钢拱组合体系桥钢结构顶推施工组织设计.docx
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钢拱组合体系桥钢结构顶推施工组织设计
杭州市XX大桥
顶推施工专项方案
、工程概况1
1.1、概述1
1.2、结构形式1
1.2.1、主桥结构形式1
1.2.2、引桥结构形式4
1.3、地质水文情况5
1.3.1、气象水文条件5
1.3.2、气象水文条件7
1.4、工程施工重点与难点9
二、总体部署及工艺介绍10
2.1、总体部署10
2.1.1、施工总平面布置10
2.1.2、施工组织管理机构11
2.1.3、主要资源配备13
2.2、施工主要工艺介绍16
2.2.1、施工工艺流程17
2.2.2、主桥施工工艺流程19
2.2.3、引桥施工工艺流程20
三、顶推施工辅助结构设施21
3.1、引桥墩旁支架21
3.1.1、引桥墩旁支架设计21
3.1.2、墩旁支架验算22
3.1.3、墩旁支架施工23
3.2、水中临时墩25
3.2.1、水中临时墩设计25
3.2.2、水中临时墩验算26
3.2.3、水中临时墩施工29
3.3、前、后导梁31
3.3.1、导梁设计31
3.3.2、导梁验算错误!
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3.3.3、导梁施工错误!
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3.4、临时撑压杆错误!
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3.4.1、临时撑压杆设计错误!
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3.4.2、临时压杆验算错误!
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3.4.3、临时撑压杆施工错误!
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3.5、拼装区顶推墩错误!
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3.5.1、拼装区顶推墩设计错误!
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3.5.2、拼装区顶推墩验算错误!
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3.5.3、拼装区顶推墩施工错误!
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四、顶推施工错误!
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4.2、顶推设备选择错误!
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4.2.1、顶推设备构造错误!
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4.2.2、顶推设备液压系统错误!
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4.2.3、顶推系统的主要技术参数错误!
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4.2.4、顶推设备布置错误!
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4.3、顶推施工原理错误!
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4.4、顶推施工工艺及步骤错误!
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4.4.1、顶推施工工艺错误!
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4.4.2、顶推施工错误!
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4.5、顶推控制系统及监控系统错误!
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4.5.1、控制系统网络拓扑结构错误!
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4.5.2、主控制器硬件组成错误!
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4.5.3、分控制器硬件组成错误!
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4.5.4、通信网络错误!
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4.5.5、控制策略错误!
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4.5.6、控制模式错误!
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4.5.7、传感器错误!
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4.5.8、电气控制系统主要特点错误!
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五、引桥顶推施工错误!
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5.1、施工工艺流程错误!
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5.2、顶推设备布置错误!
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5.3、顶推施工错误!
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六、顶推施工主要控制措施错误!
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6.1、顶推施工控制重点及注意事项错误!
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6.1.1、顶推施工控制重点错误!
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6.1.2、顶推施工前注意事项错误!
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6.2、顶推施工主要控制措施错误!
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6.2.1、顶推施工中观测项目错误!
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6.2.2、同步顶推保证措施错误!
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6.2.3、竖向顶升控制错误!
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6.2.4、平衡度的控制错误!
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6.2.5、纠偏措施错误!
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6.2.6、累计误差的控制错误!
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7.1、落梁顺序及方法错误!
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7.1.1、顶推设备及滑道的拆除错误!
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7.1.2、支座安装错误!
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7.2、临时连接撑压杆拆除及吊杆安装错误!
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八、顶推施工过程监控错误!
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8.1、施工监控目的及内容错误!
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8.1.1、施工监控必要性错误!
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8.1.2、施工监控目的错误!
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8.1.3、项目监控特点错误!
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8.2、施工监控依据错误!
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8.2.1、相关规范错误!
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8.2.2、设计图纸错误!
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8.3、施工监控目标错误!
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8.4、施工监控内容错误!
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8.4.1、临时墩墩顶水平位移和支反力的监控错误!
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8.4.2、钢拱梁应力（应变）和温度监测错误!
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8.4.3、临时撑压杆应力（应变）和温度监测错误!
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8.4.4、钢导梁应力（应变）监测错误!
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8.4.5、监控实施错误!
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8.5、施工监控实施组织错误!
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8.5.1、施工监控实施流程错误!
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8.5.2、施工监控部组织结构错误!
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8.6、施工监控技术方案的保证措施错误!
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8.6.1、桥梁监控计算理论错误!
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8.6.2、监控岗位责任错误!
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8.6.3、监控技术方案其他保证措施错误!
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九、施工难点及解决措施错误!
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9.1、难点分析错误!
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9.2、解决措施错误!
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十、主要质量保障体系及措施错误!
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10.1、质量保证体系错误!
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10.1.1、质量保证组织错误!
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10.1.2、质量保证体系错误!
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10.3、质量保证措施错误!
未定义书签十一、主要安全保障体系及措施错误!
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11.1、安全保证体系错误!
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11.1.1、安全生产保障组织机构错误!
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11.1.2、安全保证体系错误!
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11.2、安全生产保证措施错误!
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11.2.1、设备安全技术措施错误!
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11.2.2、结构安全技术措施错误!
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11.2.3、安全注意事项错误!
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11.2.4、防涌潮安全措施错误!
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11.2.5、防台安全措施错误!
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十二、文明施工保障措施错误!
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12.1、文明施工目标错误!
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12.2、文明施工组织管理机构错误!
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12.3、文明施工保证措施错误!
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十三、施工进度计划安排错误!
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、工程概况
1.1、概述
XX大桥属于XX上规划建设的十座大桥之一，位于彭埠大桥（原钱江二桥）下游5km下沙大桥（原钱江六桥）上游8km处。
XX大桥北岸桥位位于江干区七堡六号丁坝以东，与规划东湖路相连，南岸桥位位于XX南大堤GPS24-2控制点，与萧山钱江科技城的科园大道相连。
桥位处江面宽1.7km。
XX大桥工程北起沿江大道，南至滨江一路，工程设计范围自桩号K0+000.000〜
K1+855m全长1855m其中第丨合同段总长度945m其跨径布置为55+2X85+90+3
X210m桥跨布置如图1.1-1所示。
Mrii
1
GII
.i--
.L
1
1
11
h—
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Ifl
1i
III
图1.1-1桥跨布置图
1.2、结构形式
1.2.1、主桥结构形式
主桥上部结构为3X210m三孔结合梁一钢拱组合体系拱桥，相邻两个拱桥间采用简支结合梁连接。
简支拱支承跨径188m拱肋系由主拱肋、副拱肋、主副拱肋
之间的横向连杆以及拱顶横撑等构件组成。
主拱肋外倾120，立面矢高43.784m。
副拱肋轴线为空间曲线，立面矢高33m主拱采用矩形截面，宽2.2m，高3.2m;畐寸拱采用方形截面，边长1.5m,主副拱肋之间的横向连杆采用圆钢管，间距8.5m。
拱桥主梁为等截面钢—混凝土结合梁结构。
全高4.5m,全宽37.7m。
结合梁钢梁材
质为Q345qD为主纵梁（闭口边拱梁）、中横梁、端横梁、小纵梁组成的双主梁梁
严
f-—丄丿^今-卜扌■卜-+J-=lJ|—4=^—★-HITT•十亠4卄■+
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L-2JSJX1J
米，拱梁交界段为12.155米），每间隔4.25m设置一道横梁，每两道横梁之间设置一道小纵梁。
钢横梁间距4.25m,混凝土桥面板厚26cm钢主纵梁内部设系杆索。
拱桥吊杆间距8.5m，吊杆上端锚固于主拱肋，下端锚固于钢主纵梁。
简支结合梁支承跨径18.2m，构造形式与拱桥主梁相同。
图1.2-1钢拱梁结构示意图
图1.2-2主梁断面图
122、引桥结构形式
引桥上部结构为55+2X85+90n,引桥桥面宽度31.5m,结构形式为等高度单箱单室钢-混凝土组合结构连续拱梁，梁中心线高4.5m。
结构断面由砼桥面板及整
体成槽形的钢梁组成，槽形钢梁整体上由顶板、腹板底板、空腹式横梁、实腹式横梁、腹板加劲肋、底板加劲肋组成；顶板厚度36mmr56mn,宽1.2m〜1.8m;腹板
厚度24mnrr36mn,斜率约1：
4.07;底板厚度18mmr36mm宽11.05m;腹板上布置有竖向及水平向腹板加劲肋，竖向加劲肋断面形式为T型或板式，连续布置，水
平向断面形式均为U肋，间断布置；底板上布置有底板纵向加劲肋，断面形式为板式，通过设置过焊孔穿越空腹式横梁，纵向连续布置；空腹式横梁标准间距4.25m,空腹式横梁由T型腹板竖向加劲肋、T型横向底板加劲肋，以及水平和斜向撑杆等组成；支点处布置实腹式横梁。
槽形钢梁顶面宽度13.1m,底板宽度11.05m。
在横梁位置设置撑杆及横向连接系统，横向连接系统总宽度31.5m,在空腹式横梁位置设置外侧挑臂撑杆及内部撑杆支撑桥面板系统，撑杆下侧连接于横梁下侧两端靠近腹板位置，撑杆上侧连接于
挑臂横梁及内横梁，实腹式横梁处只设置外侧挑臂撑杆。
在两侧横向离腹板顶缘5.75m位置设置小纵梁，两端连接于横向连接系，用以增强挑臂钢结构额稳定性及通过布置剪力钉群增强与桥面板的密贴性。
支点左右各约12.75m范围内采用双结合的结构形式，该区域内底板纵向加劲肋演变为开孔板剪力键，同时间隔布置剪力钉，保证砼板与钢梁密实结合。
底板砼跨越1道实腹式横梁及4道空腹式横梁，为保证底板砼的连续性，在这4道横梁腹板上配有剪力钉。
图1.2-3引桥标准断面图
图1.2-4引桥支点断面图
1.3、地质水文情况
131、气象水文条件
131.1、气象条件
杭州市属于亚热带季风气候区，四季交替明显；冬季受蒙古高压控制，盛行西北风，以晴冷、干燥天气为主，是低温少雨季节；夏季受太平洋副热带高压控制，以东南风为主，海洋带来充沛的水气，空气湿润，是高温、强光照季节；春节降水丰富，且降水时间长；秋季干燥，冷暖变化大。
据浙江省气象中心，萧山及杭州市气象局资料，杭州市常年平均温度16.2C,
极端最高气温为40.3C（2003年），极端最低气温为-9.6C（1969年）；历年平均降雨量1400.7mm日最大降雨量189.3mnm1963年9月12日），降雨主要集中在4〜6月（梅雨季）和7〜9月（台风雨季），年总降雨日140〜170天；多年平均蒸发量1200〜1400mm年陆面蒸发量800mm左右：
多年平均相对湿度80〜82%多年平均雷暴日数36天，最多雷暴年56天；多年平均大雾51天，最多大雾64天；无霜期220〜270天；最大积雪厚度为15cm全年主导风向以东风为主，北西风次之，历年最大风速20m/s，平均风速1.9m/s，全年0〜3.0m/s风速所见比例为92.4%。
131.2、水文条件
工程河段内河床演变特点：
年内洪冲潮淤，年际受连续丰、枯水文年及下游尖山河段主槽曲直的影响较大，连续丰水年尖山河湾主槽顺直，河床大冲大淤；连续枯水年尖山河段主槽弯曲，河床变幅较小。
深槽的年内变化与整个河段洪冲潮於的特点基本一致，年际最大冲於幅度达11m
桥位断面由于受五堡至七格弯道及北岸丁坝局部冲刷坑的影响，河床主槽主要
集中在离北岸200〜800m的范围内，出现频率为92%主槽摆幅在650〜880m之内，年内冲於变化在2〜6m之间。
桥位断面南岸处于七堡〜七格湾道的凸岸，在弯道水流的作用下存在边滩，边滩的宽度及高程随XX流域径流的时空分布的变化而发生相应的冲於变化，变幅较大，平均低潮位以上的边滩宽度多年平均值约为330m
距离桥址最近的水位站为七堡水文站，位于桥址上游仅2km左右，桥址水位可直接采用七堡水文站水位资料，潮位特征值见表1.3-1。
表1.3-1水位资料，潮位特征值
项目
单位
七堡
量值
出现时间
平均高潮位
m
4.43
平均低潮位
m
3.65
平均潮差
m
0.69
最高水位
m
7.98
1997年8月19日
最低水位
m
1.22
1955年8月24日
最大潮差
m
4.28
2002年9月18日
平均涨潮历时
h:
min
1:
37
平均落潮历时
h:
min
10:
47
XX大桥工程处于XX河口沙坎顶端附近，受潮流和径流的共同作用。
相关计算分析结果表明：
由于桥址处于洪潮共同作用的河口段中间，桥址断面最大流量和最大洪水流速出现在特大潮落时刻。
工程断面0.33%和1%频率的设计洪峰流量分别为33114nVs和31772mVs，相
应的最大断面平均流速分别为3.2m/s和2.84m/s。
高水位分别为8.66m和8.30m,
1%频率低水位为1.1m。
桥址断面各频率的流量及相应的最大平均流速，见表1.3-2。
表1.3-2桥址断面各频率的流量及相应的最大平均流速
频率
0.2%
0.33%
1%
2%
断面流量（m/s）
35563
33114
31772
27319
断面平均流速（m/s）
3.29
3.20
2.84
2.73
以逐年年最高潮位与当年平均潮位的差值，即距平值，作为统计样本，采用皮
尔逊川型适线进行重现期分析。
七堡、仓前站高、低水位统计结果见下表，桥位附近的设计高低水位取用七堡站的值。
频率
七堡
仓前
高水位
低水位
高水位
低水位
0.33%
8.66
8.63
1%
8.30
1.10
8.23
0.10
2%
8.08
1.29
7.98
0.35
5%
7.78
1.55
7.64
0.85
10%
7.51
1.78
7.35
1.05
131.3、涌潮
涌潮是XX特殊的水力现象。
由于河口段河宽沿程向内急剧收缩，河床迅速抬高，潮波从外海向河口上游传播过程中产生剧烈变形，遂使涨潮波前开成明显锋面，陡度达1:
9〜1:
9.4,近岸滩地较浅处潮波锋面往往破碎。
涌潮行进速度一般约4〜7m/s，同一地占水位涨率可达1m/s。
水位骤升的同时，流速亦从落潮方向反转成涨潮方向，随之，流速剧增，俗称“快水”，快水一般持续二十分钟左右。
今年来，涌潮约在高阳山下游2.5k的白腊礁一带形成，上溯过程中逐渐增强，到八堡〜大缺口一带最大；之后强度渐弱。
强潮时，涌潮潮头可上溯到闻家堰以上，全程约90km。
132、气象水文条件
工程区第四系地层厚度达60余米，按地质时代、成因类型及工程特性，划分为6个大层，13个亚层。
自上而下分述如下：
1、填土，受人类活动影响，成分较杂，结构松散，分布于表层。
2、全新统上中段冲海相沉积层，下分四个亚层。
②-1、亚砂土：
灰、灰黄色，稍密，湿，含铁锰质氧化斑点，干强度低，低韧性，摇振反应迅速，无光泽，中等压缩性。
②-2、亚砂土：
灰色，稍密，湿，局部夹粉砂，干强度低，低韧性，摇振反应迅速，无光泽，中等压缩性。
②-3、粉砂夹亚砂土：
灰色，稍密，饱和，局部夹亚砂土，干强度低，低韧性，摇振反应迅速，无光泽，中等压缩性。
②-4、亚砂土：
灰色，稍密，很湿，局部夹淤泥质亚粘土和粉砂，干强度低，低韧性，摇振反应一般，无光泽，中等偏高压缩性。
3、淤泥质亚粘土，为全新统中段滨海、海湾相沉积层。
灰色，流塑，具水平层理，层间夹粉砂薄层，含腐殖质，干强度中等，中等韧性，摇振无反应，稍有光泽，高压缩性。
⑤、全新统下段浅海相沉积层，下分两个亚层。
⑤-1、淤泥质夹亚粘土：
灰色，流塑，具鳞片状，局部夹薄层亚砂土，含贝壳碎屑，干强度中等，中等韧性，摇振无反应，稍有光泽，高压缩性。
5-2、亚粘土：
灰色，塑性，局部软塑状，饱和，局部夹薄层亚砂土，干强度中等，中等韧性，摇振无反应，稍有光泽，高压缩性。
6、亚粘土，为晚更新统上段河、湖相沉积层。
灰绿、灰黄色，软塑一硬塑，含铁锰质氧化斑点，局部夹亚砂土、粉细沙，干强度中等，中等韧性，稍有光泽，中等压缩性。
⑧、晚更新统上段河流冲击相沉积层，下分三个亚层。
⑧-1、中细沙：
灰、灰黄色，中密，饱和，局部夹亚粘土，底部偶含砾石，砾径约0.5cm，含量小于5%中偏低压缩性。
⑧-2、圆砾：
灰色、灰黄色。
稍密〜中密，饱和，卵砾石磨圆度较好，呈亚圆形，主要成分为石英岩、熔结凝灰岩，质地坚硬，粒径一般1〜2cm大者5〜8cm
最大粒径〉10cm卵砾石含量约50%充填泥质和砂质，局部为砾砂，低压缩性。
⑧-3、亚粘土：
灰绿、灰褐、灰黄色，软塑一硬塑，含铁锰质氧化斑点，局部夹亚砂土、夹粉细砂，干强度中等，中等韧性，稍有光泽，中等压缩性。
⑧-4、粉细砂：
灰黄色，中密，饱和，局部夹亚粘土，粉砂，干强度中等，中等韧性，稍有光泽，中等压缩性。
⑧-4、夹亚粘土：
灰、灰褐色，硬塑，局部夹亚粘土、粉砂，干强度中等，中等韧性，稍有光泽，中等压缩性。
⑧-5、圆砾：
灰色，中密〜密实，饱和，卵砾石磨圆度较好，呈亚圆形，主要成分为熔结凝灰岩，质地坚硬，局部表面略有风化，粒径一般1〜2cm大者8〜10cm底部含块石，块径达15cm以上，卵砾石含量约60%充填泥质和砂质，局部孔段夹中砂，低压缩性。
下伏基岩（12层）有两套地层，一套为中生代白垩系上统（K2）地层，以砂砾岩为主，局部为粉砂岩，泥质胶结，胶结程度差，岩层编号12-a。
另一套为中
生代白垩系下统朝川组（K1C地层，以泥质粉砂岩为主，局部为粉细砂岩、含砾
粉砂岩、凝灰质砂岩，泥质胶结，胶结程度一般，岩层编号12-b。
两套基岩均为软质岩，呈不整合接触，泥质粉砂岩（K1C工程性能稍好于砂砾岩（K2）。
以下按不同岩性、根据其风化程度分述如下：
12-1a、全风化砂砾岩、粉砂岩：
灰、灰褐、黄褐色，岩芯风化呈砂土状，手捏可碎裂。
母岩结构不甚清晰。
12-2a、强风化砂砾岩、粉砂岩：
紫红、灰黄、灰褐色，岩芯呈短柱状，敲击易碎，局部孔段夹弱风化粉砂岩块。
12-3a、弱风化砂砾岩、粉砂岩：
紫红、灰黄，岩芯呈柱状，敲击声较脆，锤击可碎，砾岩与粉砂岩呈互层状，局部夹强风化透镜体状夹层。
12-1b、全风化泥质粉砂岩：
紫红色，岩芯风化呈粘土状，手捏呈砂状。
母岩结构不甚清晰。
12-2b、强风化泥质粉砂岩：
紫红色，岩芯呈柱状，手折可断。
局部含少量砾石，夹灰白色细砂岩。
12-3b、弱风化泥质粉砂岩：
紫红色，厚层状，岩芯呈柱状、长柱状，敲击声
脆，可击碎。
局部含少量砾，夹灰白色细砂岩。
1.4、工程施工重点与难点
1）、工程区第四系地层厚度达60余米，多为软土淤泥地质，拼装及起重设备基础处理困难。
2）、拱梁起重结构件大，吨位重，起重高度高，吊装设备较难选择。
3）、现场焊接量较大，现场拼装焊接工艺要求高。
4）、钢拱梁拱肋设计为空间扭曲线，加工制作难度大。
5）、拱肋支架高约70m吊装困难，在拱肋及风荷载作用下，支架变形难以控
制，拼装精确调位困难，安全风险大。
6）、三孔钢拱梁带拱整体顶推，国内尚无成熟施工经验可以借鉴，施工中的意外因素难以估计，顶推施工难度大。
7）、主跨跨径210m中间仅设计一个临时墩，引桥墩跨径也有90m顶推施工悬臂大，主梁受力复杂，应力大，各类变形难以有效控制，施工难度大，安全风险
8）、三跨带拱顶推重心高，顶推时易发生失稳，且顶推时间要遇台风季节，安
全风险大。
、总体部署及工艺介绍
2.1、总体部署
2.1.1、施工总平面布置
XX大桥顶推施工场地布置主要分为后场拼装区及前场的顶推施工区，拼装区
分为拼装场地和散拼场两大块，拼装场地约260m*70m位区Pn5墩以北，受大堤
及龙门吊的影响，拼装场地南边起点布置于距Pn6墩中点为10.955m,与桥轴线重
合。
拼装场地上游侧为散拼场地，约
150m*40m与拼装场地平行。
拼装区平面布
置图见2.1-1。
图2.1-1拼装区平面布置图
顶推施工区主要包括拼装区顶推墩，桥梁结构墩及水中临时墩，分布于桥轴线
两侧，平面布置见图图2.1-2
2.1.2、施工组织管理机构
2.121、组织机构
XX大桥实行项目经理负责制，由项目经理负责整个实施过程中的全面管理工作。
项目总工主管实施过程中的全面技术工作及对外的技术联络工作。
由工程部、劳安部、质检部和工地试验室严格控制工程质量，为更进一步保障每一道工序的施工，在每个施工班组设专职质量监督员，用以监控施工质量。
XX大桥顶推施工共设置工长4名；技术主管2名，技术员10名。
顶推施工时共配四大作业班组：
支架组、拼装组、加工组、顶推组。
支架组主要负责辅助结构的搭设，主要包括后场拼装支架、顶推墩、墩旁支架等的施工：
拼装组主要负责钢结构拼装施工；加工组主要由钢结构厂家组成，负责钢结构加工及现场焊接施工；顶推组主要负责钢结构顶推施工及后续的体系转换。
同时后方各个部门全力配合前场工段作业施工。
其组织机构图见图2.1-3。
测试量验组室
安全人事部
设备物资部
财务合约部
综合办公室
各作业班组
图2.1-3组织机构图
2.122、管理体系
顶推施工采用“过程方法”建立、监视、测量、改进管理体系。
过程包括“管
理职责、资源管理、施工项目实现、测量分析和改进”有关过程进行项目施工，实现对每个施工过程进行周密策划，对每个工序活动所产生的环境因素和职业安全健康风险因素进行识别，制定预防措施
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向部沟通
S«栋
施工项目实现过程
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