马鞍山长江公路大桥北边塔施工技术方案

中交二航务实创新卓越和谐马鞍山长江公路大桥北边塔塔柱、横梁施工方案汇报2010年04月1日中交二航局马鞍山长江公路大桥MQ-03标项目经理部中交二航务实创新卓越和谐本次汇报的主要内容一、工程概况二、主要施工流程三、主要施工工艺四、组织结构及资源配置五、质量控制六、安全、环保施工七、施工计划中交二航务实创新卓越和谐一、工程概况主塔结构设计为门式结构，由（下、中、上）塔柱、塔顶鞍罩及下、上横梁组成，其中塔柱为钢筋混凝土结构，上、下横梁为预应力混凝土结构。塔柱高（从塔座项面算至鞍座底）为165.3m，桥面以上塔柱高约132.2m，主塔塔柱横桥向宽度为6.0m，顺桥向宽度为8.0～10.0m，塔柱间中心距：在塔顶处35m，承台顶处43.5m，斜率1:39.6。下塔柱高33.0m（塔座顶至桥面），高程为＋10.000～＋43.000,横桥向宽度6.0m，顺桥向宽度9.6～10.0m，采用单箱单室截面，壁厚：横桥向1.2m、顺桥向1.4m，在塔座顶及与下横梁交界部范围内壁厚逐渐加厚。中塔柱高103.135m，高程为＋43.000～＋146.135,横桥向宽度6.0m，顺桥向宽度8.752～9.6m，采用单箱单室截面，壁厚：横桥向1.0m、顺桥向1.2m，在中、上塔柱交界处设0.6m厚隔板，开2.0×2.0m电梯孔，在桥面处塔柱内侧设1.8m×l.0m进人孔，电力管线从该处通过。上塔柱高29.165m，高程为＋146.135～＋175.300,横桥向宽度6.0m，顺桥向宽度8～8.752m。下横梁高9.0m，横桥向长36.162m，顺桥向顶宽8.461m、底宽8.57m，采用单箱双室截面。下横梁顶面布置有支座垫石及阻尼装置的固定垫块。上横梁设计为具有徽派建筑特色的预应力混凝土结构，上横梁由上、中、下梁三部分组成。上梁与中梁之间用5个有圆柱造型的结构连接，中梁与下梁之间用三个有灯笼造型的结构连接。中交二航务实创新卓越和谐序号材料名称材料型号单位结构名称合计塔柱下横梁上横梁1HRB335钢筋Ф32t959.4959.42Ф20t527.381.2608.53Ф16t610.538.4125.6774.54Ф12t22.941.864.75钢绞线ФS15.2t68.561129.56混凝土C50m310504.21226.81170.612901.6北边塔索塔主要材料数量中交二航务实创新卓越和谐二、主要施工流程根据索塔的结构形式及特点，塔柱及横梁采用的施工工艺为：（1）、塔柱第1-3节段采用脚手支架施工，4-37#节段均采用液压爬模施工。（2）、上下横梁均采用落地式钢管支架现浇，在横梁与塔柱相接处，采取先施工塔柱后施工横梁的顺序。施工准备爬模施工第4-9#节段下横梁上下层施工爬模施工第10-37节段拆除脚手架、安装爬架脚手架施工第1-3节段上横梁下梁施工上横梁中梁施工上横梁上梁施工搭设上横梁支架拆除下横梁支架拆除上横梁支架搭设下横梁支架中交二航务实创新卓越和谐三、主要施工工艺3.1测量控制北边塔施工测量重点是保证塔柱、上下横梁等各部分结构的倾斜率、垂直度、外形几何尺寸、平面位置、高程以及一些内部预埋件的位置准确性。北边塔施工前，应在附近区域布设二级施工控制网点，以确保施工质量。详见《北边塔塔柱施工测量技术方案》3.2塔柱施工3.2.1塔柱劲性骨架的设计及控制3.2.1.1劲性骨架设计为满足塔柱钢筋定位的需要、方便测量放样，塔柱施工时设置劲性骨架。劲性骨架应安装在内层、外层主筋中间，按框架结构形式进行设计。为方便安装，劲性骨架采用后场分榀分节段加工，现场吊装并用型钢连成整体。根据塔柱的自身结构特点，每个塔柱内设置4榀骨架，分布在塔柱壁内。根据塔柱浇筑的分节高度，劲性骨架的标准节长度为9m（下塔柱）和4.5m(上塔柱)，在塔柱起步段及塔冠处加工成异型段。劲性骨架主要采用∠75×75×8、∠50×50×5等角钢制作，骨架采用焊接固定。其构造形式见下图中交二航务实创新卓越和谐中交二航务实创新卓越和谐3.2.1.2劲性骨架施工流程测量校核合格调整位置不合格劲性骨架桁架预埋测量放线桁架接长钢筋绑扎、模板安装调校、浇注混凝土桁架件现场联结桁架加工测量放线桁架运输下一节段劲性骨架施工中交二航务实创新卓越和谐3.2.1.3劲性骨架施工劲性骨架制作和安装：（1）、首先在北塔侧小平台上用角钢制作劲性骨架胎架，该胎架高度约0.3米；（2）、劲性骨架在后场加工制作，先加工成竖向片架，而后用横向杆件焊成单元框架，以备现场安装。（3）、劲性骨架的上下节必须试拼合格后，设定标记、解体送抵现场安装。（4）、劲性骨架采用塔吊安装，全站仪测量定位后焊接固定。（5）、下塔柱的劲性骨架每次拼接9m。上塔柱劲性骨架因受风载影响吊装较为困难，每次按4.5m拼接，这样可以减少施工难度，提高施工精度。中交二航务实创新卓越和谐3.2.2塔柱钢筋工程钢筋在后场加工成型，其尺寸变化以满足设计及规范要求为准，尤其注意准确计算塔柱截面尺寸渐变对钢筋尺寸的影响。（1）、塔柱竖向钢筋采用标准型滚扎直螺纹套筒接头，其钢筋一般为长9m的定尺钢筋。其余钢筋接头均采用焊接或绑扎。（2）、塔柱钢筋同一截面内的接头不应超过50%，在接头长度区段内同一根钢筋不得有两个接头。（3）、钢筋加工钢筋滚轧直螺纹接头在钢筋加工区套丝，其切头、打磨、上好套筒或塑料保护套等各工序必须按要求做好，将加工好的钢筋分类堆放整齐，且在下雨前必须用雨布进行覆盖。一经发现违规行为将采取严厉措施予以处罚。（4）、钢筋安装劲性骨架安装后，即可开始钢筋安装。竖向主筋上部临时固定在劲性骨架上，防止其随风摆动。主筋通过直螺纹连接套筒逐根连接，用扳手拧紧套筒，然后再由下而上绑扎箍筋及水平钢筋。中交二航务实创新卓越和谐（5）、塔柱竖向钢筋定尺9m，主要考虑因素：①、尽量减少非标准尺寸钢筋的加工数量，批量加工标准尺寸主筋，提高工效。②、同一断面主筋的接头数量不得超过钢筋总量的50%。③、主筋的接头应错开布置，两接头间距应≥35d，施工中取120cm。④、操作方便：施工人员在塔柱节段顶面和爬架顶层平台进行主筋的连接。（6）、塔柱施工中应注意横梁水平主筋和预应力锚垫板及波纹管预埋施工。塔柱与横梁连接处的钢筋，在塔柱施工中应及时在横梁位置进行预埋。施工时严格按图纸施工，确保数量和位置准确。（7）、下横梁（上横梁）横桥向部分钢筋预埋在塔柱内，拟对该钢筋用滚扎直螺纹套筒连接，将该套筒内涂抹黄油后紧贴横梁侧塔柱外模，横梁施工时再连接。其大样图如下。中交二航务实创新卓越和谐3.2.3塔柱模板、支架工程3.2.3.1塔柱模板、支架施工概述北边塔施工的两个塔柱高度均为165.3m（从塔座顶面+10.0m算至鞍座底+175.3m），分成37个节段进行施工。第2～36节段为标准节段，每节段高度均为4.5m；第1节段高4.7m，第37节段高度3.1m。外模支架：1～3节段采用脚手架搭设施工，4～37节段采用液压爬模施工。内模支架采取内爬架与脚手管支架施工相结合的方法进行施工。施工分段详见右图。中交二航务实创新卓越和谐3.2.3.2第1～3节段塔柱模板、支架施工塔柱第1-3节段为塔柱起步段，采用脚手管搭设塔柱内外支架进行施工。（1）、支架搭设起步段拟采用Ф48×3.5mm脚手管沿塔柱外围四周搭设三排支架，支架搭设间距为120cm×120cm×120cm，主要用以临时固定接长钢筋及起始段模板，并作为简易操作平台。塔柱内腔支架采用φ48×3.5mm钢管脚手架施工，除预留模板安拆空间外，尽量满布以确保工程安全。支架根据施工需要分节段进行搭设，并设附墙进行固定。该节段外模支架布置见右图。中交二航务实创新卓越和谐（2）、模板外模为爬模模板，包括大面模板和60*60cm的直倒角模板。每个塔肢外模需用两种大面模板M1、M2。M1安装在塔柱短边，宽×高尺寸为5040×4800mm，共计2块（每块倾角不同）；M2安装在塔柱长边，宽×高尺寸为9100×4800mm，共计2块。面板采用厚21mmWISA板；横肋为90×40mm方木，间距为20cm；竖肋为10cm高的几型钢梁，间距为26.5cm；围檩为双肢［14a，最大竖向间距为100cm。拉杆采用45号钢，经调质处理，丝口为M20，采用φ20mm圆钢加工。拉杆最大竖向层距为1.0m，最大水平间距为1.3m。详见下图。倒角模板为钢模：面板为6mm钢板；边肋为∠80×8mm角钢，横肋为［8槽钢。倒角模板的尺寸为600×600×4800mm，共计4块。详见下图。第1节内模为木模，第2、3节为大面模板和50*50cm的倒角钢模板。内模的大面模板结构与外模大面模板类似。模板通过在塔座表面层埋设预埋件，用型钢作为外支撑进行固定。其形式详见下图。中交二航务实创新卓越和谐中交二航务实创新卓越和谐塔柱外模M1结构(塔柱短边)中交二航务实创新卓越和谐塔柱外模M2结构（塔柱长边）外倒角模板展开图中交二航务实创新卓越和谐3.2.3.3第4～37节段塔柱模板、支架施工第4～37节段塔柱外侧模板、支架采用液压爬模施工。当塔柱第3节段施工完毕，即刻拆除外侧脚手架、安装液压爬模，其安装形式见右图。第4节爬架进入施工循环节段，使用至塔柱封顶结束；液压爬模的设计及施工流程见以下章节。塔柱内腔支架9～30#节段为内爬架、其余节段为脚手架。内爬架采用型钢制作支架，高12米重8吨，用塔吊整体吊装而实现向上爬升；脚手架采用Ф48*3.5mm脚手管搭设，通过接长脚手管实现往上爬升。内腔模板为大面模板、倒角模板及木模相结合进行施工。9～30#节段内模用大面模板和倒角模板施工，因塔柱内腔尺寸不同，采用倒角模板不变，只调整大面模板尺寸；其余节段内模采用木模施工。37节段为实心混凝土结构，无内腔，按常规施工工艺施工。爬模安装1234中交二航务实创新卓越和谐3.2.3.4塔柱液压爬模设计液压自爬模体系主要由液压爬升体系和模板体系组成，下平台底梁[12中平台中横梁方钢80X120立杆][22A200X200H型钢后移及上平台调节支撑89X4上平台外立杆][14A说明：1、图中尺寸以毫米计。60060035003000300035001300017503100175066003500300030003500130001750310017506600说明：1、图中尺寸以毫米计。人孔800X800人孔800X800人孔800X800人孔800X800中交二航务实创新卓越和谐本次仿真分析计算共考虑三种工况(架体材料为Q235钢，抗拉屈服强度215MP)工况1：非工作状态（即准备浇筑混凝土的状态，爬架承受施工临时荷载和风荷载）。主要构件部位最大正应力（MPa）最小正应力（MPa）变形(mm)上平台横梁30.9-31.12.3三角架横梁58.9-57.54.9中平台横梁32.7-30.72.3下平台横梁21.6-19.31.9主纵梁78.7-74.94.9竖杆-16.1-16.8/三角架立杆6.7-4.4斜撑-5.7-5.7/工况1下结构计算结果中交二航务实创新卓越和谐工况2：混凝土浇筑状态（即浇筑混凝土的状态）主要构件部位最大正应力（MPa）最小正应力（Mpa）变形（mm）上平台横梁25.9-47.22.7三角架横梁97.4-89.85.1中平台横梁34.9-31.72.9下平台横梁20.1-21.72.3主纵梁104.3-87.55.4竖杆-19.4-27.5/三角架竖杆10.2-8.9斜撑-129.7-129.7/工况2下结构计算结果中交二航务实创新卓越和谐工况3：爬模系统爬升状态（即模架爬升的状态）主要构件部位最大正应力（Mpa）最小正应力（Mpa）变形（mm）上平台横梁17.3-21.22.1三角架横梁37.1-41.84.3中平台横梁114.5-102.85.2下平台横梁148.2-154.92.2主纵梁59.1-49.54.3竖杆-66.4-84.3/三角架竖杆87.5-61.1斜撑-61.9-61.9/工况3下结构计算结果中交二航务实创新卓越和谐A、液压爬模工作原理导轨依靠附在爬架上的液压油缸进