中建挂篮悬臂浇筑箱梁专项施工方案

项目专项施工方案

大桥

挂篮悬臂浇筑箱梁专项施工方案

中国建筑一局（集团）有限公司

2023年07月19日

项目专项施工方案

目录

1编制依据....................................................................................................................................1

1.1施工组织设计.................................................................................................................1

1.2勘察设计文件.................................................................................................................1

1.3国家、行业、地方规范规程.........................................................................................1

1.4法律、法规及规范性文件.............................................................................................1

2工程概况....................................................................................................................................1

2.1工程简介.........................................................................................................................1

2.2分部分项工程简介.........................................................................................................1

2.3工程地质、水文条件.....................................................................................................2

水文概况........................................................................................................................2

场地地形、地貌............................................................................................................2

气象概况........................................................................................................................2

2.4设计概况.........................................................................................................................2

2.5工程重点及难点分析.....................................................................................................3

2.5.1斜拉索单根张拉钢绞线索力均匀性控制..........................................................3

2.5.28.25m大翼缘箱梁防裂缝控制............................................................................3

2.5.3悬臂现浇箱梁线形控制......................................................................................4

2.5.438.5m宽幅箱梁施工挂篮设计............................................................................4

3施工安排....................................................................................................................................5

3.1组织机构.........................................................................................................................5

组织机构图....................................................................................................................5

项目管理层分工及职责................................................................................................5

作业层分工及职责........................................................................................................6

3.2施工进度计划.................................................................................................................6

3.3施工平面布置.................................................................................................................7

4施工准备....................................................................................................................................7

4.1技术准备.........................................................................................................................7

4.2现场准备.........................................................................................................................8

1

项目专项施工方案

4.3材料准备.........................................................................................................................8

4.4机械设备准备.................................................................................................................9

4.5测量、监测准备.............................................................................................................9

4.6劳动力准备.....................................................................................................................9

5方案比选及优化......................................................................................................................10

5.1箱梁翼缘浇筑方案优化...............................................................................................10

5.2挂篮受力形式比选.......................................................................................................11

5.3挂篮承重系统结构形式比选.......................................................................................13

5.4三角挂篮结构优化.......................................................................................................14

6主梁施工工艺及方法..............................................................................................................15

6.1挂篮构造.......................................................................................................................15

主桁架系统..................................................................................................................16

底篮..............................................................................................................................16

悬吊系统......................................................................................................................17

锚固系统......................................................................................................................17

行走系统......................................................................................................................17

模板系统......................................................................................................................17

操作平台系统..............................................................................................................18

6.2挂篮拼装及使用...........................................................................................................18

轨道安装......................................................................................................................18

主桁架安装..................................................................................................................18

挂篮的使用及调整......................................................................................................18

操作平台安装..............................................................................................................19

挂篮使用时注意事项..................................................................................................19

6.3挂篮性能测试...............................................................................................................20

6.4挂篮预压.......................................................................................................................20

预压荷载计算..............................................................................................................20

预压加载设计..............................................................................................................21

荷载分级......................................................................................................................21

测点布置......................................................................................................................22

2

项目专项施工方案

试验记录及试验结果分析..........................................................................................24

6.5挂篮悬浇施工...............................................................................................................24

施工工艺流程..............................................................................................................24

模板施工......................................................................................................................24

钢筋加工及安装..........................................................................................................25

预应力管道安装..........................................................................................................26

孔洞预留及预埋件安装..............................................................................................27

混凝土工程..................................................................................................................29

预应力工程..................................................................................................................30

管道压浆......................................................................................................................34

斜拉索施工..................................................................................................................35

整体索力调整..............................................................................................................40

7监控量测..................................................................................................................................41

7.1施工过程的模拟计算与实测值分析...........................................................................41

7.2施工过程的现场测量...................................................................................................42

索力测量......................................................................................................................42

应力测量......................................................................................................................42

几何测量......................................................................................................................43

温度测量......................................................................................................................44

7.3施工过程的参数识别...................................................................................................44

7.4施工过程的标高调整...................................................................................................44

7.5施工过程的索力调整...................................................................................................44

8进度保证措施..........................................................................................................................44

9质量保证措施..........................................................................................................................45

9.1组织保证.......................................................................................................................45

建立质量保证体系......................................................................................................45

建立质量保证组织机构..............................................................................................46

9.2保证措施.......................................................................................................................46

组织上的保证措施......................................................................................................46

制度保证措施..............................................................................................................47

3

项目专项施工方案

施工质量保证措施......................................................................................................48

挂篮安装保障措施......................................................................................................49

9.3降低混凝土内外温差...................................................................................................50

降低混凝土的拌合物温度..........................................................................................50

降低混凝土入模温度..................................................................................................50

降低水泥水化热..........................................................................................................50

加强施工中的温度控制..............................................................................................50

9.4预应力张拉控制措施...................................................................................................51

预应力材料的质量控制要点......................................................................................51

预应力张拉设备的选择..............................................................................................51

预应力筋的加工与安放质量控制..............................................................................51

后张法张拉工艺控制要点..........................................................................................52

管道压浆及封锚质量控制..........................................................................................52

9.5常见混凝土质量问题及解决措施...............................................................................53

混凝土表面有小气泡..................................................................................................53

混凝土表面泛砂..........................................................................................................53

混凝土表面有粘模、脱皮..........................................................................................53

混凝土表面拉筋孔周围有放射性裂纹......................................................................54

混凝土表面比较光滑，但有洒落形斑点..................................................................54

结构尺寸控制..............................................................................................................54

9.6裂缝控制措施...............................................................................................................55

收缩裂缝......................................................................................................................55

温度裂缝......................................................................................................................55

预应力裂缝..................................................................................................................56

控制箱梁裂缝产生的措施..........................................................................................56

9.7钢筋施工质量控制措施...............................................................................................56

钢筋原材料质量保证措施..........................................................................................56

钢筋加工及安装质量保证措施..................................................................................57

9.8模板安装质量控制措施...............................................................................................57

10安全施工保证措施................................................................................................................58

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项目专项施工方案

10.1安全保证体系.............................................................................................................58

10.2组织保障.....................................................................................................................58

10.3技术措施.....................................................................................................................59

10.4危险源.........................................................................................................................59

10.5安全防范措施.............................................................................................................60

起重吊装施工安全保证措施......................................................................................60

临边防护安全保证措施..............................................................................................61

用电作业和特殊工种的安全保证措施......................................................................62

防范人员溺水风险的对策措施..................................................................................62

防雷击的对策措施......................................................................................................63

10.6安全保障措施.............................................................................................................63

高空作业......................................................................................................................63

防大风..........................................................................................................................64

触电事故应急预案措施..............................................................................................64

机械伤害......................................................................................................................65

塔吊伤害......................................................................................................................65

预应力施工..................................................................................................................66

其他情况......................................................................................................................66

11季节性施工............................................................................................................................67

12绿色施工................................................................................................................................68

12.1节材与材料利用方面.................................................................................................68

12.2节水与水资源利用方面.............................................................................................68

12.3节能与能源利用方面.................................................................................................68

13质量验收要求........................................................................................................................68

13.1挂篮安装验收标准.....................................................................................................68

13.2质量验收程序及内容.................................................................................................69

13.3其他分部分项工程质量验收要求.............................................................................71

14应急预案................................................................................................................................71

14.1应急救援措施............................................................................................................71

14.1.1机械伤害事故应急处置措施..........................................................................71

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项目专项施工方案

14.1.2物体打击事故应急处置措施..........................................................................72

14.1.3触电事故应急处置措施..................................................................................73

14.1.4高处坠落事故应急处置措施..........................................................................73

14.1.5起重伤害应急处置措施..................................................................................74

14.1.6支架失稳垮塌应急处置措施..........................................................................75

14.1.7火灾爆炸应急处置措施..................................................................................75

14.1.8洪水事故应急处置措施..................................................................................76

14.2应急响应....................................................................................................................76

14.2.1响应分级..........................................................................................................76

14.2.2响应程序..........................................................................................................76

14.2.3响应结束..........................................................................................................77

15计算书及相关图纸................................................................................................................78

附件一：东洲湘江大桥主梁挂篮计算书..................................................................78

附件二：东洲湘江大桥主梁挂篮设计图..................................................................78

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项目专项施工方案

1编制依据

1.1施工组织设计

序号施组名称编号编制日期

1东洲湘江大桥施工组织设计ZJ-HYEHDL0042015.1

1.2勘察设计文件

序号图纸名称出图日期

1东洲湘江大桥两阶段施工图设计2015.07

2东洲湘江大桥主桥挂篮设计图纸2016.12

1.3国家、行业、地方规范规程

序号类别标准名称编号

1工程建设国钢结构工程施工质量验收规范GB50205-2001

2家标准钢结构设计规范GB50017-2003

3（GB）钢结构焊接规范GB50661-2011

4公路桥涵施工技术规范JTG/TF50-2011

5CJJ11-2011

6CJJ2-2008

7工程行业标公路桥涵设计通用规范JTGD60-2015

8准（CJJ）公路工程技术标准JTGB01-2017

9公路工程质量检验评定标准JTGF80/1-2004

10施工现场临时用电安全技术规范JGJ46-2012

11建筑施工高处作业安全技术规范JGJ80-2016

1.4法律、法规及规范性文件

序号名称编号

1中华人民共和国安全生产法国家主席令第70号

2建设工程安全生产管理条例国务院393号

3安全事故应急预案管理办法国家安监总局令第17号

4危险性较大的分部分项工程安全管理办法建质[2009]87号

2工程概况

2.1工程简介

工程起点位于湘江西岸雁峰区湘江乡东洲村工业园区（衡阳油泵油嘴厂）止于湘江东岸

湘江东路。工程全长1.081公里，其中桥梁长0.974公里。桥型布置为：6×30m现浇连续箱梁

+（35+60+35）m悬浇连续箱梁+（120+2×210+120）m三塔四跨矮塔斜拉桥。

2.2分部分项工程简介

主桥上部结构为预应力混凝土变截面箱梁，采用整幅式斜腹板单箱三室截面。箱梁顶板

宽3850cm，顶板中间300cm宽度（为斜拉索区）为平坡，悬臂长825cm，两侧采用2%双向

横坡。箱梁中跨跨中66m范围梁段及边跨梁段48m范围梁段采用等截面，梁高3.8m（不含

中室顶板30cm凸起高度），其他梁段梁高由3.8m按1.8次抛物线变至0号块梁段7m高。

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项目专项施工方案

主梁共分3个悬浇“T”构，2个中跨合龙段，2个边跨现浇段及2个边跨合龙段。一个“T”

构单侧共分24个梁段，单侧0号块长9m，其余1~24号梁段划分为2×3.5m+22×4.0m，25号

梁段为合龙段，长度为2m，边跨现浇段长14m。0号梁段在支架上现浇，边跨现浇段采用支

架现浇，其余梁段为挂篮悬浇。主梁采用C60混凝土。

图2.2东洲湘江大桥主桥立面图

2.3工程地质、水文条件

2.3.1水文概况

桥位距湘江东洲岛上游约380m，桥位处地势较平坦，工程所在地河道顺直，水流缓慢，

岸坡稳定，河床宽500～600m，河槽最深点高程为40.39m～43.09m（1985国家高程系统，下

同）。河槽断面呈不对称的U字型，现状河床主槽靠近西岸，主沟槽处洪水冲刷侵蚀作用微

弱，湘江河流向自西向东，与桥轴线走向呈约83°的夹角。航道通航标准按Ⅲ(2)级标准设

计，单孔双向通航净空尺寸为宽×高=150×10m。

2.3.2场地地形、地貌

桥位场地位于湘江河床及河流阶地上，西岸（雁峰区侧）发育完整的一级阶地和构造剥

蚀丘陵，地面高程为57～59m，高出河水面7～9m，剥蚀丘陵地面高程59～72m，东岸（珠

晖区侧）有一级阶地和二级阶地，地面高程为58～61m，高出河水面8～11m。

气象概况

本项目所在地属亚热带季风区，气候温和，雨量充沛，四季分明，盛夏初秋易干旱，冬

春多低温阴雨，冬季多北风和东北风，春夏季多南风和东南风。雨季跨越4-9月，多年平均

降雨天数159d，洪水期一般出现在5月，枯水期一般出现在1月。

2.4设计概况

东洲湘江大桥预应力钢绞线采用公称直接15.24低松弛预应力钢绞线，其抗拉强度标

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项目专项施工方案

准PPK=1860MPa，弹性模量Ep=1.9×105MPa，技术标准必须符合《预应力混凝土用钢绞

线》（GB5224-2003）有关规定。管道压浆用水泥浆28天强度要求不小于50MPa。

斜拉索工程采用PE包裹防护环氧钢绞线，单根钢绞线规格直径为15.24mm，标准强度

为1860MPa。拉索长期受力监测采用智能光纤光栅方案，每根拉索钢绞线上应至少耦合2个

光栅传感器，抽取10%的光栅传感器连接组网。主桥斜拉索预埋钢管采用无缝钢管，材质为

Q235B，塔上斜拉索转向器分丝管采用20号钢，斜拉索锚垫板采用Q235B钢。

箱梁每个梁段的每个箱室在箱室最低处均设有1个，10cm泄水孔，箱室边腹板及中腹板

均设有ф10通气孔。短期效应组合下主梁上缘除墩顶出现0.59MPa拉应力意外，其余均为压

应力；主梁下缘均为压应力，其中跨中最下压应力为1.3MPa，正截面抗裂验算满足规范要

求；持久状况下，主梁正截面上、下最大压应力分别为18.1MPa、16.9MPa，均小于规范限值

0.5fkc=19.25MPa，满足规范要求。

为防止箱梁出现裂纹，纵桥向混凝土的浇筑顺序应全部从挂篮前端向后端浇筑，横桥向

注意顶板及悬臂板应从外侧向内侧连续浇筑。齿块钢筋应与箱梁钢筋绑扎成整体，齿块混凝

土与箱梁混凝土应同时浇筑。为防止混凝土裂缝和边菱破损，箱梁混凝土强度达到85%的设

计强度时方可拆模。对悬浇梁段施工接缝，应将混凝土的浮浆凿除，露出混凝土新鲜面，并

凿成锯齿状，保证新老混凝土接合面的混凝土粘结强度。竖向预应力应束滞后一个梁段张

拉。

运营过程中，斜拉索最大应力为1015MPa，小于容许应力0.60fpk=1116MPa.标准活载作

用下拉索最大应力幅为51MPa。

2.5工程重点及难点分析

2.5.1斜拉索单根张拉钢绞线索力均匀性控制

东洲湘江大桥斜拉索施工采用2000MPa钢绞线单根张拉施工工艺，各根钢绞线的初张力

如果不均匀，会导致在荷载作用下各根钢绞线的拉力不均，使一部分钢绞线的拉力很小而另

一部分钢绞线的拉力有可能已经超过了极限强度，造成个别钢绞线突然拉断。为保证各根钢

绞线张拉力的均匀性：一方面，张拉机械设备按照规范要求严格进行标定，保证张拉力的控

制设备的稳定；另一方面，在施工过程中结合光纤光栅智能钢绞线监测技术，采取等值张拉

法进行作业施工，保证张拉应力控制精确。

2.5.28.25m大翼缘箱梁防裂缝控制

混凝土箱梁宽达38.5m，其中臂长8.25m，采用挂篮悬臂现浇逐节段的方法施工，在悬臂

端下挠、温变和混凝土收缩影响下，主梁易产生裂缝。同时，主梁采用C55高标号混凝土，

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项目专项施工方案

体积较大，箱梁内部普通钢筋及预应力管道较密，混凝土的防裂问题特别突出。在施工过程

中，需加强施工监测，尤其是翼缘位置的变形及应力状态，达到临界值时，应调整工艺或采

取相应措施；其次，施工过程中注意混凝土保护层的控制和浇筑顺序的优化，尤其是在纵向

预应力弯起处，对管道箍筋进行加密，混凝土浇筑时，纵桥向混凝土浇筑顺序应全部从挂篮

前段向后端浇筑，横桥向注意顶板和翼板应从外侧向内侧连续浇筑；最后是施工时应注意预

应力张拉顺序按照纵→横→竖的顺序，先张拉长束张拉，后进行短束的张拉，尤其做好竖向

预应力二次张拉施工工艺的控制。

2.5.3悬臂现浇箱梁线形控制

悬臂现浇箱梁线形控制主要分为两个方面，一方面是通过保证挂篮的同步前移，保证平

面线形的顺直；另一方面，通过加强监测，结合温度变化、预应力张拉及斜拉索施工等因素

影响，合理设置挂篮底模的立模标高，以防止前后节段连接不顺成折线形，保证箱梁施工的

竖向线型，避免成桥后与主梁设计线形不符。

2.5.438.5m宽幅箱梁施工挂篮设计

由于38.5m宽幅箱梁的设计，导致挂篮设计宽度超过一般桥梁，挂篮的同步前移较难控

制，而且长翼缘结构导致两侧顶板翼缘极易产生纵向裂缝。为防止以上问题的发生，需在控

制挂篮的总重量的前提下，加强挂篮上部桁架及横梁的刚度，减小挂篮整体刚度及其两侧悬

臂结构的下挠。

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项目专项施工方案

3施工安排

3.1组织机构

3.1.1组织机构图

项目经理

总工程师技术经理质量总监生产经理商务经理总会计师安全总监

测技质实工协商物财安办

量术量验程调务资务全公

部部部室部部部部部部室

桥梁工区项目经理

桥梁工区技术负责人

主

后

管预试质安

勤

工算验量全

人

程员员员员

员

师

东岸西岸

施工施工

队队

图3.1组织机构图

3.1.2项目管理层分工及职责

项目管理层分工及职责表