江山港特大桥61#62#临近既有线高墩身施工方案终审.docx
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江山港特大桥61#62#临近既有线高墩身施工方案终审
新建杭州至长沙铁路客运专线浙江段HCZJ-6标段
江山港特大桥61#、62#墩
靠近铁路线刚性脚手支架施工专项方案
中铁九局集团有限公司
杭长铁路客运专线浙江段项目经理部
二〇一一年元月
新建杭州至长沙铁路客运专线浙江段HCZJ-6标段
江山港特大桥61#、62#墩
靠近铁路线刚性脚手支架施工专项方案
编制：
审核：
批准：
中铁九局集团有限公司
杭长铁路客运专线浙江段项目经理部
2011年1月16日
一、工程概况
1.1工程概况
1.1.1工程项目概况
杭长铁路客运专线HCZJ-6标站前工程DK244+388.838江山港特大桥，位于浙江省衢州市，全长5569.065m。
在DK243+578.715~DK243+848.715里程段以（75+2×135+75）m连续梁跨越S46省道、既有沪昆铁路。
本联连续梁起止墩号为59#～63#，桥梁与既有沪昆铁路交角为18°，临近既有线主墩分别为61#和62#墩。
承台为矩形承台（临近既有线处为圆角），桥墩为圆柱形实体桥墩，墩全高23.5,m（其中墩身高16m，墩帽7.5m），墩身顶口为直径7m的圆柱，向下以35:
1变坡加大。
本工程施工影响既有沪昆线铁路正线里程为HKK447+127～HKK447+253，里程范围126m，考虑到墩身较高同时距离既有线较近（61#、62#墩帽边沿距离既有线路肩最小距离分别为7.44m和4.11m），位置关系见图1-1。
图1-1墩柱与既有线位置关系平面图
1.1.2主要技术标准
钢结构标准：
钢结构设计规范GB50017-2003
大型构件吊装标准：
建筑施工起重吊装安全技术规范
1.2主要工程数量
表1-1主要工程数量表
序号
部位
单位
数量
备注
1
墩柱
钢筋混凝土
m³
5495.8
2
支架
钢管柱制安
延米
384
46.4吨
3
型钢焊接
吨
37
4
钢板
吨
11.6
5
钢筋
吨
2.5
1.3工程特点、施工难点、重点
1.3.1工程特点
本工程特点为临近既有线施工，需要提前办理铁路运输方案，按运输方案批准时段施工，并增设施工防护工作项目。
1.3.2施工难点、重点
临近既有线施工，列车运营安全和接触网高压电安全防护工作为重点。
利用列车间隔或者利用封锁时间作业，施工进度受到限制为难点。
二、施工方案概况
2.1总体施工方案
本桥61#和62#墩临近既有线沪昆电气化铁路。
为预防墩身施工中意外发生倾倒事故—造成危机或者影响既有铁路的运输，制定刚度、强度较大的刚性施工支架。
在施工中，造成危机铁路安全的最不利的因素是墩柱模板和钢筋骨架发生倾倒事故，应据此种工况倾覆荷载设置抗倾倒施工刚性支架。
抗倾倒施工刚性支架，采用7根直径φ500mm、壁厚10mm（外径*壁厚）钢管支撑柱，大型型钢连接桁架。
抗倾倒施工刚性支架平面布置图如图2-1所示。
图2-1刚性脚手支架平面图
2.2详细结构
2.2.1承台预埋
在承台顶部埋设φ30mm普通光圆钢筋（HPB235），单个长度为0.7m，一端套丝扣（丝扣长度10cm）。
单个承台共埋设7处，每处埋设12根。
承台顶面处设置一块0.7*0.7m钢板（材质为Q235，厚度为10mm），钢板孔眼直径30mm，布置图见图2-2。
图2-2承台预埋位置图
2.2.2钢管支架
2.2.2.1底座
钢管柱一端焊接.7*0.7m钢板（材质为Q235，厚度为16mm）作为底座，在钢板与钢管柱间焊接8块加劲肋厚度为10mm，底座钢板钻12个直径为φ32mm的孔眼，底座钢板及加劲肋大样见图2-3。
图2-3钢板及加劲肋大样图
2.2.2.2钢管接长
钢管接长采用法兰盘实现，法兰为0.7*0.7m钢板（厚度16mm）焊接在钢管柱端头，并焊接加劲肋，式样与底座钢板相同，连接螺栓采用M20。
2.2.2.3牛腿
由两个14型工字钢焊接在钢管柱上形成牛腿。
水平工字钢长度为，斜腿工字钢长度为。
牛腿布置及工字钢大样见图2-4。
图2-4牛腿布置及工字钢大样图
2.2.2.4工字钢平台
由两根20a型工字钢及φ16mm光圆钢筋焊接形成平台骨架，其上铺设3mm厚花纹钢板。
两种工况平台结构相同，平台断面及钢筋连接断面见图2-5。
图2-5平台断面及钢筋连接断面图
2.2.2.5限位装置
在牛腿端部及平台两端根据现场实际情况焊接限位装置，可采用短钢筋或型钢完成。
2.3技术标准、安全性能
技术标准：
钢管、钢板材质均为Q235；焊缝高度不小于8mm。
安全性能：
经验算，最大弯矩、最大剪力、最大变形均满足规范要求，详见计算书。
三、专项施工工艺及主要施工方法
3.1施工顺序
施工准备：
钢管、墩身钢筋、模板、预埋钢板、平台加工；
承台预埋：
预埋墩柱钢筋及钢管柱支架底角钢筋（含钢板）；
支立钢管：
吊装钢管就位，连接底角螺栓；
吊装平台：
将加工好的平台吊装至钢管牛腿并焊接限位装置；
绑扎钢筋：
现场绑扎墩身（分两次）、墩帽钢筋；
支立模板：
定型模板按照拼装图层拼装；
混凝土浇筑、养生：
泵车泵送入模，人工振捣，拆模后包裹养生；
拆模、拆支架：
吊车配合逐块拆除模板，分层拆除钢管支架。
3.2主要施工方法、施工工艺标准
3.2.1施工工艺流程
图3-1工艺流程图
3.2.2重点工序施工方法
3.2.2.1施工准备
ⅰ预埋件制作
选取厚度为16mm和10mm钢板，按照本方案图纸加工承台预埋、底座、法兰盘及加劲肋，其中承台预埋、底座及法兰钢板应采取机械加工的方式按照要求在相应位置上钻眼，每块钢板钻眼12个，眼中心距离为0.6m呈同心圆布置。
眼孔直径为φ30mm（预埋），φ32mm（底座、法兰）。
承台预埋钢板中部切割直径为0.3m的圆，以便于预埋钢板下承台混凝土振捣。
预埋的φ30mm钢筋下料后，一端套丝扣长度为0.1m。
预埋钢板及钢筋见图3-2，底座及法兰钢板见图3-3。
图3-2承台预埋钢板、钢筋大样图
图3-3底座及法兰钢板大样图
ⅱ钢管柱加工
钢管柱由专业厂家生产，为便于运输分为10m，14m两种长度（各样14根），运输至现场拼装。
钢管采用10mm厚钢板卷制而成，卷制接缝要求符合相关规定。
钢管结构见图3-4
图3-4钢管图
运至现场后，两种长度钢管各取7根，在其两端焊接0.7*0.7m钢板（厚度为16mm）作为底座和连接法兰，然后在钢板与钢管柱间焊接8块加劲肋（厚度为10mm），连接见图3-5。
图3-5钢管与底座或法兰钢板连接图
为方便吊装及连接，每节钢管柱上焊接钢筋作为临时通道，钢管柱未焊接钢板底座的一端0.3m及底座端5m处两侧各焊接φ20mm圆钢作为自制吊耳用于穿缆风绳及吊装钢管。
自制吊耳结构见图3-4。
图3-4钢管加工图
iii牛腿焊接
沿钢管同一竖直轴线处，焊接14工字钢，形成三角形牛腿，竖向间隔2～2.5m，由承台顶面起算（即底座钢板顶面起）牛腿水平工字钢间距为2.5m*2+2m*6+1.5m*2+3m+1m=24m。
组成牛腿的两根工字钢，其中上部一根为垂直于钢管柱外壁长度为0.6m，另一根以45°支撑在下部，支撑点中心至钢管柱外壁水平距离为0.45m。
形成牛腿的两根工字钢腰部与钢管柱接触面两边满焊，在工字钢翼板两侧未能与钢管接触的部分加塞短钢筋以实现焊接。
下部斜支撑工字钢预先将两端切割成斜角，方便焊接。
特别要注意牛腿焊接方向与底座钢板预留孔之间相对位置关系，防止安装后牛腿朝向偏差。
牛腿形式及工字钢大样见图3-5。
图3-5牛腿形式及工字钢大样图
ⅳ平台制作
两根20a型工字钢平行放置，外边缘间距为0.5m。
相同位置分上下层焊接φ16mm光圆钢筋，其中上层的钢筋为点焊，要求钢筋顶面与槽钢顶面平齐，下层钢筋焊接于槽钢底边，钢筋两头与槽钢接触面均采用双侧焊缝满焊，同层钢筋水平间距为0.5m。
在上层钢筋及槽钢顶面焊接3mm厚花纹钢板，形成作业平台。
平台两侧适当位置焊接吊耳，方便安拆。
平台长度分为10m、7m。
图3-6工字钢平台图
ⅴ地锚埋设
为保证钢管柱安装过程中的稳定，根据钢管柱设置地锚，每根钢管柱埋设地锚不少于2个。
3.2.2.2承台预埋钢板及钢筋
在承台顶部埋设φ30mm普通光圆钢筋（HPB235），单个长度为0.7m，一端套丝扣（丝扣长度10cm），另一端制作标准90°弯钩。
单个承台共埋设7处按照工况二施工，每处埋设12根。
同时为保证钢筋定位准确，每处设置0.7*0.7m预埋钢板（厚度为10mm）一块，并在适当位置预留钢筋孔位（见施工准备），钢板顶面高程与设计承台顶面高程一致，钢筋固定时与钢板点焊。
3.2.2.3钢管柱安设
承台混凝土施工完毕具备搭设支架条件后，将预埋钢板顶面清理干净，利用25吨汽车吊将第一根钢管吊装就位后，先连接底角螺栓，利用距钢管底部6m处预先焊接好吊耳处穿揽风绳，连接于埋设好地锚上。
尽快将第二根钢管柱吊装就位，在连接完成底角螺栓后，可利用20a型工字钢焊接形成整体。
在距离承台顶面7m、9m、15m、17m处焊接4道水平支撑，在水平支撑间交叉焊接形成剪刀撑。
依次吊装剩余5根钢管柱，每根就位后均与相邻钢管简单连接。
7根钢管全部连接后，将第一根钢管桩身上的揽风绳撤除。
吊装时注意牛腿方向，确保其朝向墩身。
连接结构见图3-7。
当墩身施工至一定高度时，按照上述方法吊装第二层钢管柱。
两层钢管柱之间用M20螺栓连接，每处12根。
整个连接过程吊车不摘钩，一直与相关钢管连接牢固，同时吊装就位钢管前，人工牵引缆风绳，减少晃动。
施工时，先从远离既有线一侧开始。
图3-7钢管间连接结构图
3.2.2.4平台安设
钢管柱吊装连接完毕后，由下至上逐个吊装槽钢平台。
同层平台交错时，注意搭接位置和次序，保证各平台平顺，并适当点焊防止相互错动，也可通过焊接角钢等进行限位。
单个平台吊装至牛腿上后，先将平台槽钢与牛腿工字钢接触部分满焊，然后再牛腿前端与槽钢平台间焊接一根Φ25mm螺纹钢筋，用作限位。
平台搭设完毕后空间结构模型间图3-8。
3.2.2.5支架拆除
墩柱施工完毕后，先逐层拆除工字钢平台，再逐根连续拆除钢管支架。
拆除时，首先将钢管与吊车通过钢丝绳连接牢固，同时穿好下部缆风绳，使用手持无齿锯自上而下切割钢管两侧连接槽钢，一根钢管切割分离完毕，撤除底角螺栓，将其吊离并平放于远离既有线侧，直至全部拆除完毕。
3.2.2.9其他
由于墩身较高，同时后续连续梁施工周期较长，在墩旁设置专门的安全梯，供施工用。
为保证特殊状态时施工安全（雷雨天），将墩身接地钢筋与承台连接好，钢管支架设置独立接地装置，防止发生触电事故。
靠近既有线一侧钢管柱支架外侧悬挂细目铁丝网，防止物品坠落，影响既有线行车。
图3-8支架结构空间模型图
3.2.3重点部位及特殊的施工技术保证措施
3.2.3.1焊接
ⅰ焊缝要求外观饱满平顺，无明显沙眼、漏焊及裂纹，浮渣及时清理；
ⅱ选择合适焊条，通过试验确定合理电流，保证焊接质量；
iii焊缝厚度在无特殊说明时为8mm，钢管柱与底座钢板焊接时，底座钢板相应位置打坡口；
ⅳ焊接作业由具有资质的合格人员进行，严禁无证上岗；
3.2.3.2吊装
ⅰ施工之前检查吊车各部技术状况处于完好状态，重点检查操纵装置,液压装置,安全装置和钢丝绳等,符合安全达到标准,方准使用。
ⅱ吊车起步前应观察车辆四周情况,确认安全后（气压式制动的车辆待气压表读数达到规定的数值）鸣笛起步。
iii司机在操纵作业中必须与起重工密切配合,听从指挥人员的信号指挥。
ⅳ工作中,司机对任何人发出的紧急停车信号必须立即停车。
ⅴ吊车作业时必须严格执行起重性能技术规定。
ⅵ严格执行“十不吊”有关规定。
ⅶ吊装时吊车站位尽量远离既有线一侧，有列车通过时，提前停止作业，吊臂顺线路方向静置。
3.2.3.3其他
ⅰ底角螺栓在钢管就位后，及时专人上紧，并保证每根外露钢筋处均配双螺母和一个垫片；两层钢管连接法兰也用螺栓相连，同样为双螺母加垫片。
ⅱ钢管柱垂直度偏差控制在0.1%，施工及使用过程中注意量测，发现超差及时调整。
iii钢管柱接头位置错开，相邻钢管柱接头不得设置在同一高度。
ⅳ作业平台外围设立1.2m高钢筋栏杆，并涂刷反光漆，夜间作业配置足够的照明设备。
四、劳力、机械、材料计划
4.1劳动力组织计划
4.1.1项目总需求劳力计划
序号
工种
人数
进场时间
备注
1
焊工
6
2011年4月
2
钢筋工
8
2011年3月
3
架子工
8
2011年4月
4
起重工
2
2011年4月
5
电工
2
2011年3月
6
普工
20
2011年3月
合计
44
4.1.2特殊技能配置
序号
工种
人数
进场时间
备注
1
电焊工
6
2011年4月
2
架子工
8
2011年4月
3
起重工
2
2011年4月
4
电工
2
2011年3月
合计
18
4.2主要施工机械设备、检验试验设备、测量仪器配备
序号
设备名称
单位
数量
备注
1
钢筋加工设备
套
1
弯曲机、切断机、对焊机各1台，电焊机10台
2
汽车吊
台
2
25t
3
全站仪
台
1
4
水准仪
台
1
4.3主要材料、成品、半成品构件供应计划
序号
部位
单位
数量
备注
1
钢管柱
延米
201
外径500mm，壁厚10mm，Q235钢板卷制
2
工字钢
延米
1200
20a型
3
工字钢
延米
384
14型
4
槽钢
延米
240
100型，临时加固
5
花纹钢板
㎡
360
3mm厚
6
钢板
16mm
㎡
18
钢管柱底座，材质为Q235
10mm
㎡
10.2
加劲肋、底座预埋，材质为Q235
7
钢筋
t
2.5
φ16mm圆钢2.3吨，φ20mm圆钢0.2吨
8
螺母、垫片
套
192
每套由两个螺母和一个垫片组成
五、施工进度计划及工期保证措施
5.1工期目标
61#、62#临近既有线高墩刚性脚手支架工期目标13天，其中施工准备及安装10天，拆除3天。
5.2施工进度计划
序号
施工项目
开始
结束
施工周期
备注
1
钢管柱、预埋件、
平台加工
2011-5-26
2011-5-31
5
2
承台预埋
2011-5-25
2011-5-25
1
3
钢管柱支立
2011-6-1
2011-6-2
2
4
平台吊装
2011-6-2
2011-6-3
2
5
拆支架
2011-6-28
2011-6-30
3
墩柱施工时间24天
合计
13
以上计划按照两个墩同时施工考虑。
5.3进度保证的主要措施
5.3.1技术措施
施工方案及时审批，并在施工过程中严格执行。
5.3.2组织措施
成立以项目分部经理为组长，分部总工及现场副经理为副组长的专门架子队。
具体分工及职责：
组长（项目分部经理）：
许守辉，负责总体施工协调、组织安排；
副组长：
张来斌（分部总工），负责施工技术方案制定；
王晓东（架子队队长），负责现场施工组织，人、物、机安排；
组员：
郑刘安：
负责施工现场安全工作；
毛宇：
负责施工现场质量工作；
赵志全：
协助总工落实施工方案，办理有关审批手续；
叶枝军：
负责施工现场的物资供应；
齐国强：
负责施工现场的设备供应；
吴天明：
负责现场施工的组织工作。
六、质量保证措施
序号
部位
工序
卡控要点
1
刚性脚手支架
焊接
①外观质量满足有关焊接要求；②焊缝厚度不小于8mm；③焊接施工前，对构件进行划线，避免偏心或其他缺陷。
钢材
①本方案涉及的钢管、钢板等构件无特殊说明时，材质要求为Q235；②钢管、钢板等材料由厂家提供出厂合格证明，现场根据有关规范要求进行试验，检验合格后方可使用。
预埋件
①钢板螺栓孔必须采取机械加工方式，严禁氧气焊切割成孔；②钢筋套丝，同样采用机械加工方式完成，并在预埋就位后，用胶带包裹丝扣部分，防止污染及碰撞。
钢管
①进场后妥善保管，避免生锈，装卸时减少磕碰，防止变形；②逐根编号，标识长度；③安装使用过程中，注意对其进行倾斜观测，发现问题及时处理。
法兰盘
①施工前画出十字轴线和对角线，保证与钢管中心重合；②连接螺栓紧固，带双帽，不得缺漏。
限位
①牛腿与工字钢平台间、平台与平台间搭接处采用点焊连接；②牛腿端头、平台端部焊接限位型钢或限位钢筋。
七、安全措施
7.1施工方案报铁路有关部门审批备案，钢管吊装列入路局施工计划，严禁利用列车间隔施工。
7.2钢管支架设置接地保护，设置方式满足相关要求，并需经验收合格。
7.3吊装钢管柱、工字钢平台及模板时，必须设置缆风绳，恶劣从事天气严禁作业。
7.4铁路防护：
刚性脚手支架安设、拆除施工前，项目分部组织架子队队长、技术负责人、作业人员、起重工等召开专题会议，明确任务、时间、人员分工，会同铁路有关部门（工务、电务、供电等）现场共同确认吊车站位、吊装高度、起吊重量（24m长单根钢管重2.9吨，分节吊装重量为1.7吨、1.2吨），确保吊装作业期间吊车及重物始终保持距离回流线2米以上安全距离，同时安排铁路防护人员4人、驻站联络员1人等做好施工防护工作，现场统一听从吊装指挥员指挥。
7.5防电：
因临近既有沪昆铁路为电气化正线铁路，所以接触网除封锁作业等状态下，带有高压电，故施工期间吊车等设备做好接地绝缘防护；吊装就位后刚性脚手支架每根钢管柱均应做单独接地处理，预防雷电等极端状态下发生触电事故；
7.6防火：
刚性脚手支架施工期间现场作业存在大量焊接工作，为防止电火花飘落至既有线方向或落地引起火灾，在支架外围挂设细目铁丝网（网孔净距1cm），墩柱周围严禁放置可燃物品，遇有大风天气，停止焊接作业或在焊接部位周围设临时遮挡避免电火花飘落。
八、附件
8.1第三方方案设计检算书
8.2施工方案效果图
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