某特大桥主墩施工方案和套箱计算书

XX 大桥主墩承台施工方案

一、概述

XX 特大桥主桥为1×108+2×185+1×108m ，预应力砼连续刚构，横跨容桂水道。容桂水道较宽，将近600m ，最大水深处将近14m ，历史最高洪潮水位为3.836m ，历史最低水位为-0.724m 。6-9月是台风季节，最大风力超过12级。2250/2565567.55655652852×450200

1300200

350150400220

200450200

4501300

主墩承台构造图

桥中心

线全桥共有3个主墩承台和2个过渡墩承台，都为高桩承台。主墩每个承台由16根Φ2.2m 的桩支承。承台尺寸为32.5×13×4m ，另有1.5m 封底砼。两端为弧形，混凝土设计强度为C30，单个承台方量为1582m 3，其中封底砼设计强度为C20，单个承台方量为593.3 m 3。

二、钢套箱的结构设计

XX 特大桥承台施工采用的是内撑式下承重结构，有底套箱的施工方案，（套箱结构见附图）。

2.1结构设计荷载的确定。

承台砼施工分3层，每层为1m 、1.5m 、1.5m ，另外还有1.5m 的封底混凝土。封底砼的刚度已经很大，其与钢护筒的粘结力足能够抵抗第一层砼的自重，考虑到材料设备的周转周期和结构的经济合理，悬吊系统的设计荷载由（封底砼重量+悬吊结构自重-水浮力）×1.7安全系数，由于整个套箱在施工过程中有一半都在常水位以下，按最低水位考虑了一定的浮力。

2.2承重架及吊杆设计

在承台每个桩头上设一根钢立柱，在中间一排钢立柱上摆放主承重大梁，主承重大梁用2I56拼成，在主承重大梁上布设多组2I45及2I56顶分配大梁用来悬吊吊杆，中间5

=930Ppa的Φ32精钆螺根顶分配大梁用2I45，边上2根顶分配大梁用2I56，吊杆采用f

y

纹钢。套箱底板采用钢筋砼底板，底板比承台宽1.5m，方便安装和支撑侧模，底板上预埋带勾钢筋，与承台砼牢固连为一体。底分配梁采用2I45。在浇筑完承台封底砼后，将拆除混凝土以上部分的钢立柱、顶平台工钢、底平台工钢，依靠已浇筑部分承台来支撑第1、2、3次承台砼。

2.2.1系统承受的荷载主要包括：底梁底板、套箱侧模、内撑、承台架(包括人员、机具，不含钢立柱)、封底砼以及施工动载等。

（1）钢立柱设计

一个承台有16根桩，在每根桩上埋设一根钢立柱，最外侧2根钢立柱由2根I45型钢加工而成，其余的14根钢立柱由槽钢和角钢加工而成。其截面形式见附图。其受力按轴心受压构件计算，按λ=N/（φA）≤f计算其整体稳定性，其中φ为轴心受压构件稳定系数，根据杆件的长细比λ=L/i查表而得。其中L为计算长度，i为截面回转半径，取x、y方向的较小值。

（2）吊杆的设置

在主承重大梁上设置有7根顶分配大梁，中间5根大梁每根大梁设有6个吊点，外侧2根大梁每根大梁设有4个吊点，吊杆具体布置见附图。经过计算吊杆最大受力为53t，决定选用国产的设计强度f=930Mpa的Φ32的精轧螺纹钢，其设计承载力F=74t。单个套箱布置38根。

（3）主梁设计

主梁由2I56组成，单个套箱有主梁1组，经过计算贝雷架的M＜5[M]=335t·m Q＜5[Q]=125t

（4）底分配梁与顶分配梁设计

底分配梁由6根2I45b组成，顶分配梁边有7根，其中5根2I45b，2根2I56b，底梁的荷载由6根平均分配。

（5）底板

底板采用15 cm厚的钢筋混凝土板，根据现场要求分好块，砼底板的配筋设计以箱内抽干水后箱外最高水位水反压力为最不安全状况要求考虑，并且外缘处要承受外侧模的重量，所以底板上都预留有许多伸入第一层砼的钢筋，使底板与封底砼结为整体，共同受力

（6）侧模与内支撑梁

侧模主要用以封水，并作为承台模板，各块套箱侧模通过高强螺栓连接起来，为防止侧模水压变形以及下放的平稳安全，内部还设有桁架内撑，外侧设有I32加劲肋增加模板的刚度和抵抗水流和台风外荷作用。

三、承台套箱安装

3.1各预制加工件的施工

3.1.1钢立柱的加工安装

钢立柱是全部设计重量的承受件，也是通过它将荷载传递到桩基上，其加工质量一定要严格把关，安装的垂直精度、位置要准确，否则会影响到上大梁的安装和降低其承载力。

3.1.2上下分配梁的加工安装

上、下分配梁是整个悬吊系统的主要结构，安装的位置一定要很准确，否则影响到吊杆的安装和受力，所有的大梁在加工前都要求调直，吊孔位置都要精确放样，并且要将吊杆底螺母先固定在底分配梁上，以避免水下作业。

3.1.3底板的预制

首先必须将桩位护筒的平面位置准确放样，以确定分块加工的尺寸。加工件的误差尺寸不能超过10mm，并且周边的预埋钢筋、侧模的限位钢板、吊杆孔等预埋件位置要准确。

3.2承台套箱的安装

3.2.1钢立柱安装

在桩基砼施工时，首先将钢立柱预埋件预埋入砼中，要求标高要准确，宁低勿高。在桩基检测合格后破桩头露出钢板面测设好要求的标高位置。钢立柱在放样好的平面位置上架立，并观测其垂直度，然后焊接加固。

3.2.2下平台安装

在确定的临时水位以上，在桩护筒上设临时牛腿，在牛腿上安装底分配梁。

3.2.3上平台安装

在钢立柱上先安装主承重梁，再安装顶分配梁，后安装吊杆；吊杆共有2类：一类是起落吊杆共34根；另一种是固定吊杆共4根。起落吊杆的上端设有起落扁担和千斤顶。所有吊杆下端都是固定螺母，上端自由，通过上端调整标高和受力均匀。

3.2.4底板安装

起落吊杆安装后，将钢护筒上的牛腿割除，即可安装砼预制底板，并即时焊接成整体，然后才上固定吊杆。

3.2.5侧模安装

在底板安装好后，放出承台边界线和模板分块线，以及工字钢带位置中心线，在边界线上设置内限位挡块，防止模板内移。在钢立柱上安装临时内撑架，内撑架以顶分配梁为骨架，此时内撑架起到拼装外模稳定和下放套箱时的导向作用。每块侧模板严格按照预先放好的起止线安装，以便最后合拢，最后安装外侧竖带，并在竖带下端焊外限位挡块。

3.2.6套箱下放

套箱下放时人员在上平台操作，通过34根吊杆，利用68台20T千斤顶同时下放，下放的速度要慢，并且要保证箱内外水位要基本一致。

四、混凝土施工

4.1封底砼施工

4.1.1 C20砼配合比设计及品质要求

封底砼为C20，按水下砼设计，砼坍落度采用20-22cm，初凝时为13-14小时，粗骨料为0.5-3cm的连续级配，砼要具有很好的流动性和和易性。

4.1.2砼浇筑

单个封底砼方量为593.3m3，浇筑时间控制在12-13小时完成。按照砼流动半径，根据现场经验定点布置20个浇筑点，导管口离底板0.2m，剪球后导管埋深应为0.6m。施工时从中间开始，对称向上、下游进行。

4.1.3施工观测

为了保证水下砼的浇筑质量达到预设的目的，须对其在全过程进行测量，用2cm的铁板加工重约300克，底宽为10×10cm的测垫，对砼进行监测和剪球后导管的埋深以及桩基护筒处的砼情况，砼流动情况等等，指导每个浇筑点的工作，决定每个点的结束时间。

4.2承台砼施工

当封底砼强度达80%后，开始抽水和凿除多余封底砼，护筒割除，测量放样后进行承台砼施工。承台砼分3层施工，1m砼395.5 m3、1.5m砼593.3 m3。

4.2.1配合比设计

大体积砼的施工要考虑水化热的控制，首先在配合比设计上，降低水泥用量，使用粉煤灰提高和易性，添加外加剂等延缓砼早期强度，增加后期强度的增长，防止水化热温度峰值与强度峰值的叠加出现，避免因两峰值叠加产生较大的拉应力所造成的危害裂缝。

4.2.2养生

按承台结构设计要求，每层砼都设有一层冷却管，从开盘到第14天，不间断通水，

并且在砼初凝后在其表面蓄水养生，并在砼体内埋设温度感应片对其进行监视。

五、承台温度控制

5.1温控措施

5.1.1从原材和配合比方面最大限度地减少水化热

水泥水化热主要来自水泥矿物组合中C3S和C3A。要降低水化热，应优先考虑采用C3S和C3A含量较低的水泥。

另一方面，降低水化热要减少混凝土配合比中水泥的用量，我们采用“双掺”技术，即既掺粉煤灰又掺减水剂。同时，利用掺粉煤灰的混凝土后期强度仍有增长的现象，延长混凝土设计龄期，采用60d设计强度，以相应降低28d强度等级，减少水泥用量。

5.1.2降低入仓气温

晴天时夜间浇筑，阴天时视气温情况而定，避开气温较高时浇筑。

水泥提前进场降温，杜绝使用刚出厂水泥。对粗、细骨料，在拌合前用江水冲洗降温，且在拌合水中加冰块，使混凝土初始温度降低到一定程度，使混凝土温度与环境温度相差较小。

5.1.3加快混凝土内热量散失

采用薄层浇筑，利用层面散热以降低混凝土温度，分层厚度一般为0.3m~0.5m。

为了控制新浇混凝土温度升值过高，在每层混凝土的中部布设冷却管，在混凝土浇筑后即进行通水冷却，在混凝土全部浇筑完成后，继续进行通水冷却，使混凝土冷却到最终稳定温度为止，冷却时间为浇筑开始初期的10天以上。

在混凝土养生过程中应根据冷却水进、出口温差监测情况，及时调整水温及水流量。最大限度地减低混凝土最高温度和内外温差。

5.2混凝土表面养护

混凝土表面覆盖麻袋保湿养生。气温较高时，混凝土表面蓄水养生，蓄水深度不小于30cm。

主墩承台施工流程如下图所示：

主墩承台施工流程图

六、工程质量及安全生产保证措施

（一）、确保工程质量措施

我司质量方针是“规范管理、精益求精、优质服务、顾客满意”。根据质量体系文件，对工程质量管理职责明确，并进行全过程控制，并且可追溯，保证质量文件和资料的真实、完整。严格按照有关程序文件、设计文件和交通部颁发的《公路工程桥涵施工技术规范》、《公路工程质量检验评定标准》、《公路工程材料试验规程》等进行工程管理，确保承建工程的分部分项评分。质量保证体系运行如下图所示：

质保体系运行机制图

1、施工质量的基础工作

（1）、文件资料的控制

对与工程有关的所有文件和资料进行控制，以保有与质量有关的活动都使用相应文件和资料的有效版本。对于工程技术文件和资料，要有受控标识；对于施工图、施工组织设计、作业指导书等在受控范围内分发应盖“受控”章；在非受控范围内分发应盖“非受控”章，且无论是否受控均应有唯一的分发号。文件分发前编制《文件和资料发放清单》，发放清单确保分发范围适当，使对质量体系有效运行起重要作用的部门或岗位都能得到相应文件的有效版本。各部门的文件和资料的发放清单由各部门负责人批准后进行分发，持有者予以签收，并在发放清单上签名和注明日期。

（2）、产品标识和可追溯性控制

通过对产品标识和可追塑性的控制，防止不同规格、批次、类别的产品误用或混用，确保在需工时可追溯。对有包装及标签上有说明材料的名称、规格、出厂日期、生产厂家等内容的材料（袋装水泥、钢材、支座、伸缩缝等），在运输过程中应对材料的标识妥善保护，防止标识的损坏和丢失。对无附带标识的材料（散装水泥、砂石等材料），应记录材料的名称、产地、生产厂家、规格型号、进货日期等。

不同规格的材料存放时应分开堆放，堆放的材料应有标识，必要时在容易看到的地方用标识牌注明材料的标识内容。每批材料发放后，仓管员将堆放点的标识收回，如标识无需保留立即销毁，以免误用。

材料发放时，在材料领用单上注明用途，如整批领用则将标识一同领走；如领用部分材料，必要时，仓管员复制标识由领料人带走，原标识保留在存放点。材料从仓库转运到使用地点时，有标识的材料应妥善保护其标识；无附带标识的材料应对转运过程进行跟踪，检查装货、卸货、运输过程，防止出现混淆，存放后及时加设标识。作业班组在材料使用过程中应对材料的标识进行维护，作业班组长负责使用时标识的管理。在使用过程中如非一次性用完领用的材料时，应尽量保留材料的标识在剩余部份上。如标识毁坏，应对标识进行移植，标识的移植方式视材料的特性而定。

（3）、半成品的标识控制

①、施工中所形成的半成品如钢结构、钢筋半成品等，应用油漆书写或挂标识牌的方法对其进行标识，注明生产日期、半成品名称、编号和型号等标识内容。每一半成品应有唯一的编号与其对应。

②、在加工过程中应注意对标识的保护，如确需毁坏或覆盖原标识，应改用临时标识，该工序完工后应恢复原标识。

③、半成品应通过记录（原材料批号、检验记录、过程工艺及检验记录、半成品

质量检验记录等）与其所用的原材料和加工工艺建立联系，确保对其质量的可追溯性。

（4）、过程产品的运输和安装定位标识控制

①、施工过程所形成的预制件、半成品等过程产品在运输过程中应对其标识进行有效保护。在装卸过程中应对构件的标识进行记录，并通过标识判别是否满足出运条件（如龄期是否足够等）。如在运输过程中标识损坏，应通过追查记录，按规定要求补齐标识。

②、预制件、半成品在安装过程中要注意保护标识，通过标识确定其安装位置并检查安装位置是否正确，安装后应记录构件编号和安装的位置，填写《构件安装记录表》，以利追溯。

（5）、隐蔽工程中产品标识的控制

隐蔽工程中的标识由于不便查看，难以进行追溯，应通过记录对标识进行记载。现浇砼（如梁、板、柱、基础等）和其所用的水泥、钢材应通过标识、编号和各种记录建立联系，以确保对砼质量的可追溯性。

（6）、机械设备控制

对施工机械设备应进行及时维修保养，以确保施工机械设备处于良好状态，满足施工要求，并保证正常的调配和周转，确保工程质量和工期。

属第一次购置的施工机械设备，由工程部依据使用说明书和有关安全技术规范，制定安全技术操作规程。主要施工机械设备操作人员必须经过操作培训考核，取得上岗资格证后方可上机操作。

操作人员要严格执行机械设备安全技术操作规程，正确操作、使用施工机械设备，主要施工机械设备实行定人、定机、定岗的“三定”制度，对多人操作、多班作业的施工机械设备应设有固定机长，实行机长负责制。操作人员应保持施工机械设备完好，不得任意拆卸零部件或改变设备结构。依据设备管理条例、设备使用说明书，编制施工机械设备保养规程。施工机械设备的大修，应送有大修该设备资格的厂家修理或由该厂家到现场进行。主要操作工应作为主要监修人员驻厂，机务人员经常到厂监督、检查修理质量和进度。合格证明、竣工验收文件和修理技术资料等原件送材料部存档。

（7）、测量设备控制

对检验、测量和试验设备的测量能力和精度进行控制，以确保检验、测量和试验数据准确可靠，保证工程质量。

新购入的计量器具按《计量器具登记表》的管理要求，送交检定单位检定、自校合格后，方可使用。在用的计量器具必须是检定、校准合格、在有效期内和标识清晰

的设备，并在使用时检查，以保证符合要求。

测量人员在使用计量器具时应严格按设备说明书和操作规程要求正确操作。计量器具在使用过程中出现故障，使用人员应首先作出明显标记，提示任何人不能使用。同时，会同工程部对给出的检测结果进行数据追踪，对其有效性重新确认，分析其对产品质量的影响程度。故障计量器具修复后，以检定确定为合格后方可使用。

2、工程质量岗位责任制

工程质量是企业生产技术活动的综合反映，建立健全工程质量岗位责任制是组织和发展生产，确保工程质量的基本条件之一。

（1）、质管室责任：作为领导决策层在工程质量方面的执行机构，为领导提供决策情报，贯彻执行国家、业主、企业与监理发布的工程质量的规范、规程、制度、措施并检查落实。协调各部门的关系，了解掌握工程质量动态，协助各部门解决施工存在的问题，纠正违章施工，对施工项目进行检验并签证，负责工程项目的质量总结和统计报表工作，检查工程材料质量，制止使用不合格材料，参加施工质量事故的处理，保证工程质量评定的真实性、准确性、及时性。

（2）、生产班队责任：牢固树立“质量第一”的思想，认真贯彻质量管理制度和各项技术规定、质量标准，杜绝工程质量事故的发生，领导本队人员严格按照图纸和操作规程施工。严把材料使用关，材料配合比关，拒绝和制止使用不合格材料，对不合格的分项工程做到上道工序不交，下道工序不接，接受质检人员、技术人员的检查指导，随时纠正违章操作现象，认真填写各种原始记录、统计报表，保证数据的真实可靠，对不合格的工序主动返工，保证质量。

（3）、试验室责任：把住原材料进口关是保证工程质量的关键，首先对施工所用原材料，一式两份做平行试验，依据有关规范操作要求进行试验，给出成果报告单，检验合格后由监理签字认可后，同意原材料的进料，检验不合格的材料坚决不进。试验人员经培训考核上岗明确试验项目的试验要求、试验目的和试验操作过程及结果整理，并给出合格的试验报告单，建立规模和设备满足要求的试验室，建立健全各种规章制度，做好施工中的试验检测与控制工作。

3、工程质量管理体系

质量管理体系是保证和提高工程质量为目标，运用业务系统的严格组织和科学管理制度，把项目部各科室、各环节的质量管理职能组织起来，形成有明确任务、具体责任、相应权限、互相协调、互相促进的有机整体，使质量管理制度化。

（1）、工程质量的系统化管理

项目部配有专职质量检查人员，质检人员应有较强的事业心、工作责任感，敢于坚持