中承式钢管混凝土拱桥.docx

1、中承式钢管混凝土拱桥中承式钢管混凝土拱桥宝汉高速公路坪坎至汉中（石门）段石门水库特大桥专项监理细则陕西公路交通工程监理咨询有限公司宝汉高速公路汉坪段PH-J5监理工程师办公室二一四年十月编制：审核：审批：第一章、工程概况5一、工程概况5二、工程地形地貌地质5三、气象6四、工程内容8第二章、监理依据及目标10一、监理依据10二、监理范围10三、监理内容11四、监理方针13五、监理目标13第三章、监理人员及设备15一、监理人员15二、监理设备配置20第四章、监理细则22一、质量监理细则22监理工作要点.22施工准备阶段监理.30施工阶段监理.311、一般要求312、323、364、405、436、

2、567、598、689、8210、.83二、安全及环保监理.841、安全监理842、环保监理84三、工程旁站方案.86第一章、工程概况地理位置：石门水库特大桥是“陕西定汉线坪坎至汉中（石门）高速公路”的重要节点工程，该桥跨越316国道和石门水库，桥位距石门水库大坝约4km 。石门水库是国家级水利风景区，位于汉中市汉台区北18公里的褒河谷口。桥位情况：大桥两侧分别接石门隧道及牛头山隧道，路线在此处为分离式，上下行相距35m。桥位处路线与316国道及水库垂直交叉，桥面设计高程高出316国道路面约15m，316国道山体侧有滑塌，塌方碎石堆弃在国道靠近水库侧坡岸上。水库水面宽约200m，水深20m左右

3、，水库最高蓄水水位622.08m，水库不通航，水面两侧坡岸山体陡峭，有基岩出露。气象水文：年均气温14.8，最高气温38，最低气温-10.1，属温热地区，夏季受副热带高压影响，冬季，受极地大陆冷气团控制，多西北季风，形成寒冷干燥少雨的天气。春秋为过渡季节，春暖少雨，秋凉多雨，气候湿润。地质情况：地表以下依次为碎石、强风化片麻岩、中风化片麻岩，中风化片麻岩单轴饱和极限抗压强度35Mpa。一、 主要材料1、混凝土表5.1 混凝土材料序号构件强度等级备注a钢管内灌注混凝土C50自密实补偿收缩混凝土b拱座二次灌注混凝土C40钢纤维混凝土c伸缩缝处后浇段C50钢纤维混凝土d拱座（大体积混凝土）C30应采

4、取措施降低水化热e行车道梁、吊杆横梁、立柱横梁、现浇接缝C50f桥面现浇层C50聚丙烯网状纤维混凝土h下部结构（拱上立柱、桥墩及桩基）C301.1 本桥所用自密实混凝土应满足下述性能指标：a1）力学性能：自密实补偿收缩混凝土的力学性能应满足设计要求。a2）体积稳定性能：密闭环境下混凝土自由膨胀率稳定收敛期应小于60d，其值应控制在210-4 610-4。a3）工作性能：自密实补偿收缩混凝土工作性能，其指标应满足表5.2要求。a4）外加剂选择：选用保塑、缓凝的高效减水剂，减水率应大于25%，且制备的混凝土拌和物含气量应小于2.5%。选用的膨胀剂应对混凝土工作性能影响小、膨胀性能稳定，限制膨胀率水

5、中7d大于0.05%、置于空气中（温度202，相对湿度60%5%）21d大于0%。自密实补偿收缩混凝土工作性能，其评价指标根据自密实混凝土应用技术规程（CECS 203:2006）的性能测试方法，采用坍落扩展度法测试流动性能，用V形漏斗法测试黏稠性和抗离析性，用U形箱法测试自填充性。自密实补偿收缩混凝土除应满足本设计要求外，尚应满足自密实混凝土应用技术规程（CECS 203:2006）的相关要求。表5.2自密实补偿收缩混凝土工作性能1.2 大体积混凝土a.应选用水化热低、凝结时间长的水泥，优先选用大坝水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥。b. 粗集料宜采用连续级配，细集料

6、宜采用中砂。c大体积混凝土宜掺用缓凝剂、减水剂和减少水泥水化热的掺和料。d大体积混凝土在保证混凝土强度及坍落度要求的前提下，应提高掺和料及集料的含量，以降低单方混凝土的水泥用量。e大体积混凝土配合比确定后宜进行水化热的验算或测定。2、钢材主拱肋弦杆钢管采用Q345qD钢板卷制；腹杆、拱上横梁采用Q345qD无缝钢管（直径600mm及以上钢管采用卷制钢管，600mm以下钢管采用无缝钢管)；平联板、拱上立柱基座钢板、拱脚构造采用Q345qD；弦管接头构造、腹杆接头构造、拱肋合拢段接头构造、内隔仓构造及灌注孔构造等（对接钢管除外）采用Q345D；横撑、横撑接头及拱上横梁接头构造采用Q235D；其它详

7、见图纸。Q345qD钢材应符合桥梁结构用钢(GB/T 714-2008)的规定；Q345D钢材应符合低合金高强度结构钢（GB/T 1591-2008）的规定；Q235钢材应符合碳素结构钢（GB/T 700-2006）的规定。3、普通钢筋普通钢筋：采用HPB300级和HRB400级钢筋。采用新的国家标准：HPB300钢筋，应符合钢筋混凝土用热轧光圆钢筋（GB1499.12008）的规定；HRB400钢筋应符合GB1499.22007的规定。4、预应力钢束横梁横向预应力筋应符合GB/T5224-2003标准生产的低松弛270级钢绞线，公称直径s15.2mm，公称面积AP=140mm2。标准抗拉强度

8、fpk=1860MPa，弹性模量EP=1.95105 MPa，1000h后应力松驰率为3.5%。吊杆采用整束挤压式GJ.15-15钢绞线，标准强度1860MPa，弹性模量1.95105MPa，其它性能不低于GB/TT5224-2003预应力混凝土用钢绞线的要求。5、锚具锚具应满足预应力钢筋用锚具、夹具和连接器（GB/T 14370-2007）的相关规定。6、其它材料 钢纤维采用型(剪切型)钢纤维，钢纤维长度2550mm，直径(等效直径)0.30.8mm，长径比40100。橡胶限位块应符合橡胶支座 第4部分：普通橡胶支座（GB 20688.4-2007）中板式支座的性能要求。其他材料：砂、石、水

9、等材料的质量要求均按公路桥涵施工技术规范的有关要求执行。 设计标准1、 环境类别：类；2、 设计洪水频率：特大桥：1/300，本桥以水库最高蓄水水位622.08m控制；3、 道路等级：高速公路；4、 结构设计安全等级：一级；5、 设计速度：80km/h，上下行双向六车道；6、 车辆荷载等级：公路级；7、 桥面横坡：单向2；8、 桥面纵坡：设0.5%的单向坡；9、 地震动峰值加速度系数：0.10g；(地震基本烈度：度)10、 通航标准：不通航。二、 设计要点本桥采用钢管混凝土拱桥，左线桥梁起止桩号为ZK191+810.6-ZK192+125.4，全桥长314.8m，桥跨布置：213m预制空心板+

10、跨径262m钢管混凝土拱+213m预制空心板。右线桥梁起止桩号为YK191+818.6YK192+139.4，全桥长320.8m，桥跨布置：216m预制空心板+跨径262m钢管混凝土拱+213m预制空心板。左、右线主桥均采用中承式有推力钢管混凝土拱桥结构，计算跨径248m，计算矢高比1/4，拱轴线为m=1.5的悬链线。主桥拱肋与桥道系相交部位桥梁全宽：2.75m(拱肋)+0.075m+0.5m(护栏)15m(行车道)0.5m(护栏)+0.075m+2.75m(拱肋)，桥道系全宽16m，横断面见图6-1；为方便检修，在吊杆范围内桥道系两侧各增设1m宽检修通道，拱肋范围内全宽18m。引桥部分，单幅

11、桥面横向布置为：0.5m(护栏)15m(行车道)0.5m(护栏)=16m，横断面见图6-2。图6-1 主桥拱肋部分横断面 图6-2 引桥横断面 1、主拱圈图6-3 拱肋断面单幅桥采用双片式拱肋。拱肋为钢管混凝土桁架结构，上下弦杆断面为平放的哑铃形，见图6-3。拱肋总高为5.35米，总宽为2.75米。圆管外径为950mm，除拱脚埋设段及第2、3吊装段壁厚为16mm外，其余拱肋壁厚为14mm。水平两钢管间净距为1.8米，之间设平联板连成一体，平联板为厚度14毫米的钢板。上、下弦杆主管内、平联板内腔填充C50混凝土。为避免灌注平联板内混凝土时易发的爆管事故，两平联板间设内拉板。上下弦管间设竖直腹杆和

12、斜腹杆，常规腹杆规格为402mm10mm。腹杆成对设置，与弦杆的圆管采用相贯线方式连接。拱脚处腹杆在拱脚未固结之前，承受全部主拱肋的自重，受力较复杂，与铰轴钢管相连的腹杆加大为500x16mm，同时在腹杆与铰轴钢管、弦管之间嵌入厚36mm钢板补强。在拱肋与桥面系相交的地方腹杆要承担拱上横梁荷载，此处腹杆采用700x16mm钢管，管内灌注C50混凝土。上、下弦杆主管、腹杆和缀板均采用Q345qD钢。直径600mm及以上钢管采用卷制钢管，600mm以下钢管采用无缝钢管。钢管接长焊缝以及缀板的横桥向连接焊缝（缀板与缀板的对接焊缝）均应保证其强度大于或等于母材的强度标准值。2、横撑根据拱肋稳定性计算，

13、结合施工阶段的横向稳定性，全桥共设置10道横撑。横撑均为K字型，最大水平间距为30m。横撑弦杆分别采用Q235D的60012卷制钢管和50012无缝钢管；横撑腹杆采用Q235D无缝钢管，规格为32510。3、吊杆图6-4 吊杆示意图为增加结构可靠度，同时考虑吊杆的可更换性，采用横向双吊杆体系，即每道吊杆横梁上四排吊杆。单幅桥共设76根吊杆，吊杆纵向间距为10m。双吊杆横向间距0.4m+18.5m+0.4m。为增加短吊杆的自由长度，将1号、19号吊杆锚于拱肋上平联板，其余吊杆锚于拱肋下平联板，见图6-4。吊杆采用OVM.GJ15-15拉索(1860MPa钢绞线)及配套锚具。该吊索系钢绞线整束挤压

14、拉索。采用三层防腐，钢绞线外涂防锈油脂，单根聚乙烯护套防护，整束缠包高强聚脂带再挤包聚乙烯护套，见图6-5。吊杆上下锚固接头应做好防水处理。图6-5 钢绞线成品索体截面图3、桥面系主桥桥面系采用预应力混凝土吊杆横梁上设纵向“T”型行车道梁。行车道梁之间现浇横向接头，形成运营恒载下，全桥连续的纵、横正交梁格体系。行车道梁在一期恒载作用下为简支梁受力，在二期恒载及活载作用下为多点弹性支承连续梁受力。行车道梁为预应力混凝土“T”型梁，梁高0.7m，跨中腹板宽0.2m、梁端腹板宽0.3m，翼缘宽1m，纵向长10m，采用C50混凝土，预制施工。行车道梁与吊杆横梁固结（见图6-6）；拱上横梁处设置D80伸

15、缩缝，近吊杆侧行车道梁采用四氟滑板支座，近桥台侧行车道梁采用板式橡胶支座，同时在拱肋腹杆处设置横向限位装置，限制行车道梁横向位移；在立柱横梁及过渡墩处设置板式橡胶支座及限位挡块。图6-6 行车道梁与吊杆横梁示意4、横梁横梁分为吊杆横梁、立柱横梁及拱上横梁三种。吊杆横梁为变高度“工”字型梁，总宽20m，与行车道梁固结，高1.2m2.50m。吊杆横梁采用C50混凝土，按预应力混凝土构件设计，预制吊装施工。根据技术设计评审意见，横梁采用等高，横梁两侧吊杆下端标高不同形成横坡，见图6-6。单幅桥共设立柱横梁4道。立柱横梁与拱上立柱采用支架现浇施工方式。立柱横梁与1号、4号拱上立柱之间固结，形成门式框架

16、；立柱横梁与2号、3号拱上立柱一侧固结，一侧设置横向滑动支座。横梁总宽20.4m，截面为矩形，宽1.5m，高1.6m，采用C50混凝土，按预应力混凝土构件设计。横梁横坡靠横梁两侧立柱不等高实现，见图6-7。图6-7 行车道梁与立柱横梁示意拱肋与行车道梁相交处设拱上横梁。拱上横梁采用钢管桁架形式，为加强主桁架侧向稳定，设置侧桁形成空间桁架体系，见图6-8。主、侧桁架的弦杆、腹杆钢管均采用Q345qD材质。主桁架弦杆尺寸为700x16mm。因上弦杆为压弯构件并承受支座处局部集中荷载，为增强承载能力并解决局部承压问题，上弦杆内填充C50微膨胀混凝土。下弦杆为拉弯构件，不填充混凝土。与主桁架上弦杆相接

17、的拱肋腹杆尺寸为500x16mm，内填C50微膨胀混凝土。拱上横梁不设横坡，通过支座支承构造的变高实现桥面横坡。拱上横梁与行车道梁间设四氟滑板支座，同时设横向限位装置，增强对桥道系的横向约束。图6-8 拱上横梁示意图5、拱上立柱拱上立柱采用钢筋混凝土构件。在拱肋上设置立柱垫座，立柱钢筋与垫座构造钢板焊接。拱上立柱与拱上横梁采用支架现浇，混凝土强度等级为C30。拱上立柱尺寸为1.31.3m。6、主墩单幅桥主墩墩身为双柱式钢筋混凝土桥墩，C30混凝土，柱径1.4m，两柱中心距9m。图6-9 拱座示意7、基础拱座基础采用扩大基础与基桩结合的组合基础或扩大基础。开挖线至拱座后缘与拱座一起浇筑混凝土，确

18、保拱座后缘与基岩接触顶死，利用山体岩石抵抗拱桥水平推力，见图6-9。考虑山后岩体受力压缩变形，设计时考虑拱座竖直沉降及水平后移1.5cm。根据技术设计评审意见，取消拱座部分桩基础。仅针对拱座部分底面落在强风化岩石的情况，为确保基地竖向承载力，在拱座前缘设置4根直径220cm的桩基进行补强。8、引桥上部结构采用16（13）米跨径的预制空心板。左线宝鸡侧采用213m板，汉中侧采用213m板；右线宝鸡侧采用216m板，汉中侧采用213m板。下部采用桩柱式桥墩，C30混凝土，柱径1.4m，桩径1.5m，桩顶设一道系梁，桥墩中心距9m。前、后引桥桥台形式相同，采用三柱式桥台，柱距5.5m，柱径1.5m，

19、长15m。9、伸缩缝及支座 行车道梁与吊杆横梁固结；拱上横梁处设置D80伸缩缝，两侧行车道梁采用单向（顺桥向滑动）四氟滑板支座；在立柱横梁及过渡墩处设置板式橡胶固定支座；引桥采用板式橡胶固定支座；桥台和过渡墩处设置D40伸缩缝各两道。全桥支座及伸缩缝布置见图6-10。图6-10 全桥支座及伸缩缝布置图 施工注意事项（一）拱座大体积混凝土浇筑 拱座混凝土体积庞大，施工单位需进行制定专项施工技术方案，并应对混凝土采取温度控制措施，严格控制水化热，减小内外温差，以防止混凝土开裂。大体积混凝土的浇筑、养护和温度控制应符合下列规定： 1、施工前应根据原材料、配合比、环境条件、施工方案和施工工艺等因素，进

20、行温控设计和温控监测设计，并应在浇筑后按该设计要求对混凝土内部和表面的温度实施监测和控制。对大体积混凝土进行温度控制时，应使其内部最高温度不大于75、内表温差不大于25。2、大体积混凝土分层、分块浇筑宜根据温控设计的要求及浇筑能力合理确定。3、分层浇筑时，在上层混凝土浇筑之前应对下层混凝土的顶面作凿毛处理、且新筑混凝土与下层已浇筑混凝土的温差宜小于20，并应采取措施将各层间的浇筑间歇期控制在7d以内。4、分块浇筑时，块与块之间的竖向接缝面应平行于结构的短边，并应在浇筑完成拆模后按施工缝的要求进行凿毛处理。分块施工所形成的后浇段，应在对大体积混凝土实施温度控制且其温度场趋于稳定后方可浇筑；后浇段

21、宜采用微膨胀混凝土，并应一次浇筑完成。5、大体积混凝土的浇筑宜在气温较低时进行，但混凝土的入模温度应不低于5；热期施工时，宜采取措施降低混凝土的入模温度，且其入模温度不宜高于28。6、大体积混凝土的温度控制宜按照“内降外保”的原则，对混凝土内部采取设置冷却水管通循环水冷却对混凝土外部采取覆盖蓄热或蓄水保温等措施进行。在混凝土内部通水降温时，进出口水的温差宜小于或等于10，且水温与内部混凝土的温差宜不大于20，降温速率宜不大于2/d；利用冷却水管中排出的降温用水在混凝土顶面蓄水保温养护时，养护水温度与混凝土表面温差应不大于15。7 大体积混凝土采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥时，其浇筑后的养护时间

22、不宜小于14d，采用其它品种水泥时不宜小于21d。在寒冷天气或遇气温骤降天气时浇筑的混凝土，除应对其外部加强覆盖保温外，尚宜适当延长养护时间。（二）主拱肋：1. 拱肋的施工，采用制作成拱肋节段后起吊安装。钢结构的制造工艺应符合铁路钢桥制造规范（TB 10212-2009）的要求，同时焊缝及防腐涂装要求应满足本说明及相关规范的要求，此外，钢管拱肋及横撑在施工中应注意以下问题：1）钢管拱肋制作是钢管混凝土拱桥施工中重要的内容和施工质量控制的关键之一，一般应由具有较强钢结构加工能力的单位完成，土建施工单位进行配合，不应由土建单位自己独立完成。制作时卷管方向应与钢板压延方向一致，选料时注意上下弦管的焊

23、缝应避开与腹管、缀板等构件的接头处。2）钢管由工厂提供时必须有出厂合格证，管材进入钢结构制造单位后还应进行复验。3）钢管制作时，应根据施工要求预留混凝土灌注孔、备用混凝土灌注孔、出浆孔，拱脚处尚应预留振捣孔。构件制作时应考虑制作预拱度和焊接收缩等影响。4）钢管可采用“以直代曲”方式，即以小段折线代替曲线的方式，满足轴线要求，管端应严格放样。当需实施钢管弯曲时，应进行钢管弯曲工艺评定试验。5）为检验每个运输单元的制造尺寸是否符合成桥拱轴精度的要求，保证在现场安装顺利，在工厂应对所有运输单元应进行预拼装，对不合适的部位进行修整，安装定位稍、临时连接座和卡具。预拼装在一个预制好的全跨径平台上进行，平

24、台上按照拱肋轴线坐标及每个运输单元在实际成桥后的坐标位置安装胎架，再从拱脚处开始，逐个进行预拼。预拼后依据预拼装拱肋的实测值对吊杆的位置坐标进行处理，应考虑到焊接收缩、拱肋预抬高及温差的影响。此外，横斜撑单管制作完成后，也应在地面上按1：1大样进行预拼装。6）受运输限制，本桥拱肋分22段预制运输。在拱肋节段运输过程中，拱肋悬臂端部应采用临时支撑构造措施，防止运输过程中产生较大的变形。7）除第1预制段外，相邻两段预制段焊接拼装成一吊装段。焊接拼装下一吊装段前，现场需进行前一吊装段+下一预制段预拼装，确保可顺利拼装后，对吊装段进行吊装。拱肋分12吊装段+1合拢段，采用缆索吊装法施工，利用扣索来调整

25、拱肋合龙及浇注混凝土时的内力和线形。弦管加工线形是在设计线形的基础上叠加设计预拱和加工预拱。本设计中给出的设计预拱度为恒载累计变形、钢管混凝土徐变挠度和1/2 活载挠度之和，并考虑预拱度非线性修正系数1.20。设计中已给出了设计线形的坐标和考虑了设计预拱度后的坐标，施工单位应据此根据自己的施工工艺、经验和施工顺序来确定加工预拱，从而确保拱肋线形准确。8）由于合龙段施工难度大，建议在合龙前对两端缺口的标高、坐标进行连续几天的精确观测，以把握不同温度时缺口的尺寸变化情况。制作合龙段时，每端可适当加长，待合龙前观测确定出合理的长度后，再在工地切除多余部分。2. 钢管内自密实补偿收缩混凝土性能指标应满

26、足本设计要求。施工单位应进行钢管内自密实补偿收缩混凝土施工配合比试验研究，确保其工作性能满足设计要求。3. 拱肋混凝土采用泵送混凝土顶升。拱肋混凝土的灌注顺序为先下弦后上弦、先外侧后内侧，每次分左右两肋、每肋一根管、从两拱脚至拱顶同时对称浇注，均衡施工，连续完成，灌注进度差不得大于2m。在每个灌注环节衔接时，要注意前期混凝土强度达到80以上才能实施下一步施工（以试件37天试压强度为准）。为润滑管壁，减少泵送过程混凝土和管壁之间的摩擦力，应在泵送混凝土之前，先用压力水冲洗钢管内壁，必要时泵入适量水泥浆后再开始压注混凝土，直至拱顶钢管排浆管排出合格混凝土时停止。施工中应保证泵送过程连续进行，不得中

27、断。主管混凝土浇注完毕后，应对混凝土的充满程度进行检查，检查可采用锤击法和回弹仪测定、超声波探查联合进行，以超声波检测为主，其余检测为辅。对检测发现异常的，应进行钻孔复检，不密实的部位采用钻孔压浆法进行补强，然后将钻孔补焊封固。钢管内灌注混凝土后，各开口处的封焊需等到混凝土强度达到50以后进行，并注意避免高温损伤管内的混凝土。4. 平联板内混凝土采用人工灌注。灌注平联板内砼时，应先从两侧拱脚同时灌注，灌注过程尽量做到左右对称。为减少灌注平联板混凝土引起的平联板与拱肋相交处应力，平联板分仓灌注，并在上下平联板间设置内拉板。隔仓板均相同布置，施工单位可根据实际情况设置分仓，但隔仓板竖直方向间隔不得

28、大于4.5m。为保证平联板内的混凝土的连通，隔仓板设置连通孔。平联板上部预留混凝土灌注口，待人工灌注完隔仓板较低一侧混凝土后，及时采用临时构造措施封堵灌注口,待混凝土强度达到50%以后进行封焊。应在隔仓板较低一侧混凝土初凝前，灌注较高一侧混凝土，但应控制灌注速度，计算混凝土侧压不宜大于0.15MPa（混凝土侧压可按照GB -50666-2011混凝土结构工程施工规范附录A混凝土作用于模板的侧压力公式计算）。5. 在拱圈混凝土灌注及拱上荷载的安装过程中，应对拱肋纵、横向的变形多点观测，全面控制，并据此调整各工作面的合理进度及处理意外的不均衡施工状态。为提高混凝土浇注过程中空钢管拱肋的刚度和改善钢

29、管拱的内力，应在灌注混凝土时对扣索进行适当的张拉，扣索张拉的具体吨位和位置，应根据施工控制的计算确定。6. 主拱施工时，为方便拱肋线形控制，主拱拱脚设计为临时铰连接，合拢后再固结的形式。拱脚临时铰采用转轴铰。为减少成桥后拱肋钢管初始应力，主拱合拢后，拱肋已为超静定结构体系，可确保结构安全稳定的前提下，宜逐级释放扣索索力，并在两铰拱状态下，焊接拱肋预埋段接头。为减少成拱后拱肋拱脚段内力及后浇段混凝土应力，同时方便施工，先进行主拱主管及平联板内混凝土灌注，待混凝土强度达到80%后，再浇筑拱座处预留槽口混凝土。（三）焊接要求1）本设计焊缝除角焊缝外，其余均为熔透焊缝。所有焊缝应按TB10212-2009的要求进行检查，角焊缝焊缝质量应达到TB10212-2009的超声波探伤内部质量级标准，其余焊缝质量应达