墩柱施工主要施工方法

5.1施工工艺流程 15.2施工步骤 15.2.1墩柱施工平台搭设 15.2.2施工准备 55.2.3钢筋加工及安装 55.2.4模板加工及安装 75.2.5混凝土的浇筑 10PAGE125.1施工工艺流程图5-1墩柱施工工艺流程图5.2施工步骤5.2.1墩柱施工平台搭设浇筑墩柱混凝土，施工前搭设好脚手架和作业平台，墩身施工前搭设施工平台，平台外侧设栏杆和上下扶梯，加设密目安全网。施工中支架搭设前平整搭设场地，排水畅通，支架底座面高于自然地面50mm，并及时校正步距、纵距、横距及立杆的垂直度。1、支架基础（1）地基整平夯实，不积水，保证地基不变形、不沉陷。（2）立杆支承固定在4.5m的36#槽钢上，采用木垫板找平。2、支架搭设（1）采用整体式双排落地回字形脚手架，排距1.0m，立杆间距1.2m，步距1.2m，大横杆长4.5m，小横杆长1.2m，内侧杆距墩柱模板0.2m-0.3m，立杆垂直度偏差不大于架高的1/200。（2）立杆接头除在顶层可采用搭接外，其余各接头采取对接扣件，对接应符合下要求：立杆上的对接扣件应交错布置，两相邻立杆接头不设在同步同跨内，两相邻立杆接头在高度方向错开的距离不小于500mm，各接头中心距主节点的距离不大于步距的1/3，同一步内不允许有二个接头。（3）立杆顶端高出桥墩柱顶面1.5m。（4）脚手架底部设置纵、横向扫地杆。纵向扫地杆用直角扣件固定在距架底20cm处的立杆上，横向扫地杆用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。（5）大横杆设于小横杆之下，在立杆内侧，采用直角扣件与立杆扣紧，大横杆对接扣件连接、对接接头交错布置，不设在同步、同跨内，相邻接头水平距离不小于50cm，并避免设在纵向水平跨的跨中。（6）架子四周大横杆的纵向水平高差不超过50cm，同一排大横杆的水平偏差不大于1/300。（7）小横杆两端采用直角扣件固定在立杆上。（8）每一主节点(即立杆、大横杆交汇处)处设置一小横杆，并采用直角扣件扣紧在大横杆上，该杆轴线偏离主节点的距离不大于15cm，靠墩台面一侧的外伸长度不大于25cm。操作层上非主节点处的横向水平杆宜根据支承脚手板的需要等间距设置，最大间距不大于立杆间距的1/2，施工层小横杆间距为1.2m。（9）脚手板采用5cm厚木板，设置在三根以上小横杆上，平铺铺满并绑扎牢固，不得留有空隙和探头板。操作层防护栏杆高于工作面1.5m，并在其内侧立挂安全网，网的下口挂搭封严(即形成兜网)，再在操作层脚手板下另设一道密目式固定安全网。（10）脚手架的外立面设置剪刀撑，由底至顶连续设置。剪刀撑用旋转扣件固定在与之相交的小横杆的伸出端或立杆上，旋转扣件中心线距主节点的距离不大于15cm。剪刀撑在脚手架外侧交叉成十字形的双杆互相交叉，并与地面成45°～60°夹角，把脚手架连成整体，增加脚手架的整体稳定。（11）用于大横杆对接的扣件开口，应朝架子内侧，螺栓向上，避免开口朝上，以防雨水进人，导致扣件锈蚀、锈腐后强度减弱，直角扣件不得朝上。（12）脚手架高度超过20.0m时，加设缆风绳或与已灌注过的结构物用平杆支撑。（13）脚手架搭设“之”字爬梯以方便施工人员上下通行。图5-2墩柱施工平台搭设（14）安全网挂设要严密，绑扎牢固，严防漏眼绑扎，两网连接处绑在同一杆件上，并挂设在立杆内侧。（15）脚手架与施工层之间要按验收标准设置封闭平网，防止杂物下跌。为防止高空坠物造成的伤害，水平网距离地面高度不小于3m。3、支架的验收（1）脚手架搭设几何尺寸整体式双排“回”字形结构，搭设最大高度为7m（H），立杆间距1.2m（Ia），步距1.2m（h），排距1.0m（Ib），内侧杆距墩柱模板0.2m—0.3m，脚手板采用满铺5cm厚木板，操作层防护拉杆高于工作面1.5m，立挂密目式安全网，下部为敞开式支架。（2）荷载传递路线1）竖向荷载：脚手板→横向水平杆→纵向水平杆→纵向水平杆与立杆连接的扣件→立杆→垫板→地基（36#槽钢）。2）水平荷载：立杆→立杆连接扣件→立杆。（3）横向水平杆强度计算施工均布活荷载标准值：3.0kN/m²（查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130—2011，表4.2.2，以下同）。木脚手板均布荷载标准值：0.35kN/m²（查表4.2.1—1）。横向水平杆间距Ib：1.0m。1）抗弯拉强度验算横向水平杆上的线荷载标准值：qk=（3+0.35）×1.0=3.35kN/m。横向水平杆上的线荷载计算值：q=（1.2×0.35+1.4×3）×1.0=4.62kN/m。横向水平杆按简支梁计算，考虑活荷载在横向水平杆上的最不利位置，验算弯曲正应力、挠度不计悬挑荷载。图5-3横向水平杆的强度验算最大弯矩：Mmax=qIb²/8=4.62×1.0²/8=0.578kN·m弯曲正应力：σ=Mmax/W=0.578×106/5.08×103=113.78N/mm²<205N/mm²（查表5.1.6和B.0.1）满足要求。2）变形验算按表5.1.8受弯构件的容许挠度要求，挠度不应超过L/150=1000/150=6.7mm和10mm，此处指不超过6.7mm。υ=5qkIb4/384EI=5×3.35×10004/384×2.06×105×12.19×104=1.7mm<6.7mm。（查表5.1.6和B.0.1）满足要求。3）地基承载力计算上部结构传到基础顶面的轴向力设计值N=8.339kn，设置36#槽钢，作用长度1.0m，基础底面积A=1.0×0.36=0.36m2，地基承载力标准值按回填碎石土夯实取fk=240KN/m²。地基承载力设计值fg=0.4fk=0.4×240=96KN/m²。立杆基础地面的平均压力：N/A=8.339/0.36=23.2KN/m²<96KN/m²。满足要求。5.2.2施工准备1、场地平整在桩基混凝土施工完毕7天后，对桩基进行超声波检测，检测合格后对桩头进行破除，破除长度为1倍桩基直径。接完桩头后对施工所开挖的坑槽进行回填处理，并对待施工场地进行平整压实。2、机械设备及水电准备墩柱施工所用机械设备准备吊车、装载机、混凝土运输车、备用发电机等。施工用水电从沿线附近水电源引入。施工前对所用机械设备进行检修，以保证施工期间的正常进行。3、测量放样由测量人员对墩柱进行测量放样工作，墩柱中心误差控制在10mm以内。5.2.3钢筋加工及安装墩柱钢筋半成品于钢筋加工厂集中制作，组装成型，验收合格后运送至施工现场进行吊装。墩柱的钢筋可分节段制作和安装，且应保证其连接精度；条件具备时，亦可采用整体制作、整体安装的方式施工，但在制作、存放、运输和安装时应采取有效措施保证其刚度，避免产生过大的变形。1、钢筋加工①进场钢筋必须有出厂质量证明书和试验报告单，钢筋进场后，试验室现场取样进行检验，检验合格后才允许使用。②钢筋原材要进行调直，局部不得有弯曲现象；对钢筋表面进行除锈处理，表面不得有锈蚀、油渍、污渍等现象。③钢筋统一在钢筋加工厂加工，钢筋加工尺寸符合图纸设计要求，钢筋制作应满足施工图纸及施工规范要求。钢筋原材料及加工完成的成品均应采取“上盖下垫”措施进行防护。④钢筋焊接应使用熟练技工焊接，焊工应有上岗证。钢筋焊接长度应满足规范要求：双面焊接长度不小于5d，单面焊接长度不小于10d；钢筋焊接前焊端应先预弯，保证钢筋焊接完成后，钢筋轴线在同一条直线上；钢筋焊接接头应按施工规范要求互相错开；钢筋焊接采用二氧化碳保护焊。2、钢筋笼制作钢筋笼均在钢筋场集中加工，用平板车或者货车运至现场。钢筋笼主筋采用直螺纹连接，钢筋笼全部用滚焊机焊接成型。钢筋进场后，先对钢筋原材和套筒外观进行验收，检查钢筋出厂质量证明书中的炉批号是否与进场钢筋铭牌的炉批号相符及检查套筒的规格型号性能与外包装是否一致，配合监理进行见证取样复验，经监理工程师检验合格后，堆放到钢筋场内堆放区域及套筒堆放区域。（1）钢筋笼加工流程加工流程：钢筋下料→端头切除→加工螺纹→端头打磨→丝头检查验收→安装套筒→加工成钢筋笼→安装丝头防护套→钢筋笼做好标示→运至现场→现场安装。（2）加工好的丝头需逐个检查验收填写《现场钢筋丝头加工质量检验记录表》检验合格的丝头方能使用。验收丝头使用通规和止规，如下图所示：图5.9-1环规使用示意图图5.9-2塞规使用示意图（3）钢筋笼根据墩柱高度钢筋分节制作，相邻两根主筋接头间距（中心距）≥35d，在同一截面上接头不大于50％。主筋应做好标记，使钢筋笼安装时每一根主筋都是一一对应的。（4）加强筋（加强圈）设在主筋内侧，螺旋筋范围内每2m一道，螺旋筋以下每1m一道，自身搭接部分采用双面焊，焊缝长度不小于5d，加强筋与主筋连接全部焊接。（5）钢筋笼螺旋箍筋与主筋点焊固定，主筋与螺旋筋的全部交点必须50%焊接牢固（间隔点焊，呈“梅花状”）。（6）为控制保护层厚度，在钢筋笼主筋上，每隔2m设置一道圆形砼垫块，每个截面设置4个，各个截面错开呈梅花形布置。按照设计图纸要求灌注桩保护层厚度为10cm(净保护层8.7cm）。（7）钢筋笼的验收与成品保护钢筋笼制作完成后，先由工班长自检，确定合格后提交技术员复检，最后由质检员检验。自检合格后，填写工序交验单，提交监理工程师验收，验收合格后方能用于现场墩柱施工。（8）钢筋笼堆放场地应平整，堆放层数不得超过二层，并分别挂牌做好标识，做到下垫上盖。同一根墩柱的钢筋笼摆放在一起，先用的钢筋笼摆放在上层，避免反复翻找造成钢筋笼变形。（9）钢筋笼运输使用炮车、货车，注意保护钢筋笼，避免碰撞，运输时行车速度不超过30km/h。3、钢筋安装墩柱钢筋骨架于钢筋加工厂加工成型运至施工现场，采用吊车吊装。进行骨架安装时，严格控制钢筋骨架垂直度、标高及保护层厚度。钢筋骨架与桩基钢筋连接焊接头要满足要求，保证焊接质量。钢筋严格按照设计及规范要求进行绑扎，钢筋间距满足要求，加强箍筋与主筋绑扎牢固，无松动现象。钢筋与模板间应放置垫块，保证钢筋有足够的保护层。钢筋笼安装前应该对钢筋笼中心线进行校核，保证墩柱保护层厚度符合设计及规范要求。5.2.4模板加工及安装1、模板的加工墩柱模板采用钢模，由模板生产厂家严格按图纸设计尺寸采用6mm钢板进行制作加工。要求模板平整度、拼装长度以及接缝满足设计及规范要求。模板进场由专人负责进行验收，合格之后对模板表面进行打磨刨光处理，调整模板横向和纵向接缝。2、模板的吊放安装现场采用汽车吊拼装，人工配合施工。模板先进行试拼，及时对模板进行修整，涂脱模剂，确保无误之后再进行吊装。墩柱模板上部采用4根缆风绳对角加固，施工中注意缆风绳地锚牢固，不发生松动现象。a.模板安装、加固完毕后，采用十字交叉法对模板顶中心与墩柱中心进行对中复核，并用锤球吊线检查墩身模板的垂直度，两者误差均应满足《公路工程质量检验评定标准》的规定。b.严格控制模板安装质量：模板接缝处加垫软橡皮条，使模板拼缝平顺、严密，无错缝、错台现象，确保在砼振捣过程中，接缝处不发生漏浆现象。c.模板安装完成后，注意模板与桩基础接触面处用砂浆封堵严密，确保在接缝处不发生“烂根”现象。d.砼浇注过程中，注意派专人查看模板情况，发现问题及时处理，确保不发生“跑模”现象。3）模板受力验算模板压力计算墩柱砼浇筑速度取V=5m/h，砼入模温度按T=30℃计算，则V/T=5/30=0.167＞0.035，按《路桥施工计算手册》，h=1.53+3.8V/T=1.53+3.8×0.167=2.16m，砼不参缓凝剂时K=1，则砼对现浇大模板最大侧压力Pm=Kγh=1×25×2.16=54Kpa，考虑振动荷载4Kpa，则P=54×1.2+4×1.4=70.4Kpa。面板验算强度验算：为了便于计算，圆柱模板按展开后的平面尺寸进行验算，选用板区格中三面固结、一面简支的最不受力情况进行计算。Ly/Lx=300/315=0.952，查《路桥施工计算手册》附表二得Kmx0=-0.0629，Kmy0=-0.0599，Kmx=0.0229，Kmy=0.0194，Kf=0.00182。面板的抗弯强度设计值[σw]=145Mpa。取1mm宽的板条作为计算单元，荷载q=70.4×10-3×1=0.0704N/mm，支座弯矩：Mx0=Kmx0.q.Lx2=-0.0629×0.0704×3152=-439.4N.mmMy0=Kmy0.q.Ly2=-0.0599×0.0704×3002=-379.5N.mm面板的截面抵抗矩W=bh2/6=1×62/6=6mm3应力为：σmax=Mmax/W=439.4/6=73.2MPa<[σw]=145MPa(可)跨中弯矩：Mx=Kmx.q.Lx2=0.0229×0.0704×3152=160N.mmMy=Kmy.q.Ly2=0.0194×0.0704×3002=122.9N.mm钢板的泊松比ν=0.3，故需换算为：Mx（ν）=Mx+νMy=160+0.3×122.9=196.9N.mmMy（ν）=My+νMx=122.9+0.3×160=170.9N.mm应力为：σmax=Mmax/W=196.9/6=32.8MPa<[σw]=145MPa(可)刚度验算：B0=Eh3/[12(1-ν2)]=2.1×105×63/[12(1-0.32)]=41.54×105N.mmωmax=KfqL4/B0=0.00182×0.0704×3154/（41.54×105）=0.304mm<Lx/500=315/500=0.63mm，(可)横肋验算横肋采用100mm×8mm扁钢，间距315mm，以竖肋与横肋的焊接结点作为支承点，支承点最大间距L=315mm，100mm×8mm扁钢W=8×1002/6=13.33×103mm3，I=8×1003/12=66.67×104mm4。横肋的抗拉、抗弯、抗压强度设计值取145Mpa。强度验算：q=PL=0.0704×300=21.1N/mmMmax=qL2/8=21.1×3152/8=0.26×106（N.mm）σmax=Mmax/W=0.26×106/（13.33×103）=19.6MPa<[σw]=145MPa(可)刚度验算：ωmax=5qL4/（384EI）=5×21.1×3154/（384×2.1×105×66.67×104）=0.02mm<315/400=0.78mm，（可）④竖肋验算竖肋采用100mm×8mm扁钢，间距300mm，以横肋与竖肋的焊接结点作为支承点，支承点最大间距L=300mm，100mm×8mm扁钢W=8×1002/6=13.33×103mm3，I=8×1003/12=66.67×104mm4。横肋的抗拉、抗弯、抗压强度设计值取145Mpa。强度验算：q=PL=0.0704×315=22.2N/mmMmax=qL2/8=22.2×3002/8=0.25×106（N.mm）σmax=Mmax/W=0.25×106/（13.33×103）=18.75MPa<[σw]=145MPa(可)刚度验算：ωmax=5qL4/（384EI）=5×22.2×3004/（384×2.1×105×66.67×104）=0.017mm<300/400=0.75mm，（可）⑤螺栓强度验算每米高度圆柱模板每侧螺栓所受的总拉力F=70.4×1×2/2=70.4KN，螺栓间距15cm，高度1m范围内螺栓个数n=100/15=7个，螺栓主要承受拉力，单个螺栓承受的拉力F’=70.4/7=10.1KN。普通螺栓的抗拉承载力按下式计算：[NLI]=3.14（2d-1.8763t)2/(16[σL1]）式中：[NLI]普通螺栓的抗拉承载力；[σL1]螺栓的抗拉容许应力，取110Mpa；d螺栓杆的外径，取16mm；t螺栓的螺纹间距，取2.5mm；则采用直径16mm普通螺栓，其抗拉承载力：[NLI]=3.14（2d-1.8763t)2/(16[σL1]）=3.14×（2×16-1.8763×2.5）2/（16×110）=16108N=16.1KN＞F’=10.1KN，（可）。5.2.5混凝土的浇筑桥墩施工前，应对其施工范围内基础顶面的混凝土进行凿毛处理，并应将表面的松散层、石屑等清理干净；对分节段施工的桥墩，其接缝亦应作相同的凿毛和清洁处理。墩台混凝土在拌和站统一集中搅拌，混凝土标号为C40，由混凝土罐车运送到位，吊车吊送，插入式振捣器振捣施工，混凝土设计坍落度140-180mm。浇注砼前，用清水冲洗，把砼表面湿润，或者在混凝土施工之前先撒布高一强度的水泥砂浆，使新旧砼较好连接。为确保墩柱施工质量，施工中从以下几方面控制：1、原材对于混凝土原材，严格按合同文件及设计和规范要求进行检验，必须满足《公路工程质量检验评定标准》的要求，并经监理工程师认可后方可使用。不合格原材坚决不予进场。砂石料在料场分格存放，插上标识牌。2、混凝土拌和墩台混凝土在拌和站集中拌和，拌和设备为大型自动计量拌和站，砼搅拌时，应严格按试验室出具的施工配合比进行，严格控制搅拌时间，使砼搅拌均匀，试验人员现场值班，控制砼坍落度及和易性，发现问题及时处理。3、混凝土的运输混凝土运输采用混凝土罐车运送，从混凝土入罐到出罐，混凝土运输车要按要求进行自动匀速