112提篮拱施工方案终0511.docx
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112提篮拱施工方案终0511
1编制依据
1.1编制范围
本施工方案编制范围为新建蒙西至华中地区铁路煤运通道工程岳阳至吉安段同南河大桥1-112m下承式钢管混凝土提篮系杆拱桥施工。
1.2编制依据
⑴《1-112m下承式钢管混凝土提篮系杆拱桥》施工图。
⑵现场踏勘所获得的资料、本公司现有的施工技术水平、施工管理水平和机械设备配备能力。
⑶同南河大桥工程地质资料。
⑷主要施工技术规范
《铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB10415-2003）
《客货共线铁路桥涵工程施工技术指南》（TZ203-2008）
《铁路混凝土与砌体工程施工质量验收标准》（TB10424-2003）
《铁路混凝土与砌体工程施工规范》（TB10210-2001）
《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》（铁建设[2005]160号）
《铁路工程结构混凝土强度检测规程》（TB10426-2004）
《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》（GB13013-2008）
《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》（GB1499.2-2007）
《铁路钢桥制造规范》（TB10212-2009）
《铁路桥涵设计基本规范》（TB10002.1-2005）
《铁路钢桥保护涂装》（TB/T1527-2004）
《钢管混凝土结构设计与施工规范》（CECS28:
90）
《钢结构工程施工及验收规范》（GB50205-2001）
《桥梁用结构钢》（GB/T714-2008）
《钢结构焊接规范》（GB50661-2011）
《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结构分级》（GB11345）
《厚钢板超声波检验方法》（GB/T2970-2004）
2工程概况
2.1桥位概况
桥址位于吉安市吉水县枫江镇境内，主要为跨越同南河而设，桥址附近为丘陵，植被十分茂盛，交通较为便利。
桥址于里程DK1840+662.6～DK1840+757.8处跨越同南河，同南河为一条人工河流，为峡江水利枢纽工程的一部分，根据地方水利部门收集资料，线路跨越处同南河设计里程为K10+460处，设计底宽为45m，顶宽100m，设计水深约9.5m，与线路基本正交，小里程侧边坡上设宽约4.5m防洪通道，预留净空4.5m。
2.2水文资料
因峡江水电站工程的兴建，同江河流域区域内赣江水位高出同江河沿岸，需要对同江河进行防护，将同江河老河道出口用水闸封住，新开同南河一条，从阜田镇到赣江，在老河道南侧约2Km附近，如下图，将同江河的水从上游引入同南河，排入赣江。
同南河底宽45m，深约11m，设计水深约9.5m，洪水水位为同江20年赣江50年一遇。
同南河大桥桥位处设计流量Q1%=1557m3/s，设计水位H1%=50.063m，V1%=3.22m/s。
2.3主要技术标准
铁路等级：
双线Ⅰ级铁路，有碴轨道，线间距4.0m；
设计速度：
120Km/h；
设计活载：
ZH活载，Z=1.2；
建筑限界：
“标准轨距铁路建筑限界”（GB146.2）桥限-2A及桥限-2B。
2.4地形地貌
高阶地，地势稍有起伏，线路近垂直同南河，河面宽度约100m，最大挖深约13m。
桥址区内交通便利。
地层岩性：
表层为第四系中更新统冲积层（Q2al）黏土、粉质黏土，褐红色，硬塑，夹5~10%碎砾石，局部富集，厚约13.0~20.0m；下伏基岩为石炭系上统船山组（C3c）灰岩，浅灰色夹灰白色条纹和少量红色，弱风化，节理裂隙较发育，裂隙面有少量铁锈色，岩溶发育，揭示溶洞最大约17.0m，溶洞多为褐红色软塑~流塑黏土夹少量灰岩碎石充填。
地质承载力：
（6）1-3Q2al黏土、粉质黏土，褐红色，硬塑，σ0=200KPa；
（8）3C3c灰岩，弱风化，σ0=800KPa；
2.5不良地质
本桥址区为灰岩地层，据地质钻孔揭露，岩溶较发育。
2.6桥式结构构造
主跨采用1-112m提篮系杆拱桥，桥梁全长178.7m；
2.6.1系梁
系梁为预应力混凝土结构，计算跨径112.0m，梁端悬出支点以外2.0m，系梁长116.0m。
系梁一般梁宽17.8m，梁高2.5m，采用单箱三室箱形截面；顶板厚0.3m，底板厚0.3m，边腹板厚0.35m，中腹板厚0.30m，底板在外缘3.0m范围内上抬0.5m。
系梁在拱脚处8.0m长范围设成实体段，梁宽18.8m，截面变化处设2.5m长渐变段。
全桥对应各吊杆下锚点共设12道吊点横梁，吊点横梁腹板厚0.4～0.6m。
为便于在箱内对吊杆等进行检查与更换，系梁中腹板在每个箱室设置直径为φ80cm的圆形检查孔，系梁两端底板和各横梁腹板上设置80×80cm方形检查孔。
为降低系梁箱内外温差，系梁各腹板分上下两排设置直径为φ10cm通风孔，其纵向间距2.0m左右。
为防止系梁内积水，系梁底板上设置直径为φ10cm泄水孔,每独立箱体内不少于2～4个孔。
2.6.2系梁纵向预应力
系梁设纵向和横向预应力，纵向预应力采用12-7φ5钢索,配套使用M15-12、M15-12P型锚具，钢索管道采用内径φ90mm金属波纹管成孔。
波纹管采用直径φ10mm定位钢筋网定位，当管道在直线上时，定位网片间距不大于50cm；当管道在曲线上时，定位网片间距适当加密。
除系梁实体段局部预应力钢索采用一端张拉外，其余纵向钢索均采用两端张拉，锚下张拉控制应力σcon=0.68fpk，钢索张拉锚固后，钢索管道均采用抽真空压浆。
2.6.3梁横向预应力
系梁横向预应力采用12-7φ5、9-7φ5、4-7φ5和3-7φ5四种规格的钢索,配套使用M15-12/9、BM15-4/3型锚具，钢索管道采用内径φ90mm、φ80mm、70×19mm及60×19mm金属波纹管成孔。
其中12-7φ5钢索设在拱脚处实体段，9-7φ5钢索设在吊点横梁腹板内，均采用两端张拉。
4-7φ5和3-7φ5钢索设在系梁底板内，采用一端张拉，其张拉端和锚固端在系梁两侧交错布置。
横向钢索锚下张拉控制应力一般为1300MPa，少量为1265MPa，钢索张拉锚固后，钢索管道均采用抽真空压浆。
2.6.4拱肋
拱肋计算跨径L=112m，拱肋平面内矢高f1=22.40m，矢跨比为1/5，拱轴线采用悬链线，m=1.347，设计拱轴线方程:
Y=22.4-64.553314·（ch0.810684（1-X/56）-1）。
拱肋在横桥向内倾9°，形成提篮式，拱顶处两榀拱肋中心距9.192m，拱脚处两榀拱肋中心距16.2m。
拱肋为钢管混凝土结构，采用等高度哑铃形截面，拱肋截面高3.0m，弦管外径φ1.2m，由δ=18mm厚的钢板卷制而成，弦管之间用δ=16mm厚钢缀板连接，拱肋弦管及缀板内填充微膨胀混凝土。
每榀拱肋上下弦管各设灌注混凝土隔仓板1处，腹腔内设隔仓板3处。
为保障拱肋钢管在施工过程中的局部稳定性，每榀拱肋上下弦管分别设38道和36道加劲钢箍，腹腔内沿拱轴线均匀设置加劲角钢和拉筋，加劲拉筋间距一般为50cm，接头处局部为40cm。
拱肋钢管在工厂加工制作后，运至现场拼装。
为了便于运输，工厂制作时，根据实际情况将每榀拱肋划分为9个预制节段（不含预埋段），节段最大长度不超过15m，节段接头避开吊杆、横撑等部位。
拱肋设置最大预拱度为0.031m，拱肋实际施工采用包含了预拱度的拱轴线坐标进行制作和拼装。
2.6.5横撑
两榀拱肋间共设4道K形横撑和1道米字形横撑，米字形横撑设在拱顶处。
横撑由φ600×12mm、φ500×12mmmm主钢管和φ360×12mm连接钢管组成，钢管内部不填混凝土。
2.6.6吊杆
吊杆按尼尔森体系布置，下锚点顺桥向间距8m，全桥共设12对内吊杆和12对外双吊杆，内外吊杆之间的横向中心距为340mm。
在吊杆平面内，吊杆顺桥向水平夹角在50.4645°～68.6629°之间；吊杆横桥向水平夹角为81°。
吊杆采用PES（FD）7-127型低应力防腐拉索（平行钢丝束），下端外套复合不锈钢管，配套使用LZM（K）7-127L和LZM7-127G型冷铸镦头锚。
上端穿过拱肋，锚于拱肋上缘张拉底座，下端锚于系梁内固定底座。
各吊杆上端均设置一个光纤光栅压力环传感器，用于检测吊杆力。
2.6.7支座及横向限位装置
采用TJQZ系列球形钢支座，共设4个35000kN支座，由两个横向活动支座和两个多向活动支座组成。
此外，桥梁两端各设1个横向限位装置，其水平承载力为8000kN，设在桥梁结构横桥向中心处。
2.6.8桥面系及附属设施
系梁桥面宽17.8m，梁端局部桥面宽18.8m，挡砟墙之间宽度8.5m（不含挡砟墙）,轨枕下最小道砟厚度0.35m，轨底至梁顶0.71m。
桥面两侧设置人行道、钢栏杆、接触网立柱等。
⑴挡砟墙
挡砟墙宽0.20m，高0.46m，顺桥向每隔4.0m左右设一宽约10mm的断缝，断缝间用砂浆填塞。
挡砟墙在梁体施工完成后现场浇筑，梁体施工时在相应部位预埋钢筋，以确保挡砟墙与梁体的整体性。
⑵桥面防水
桥面防水参照《通桥（2008）8388A》铺设防水层，防水层表面铺设6cm厚纤维网混凝土保护层。
⑶桥面排水
桥面设2.0%的横向排水坡，沿顺桥向每隔4m左右，在挡砟墙内侧和人行道栏杆内侧设置4个直径为φ10cm的桥面排水孔，桥面排水孔通过与系梁箱内直径为φ20cm的纵向排水管连接，于支点附近穿过系梁底板后，顺桥墩而下，排除桥面雨水。
⑷接触网立柱
全桥两侧人行道各设4处接触网立柱，立柱中心距线路中心3.45m（净距3.3m），立柱基础类型为QJ-B型。
⑸钢栏杆
人行道钢栏杆及栏杆基础预埋件参照本线附属工程参考图办理。
⑹伸缩缝
系梁两端梁缝宽20cm，为防止掉碴、漏水，并保证梁部自由伸缩，各梁缝均设置伸缩缝，伸缩缝参照《通桥（2013）8388A》办理。
⑺桥梁综合接地
为减少和避免杂散电流对结构钢筋和金属管线的腐蚀及向外扩散，本桥参照《通桥（2008）8388A》设置综合接地措施，在系梁梁端预埋有接地端子。
⑻检查设施
为便于对拱肋和吊杆进行检修，拱肋上部设置检查人行步梯和护栏，检查梯构件均采用焊接连接。
桥墩吊篮至系梁梁底检查孔处设置梁底检查走道。
2.7主要工程量
工程项目
说明
单位
数量
桥长
桥面宽17.8m
m
116.2
系梁
C50混凝土
系梁圬工，支架现浇
m3
2354.8
M45水泥浆
预应力管道压浆
m3
75.6
HRB400钢筋
普通钢筋，含吊杆锚块、定位网等
t
300.7
HPB300钢筋
＂
t
30.3
Φj15.20mm钢绞线
纵向预应力钢索
t
118.3
M15-12型锚具
纵向预应力锚具
套
188.0
M15-12P型锚具
＂
套
32
内径Φ90mm金属波纹管
纵向预应力制孔
m
9260.5
Φj15.20mm钢绞线
横向预应力钢索
t
41.3
M15-12型锚具
横向预应力锚具
套
140
M15-9型锚具
＂
套
96
M15-4型锚具
＂
套
84
M15-4P型锚具
＂
套
84
M15-3型锚具
＂
套
111
M15-3P型锚具
＂
套
111
内径Φ90mm金属波纹管
横向预应力制孔
m
1288.0
内径Φ80mm金属波纹管
＂
m
851
内径70×19mm金属波纹管
＂
m
1476.4
内径70×19mm金属波纹管
m
1950.9
拱肋
C55微膨胀混凝土
拱肋管内混凝土
Q345qD钢
拱肋钢管、缀板
t
297
Q345qD钢
拱肋接头、加劲、隔仓板等
t
5.8
Q235钢
t
21.1
HRB400钢筋
t
0.6
HPB300钢筋
t
3.3
钢材防腐涂装
外表面
m2
1655.8
横撑
Q345qD钢
横撑钢管
t
65.5
钢材防腐涂装
外表面
m2
692.2
吊杆
PES（FD）7-127型吊杆索
平行钢丝重
t
41
OVMLZM（K）7-127L型锚具
吊杆锚具
套
48
OVMLZM7-127G型锚具
套
48
Q345qD钢
吊杆锚头座板
t
6.6
Q235钢
吊杆锚垫板、套管
t
30.6
不锈钢防护套管
吊杆护套管
t
0.4
钢防护罩
上下锚头防护
个
96
防水罩
上下锚头防水
个
96
光纤光栅压力环传感器
吊杆力检测
个
48
数据采集仪
套
2
3施工准备
3.1技术准备
组织技术人员认真学习铁路规范、施工安全相关知识；进行工程的施工方案设计，并对图纸进行现场核对和签认；设计文件复核，要做好详细的复核记录，对于存在的疑问及时汇报，确保施工生产有序进行。
根据设计文件、图纸和设计要求以及本标段水文地质条件确定合理的施工方案及技术组织措施。
施工方案确定后，立即进行各项临时性结构的施工设计，在保证安全的前提下尽量考虑使用当地材料，因地制宜，使设计出的临时结构经济适用、装拆简便、通用性强。
3.2场地布置
施工队伍驻地租住附近民房，材料存放区及加工区设置在岳阳台小里程侧路基范围内，场地内铺设一层级配碎石，确保场地不积水。
3.3临时工程
用于主桥1-112m提篮系杆拱桥施工的主要临时工程有系梁支架及拱肋临时支架。
根据地形地貌和同南河现场情况，系梁现浇支架不设栈桥，系梁现浇支架采用“钻孔桩+埋入式钢管立柱+贝雷片”和“插入式钢管立柱+贝雷梁”两种结构形式，系梁支架基础采用φ630×10mm和φ820×10mm两种钢管柱,横桥向标准部位每排7根桩，支架共计12排，贝雷梁为普通标准贝雷梁，河道内标准跨度12米，分配梁采用I40工字钢。
本桥的系杆拱采用“先梁后拱”的施工方法，拱肋支架在主梁施工完成后再安装，而后架设拱肋及横撑，泵送管内混凝土成拱，再安装张拉吊杆，拆除临时支架，施工桥面系成桥。
3.4施工用水
现场施工用水主要取自同南河，河水无腐蚀性；砼拌和站用水为地下井水，经检测以上施工用水均满足规范要求。
3.5施工用电
在大小里程侧各设变压器一座，现场配备发电机二台做备用电源。
3.6混凝土工厂
混凝土由盘谷拌和站集中拌制，使用砼罐车运至现场。
4施工组织
4.1施工组织机构
针对主桥1-112m提篮系杆拱桥工期紧、施工工艺复杂的特点，为实现对施工全过程的有效管理，工区成立有效的组织管理机构。
施工组织管理机构见图3-1-1。
图3-1-1项目管理组织机构图
4.2劳动力组织
根据主桥1-112m提篮系杆拱桥的特点和工期要求，除配备足够的管理人员、技术人员、质检人员、测量人员、试验人员、安全人员之外，在劳动组织方面还配备精干的队伍进场施工，主要工种有：
钢筋工、模板工、混凝土工、铆焊工、机械司机、电工、机修工、钳工、装吊工、普工等，工人均经培训考试合格后上岗。
主要管理人员配置
序号
工种
配置数量（人）
主要职责
备注
1
队长
1
全面负责大桥施工
2
技术负责人
1
全面负责桥梁施工技术管理
3
技术员
3
负责现场技术管理及指导
4
质检员
2
负责现场质量管理
5
测量员
3
负责现场测量放线及监控
6
试验员
1
负责现场原材料取样及检测
7
安全员
2
负责现场安全管理
合计
13
各工种拟投入人员数量见下表：
序号
名称
数量
备注
1
钢筋工
24
2
模板工
16
3
混凝土工
18
4
铆焊工
6
5
机械司机
6
6
电工
2
7
机修工
2
8
钳工
16
9
装吊工
6
10
普工
20
合计
116
4.3机械设备组织
拟投入施工的主要机械、设备详见下表：
主要机械、设备表
名称
规格型号
产地
数量（台/套）
现状
用途
振动锤
DC120
1
完好
系梁支架钢管桩插打
砼输送泵
SY5631THB
1
良好
砼输送
砼罐车
12m³
10
良好
装卸
汽车吊
25t
1
完好
系梁支架
汽车吊
80t
1
完好
拱肋安装
汽车吊
100t
1
完好
拱肋安装
履带吊机
QUY100
2
完好
打桩和起吊
混凝土搅拌机
JS-1200
2
完好
混凝土生产
钢筋切断机
GQ40J/4KW
南京
3
完好
钢筋加工
钢筋弯曲机
GW40A/3KW
兰溪
3
完好
钢筋加工
钢筋弯折机
GT4/8
济南
3
完好
钢筋加工
钢筋调直机
GTJ-4/3KW
杭州
3
完好
钢筋加工
木工圆锯、刨床
长春
4
良好
模板
交流电焊机
BX3-300-2
上海
10
完好
钢筋加工
发电机
T2XV-250-24
2
良好
备用电
变压器
400KVA
南通
2
完好
供电
插入式振捣器
ZX-50
上海
30
良好
混凝土施工
插入式振捣器
ZX-75/100
上海
15/4
良好
混凝土施工
挖掘机
320CL
2
良好
张拉油顶（套）
500t
4
良好
施加纵向预应力
张拉油顶（套）
250t
4
良好
施加横向预应力
张拉油顶（套）
25t
4
良好
施加横向预应力
压浆设备（套）
2
良好
管道压浆
二氧化碳焊机
2
良好
特殊焊接
红外线探温仪
1
良好
焊缝检测设备
1
良好
便携式超声波探伤仪
1
良好
拱肋检测
焊条烘箱
1
良好
拱肋焊接
角磨机
1
良好
全站仪
TC702
瑞士
1
良好
测量放样
水准仪
DS3
2
良好
水准测量
4.4材料组织
主桥1-112m提篮系杆拱桥所需的各类物资除由项目部组织统一招标采购，在工程位置附近地区就近采购，用汽车直接运到施工现场。
尽早确定材料供应商以确保材料及时供应。
所有采购产品均需经试验合格后才能进场。
新购材料严格选择供货厂家，以质量为选择标准。
做好材料抽检、试验工作，报监理工程师审批后选定，施工周转材料主要就近从各工地调转，或从公司其他工地就近调转。
5施工进度安排
1-112m提篮系杆拱桥计划开工时间2017年3月28日，完工时间2018年9月21日，共计18个月。
工期安排如下（施工进度横道图见附件一）：
上桥引道施工于2017年3月28日开工，结束时间为2017年4月25日，共计28天。
桩基础施工于2017年5月10日开工，完成全部桩基础的结束时间为2017年9月6日，共计119天。
螺旋管安装施工开始时间：
2017年7月17日，施工结束时间：
2017年9月15日，共计60天。
系梁平台贝雷梁搭设施工开始时间：
2017年7月17日，系梁施工结束时间：
2017年10月15日，共计90天。
分段预压开始时间：
2017年10月16日，结束时间：
2017年11月30日，共计45天。
分段浇筑系梁混凝土开始时间：
2017年12月01日，结束时间：
2018年5月10日，共计160天。
系梁张拉压浆开始时间：
2018年5月20日，结束时间：
2018年6月20日，共计31天。
拱肋安装开始时间：
2018年6月21日，结束时间：
2018年7月18日，共计27天。
拱肋混凝土开始时间：
2018年7月19日，结束时间：
2018年8月3日，共计15天。
吊杆安装张拉开始时间：
2018年8月4日，结束时间：
2018年8月31日，共计27天。
剩余预应力张拉压浆开始时间：
2018年9月1日，结束时间：
2018年9月10日，共计9天。
附属施工开始时间：
2018年9月11日，结束时间：
2018年9月21日，共计10天。
6总体施工方案
同南河大桥1-112m提篮拱系梁采用支架现浇，现浇支架采用“钻孔桩+埋入式钢管立柱+贝雷片桁梁”结构形式现浇系梁，然后在系梁上搭设支架进行拱肋拼装、混凝土泵送施工及吊杆安装。
系梁支架设计满足系梁现浇及钢管混凝土拱肋安装时施工荷载要求。
6.1主桥1-112m提篮系杆拱系梁施工
系梁按照分段预压、分段（三段）浇筑混凝土方式组织施工，具体分段预压及浇筑顺序为第一段→第二段→第三段（中间）,共分为3段，具体分段长度为（43.5m+29m+43.5m）。
浇注系梁各节段混凝土采用截面一次成型，系梁预应力分2批次张拉完成。
分段示意图
6.1.1系梁支架施工
本系梁支架体系采用“插入式钢管立柱+贝雷片桁梁结构”、“钻孔桩+埋入式钢管立柱+贝雷片桁梁结构”两种布置形式，共设12排/100根临时墩。
L1和L12两排采用11根φ630×10mm钢管，底部直接支撑于主墩承台上并与承台表面的预埋钢板焊接，在墩身上设置七道连接杆与墩身连接固定，保证钢管的稳定性。
L2和L11两排采用11根钢管的形式，其中系梁拱脚处下方2#、3#、9#、10#四根支柱采用φ1.0m钻孔桩+φ820×10mm钢管柱的形式，其余七根采用直接插打φ630×10mm钢管柱的形式。
L3和L10两排采用7根钢管的形式，其中系梁腹板下方1#、3#、5#、7#四根支柱采用φ1.0m钻孔桩+φ820×10mm钢管柱的形式，其余四根采用直接插打φ630×10mm钢管柱的形式。
L4～L9全部采用φ1.0m钻孔桩+埋入式钢管立柱的形式，其中系梁腹板下方1#、3#、5#、7#四根支柱采用φ820×10mm钢管柱，其余三根采用φ630×10mm钢管柱，顺桥向间距为12m。
钻孔桩底部嵌入完整基岩深度不小于1.5m，钢管柱嵌固于钻孔桩内不小于深度3m。
立柱钢管之间的联结采用φ529×6mm钢管连接,焊缝高8mm。
支架体系按照总体施工方案依次插打和冲孔。
施工方法为：
测量精确定位后，岸上部分插入式钢管柱直接采用吊机吊DZJ-120振动打桩锤插打钢管柱至承力层，有钻孔桩基础的采用冲击钻冲孔灌注混凝土，待混凝土浇筑到设计高程后用震动打桩锤插打钢管柱至设计位置，混凝土初凝后撤出振动锤。
堤坝范围内钻孔桩（L2～L4排）采用钻机直接在钻孔平台上冲击成孔，河道内（L5～L8排）钻机座落于浮平台上冲击钻孔，大里程侧（第L9～L11排）采用钓鱼法施工。
钢管柱施工完成后按设计要求安装钢管柱间连接系及桩顶分配梁。
贝雷梁为普通标准贝雷梁，河道内标准跨度12米，分配梁采用I40工字钢，总体布置如下图所示：
6.1.1.1钢管桩施工
根据现场情况，钢管桩施工由小里程向大里程按序推进。
施工方法为：
测量精确定位后，100t吊机起吊DC120振动打桩锤插打底节管桩。
插打过程应注意钢管桩的垂直度，当发生倾斜时，应该及时纠正。
㈠钢管桩插打施工工艺流程
精确测量桩位→100t吊机就位→吊桩→桩尖精确对位→震动竖直下沉→震动下沉至设计标高。
㈡钢管桩检验
系梁支架钢管桩委外制造，钢管桩运输至施工现场后，应对钢管桩做以下检查：
⑴管节外形及焊缝外观应满足以下要求：
①管节外形允许误差：
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