新建高速铁路特大桥桥墩门式墩专项施工方案.docx
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新建高速铁路特大桥桥墩门式墩专项施工方案
新建高速铁路特大桥桥墩门式墩
专项施工方案
编制人：
审核人：
责任人：
铁路项目经理部
二0一九年六月
高速铁路特大桥88#墩门式墩专项施工方案
1.编制依据
（1）相关图纸：
《***特大桥施工图》（***施（桥）-34）
《无砟轨道预应力混凝土门式墩托梁（浇筑施工）》（通桥（2017）2368A-II-1）
《铁路综合接地系统》（通号（2016）9301）
***集团***铁路***标其它相关图纸；
（2）相关标准及技术规范：
《高速铁路桥涵工程施工技术规程》（Q/CR9603-2015）
《铁路桥涵工程施工安全技术规程》（TB10303-2009）
《铁路混凝土工程施工技术规程》（Q/CR9207-2017）
《铁路预应力混凝土门式墩托梁（钢构）浇筑施工技术指南》（TZ 324-2010）
《铁路工程基本作业施工安全技术规程》（TB10301-2009）
《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB10752-2018）
《铁路混凝土工程施工质量验收标准》（TB10424-2018）
《高速铁路工程测量规范》（TB10601-2009）
《客货共线铁路桥涵工程施工技术规程》（Q/CR9652-2017）
《铁路混凝土梁支架法现浇施工技术规程》（TB10110-2011）
《钢结构设计规范》（GB50017-2017）
《钢结构高强度螺栓连接技术规程》（JGJ82-2001）
《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）
《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008
《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）
《起重机设计规范 》（GB/T3811-2008）
《通用门式起重机》（GB/T14406-2011）
其他有关规范、规程和标准
（3）国家及***省相关法律、法规及条例
《建设工程安全生产管理条例》
《铁路建设工程安全生产管理办法》
《生产安全事故报告与调查处理条例》
（4）现场踏勘收集到的地形、地质、气象和其它地区性条件等资料；
（5）《***集团***铁路***标实施性施工组织设计》；
（6）本公司近年来铁路、高速公路等类似工程的施工经验、施工工法、科技成果等。
2.工程概况
2.1工程简介
***特大桥***县境内。
本桥段属于丘陵地段，地势稍有起伏，小山丘较多，山上植被发育良好，集中分布农舍，零星分布水塘：
谷地地势平坦，多辟为农田，局部低洼处受天气影响有少量积水，周围水塘分布较多。
桥址于DK60+320.699处有1天燃气管道（西气东输二线）与本线地埋交叉，夹角为35度，采用2-32m简支梁和门式墩跨越。
门式墩的墩高均未17m，门式桥墩承台平面尺寸为8.8m×6m，门墩横截面尺寸为3.3m×2.8m，门墩托梁尺寸高3.5m×宽3.5m×长24.6m，两个门墩最大跨度21.8m。
为保证门式墩跨越的输油气管线不受压，门墩托梁拟采用大跨贝雷桁架梁支架施工方案，立面图详见《附件1：
***特大桥88#墩门式墩立面图》。
各墩参数表
序号
墩号
设计桩长（m）
承台尺寸
（长×宽×高）
墩柱尺寸（长×宽×高）
承台底标高（m）
垫石顶标高（m）
备注
1
131-1
/
8.8×6×3
3.3×2.8×17
15.36
39.21
2
131-2
/
8.8×6×3
3.3×2.8×17
15.36
39.21
***特大桥跨西气东输管道立面图
2.2.气象特征
本工程地处亚热带湿润季风气候区，季节明显，冬冷夏热，夏季盛行东南风，湿润多雨，气温高，湿度大；冬季盛行西北风，为西伯利亚干冷气团所控制，天气寒冷，干燥少雨年；年平均风速2.2m/s，最大风速31m/s。
根据工程河段附近气象站资料统计分析，多年平均年降雨量1420.2mm，最大年降水量2360mm，历年平均降雨日数为133d，多集中在4～8月，受季风影响，年内降水分配很不均匀，5～10月降水约占全年降水的70%以上。
多年平均气温在17℃左右，年内温差大，极端最高气温40.3℃，极端最低气温-11.0℃。
多年平均风速2.2m/s，最大风速23.0m/s（1956.3.17），相应风向为N。
年均日照约2000h，无霜期从3月至11月约250天。
雾多发生在冬季，年平均雾日为36.8d。
降雪多发生在12月中旬至次年3月上旬，年平均降雪日约7天，黄冈12月历年平均气温为5.9℃，但有连续超过10天温度低于5℃，2月份同样有连续超过10天温度低于5℃，1月历年平均气温为4.5℃。
2.3.地质资料
2.3.1工程地质条件
岩土施工工程分级及地基基本承载力：
（1）1-2Q4ml人工填土，Ⅰ类等级；
（2）2-1Q4al+pl淤泥，流塑，o0=40kPa，Ⅱ类等级；
（2）2-3Q4al+pl淤泥质软土，软塑，o0=60kPa，Ⅱ类等级；
（2）3-1Q4al+pl粉质黏土，软塑，o0=120kPa，Ⅱ类等级；
（2）3-2Q4al+pl粉质黏土，硬塑，o0=160kPa，Ⅱ类等级；
（2）7-1Q4al+pl细沙，松散，o0=-kPa，Ⅰ类等级；
（2）7-2Q4al+pl细沙，稍密，o0=120kPa，Ⅰ类等级；
（2）8-2Q4al+pl中沙，稍密，o0=150kPa，Ⅰ类等级；
（2）9-1Q4al+pl粗沙，松散，o0=150kPa，Ⅰ类等级；
（2）9-2Q4al+pl粗沙，稍密，o0=180kPa，Ⅰ类等级；
（2）9-3Q4al+pl粗沙，中密，o0=200kPa，Ⅱ类等级；
（2）10-2Q4al+pl细圆砾土，稍密，o0=200kPa，Ⅱ类等级；
（2）10-3Q4al+pl细圆砾土，中密，o0=300kPa，Ⅱ类等级；
（2）10-4Q4al+pl细圆砾土，密实，o0=350kPa，Ⅲ类等级；
（2）10-2Q4al+pl粗圆砾土，稍密，o0=300kPa，Ⅲ类等级；
（2）10-3Q4al+pl粗圆砾土，中密，o0=350kPa，Ⅲ类等级；
（2）10-4Q4al+pl粗圆砾土，密实，o0=400kPa，Ⅳ类等级；
（3）1-1Q4el+al粉质黏土，软塑，o0=150kPa，Ⅱ类等级；
（3）1-2Q4el+al粉质黏土，硬塑，o0=180kPa，Ⅱ类等级；
（6）1-1K-R泥岩夹砂质泥岩，全风化，o0=200kPa，Ⅲ类等级；
（6）1-2K-R泥岩夹砂质泥岩，强风化，o0=300kPa，Ⅳ类等级；
（6）1-3K-R泥岩夹砂质泥岩，弱风化，o0=400kPa，Ⅳ类等级；
（6）2-1K-R砂质泥岩夹砂砾岩，全风化，o0=200kPa，Ⅲ类等级；
（6）2-2K-R砂质泥岩夹砂砾岩，强风化，o0=300kPa，Ⅳ类等级；
（6）2-3K-R砂质泥岩夹砂砾岩，弱风化，o0=400kPa，Ⅳ类等级；
（10）1-1Ar片麻岩，全风化，o0=200kPa，Ⅲ类等级；
（10）1-2Ar片麻岩，强风化，o0=450kPa，Ⅳ类等级；
（10）1-2Ar片麻岩，弱风化，o0=800kPa，Ⅴ类等级；
2.3.2地层岩性及地质构造
桥址区表层覆盖层有第四系（Q4ml）人工填土，第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl）粉质黏土、中砂、粗砂、细圆砾土，丘坡覆盖层局见第四系全新统坡残积层（Qel+dl）粉质黏土；下伏基岩为白垩纪至第三系（K-R）泥岩、砂质泥岩，局部夹砾砂岩，太古界（ArTh）片麻岩。
2.3.3水文地质特征及评价
桥址跨越蕲水河、水塘等，受大气降水影响，地表水较发育，水系水网较发育，主要为排灌沟渠，人工修筑的鱼塘，水量丰富，是地下水的主要补给源之一。
地下水发育，主要为第四系孔隙潜水及基岩裂隙水，地下水水深约1～10m。
桥址区大气对砼具碳化作用，环境作用等级为T2；地表水和地下水除DK56+150～DK59+100范围内无侵蚀外，其余范围对砼具化学侵蚀，环境作用等级为H1。
2.3.4不良地质与特殊岩土
（1）不良地质
桥址区有白垩系泥岩、砂质泥岩地层，遇水易软化、崩解，强度降低，基坑开挖应避免边坡长期暴露，并加强防排水。
（2）特殊岩土
膨胀土：
软土根据膨胀性试验结果，桥址区上覆的粉质黏土具有膨胀性，整体上呈弱膨胀性。
2.4.地震动参数
地震烈度：
6度
根据《中国地震动峰值加速度区划图》（GB18306-2015图A.1）和《中国地震动反应谱特征周期区划图》（GB18306-2015图B.1），本桥地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s，场地类别：
Ⅱ类。
2.5.主要工程数量
工程数量表
墩号
131
备注
工程项目
单位
数量
C50混凝土托梁
方
272
帽梁钢筋HRB400
吨
41.299
帽梁钢筋HPB300
吨
6.195
C40混凝土墩柱
方
314.2
墩柱钢筋HRB400
吨
24.38
墩柱钢筋HPB300
吨
7.832
C50混凝土支撑垫石
方
2.016
支撑垫石钢筋HRB400
吨
0.742
M40水泥砂浆管道压浆
方
3.4
直径j15.2钢绞线
吨
11.2
内径90波纹管总长
米
676.2
M15-15锚具
套
52
托梁顶防水层
平米
86.1
M15水泥砂浆排水坡
方
4
3.工程重点及难点
3.1工程重点
连续西气东输管道埋设在底部1.5m，迁改防护为政府负责，故与迁改单位交叉施工，防护为本工程重点。
3.2工程难点
3.2.1预拱度控制
线型控制即在预应力混凝土支架法施工阶段，对桥跨结构所发生的几何变形进行矫正，使其达到设计的理想状态。
施工过程中结构的实际状态与设计状态很难完全吻合。
因此在桥梁施工过程中，必须对施工预拱度、主梁梁体内的应力等进行严格的施工控制。
预拱度主要由设计图纸给出的预拱度及支架、支架的弹性形变组成，施工时，通过对支架支架预压，观测出支架、支架的弹性变形，再与设计给出的预拱度综合进行考虑，用以调整模板标高，确保梁体线型。
3.2.2安全防护
跨越西气东输管道地面，施工时防止掉落物冲击地面，影响地面下管道，施工时防护是难点。
4.施工布署
4.1人员配置
为确保门式墩托梁施工质量，项目部计划安排具有多年支架现浇施工经验的作业班组投入门式墩托梁施工，配备两套门式墩托梁进行施工。
施工作业人员配置表
序号
工种
人员配置
序号
工种
人员配置
1
管理人员
2
6
张拉工
6
2
吊装工
2
7
电工
1
3
钢筋工
10
8
钳工
2
4
电焊工
4
9
普工
6
5
混凝土工
8
合计
41
4.2机械设备配置
施工主要机械设备表
机械名称
规格型号
数量（台）
张拉千斤顶
YCW400
4
张拉千斤顶
YC60A
2
张拉千斤顶
YDC240Q
2
高压油泵
ZB4-500
4
吊车
1
插入式振动器
ZN-50
12
压浆泵
HB3
1
灰浆搅拌机
JB180
1
电焊机
BX3-500
8
钢筋切断机
GJ40-1
2
钢筋弯曲机
GW40
2
钢筋调直机
GTJ4-14
2
砂轮切割机
J3G-410
4
真空泵
YBV80
2
发电机
300KW
1
4.3.工期计划
根据施工现场情况及架梁工期制约，主体施工计划自2019年7月5日开工，2019年12月25日全部完工，共计160天。
工期进度计划表
序号
施工项目
单位
计划
备注
备注
1
施工准备
天
20
2019.07.05～2019.07.25
2
防护工程
天
10
2019.07.26～2019.08.06
3
钻孔桩施工
天
30
2019.08.07～2019.09.07
4
承台施工
天
15
2019.09.08～2019.09.23
5
墩柱施工
天
30
2019.09.23～2019.10.22
6
帽梁施工（含支架搭设）
天
50
2019.10.23～2019.12.20
7
支架拆除、场地清理
天
5
2019.12.20～2019.12.25
5.主要施工技术方案
5.1.承台施工工艺流程
131-1、131-2承台基坑开挖深度均在4m以内，开挖方式具备放坡开挖，为确保对管道无影响，在承台靠近管道侧，采用6mIV型拉森钢板桩防护后开挖。
5.2.墩身施工工艺流程
为方便施工，在靠近墩身外侧搭设一道安全爬梯。
安全爬梯采用厂家定制组合爬梯，每节尺寸为3.5m长×1.8m宽×2.2m高。
梯笼与墩柱预埋件连接牢固，爬梯外围采用防护网围护。
安全梯笼总装图
5.3.门式墩托梁施工工艺流程
托梁施工工艺流程详见下图。
托梁施工工艺流程图
5.3.托梁施工方案
5.3.1支架施工工艺
墩身支架预埋件施工→支架安装→支架预压→底模板、外侧模板安装→钢筋绑扎→预应力安装→混凝土施工→养护→拆模→预应力张拉、注浆→拆除支架、底模。
5.3.2支架设置
1、支架基础设置在承台面上，采用83cm*83cm*2cm钢板，底部环向设置12根直径12的螺纹钢焊接在钢板上，预埋在承台基础上，在钢板上部设置直径630*10mm钢管立柱，每侧承台设置2根（高度7.32米），在墩身每根立柱设置2处扶壁杆。
附臂杆采用双拼25b槽钢，槽钢焊接在墩身的预埋件上，预埋件采用35cm*25cm*2cm钢板，钢板背部采用60cm直径32的HRB钢筋焊接连接。
2、钢管立柱顶面设置调节砂箱，砂箱顶部设置横向支座梁，采用3根56b工字钢，横向长度9m；上部采用321型贝雷片17组，每组间距（从做到右）分别为0.9m、0.675m、4*0.225m、0.45m、0.225m、（中心线）、0.225m、0.45m、4*0.225m、0.675m、0.9m，第1组和第2组采用B型支撑架（450*1180型），第3至7组采用A型支撑架（900*1180型），第8至10组采用B型支撑架（450*1180型），第11至15组采用A型支撑架（900*1180型），第16至17组采用B型支撑架（450*1180型），贝雷梁组合架采用贝雷片固定片进行横向限位，将限位片焊接在横梁上。
贝雷梁限位装置
3、横向分配梁
贝雷梁顶部采用25b工字钢，横向长度8m，纵向间距（从一侧钢管立柱中线开始计算）分别为：
0.85m、0.7m、5*1m、3*1.05m、5*1m、0.7m、0.85m，共计16根，在两端采用双拼40工字钢调节模板的高度。
具体详见《附件2：
门式墩支架设计图》、《附件6：
门式墩支架计算书》。
5.3.5支架预压
支架搭设完成，在砼箱梁施工前，对支架进行相当于1.1倍最大荷载的预压，以检查支架的承载能力，减少和消除支架体系的非弹性变形。
总施工重量如下：
混凝土（含钢筋）自重:
319.494t*0.707=225.88吨
模板重量：
31.871t（根据模板配置表理论重量）
混凝土振捣产生重量：
2.0×3×3.5/10=2.1t
倾倒混凝土冲击产生重量：
2.0×3×3.5/10=2.1t
施工人员、材料及施工机械产生重量：
2.5×3×3.5/10=2.625t
1.1倍最大施工荷载重量为:
（225.88+31.871+2.1+2.1+2.625）×110%
=264.576*1.1=291.034t
预压材料采用1.5m*1m*1m（预压块容重按2.3吨/方）预制混凝土块（3.45吨/块），按箱梁结构形式合理布置预制混凝土块布放位置，对施工的各项荷载进行准确模拟。
为了保证加载过程的安全性，确保预压块堆码高度控制在6m以内，共计需要85块预压块。
支架预压平面图
支架预压立面图
预压过程中合理设置观测点，并做好观测记录，以利于计算支架的变形量。
监测断面设置在预压区域的两端及间隔1/4长度位置，每个监测断面布置对称中线布置3个观测点，观测点设置在梁底模板上。
预压前应对支架观测点进行首次观测并记录初始值。
加载过程应注意分级加载，加载分0%、60%（158.746t/46块）、110%（291.034t/85块），3次进行，每阶段加载完成后1小时进行支架的变形观测，以后每间隔6小时进行一次观测，待相邻两次观测沉降量不大于2mm后方可进行下一阶段加载。
待加载重量全部施加到位后，间隔6小时进行一次观测，当连续观测24小时支架位移值小于2mm后方可进行卸载。
卸载时应同加载时分级卸载。
加载及卸载过程应均匀缓慢、按照对称、分级、分层的原则进行，严禁集中加载和卸载，避免支架受力不均和突然受力而出现不稳定情况，待消除支架非弹性变形量及压缩稳定后测出弹性变形量，即完成支架预压施工。
预压观测点布设见下图：
撤除压重预制块后，根据预压结果设置支架施工预留拱度，调整支架底模高程，并开始托梁施工。
加载过程中应在预压范围内做好安全防护工作，设置好工作平台，挂设安全网，平台上挂设醒目的标志标牌，在加载过程中一切非施工人员严禁进入施工现场，施工区域设置警戒线进行隔离，保证整个加载过程安全、顺利、无干扰。
5.3.6模板工程
1、底模、侧模、端模均采用定制钢模板施工，材质Q235，用6mm钢板制作面板，用12mm钢板制作上下法兰、边筋、连接板，用[10#槽钢制作竖筋,6mm钢板制横加强筋，外桁架采用[20槽钢背杠，对拉杆采用∅25mm精轧螺纹钢，所有螺栓孔均为∅22mm长圆孔。
详见《附件4：
门式墩模板设计图》、《附件5：
门式墩模板计算书》。
2、模板加固：
采用撑拉结合的方式加固模板，拉杆采用φ25精轧螺纹钢对拉，1m*1m布设，均配高强双螺母。
3、模板施工顺序：
模板拼装与钢筋绑扎应交替进行，先进行底板模板、外侧模板拼装，然后进行底板及腹板钢筋、预应力安装，再进行内模板拼装，最后进行顶板钢筋及预应力安装。
模板加固应稳固牢靠，接缝处应严密不漏浆。
4、模板质量要求：
施工时应考虑预拱度，预拱度根据支架预压及预拱度图获得，模板拼装时需校准中线及高程。
模板拼装尺寸允许偏差见下表：
模板拼装尺寸允许偏差表
序号
项目
允许偏差（mm）
检查方法
1
梁段长
±10
尺量检查不少于5处
2
梁高
+10,0
3
顶板厚
+10,0
4
底板厚
+10,0
5
腹板厚
+10,0
6
横隔板厚
+10,0
7
腹板间距
±10
8
腹板中心偏离设计位置
10
9
梁体宽
+10,0
10
模板表面平整度
3
1m靠尺测量不少于5处
11
模板接缝错台
2
尺量
12
孔道位置
5
尺量
13
梁段纵向旁弯
10
拉线测量不少于5处
14
梁段高度变化段位置
±10
测量检查
15
底模拱度偏差
3
16
底模同一端两角高差
2
17
桥面预留钢筋位置
10
尺量
5.3.7钢筋工程
门式墩托梁普通钢筋主要采用HPBΦ300、HRBΦ400两种规格，钢筋加工制作时应按照图纸进行施工。
在底模与外模均安装好后，开始绑扎梁体钢筋。
首先进行底板钢筋绑扎，其次两侧，最后顶板。
波纹管安装，普通钢筋安装施工与管道相碰时，适当移动，但不能切断钢筋。
钢筋的加工与绑扎应符合设计与施工规范的要求，钢筋接长采用绑扎时，钢筋搭接长度不小于49d，且不小于50cm，同一搭接区段内有接头的受力钢筋截面面积占受力钢筋总截面面积不大于25%（受拉区，受压区为50%）；焊接时单面焊长度不小于10d，双面焊长度不小于5d，且不小于10cm。
焊接与接头的布置应满足施工规范要求，同一截面接头数量不大于总数的50%，同时应严格控制保护层厚度，保护层通过预制垫块进行控制，每平米垫块数量4块，受力较大处垫块数量可适当增加。
钢筋的焊接施工须按质量验收标准的要求进行检验，钢筋安装好后须经过现场工程师、质检工程师与施工监理的检验合格后方可进入下一道工序的施工。
钢筋安装允许偏差见下表：
序号
项目
允许偏差（mm）
检查方法
1
钢筋全长
±10
尺量检查不少于5处
2
弯起钢筋的位置
20
3
箍筋内净尺寸
±3
4
主筋横向位置
10
尺量检查不少于5处
5
箍筋间距
±15
6
其他钢筋位置
10
7
箍筋垂直度
10
吊线和尺量检查不少于5处
8
钢筋保护层厚度
+5，-2
尺量检查不少于5处
5.3.8预应力工程
本托梁采用纵向应力体系。
⑴纵向预应力体系：
预应力筋采用标准强度fpk=1860Mpa，公称直径15-φ15.2钢绞线，锚固体系采用自锚式拉丝体系（M15-15锚具），张拉体系采用YDC240Q型千斤顶两端张拉。
孔道成型采用增强型镀锌金属波纹管成孔，金属波纹管应符合《预应力混凝土用金属波纹管》JG225-2007要求。
⑵施工注意事项
由于钢筋、管道密集，如精扎螺纹、钢绞线等管道、普通钢筋发生冲突时，允许进行局部调整，调整原则是先普通钢筋，后横向预应力筋，然后是精扎螺纹钢筋，保持纵向预应力管道位置不动，预应力管道全部采用定位筋固定，定位筋牢固焊接在钢筋骨架上，如管道位置与骨架相碰时，应保证管道位置不变，仅将钢筋移动，梁体腹板箍筋与预应力束干扰时，应尽量避免切断腹板箍筋，若切断腹板箍筋，须在切断箍筋内侧补充布置相同数量和直径的竖向钢筋，且其应钩在顶板上网和底板下网纵向钢筋上。
预应力束定位筋的基本间距为50cm，在管道弯折点处加密为30cm，并保证特殊点有定位筋。
在绑扎钢筋骨架后，应按设计位置焊接好波纹管的定位网片，钢筋骨架就位后再穿上经检查合格的波纹管，并绑扎牢固。
要保证在浇筑砼时波纹管不会坍陷或上浮，并严禁振捣棒触及波纹管。
为保证孔道压浆饱满，需设置三通管，具体要求为：
对腹板束、顶板束在0#块管道中部设置，中跨底板在跨中横隔板附近设置，钢束长度超过60m的按相距20m左右设置，以利于压浆时排气，保证压浆质量。
管道在与张拉锚垫板处联结时应伸入锚垫板内与其外表面平齐，施工时，注意保持锚垫板和波纹管孔道中心垂直。
波纹管安装时，以梁底模板为基准，按预应力筋曲线坐标，直接量出相应点的高度，放样出设计的位置。
波纹管安装就位过程中应尽量避免反复弯曲，以防管壁开裂，同时还应防止电焊火花烧伤管壁。
波纹管安装后，检查波纹管的位置，曲线形状是否符合设计要求，波纹管的固定是否牢靠，接头是否完好，管壁是否破损等。
如有破损，及时修补。
对于双端张拉的孔道，预应力筋采用先成孔后穿束的方法，为防止预留孔道在浇筑混凝土时进浆堵塞，浇注前需穿入塑料芯管，混凝土初凝后拔出。
⑷张拉及压浆
预应力筋张拉施工应一次性施工完成。
当梁体混凝土强度达到设计的90%，且砼的龄期大于10天时方可进行张拉，先张拉N1/N4钢索，再张拉N2/N3钢索，两端压浆并封锚，横向不平衡不超过1束，预应力钢束张拉时采用双控，以张拉力控制为主，当伸长量误差大
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