赤石特大桥主梁0#块托架及挂篮安装方案.doc

赤石特大桥主梁0#块托架及挂篮安装方案.doc

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厦门至成都国家高速公路湖南段汝城（赣湘界）至郴州高速公路项目第19A标

一、工程概况

1、总体简介

汝郴高速公路19A合同段为国家规划高速公路网成都至厦门高速公路汝城至郴州段25个标段中的一个，其中19标为赤石大桥工程，大桥位于宜章县赤石乡境内，是汝郴高速公路全线的关键控制性工程，主桥结构为跨径165m+3×380m+165m四塔预应力混凝土双索面斜拉桥，边塔支撑、中塔塔梁墩固结体系，桥墩采用双曲线造型，墩身中部利用曲线收腰。

桥位区属山区地貌，大桥跨越宽度约1500m的山谷，主塔高达286m，桥面离地最高达183m，最大跨径达380m，为目前世界第一大跨径高墩多塔混凝土斜拉桥。

赤石特大桥效果图

主塔结构图

19A合同段，施工起讫里程为K87+360～K88+341，标段全长981m，标段结构类型为（85m）路基+（4×40m）简支T梁+（165m+380m+191m）斜拉桥，5#墩主塔高254.63m，6#墩主塔高274.13m。

主要材料：

混凝土约14.3万方，钢筋约1.8万吨，预应力钢绞线及钢筋1925吨，斜拉索1831吨，其它型钢2257t。

19A桥型效果图

2、主梁简介

全桥共划分为193个梁段，其中塔区梁段共4个，梁段长26.0cm，标准梁段共146个，梁段长8.0m，边跨密索区梁段长4.0m,6.0m,共2×8＋2×1＝18个中跨密索区梁段长6.0m,共6×4＝24个，中跨合拢段3个长度均为2m，边跨现浇段2个，长度2.0m，其中19A标共97个梁段。

主梁采用单箱四室箱形断面，主梁中心高3.2m，箱梁顶宽27.5m，风嘴部分宽为2×0.25m，桥面设2％双向横坡，箱梁底板宽16.17m，斜腹板部分宽为4.62m，箱梁截面有三种形式，标准截面顶板、底板、斜腹板厚为0.28m，中间腹板厚为0.3m，顶板与腹板设置1.0×0.32的倒角，底板与腹板相交处设0.6×0.3m，的倒角，加厚截面箱梁顶板，底板，斜腹板及中腹板加厚至0.6m，其余为过渡截面。

每对斜拉索与主梁相交处均设置横梁，横梁在桥梁中心线处高3.2m,厚度为0.35m，至近拉索区厚度过渡到0.65m，箱梁端部无索区设置，端横梁，全桥横梁均张拉有预应力束。

标准截面

加厚截面

过渡截面

二、主梁0＃施工方案

5＃、6＃塔0＃块底离承台面高达151.93米及171.43米，0＃块共26米，其中两端悬出各5米，中间16米在B横梁范围内，挑出5米块采用托架施工，B横梁范围内与横梁不相固接处采用钢管架。

2.1、5#墩主梁0#块施工

5#主墩因塔梁铰接，0#块托架在A横梁施工完及支架拆除完之前守铖托架的安装及试压工作。

在托架安装平台上安装埋件，整体吊装托架1、2，在托架上铺设H500mm型钢作为次梁，次梁上搭设钢管架，铺设分配梁及胶合板作底模；5#主墩0#块混凝土浇筑采用两次浇筑，第一次浇筑至箱梁顶板倒角底部232cm（混凝土数量784m3），第二次浇筑至箱梁顶面88cm（混凝土数量630m3）

施工步骤如下：

步骤一：

在0#块托架安装平台上安装0#块托架（0#块托架单榀整体安装）。

步骤二：

在0#块托架上安装脚手架平台同时浇筑临时锚固支座及永久支座垫石。

步骤三：

浇筑0#块底板及1#块2m段底板和腹板部分

步骤四：

浇筑0#块上倒角及顶板砼，养护7天且强度达到85%，张拉0＃块预应力并压浆。

2.2.、6#墩主梁0#块施工

6#主墩因塔梁固结，在施工完B横梁后，预留0#块固结钢筋。

拆除大小里程爬架后，在托架安装平台上安装埋件，整体吊装托架1、2，安装完成托架后，在托架上铺设H500mm型钢作为次梁，次梁上搭设钢管架，铺设分配梁及胶合板作底模；6#主墩0#块混凝土浇筑采用三次浇筑，第一次浇筑塔梁固结部分（混凝土数量46m3）第二次浇筑至箱梁顶板倒角底部232cm（混凝土数量848m3），第三次浇筑至箱梁顶面88cm（混凝土数量642m3）

施工步骤如下：

步骤一：

拆除爬模在托架安装平台上安装埋件、托架1、2

步骤二：

在托架上搭设钢管架，分配梁、底模，同时浇筑固结段混凝土

步骤三：

在固结段间铺设钢管架及分配梁、底模，安装箱梁底板及腹板钢筋、预应力管道等，浇注砼，养护

步骤四：

拆除腹板及下倒角模板，砼面凿毛，清理，安装空腔内支架，顶板及上倒角模板，钢筋，浇注砼

步骤五：

养护7天混凝土强度达到85%张拉纵向预应力筋，拆除内腔及固结区钢管架及模板

2.3、5、6#主塔1#块施工

考虑到1＃块长8m，重量最大，约重690吨，控制了挂篮的设计，为降低挂篮的设计荷载及自重，将1＃块分成2m及6m段两部分，2m段在0＃托架上现浇，6m段采用挂篮悬浇。

挂篮采用在0＃托架上散拼，拼装方案见后。

5、6#主塔1#块施工施工步骤如下：

步骤一：

拆除托架上钢管架，在托架上拼装挂篮前部分，具体拼装见后

步骤二：

在0#块顶拼装顶纵梁，挂篮前端用吊带锚于顶纵梁滑块上，后端由挂腿挂于主梁滑道上，利用千斤顶前移至1＃块位置，后端锚固，安装1#索并与挂篮前端相联，初张，浇筑1#块，中间进行二次张拉

步骤三：

养护7天，强度达到85%张拉、压浆，将1＃索从挂篮索力转换至1＃块

2.4、5#、6#主塔2～23#块施工

完成1#块施工后，接长顶纵梁（接长方案见后），前移挂篮，锚固挂篮牵引2#索，拆除顶纵梁，并进行2#块混凝土的浇筑，2#块采用一次浇筑的方式施工。

2#块施工步骤如下

步骤一：

1、安装滑道，挡块，千斤顶，辅助前吊挂等走行辅助设施，做好挂篮前移准备；2、将1#块斜拉索由牵索系统转换至梁体结构上，从而实现体系转换；张拉斜拉索至设计值，并进行锚固；3、挂篮整体下放，后端通过挂腿支承于滑道上，前端通过辅助前吊挂支承于辅助顶纵梁上；4、通过千斤顶连续顶推，使挂篮前移；5、挂篮走行就位后，安装次纵梁后半部分、后斜撑以及后横梁；6、挂篮提升就位，安装牵索和中锚杆、后锚杆，拆除辅助顶纵梁；

步骤二：

1、绑扎钢筋，安装预应力管道，对斜拉索进行第一次预拉，使主纵梁前端标高达到混凝土浇筑前设计值；2、检查挂篮各部分符合要求后，进行2#块混凝土的第一次浇筑，浇筑高度至箱梁腹板与顶板相交的倒角处；3、待2#块第一次浇筑混凝土强度达到设计值后，对斜拉索进行第二次预拉，安装顶模及顶板钢筋，浇筑余下梁体混凝土；4、待第二次浇筑混凝土强度及龄期达到设计值后，张拉各部位预应力筋；

步骤三：

1、安装滑道，挡块，千斤顶等走行辅助设施，做好挂篮前移准备；2、挂篮整体下放，将位于次纵梁尾部的反滚轮调整至走行状态；3、调整挂篮标高，使挂腿支承于滑道上，反滚轮作用于梁底；4、通过千斤顶连续顶推，使挂篮前移；5、挂篮走行就位后，将反滚轮恢复原位，提升挂篮到设计高程；安装牵索，锚固好中锚杆、后锚杆；

步骤四：

重复步骤二、步骤三，完成合拢段以外其它梁段施工。

三、牵引挂篮施工

3.1、挂篮设计

详见设计说明及附图

3.1、牵引挂篮的制作

牵引挂篮承受荷载大，又长时间重复使用，故要求按永久结构的标准制作，制作中应严格控制焊接质量及机加工件特别是张拉构件的加工质量。

牵引挂篮选择有资质有制作经验的生产厂家进行制作，我标段江派驻一名技术人员全程跟踪挂篮制作过程

3.2、牵引挂篮的运输

牵引挂篮在工厂制作完成后，采用汽车运输的方式运至施工现场，为方便运输且考虑现场起重能力的限制，长大构件一律分段制作现场拼装，最大单个构件运输尺寸为12.618m×3.638m×2.494m，重量约为14.5t。

3.3、牵引挂篮安装及试验

3.3.1方案比选

方案一：

墩前拼装，整体提升

在各墩的大小里程前地面或钢支架平台上利用吊机散拼，根根施工现场地形及场地布置，需在5＃塔小里程侧与山体设置一钢汽车平台，用钢量约200-250吨，大里程侧设有电梯平台，使得拼装位置不能在起吊点正下方，需进行斜吊高约10米，斜吊角度最大达3度，需加水平力8吨，增加竖向荷载1吨。

因0＃块仅悬臂5m，挂篮无法一次拼装完成，需分两次吊装，第一次起吊前部分，起吊前需拆除0＃托架，并在0＃块顶设顶纵梁用于提升，提升采用连续千斤顶张拉钢绞线束。

第二部分需在浇注完1＃块后，纵移至2＃块位置时，在0＃块下整体吊装，并进行空中对接。

步骤见附图：

方案一的优缺点：

优点：

1、拼装场地大，拼装速度快，难度较小；

2、散拼时为地面作业；

3、不占用塔吊；

缺点：

1、拼装过程中同，因在塔柱作业区内，高空坠物打击风险大；

2、需另投入钢平台，成本增加；

3、提升时，需斜拉，操作难大度，且穿过梁面的预埋孔因斜度需加大约10cm；

4、提升设备及具体稳定性要求高，不易更换；

5、占用有限的施工场地，对钢筋、模板、钢锚梁安装及浇注砼影响大。

方案二：

在0＃托架上散拼，并在挂篮浇注0＃块

此方案考虑利用塔吊在0＃托架平台上拼装挂篮前部分，拼好后在其上浇注0＃块5m段砼（考虑5m悬臂段后浇，以节省工期），浇注完0＃块后，拼装顶纵梁，脱模，纵移到1＃块位置，拉1＃索，浇注1＃块砼，张拉1＃块并索力转换后，拆除0＃托架，整体吊装挂篮后半部分，并进行空中对接。

方案二的优缺点：

优点：

1、拼装时空间大，安装难度较小；

2、不占用地面场地；

3、单吊重量轻，吊装风险小；

缺点为：

1、存在双重作业，高空坠物打击风险大；

2、利用塔吊吊装，占用时间长；

3、小里程侧因塔吊吊重问题，构件需在轨道上横移；

4、后半部分拼装风险大；

5、增加0＃支架荷载约200吨，增加支架设计难度及风险；

6、挂篮拼装占主体工期（若0＃块整体浇注）

方案三：

在0＃块与托架间散拼

采用大塔吊或在0＃块梁面上设两台5吨卷扬机走二作为构件起吊设备，右幅（大塔吊侧）托架平台加宽2-3m，以利构件吊装，构件通过托架上分配梁作滑道，拖拉至拼装位置；托梁与梁体间预留约3.3m空间，用于拼装挂篮构件，主纵梁等构件最少垫高30cm，以利拼装板及螺栓安装，步骤如前0＃、1＃块所述，挂篮散件拼装另见拼装工艺。

　　　方案三优缺点：

优点：

1、因在0＃块下作业，可避免空中打击；

2、不占用地面场地；

3、托架可用于后半部分挂篮的拼装平台，安全性高；

4、挂篮拼装不占工期；

5、不增加支架的荷载；

6、吊装及安装风险小；

缺点：

1、构件起吊后，需进行横移，时间较长；

2、拼装空间较小，难度稍大。

通过以上三个方案的比较，拟采用第三种方案进行挂篮的拼装施工，挂篮拼装另见拼装工艺。

3.3.2塔吊作业区

考虑到牵引挂篮的重量以及施工现场机械设备和场地的具体情况。

牵引挂篮分别堆放在5#墩上游侧M320塔吊边上及6#墩墩上游侧M320塔吊边。

堆放场地约为80m2.

将挂篮主纵梁、次纵梁1、横梁及斜撑首先按照挂篮安装顺序依次吊到0#块托架滑移轨道位置处，再用倒链移动至其拼装位置处，在0#块托架上进行挂篮的拼装。

0#块托架因受尺寸限制只拼装挂篮主纵梁及次纵梁1，剩余部分需在浇筑完1#块后拼装

牵引挂篮平面图

3.4、牵引挂篮质量检测

牵引挂篮在工厂制造完成后，对所有焊缝进行探伤检测，并在工厂内进行预拼装，拼装完成后要安装实际混凝土浇筑程序进行试验，在试验过程中要对挂篮实际的变形及应力情况进行记录、分析，为现场施工提供试验数据，并指导现场施工

四、主梁施工安全措施

1、作业人员必须定期进行检查，对不适宜高处作业的人员：

不得从事此项工作；

2、高处作业人员必须系好安全带，戴安全帽、穿防滑鞋，禁止打赤脚或穿拖鞋作业。

高空作业人员必须配戴安全带并且必须挂在牢靠的位置上

3、作业人员上下脚架要安设爬梯，不得攀登脚手架上下，更不允许乘坐非乘人升降设备上下，发现违规者，立即制止。

4、高空作业所选