高墩定型钢模板翻模施工方案

京石铁路客运专线JS-1标永定河特大桥框架墩高墩翻模施工方案编制：审核：批准：中铁电气化局集团有限公司京石铁路客运专线项目经理部二〇一一年三月二十日框架高墩施工方案1.1、编制依据1.1.1铁道第三勘察设计院集团有限公司新建北京至石家庄客运专线北京永定河特大桥施工图。1.1.2铁路工程建设通用参考图时速350公里客运专线铁路《北京杜家坎引入丰台段京石上下行联络线框架墩》（图号：京石桥通-60）。1.1.3国家、铁道部现行的设计规范、施工规范、施工指南、验收标准、安全规范等。1.1.4新建铁路北京至石家庄客运专线永定河特大桥北京杜家坎引入丰台段实施性施工组织设计。1.1.5国家、地方颁布的相关法律、法规等。1.1.6现场调查所获得的有关资料。2、工程概况本段桥为京石客专左联跨越京石正线桥而设，设计为框架墩结构，框架墩横梁垂直于京广正线布置（如下图）。墩柱高34.5m、35m，截面形式墩顶截面为3.0×2.8m，纵向按40:1放坡，横向宽2.8m，直坡形式，桥墩为钢筋混凝土构件设计，。3、施工计划根据施工总体设计、现场实际情况及桥梁安装要求，此段框架墩下部墩柱计划2011年2月15日开始施工，2011年4月30日施工结束。框架墩与经广正线位置关系图4、施工方法4.1、总体施工方案本段框架下部墩柱采用翻模施工，支架采用双排脚手架，模板采用钢模，分节施工，Z193、Z194、Z195墩高35m，Z196墩高为34.5m模板设计1.5m一节，模板从墩柱上向下排列Z193、194、195下剩余50cm的调整节，调整节采用木模进行浇注，承台浇注完后达到设计强度后进行50cm调节节段的混凝土浇筑，调整节浇筑完毕后，进翻模施工，第一次浇筑4.5m，以后每次浇筑3m。每台塔吊配备4套模板，模板采用塔吊提升，混凝土采用泵车浇筑。调整节第一次浇筑50cm设计钢模第一次浇筑450cm以后每次浇筑300cm每次最上150cm的模板板不动浇筑300cm承台4.2、翻模模板设计及检算4.2.1、模板高度的选定：因墩身较高，综合考虑了节段施工时间、机具长度及钢筋配料的目的，共加工3层模板，每层1.5m，施工时，每次浇注2节模板的高度，即每次翻2层模板，浇筑3m高的砼。4.2.2、模板构造的设计：1）墩柱模板面板采用δ=6mm厚，Q235A钢板，边框采用100×14mm厚扁钢，肋采用[12#槽钢，布置间距300mm，背楞双20b槽钢，单节模板1.5m，背楞从下到上布置0.35m、0.8m、0.35m；坡墩体内多道对拉螺栓采用高强T25螺栓及墩柱四角部位模板采用斜拉形式加固的形式。高强对拉栓如下图所示：模板选用材料符合国家现行标准，模板结构设计和焊接质量满足甲方的使用要求。2）截面：3mx2.8m,高35m，坡比40:1，矩形墩采用翻模施工，因塔吊最远端吊重1.3吨，故长边（3米宽）模板中间设拼条，背楞活连接，短边（2.8米边）模板按2米+0.8米宽加工，背楞焊在2米板上，模板吊起到施工位置进行组拼，拼条数量满足34.5米墩高施工。墩身模板共配1.5米高板3节。模板采用体内对拉栓配合体外斜拉加固。模板设计立面示意图如下1500550950模板设计平面示意图如下：4.2.4、模板翻升翻模时，保留最顶上一层模板，作为翻升下层模板的持力部分，然后，把最下二层模板拆开，利用塔机将模板吊起，并放置于顶层模板相应平面位置上，将模板与周围模板联接。模板提吊时将所有连接螺栓松开口后利用塔吊将模板向上翻升。模板下排背楞位置预留预埋螺栓孔，翻模时预埋螺栓起承重作用。每次向上翻模时均需将模板及背楞拆散后再吊起至施工位置后重新组拼，并将活接垫脚向板中移动一排孔。重复以上操作至墩身浇筑完成。模板在起吊前应注意检查：（1）、模板的对拉螺杆及连接螺栓是否拆除，检查模板周边是否还有兜挂处，如发现上述问题，应及时拆除后再起吊。（2）、吊环是否完好，螺母是否松动、脱落，如果存在此问题模板不允许起吊，必须马上对其纠正完全达到起吊条件后才能起吊，确保现场施工安全。4.2.5、模板检算4.2.5.1分析计算内容：1）桥墩模侧压力计算2）桥墩模各局部强度、刚度验算分析4.2.5.2分析计算依据1）钢结构设计规范：GB50017-20032）建筑工程大模板技术规程：JGJ74-20033）全钢大模板应用技术规程：DBJ01-89-20044）建筑施工计算手册4.2.5.3模板设计构件规格及布置1）面板：δ62）肋：12#槽钢，布置间距300mm3）背楞：双20b#槽钢，单节模板高1500mm，背楞从下到上布置350mm，800mm，350mm4）边框：扁钢100×144.2.5.4荷载分析1）计算假定混凝土浇注速度控制为2m/h，重力密度24KN/m3，坍落度16~18cm，混凝土入模温度20度，缓凝时间按6h。混凝土的浇注速度为2m/h混凝土的温度T=20°外加剂影响修正系数β1=1.2坍落度影响修正系数β2=1.15混凝土的湿重度ν=24KN/M3混凝土的初凝时间t0可按下式求得：t0=200/（T+15）大体积混凝土缓凝因素影响修正系数β3=1.12）基本荷载（1）砼最大侧压力按如下浇筑条件：水平侧压力标准值：F1=0.22ν×[200/（T+15）]×β1×β2×β3×V1/2=0.22×24×[200/（20+15）]×1.2×1.15×1.1×21/2F1=64.77KN/M2F2=v×HF2=24×25=600KN/M2水平侧压力取值F1=64.77KN/M2=0.065N/mm2（2）浇筑砼时，水平荷载：水平q=6KN/㎡（3）振捣砼荷载：振q=4KN/㎡3）荷载组合（1）系数取值：k活=1.4，k恒=1.2侧计q=k恒qmax+k活（水平q+振q）=1.2×64.77+1.4×(6+4)=91.7KN/m2=0.092N/mm24.2.5.5桥墩模刚度分析1）面板分析i.计算单元选取，在最大侧压力区选择1mm宽度分析：I面=126　×13=18（mm4）w面=6612　=6（mm3）ii.受力简图：仅按平模分析基本为连续多跨，这里偏大按连续三跨分析，L=300L=300面L=300L=300iii.强度分析线q=0.092N/mm2M面=0.1×线qL2=0.1×0.092×3002=825.5N·mmσ=M面/W面=825.5/6=138N/mm2＜［σ］=215N/mm2iv.刚度分析线q=0.065N/mm2maxV面=EI　L100q677.04线=181006.2100300065.0677.054=0.96(mm)＜［面V］=1.5mm故面板刚度合格。2）肋分析i.基本数据12#槽钢I肋=3.91×106mm4W肋=6.21×104mm3因背楞间距为350、800、350受力简图：刚q=300×0.065=19.4N/㎜强q=300×0.092=27.5N/㎜ii.强度分析（肋验算按外伸梁考虑）肋下端为悬臂，最大弯距在下端支座处M肋=2'2aq肋=23005.272=1238295N·mmσ=M肋/W肋=1238295/6.21×104=20N/mm2＜［σ］=215N/mm2iii.刚度分析λ=800350=0.435－24λ2=0.56肋中V=肋肋λEI－lq384)245(24=6541091.31006.238456.08004.19=0.01(㎜)＜［肋V］=0.7㎜故肋刚度合格。3）背楞分析i.基本数据因竖肋较密，故背楞近似按承受均布荷载计算。背楞为双20b#槽钢，1.5米标准节模板布置间距按350、800、350设置。I=2×1914×104mm4W=2×191×103mm3L=2576刚q=0.065x800=51.9N/mm强q=0.092x800=73.4N/mmii.计算截面iii.计算简图L=2576iv.背愣强度分析M背楞=2Kql=225764.73125.0xx=60867030N·mmσ=M背楞/W=60867030/2×191×103=159N/mm2＜［σ］=215N/mm2背楞强度合格v.背楞刚度分析ωmax=EIlq384'54背楞=45410191421006.238425769.515=3.7mm[ω]=L/500=5.2mm背楞刚度合格。4）对拉栓构件强度分析a)对拉栓最大承载力分析对拉栓的垂直间距800mm，水平间距以最不利的中间对拉栓为计算依据，计算跨度应按2576mm计。中间对拉螺栓最大承载力面积Amax=0.8×2.576=2.1m2对拉栓最大承载力为：N柱max=Amax侧计q=1.4×92=129KNb)对拉栓采用Φ25高强螺栓，[f]=410KN129KN[f]=410KN对拉栓满足要求。5）预埋螺栓强度分析3节1.5米模板共重15t,即：150KN，由8根φ32预埋螺栓承载，每根螺栓NV=18.75KN，A=804.2mm2,fV=NV/A=18750/804.2=23.3N/mm2125N/mm2预埋螺栓满足要求。4.2.5.6结论a)按照柱墩模板设计方案所选δ6面板，12#槽钢肋，以及双][20b#槽钢背楞刚度合格，符合《全钢大模板应用技术规程》相关要求。b)桥墩模选择对拉栓组件强度安全。c)模板应用条件（1）当t≥20ºC时砼浇注速度V≤2m/h；（2）因施工现场其他不可预见性因素存在，要求施工时混凝土浇注速度控制在1.5m/h以内。4.3、塔吊设置：本框架墩段标准跨度为20.7m，墩高34.5米、35米，施工时考虑用塔吊安装、拆卸模板和向上运送钢筋。本段计划安装1台塔吊，负责8个桥墩施工，塔吊安装在线路中间，每个循环施工4个桥墩。塔吊布置位置如图：4.4、支架搭设所有支架搭设在承台上，钢管支架底部垫4cm厚的木板，不得直接放在混凝土上。施工时先搭设第一层钢管脚手架，并要求各钢管接头不在同一截面。钢管间距采用0.6×1.2m,共设两排，水平步距为1.2m；每4.5m设置一道剪刀撑，剪刀撑斜角在45°～60°之间，剪刀撑底、顶端要重叠1m并扣紧，每3米设置一道操作平台，平台楼梯设置在框架墩内侧（如图），成“之”字型攀升。楼梯与支架成一体搭设，楼梯四周必须采用密目网进行封闭，以利于施工和检查人员上下行走、安全便捷。为保持支架及墩柱施工的整体性安全，在每层混凝土浇筑完成模板拆除后，利用墩柱混凝土体内预留对拉孔，在对拉孔内穿入不小于直径25mm钢筋，将此钢筋与墩柱外侧支架焊接牢固。支架施工时，要在四角设置4条10mm以上的缆风绳，且分别设在四个地锚上，确保拉结牢固，支架四周采用阻燃密目网进行封闭，每4m搭设一道水平防落网。同一个墩柱的两条缆风绳不能设置在同一个地锚上。缆风绳用直径不小于10mm的钢丝绳。支架布置图见下页附图：支架平面布置图墩柱加固墩柱加固支架立面布置图在墩柱四周设置两道钢管，利用扣件进行卡紧。4.5、钢筋的制作和绑扎为了便于绑扎墩身的钢筋，在墩身四周搭设钢管支架，墩柱钢筋施工时，要在四角设置缆风绳，下部固定于地锚上，同一个墩柱的两条缆风绳不能设置在同一个地锚上，待立模板时，将揽风绳移至模板上固定。缆风绳用直径不小于10mm的钢丝绳。钢筋在加工前，首先将钢筋表面油渍、漆皮、鳞锈等清除干净，对弯曲变形的钢筋进行调直。依据图纸设计进行下料，弯制加工，并按图纸钢筋编号对钢筋分类编号存放。在钢筋的绑扎中，钢筋的交叉点应用铁丝绑扎结实，每3m墩身的纵横向水平筋绑扎完后，在进行混凝土浇筑。墩柱钢筋连接采用直螺纹连接，连接套筒表面不得有裂纹，表面及内螺纹不得有严重的锈蚀及其他肉眼可见的缺陷。钢筋下料时不得用热加工方法切断，钢筋端面要平整并与钢筋轴线垂直；不得有马蹄形或扭曲；钢筋端面出现弯曲时要调直。丝头加工时应使用水性润滑液，不得使用油性润滑液。丝头中径、牙型角及丝头有效螺纹长度要和套筒一致。丝头表面不得有影响接头性能的损坏及锈蚀；丝头加工完毕检验合格后，应立即带上丝头保护帽或拧上连接套筒，防止装卸钢筋时损坏丝头。标准接头丝头有效长度应不小于连接套筒长度的