空间刚架施工方案.docx
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空间刚架施工方案
空间刚架施工
1．工程概况
2．施工方法
3．施工工艺
4．施工进度安排
5．主要机具设备、检验设备
6．劳动力使用计划
7．技术保证措施
1．工程概况
京沪高速铁路北京特大桥在DK16+190.13～DK16+475.17范围内与京山四线及西黄左线交叉，线路夹角8.3°，采用1--（32+8×24）m空间刚架结构跨越，与简支梁式桥相接处采用横梁悬臂结构，下设钢箱柱。
空间刚架结构由钢墙、横、纵梁组成，钢墙采用钢箱形式，内灌C20混凝土，横、纵梁均采用工字形钢梁，桥面采用40cm厚现浇混凝土板，桥面板与横梁通过剪力钉连接，形成钢混结合形式。
本桥桩基、承台位于京山五线左右两侧，采用单排桩结构，条形承台，桩基由108根φ1.5m钻孔灌注桩组成，长度在45～48m，承台宽2.5m，高2.5m，按孔跨长度分段，中间留3cm沉降缝。
详见“图1（32+8×24）m空间刚架桥式布置图”。
图1（32+8×24）m空间刚架桥式布置图
2．施工方法
为减少施工对既有线路运营安全的影响，根据设计要求和桥位处实际情况，空间刚架采用的施工方法为：
顺桥向施工边墙钢箱后，将梁部钢结构吊装就位，以钢结构本身为模板或模板支撑，施工混凝土桥面板。
其中钢结构采取分块组装、大块整体吊装方案。
空间刚架主要施工流程如下：
基础施工→工厂制作边墙、横梁、纵梁等细部构造→工地焊接组拼→吊装边墙钢箱→吊装横梁并与边墙进行临时连接→连接下平纵联、立柱与横梁→横梁上预压二期恒载的均布荷载→边墙钢箱内灌注混凝土→卸载预压的均布荷载→施工桥面板及桥面系，安装剪力铰→使横梁、边墙固接。
基础施工前插打钢板桩对既有线进行防护。
桩基采用旋挖钻机成孔，垂直导管法灌注桩身混凝土。
承台采用人工开挖基坑，进行承台施工。
边墙、横梁、纵梁等钢构件在工厂分块、分节制作，各块件尺寸满足运输能力及限界要求。
边墙、横梁等钢构件原则上大块整体吊装，减少对既有线路的交通干扰。
现场设置钢结构拼装焊接场地，边墙钢板、横梁等根据起吊能力在现场组合拼装焊接，采用100吨履带吊机吊装就位。
施工前和施工中加强与铁路局联系，在吊装边墙钢箱时，调整列车通行股道或封锁，运行车辆避开施工区段；吊装横梁、纵梁时，要分段利用铁路开天窗时间，以保证施工安全和运营安全。
桥面板施工时采用整跨浇筑，以纵、横梁为模板支撑。
两相邻跨桥面板之间留3cm缝，浇筑时用木板填塞顶死以利于纵向力的传递。
详见“图2（32+8×24）m空间刚架施工流程示意图”。
图2（32+8×24）m空间刚架施工流程示意图
3．施工工艺
3．1桩基施工
桩基施工前，对京山五线两侧施工范围内的地下电缆情况进行详细的调查，需要改移的，与有关部门联系，确定改移方案，尽快组织实施，尽早开工，确保工期目标的实现。
在承台与既有线之间全桥通长范围内打入钢板桩，将施工区域与既有线隔离，对既有线进行防护。
桩基采用意大利产R516型旋挖钻机成孔，旋挖钻机分别布置在京山五线两侧，从北京侧向上海方向施工。
3．1．1旋挖钻机具有成孔速度快、施工效率高、移动灵活方便、不使用循环泥浆、产生废浆少、对环境污染小的特点。
基础分3个作业组平行作业，分别施工左右钢墙基础及悬臂钢立柱基础。
左右钢墙基础作业组各投入1台旋挖钻机，悬臂钢立柱基础作业组投入1台旋挖钻机。
钻孔施工前，平整施工场地，测放桩位，挖埋护筒。
旋挖钻机就位时与平面最大倾角不超过4°，钻机平台处必需碾压密实。
将钻机行驶到要施工的孔位，调整桅杆角度，操作卷扬机，将钻头中心与钻孔中心对准，并放入孔内，调整钻机垂直度参数，使钻杆垂直，同时稍微提升钻具，确保钻头环刀自由浮动孔内。
3．1．2泥浆处理：
旋挖钻机施工时，采用静态泥浆护壁，保证孔壁的稳定。
各基础施工作业组根据需要在桥位旁设泥浆拌合池和泥浆存放池，废弃的泥浆，存于场内的泥浆池内，用泥浆罐车倒运到指定的弃渣场。
泥浆采用膨润土、火碱以及纤维素混合而制，在泥浆池中用搅浆机将泥浆搅拌好后，泵入孔内。
3．1．3钻进成孔
钻进过程中，操作人员随时观察钻杆是否垂直，并通过深度计数器控制钻孔深度。
当旋挖斗钻头顺时针旋转钻进时，底板的切削板和筒体翻板的后边对齐。
钻屑进入筒体，装满一斗后，钻头逆时针旋转，底板由定位块定位并封死底部的开口，之后，提升钻头到地面卸土。
空间刚架结构对沉降变形敏感，钻孔桩施工时需采取有效措施减少沉渣厚度。
终孔后，用捞砂钻头将沉淀物清出孔位。
在灌注水下砼前，用高压风（高压水）吹底翻渣，进一步减少桩底沉碴厚度。
清孔采用换浆法进行，即向孔内注入经过泥浆处理器处理过的泥浆，换出孔底沉碴及浓度较大的泥浆。
3．1．4吊放钢筋笼、灌注桩体水下砼：
钢筋笼在现场钢筋加工车间内集中分节段制作，运抵桥位旁焊接接长利用汽车吊整体一次性吊放就位。
吊入钢筋笼时，对准孔位轻放、慢放。
下放过程中，注意观察孔内水位情况，如有异样，立即停止，检查是否塌孔。
钢筋笼安装完毕，检查孔底沉淀情况，若孔底沉碴厚度不满足设计要求，利用水封导管采用气举法进行二次清孔。
水下砼采用导管法连续灌注，导管安装前，进行压力和水密试验，并逐节编号。
砼采用输送车运输、砼泵车或输送泵灌筑。
砼灌注过程中，需控制好导管埋深和砼坍落度，确保灌注顺利进行。
3．1．5桩基检测：
桩基施工完毕，达到设计要求强度后，对100%桩基采用无破损法逐根进行完整性检测。
3．2承台施工
3．2．1承台在一节刚架钻孔桩完工后即可人工开挖，浇筑时按设计在两承台之间放置3cm厚木板隔墙。
3．2．2承台开挖过程中边开挖，边加横撑，确保基坑和既有线边坡稳定。
弃土不得堆放在基坑旁边，采用自卸汽车运至指定地点。
3．2．3基顶设临时排水沟，防止水流入坑内，基底设汇水井，利用泵吸排水。
3．2．4基底超挖20cm，用碎石垫层夯填，然后采用水泥砂浆抹平至承台底标高。
凿除桩头，整理桩顶钢筋。
3．2．5承台钢筋采用在车间加工，运至现场绑扎。
承台模板采用大块定型钢模板，使用前在模板与砼的接触面上涂刷隔离剂，模板底口用水泥砂浆找平，模板底部外侧用水泥砂浆封口。
模板安装完成后进行测量调试，并牢靠固定。
3．2．6混凝土采用搅拌车运输，泵送入模，插入式振动棒振捣,承台混凝土一次浇注完成。
承台混凝土浇筑前，边墙预埋钢板必须精确定位，并在混凝土灌注过程中保持稳定。
承台养护采用草袋覆盖，洒水养护，多余水采用汇水井排走。
3．2．7承台施工完后及时进行基坑回填，采用小型夯实机械分层夯实。
3．3刚架施工
3．3．1刚架采用2个作业组从中间向两端吊装拼接，各作业组配备1台100吨履带吊机负责吊装作业。
3．3．2刚架边墙采用钢箱结构，钢箱钢板厚度为16mm；内部填充C20混凝土，立柱外轮廓尺寸:
边柱:
2×2m,中间柱:
4x2m，框架边墙开半圆洞,形成拱形。
桥面系布置工字型钢横梁，横梁间距3.84m,横梁与桥面板通过抗剪栓相连，钢横梁高2.75m，上翼缘宽0.8m，厚30mm，腹板厚20mm，下翼缘宽0.8m，厚50mm。
为降低钢梁的横向跨度，简支梁式桥附近的框架桥面板采用悬臂横梁，在悬臂横梁下加支承墩柱。
沿横梁30m范围内设置3道小纵梁，结构体之间小纵梁的端部以剪力铰相连接，剪力铰只传递竖向力，不限制水平位移和转动。
刚架的边墙、横梁、纵梁等钢构件在工厂加工，在各部件尺寸满足运输限界要求的条件下尽量分大节运输到工地拼装场，现场搭设平台组拼，每节段焊接成整体后，采用100吨履带吊机一次吊装到位。
3．3．3精确调整位置后，边墙与承台预埋件焊接，为降低刚架墙的横向弯矩，横梁吊装后与边墙进行临时连接，连接下平纵联、立柱与横梁，并在横梁上预压二期恒载的均布荷载后，浇筑边墙钢箱内混凝土，卸载预压均布荷载，进行桥面板现浇等二期恒载施工。
预压二期恒载采用沙袋，其布置严格按设计要求进行，确保空间刚架结构形成质量。
在桥面板及桥面系施工完毕后，解除横梁与边墙的临时连接，将横梁与边墙焊接成整体。
3．3．4施工前和施工中加强与铁路运营部门联系，吊装边墙钢箱时，调整列车通行股道，避开施工区段。
横梁及纵梁吊装时，利用铁路天窗时间进行。
3．4桥面板施工
3．4．1混凝土桥面板厚0.4m，采用C50无收缩混凝土，桥面板的悬臂长度为75cm，横梁与桥面板通过抗剪栓相连。
3．4．2桥面板施工时采用整跨浇筑，以纵、横梁为模板支撑。
两相邻跨桥面板之间留3cm缝，浇筑时用木板填塞顶死以利于纵向力的传递。
3．4．3桥面板每跨钢筋一次绑扎成型，钢筋在车间加工，运至现场安装。
钢筋绑扎时，安装好桥面系各种预埋件，并固定牢靠。
3．4．4桥面板混凝土采用混凝土搅拌车运输，泵送浇筑，插入式振动棒振捣密实。
3．5施工工艺框图
桩基、承台、空间刚架施工工艺框图如下：
钻机就位
吊装导管
桩基检验
开挖承台基坑
检查尺寸、标高
基底处理、砂浆抹平
桩身质量检查
基坑回填
4．施工进度安排
本工程为跨既有线线施工，由于受拆迁、钢构件工厂预制及运输、现场钢结构焊接工作量大、既有线运营安全对施工作业时间的限制以及气候影响等因素制约，有效施工作业时间短。
因此，在施工组织中需要：
在充分做好既有线安全防护的基础上，必须加强与铁路局联系，尽快完成拆迁，及早形成施工条件；对边墙钢结构合理分块，以充分发挥工厂作业优势、减少现场焊接工作量；尽量避开严寒季节现场焊接；配齐配足相关技术工人和吊装设备，组织多工作面同步作业，以求高效率利用行车天窗时间。
根据设计要求，计划工期14个月，其中施工准备3个月，基础施工4个月，上部结构施工7个月。
空间刚架施工进度安排表
月
工程项目
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
施工准备
桩基施工
承台施工
刚架制造及运输
刚架组拼及吊装
桥面板施工
5．主要机具设备、检验设备
主要机具设备、检验设备表
序号
机具设备名称
规格型号
单位
数量
1
履带吊机
100吨
台
2
2
汽车吊机
40吨
台
2
3
运输平车
台
2
4
旋挖钻机
R516
台
3
5
钢管脚手架
吨
100
6
交流电焊机
BX1-500
台
20
7
混凝土搅拌车
7m3
台
4
8
混凝土输送泵
HBT60G
台
2
9
水泥混凝土试验设备
套
1
10
钢材试验设备
套
1
11
测量设备
套
1
6．劳动力使用计划
劳动力使用计划表
序号
工种
数量
1
管理人员
4
2
技术人员
4
3
安全质量检查人员
2
4
测量人员
3
5
试验人员
2
6
司机及操作工
6
7
起重工
6
8
钢筋工
8
9
模板工
6
10
混凝土工
8
11
水电工
2
12
电焊工
16
13
普工
60
14
合计
115
7．技术保证措施
7．1质量保证措施
7．1．1建立质量保证体系，开展全面质量管理活动，各工序指派专人负责，技术人员跟班作业。
7．1．2搞好工人培训，做到操作熟练，避免违章作业。
7．1．3做好各种材料、机具进场验收和使用前复查工作，不经复查严禁使用。
7．1．4钢构件进场时严格进行验收，检查出厂合格证、材质试验报告、拼装图、焊缝重大修补记录、试拼装记录等。
7．1．5刚架安装前，对左右钢墙基础及悬臂钢立柱基础的高程、中线、预埋件位置等进行一次全面的复测，以了解偏差情况，偏差过大时，应事先研究制订出纠正方案后方可安装。
7．1．6刚架各部件运至现场后，在工地平台上组拼，各部件应仔细核对编号尺寸，确认前后方向及内外侧无误后，才能拼装，避免返工。
7．2安全保证措施
7．2．1基础施工前，做好地下电缆的情况调查和改移，消除安全隐患。
在承台外围沿既有线两侧插打钢板桩进行防护，确保既有线边坡稳定和施工安全。
基础施工中各种施工机械和材料严禁侵入既有线限界内。
7．2．2施工前和施工中加强与铁路局联系，在吊装边墙钢箱时，调整列车通行股道或封锁，运行车辆避开施工区段；吊装横梁、纵梁时，要分段利用铁路开天窗时间，以保证施工安全和运营安全。
7．2．3桥面板施工过程中，两侧需设防护栏，严禁向桥面板外范围抛扔材料和机具。
7．2．4对职工进行安全教育，牢固树立安全第一思想。
7．2．5施工操作人员定岗定位，上岗前要经过培训和技术考核，考核不合格者严禁上岗。
7．2．6配齐安全防护用品，高空作业人员要系好安全带，夜晚灯光暗淡处不得进行高空作业。
7．2．7施工现场设专人站岗，严禁非施工人员人内。
7．2．8工地全天设安全员，负责检查，督促工人按安全规则施工，严禁违章作业。
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