汽车通道、K11+964汽车通道、4、K12+123中桥、石宜吓跨线桥、大合高架桥、扶罗互通立交；第二合同段：麦村跨线桥、旧省道S119跨线桥、绵湖大桥、大塘高架桥、新省道S119跨线桥；第三合同段：K24+463中桥、增江大桥引桥、县道X261跨线桥、新居大桥；第四合同段：木路跨线桥、广河跨线桥、黄岭香枢纽立交；第五合同段：K30+385中桥、K31+360中桥、K31+730中桥、新屋跨线桥、K35+635汽车通道、瓦窑吓大桥、省道S256跨线桥、坳背互通立交。各类规格预制构件数量表序号梁板规格中板数量（片）边板数量（片）合计（片）116m预制空心板504122626220m预制空心板12618320m预制小箱梁24311635、59425m预制小箱梁79251013025管径1.5m预制砼圆管涵1061（m）二、预制场地设计1、预制场地布置简图本标段工程（预制标）的预制场地设置于xx广汕路与S119省道交汇旁，场地约85亩，内设有项目部办公场所、搅拌站、试验室、预制场、储梁场、钢筋加工场等，具体详见附图1：xx高速第15合同段预制场布置简图。2、预制梁场地设计预制梁场区规划为四个区，第一区为20米、16米先张法空心板制梁区、存梁区以及临时管节预制区，宽度为16米；第二区为25米、20米简支箱梁制梁和存梁区，宽度为31米；第三区为25米先简支后连续制梁和存梁区，宽度为31米；第四区为25米箱梁存梁区,宽度31米。第一区6、是空心板制梁和存梁区，由于20米与16米的底板宽度有两种规格，其预制场设计长90米，宽16m，布置5槽空心板预制底座，其中124cm底宽1槽，每槽4片16米空心板，159cm底宽4槽，每槽4片16米空心板；5槽台座的宽度尺寸为：60+210+60+225+60+225+60+225+60+245+60=1490cm,传力柱的宽度均为0.6m;其中2.1m设为预制1.245米底宽中边梁台座、2.45m设为预制1.595米底宽边梁台座，按照我单位其他高速公路预制标的经验数值，确保能安拆边梁模板。配5跨存梁区，存梁135片。第二区为20米简支箱梁、25米先简支后连续箱梁预制区,20米、25米台座通用7、共20个，存梁100片第三区为25米简支箱梁预制区，台座设计为20个，配4跨存梁区和一个箱梁平移区，存梁100片第四区为25米箱梁存梁区，存梁10跨，存梁150片。具体详见附图8：20米、16米先张法空心板预预制场地布置图、附图4： 20米、25米箱梁预制场布置图、附图5： 25米箱梁预制场布置图。3、搅拌站设计及砼运输本工程在预制场地的布置设计2座1000型号生产能力为100m3/h的强制式混凝土拌和楼和4座水泥罐，在两座拌和楼附近布置砂石场和水泥仓库，方便混凝土搅拌施工。两台搅拌机可以同时保障3个区的梁板生产，配4台砼运输车运输砼。4、大型龙门吊设计本工程在预制场地的布置设计大型龙门吊5台8、和3台小型龙门吊，其中3台型号为MH-120，负责小箱梁的吊运，由于25米小箱梁的重量为73吨，龙门吊的额定吊重量为120吨，具备1.5倍的安全系数，满足吊运施工；另2台型号为MH-30#，负责空心板的吊运，由于20米空心板的重量为30吨，2台龙门吊的额定吊重量各为30吨，具备2倍的安全系数，满足吊运施工；3台型号为MH-5，负责1、2、3区的预制梁板的模板安装与拆除及砼的浇注。各个区龙门吊的布置情况：一区：2台MH-30， 1台MH-5，双台龙门吊移梁；二区：1台MH-120，1台MH-5，单台龙门吊移梁；三区：1台MH-120，1台MH-5，单台龙门吊移梁；四区：1台MH-120，单台龙门9、吊移梁。每个区移梁龙门吊和制梁龙门吊采用同一条轨道，移梁时间要错开制梁龙门吊使用时间。5、梁场排水、养护用水布置1）排水拌合站排水主要是搅拌机清洗废水，含有减水剂和水泥浆，污染比较大，采用三级沉淀集中排放到围墙外水沟。制梁区排水主要是养护用水和雨水，在每个区轨道基础内侧有一条水沟，有一条横向排水沟连接四个区的纵向排水沟，雨水和养护用水经过这条横向排水沟集中排放到围墙外的水沟。附图2： xx高速S15合同段预制场临时排水简图。 2）给水养护预制梁的养护采用覆盖喷淋养护。覆盖材料采用土工布，喷淋设施采用2cmPVC管打眼，PVC管通过软管连接贯穿每片板的顶部，通过软管接在每个制梁区轨道内侧预埋水管10、接口，打开阀门接口始终保持覆盖土工布湿润。6、临时用电布置本预制梁场在钢筋棚附近布置一个配电房,由变压器低压柜用185平方电缆埋设置配电房,供应整个现场施工用电。并且已进场一台250KW发电机以备停电之用，附图3： xx高速S15合同段预制场临时用电布置简图。）配电线路接线方式：配电房引出，成树杆式布式，示意图如下：总配电箱分配电箱开关箱用电设备开关箱用电设备分配电箱开关箱用电设备开关箱用电设备）线路划分从配电房总配电柜分4条出线， 1#线采用35平方电缆引至钢筋加工场级配电箱，2#线采用35平方电缆引至生活区级配电箱，3#、线采用两条70平方电缆引至两台搅拌机级配电箱，4#线采用两条70平方11、电缆引至制梁区级配电箱。各级配电箱在引至开关箱在到用电设备。7、便道的设置预制场内设有两条主便道，主要是满足材料车的通行。在每个区都有设置一条运梁便道平台，满足出梁的需要。三、预制板梁台座设计方案（一）、先张法空心梁板1、台座布置设计1空心板底部宽度为124cm和159cm两种，设计6槽，每槽4片共计24个台座，因20米空心板与16米底宽一样，采用同一个台座。具体详见附图9：20米、16米空心板先张预制场台座构造图。2、台座传力柱设计预制场台座传力柱的作用是支撑张拉钢横梁，其构造是钢筋混凝土结构，每条传力柱的长度设计为90米，传力柱的两端端头各1.2米是60150的扩大墩，端头1.2米处至3.12、2米处是由60150渐变为6070的渐变墩，其他位置是6070的方墩；其钢筋混凝土结构是C30混凝土，纵向钢筋为20钢筋，横向钢筋为12钢筋，两端端头有加密钢筋网，具体详见附图10：20米、16米、空心板先张预制场台座柱筋构造图。传力柱施工时应将原压实地面开挖，施工后的传力柱有40的高度露在地面上，其他都掩埋在地面下，传力柱之间共有六条系梁联接，两端有两条7080的系梁，其它四条系梁是4030；系梁的结构是C30钢筋混凝土。3、底模设计先张法空心梁长槽式台座采用15cm厚的C30钢筋混凝土，5厚的钢板面层，因地基进行过换填碾压处理，承载力能满足施工的需要，台座下承层采用20cm厚C30混凝土基13、础，台座钢板面层的施工图具体详见附图11：空心板先张预制场台座钢板安装构造图。（二）后张法小箱梁1、台座设计25米后张法预应力小箱梁预制台座设计为基础和台座两部分组成，采用长方形台座，共40个台座，台座基础用钢筋混凝土结构，基础长2650cm、宽200300cm、厚4020cm，在底座基础两端距离端头3m处用12mm钢筋的15cm15cm钢筋网，其他基础用12mm钢筋的15cm30cm钢筋网，作为25米预制箱梁预应力施工的受力钢筋基础；台座平面尺寸同25米预制箱梁底部尺寸，利用台座基础预埋锚固钢筋，锚固钢筋与基础钢筋网和底座钢筋网连成整体，将5cm角铁与预埋钢筋焊接成25米预制箱梁底部尺寸，高14、度为20cm，用C30混凝土浇筑。20 米后张法预应力小箱梁预制台座设计同25米，只是在长度有变化，为2150cm。具体详见附图7： 20、25米箱梁预制场台座构造图。2、底模设计底模采用20cm厚C30钢筋混凝土和5钢板台座，台座内分布12钢筋，下部设对拉螺栓，间距625mm，预应力小箱梁底板台座两端开挖2米3米0.5米的钢筋砼扩大基础，用以承受张拉完毕后梁体的重量。（三）台座钢筋制安要求台座钢筋由加工房下料、加工成半成品运到现场，直接在台座上绑扎成型，所用钢筋的种类、型号严格按设计要求选用，钢筋储存于高于地面的垫木或其它支承上，并采取保护措施使其不受机械损伤和腐蚀生锈；进场钢筋按不同钢号、15、等级、规格及生产厂家分批验收，分类堆放，设立明显标志，以利于检查和使用。（四）台座模板装拆要求（1）在砼强度能保证其表面及棱角不因拆除模板而损坏后可拆除模板；（2）拆模前应按养护制度的规定降温，当模板的温度差不大于15oC时，方可拆模。（3）拆模时应先上后下，从两边向中间对称地卸掉螺栓，严禁用大锤猛击模板，注意保护模板。（4）拆模后应将模板上使用过的密封条彻底清理干净。（五）混凝土浇筑及养护、配合比台座基础混凝土设计采用C25，底座为C30砼，传力柱为C30砼，坍落度控制在811cm，材料采用连续级配的碎石，II级中砂，P.O42.5R普通硅酸盐水泥；、混凝土浇注及养护混凝土采用搅拌站集中拌和16、生产，混凝土搅拌车运输，采用插入式振捣器振捣密实；台座混凝土浇筑后要加强养护，拆模后外部采取洒水养生或覆盖养生，覆盖材料为麻布或土工布。四、梁板储梁场设计方案在预制场靠近S119省道储放场：第一区20米、16米先张法空心板储放场设计储放长100米，宽16m，设计储存20米空心板1跨16米空心板4跨,可以储存5排3层9片，共135片，第二区20米简支和25米先简支后连续箱梁储放场设计储放场长173米，宽31m，设计储存20米、25米共用台座，计储存小箱梁2层，可以储存100片梁,第三区25米简支小箱梁储放场设计储放长173米，宽31m，计储存25米小箱梁2层，共100片；第四区为25米箱梁集中存17、放区设计储放长270米，宽25m，可以储存210片梁。一个梁板集中储放场和三个梁板储放场最大容量可以储存小箱梁350片，空心板135片，一共可以储放梁板485片。五、先张法空心板传力柱验算xx高速第15合同段（预制标）的先张空心板中部分空心板设计为16米和20米先张空心板，在先张空心板施工中，我项目部设计了生产先张空心板的预制场，为了确保安全操作和生产，有必要对主要受力构件进行受力安全验算。1、传力柱的构造和施工情况该预制场设计为施工20米和16米先张空心板通用的先张预制场，预制场台座传力柱的作用是支撑张拉钢横梁，其构造是钢筋混凝土结构，每条传力柱的长度是90米，传力柱的两端端头各1.2米是118、5060的扩大墩，端头1.2米处至3.2米处是由15060渐变为7060的渐变墩，其他位置是7060的方墩；其钢筋混凝土结构是C30混凝土，纵向钢筋为20钢筋，横向钢筋为12钢筋，两端端头有加密钢筋网。传力柱施工时将原压实地面开挖，施工后的传力柱有40的高度露在地面上，其他都掩埋在地面下，传力柱之间共有六条系梁联接，两端有两条7080的系梁，其它3条系梁是4030；系梁的结构是C30钢筋混凝土。2、传力柱的受力安全验算情况（以20米空心板受力验算）先张空心板施工时，由两条传力柱支撑前后两条张拉钢横梁，张拉钢横梁是固定张拉钢绞线，张拉钢绞线受力后，将力传递到钢横梁，再由传力柱支撑受力后的钢横梁；19、因此，我们对受力最大的传力柱进行受力安全验算，钢绞线是使用ASTMA41697标准的高强度低松驰270级j15.24mm的规格，标准强度Ryb1860Mpa,单根面积A140mm2,张拉控制应力1302Mpa，其中20米先张空心板的边板是21根钢绞线，其施工受力最大，在其满足安全要求的前提下，其他先张空心板预制场台座传力柱的施工也同样满足安全要求。、计算模式：以传力柱的轴心受压来计算构件受力情况，传力柱的最薄弱情况是中间两系梁位置，其长度为20.9米，截面是7060的方墩传力柱，以该段传力柱作为计算依据；、计算原始数据：该段传力柱两端固定，其计算长度LO = 0.52090 = 1045；混凝20、土等级是C30混凝土，其理论强度fcd = 13.8Mpa；钢筋等级是HRB33520钢筋，其理论强度fsd = 280Mpa；纵向钢筋为20钢筋的布置为截面10条，20钢筋截面积为314.2mm2；传力柱的长细比LO/b = 1045/60 = 17.41，查表得轴心受压构件稳定系数 = 0.91132；、传力柱轴心受压抗弯强度Nj：Nj = 0.9(fcdAfsd A)，其中A是传力柱截面积，A是20钢筋的截面；Nj = 0.90.91132(13.870060028010314.2)/1000 = 5475kN；Nj是21根张拉钢绞线受力后对传力柱的轴心受压强度，由于是两条传力柱支撑张拉21、钢横梁，考虑几种因素，、Nj = 50%21187.5 = 1968.8kN；其中50%是考虑单根传力柱承受张拉钢横梁一半的压力，即两根传力柱平均承受张拉钢横梁的压力；故：n = Nj/Nj = 5475/1968.8= 2.78；（安全系数）、Nj = 60%21187.5=2362.5kN；其中60%是考虑单根传力柱承受张拉钢横梁60%的压力；故：n = Nj/Nj = 5475/2362.5 = 2.32；（安全系数）、Nj =70%21187.5 = 2756.3kN；其中70%是考虑单根传力柱承受张拉钢横梁70%的压力，该因素为传力柱受力最不利因素；故：n = Nj/Nj = 54722、5/2756.3 =1.99；（安全系数）因此，在上述几种因素情况下，传力柱的设计的安全系数仍具有最少2.1倍的安全系数；钢筋混凝土传力柱的设计满足受力安全要求。、构造要求：、全部纵向钢筋：As = 0.6%A = 27.30cm2；其中：A = 7060 = 4200 cm2；传力柱纵向布置钢筋：As = 10314.2 = 31.42 cm2；AsAs；、单侧纵向钢筋：As = 0.2%A = 9.1 cm2；传力柱的钢筋布置设计满足受力安全要求。由于20米先张空心板的边板是21根钢绞线，其施工受力最大，在上述计算，传力柱设计满足施工安全要求，因此，20米空心板中板（18根钢绞线）、16米23、空心板（边板18根钢绞线）的施工，传力柱设计也同样满足安全要求。六、先张法预应力空心板预应力施工验算（20米空心板钢绞线受力验算）先张法空心板钢绞线张拉采用整体张拉整体放张方案，我标段有20米、16米两种空心板，现就钢绞线最多的20米空心板钢绞线受力来验算。20米空心板为尽量节省张拉工作段的钢绞线，根据中华人民共和国行业标准预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程（JGJ 85-2002）的规范，张拉工作段4.5米全部用F25JLM精轧螺纹钢（四级钢），精轧螺纹钢通过双拼式套筒连接器与钢绞线连接；张拉机具主要为张拉钢横梁、张拉定位锚板、预应力工作锚具、连接器、张拉千斤顶、张拉油泵。20米空心板24、张拉时采用一条配套的活动钢横梁，构造与台座固定钢横梁相同。固定和活动钢横梁上安装有张拉定位锚板，用于定位和锚固张拉时钢绞线或精轧螺纹钢。定位锚板是一块打孔的钢板，孔位与空心板钢绞线布置相同。20米空心板张拉时精轧螺纹钢在定位锚板上采用螺母锚固，预应力张拉，精轧螺纹钢张拉采用YC30200型拉杆式千斤顶，30吨级，最大行程300mm；预应力放张采用两部YD400型千斤顶，250吨级，最大行程500mm，配套油泵为2YBZ2-80型电动油泵。工作锚具、张拉用的千斤顶和配套压力表必须经校准标定才可使用。20米空心板张拉钢横梁验算：张拉横梁材料用A3，根据JTJ025-086公路桥涵钢结构及木结构设计25、规范，弯曲应力s188.5MPa,弹性模量E2.0105 MPa张拉横梁截面图如下：截面惯性距：I(bh3-b1h13)/12其中: b=0.4m,h=0.56m,h1=0.5m,b16=0.28m;I(1/12)0.40.563-1/120.280.53I29.3710-4m4抗弯系数： W(bh3-b1h13)/6h抗弯系数： W29.3710-4/0.2810.4910-3m3张拉横梁受力简图如下:L=2350 480b=1390480 q=2833kN/mA B验算按20米空心板边梁的最大钢绞线束21束为验算基准。张拉钢索21束，每束为187.5KN。受力长度b1.39m；集度: q226、1187.5103/1.392833KN/m最大弯矩：M bq(2L-b)/81.392833103(22.35-1.39)/81.63106 Nm弯曲强度：s M/W1.63106(29.3710-3)55.58106N/m2故s 55.58MPa 【s】= 188.5 MPa 因此钢横梁的抗弯强度合格。变曲变形：AB 2.610-3bq(8L3-4Lb2+b2)/EI 2.610-31.392833103(82.353-42.351.392+1.392)/(2.1101129.3710-4) 0.00145m1.45mm AB 1.45mm 【AB】= 2mm；经验算，张拉钢横梁变形量很小27、，符合张拉要求。七、后张小箱梁预制台座施工验算25米后张法预应力小箱梁预制台座由基础和台座两部分组成，采用长方形台座，由于每片25米预制箱梁重量约73吨，故台座基础用钢筋混凝土结构，基础长2650cm、宽300cm、厚4020cm，在底座基础两端距离端头2.5m处用12mm钢筋的15cm15cm钢筋网，其他基础用12mm钢筋的15cm30cm钢筋网，作为25米预制箱梁预应力施工的受力钢筋基础，利用台座基础预埋锚固钢筋，锚固钢筋与基础钢筋网和底座钢筋网连成整体，将5cm角铁与预埋钢筋焊接成25.58米预制箱梁底部尺寸，高度为20cm，用C30混凝土浇筑；25米预制箱梁台座顶面设置反拱度，反拱度在28、跨长范围内按二次抛物线变化，预制箱梁中部按最大反拱度为1.3cm设置；在25米预制箱梁底座混凝土表面采用与预制箱梁底部尺寸一样，台座表面采用5厚钢板，安装尺寸误差应控制在2mm以内，特别是宽度必须准确，才能保证浇注砼时不漏浆，梁底边线平顺； 25米预制小箱梁底座计算资料：、25米预制小箱梁每米自重：由于每片25米预制小箱梁的最大重量为73103kg；q1=73103kg25m=2920/ m；、施工混凝土时产生重量：q2=200/m (施工荷载)；q3=580/m (钢模板荷载)；因此，q = (q1 q2 q3)9.8= 36260N/ m 、底座内力计算：其中：L=1m、b=1m、h=0.29、2m；M=1/8.qL2=1/836260N/ m12m2=4.53104Nm2；W=1/6.bh2=1/61m（0.2）2m2=6.6710-3m3；1=M/W=4.53104Nm26.6710-3m3=6.79Mpa；混凝土等级是C30混凝土，其理论强度 = 13.8Mpa；1=M/W=6.79Mpa 【】= 13.80 Mpa、地基应力计算：预制箱梁重量由底板分数到地基中分布面积为：分布面积F=ab=3m3m220.5m1m =39m2=38.51042；G = bhLq1b1h1L1q2=0.2 m1.0 m26.5 m2600/ m3 +3 m3 m0.2 m2600/ m3370030、/ m25 m=111103；其中：b=1.0m、h=0.2m、L=26.5m、q1= q2=2600/m3、b1=3m、h1=0.2m、L1=3m；地基应力=1111039.8391042=27.9KPa； =27.9KPa 【基】=150KPa (预制场基层碾压后试验数据)；、预应力施工时底座应力计算： 当25米预制箱梁预应力张拉时，预制箱梁底板将形成向上的抛物曲线，造成在预制空心板两端部各1米处与底座接触，其它底板将形成悬空状况，故应计算预应力张拉后预制箱梁端部对两端部各1米处底座产生的压力和底座对基层产生的压力验算：A、预制箱梁端部对底座产生的压力：Q1=73103S=1m1m2=2；31、1=QS=731039.82=3.58Mpa；1=3.65Mpa【】= 13.80 Mpa；B、预制箱梁端部对台座两端扩大基础3m3m基层产生的压力：Q2=Q+Q底= 73103(2600/ m31.0m0.2m1m)(2600/ m33m1m0.4m)=76640=7.66104；S=3m3m2=18；2=QS=7.661049.818=41.7 KPa；2=41.7KPa 【基】=200KPa (预制场基层碾压后试验数据)；在底座基础及底座施工中，由于考虑25米预制箱梁预应力张拉时所产生的集中应力对底座及基础的作用，施工时在底座基础及底座处用12锚固钢筋和钢筋网分布于底座基础及底座，并形成32、整体，因此底座基础及底座与预制箱梁端头接触的位置可视为钢筋混凝土结构，根据上述验算，25米预制箱梁预应力张拉时所产生的集中压力不会对底座及基础造成破坏，因此，20米预制箱梁台座设计的受力计算满足要求。八、存梁台座设计考虑到我标段是专门进行梁板的生产，存梁台座使用时间长，且周转次数多，设计存梁台座为钢筋砼条形基础结构。附图12： 箱梁、空心板存梁台座钢筋构造图及布置图。一、 箱梁存梁台座基础地基承载力验算箱梁存梁台座设计宽1.5米，高0.4米，因梁宽3米，存梁占长度按3米考虑，存梁按2层考虑。Q=Q+Q底= 731032片/2(2600/ m33.0m1.5m0.4m) =77.7103S=3m1.5m=4.5；=QS=7.771049.84.5=169 KPa；=169KPa 【基】=200KPa (预制场基层碾压后试验数据)；故地基承载力满足要求二、 空心板存梁台座基础地基承载力验算箱梁存梁台座设计宽1米，高0.4米，因梁宽1.59米，存梁占长度按1.6米考虑，存梁按3层考虑。Q=Q+Q底= 261033片/2(2600/ m31.6m1m0.4m) =40.7103S=1.6m2m=3.2；=QS=4.071049.83.2=125 KPa；=125KPa 【基】=200KPa (预制场基层碾压后试验数据)故地基承载力满足要求