桥梁立柱综合项目施工新工法.doc

桥梁立柱施工标准工法

二〇一八年4月1日
桥梁立柱施工标准工法

一、工程概况
二、创优目标
根据河南省交通运输厅在全省在建高速公路建设项目中开展“创优质工程”指示要求下，我企业在考察其它项目创优经验同时，结合本项目实际情况，对施工中工艺步骤、施工方法、质量控制标准、人员设备配置、安全文明口号等做出明确要求，目标是确保规范化、标准化、精细化施工，以达成创优要求。
三、原材料控制
（一）胶凝材料
（1）水泥
1、水泥要求必需采取经同意准入厂家水泥，严禁采取小厂水泥、杂牌水泥。通常宜选择品质稳定硅酸盐水泥或一般硅酸盐水泥。水泥技术要求除应满足国家标准《通用硅酸盐水泥》（GB175）要求外，还应满足表1要求。
表1 水泥技术要求
序号
项目
技术要求
1
比表面积
不宜大于350m2/kg
2
碱含量
≤0.80%
3
熟料中C3A含量
≤8%
4
氯离子含量
不宜大于0.10%（钢筋混凝土），≤0.06%（预应力混凝土）
注：1.当骨料含有碱-硅酸反应活性时，水泥碱含量不应超出0.60%；
2.C40及以上混凝土用水泥碱含量不宜超出0.60%。
2、矿物掺合料应考虑其本身地域特点，结合本项目标实际情况，矿物掺合料品种宜为粉煤灰、矿渣粉。
（2）粉煤灰
粉煤灰技术要求应满足表2要求。
表2 粉煤灰技术要求
序号
名称
技术要求
基础混凝土
地面以上混凝土
1
细度，%(45µm)
≤20
≤12
2
氯离子含量，%
不宜大于0.02
3
需水量比，%
≤105
≤95
4
烧失量，%
≤8.0
≤5.0
5
含水率，%
≤1.0
6
SO3含量，%
≤3.0
7
游离氧化钙CaO含量，%
≤8
8
混合砂浆活性指数，%
7d≥75、28d≥85
7d≥80、28d≥90
注：粉煤灰应测定碱含量，并在指标中注明测定数值。
（3）磨细矿渣粉
矿渣粉技术要求应满足表3要求。
表3 矿渣粉技术要求
序号
名称
技术要求
1
MgO含量，%
≤14
2
SO3含量，%
≤4.0
3
烧失量，%
≤3.0
4
氯离子含量，%
≤0.02
5
比表面积，m2/kg
350~500
6
需水量比，%
≤100
7
含水率，%
≤1.0
8
活性指数，%，28d
≥95
注：磨细矿渣粉应测定碱含量，并在指标中注明测定数值。
（二）集料
1、细骨料应选择级配合理、质地均匀坚固、吸水率低、空隙率小洁净天然中粗河砂，不宜使用人工砂和山砂。砂子应过筛（宜过9.5mm筛）。
砂子颗粒级配(累计筛余百分数)应满足表4要求。
除4.75mm和0.60mm筛档外，砂实际颗粒级配和表4中所列累计筛余百分率相比许可稍超出分界线，但其总量不应大于5%。
表4 砂子累计筛余百分数(%)
级配区
筛孔尺寸
（mm）
Ⅰ区
Ⅱ区
Ⅲ区
9.50
0
0
0
4.75
10～0
10～0
10～0
2.36
35～5
25～0
15～0
1.18
65～35
50～10
25～0
0.6
85～71
70～41
40～16
0.3
95～80
92～70
85～55
0.15
100～90
100～90
100～90
砂子粗细程度按细度模数分为粗、中、细三级，其细度模数分别为：
粗砂 3.7~3.1 中砂 3.0~2.3 细砂 2.2~1.6
配制C30及以上混凝土时用砂应选择中砂Ⅱ区，其它混凝土宜优先选择中砂Ⅱ区。当采取粗砂时，应提升砂率，并保持足够水泥或胶凝材料用量，以满足混凝土和易性；当采取细砂时，宜合适降低砂率。
配制混凝土时，砂质量要求除应满足国家标准《建筑用砂》(GB/T 14684)外，还应符合表5要求。
砂子在使用前须进行碱活性检验，检验合格后方可使用，不然应采取抑制碱—骨料反应技术方法。
表5 天然砂质量要求
项目
质量指标
≥C50
≤C45
含泥量，%
≤2.0
≤2.5
泥块含量，%
≤0.5
≤1.0
云母含量，%
≤0.5
坚固性指标，%
≤5
≤8
轻物质含量，%
≤0.5
氯离子含量，%
≤0.02
硫化物及硫酸盐含量(折算成SO3)，%
≤0. 5
有机物含量(用比色法试验)
颜色不应深于标准色，如深于标准色， 则应按水泥胶砂强度试验方法进行强度对比试验，抗压强度比不应低于0.95
4、粗骨料应优先选择级配合理、粒形良好、质地均匀坚固洁净碎石，不宜采取砂岩碎石。应依据混凝土强度等级和工程部位选择骨料种类，配制C50及以上等级混凝土、预应力结构混凝土和易开裂墙体部位混凝土，宜选择石灰岩碎石。C30以上配合比所用碎石必需经水洗后方能使用。
粗骨料最大公称粒径不得超出构件截面最小尺寸1/4，且不得超出钢筋最小净间距3/4。配制C50及以上等级混凝土时，粗骨料最大公称粒径不应大于25mm。
粗骨料应采取两级及以上级配，符合连续级配，且应采取最小空隙率级配百分比。
粗骨料质量要求除应满足国家标准《建筑用卵石、碎石》(GB/T 14685)通常技术要求外，还应符合表6要求。
粗骨料在使用前须进行碱活性检验，检验合格后方可使用，不然应采取抑制碱—骨料反应得技术方法。
表6 粗骨料质量要求
项目
质量指标
≥C50
≤C45
含泥量，%
≤1.0
≤1.0
泥块含量，%
≤0.20
≤0.25
针片状颗粒总含量，%
≤5
≤10
压碎值，%
≤10
≤12
坚固性指标，%
≤5
≤8
氯离子含量，%
≤0.02
硫化物及硫酸盐含量(折算成SO3)，%
≤0.5
有机物含量(用比色法试验)
颜色不应深于标准色，如深于标准色，则应配制成混凝土进行强度对比试验，抗压强度比不应低于0.95。
（三）外加剂
1、外加剂选择应依据其本身特点，结合使用目标，经过技术、经济比较来确定外加剂使用具种。外加剂应采取减水率高、坍落度损失小、适量引气、能显著提升混凝土耐久性且质量稳定产品。
外加剂确定后，掺量应依据使用技术、施工条件、混凝土原材料改变经过试验进行调整，应做外加剂和水泥相容性试验，不得有假凝、速凝、分层或离析、经时坍损过大现象。
地面以上工程优先选择聚羧酸系高性能减水剂。结合工程实际，从经济市场等方面考虑，在配制强度等级为C30以下混凝土时，可采取高效减水剂，其性能指标应满足《混凝土外加剂》(GB 8076)要求外还需满足表7要求，并应依据不一样季节、不一样施工工艺分别选择早强型、标准型、缓凝型或防冻型产品。对于使用聚羧酸高性能减水剂应满足表8要求。
表7 混凝土高效减水剂性能指标
项 目
高效减水剂
标准型
缓凝型
硫酸钠含量，%
≤10.0
氯离子含量，%
≤0.2
碱含量(Na2O+0.658K2O)
≤10.0
减水率/%，大于
14
14
泌水率比/%,小于
90
100
含气量/%
≤3.0
≤4.5
凝结时间之差/min
初凝
-90～+120
>+90
终凝
----
抗压强度比/%，大于
1d
140
----
3d
130
----
7d
125
125
28d
120
120
收缩率比/%，小于
28d
135
135
表8 混凝土高性能外加剂性能指标
项目
高性能减水剂
早强型
标准型
缓凝型
硫酸钠含量，%
≤10.0
氯离子含量，%
≤0.2
碱含量(Na2O+0.658K2O)
≤10.0
减水率/%，大于
25
25
25
泌水率比/%,小于
50
60
70
含气量/%
≤6.0
≤6.0
≤6.0
凝结时间之差/min
初凝
-90～+90
-90～+120
>+90
终凝
----
1h经时改变量
坍落度/mm
----
≤80
≤60
含气量/%
----
----
----
抗压强度比/%，大于
1d
180
170
----
3d
170
160
----
7d
145
150
140
28d
130
140
130
收缩率比/%，小于
28d
110
110
110
（四）拌和水
拌和水品质应符合表9要求，当水源不发生改变时最少检测一次。养护用水除不溶物、可溶物可不作要求外，其它项目应符合表9要求。
表9 拌和用水品质指标
项目
预应力混凝土
钢筋混凝土
素混凝土
pH值
≥5.0
≥5.0
≥5.0
不溶物，mg/L
≤
≤
≤5000
可溶物，mg/L
≤
≤5000
≤10000
氯化物(以Cl-计)，mg/L
≤500
≤1000
≤3500
硫酸盐(以SO42-计)，mg/L
≤600
≤
≤2700
碱含量(以当量Na2O计)，mg/L
≤1500
≤1500
≤1500
四、水泥混凝土配合比优化
1）依据耐久性混凝土配合比设计理念，对混凝土配合比设计进行优化。
混凝土配合比优化思想首先是依据结构物所处环境、气候条件确定其耐久性指标，并依据耐久性指标选择适宜原材料，然后依据结构和构件施工方法和结构部位确定拌和物性能指标，依据拌和物性能指标和耐久性指标确定配合比基础参数范围，最终进行试拌、调整，配制出各项指标均满足要求施工用混凝土。
在对混凝土配合比进行优化时关键从以下多个方面进行考虑：
l 胶凝材料用量限制
C30及以下混凝土胶凝材料总量不宜高于400kg/m3，C35~C40混凝土不宜高于450kg/m3，C50及以上混凝土不宜高于500kg/m3，C50及以上泵送混凝土中胶凝材料用量可合适增加，但不宜高于550kg/m3。
l 矿物掺合料在混凝土中使用
矿物掺合料已成为耐久性混凝土不可或缺一部分。在混凝土中掺入一定量矿物掺合料，能够改善混凝土工作性能，提升混凝土耐久性能，同时降低水泥用量，降低成本。所以，在工程中应使用矿物掺合料来提升混凝土性能，同时降低混凝土成本。工程中常见矿物掺合料关键有：粉煤灰、磨细矿渣粉、硅灰等。矿物掺合料在混凝土中使用能够采取单掺或复掺技术。
单独采取粉煤灰作为掺合料时，一般硅酸盐水泥混凝土中粉煤灰掺量不应超出胶凝材料总量30%，预应力混凝土中粉煤灰掺量不宜超出胶凝材料总量25%。
中国试验和工程实践证实，高细度、大掺量矿渣粉增大混凝土收缩，不利于控制结构裂缝。所以采取矿渣粉作为掺合料时，应采取矿渣粉和粉煤灰复合技术。矿渣粉和粉煤灰具体掺量可经过试验确定。
l 高效或高性能减水剂使用
高性能混凝土在配置上特点是采取低水胶比，选择优质原材料，且必需掺加足够数量矿物细掺料和高效外加剂。高性能及高效减水剂在混凝土中使用，致使低水胶比技术成为了可能。
应依据混凝土外加剂特点，结合使用目标，经过技术、经济比较来确定外加剂使用具种。外加剂应采取减水率高、坍落度损失小、适量引气、能显著提升混凝土耐久性且质量稳定产品。外加剂确定后，掺量应依据使用技术、施工条件、混凝土原材料改变经过试验进行调整，应做外加剂和水泥相容性试验，不得有假凝、速凝、分层或离析、经时坍损过大现象。
地面以上工程优先选择聚羧酸系高性能减水剂。结合工程实际，从经济市场等方面考虑，在配制强度等级为C40以下混凝土时，可采取高效减水剂，并应依据不一样季节、不一样施工工艺分别选择早强型、标准型、缓凝型或防冻型产品。
l 粗集料紧装空隙率限制
粗集料级配符合公路工程桥涵施工技术规范中要求连续级配外，还应采取最小紧装空隙率级配。采取最小紧装空隙率级配粗骨料能够大幅度提升混凝土工作性能、力学性能及耐久性能，同时节省水泥用量，降低单方混凝土成本，取得很好经济效益。
l 混凝土中氯离子含量校核
理论配合比应该校核单方混凝土氯离子含量。混凝土中氯离子含量是造成钢筋混凝土中钢筋锈蚀关键原因。所以控制混凝土中氯离子含量是配制耐久性混凝土关键步骤。
钢筋混凝土中氯离子含量不应超出胶凝材料总量0.10%，预应力混凝土中氯离子含量不应超出胶凝材料总量0.06%。
l 混凝土中单方总碱含量校核
理论配合比应该校核混凝土中总碱含量。控制混凝土中总碱含量目标是降低混凝土收缩和开裂，同时预防混凝土发生碱—骨料反应。
混凝土中总碱含量通常不宜超出3.0kg/ m3。其中矿物掺合料中含碱量以其中可溶性碱计算，按试样中碱溶出量试验确定(当无检测条件时，可按粉煤灰混凝土中总碱量1/6、矿渣粉中总碱量1/2计)。
经过以上方面对各单位提出混凝土配合比进行审核，同时对混凝土力学试验数据和结果做出分析，结合混凝土配合比设计具体情况给出最优配合比提议，确保混凝土耐久性、经济性、工作性、力学性。
2）提出混凝土配合比耐久性检验指标
配制混凝土除满足抗压强度等常规设计指标外，还应考虑满足耐久性指标要求。混凝土耐久性指标可定为早期抗裂性能、抗冻融性能、抗碳化性、抗氯离子渗透性、抗硫酸盐侵蚀性能等。具体混凝土耐久性指标应依据结构设计使用年限、所处环境类别及作用等级确定。
3）优化前后配合比对比
设计
强度等级
C30一般
材料用量（Kg/m3）
经时坍落度（mm）
强度(Mpa)
水泥
粉煤灰
砂
碎石
水
外加剂
初始
30
min
60
min
90
min
120
min
7d
28d
优化前
365
／
816
1038
175
6.21
160
85
60
30
0
31.2
40.3
优化后
312
78
708
1154
148
4.29
160
150
120
100
60
36.5
49.8
五、拌和站工作性能和计量控制
在混凝土工程正式施工前和施工过程中不定时对各标段混凝土拌合设备进行测试，检测计量设备动态称量精度（胶凝材料、外加剂和水称量误差±1%以内、骨料称量误差±2%以内），确保拌合设备正常工作。此步工作关键目标是确保混凝土配合比不发生改变，若混凝土拌合设备计量系统出现问题，则混凝土各组成材料量发生改变，混凝土生产就不是根据设计配合比进行，将影响混凝土工作性能和强度。
六、施工方案
（一）施工工艺原理及适用范围
1、工艺原理
经过对模板加工、打磨、拼缝、立模等进行严格控制，确保模板刚度、强度、加工精度、表面平整度、接缝严密等；经过对混凝土制备和振捣进行控制，确保混凝土材料质量。以此共同确保浇筑完成混凝土各项指标合格，外观达标。
2、适用范围
适适用于各类现浇工艺施工桥梁立柱。
（二）施工工艺步骤及操作关键点
1、工艺步骤：
桩基顶面凿毛清洗→测量放线→立柱钢筋加工安装→模板安装就位→浇筑混凝土→养护→拆模后养护
2、操作关键点
（1）钢筋制作及安装
①钢筋经原材料检验合格后，在加工场集中切断、焊接、弯制成形，然后根据设计图纸和《公路桥涵施工技术规范》要求下料制作完成，其各项加工及绑扎指标严格控制于许可偏差之内。钢筋保护层使用塑料弧形垫块以确保混凝土表面质量。钢筋根数、直径、长度、编号排列、位置等全部要符合设计要求。除了做好技术交底工作以外，项目部技术主管部门要编写施工作业指导书。立柱钢筋制作好经报验合格后，用运输平板车运到施工现场，用吊车配合人工进行安装。钢筋实际检测项目以下表所表示：
表1 钢筋实测项目表
检验项目
要求值或许可偏差
检验方法和频率
受力钢筋间距（mm）
两排以上排距
±5
尺量：每构件检验2个断面
同排
±10
±10
±10
±20
灌注桩
±20
箍筋、横向水平钢筋、螺旋筋间距（mm）
±10
尺量：每构件检验5-10个间距
钢筋骨架尺寸（mm）
长
±10
尺量：按骨架总数30%抽检
宽、高或直径
±5
弯起钢筋位置（mm）
±20
尺量：每骨架抽查30%
保护层厚度（mm）
柱、梁、拱肋
±5
尺量：每构件沿模板周围检验8处
基础、锚碇、墩台
±10
板
±3

②严格控制钢筋保护层厚度，严格根据设计图纸加工内加强圈，增加十字支撑，正确采取支撑垫块，增加定位钢筋等方法提升钢筋保护层厚度合格率。
（2）立柱模板设计、制作、安装及拆除
①立柱模板采取定制整体型大面积钢模，采取一次组装工艺。模板由经准入制认可厂家制作，以确保加工精度。模板加工、试拼组装，检验合格后，涂油防锈。
立柱模板采取6mm厚钢板作面板，采取槽钢和角钢作骨架，焊制而成。钢模制作好以后进行尺寸检验和预拼，直径误差小于3mm，高度误差小于5mm，接缝错牙小于1mm。
②立模前认真清洗模板面，涂刷同种脱模剂。模板支立前正确放出结构外轮廓线并将基底正确找平，找平误差控制在2mm内，确保模板拼装后垂直度符合规范要求。采取人工配合吊车安装，在模板设计时要考虑到机械吊装，并为吊装需用设计吊点，以防吊装时模板变形。每吊装一节模板要检验一次模板垂直度及几何形状，无误后才能继续拼上层。为预防模板偏离立柱轴线，在立柱四角用钢丝绳为攀线，一端固定于模板一端固定于地锚，经过倒链调整模板至设计位置，地锚砼埋入土内，同时在模板四面用方木支撑固定模板。
③立柱模板安装后，应对平面位置、竖直度、顶部高程、接缝及底部密实性、螺栓拧紧程度等进行仔细检验。
④拆模时要求不得强行拉撬模板，以免磕碰立柱表面造成砼表面损伤，且拆模时不能用锐器击打模板，以免损伤砼外观。
（3）混凝土拌和及浇筑
①混凝土浇筑前，将基础和墩、台身接头处混凝土进行凿毛，清除浮浆及松动部分，冲洗洁净，并整修连接钢筋。
②正式浇筑前，经试验优选配合比，确定坍落度、振捣时间、振捣次数等技术参数。为了确保混凝土施工质量，混凝土在装配有自动电子计量系统强制式搅拌机拌合站集中拌制，使用混凝土输送罐车运输。
③立柱砼由输送罐车运输到工地后，放入料斗中，再用吊车吊起料斗将砼放入模板内，当料斗底面和浇筑砼顶面高差大于2m时，必需采取串筒辅助下料，以免造成砼离析。
④砼浇筑时在墩身整个平截面内对称水平分层进行，浇筑层厚控制在30cm左右，同时注意纠正预埋件偏差，确保混凝土密实和表面光滑整齐，无垫块痕迹。砼振捣采取插入式振捣器，振捣器有效直径为50cm或70cm，振捣上层时要插入下层5～10cm，使上下层砼成为整体，避免形成接缝。振动棒振捣时要求先四面后中间，快插慢拔，尽可能避免碰触钢筋和模板。振捣时间通常宜控制在30s～40s，具体视情况而定，待振捣至砼停止下沉，无显著气泡上升，表面展现薄层水泥浆为止。
⑤混凝土浇筑期间设专员看护，观察支架、模板、钢筋等稳固情况，发觉松动、变形、移位时，立即处理。
（4）混凝土养护
①当砼浇筑完成后，要立即做好养生工作。可在立柱顶部混凝土表面覆盖塑料薄膜后再覆盖养生布，预防硬化过程中砼因温缩应力、干缩应力而在砼表面产生收缩裂缝。
②立柱混凝土达成拆模强度后，立即拆模，拆模时要轻敲轻打，以免损伤主体混凝土棱角或在混凝土表面造成伤痕。拆模后养护可采取以下方法进行：
立柱拆模后，立即采取塑料薄膜包裹，用胶带密封，内层再包裹养生布（土工布），然后在立柱顶面放置一水桶，水桶上开有一带调整水流量水龙头开关，在水桶内注满水，把水龙头开关开至连续滴水程度，水流量大小以连续保持立柱表面湿润为标准，人工定时检验水桶内水，并立即将水加满，此滴水养生效果很好，能在养生期内连续保持立柱表面湿润。

七、设备配置
序号
名称
型号
数量
用途
1
吊车
20t-40t
1台
吊装模板、钢筋骨架等
2
混凝土运输车
SYM1250T3
2台
混凝土运输
3
电焊机
BXI-500
2台
钢筋焊接
4
立柱模板
圆柱、组合
若干
立柱、系梁模板
4
振捣设备
CC-50
2台
砼振捣
6
小型机具如：电动振捣器若干；钢管支架：500根
八、质量控制
1、质量要求
（1）混凝土实体质量和钢筋保护层应满足设计和施工规范要求，模板全部采取钢模板。质量评定标准见表10。
（2）对首批进场原材料经监理取样复试合格后，应立即进行“封样”，以后进场每批来料均和“封样”进行对比，发觉有显著色差不得使用。
（3）配置激光全站仪、测距仪、铅锤仪和高精度测量仪器，全部仪器开工前进行校验，确保精度。
（4）筋骨架中心偏离桩基中心—处理方法是提前放样，精心加工圆形撑筋。
（5）钢筋接头连接方法和接头数量及部署不符合要求—克服方法是施工前模拟放样；
（6）立柱倾斜度超规—纠正方法是施工前认真校正模板，重在预防。
表10 质量检验评定标准
检验项目
要求值或许可偏差
检验方法和频率
混凝土强度（Mpa）
在合格标准内
按附录D检验
相邻间距（mm）
±20
尺或全站仪测量：检验顶、中、底3处
竖直度（mm）
0.3%H且小于20
吊垂线或经纬仪：测量2点
柱顶高程（mm）
±20
水准仪：测量3处
轴线偏位（mm）
10
全站仪或经纬仪：纵横各测量2点
断面尺寸（mm）
±20
尺量：检验3个断面
节段间错台（mm）
3
尺量：每节检验2-4处
2、外观要求
经过控制模板打磨除锈和砼和脱模剂质量，使拆模后砼表面颜色一致，色泽均匀，无蜂窝、麻面、砂带、冷接缝，无损伤。不得受到污染和出现斑迹，气泡较少，模板拼缝印记整齐、均匀，整体效果良好。
九、安全方法
1、施工现场在醒目标地方设置齐全安全宣传口号牌、操作规程牌。
2、施工过程中，施工人员相互提醒监督，确保按正确操作规程施工。
3、进入施工现场人员，必需佩戴安全帽，高处作业人员均应佩带安全带。特殊工种按要求要佩戴好防护用具。
4、施工现场要和便道及外界设置隔离设施。
5、用电施工机具应配触电保护器。
6、模板应支设牢靠，周围应设1m钢管围栏，并满挂安全网。
十、环境保护方法
在施工期间和施工范围内，认真实施环境法，对环境保护做到全方面计划、综合治理、化害为利。
十一、资源节省
经过此工法节省了机械台班，间接降低部分非再生能源消耗。
十二、此工法经过本项目标实践，取得很好效果。