泉州湾跨海大桥组合梁总体施工方案讲解.docx
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泉州湾跨海大桥组合梁总体施工方案讲解
钢混组合梁制作及安装施工方案总体思路
一、概述
泉州湾跨海大桥主桥为双塔分幅式组合梁斜拉桥，主梁采用分幅结构型式，分为左右幅两部分制造，单幅主梁为PK式流线形扁平组合梁，除索塔主梁外，两侧均设置风嘴。
全桥钢砼组合梁梁共分A、B1、B2、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L1、L2、M、N、O计17种类型，166个梁段。
主梁标准断面图详见1-1。
图1.1-1主梁标准横断面图
二、总体施工工艺及工艺流程
2.1总体施工工艺
1）钢砼组合梁工厂化制作，运抵施工现场进行安装。
组合梁制造与安装划分为四个阶段：
即板单元制造、工厂梁段拼装、预拼浇注混凝土、桥位连接。
2）钢砼组合梁制造厂附近设置预制厂，生产预制板。
为减少混凝土的收缩，预制板存放6月及以上，预制好的梁段要求保证两个月以上存放时间。
3）根据原设计方案，各梁段接缝处预制板采用工地胶接方式连接，但因接缝处精密套管接头过多，其预制精度无法满足施工要求，本方案拟改为现浇缝。
4）组合梁桥位安装拟分三大部分：
支架区梁段安装、标准梁段安装、合龙梁段安装；支架区梁段包括索塔区梁段、辅助墩顶梁段、过渡墩顶梁段。
方案中取消了边跨大节段梁的安装。
5）支架区梁段利用大型浮吊安装，其它标准梁段、合龙梁段利用桥面吊机安装，每个索塔一侧各布置2台桥面吊机。
6）边跨合龙采取顶推合龙，中跨合龙采取提前控制龙口宽度的方法进行合龙。
2.2施工工艺流程
2.2.1桥面预制施工工艺流程
桥面板预制施工工艺流程见下图2.1-1。
施工准备工作
预制台座、存梁台座施工
预制台座模板安装
钢筋、预应力管道和预埋件安装
钢筋加工、制作
浇筑混凝土
合格
混凝土养生
拆模、起吊预制板并转至堆场
图2.1-1桥面预制板施工工艺流程
2.2.2钢混组合梁制作施工工艺流程
钢混组合梁制作流程见下图2.1-2。
（需根据专项方案做修改）
风嘴单元制造
组焊风嘴单元
局部修整
检验
工艺连接板解体下胎
组焊剪力钉
合格
修整
上预拼胎架
桥面板拼装及湿接缝浇筑
桥位连接预拼
解体下胎
称重
存放
发运
混凝土养护
涂装
合格
直底板单元对称定位
组焊两侧斜底板单元
底板单元接宽
组焊中间横梁单元
组焊中腹板单元
组焊横隔板单元
组焊外腹板单元
胎架准备
板单元生产
图2.1-2梁段制造工艺流程图
2.2.3钢混组合梁安装施工工艺流程
钢混组合梁安装施工见下图2.1-3～2.1-10。
图2.1-3钢砼组合梁安装施工流程图
（一）
第一阶段：
前期准备工作。
1、索塔、辅助墩、过渡墩支架施工。
（1）辅助墩、过渡墩施工完，安装支架、安装永久支座，拆除原钻孔施工平台。
（2）若上横梁支架为落地式，塔区0#块支架在上横梁支架拆除前安装完（不能利用上横梁支架），尽量避开上横梁施工及支架拆除施工。
（3）将下横梁上各竖向支座及阻尼支座摆放到安装位置。
2、桥面吊机改造。
桥面吊机利用嘉绍大桥的桥面吊机，边跨用变幅式，中跨用固定式，各4台。
（目前有变幅吊机式3台，固定式吊机9台）。
图2.1-4钢砼组合梁安装施工流程图
（二）
第二阶段：
支墩区梁段安装。
1、梁段安装。
（1）利用浮吊吊装索塔区S01梁段（249吨），整体吊装S02+SB1（201+197=398吨）、S03+SZ1（199+197=396吨）梁段。
其中S01、S02+SZ1在中跨侧吊装，S02+SB1在两侧吊装（边跨水域小）。
（2）拟选用1300吨浮吊可满足梁段侧面吊装工况，并设计一套专业吊具。
（3）过渡墩、辅助墩的墩顶块与0#块同一批次安装，浮吊在侧面起吊梁段。
2、0#块梁段位置调整。
（1）先调整好S01梁段标高、里程及轴线，各项指标满足要求后临时固定S01。
（2）将S02（或者S03）靠拢S01，先调整标高，后调整平面位置，最后密贴匹配，直到各项指标满足要求后与S01连接匹配件。
（3）按照步骤
（2）方法，调整另外一片梁，直到各项数据满足监控指标要求。
测量3片梁段数据，满足要求后报监理验收。
（4）组合梁钢结构连接。
（5）施工S01梁段的预应力（永久纵向预应力钢筋），现场浇筑接缝混凝土。
（6）混凝土达到强调要求后，张拉永久纵向预应力粗钢筋及预应力钢束。
3、墩顶梁段位置调整
（1）墩顶梁段预偏离塔方向25cm，根据监控指令调整墩顶梁段的轴线、标高及里程，在梁底钢支墩上布置滑块。
（2）调整永久支座位置，支座灌浆达到强度后，将梁段落在永久支座上，以便梁段滑移合拢。
图2.1-5钢砼组合梁安装施工流程图（三）
第三阶段：
桥面吊机安装
（1）将S01梁段与下横梁临时固结。
（2）挂设1#索，在监控指令下第一次张拉1#索。
（3）利用塔吊安装桥面吊机，并调试。
（4）第二次张拉1#索，并解除0#块梁段多余支撑约束。
图2.1-6钢砼组合梁安装施工流程图（四）
第四阶段：
2#～10#标准梁段施工。
1、利用2号梁段加配重做桥面吊机试吊荷载。
（1）在Z2、B2梁顶面布置配重（混凝土试验块）。
（2）运梁船就位，起吊梁段进行动静载实验。
（3）卸除配重荷载。
2、梁段离开船舶一定高度后安装检修小车（小车驱动结构预先安装在轨道上）。
3、Z2及B2号梁段施工。
（1）起吊Z2、B2号梁段至安装位置，连接顶面临时拉杆，进行粗匹配。
（2）晚上精确匹配Z2（B2）梁段，满足要求后连接匹配件。
（3）钢梁栓焊，同时进行斜拉索挂设。
（4）接长纵向预应力粗钢筋，绑扎接缝钢筋、安装模板，浇筑横向接缝混凝土。
（5）混凝土达到一定强度后施加临时预应力，进行斜拉索第一次张拉。
（6）桥面吊机前移，张拉Z2（B2）端部的纵向预应力粗钢筋。
（7）进行斜拉索第二次张拉。
（8）下片梁施工准备。
4、重复工序3的步骤，利用桥面吊机继续对称悬拼3#-10#标准梁段。
其中边跨10梁施工完后张拉边跨所有纵向预应力粗钢筋，中跨继续预应力施工。
图2.1-7钢砼组合梁安装施工流程图（五）
第五阶段：
利用SB11（NB11）梁段合拢辅助墩顶梁段。
1、按照标准梁段工艺施工SB11梁段，根据监控指令进行11#索第一次张拉。
2、牵引辅助墩顶梁段靠拢SB11梁段并合拢，连接匹配件，栓焊钢梁。
3、浇注接缝混凝土，混凝土达到一定强度后施加临时预应力。
4、中跨桥面吊机前移，进行11#索第二次张拉。
5、解除墩顶梁多余约束，根据监控要求进行压重。
图2.1-8钢砼组合梁安装施工流程图（六）
第六阶：
12#～17#梁段对称吊装。
1、按照标准梁段工艺施工中跨ZB12梁段，进行12#索第一次张拉，中跨吊机前移，12#索二次张拉。
2、对称悬拼13#～17#梁段。
图2.1-9钢砼组合梁安装施工流程图（七）
第七阶段：
边跨合拢。
1、按照标准梁段工艺施工SB18梁段，根据监控指令进行18#索第一次张拉。
2、牵引过渡墩顶梁段靠拢SB18梁段并合拢，连接匹配件，栓焊钢梁。
3、绑扎钢筋，浇接缝混凝土。
4、中跨桥面吊机前移，进行18#索第二次张拉。
5、解除过渡墩顶梁多余约束，根据监控要求进行压重。
图2.1-10钢砼组合梁安装施工流程图（八）
第八阶段：
中跨合拢。
1、在一稳定的温度下多次测量合龙缝长度，换算至设计合龙温度长度，并对合龙段进行二次下料。
2、利用桥面吊机起吊中跨合龙段，精确定位后环焊钢梁实现中跨合龙。
3、浇注剩余现浇缝。
4、待接缝处现浇混凝土强度达到90%后，张拉中跨纵向预应力。
5、拆除主梁与主塔临时固结，安装塔梁间阻尼器。
6、拆除施工临时预应力和所有施工支架，拆除中跨桥面吊机。
三、桥面板预制工艺
3.1混凝土桥面板构造
混凝土桥面板分为预制板与现浇两部分制作。
纵横向钢顶板之间的桥面板为预制构件，钢顶板上的部分为现浇湿接缝。
混凝土桥面板按照梁段制作，在钢梁节段上放置预制板，直接在钢梁上浇筑现浇缝，形成钢混组合梁节段。
混凝土桥面板布置见下图3.1-1。
图3.1-1混凝土桥面板布置图
预制板类型划分汇总表见下表3.1-1。
表3.1-1全桥预制桥面板类型划分汇总表
序号
预制板类型
预制板几何尺寸（cm）
单块重（t）
数量（块）
累计混凝土（m3）
纵桥向
横桥向
1
A、Aˊ
300
569
14.3
432
2348.6
2
A1、A1ˊ
300
569
14.3
60
331.2
3
A2、A2ˊ
300
569
14.3
8
44.2
4
B
300
710
17.6
216
1466.6
5
B1
300
710
17.6
30
203.7
6
B2
300
710
17.6
4
27.2
7
C、Cˊ
150
569
7.2
496
1369.0
8
D
150
710
8.8
248
840.7
9
E、Eˊ
280
569
13.5
96
496.3
10
F
280
710
16.6
48
305.8
11
G、Gˊ
140
569
6.7
96
248.6
12
H
140
710
8.3
48
152.6
13
I、Iˊ
125
569
6.5
16
40.2
14
J
125
710
8.1
8
24.9
15
K、Kˊ
175
569
8.8
16
53.9
16
L
175
710
10.8
8
33.2
17
M、Mˊ
175
569
8.3
8
25.4
18
N
175
710
10.2
4
15.7
19
O、Oˊ
105
569
5.2
8
15.9
20
P
105
710
6.4
4
9.8
合计
1854
8053.5
备注：
1、齿块C55混凝土：
107.5+17.7+15.4+2.6+21.1+3.6+8.7+0.7+4.0+0.3+3.3+0.7=185.6m3；
2、C55聚丙烯纤维混凝土：
589.5+36.4=625.9m3；
3、C55微膨胀混凝土：
893.5+1626.2+88.7=2608.4m3。
累计：
预制板（含封锚）8239.1+现浇缝（含现场合龙段现浇）3234.3=11473.4m3。
3.2预制场地布置
3.2.1预制场地要求
（1）预制台座数量及预制工期要求
1854块砼面板，按板长度5.69m和7.10m进行分类，共设置2种规格的台座进行预制，其中长度5.69m预制数量为1236块，余下618块长度为7.10m，两种规格的台座数量为2:
1。
以5.69m长预制板为例，计算台座数量与预制工期，计算统计见下表3.2-1。
表3.2-15.69m长预制板数量及预制周期汇总表
长度规格
带齿块板
不带齿块板
总数数量
预制台次
预制周期
3000×5690
112
386
500
500台次
7天
1500×5690
/
/
496
248台次
9天
2800×5690
40
56
96
96台次
7天
1400×5690
/
/
96
48台次
9天
1250×5690
/
/
16
8台次
7天
1750×5690
/
/
24
24台次
7天
1050×5690
/
/
8
4台次
7天
若考虑32个台座，预制工期:
（500＋96＋8＋24＋4）÷16×7＋（248＋48）÷16×9＝291天。
最后一批预制板存放6个月后与梁段预拼装，并满足预拼好的梁段存放2个月后运输至现场安装。
根据全桥总体计划工期，考虑最后一批梁段在2013年4月初满足现场安装条件。
拟定2012年9月开始预制板施工，2012年7月完成板预制，共计11个月工期。
考虑春节及冬季施工影响，预制板制作暂定11个月预制工期，配置5.69m预制台座32个，7.10m台座16个。
（2）存梁台座数量要求
不带齿块预制板存放4层，带齿块预制板存放2层，5.69m长板存梁台座总数=（112+40）/2+（386+56+248+48+8+12+4）/4=266个，7.1m长板存梁台座总数133个。
（3）混凝土生产要求
48个台座，平均每天预制4.6块5.69m长板，2.3块7.1m长板。
单日需要混凝土最大量：
14.3/2.6×4.6+17.6/2.6×2.3=41m3。
配备1台50m3/h混凝土搅拌站即可满足要求。
（4）起重设备要求
预制场施工主要设备：
16t汽车吊一台，50t履带吊一台，预制板安装期间考虑40t平板车一台。
3.2.2预制场地布局
拟在钢箱梁制作基地选用15000平方米场地作为预制厂，暂不考虑搅拌站布置及施工人员生活区场地布置。
下图3.2-2为理想状态下的预制板场地布置方案（15000m2），需要根据场地实际情况进行修改。
图中7.1m长预制板布置16个预制台座，108个存放台座。
5.69m长预制板布置32个台座，156个存放台座。
存放区考虑80%的预制板存放，最后20%的预制板存放在钢筋制作区域及台座上。
图3.2-2桥面板预制场总体布局图
3.3预制台座及模板方案
（1）一个预制台座一套模板，台座采用混凝土支墩，模板采用钢模板。
（2）模板分底模、端模，其中底模板分4个边框，3个底板，模板组合通过螺栓连接。
（3）顺桥向端模板设计与预应力管道相结合，所有管道通过模板定位，确保全桥预应力管道位置精确。
（4）台座基础采用条形混凝土基础，确保台座不产生沉降。
（5）底模板的4个外边框固定在支墩上，安装前调整边框平整度，达到
±2mm，并在预制过程中经常检验，确保预制板底边框的平整度。
（6）底模板的底板分成3块，通过组拼以适应3m宽与2.8m宽预制板，图3.3-1中部分“底板1”按照齿块特征进行分块，以便齿块模板安装。
（7）模板在专业厂家制作（具体设计方案进行中）。
图3.3-1模板及台座布置示意图
四、钢梁制作工艺及运输工艺
武船正在编制专项方案。
五、桥面板安装工艺
（1）关键临时预埋件：
桥面吊机锚固点、吊点等，设计固定框架，实现标准化制作。
（2）横向反拱加载设计。
拟定下图示意的反拱加载构造，具体结构需根据设计图纸要求，计算外加荷载大小后确定，另外需要结合梁厂条件。
若桥面吊机不能称重，建议在梁厂称重，即桥面板安装完，钢梁脱离台座前，用4个传感器对钢梁称重。
六、钢箱梁安装工艺
6.1支架设计
委托技术中心设计。
6.2桥面吊机改造
委托技术中心改造。
6.3施工工艺细化
后续紧接进行。
七、组合梁制作、安装过程监控要求
根据监控方案另行考虑。
八、工作计划安排
结合组合梁制造方案统一考虑。
九、工艺变更（需要提前与设计沟通）
1、梁段整体吊装工艺
原设计方案：
辅助墩与过渡墩之间的梁段分三段安装，最大节段长39.6m，重1088吨。
分段如下图9.1-1所示。
原施工方案：
搭设满堂钢管支架，需采用2台大型浮吊抬吊吊安装。
主要问题：
（1）大节段梁给工厂制作、厂内运输、装船带来困难。
（2）超长、超宽构件，使长距离运输带来风险。
（3）根据现场吊梁特征，超大型船舶不适应现场窄空间停靠作业（梁船定位），需改造大型运输轮而且只运输大节段梁。
（4）临时工程量大，浪费大，支架安装与搭设安作业全隐患大。
（5）大节段梁吊装本身存在教大的风险。
（6）3个大节段梁的标高，轴线、里程调整难度大；梁段支撑点过多，调梁时不平衡荷载对支架影响大，存在较大的安全隐患。
图9.1-1原设计方案中梁段吊装分段示意图
图9.1-2原方案边跨支架结构示意图
拟变更方案：
辅助墩与过渡墩的墩顶梁段采用浮吊安装，其它梁段由桥面吊机对称悬吊。
优点：
（1）梁段制造、运输同普通梁段，无特殊要求。
（2）吊装只需要1台大型浮吊。
（3）墩旁支架变简单，节省临时材料，减少施工风险。
（4）梁段调整变简便，机具使用量小。
（5）原方案边跨的配切合拢变为滑移合拢。
问题：
（1）边跨梁段与标准梁段长度不一致，桥面吊机后锚点需要设置两种型号。
（2）边跨吊机需选用变幅式吊机，若无，靠近墩身梁段采用荡移辅助起吊。
（3）施工过程中辅助墩的墩顶梁段需压重，占用1-2天工期。
（4）与设计监理沟通。
图9.1-3变更方案边跨支架布置示意图
2、梁段长度划分变化
建议将原方案中B11与B10之间的合拢段长度并入B11与B12，合并后的B11长10.5m，B12长1040m，B12重量由原来257吨增加至369吨。
图9.2-1梁段长度变更示意图
3、梁段拼缝处理方式
按照原计图纸，梁段拼接缝上最多时有60个钢结构预应力接头，接头之间的净间距为47mm（见下图9.3-1），各接头采用无缝钢管套接，其净间隙为2.5mm（见下图9.3-2）。
问题：
（1）各类型接头之间的间距大多数为20cm，净间距为4.7cm，另外还排布Φ20mm钢筋（间距15cm），板预制时接头定位难度大，钢筋很难排布在接头空隙间。
（2）各接头采用无缝钢管套接，其净间距为2.5mm，钢套管加工制造时极难满足精度要求。
（3）就算预埋接头时的误差为±1mm，梁段预拼时，各接头不可能精密结合，若现场安装梁段时主梁稍有点变形，某个接头就不能匹配，更不可能确保60个接头能匹配。
图9.3-1预应力接头布置图
图9.3-2接头构造图
建议处理方案1：
预留35cm宽缝，现场浇筑，如下图9.3-3所示。
优点：
（1）梁场只需要预拼钢梁，工艺要求相对低，施工简单。
（2）现场只需要匹配梁段钢结构部分，不会存在异常情况。
缺点：
架梁多了一道工序，工期变长，每个节段只少增加2天工期。
图9.3-3现浇缝布置示意图
建议处理方案2：
取消所有接缝接头管，精轧螺纹钢筋接头处预留15cm×37cm缺口（图9.3-4所示），此处混凝土现场浇筑。
预应力管道定位方案按照下图9.3-4所示方案实施。
图9.3-3现浇缝布置示意图
图9.3-4预应力管道定位示意图
4、0#块梁段接缝两侧现浇缝及合拢段接缝两侧现浇缝在工地现浇。
如下图所示：
先调整好S01梁段，后调整S02（S03），S02与S01梁段预留10cm空隙，抹环氧胶，再将S02梁靠拢，S02梁平面位置、标高可能会变动，再调整S02，时间过长胶水会风干，合上S02后若S02梁段标高轴线不满足要求需再次调整时，必须将S02（S03）拉开，此时需清理表面从新涂胶水。
环氧胶初凝时间2-6小时。
图9.4-10#块梁段调整顺序示意图
5、边跨大节段梁取消后，悬臂拼装部分是否要增加悬臂拼装预应力粗钢筋（原边跨粗钢筋延长）？
6、施加反拱力的临时措施量大，而且影响梁段制造速度，建议取消此工序，若不行，想办法让设计出图，增加措施费用。
7、以往桥面吊机不适用本桥组合梁结构，吊机改动较大，其相应预埋件位置很可能与图纸不同，需要变更。
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