桥梁立柱施工标准工法

桥梁立柱施工标准工法

（试 行）

二〇一一年7月二十日

桥梁立柱施工标准工法

一、工程概况

二、创优目标

按照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”的指示要求下，我公司在考察其他项目创优经验的同时，结合本项目实际情况，对施工中的工艺流程、施工方法、质量控制标准、人员设备配置、安全文明标语等做出明确要求，目的是确保规范化、标准化、精细化施工，以达到创优要求。

三、原材料控制

（一）胶凝材料

（1）水泥

1、水泥要求必须采用经批准的准入厂家水泥，严禁采用小厂水泥、杂牌水泥。一般宜选用品质稳定的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。水泥的技术要求除应满足国家标准《通用硅酸盐水泥》（GB175）的规定外，还应满足表1的规定。

表1 水泥的技术要求

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	熟料中的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.当骨料具有碱-硅酸反应活性时，水泥的碱含量不应超过0.60%；

2.C40及以上混凝土用水泥的碱含量不宜超过0.60%。

2、矿物掺合料应考虑其自身的地域特点，结合本项目的实际情况，矿物掺合料的品种宜为粉煤灰、矿渣粉。

（2）粉煤灰

粉煤灰的技术要求应满足表2的规定。

表2 粉煤灰的技术要求

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

矿渣粉的技术要求应满足表3的规定。

表3 矿渣粉的技术要求

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、细骨料应选用级配合理、质地均匀坚固、吸水率低、空隙率小的洁净天然中粗河砂，不宜使用人工砂和山砂。砂子应过筛（宜过9.5mm筛）。

砂子的颗粒级配(累计筛余百分数)应满足表4的规定。

除4.75mm和0.60mm筛档外，砂的实际颗粒级配与表4中所列的累计筛余百分率相比允许稍超出分界线，但其总量不应大于5%。

表4 砂子的累计筛余百分数(%)

      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

砂子的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用中砂Ⅱ区，其它混凝土宜优先选用中砂Ⅱ区。当采用粗砂时，应提高砂率，并保持足够的水泥或胶凝材料用量，以满足混凝土的和易性；当采用细砂时，宜适当降低砂率。

配制混凝土时，砂的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的规定。

砂子在使用前须进行碱活性检验，检验合格后方可使用，否则应采取抑制碱—骨料反应的技术措施。

表5 天然砂的质量要求

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、粗骨料应优先选用级配合理、粒形良好、质地均匀坚固的洁净碎石，不宜采用砂岩碎石。应根据混凝土的强度等级和工程部位选择骨料的种类，配制C50及以上等级的混凝土、预应力结构混凝土以及易开裂的墙体部位混凝土，宜选用石灰岩碎石。C30以上配合比所用碎石必须经水洗后方能使用。

粗骨料的最大公称粒径不得超过构件截面最小尺寸的1/4，且不得超过钢筋最小净间距的3/4。配制C50及以上等级的混凝土时，粗骨料最大公称粒径不应大于25mm。

粗骨料应采用两级及以上级配，符合连续级配，且应采用最小空隙率的级配比例。

粗骨料的质量要求除应满足国家标准《建筑用卵石、碎石》(GB/T 14685)的一般技术要求外，还应符合表6的要求。

粗骨料在使用前须进行碱活性检验，检验合格后方可使用，否则应采取抑制碱—骨料反应得技术措施。

表6 粗骨料的质量要求

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、外加剂的选用应根据其自身的特点，结合使用目的，通过技术、经济比较来确定外加剂的使用品种。外加剂应采用减水率高、坍落度损失小、适量引气、能明显提高混凝土耐久性且质量稳定的产品。

外加剂确定后，掺量应根据使用技术、施工条件、混凝土原材料的变化通过试验进行调整，应做外加剂与水泥相容性试验，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用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，可采用高效减水剂，其性能指标应满足《混凝土外加剂》(GB 8076)的规定外还需满足表7的规定，并应根据不同季节、不同施工工艺分别选用早强型、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的规定。

表7 混凝土高效减水剂的性能指标

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/%，不小于		14	14
泌水率比/%,不大于		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/%，不小于	1d	140	----
	3d	130	----
	7d	125	125
	28d	120	120
收缩率比/%，不大于	28d	135	135

表8 混凝土高性能外加剂的性能指标

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/%，不小于		25	25	25
泌水率比/%,不大于		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经时变化量	坍落度/mm	----	≤80	≤60
	含气量/%	----	----	----
抗压强度比/%，不小于	1d	180	170	----
	3d	170	160	----
	7d	145	150	140
	28d	130	140	130
收缩率比/%，不大于	28d	110	110	110

（四）拌和水

拌和水的品质应符合表9的要求，当水源不发生变化时至少检测一次。养护用水除不溶物、可溶物可不作要求外，其他项目应符合表9的规定。

表9 拌和用水的品质指标

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	≤2000	≤2000	≤5000
可溶物，mg/L	≤2000	≤5000	≤10000
氯化物(以Cl-计)，mg/L	≤500	≤1000	≤3500
硫酸盐(以SO42-计)，mg/L	≤600	≤2000	≤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）根据耐久性混凝土配合比设计的理念，对混凝土配合比设计进行优化。

混凝土配合比优化的思想首先是根据结构物所处的环境、气候条件确定其耐久性指标，并根据耐久性指标选择合适的原材料，然后根据结构和构件的施工方式和结构部位确定拌和物性能指标，根据拌和物性能指标和耐久性指标确定配合比的基本参数范围，最后进行试拌、调整，配制出各项指标均满足要求的施工用混凝土。

在对混凝土配合比进行优化时主要从以下几个方面进行考虑：

●胶凝材料用量的

C30及以下混凝土的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适当增加，但不宜高于550kg/m3。

●矿物掺合料在混凝土中的使用

矿物掺合料已成为耐久性混凝土不可或缺的一部分。在混凝土中掺入一定量的矿物掺合料，可以改善混凝土的工作性能，提高混凝土的耐久性能，同时减少水泥用量，降低成本。因此，在工程中应使用矿物掺合料来提高混凝土的性能，同时降低混凝土成本。工程中常用的矿物掺合料主要有：粉煤灰、磨细矿渣粉、硅灰等。矿物掺合料在混凝土中使用可以采用单掺或复掺技术。

单独采用粉煤灰作为掺合料时，普通硅酸盐水泥混凝土中粉煤灰掺量不应超过胶凝材料总量的30%，预应力混凝土中粉煤灰掺量不宜超过胶凝材料总量的25%。

国内试验和工程实践证明，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。因此采用矿渣粉作为掺合料时，应采用矿渣粉和粉煤灰复合技术。矿渣粉和粉煤灰的具体掺量可通过试验确定。

●高效或高性能减水剂的使用

高性能混凝土在配置上的特点是采用低水胶比，选用优质原材料，且必须掺加足够数量的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的使用，致使低水胶比技术成为了可能。

应根据混凝土外加剂的特点，结合使用目的，通过技术、经济比较来确定外加剂的使用品种。外加剂应采用减水率高、坍落度损失小、适量引气、能明显提高混凝土耐久性且质量稳定的产品。外加剂确定后，掺量应根据使用技术、施工条件、混凝土原材料的变化通过试验进行调整，应做外加剂与水泥相容性试验，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用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，可采用高效减水剂，并应根据不同季节、不同施工工艺分别选用早强型、标准型、缓凝型或防冻型产品。

●粗集料的紧装空隙率的

粗集料级配符合公路工程桥涵施工技术规范中规定的连续级配外，还应采用最小紧装空隙率级配。采用最小紧装空隙率级配的粗骨料可以大幅度提高混凝土的工作性能、力学性能及耐久性能，同时节约水泥用量，降低单方混凝土成本，获得较好的经济效益。

●混凝土中氯离子含量的校核

理论配合比应该校核单方混凝土氯离子含量。混凝土中的氯离子含量是导致钢筋混凝土中钢筋锈蚀的重要因素。因此控制混凝土中氯离子含量是配制耐久性混凝土的重要环节。

钢筋混凝土中氯离子含量不应超过胶凝材料总量的0.10%，预应力混凝土中氯离子含量不应超过胶凝材料总量的0.06%。

●混凝土中单方总碱含量的校核

理论配合比应该校核混凝土中的总碱含量。控制混凝土中总碱含量目的是减少混凝土的收缩和开裂，同时预防混凝土发生碱—骨料反应。

混凝土中的总碱含量一般不宜超过3.0kg/ m3。其中矿物掺合料中的含碱量以其中的可溶性碱计算，按试样中碱的溶出量试验确定(当无检测条件时，可按粉煤灰混凝土中总碱量的1/6、矿渣粉中总碱量的1/2计)。

通过以上方面对各单位提出的混凝土配合比进行审核，同时对混凝土的力学试验数据和结果做出分析，结合混凝土配合比设计的具体情况给出最优配合比建议，确保混凝土的耐久性、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

配制的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。混凝土的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。具体的混凝土耐久性指标应根据结构的设计使用年限、所处的环境类别及作用等级确定。

3）优化前后的配合比对比

设计

强度等级

C30普通	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期的对各标段混凝土拌合设备进行测试，检测计量设备的动态称量精度（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），保证拌合设备的正常工作。此步工作的主要目的是保证混凝土的配合比不发生变化，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的量发生变化，混凝土的生产就不是按照设计配合比进行，将影响混凝土的工作性能和强度。

六、施工方案

（一）施工工艺原理及适用范围

1、工艺原理

通过对模板的加工、打磨、拼缝、立模等进行严格控制，保证模板的刚度、强度、加工精度、表面平整度、接缝严密等；通过对混凝土的制备和振捣进行控制，保证混凝土材料的质量。以此共同保证浇筑完成的混凝土各项指标合格，外观达标。

2、适用范围

适用于各类现浇工艺施工的桥梁立柱。

（二）施工工艺流程及操作要点

1、工艺流程：

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、操作要点

（1）钢筋制作及安装

钢筋经原材料检查合格后，在加工场集中切断、焊接、弯制成形，然后按照设计图纸和《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允许偏差之内。钢筋保护层使用塑料弧形垫块以保证混凝土表面质量。钢筋的根数、直径、长度、编号排列、位置等都要符合设计的要求。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。钢筋实际检测项目如下表所示：

表1 钢筋实测项目表

检查项目			规定值或允许偏差	检查方法和频率
受力钢筋间距（mm）	两排以上排距		±5	尺量：每构件检查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：每构件检查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：每构件沿模板周边检查8处
	基础、锚碇、墩台		±10
	板		±3

严格控制钢筋保护层厚度，严格按照设计图纸加工内加强圈，增加十字支撑，准确采用支撑垫块，增加定位钢筋等措施提高钢筋保护层厚度合格率。

（2）立柱模板设计、制作、安装及拆除

立柱模板采用定制的整体型大面积钢模，采取一次组装工艺。模板由经准入制认可的厂家制作，以保证加工精度。模板加工、试拼组装，检验合格后，涂油防锈。

立柱模板采用6mm厚钢板作面板，采用槽钢和角钢作骨架，焊制而成。钢模制作好之后进行尺寸检查和预拼，直径误差不大于3mm，高度误差不大于5mm，接缝错牙不大于1mm。

立模前认真清洗模板面，涂刷同种脱模剂。模板支立前精确放出结构外轮廓线并将基底精确找平，找平误差控制在2mm内，保证模板拼装后的垂直度符合规范要求。采用人工配合吊车安装，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查一次模板的垂直度及几何形状，无误后才能继续拼上层。为防止模板偏离立柱轴线，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，通过倒链调整模板至设计位置，地锚砼埋入土内，同时在模板四周用方木支撑固定模板。

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查。

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，以免损伤砼的外观。

（3）混凝土拌和及浇筑

混凝土浇筑前，将基础与墩、台身接头处混凝土进行凿毛，清除浮浆及松动部分，冲洗干净，并整修连接钢筋。

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的强制式搅拌机的拌合站集中拌制，使用混凝土输送罐车运输。

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，当料斗底面与浇筑的砼顶面高差大于2m时，必须采用串筒辅助下料，以免造成砼离析。

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的偏差，保证混凝土密实和表面光滑整齐，无垫块痕迹。砼振捣采用插入式振捣器，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周后中间，快插慢拔，尽量避免碰触钢筋和模板。振捣时间一般宜控制在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，表面呈现薄层水泥浆为止。

混凝土浇筑期间设专人看护，观察支架、模板、钢筋等的稳固情况，发现松动、变形、移位时，及时处理。

（4）混凝土养护

当砼浇筑完毕后，要及时做好养生工作。可在立柱顶部混凝土表面覆盖塑料薄膜后再覆盖养生布，防止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。

立柱混凝土达到拆模强度后，立即拆模，拆模时要轻敲轻打，以免损伤主体混凝土的棱角或在混凝土表面造成伤痕。拆模后养护可采用以下方法进行：

立柱拆模后，立即采用塑料薄膜包裹，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，水桶上开有一带调节水流量的水龙头开关，在水桶内注满水，把水龙头开关开至连续滴水程度，水流量大小以持续保持立柱表面湿润为原则，人工定期检查水桶内水，并及时将水加满，此滴水养生效果较好，能在养生期内持续保持立柱表面湿润。

七、设备配备

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的要求，模板全部采用钢模板。质量评定标准见表10。

（2）对首批进场的原材料经监理取样复试合格后，应立即进行“封样”，以后进场的每批来料均与“封样”进行对比，发现有明显色差的不得使用。

（3）配备激光全站仪、测距仪、铅锤仪和高精度测量仪器，所有仪器开工前进行校验，保证精度。

（4）筋骨架中心偏离桩基中心—解决方法是提前放样，精心加工圆形撑筋。

（5）钢筋接头的连接方法和接头数量及布置不符合要求—克服方法是施工前模拟放样；

（6）立柱倾斜度超规—纠正措施是施工前认真校正模板，重在预防。

表10 质量检验评定标准

检查项目	规定值或允许偏差	检查方法和频率
混凝土强度（Mpa）	在合格标准内	按附录D检查
相邻间距（mm）	±20	尺或全站仪测量：检查顶、中、底3处
竖直度（mm）	0.3%H且不大于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：检查3个断面
节段间错台（mm）	3	尺量：每节检查2-4处

2、外观要求

通过控制模板打磨除锈和砼以及脱模剂的质量，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、安全措施

1、施工现场在醒目的地方设置齐全的安全宣传标语牌、操作规程牌。

2、施工过程中，施工人员互相提醒监督，保证按正确的操作规程施工。

3、进入施工现场人员，必须佩戴安全帽，高处作业人员均应佩带安全带。特殊工种按规定要佩戴好防护用品。

4、施工现场要与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、模板应支设牢固，周边应设1m钢管围栏，并满挂安全网。

十、环保措施

在施工期间和施工范围内，认真执行环境法，对环境保护做到全面规划、综合治理、化害为利。

十一、资源节约

通过此工法节约了机械台班，间接减少一些非再生能源消耗。

十二、此工法通过本项目的实践，取得较好效果。