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沪昆跨线桥施工方案

鹰潭市白鹤湖大道工程

专项方案

（沪昆跨线桥悬臂梁施工）

承包单位：

苏辰建设集团有限公司

监理单位：

江西交通建设工程监理所

日期：

2014年12月23日

鹰潭市白鹤湖大道工程

沪昆跨线桥

施工方案

编制：

审核：

批准：

苏辰建设集团有限公司

鹰潭市白鹤湖大道项目经理部

二〇一四年十二月二十三日

施工方案目录

一、编制依据

二、工程概况

三、本工程施工方案筒述

四、主要工序施工工艺

（一）施工工艺流程图

（二）主要施工步骤

五、现浇连续箱梁施工方案

（一）现浇连续梁施工组织安排

（二）现浇梁施工工艺

（三）墩顶0#、1#号段施工

（四）挂篮的选型及结构、性能与特点

（五）挂篮制作、试验、安装

（六）悬灌施工

（七）边跨现浇施工

（八）合拢段施工及体系转换

沪昆高速跨线桥悬臂梁施工方案

一、编制依据

1、鹰潭市白鹤湖大道施工招标文件。

2、《公路工程施工安全技术规程》（JTJ076-95）

3、《公路施工安全操作规程》

4、《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ-02）

5、《建筑安装工人安全技术操作规程》

6、K0+730沪昆高速跨线桥施工图设计文件。

7、现场调查与踏勘资料。

二、工程概况

鹰潭市白鹤湖大道沪昆高速跨线桥中心里程K0+730，起止里程：

K0+653.94～K0+806.06，桥梁全长：

152.12m。

全桥共1联，桥梁上部结构采用40m+65m+40m预应力砼变截面连续箱梁。

桥梁下部采用双曲线矩形墩、肋式台、桩基础。

该桥上跨沪昆高速公路，两线相交范围为：

沪昆高速里程K607+880。

沪昆高速左右幅路基总宽26m，跨线桥与沪昆高速净高按5.5m设计。

沪昆高速路肩距离1#（2#）墩19.5米。

1#、2#墩高7.0m。

现浇箱梁0#、1#段采用支架现浇，2#～10#段采用挂篮悬臂施工，其中10#段为合拢段。

箱梁7#～10#节段位于沪昆高速范围。

设计图纸要求跨线桥施工前，必须在沪昆高速范围内搭设安全棚，安全棚净高在高速范围内任何一点的净空不小于5米。

我项目部计划搭设安全棚40m×30m,在高速范围内任何一点的净空为5m。

根据高程计算，棚顶离跨线桥梁底最小距离2m。

跨线桥设计布置示意图如下：

三、本工程施工方案简述

该跨线桥基础采用桩基础及扩大基础。

桩基础采用冲击成孔、水下灌注混凝土的工艺施工。

墩身及台身模板采用大块组合钢模，砼由搅拌站集中拌制，泵送浇灌。

0#、1#块箱梁采用碗口支架现浇，混凝土分一次浇筑。

在0#、1#施工完成后，拼装挂篮，悬臂浇筑2#～10#块，21#块为现浇段采用碗口支架现浇。

根据现场需要，本桥施工在1#、2#墩处布置TZ630塔吊2台，用于钢筋等材料的水平、垂直运输。

四、主要工序施工工艺

（一）、施工工艺流程图

施工工艺流程图

（二）、主要施工步骤

（1）完成主墩施工后，安装永久支座，接长墩身预埋临时固结预应力钢筋，浇筑临时支座混凝土。

（2）利用墩顶及墩旁临时支架浇筑0#、1#块，张拉临时固结预应力钢筋，形成梁墩固结，并张拉0#、1#块梁段上预应力钢束。

（3）安装挂篮，对称平衡悬臂浇筑2#块至9#块并张拉各阶段预应力钢束。

（4）支架现浇边跨直线段。

（5）按先边跨后中跨的顺序进行合拢段施工及拆除相应的临时支座，完成体系转换，形成三跨连续箱梁。

（6）进行桥面及附属工程施工。

（五）、现浇连续箱梁施工方案

（一）、现浇连续箱梁施工组织安排

1、现浇连续箱梁施工是本桥施工的重、难点，因此连续箱梁施工除受项目部的正常组织机构领导外，另在项目部成立沪昆高速公路跨线桥科技攻关小组，以对现浇梁施工重点把关。

2、现浇连续箱梁施工工期安排

本桥现浇连续箱梁施工开工日期为2015年4月16日，预计竣工日期为2015年9月30日，总工期为5.5月。

3、现浇梁施工的主要设备

连续箱梁施工为本桥重难点，均属高空作业，工作面狭窄而集中，工期较紧，施工设备的齐全、配套、充足，对施工速度、质量、安全起着至关重要的作用。

连续箱梁施工主要设备配套方案为：

拌合站拌制砼、罐车运输砼、泵送砼到工作面，塔吊承担挂篮安装、钢筋、模板、小型机具等的垂直运输，施工爬梯承担工作人员，挂篮承担悬灌的主要荷载、另配备预应力设备、压浆设备、卷扬机等。

（二）、现浇梁施工工艺

（1）施工方法

①0#、1#号块施工：

利用墩顶及墩旁临时支架浇筑0#、1#块，严格验算支架强度，计算出弹性变形，用“吨包砂袋”预压消除非弹性变形，并实测出弹性变形。

底模采用挂篮底模，侧模两端利用挂篮模板，中间部分利用墩身模板和加工的翼缘板钢模，内模由承台大块钢模和部分组合小钢模，并辅以部分异形钢模板拼组而成，为确保混凝土完整性、密实度质量与外观，对0#与1#块，计划采用一次性浇注完成。

０#、１#块现浇支架示意图详见：

ZK-001\ZK-002

②2号～9号段悬臂浇筑

挂篮采用菱形挂篮（详见图ＧL-01\ＧL-02\ＧL-03\ＧL-04\ＧL-05\ＧL-06\ＧL-07），按施工设计图要求，挂篮及其机具重量控制在35t以内，施工程序为：

挂篮安装→挂篮预压、测试→调整标高、中线→外模就位→绑扎底板、腹板钢筋及预应力管道布置→内模就位→绑扎顶板钢筋及预应力管道布置→浇筑砼→砼等强→预应力张拉及压浆，移动挂篮进行下一循环。

每梁段模板就位按线型控制资料调整，砼灌注“T”构两侧对称进行，砼的提升靠输送泵进行，其它材料用塔吊提升，人员上下用施工爬梯，预应力张拉按规范严格施工。

沪昆跨线桥挂篮工程数量表

序号

分类

名称

编码

材质

数量

质量（㎏）

单件

共重

主桁

下平杆

XA1-

2[32a-

3970

Q235

389

1556

立柱

XA2-

2[32a-

3800

Q235

391

1564

后拉杆

XA3-

2[32a-

4460

Q235

409

1636

上平杆

XA4-

2[32a-

6000

Q235

567

2268

前斜杆

XA5-

2[32a-

4940

Q235

456

1824

支座箱体

XJ1-

δ16

Q345

349

1396

后锚箱体

XJ2-

δ16

Q345

383

1532

后上箱体

XJ3-

δ16

Q345

361

1444

前上箱体

XJ4-

δ16

Q345

327

1308

竖向平联桁架1

PL-

[14a-

2000*8000

Q235

802

3208

竖向平联桁架2

PL-

[14a-

2000*6000

Q235

652

2608

竖向平联连接杆

LJ-

[10-

Q235

168

A3杆上剪刀撑

JD-

[14a-

6800

Q235

95.2

380.8

剪刀撑上加强板

JB-

δ10-

80*80

Q235

0.5

后锚平联

PH-

[14a

6200

Q235

86.8

173.6

主桁前支座1

XZZ-

579

Q235

450

900

主桁前支座2

XZZ-

693

Q235

450

900

定位角钢

DW-

∠14-

10*10

Q235

悬挂

前上横梁

B1-

H400*200*8*13-

12000+1000

Q235

1820

3640

前下横梁

B2-

H400*200*8*13-

12000+1000

Q235

1820

3640

后下横梁

B3-

H400*200*8*13-

12000+1000

Q235

1820

3640

横梁腹板连接板

FB-

δ10-

340*320

Q235

8.5

204

横梁翼板连接板

YB-

δ16-

500*540

Q235

408

底篮纵梁

ZL-

H300*150*6.5*9-

5500

Q235

211.5

5076

外滑梁

HL-

2[32a-

10000

Q235

781

3124

内滑梁

HL-

2[28a-

10000

Q235

653.5

2614

导滑梁垫板

DB-

δ16-

300*300

Q235

承重吊架

CD-

δ20-

590*280

Q235

46.7

373.6

滚动吊架

GD-

δ16-

550*290

Q235

512

横梁吊具

HD-

Ф32

45#

11.7

187.2

吊具钢板

δ16-

540

Q345

512

吊杆垫梁（调整梁）

GL-

2[14a-

550

Q235

1232

行走及锚固

行走轨道

XG-

工30-

4000

Q235

388

3104

XG-

工30-

6000

Q235

511

4088

轨道连接板

GB-

δ12-

210*280

Q235

5.54

88.64

轨道垫梁（压梁）

DL-

2[14a-

900

Q235

2352

行走反压梁

XL-

2[14a-

1500

Q335

400

后锚反扣轮

KL-

45#

640

反扣轮吊带1

KD-

406

Q345

142

反扣轮吊带2

KD-

520

Q345

142

反扣轮平衡梁

KP-

2[28a-

800

328

后锚压梁

YL-

2I25a-

2000

Q235

152

1216

销轴

主桁销轴

XZ-

Ф100-

520

45#

256

XZ-

Ф80-

450

45#

17.8

925.6

吊架贝雷销

XZ-

Ф49.5-

170

30CrMnTi

反扣轮贝雷销

XZ-

Ф49.5-

170

30CrMnTi

反扣轮吊带销轴

XZ-

Ф80-

300

45#

20.8

83.2

销轴保险销

CX-

Ф50

0.035

0.84

CX-

Ф80

108

0.208

22.464

CX-

Ф100

0.208

3.328

螺栓

螺栓（套）

LS-

M22-

8.8级

768

0.28

215.04

③边跨现浇段施工

沪混高速公路跨线桥边跨现浇段长度6.4m，0#台高3.8m，3#台高3.66m，，且地面纵坡较平，施工难度较一般。

针对此情况，决定采用落地式支架浇筑法施工（详见图：

BK-001\BK-002\BK-003）。

外模和底模采用大块钢模板，内模采用组合钢模板。

④合拢段施工

20#块边跨合拢段直接在落地式支架浇筑施工。

10#块跨中合拢段应用挂篮上的模板系统进行。

施工前先进行两梁段固结，采用体内固结的方法，浇筑时间选一天中低温、恒温时段，温度控制在10～15℃。

⑤预应力施工

梁部设计为二向预应力，即纵向、横向二种，预应力筋下料在地面专门设置下料台座，按施工顺序下料、编号、存放，上料用塔吊，纵向预应力孔道用塑料波纹管圆管成孔，真空辅助压浆工艺，管道应严格按照弯曲坐标及弯曲半径设置，并用“井”及“U”字型定位架精确定位，定位间距为0.25m，距中底板防崩钢筋间距为0.2m；定位钢筋应与箱梁纵横向钢筋焊接。

纵向筋较长的孔道应设三通或多通管以利压浆，长束的穿束有专用的通孔、引束工具。

张拉顺序及吨位严格按设计要求控制，预应力张拉对梁体内力影响很大，应坚持对称同步施工的原则。

箱梁在绑扎钢筋、浇筑混凝土过程中，严禁踏压波纹管，防止其变形，影响穿束。

（2）工艺流程

梁部施工工艺包括0#、1#块施工，标准段施工，合拢段，边跨现浇段施工，预应力施工等，工艺流程图如下页：

（三）、墩顶0、1号段、现浇段施工

0、1号段为箱梁与墩身联接的隅节点，截面内力最大且受力复杂，钢筋和预应力管道密集，因此保证0、1段施工质量是箱梁施工质量控制的关键。

1、支架和模板

钢管支架，受力明确，重量轻，刚度大，拼装、拆除方便。

外模两端采用挂篮模板，内部翼缘板采用大块定型模板，下部采用部分墩身模板。

内模由承台施工时的大块定型模板和部分小块组合钢模，并辅以部分异形钢模板拼组而成。

外端变截面段由底模标高调整，内底模采用挂篮底模拼组而成，外底模由承台模板拼组而成。

2、支架和模板的安装：

⑴钢管式支架采用：

支架立柱采用ф530钢管，钢管顶部工字钢采用40a工字钢作为横梁，横梁上搭设双拼28a工字钢纵梁，单个承台方案一采用4根钢管柱支撑，方案二采用5根钢管柱支撑，纵梁暂定为13排，利用设计原有8.4m*8.4m钢筋砼承台加宽至10m*9m,在承台顶面预埋600*600*15mm钢板与钢管焊接。

⑹支架预压。

支架预压采用砂袋，预压荷载为计算荷载的1.2倍。

预压荷载分三级进行，第一级为0.5倍，第二级为1.0倍，第三级为1.2倍。

预压目的是为了测出支架的弹性变形和消除支架的非弹性变形，以利于设置支架的预拱度。

⑺绑扎底板钢筋，吊装外模。

外模分块吊装后在托架上拼组，每吊装一块模板必须稳固地支撑在托架上，并及时安装对拉杆，以防模板倾覆。

⑻内模在底板和腹板钢筋、纵向预应力管道及竖向预应力筋安装完成后拼装。

⑼预埋好预埋件和预留好挂篮后锚孔、混凝土输送泵孔、人行孔及水管电缆等孔道。

3、混凝土浇筑

⑴0#、1#号段混凝土数量为139.19m3。

0#、1#号块节段总长4+3*2=10米。

因纵向预应力钢束在0#块与1#块的交界面断面仅有通过束，而无张拉端与锚固端，只有在1#块与2#块的交界面断面才有F1、T1束有张拉端；且横竖向预应力不影响浇注混凝土的纵向分段长度，为确保混凝土完整性、密实度质量与外观，对0#与1#块，计划采用一次性浇注完成。

⑵混凝土浇筑采用两台混凝土输送泵分别从中间向两端浇筑，并在泵架上预备一根泵管，以防堵管。

⑶0#、1#块混凝土的施工，振捣是关键。

因为0#1#块钢筋密集，预应力筋、预留孔道多，混凝土圬工边角、倒角多，从而使混凝土振捣困难。

混凝土振捣时，应小心仔细，严禁碰撞预应力管道与预埋件，倒角处应加强振捣，以保证混凝土密实。

0#、1#段施工流程如下页：

0#1#块施工工艺框图

4、支架计算：

⑴梁长3.75m（最不利荷载组合）进行计算；

0、1号块箱梁现浇筑钢筋砼箱梁自重

根据设计图纸，支架预压的重量不小于箱梁的恒重，为保险期间，计算支架时，0号块墩顶横梁部分不必考虑，空心部分混凝土按8m3，1号块混凝土按33.07m3，钢筋总重为16吨计算。

C50混凝土比重按2.6密度比计算，箱梁定型模板、竹胶板及木方总重6.9吨，可得出1号块箱梁总重量为41.07*2.6+16+6.9=129.7吨，。

考虑到预压周期及其他附属设备及材料的重量，1号块箱梁预压总重量定为130吨。

①、0、1号块箱梁竖向荷载为130T/3.75=34.7T/m

②、纵梁28a工字钢自重：

（0.047888*4.3*13）/3.75=0.71t/m

③、施工人员和施工材料机具等行走运输或堆放荷载：

3.75×0.1=0.4t/m

④、振捣砼时产生的荷载:

3.75×0.2=0.8t/m

⑤、钢管顶双拼40a工字钢自重:

13.5×0.067598×2=1.83t

方案一：

⑥、钢管立柱自重（立柱长6.6m）:

0.53（钢管直径）×3.14×0.01×7.85×6.6（最大长度）×4（根）=3.45t

方案二：

⑥、钢管立柱自重（立柱长6.6m）:

0.33（钢管直径）×3.14×0.01×7.85×6.6（最大长度）×5（根）=2.68t

⑵竖向荷载组合验算

5.1.2.1、验算强度荷载时:

q1=①+②+③+④=36.61t/m

5.1.2.2、验算挠度荷载时:

q2=①+②=35.41t/m

5.1.2.3、验算基础荷载时：

方案一：

q3=q1×3.75÷2+⑤+⑥=73.92t

方案二：

q3=q1×3.75÷2+⑤+⑥=73.15t

⑶28a工字钢纵梁验算

基座中线

36.61t/m

375

受力简图（单位:

cm）

采用13排28a工字钢做纵梁的强度、刚度验算:

①.已知材料的E=2.1×105N/mm2，[ƒ]=L/400。

②.由表查得28a工字钢

[Q]=1163.484KN

[M]=106.68KN.m

Ι=7110cm4=7110×104mm4

③.单片28a工字钢所受荷载:

q1′=36.61×10×1.3÷13=36.61KN/m（考虑1.3安全系数）

④纵梁跨中处最大弯矩与最大剪力:

Qmax=36.61×3.75÷2=68.64KN＜[Q]=1163.484KN满足要求

⑤纵梁最大挠度:

计算挠度时单根28a工字钢的强度q2′=35.41×10×1.3÷13=35.41KN/m（考虑1.3安全系数）

I为钢的截面惯矩，可在型钢表中查得

⑷钢管顶横梁强度验算:

选用作为分配40a双拼工字钢作横梁，[M]=457.8KN.m，[Q]=3616.7KN。

该支架设计横梁选用最大跨径为4米计算。

6.61t/m

400

受力简图（单位:

cm）

则横桥向作用在横梁上的荷载分布为：

q=q1×3.75×0.5×10×1.3（安全系数）/13.5=66.1KN/m

Mmax=qL2/8=66.1×4×4/8=132.2KN.m＜[M]=457.8KN.m

Qmax=66.1×4÷2=132.2KN＜[Q]=3616.7KN

可见40a工字钢强度符合要求

⑸方案一：

立柱荷载验算:

钢管立柱下端均与承台采用60cm×60cm×15mm钢板连接。

①、立柱的刚度计算：

回转半径：

r=0.35（d+D）/2=0.35（51+53）/2=18.2cm

式中：

D—钢管外径d—钢管内径

长细比λ=uL/r=1×660/18.2=36.3＜[λ]=100，刚度满足要求。

式中：

u—杆件长度系数取u=1.0

L—杆件几何长度取L=660cm

[λ]—压杆件允许长细比

②、立柱临界应力验算：

单个承台设置4根钢管桩：

P1=73.92*1.3/4=24.024t（考虑1.3安全系数）

钢管临界应力验算：

E=2.1×105N/mm2

I=3.14×（D4-d4）/64=0.049×（5304-5104）=5.51×108mm4

Pk=3.142EI/（μL）2

=3.142×2.1×105×5.51×108/（1.0×6600）2

=2619t>P=18.1t满足要求

式中μ取1.0，L取6600mm（钢管立柱最大长度）。

⑹方案二：

立柱荷载验算:

钢管立柱下端均与承台采用60cm×60cm×15mm钢板连接。

①、立柱的刚度计算：

回转半径：

r=0.35（d+D）/2=0.35（31+33）/2=11.2cm

式中：

D—钢管外径d—钢管内径

长细比λ=uL/r=1×660/11.2=58.9＜[λ]=100，刚度满足要求。

式中：

u—杆件长度系数取u=1.0

L—杆件几何长度取L=660cm

[λ]—压杆件允许长细比

②、立柱临界应力验算：

单个承台设置4根钢管桩：

P1=73.15*1.3/4=23.77t（考虑1.3安全系数）

钢管临界应力验算：

E=2.1×105N/mm2

I=3.14×（D4-d4）/64=0.049×（3304-3104）=1.28×108mm4

Pk=3.142EI/（μL）2

=3.142×2.1×105×1.28×108/（1.0×6600）2

=608.4t>P=23.77t满足要求

式中μ取1.0，L取6600mm（钢管立柱最大长度）。

⑺地基承载力验算

基础单面承台平面尺寸为5m（长）×9m（高）×2.5m（宽），故基础及钢筋砼自重总值为3013KN。

根据箱梁体积与钢管工字钢，可计算出单个承台承受压力为740KN，故基础承台总压力为3753KN。

单面承台平面尺寸为5m×9m，故承台所处区域压力为83.4KPa

考虑1.3的安全系数，压力总值为108.42KPa。

经地勘报告地基属于中风化粉砂岩的容许承载力取值120kPa，

108.42KPa<120KPa

故承台的平面尺寸满足承载力要求。

（四）、挂篮的选型及结构、性能与特点

1、挂篮选型

挂篮是施工梁段的承重结构，又是施工梁段的作业（悬浇，张拉等）现场，挂篮设计应按其悬灌所承受的最大梁段重量及施工荷载等，按最不利荷载设计加工。

沪昆高速公路跨线桥挂篮在结合我公司近年施工的几座连续梁桥基础上，并参考了平弦无平衡重挂篮、三角形挂篮、弓弦式挂篮、斜拉式挂篮等到结构形式后，决定采用菱形挂篮形式。

2、菱形挂篮总体结构：

菱形挂篮由承重系统、底模平台、侧模系统、内模与内滑梁、走行系统、滑道与锚杆及后锚系统六大部分组成。

（1）、承重系统：

承重系统为挂篮的主要受力结构，主要构成为菱形架、菱形架后锚横梁、菱形架横联、前上横梁、前吊带、后吊带、后吊杆（底模后锚杆）、前支脚、后支腿。

承重系统主桁架采用菱形架结构，二力杆件采用槽钢加钢板焊接成箱形梁，其刚度大、重量轻，其余横联杆采用型钢螺栓联接而成。

（2）、底模平台：

前下横梁、后下横梁、纵梁、底模板。

底模吊杆采用带板，材料为Q345B。

侧模、内模吊杆及桁架、走行轨道锚杆采用φ32精轧螺纹钢筋，材料为40Si2MnV。

（3）、侧模系统：

外侧模架及钢模架、滑架梁。

外模采用整体式钢模板，内模采用钢骨架加木模板或组合钢模板，底模采用平面钢模板，端模采用木模板。

（4）、内模、内滑梁：

内、外模和底模前锚点采用16吨千斤顶张拉后锚固，底模后锚点采用32吨千斤顶张拉后锚固，保证砼接口平顺。

锚具采用YGM-32精轧螺纹钢专用锚具。

（5）、走行系统：

挂篮走行采用前滑后滚方式，前支点为滑船结构，后支点为滚轮结构。

桁架移动由两台5吨手动葫芦牵引，桁架

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