湟水河特大桥施工方案.docx
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湟水河特大桥施工方案
湟水河特大桥工程
施工方案
编制：
审核：
审批：
**公司
2010年3月1日
1工程概况
平安湟水河特大桥中心里程为DK155+783,桥全长16085.38m，孔跨布置为：
11-32m+3-24m+18-32m+2-24m+25-32m+1-24m+45-32m+4-24m+18-32m+1-24m+15-32m+1-24m+42-32m+2-24m简支梁+（40+64+40）m连续梁+2-24m+5-32m简支梁+（48+80+48）m连续梁+2-32m+3-24m+2-32m+（48+80+48）m连续梁+67-32m+2-24m+6-32m+1-24m+48-32m+3-24m+52-32m简支梁+（40+64+40）m连续梁+8-32m+（80+128+80）m连续梁+23-32m+2-24m+21-32m+3-24m+1-32m+（60+100+60）m连续梁+28-32m）梁。
本桥主要为跨越叶家沟、高店沟、巴藏沟、国道109、既有蓝青二线、湟水河、白沈家沟、既有铁路、三合沟、平阿高速公路等。
湟水河为黄河上游一主要支流，本桥在DK148+286附近与叶家沟斜交，滩槽明显，卵石河床，沟底宽约5米；线路在DK151+629附近与高店沟斜交，线路在DK153+300附近与巴藏沟基本正交，巴藏沟属于湟水河右岸的一级支流，沟内有常流水，水质混浊，河床宽60米左右，主河槽水流宽3米左右；线路在DK153+860附近国道109斜交，斜交交度45度，该道路宽12米，两侧各有80×60㎝的水泥排水沟；线路DK154+240附近跨越既有的兰青二线左线，斜交约60度，既有线在此段为桥梁；在DK156+200处与湟水河斜交，桥位上游为河道弯曲处，河床平缓开阔，小里程为陡坎，大里程为平地农田，农田中有大量杨树，DK156+600处与湟水河基本正交，该处河道小里程侧为平坦的农田，杨树茂密，大里程侧紧挨着平安污水处理厂。
线位在DK160+750附近与白沈家沟斜交，桥位上游为既有4孔12m铁路桥，桥净高3.5米，下游为4孔8米公路桥，桥宽6米，桥高3米；DK162+666.6～DK162+679为三合沟，该沟与线路斜交，小里程有3.5米宽的水泥路。
在DK160+582处跨越平西高速公路出入口，斜交9°；在DK161+000处跨越兰青既有线（双线），斜交78°；在DK162+825处跨越平阿高速公路，斜交460。
本桥采用矩形空心桥台，桥墩采用圆端形，当墩高≥20m时采用空心墩，其余为实体墩，基础均为钻孔桩基础，简支梁采用φ1.0m及φ1.25m桩基，连续梁采用φ1.25m及φ1.5m桩基，桥台采用φ1.0m桩基。
本桥在跨越两条单线铁路立交采用（48+80+48）m连续梁，两次跨越湟水河时均采用32m简支梁，在DK161+000处上跨既有蓝青复线采用（80+128+80）m连续梁，G109国道立交采用（40+64+40）m连续梁，跨平阿高速公路立交采用（60+100+60）m连续梁，DK153+855道路立交采用（40+64+40）m连续梁，其余孔跨采用标准跨径24m、32m预应力混凝土简支整孔箱梁。
表1-1平安湟水河特大桥主要工程数量表
序号
项目名称
单位
数量
1
基础
钻孔桩（1.0m）
米/根
钻孔桩（1.25m）
钻孔桩（1.5m）
承台混凝土
立方米
2
墩台身
混凝土
立方米
3
预应力混凝土梁L=24m（双线）
孔
30
4
预应力混凝土梁L=32m（双线）
孔
437
5
（40+64+40）m连续梁
联
2
6
（48+80+48）m连续梁
联
2
7
（60+100+60）m连续梁
联
1
8
（80+128+80）m连续梁
联
1
2施工总体安排
2.1施工总体方案
平安湟水河特大桥主要施工方案为陆地钻孔桩采用常规方法施工，根据地层的难易程度选择钻机种类，在坚硬地层地段采用冲击钻成孔，其它地层采用旋挖钻或循环钻成孔；水中基础采用“栈桥+水上施工平台”的方案进行施工，水中承台采用钢套箱围堰施工，陆上承台采用放坡开挖或钢板桩支护。
实体墩采用定型大块钢模板一次立模、整体浇筑，墩身高度较高的实心墩采取分段浇筑；空心墩采用液压内置爬模施工；（40+64+40）m连续梁、（48+80+48）m、（60+100+60）m连续梁采用挂篮悬臂浇筑施工；（80+128+80）连续梁T”构采用无平衡重转体法施工，墩身与基础设置转盘，先用挂篮顺铁路方向悬浇施工梁部，然后利用“T”构墩墩底与承台的转盘，将两个“T”构旋转到设计线位，封闭转盘后，采用支架浇筑边跨合拢段，吊模浇筑中跨合拢段，完成体系转换。
跨既有线和上跨公路是本工程施工中的重点和难点，施工时搭设钢桁架防护棚，确保在运营的安全的情况下进行施工。
2.2工期安排
依据本桥的施工特点：
本桥控制重点是六联连续梁施工，针对连续梁施工工艺复杂、工期长的特点，进场后以连续梁施工为主线，重点突击下部征地拆迁工作、对外协调和施工前的技术准备工作，为早日开展连续梁基础施工创造条件；同时以多跨简支梁墩台桩基施工为附线，修筑施工便道，配备充足的资源，下部结构施工同步进行展开。
本桥计划工期为18+3个月（不含施工准备），连续梁施工工期安排见下表。
表2-1平安湟水河特大桥连续梁工程进度表
连续梁位置
结构型式
工程进度安排
施工准备
桩基
承台
墩身
连续梁施工
DK153+855
（40+64+40）m
2010.03.01～2010.03.31
2010.04.01～2010.05.30
2010.06.01～2010.07.31
2010.08.01～2010.10.30
2010.11.01～2011.06.29
DK154+250
（48+80+48）m
2010.03.01～2010.03.31
2010.04.01～2010.05.31
2010.06.01～2010.07.31
2010.08.01～2010.9.30
2010.10.01～2011.07.02
DK154+620
48+80+48）m
2010.03.01～2010.03.31
2010.04.01～2010.05.31
2010.06.01～2010.07.31
2010.08.01～2010.9.30
2010.10.01～2011.07.07
DK160+582
（40+64+40）m
2010.05.01～2010.06.31
2010.07.01～2010.08.31
2010.09.01～2010.10.31
2010.11.01～2011.03.31
2011.04.01～2011.10.30
DK161+000
（80+128+80）m
2010.03.01～2010.04.31
2010.05.01～2010.07.31
2010.08.01～2010.09.31
2010.10.01～2010.11.30
2010.12.01～2012.02.05
DK162+825
（60+100+60）m
2010.04.01～2010.05.31
2010.06.01～2010.07.31
2010.08.01～2010.09.31
2010.10.01～2011.03.31
2011.04.01～2012.4.2
2.3机械设备配置
主要机械设备配置见“表2-2”。
表2-2主要机械设备配置表
序号
设备名称
规格型号
数量
备注
1
冲击钻机
CJF-15
20
2
旋挖钻机
ZR220
6
3
反循环旋转钻机
SP150
10
4
挂篮
100t－200t
5对（10个）
5
汽车吊车
QY50
2
6
汽车吊车
QY30
5
7
汽车吊车
QY25
15
8
汽车吊车
QY16
10
9
履带吊
WD-50
3
10
塔吊
QT-80
6
11
挖掘机
CAT320C
10
12
装载机
ZL50
6
13
风镐
G35
85
14
空压机
W-0.9/8
35
15
发电机
250KW
8
16
发电机
100KW
4
17
发电机
75KW
20
18
变压器
315KVA
4
19
变压器
500KVA
2
20
混凝土拌合站
Hz120
2
21
混凝土拌合站
Hz150
2
22
混凝土运输车
JCD6B
30
23
混凝土输送泵
HBT80
8
24
钢筋弯曲机
GW-32
10
25
钢筋切断机
GQS20A
12
26
钢筋调直机
GT4-144
12
27
电焊机
BX1-500
55
28
自卸汽车
FV415JDL
16
29
张拉设备
8
30
压浆设备
6
3施工方案、方法及其措施
3.1临时工程施工方案
⑴办公驻地
本桥总长度16085.38米，根据任务量沿线准备建立1个平安湟水河特大桥工区指挥部，下设3处架子队驻地，架子队主要生活、办公集中布置详见“表6-1总平面布置图”。
⑵施工、生活用电
本项目施工、生活用电为永久和临时相结合，永久用电由就近的市电网接入，现场另配8台250kW发电机、4台100kW发电机，以便停电时备用。
⑶施工、生活用水
施工用水采用就地打井和采用湟水河水源净化后两种方案结合，生活用水由就近的村落、城镇解决。
⑷临时便道
本桥桥址跨湟水河河床和一、二级阶地，河床和阶地有起伏，地形变化较大，施工时沿桥侧需修筑一条贯穿整座桥梁的施工便道，长约16.5km。
便道修筑标准：
主干便道路面宽4m，每100m预留错车道，错车道宽7m，路面采用当地山皮土硬化；该桥在DK156+200处、DK156+600处与湟水河两次交叉，跨河处拟搭建栈桥通过，DK156+200处施工栈桥长60m，宽4.55m；DK156+200处施工栈桥长60m，宽4.55m；DK156+600处施工栈桥长100m，宽4.55m。
栈桥最大跨度为12m，栈桥布置在主线桥下游侧，栈桥中线距离桥轴线19m,栈桥宽度4.55m，钢管桩顶面以2Ⅰ45#工字钢作垫梁，贝雷梁作为纵梁，纵梁上铺设Ⅰ25a工字钢做横向分配梁，桥面铺设δ6mm钢板。
栈桥布置图见“图3-1”。
图3-1栈桥布置图
⑸消防设施
根据消防要求，在办公区、生活区、仓库等地按规定配备足够数量的手持灭火器、消防砂等消防器材。
⑹污水处理设施
本标段施工产生的固体废料由汽车运至指定地点。
在各生活区设废水处理池，在项目部、施工队临时驻地设污水处理池，废、污水经过净化处理达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）规定后排放。
严禁将含有污染物质或可见悬浮物质的水随意排放。
⑺泥浆池
钻孔桩施工时，设置泥浆池、沉淀池，泥浆循环利用，废弃泥浆和渣土等运至指定地点按要求处理，严禁随意排放。
⑻施工通信
按照铁路建设管理的规定和要求，建立并使用铁路建设项目管理信息系统，配备相应的终端硬件设备，纳入建设单位统一接口，统一管理。
3.2施工概况
平安湟水河特大桥桥墩有两处跨越湟水河，采用水上施工，其余均为陆地施工，全部采用钻孔灌注桩基础。
根据地质情况不同，在岩石区采用冲击钻成孔，在黏性或砂质黄土区采用旋挖钻、反循环钻机成孔。
因本桥整体属于控制工期的工程，且分布有6联连续梁，工艺较复杂，为满足架梁需要，提前安排连续梁施工，因此先进行连续梁的桩基施工，随后再向两侧平行展开。
陆地桩基施工，平整场地后即可进行钻孔施工，汽车吊安装钢筋笼和导管，混凝土由混凝土搅拌站集中拌制供应，混凝土搅拌车运输灌注水下混凝土。
水中桩基施工，先搭设施工栈桥，在水中搭设钢管桩支撑施工平台，钢管桩打入持力层不低于4米，然后打设钢护筒，桩机就位，进行钻孔施工。
平安湟水河特大桥大部分的承台均位于陆上，只有上跨湟水河的桥墩基础位于水中；位于陆地上的承台，采用直接放坡开挖施工；水中承台采用钢板桩围堰，排水后机械进行基坑开挖施工。
3.3连续梁施工
3.3.1工程概况
平安湟水河特大桥有五联连续梁均采用悬灌法施工，包括:
DK154+240附近跨越既有的兰青二线左线的（48+80+48）m连续梁；
DK154+620附近跨越既有的兰青二线右线的（48+80+48）m连续梁；
DK153+855上跨109国道的（40+64+40）m连续梁；
DK162+825上跨平阿高速的（60+100+60）m连续梁；
DK160+582上跨平西高速入口的（40+64+40）m连续梁；
3.3.2主梁施工顺序
平安湟水河特大桥连续梁主跨64、80、100m，跨径均较大，对称边跨均为40、48、60m。
主墩顶0号梁段梁高和长度均较大，预采用托架法施工，边跨现浇段采用落地式支架法施工，合拢段采用吊架法施工，其余梁段均采用挂篮对称悬臂浇注，每联连续梁均存在桥3个合拢段，两个边跨合拢段和一个中跨合拢段，主梁总体施工工艺为：
⑴墩柱施工完成后，即可开始搭设0#块托架，准备0＃块现浇施工。
0＃块托架搭设完毕后，应按照设计荷载进行预压，以消除非弹性变形。
支架顶标高应严格按照设计和监控要求确定，然后在支架顶部立模浇注主梁混凝土，同时0＃块在墩顶临时固结。
⑵在0＃块上拼装轻型挂篮，并进行测试。
每联主梁拟投入2对（4个）挂篮同步施工，采用挂篮对称悬浇各块。
⑶悬浇块施工完成后，在边跨支架上浇注边跨现浇段和边跨合拢段。
⑷在气温稳定的时间进行中跨合扰段的施工，中跨合拢段采用吊架法施工。
⑸全桥合龙后，拆除边跨现浇支架和0＃块托架，进行体系转换，主梁在墩顶处的临时固结，在全桥合拢体系转换后拆除。
3.3.3施工安全措施
3.3.3.1跨既有线的连续梁施工安全措施
平安湟水河特大桥DK154+250和DK154+620两处连续梁跨越既有线，安全防护要高度重视，在保障既有线安全运营的情况下合理组织施工，连续梁施工时搭设安全防护棚架对既有线进行安全防护。
桁架式安全防护棚架扩大基础在既有线栅栏外2米，基础埋深约2m，采用人工在设计位置开挖基坑，开挖过程中每下挖0.5m采用砌砖对铁路进行防护。
图3-2跨既有线防护棚示意图
防护棚架基础施工完毕后利用人工将既有线边坡按原标准进行整修，避免边坡坑洼积水影响边坡的稳定性。
支墩、横梁设计位置位于栅栏外，距外侧钢轨5.3m以外，距离接触网回流线2m以外，施工防护人员必须到位，车站设驻站联络员，施工现场设置1名工地防护员及单向行车在来车方向设1名防护员。
施工过程中除施工负责人及防护员外，所有作业人员及机具材料严禁侵入栅栏；
支墩、横梁安装利用列车通行间隙进行，当有列车经过时，根据驻站联络员通知的时间提前停止一切作业，其中动车组提前30分钟，一般列车提前15分钟。
支墩、横梁施工前，施工负责人应在确保所有防护人员及施工人员全部就位后，方可发布施工命令。
横梁在吊装施工时，两端各设一根拉绳，防止横梁掉入铁路限界内，影响行车安全。
将横梁与支墩顶钢板进行焊接。
吊机严格遵照“十不吊”原则，吊车不得在靠近既有线侧直接“甩尾”，特别注意保护既有线设施。
防护棚架拆除是难点，受到现浇梁的限制，不能用吊车直接拆除。
搭设吊装拆除加长平台，将两片纵梁做为一个整体单元拖拉，用两台5t卷扬机同步将两片纵梁拖拉出连续梁后，人工拆除两片纵梁间联系，吊车单片吊下。
在搭设安全防护棚架前必须对接触网、承力索和回流线进行热缩包裹绝缘防护，防护范围为防护棚架范围向两侧各延伸7m（绝缘防护由设备管理单位施工）。
防护棚做接地处理，连续梁施工过程中要经常性的检查综合接地网工作情况，每天或雨后现场测试接地线电阻及电压，保证电阻及电压在安全允许范围内，一般接地电阻＜10Ω。
每次下雨后待电阻检测合格后方可进行施工作业。
在靠近防护棚架搭拆以及靠近防护棚架上方各工序施工时，防止棚架各构件及杂物掉入铁路行车限界内，避免避免影响铁路行车，造成铁路行车安全事故。
为防止防护棚架在风荷载的作用下向铁路侧倾覆，影响铁路行车，造成铁路行车安全事故，应在横梁搭设完毕后于棚架四角对称设置缆风绳。
3.3.3.2跨公路的连续梁施工安全措施
平安湟水河特大桥在DK153+855上跨109国道，道路宽12米，且道路边有水泥排水沟，在DK162+825跨过平阿高速公路，在DK160+582跨过平西高速公路入口，三条公路交通量都很大，安全防护非常重要。
（1）搭设施工安全防护棚技术措施
跨过公路的路段，连续梁悬浇施工时均事先搭设安全防护棚，预留的安全通道宽度、高度满足交通管理部门的要求，施工前编制切实可行的安全施工方案和应急预案，提交当地交管部门，并签订安全协议合同书。
支柱基础根据现场条件按要求确定。
垫梁采用I14工字钢。
路肩处杆件放置在管托上，在靠近行车道一侧浇筑砼条形防撞墙，防止车辆直接碰撞钢支架，外侧支架与高速公路护栏连接保证钢架结构的稳定性。
万能杆件架立间距按设计要求布置，并在横、竖向钢管之间设立斜向支撑，保证整体结构的稳定性。
万能杆件支架搭设完毕后，在与钢管配套使用的顶托上放置I14工字钢垫梁。
垫梁上放置I14工字钢横梁。
纵梁横跨公路，两侧纵梁间距为2.5米，主梁采用I25a工字钢，用角钢焊接相互连接，钢管与工字钢围焊，焊缝高5mm，严格控制横向弯曲小于15mm。
纵、横梁安装采用25t吊车，由人工配合，将I25a工字钢纵梁吊安于钢管桩顶的I14横梁上。
布置示意图见图3-3。
图3-3安全防护棚架示意图
主梁上铺设5cm厚竹板，竹板和纵梁之间利用角钢限位，防止板蹿动。
利用竹板高度调整成从中间向两边路肩的3％排水坡，跨铁路防护棚铺设防水板，防止雨水滴落到电气化接触网，同时防护棚铁构件采取绝缘措施。
防护棚两端用竹胶板进行围护，以防施工时掉东西影响铁、公路安全正常通行，并形成安全的施工作业平台。
安全通道每侧埋二根接地线,接地线用Φ12圆钢,接地极用L45×45角钢,打入原地面以下3.0m,立柱与角钢连接用Φ12圆钢焊牢。
在桥梁施工期间，要每天对门架、防护网进行安全检查，发现问题及时修整，以确保施工过程中的安全。
桥梁施工完毕后，在交管部门配合下，用吊车配合人工，吊下I25a纵梁，纵梁先平移至两侧后用吊车吊下，最后拆除横梁和立柱。
（2）安全管理措施
跨线施工干扰大，对安全的要求高，为确保施工安全制定以下措施：
积极与相关道路主管部门联系，上报跨线桥安全施工方案，制定明确的施工技术和交通疏导方案，得到批准后方可进行施工。
跨越道路施工钻孔桩和承台时，基坑靠近既有线路侧采用防护桩防护，采取直壁开挖，以免破坏既有线路，确保既有线路的安全。
当跨越公路的梁部采用支架现浇法施工时，现浇支架采用军用器材搭设墩梁式支架，为既有线路的正常通行提供足够的空间。
支架前、后方设置限宽护栏，并设置限高架、警示灯、慢行标识牌等。
支架下方的防撞墙用反光漆刷上斑马线，以示司机和行人。
搭设支架时，尽量利用车辆少的时候进行，搭设过程中，暂时避免车辆通过。
设置封闭安全防护通道，晚间在路栏上设置施工标志灯，并配备足够的照明设备，保证夜间行车安全。
设置安全警示牌、安全警示标语等，跨公路等重要施工地段，设专职安全员24小时值班，确保施工安全。
组织施工人员学习培训，掌握施工方案和安全防护措施，以及交通法规，保证施工人员持证上岗。
操作人员上岗前，必须穿戴交通安全防护用品，施工负责人员和安全检查员随时检查劳动防护用品的穿戴情况，不按规定穿戴防护用品的人员不得上岗。
施工所用的各机具设备和劳动保护用品，定期进行检查和必要的检验，保证其经常处于完好状态，不合格的机具设备和劳动保护用品严禁使用。
当有紧急情况发生时，应同有关管理部门一起，制订应急措施方案，并按方案要求配足人员设备，并对现场值班人员进行培训。
一旦发生意外安全事故，现场值班人员立即按应急方案处置。
通知有关管理部门，并在道路开口处，封闭事故车道，按有关规定设置封闭标志，使车辆绕行，防止事故的扩大。
3.4跨兰青复线（80+128+80）m连续梁转体施工
3.4.1工程概况
平安湟水河特大桥于DK161+000处跨越既有兰青复线，斜交78°，既有兰青复线垂直路基宽度16m，斜交长度120m，为保证即有道路交通畅通，桥梁设计为（80+128+80）m连续梁，主跨径128m，跨过既有复线铁路，采用无平衡重转体法施工。
3.4.2方案概述
首先完成后在既有线路基边坡上设置工字钢桩板式防护体系，安全防护体系设置完毕后，才能进行桥梁基础施工；桥梁基础首先进行钻孔桩施工，钻孔桩施工完毕后，进行承台混凝土施工，在墩底与承台间设置型钢水平转盘，承台中预埋下转盘、环道及顶推反力体系，墩身下部安装上转盘，上转盘安装完毕后，进行应力检测试验，取得成功的数据后进行桥墩施工；在桥墩施工的同时安装两侧顺路线方向的主梁支架，同时完成梁和墩身固结，主梁顺铁路路线方向砼对称浇筑，并随时观测不平衡重量的变化；同时悬灌浇筑段施工，预留出边跨合拢段；两端“T”构主梁现浇完成后，利用型钢水平转盘及四氟滑片式走板转体到设计线位，封闭转盘，完成后浇注上、下转盘间混凝土；先浇筑两个边跨合拢段混凝土，最后浇筑中跨合拢段混凝土。
3.5.3主要施工方法和工艺
3.5.3.1主要施工工艺
施工程序如下：
钻孔灌注桩施工→承台及转体体系结构施工→墩身、边墩施工→主梁现浇施工→转体→合拢段施工。
施工工艺流程详见图3-4。
图3-4连续梁转体施工工艺流程图
3.5.3.2钻孔桩基础施工
采用反循环钻机或旋挖钻钻孔，钻孔桩钢筋笼在钢筋场加工焊接，拖车运至现场，分节吊装，吊装时要注意防止钢筋笼侵入铁路路基范围内。
灌注桩混凝土在混凝土拌和站集中拌和，混凝土灌车运输，导管灌注水下混凝土。
具体施工方法同第3章，此处不再赘述。
3.5.3.3基坑支护方案
跨兰青二线（80+128+80）m连续梁承台位置在既有线路基边坡旁边，为防止基坑坍塌和对既有路基造成危害，需要对基坑和既有边坡进行支护。
沿既有线搭设临时铁丝防护网严禁非工作人员进入既有线，做到施工区和既有线全部隔离；采用拉森钢板桩加横向钢管支撑连接进行基坑防护,施工前对基坑周边的地下管线进行刨验，影响施工时联系相关部门进行改移或保护，使用振动沉桩机打入钢板桩，钢板桩要有足够的锚固深度，承台开挖前，所有钢板桩必须打设完毕，边坡开挖时，随挖随进行横向支撑连接，承台开挖完毕后，保证基坑防护体系自身的稳定性。
3.5.3.4承台施工
基坑用挖掘机进行开挖，人工配合清渣，土方直接用自卸汽车运到指定弃土场。
开挖时，注意不要损伤桩头钢筋，接近基底时保留0.1～0.2m，采用人工开挖到位，以减少对基底的扰动，开挖完成验收后立即浇筑垫层混凝土。
基底开挖尺寸应考虑人工操作空间及排水要求，一般宽出基础1m左右。
坑底高程误差控制在50mm之内。
承台钢筋、模板、混凝土施工方法同第3章一般承台施工，承台体积为6×14×6m，施工时模板要加固牢固，并采取措施降低混凝土水化热。
浇筑混凝土前注意预埋转盘埋件。
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