双线Ⅰ级铁路特大桥180m哑铃型钢管混凝土简支拱施工方案106页wordWord文档格式.docx
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跨沿海高度公路特大桥DK31+640.25（114#墩）～DK31+722.95（115#墩）主跨沿海高度公路采用1-80m哑铃型钢管混凝土简支拱、预应力混凝土系梁的简支拱桥桥式，梁部全长82.7米；
主桥墩基坑开挖采用钻孔桩围护，混凝土梁底面距现有公路路面最大高度7m，沿海高度公路要求的净空:
施工期间为4.5m，完工后为5.5m。
本桥与沿海高度公路交角为95°
19′7″，主墩桩基为1.5m的钻孔灌注桩，承台尺寸：
18.6m×
14.6m×
3m，墩身设计采用圆端形实体桥墩，114#墩尺寸为5m×
15m×
11m，115#墩尺寸为5m×
12m。
2.3计划工期
计划工期：
245日历天。
计划开工日期：
2015年5月1日，计划竣工日期：
2015年12月31日。
2.4技术标准
本工程相关技术标准见下表2-1所示：
表2-1相关设计技术标准
序号
项目
内容
备注
1
铁路等级
Ⅰ级铁路
2
正线数目
双线
3
设计速度
120km/h
4
曲线半径
3500m
5
牵引种类
电力
2.5自然条件
2.5.1工程地质
桥址区为:
第四系全新统人工堆积层（Q4ml）、第四系全新统湖积沼泽相沉积层（Q4I+h）、第四系全新统冲洪积层（Q4ol+pl）、第四系上更新统冲积洪层（Q3ol+pl）。
不良地质和特殊地质：
1、填土：
杂填土（以建筑垃圾为主），素填土：
（以粉质粘土为主，局部以粉土为主）。
2、软土;
淤泥质粘土，淤泥质粉质粘土，淤泥在场地呈带状分布。
3、液化土层：
桥址区中存在带状连续分布的粉土、粉砂、细砂液化土层。
2.5.2水文地质
本桥址区地下水为第四系孔隙潜水，勘测期间地下水埋深0.2~2m。
地下水主要由大气降水补给。
水位季节变化2~3m左右。
2.5.3地震资料及最大冻结深度
桥址地震基本烈度Ⅶ度，地震动峰值加速度为0.2g，反应谱特征周期为Tgs=0.45s，场地类别为Ⅲ类，最大冻结深度为0.8m。
2.5.4气象特征
所处地区为东亚中温带亚干旱大陆性季风气候区，终年干旱少雨，降水量多集中在七、八月份，蒸发量远远大于降水量，夏季炎热，冬季严寒，昼夜温差大，四季分明，无霜期短。
按对铁路工程影响的气候分区，属严寒地区，土壤最大冻结深度0.8m。
年最大积雪厚度0.08m。
历年平均气温为9.62℃，一般最冷是一月份，平均气温为-9.0℃，极端最低气温为-31.3℃；
极端最高气温为42.8℃。
历年平均降水量为401.6mm，最大风速16米/秒。
2.5.5施工条件
交通运输：
本标段地处平原，沿线附近既有公路较多，公路交通较便利，为厂发料及其他料源运至线位提供了条件。
施工用水：
本标段地处沿海，地下水较为丰富，为满足现场生产及生活用水要求，计划打井取水以满足现场施工，并根据周边钻井水位调查确定水井深度。
施工用电：
沿沿线电力资源充足，主电网基本形成且设施发达，分布均匀，电网网架结构健全，供电电源多样化，施工时可以从附近变压器上“T”接。
拌合站：
拌合站租赁现有搅拌站后进行扩建，选用两台180m3/h主机，确保混凝土生产满足现场需要。
试验室：
拌合站内建中心试验室，具备正常检测能力。
钢筋加工厂：
跨沿海高速公路两侧各建一座钢筋加工厂，钢筋加工厂地面全部混凝土硬化，分为原材料堆放区、加工区、半成品及制作区、成品区。
2.5.6建设相关单位
设计单位：
铁道第三勘察设计院集团有限公司
建设单位：
唐山市唐曹铁路有限责任公司
监理单位：
天津新亚太工程建设监理有限责任公司
3．工程重难点分析
3.1重难点分析
（1）钻孔桩采用旋挖钻施工，刚性导管法灌注水下混凝土，主桥钻孔深度在60米以上，地质结构主要是粉沙、淤泥质粘土、淤泥质粉质粘土、部分液化土层，易塌孔扩孔；
（2）1-80m简支拱，跨度大，跨越沿海高速，来往车辆较多，施工难度大且存在安全隐患；
（3）1-80m简支拱为下承式钢管混凝土系杆拱桥，主桥跨度较大，钢管拱肋预制加工及压浆，吊杆施工张拉工艺复杂、控制要求高，是本项目的重点和难点。
（4）拱脚位于拱肋、系杆、端横梁三者节点处，是系杆拱中受力与设计最复杂的部位。
对本主桥的拱脚施工，一则拱脚内钢筋布排密集，系杆及端横梁预应力孔道穿越其中，因此混凝土浇筑比较困难；
二则拱脚上的钢管拱现浇段的位置准确性是保证其在安装过程中达到设计拱轴线的首要及关键环节，拱脚一经完成施工就唯一确定本系杆拱拱轴线在空间的具体位置，不可再行调整，而拱轴线又是根据桥梁荷载确定的使拱桥受力最为合理的曲线，因此拱脚施工是重中之重。
（5）系杆是在贝雷桁架上现浇，受既有道路及通车净空影响，桁架的挠度比较大，因此各节点挠度值计算要准确，并设置适当的预抬高值。
针对该桥施工难度大、施工工期紧迫、施工质量、安全、进度要求高的特点，提前筹划、优化方案、精心组织，确保工程施工达到各项指标要求。
4施工进度计划
跨沿海高度公路简支系杆拱桥为我部关键控制工程，结合当地的气候、温度情况，根据工程量、施工难度，施工工艺以及工期要求，同时结合目前的施工进度情况，施工进度计划安排如下：
表4-1简支拱施工计划
分项工程
施工计划
备注
进度指标（天）
施工时间
钻孔灌注桩
31
2015.05.01～2015.5.31
承台施工
2015.05.20～2015.6.20
墩身
2015.6.5～2015.6.30
支架体系
35
2015.06.20～2015.07.25
系梁、拱脚施工
60
2015.07.26～2015.09.23
含张拉压浆
钢管拱制作
123
2015.05.15～2015.09.15
钢管拱安装、灌浆
2015.10.1～2015.10.31
含拱肋砼
吊杆安装
2015.11.01～2013.12.05
吊杆张拉
支架拆除
26
2015.12.6～2016.12.31
回复既有道路交通
5施工工艺技术
5.1施工准备
5.1.1技术准备及交底
⑴施工前项目部技术人员全面、深入理解和审核系杆拱桥的施工图设计，充分领会设计意图及设计单位据以作为计算工况的施工顺序或步骤，复核平竖曲线，并根据现场施工条件对施工图设计提出合理建议，必要时与监理单位一起就存疑之处请设计单位予以答复。
⑵在研究透彻施工图设计的基础上，项目部组织技术、物资、安质、试验等部门以及现场施工负责人员商讨系杆拱施工方案编制工作，广泛吸取各部门意见，以便在方案编制中采纳，使施工方案具有较好的可操作性、经济性与可靠性。
⑶系杆拱施工方案编制出来，项目总工应再次就方案初槁征求项目部各部门意见，修改后报公司审核，根据公司审核意见经二次修改后报送监理审批。
⑷钢筋混凝土系杆拱方案经业主评审及批准后，项目部技术部门及时组织作业班组进行技术交底，就系杆拱各分项工程施工方法、质量要求、工期安排等进行详细说明。
⑸项目部技术部门根据施工需要，建立符合规范精度要求的平面及高程控制网，并报请测量监理工程师复核。
⑹工地试验室提前向试验监理工程师提交混凝土配合比设计，得到验证后才能使用；
对进场的原材进行抽检或及时委托具有相关试验资质的检测单位进行抽检。
5.1.2安全交底
主桥系杆拱上部结构各分项工程开工前，项目部工程、安质部门组织作业班组进行安全交底，并存档备查，交底内容主要包括：
支架施工安全交底、构件起重吊装安全交底、高空作业安全交底、预应力施工安全交底等。
安全交底本着“安全第一、预防为主、综合治理”的方针，责任层层落实，横向到边，纵向到底，尤其要贯彻到作业班组每一位工人，使他们明确自己的安全责任，掌握安全操作要点，增强安全防护意识，做到“不伤害自己、不让害他人、不被他人伤害、保护他人不受到伤害”。
5.1.3物资设备准备
物资部根据工程部提供的主体工程和临时设施所需材料、设备清单，及时组织物资、设备进场，满足本桥系杆拱上部开工需要。
物资及设备进场后，要请现场监理工程师进行开工前的检验，以确认该批次物资、该型号设备满足施工要求。
物资在施工现场要分类堆码整齐；
机械设备则要进行调试和保养，保证具有良好的工作性能。
另需要强调的是，对于临时设施所需碗扣支架各组成杆件及剪刀撑，以及其它钢管、工字钢、贝雷桁架等型材或制式器材，物资部门必须要确保其符合国家相关标准要求，锈蚀、变形或局部破损严重的应予以更换，严禁以次充好而埋下安全隐患。
5.1.4场地规划
系杆拱桥施工所需场地主要包括系杆、中横梁等的现浇场地，钢管拱、风撑的拼装场地，贝雷梁、钢管、工字钢、脚手架等拼装及存放场地。
结合各桥现场实际，本着就近方便吊运的原则，在主桥附近设置预制场地及拼装场地。
5.2技术要求
1、模板及支架、钢筋和混凝土的施工应符合铁道部现行《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》的有关规定和设计要求。
砌体的施工应符合铁道部现行《铁路混凝土与砌体工程施工质量验收标准》（TB10424-2003）的有关规定和设计要求。
2、墩台施工中应经常检查中线、高程，发现问题及时处理。
墩台施工完毕，应对全桥中线、高程、跨度进行贯通测量，并用墨线标出各墩台中心线、支座十字线、梁端线及锚栓孔位置。
3、钢筋在使用前应清除表面的浮皮、铁锈、油渍、污斑等方可使用，防止钢筋焊接可能产生如下隐患：
焊接接头偏心弯折；
焊接规格长度不符合要求；
焊缝长、宽、厚度不符合要求；
凹陷、焊瘤、裂纹、烧伤、咬边、气孔、夹渣等缺陷；
焊条型号不符合要求。
4、浇筑砼前，必须对支架、模板、钢筋和预埋件进行检查，模板内的杂物、积水和钢筋上的污垢必须清理干净。
当砼倾落高度超过2米时，必须用串筒或溜槽。
串筒出料口下面，砼堆积高度不宜超过1m。
尽可能加快砼浇筑速度，分层浇筑时，应在下层砼初凝前浇筑完成上层砼。
用插入式振动器振捣砼时，应与侧模保持5～10cm距离，以免碰坏模板表面影响模板的周转，砼振捣必须密实。
5、在进行张拉作业前，必须对千斤顶、油泵进行配套标定，并每隔一段时间进行一次校验，有几套张拉设备时，要进行编组，不同组号的设备不得混合；
预应力的张拉采用双控，即以张拉力控制为主，以钢束的实际伸长量进行校核，实测伸长值与理论伸长值的误差不得超过规范要求（6%），否则应停止张拉，分析原因，在查明原因并加以调整后，方可继续张拉。
6、张拉完毕后，应及时压浆，以不超过48小时为宜，以免引起预应力筋锈蚀或松弛。
张拉工艺完成后，应立即将锚具周围预应力筋间隙用水泥砂浆封堵，水泥砂浆强度不达到10MPa不得压浆；
为使孔道压浆通畅，并使浆液与孔壁接触良好，压浆前应用压力水冲洗孔道，并用压缩空气排除孔内积水；
灰浆经网格尺寸不大于3mm的过滤网进行过滤后存放在储浆桶内，保持低速搅拌，并保持足够数量，以使每个压浆孔道能一次连续完成；
灰浆拌和时必须机械拌和均匀，水泥浆自拌制完成至压入孔道的延续时间不宜超过40分钟；
压浆顺序应先压下面孔道，后压上面孔道，并应将其中一处的孔道一次压完，以免孔道漏浆堵塞邻近孔道，如集中孔道无法一次压完时，应将相邻未压浆孔道用压力水冲洗，使得后续压浆时通畅无阻；
压浆泵输浆压力宜保持在0.5～0.7MPa，以保证压入孔道内的水泥浆密实为准.压浆充盈度应达到孔道另一端饱满且排气孔排出与规定流动度相同的水泥浆为止，关闭出浆口后，以保持一个不小于0.5Mpa的稳压期，该稳压期的保持时间宜为3～5min。
5.3钻孔灌注桩基础施工
钻孔桩基础施工采用回旋钻施工，人工配合吊车安装钢筋笼，混凝土由自建拌合站集中供应。
循环旋转钻机成孔：
泥浆由钻杆内流（注）入井孔，将泥浆钻渣混合物置换出来，泥浆经净化后再循环使用。
5.3.1施工工艺流程图
5.3.2施工准备
1、钻孔场地的平面尺寸按桩基设计的平面尺寸，钻机数量和钻机底座平面尺寸、钻机移位要求、施工方法以及其它配合施工机具设施布置等情况由实际现场来决定。
桩基钻孔前将场地整平，清除杂物。
在夯填密实土层上横向铺设枕木，然后在枕木上铺设废旧钢轨或型钢，即构成钻机平台。
场地的大小要满足钻机的放置、泥浆循环系统及混凝土运输车等协调工作的要求。
2、埋设护筒
A．针对桩径大小护筒用6～12mm厚的钢板制作，其内径大于钻头直径200mm。
为增加刚度防止变形，在护筒上、下端口和中部外侧各焊一道加劲肋。
B．护筒的底部埋置在地下水位或河床以下1.5m，护筒顶高出地下水位1.5m～2.0m左右（同时高出地面0.5m），其高度满足孔内泥浆面的要求。
C．桩基护筒埋设采用挖埋法。
埋设准确、稳定，护筒中心与桩位中心的偏差不大于50mm，垂直度偏差不大于1%，保证钻机沿着桩位垂直方向顺利工作。
D．护筒内存储泥浆使其高出地面或施工水位至少0.5m，保护桩孔顶部土层不致因钻头（钻杆）反复上下升降、机身振动而导致坍孔。
3、钻机就位
钻机按照指定的地点就位，钻机链轨下必须铺设钢板，防止钻机向一侧倾斜或在钻孔过程中偏移
4、泥浆的制备及循环净化
A．根据现场实际情况，本标段拟采用优质泥浆。
各项指标如下：
旋挖钻机泥浆比重：
1.1～1.3；
粘度（s）：
16～22s、松软地层19-28s；
含砂率（％）：
＜4；
PH值：
＞6.5；
胶体率（％）：
＞95。
B．根据桩基的分布位置设置制浆池、储浆池及沉淀池，并用循环槽连接。
出浆循环槽槽底纵坡不大于1.0%，沉淀池流速不大于10cm/秒以便于泥碴沉淀。
C．采用泥浆搅拌机制浆。
泥浆造浆材料选用优质粘土，保证泥浆自始至终达到性能稳定、沉淀极少、护壁效果好和成孔质量的要求。
试验工程师负责泥浆配合比试验，对桩基的泥浆进行控制。
图5.1钻孔桩施工工艺流程图
5.3.3钻孔施工
按桩位中心线找准中心点，桩位中心偏差不大于20mm,并保证护筒垂直，护筒必须埋入原状土内，由于地质条件较差采取加大护筒埋设深度，使护筒底超过软弱层。
挖土采用人工挖至原状土为止，护筒与孔壁之间用粘土分层填实，以防地面水流入，造成护筒下移坍孔。
钻机就位应该准确、水平、稳固，钻机转盘中心、天车中心与护筒中心三点一线。
用游动滑车吊准主动钻机，钻进时发现偏斜应及时纠正。
钻进时保持一定的水头高度，钻进过程中的钻压应根据不同的岩层确定，一般控制在钻具总重量扣除浮力的80%，在开孔线有倾斜的岩层交界处采用小钻压，在覆盖层中钻进采用低速，岩层中选取中、高速。
在钻进中，绘制孔位处的地质剖面图，以供对不同土层选择合适的钻头、钻压、钻速和泥浆指标作参考。
并经常注意土层变化，捞取渣样，判别土层。
并与设计资料比较，如果有不同，要及时报告。
清孔采用换浆法。
钻进进尺达到设计标高，经复核无误后，立即进行清孔。
清孔时钻头提起20cm，转速由高变低进行空转，将孔内泥浆换出。
孔内泥浆含砂率逐渐降低，直到稳定状态，满足施工规范要求。
5.3.4成孔检查
钻孔灌注桩在成孔过程中及终孔后以及灌注混凝土前，对钻孔进行阶段性的成孔质量检查。
1、孔径和孔形检测
孔径检测在桩孔成孔后，下入钢筋笼前进行。
笼式检孔器用φ20的钢筋制作，其外径等于钻孔桩的设计孔径，长度等于孔径的4～6倍，且不短于6m.其长度与孔径的比值选择根据钻机的性能及土层的具体情况而定。
检测时，将检孔器吊起，孔的中心与起吊钢绳保持一致，慢慢放入孔内，上下通畅表明孔径符合设计要求。
2、孔深和孔底沉渣检测
孔深和孔底沉渣采用标准锤检测。
测锤一般采用锥形锤，锤底直径13cm～15cm，高20～22cm，质量4kg～6kg。
测绳采用钢尺进行校核。
5.3.5第一次清孔
清孔处理的目的是使孔底沉渣厚度、泥浆液中含钻渣量符合质量要求和设计要求。
当钻孔达到设计高程后，经对孔径、孔深、孔位、竖直度进行检查确认钻孔合格后，进行第一次清孔。
清孔达到以下标准：
孔内排出的泥浆手摸无2～3mm颗粒，泥浆比重不大于1.1，含砂率小于2%，粘度17～20s。
同时保证水下混凝土灌注前孔底沉渣厚度：
柱桩≯10cm、摩擦桩≯30cm，且不大于规范及图纸规定。
5.3.6钢筋笼加工及吊放
1、钢筋笼是在制作场下料和制作加劲箍筋，分节制作。
采用加劲筋成型法。
制作时，按图纸设计尺寸作好加劲筋圈，标出主筋的位置。
焊接时，使加劲筋上任一主筋的标记对主筋中部的加劲筋标记，扶正加劲筋，并较正加劲筋与主筋的垂直度，然后点焊，在一根主筋焊好全部加劲筋后，在骨架两端各一人转动骨架，将其余主筋逐根照上法焊好，然后抬走骨架搁于支架上，套入盘筋，按设计位置布置好螺旋筋并绑扎于主筋上。
在制作钢筋笼时，按规范要求错开50%接头，并且相邻两根主筋接头错开距离不少于50cm。
为使钢筋在安装过程中不变形，应在钢筋笼两端和中间每4m设一道内撑。
2、钢筋笼采用吊车安装。
骨架进入孔口后，应将其扶正徐徐下放，并且边下放边拆除加劲内撑，严禁摆动碰撞孔壁。
当最后一道加劲箍筋接近孔口时，用2根I25型钢横穿钢筋笼，将骨架通过工字钢支承在护筒上，再吊起第二节钢筋笼，使它们在同一坚直轴线上对接齐焊接，先焊接直径方向相对的主筋接头，然后用吊车稍稍提起，以使上下两节钢筋笼在自重作用下基本顺直，此后便可进行接头焊接。
接头焊好后，上好接头箍筋，再稍稍吊起钢筋笼，抽出支承工字钢，下放钢筋笼。
如此循环，使钢筋笼下放至设计标高为止，钢筋笼标高偏差控制在±
5cm。
最后用3根同主筋直径的钢筋作为吊筋把钢筋笼焊接固定于护筒上，保证钢筋笼定位正确，避免钢筋笼下沉和灌注砼时上浮。
3、钢筋骨架保护层的设置
绑扎混凝土预制块：
垫块在钢筋骨架上的布置以钻孔土层变化而定，在松软土层内垫块布置较密。
一般沿钻孔竖向每隔2米设置一道，每道沿圆周对称的设置4块。
4、声测管的布置及数量按设计要求设置，绑扎牢固、与钢筋笼一起吊放。
声测管要求全封闭（下口封闭、上端加盖），管内无异物，水下混凝土施工时保证不漏浆进管内。
声测管与钢筋笼一起分段连接（采用液压连接），连接处光滑过渡，管口高出设计桩顶50cm，每个声测管高度保持一致。
5、下钢筋笼注意事项：
a、钢筋笼接头上下两节应该顺直。
b、钢筋接头焊接接以及钢筋间距及轴线偏位应符合规范要求。
c、因钢筋笼比较庞大，自重大，每节钢筋笼的每一道加劲箍筋必须和主筋以及吊筋焊接应牢固。
5.3.7第二次清孔
安放钢筋笼与导管浇注水下混凝土间隔时间较长，孔底易产生沉渣，待安放钢筋笼及导管就序后，采用换浆法清孔，以达到置换沉渣的目的。
待孔底泥浆各项技术指标均达到设计要求，且复测孔底沉渣厚度在设计范围以内后，清孔完成，立即进行水下混凝土灌注。
5.3.8水下混凝土灌注
1、采用导管法进行水下混凝土的灌注。
导管用直径25-30cm的钢管，每节长2.0～2.5m,配1～1.5m短管，由管端粗丝扣、法兰螺栓连接，接头处用橡胶圈密封防水。
导管使用前，进行接长密闭试验。
下导管时防止碰撞钢筋笼，导管支撑架用型钢制作，支撑架支垫在钻孔平台上，用于支撑悬吊导管。
混凝土灌注期间采用钻架吊放拆卸导管。
2、水下混凝土施工采用罐车运输混凝土、溜槽送至导管顶部的漏斗中。
混凝土进入漏斗时的坍落度控制在18～22cm之间，并保持良好的和易性。
混凝土初凝时间控制在上批混凝土初凝前。
3、先灌入的首批混凝土数量经过计算在2.6m3左右，能保证有一定的冲击能量把泥浆从导管中排出,并保持导管下口埋入混凝土的深度不少于1m。
4、使用拔球法灌注第一批混凝土。
灌注开始后，连续地进行，严禁中途停工。
在灌注过程中，导管埋入混凝土的深度不少于1.0m，一般控制在2-6m以内。
5、灌注水下混凝土时，随时探测钢护筒顶面以下的孔深和所灌注的混凝土面高度，以控制导管埋入深度和桩顶标高。
测锤法：
用绳系重锤吊入孔中，使之通过泥浆沉淀层而停留在混凝土表面，根据测绳所示锤的沉入深度换算出混凝土的灌注深度。
测砣制成圆锥形，锤重不小于4kg，测绳采用质轻、拉力强，遇水不伸缩，标有尺度之测绳。
6、在混凝土灌注过程中，要防止混凝土拌和物从漏斗溢出或从漏斗处掉入孔底，使泥浆内含有水泥而变稠凝固，致使测深不准。
同时设专人注意观察导管内混凝土下降和井孔水位上升，及时测量复核孔内混凝土面高度及导管埋入混凝土的深度，做好详细的混凝土施工灌注记录，正确指挥导管的提升和拆除。
探测时必须仔细，同时以灌入的混凝土数量校对，防止错误。
7、施工中导管提升时保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。
如导管法兰盘卡住钢筋管架，可转动导管，使其脱开钢筋骨架后，移到钻孔中心。
当导管提升到法兰接头露出孔口以上一定高度，可拆除1节或2节导管。
拆除导管动作迅速，拆装一次时间不超过15min。
防止螺栓、橡胶垫和工具掉入孔中，并注意安全。
已拆下的导管立即清洗干净，堆放整齐。
5.3.9成桩检测
对钻孔桩桩身全部进行无损检测。
检测方法符合《铁路工程基桩无损检测规程》的规定，检测频率符合设计要求。
5.4承台施工
5.4.1承台施工工艺流程图
图5.2承台施工工艺流程图
5.4.2土方开挖
1、承台采取明挖基础施工。
基坑采用机械开挖，人工配合整修，按承台的轴线位置、设计尺寸加每边预留0.5m宽的工作位置进行开挖，弃土临时堆放在坑顶边线2
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