成贵铁路五通岷江特大桥 m连续钢桁梁架设方案.docx

1、成贵铁路五通岷江特大桥 m连续钢桁梁架设方案成贵铁路五通岷江特大桥工程(140+224+140)m连续钢桁梁架设方案1 编制依据（1）国家、铁路总公司现行设计、施工规范、规程、质量检验标准及验收规范等；（2）新建铁路成都至贵阳线乐山至贵阳段五通岷江特大桥（140+224+140）m连续钢桁梁施工图；（3）招标文件及投标合同；（4）中铁四局集团有限公司施工组织设计和施工方案管理实施细则（暂行）（中铁四技2013428号）；（5）成贵铁路五通岷江特大桥（140+224+140）m连续钢桁梁工程实施性施工组织设计（编号：CGZQGG1-ZTSJGG-SSXSGZZSJ-1）；（6）施工现场调查获得的

2、有关资料、数据以及现场实际情况；（7）本公司的施工技术能力、机械设备能力及相关工程的施工经验。2 工程概况2.1 工程简介五通岷江特大桥起终点里程为：D2K25+703.872D2K31+300.8，桥梁全长5596.928m，在D2K27+347处采用（140+224+140）m连续钢桁梁跨越岷江。（140+224+140）m连续钢桁梁地理位置图，见图2.1。图2.1 （140+224+140）m连续钢桁梁地理位置图2.2 设计概况（140+224+140）m连续钢桁梁采用变桁高双主桁结构，下弦杆为变高度布置，桁宽14m，边跨端部及跨中桁高16m，中支点桁高32m，节间长度14m，上、下弦杆

3、均采用焊接整体节点。边跨跨度140m，共10个节间；中跨跨度224m，共16个节间。钢桁梁立面、断面图见图2.2。14m(a) 立面图 （b）1-1 断面图 （c）2-2断面图图2.2 （140224140）m连续钢桁梁断面图2.2.1 钢桁梁结构形式及构造（1）主桁上、下弦杆均采用箱型截面，上弦杆内高1100mm，内宽1000mm；下弦除E7E8、E8E9、E9E10外，内高1100mm，内宽1000mm，E7E8内高1100mm变到1600mm，E8E9内高1600mm，内宽从1000mm变到1400mm，E9E10内高1600mm，内宽1400mm；上弦杆上、下水平板板厚2450mm，竖

4、板厚为2450mm，在四块板上各设一道板式加劲肋；腹杆根据受力大小采用箱型截面和H型截面，箱型截面有外高1100mm，外宽1000mm，及内高1100mm，内宽1000mm两种，上、下水平板的板厚为2440mm，竖板厚为2848mm，在四块板上各设一道板式加劲肋，H型截面高1000mm，宽860mm，翼板厚为36mm，腹板厚为2428mm。（2）桥面系桥面采用纵横梁结构体系，每一线铁路下方设两道纵梁，间距2.0m，纵梁腹板高150020mm，下翼缘板为60028mm。纵梁全桥连续，遇横梁时与横梁栓焊连接。沿桥纵向每一节点处设1道横梁，横梁采用箱型截面，腹板为1800mm30mm，顶板、底板为1

5、10036mm。（3）平纵联设计主桁上弦平面、下弦平面均设交叉型纵向联接系，平纵联的杆件与所在平面弦杆相连，杆件采用H型构件，斜杆为2-40016mm、1-41812mm，横撑为2-42020mm、1-41016mm。平纵联节点板两端头区域要求制造时打磨匀顺并锤击处理，以减少应力集中，提高疲劳强度。（4）横联与桥门架每个竖杆处均设有桁架式横联，横联为交叉杆形式，桁架高约5m，斜杆为2-40012mm、1-42612mm，横撑为2-40016mm、1-41812mm。边墩及主墩处设置有桥门架，斜杆为2-40012mm、1-42612mm，横撑为2-40016mm、1-41812mm。（5）道砟槽

6、板本桥钢梁桥面纵梁上设道砟槽板，道砟槽板地面铺设保6cm护层（含防水层），其上在铺道砟。2.2.2 支座支座采用特殊设计的球形支座。主墩（40#、41#）支座吨位为85000kN，设固定支座、纵向活动支座、横向活动支座、多向活动支座各1个，其中固定支座位于40#墩；边墩（39#、42#）支座吨位为15000kN，设纵向活动支座、多向活动支座各两个。2.2.3 主要材料（1）钢材主桁节点板板厚大于35mm的采用Q420qE或Q370qE，其他的采用Q420qD、Q370qD，联接系杆件采用Q345qD钢材。Q420qE、Q420qD、Q370qE、Q370qD与Q345qD技术性能均应符合铁路桥

7、梁钢结构设计规范（TB/T10002.2-2005）中附录A的规定。主桁上、下弦内侧节点板、主桁下弦杆内侧竖板钢材应满足Z35性能要求，具体技术条件应符合桥梁用结构钢（GB/T714-2008）与建筑结构用钢板（GB/T19879-2005）的相关要求。附属结构采用Q235B.Z钢材，应符合碳素结构钢（GB/T 700-2006）的标准。（2）高强度螺栓钢桁梁杆件连接采用摩擦型高强螺栓连接副，规格有M24、M30两类。M24高强度螺栓采用20MnTiB，M30高强螺栓采用35VB，性能等级均为10.9S，螺母及垫圈采用45号钢，其规格尺寸及机械性能均应满足高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈和

8、技术条件（GB/T12281231-2006）要求。主桁弦杆和斜杆的连接采用M30的高强度螺栓（33mm孔），上、下平纵联、桥面系横梁和纵梁的连接采用M24高强度螺栓（26mm孔）。2.3 计划工期主桥钢梁架设工期从2015年8月1日至2016年12月31日。2.4 主要技术标准（1）线路等级：客运专线；（2）正线数目：双线；（3）设计速度：250km/h；（4）正线间距：4.6m；（5）桥上线路：纵向平坡，直线桥；（6）主墩基础施工水位按照10年一遇水位：346.70m；（7）航道标准：梯级改造后内河-（3）级航道，代表船型采用1000吨级单船；（8）最高通航水位：358.05m；（9）通航

9、净空：在设计最高通航水位以上不低于18m，其主孔通航净宽为140m；（10）设计荷载和洪水频率：设计荷载为双线ZK活载；洪水频率：1/100。2.5 自然条件2.5.1 水文状况五通岷江特大桥桥位所处属于岷江流域，是长江的一级支流，发源于四川省与甘肃省交界处的岷山麓，经乐山与青衣江及大渡河合并，汛期一般在每年的6月-9月，汛期降水占全年降水的72%-84%，水位最高峰值出现在7月上旬至8月中下旬。岷江河道与线路中心线夹角04度，基本正交。五通岷江特大桥39#墩51#墩位于岷江江水及江岸滩上，岷江在桥位处宽约800m，最大断面流量Q1%=46014m3/s，H1%=354.51m，V1%=2.1

10、3m/s；Q0.3%=54014/s，H0.3%=355.43m，V1%=2.62m/s，河床底336.6m，岷江水域历年水位统计见表2.5.1341.4m，即主河道水深约4.5m。一般冲刷线高程334.2m，局部冲刷线高程329.5m，平均冲刷高度约4.5m表2.5.1 岷江水域连续5年最高水位统计表观测日期水位m流量m3/s备 注2009年8月1日347.05915800当年最高2010年8月20日347.51917700当年最高2011年7月5日345.70 11000当年最高2012年7月22日347.80 19500当年最高、10年内最高2013年7月9日346.48 14400当年

11、最高图2.5.1-1 岷江水域连续5年水位线曲线统计（单位：m）图2.5.1-2 历年最高、最低水位断面图（单位：m）2.5.2 气候条件桥位区位于四川盆地西南部，为浅丘和低山交接地带，属亚热带湿润气候区，丘陵、平原区多年平均气温16.217.5，极端最高气温39.7，极端最低气温-2.9，最热月平均25.9，最冷月平均7.1，最大月平均日较差9.1；年平均相对湿度81%，月最小相对湿度19%；多年年平均降雨量1264.1mm，年最大降雨量1948.4mm，年最小降雨量913.3mm，日最大降雨量326.8mm，一次最大及延续时间365.2mm（15天）；年平均蒸发量1076.1mm，年最大蒸

12、发量1241.2mm；雨量集中于59月，占全年降雨量的78.5%，其中以78月最大，分别达324.1、307.8mm。多年平均风速小于2.0m/s，无霜期270320天，年平均日照时间43天，年平均雾天日数45天，最大积雪深5cm，年平均雷暴日数33天。2.5.3 地形地貌岷江特大桥桥位河段河槽整体呈“U”型，两岸为基岩，枯水期河槽较窄，高洪水期河床变宽。桥区河段属癞儿滩河段，河床质和河床地质构造均为砂卵石，砂卵石江心洲纵横江中，岸线不规则，砂卵石河床地质结构松散，经不起水流冲击，崩塌严重，导致河形越演越弯。主桥39#墩位于岷江西岸冲击平原上，现已被当地村民开垦为农田，距离江水岸线约70m。4

13、0#51#墩（岷江东岸）位于岷江主河道及冲刷岸线上，岷江河床起伏较大，施工高差约12m（见图2.5.3），施工难度大。图2.5.3 岷江东岸地形地貌图2.5.4 地质状况桥位所在地地质主要为上层粉土及粉砂土（0=0.12MPa），厚度约0.30.5m，其下为卵石层（0=0.33MPa），厚度为212m，再下为砂夹泥岩，岩层部分已风化，弱风化岩0=0.4MPa0.48MPa，临时墩基础施工难度大。桥位处河床表面照片见图2.5.4。图2.5.4 桥位处河床表面2.6 施工现场条件本工程地处乐山市五通桥区境内，西岸附近可通过进港大道与乐宜高速相连，桥位下游1.6公里为乐宜高速五通岷江公路大桥，对外交

14、通较为便捷。东岸均为村庄便道，道路狭窄且路口较多，紧邻路口四周均为当地民房，满足不了钢梁运输的条件，需要改建现有便道。钢梁杆件以汽车运输为主，钢梁拼装场至桥位之间运输通过施工便道和栈桥运输。2.7 主要工程数量本桥主要工程数量见表2.7。表2.7 主要工程数量表序号类 别项目名称单位数量备注1钢桁梁制作与安装Q420qD/E、Q370qD/E吨11088主桁及桥面系Q345qD吨1512联结系2高强螺栓M30（35VB）套176400M24(20MnTiB)套1512003防腐涂装内表面平方18270外表面平方724504球形支座1500t、8500t个8各4个5检查车吨2006桥面系米504

15、2.8 建设相关单位建设单位：成贵铁路有限责任公司设计单位：中国中铁二院工程集团有限公司监理单位：北京瑞特工程建设监理有限公司施工单位：中铁四局集团钢结构有限公司3 工程重难点分析（1）钢梁主跨采用全悬臂拼装架设，最大悬臂长度达112m，拼装作业面距水面最大高差近60m，钢梁水上、高空、大悬臂拼装安全风险高，施工难度大。（2）钢梁在跨中进行合龙，合龙杆件多，精度要求高，且受通航条件限制，主跨无法设置临时墩，钢梁合龙是本工程的重、难点。（3）本桥采用变桁高三跨连续钢桁梁，下弦杆为变高度布置，横梁采用桁架式结构，桥梁结构形式在国内首次采用，变桁高处钢梁杆件细长、构造复杂，整体稳定性及抗扭转能力差，

16、施工安全风险高，钢梁架设难度大。（4）桥址处河道流速急、比降陡、流态紊乱，洪枯水水位变幅大，河床表面均为砂卵石覆盖，卵石层厚度达212m，卵石粒径较大，砂卵石河床基础结构松散，汊道较多，河道内的临时墩设计、施工、防护难度大。4 施工进度计划4.1 主要工序作业时间分析钢桁梁采用2台架梁吊机对称悬臂拼装，每个节间用时12天，具体工效分析见表4.1。表4.1 每个节间悬臂架设工效分析表序号工程项目工程量单位天数备注1架梁吊机移位/1高栓施拧、杆件倒运在杆件拼装期间完成；2下弦杆安装2件23横、纵梁安装5块24下平联安装1组1.55腹杆安装4根1.56横联（桥门架）安装1组17上弦杆安装2根18上平

17、联安装1组19钢梁线型检测调整/1合 计124.2 关键工序节点安排（140+224+140）m连续钢桁梁总长504m，共计36个节间，考虑架设工艺和施工条件影响，全桥钢梁架设工期约12个月。根据工期要求和设计图纸进度（按2014年8月30日图纸到位），钢桁梁悬臂架设关键工程节点计划见表4.2。表4.2 关键工程进度节点计划表序号工程项目工期（d）开始时间结束时间备注1施工准备1862014年9月1日2015年3月5日2014/8/30图纸到位2临时用地征拆-2014年12月31日3钢梁拼装场地建设1272015年3月6日2015年7月10日439#和42#墩旁塔吊基础施工及安装902015年

18、1月1日2015年7月15日5边跨拼装支架施工902015年3月6日2015年7月31日6边跨首节钢梁安装122015年8月1日2015年8月12日9架梁吊机安装402015年9月6日2015年10月15日10边跨其余节间安装1332015年8月13日2016年1月7日进度指标12天/节间11主跨钢梁安装1802016年1月8日2016年7月5日12跨中钢梁合龙302016年7月6日2016年8月4日13起落梁及支座安装602016年8月5日2016年10月3日14桥面及附属工程602016年10月4日2016年12月2日15辅助工程拆除等292016年12月3日2016年12月31日 备注：

19、1、施工准备时间按2014年8月30日施工图纸到位； 2、钢梁拼装场地征地2014年12月31日前完成； 3、39#至42#墩墩身在2015年7月14日前完工。5 施工工艺技术5.1 钢梁架设总体方案边跨钢梁采用临时墩辅助半悬臂拼装架设，主跨采用全悬臂拼装架设，在主跨跨中进行合龙。在两侧边跨各搭设6组临时墩，并在39#和42#墩旁安装2座1100t.m塔吊作为提升站，利用提升站架设边跨前3个节间钢梁后，在钢梁上弦安装70t架梁吊机。利用架梁吊机，从边跨向主跨逐节间悬臂架设钢梁，直至主跨跨中合龙。钢梁架设前，在边墩、主墩墩顶上均按照设计位置放置正式支座，利用纵向活动支座释放钢梁温度变形。通过降边

20、墩钢梁，调整合龙口的竖向偏差及转角，利用墩顶纵、横移纠偏装置调整合龙口的纵、横向偏差，实现钢梁跨中合龙。钢梁合龙口后，全桥起落梁，调整钢梁线形，将支座与钢梁连接，并进行灌浆。钢梁架设方案布置见附图1。5.2 钢梁架设总体布置5.2.1 施工便道及栈桥临时引入便道采用公路工程技术标准（JTG B01-2003）中四级道路的标准，道路采用泥结碎石路面，单车道+错车平台，路面宽度为6m；路面厚8cm。道路路面高出自然地面0.20.3m，道路两侧设置排水沟，沟深和底宽不小于0.4m。施工便道断面见图5.2.1-1。图5.2.1-1 施工便道断面示意图成都侧施工便道沿线路右侧铁路红线范围内设置，连接至进

21、港大道，接入外界路网。贵阳侧41#49#墩之间通过钢栈桥与外界路网相连。根据局施工任务划分，栈桥设计及施工由线下分部完成。钢栈桥设计应满足以下要求：一是设计荷载应考虑钢梁最重杆件运输平板车（共计约100t）、200t汽车吊及100t履带吊通行要求；二是栈桥柱顶标高应考虑汛水期水位的影响。钢栈桥宽6.0m，局部加宽至9m，全长约340m，栈桥结构示意图见图5.2.1-2。图5.2.1-2 栈桥结构示意图（单位：mm）5.2.2 钢梁预拼场根据施工安排及现场条件，在桥位岷江东、西两岸各设置一个钢梁拼装场，每个拼装场占地面积约4500m2，可供3个节间杆件的存放及预拼装需要，拼装场地内部布置见图5.

22、2.2（详图见附图3）。图5.2.2 拼装场地布置图成都侧钢梁拼装场（岷江西岸）拟沿线路平行布置，位于35#39#墩之间，长150m，宽30m，场地内布置1台26m跨60吨龙门吊用于杆件装、卸及预拼装。预拼装完成后利用平板车通过施工便道运至39#墩旁塔吊提梁位置处。贵阳侧钢梁场（岷江东岸）拟设置在51#墩采石场附近的菜地，长度150m，宽30m，场地内布置1台26m跨60吨龙门吊用于杆件装卸和预拼装。预拼装完成后利用平板车通过栈桥运至42#墩旁塔吊提梁位置处。5.2.3 临时墩（1）临时墩设计边跨（39#40#墩和41#42#墩）钢梁采用临时墩辅助半悬臂架设，临时墩布置见图5.2.3-1。临时

23、墩上部结构采用钢管支架，由钢管立柱、连接系、分配梁及操作平台组成，材质均为Q345B。临时墩基础采用钻孔灌注桩，均为嵌岩桩，混凝土级别为C30。临时墩及基础设计图详见附件1。（a）边跨临时墩立面布置图（b）临时墩基础平面布置图（成都侧）（c）临时墩基础平面布置图（贵阳侧）图5.2.3-1 临时墩布置图（单位：mm）1#（12#）、2#（11#）、4#（9#）临时墩采用单桩单承台单柱结构，桩径为1.5m，最大桩长为18m，最大嵌岩深度为6m，承台平面尺寸为2.52.5m，厚度为3m。立柱均采用100025mm钢管，最大柱高为38m。立柱采用纵横向平面管桁架连接，构成框架结构体系，管桁架弦杆采用5

24、0012mm钢管，腹杆采用35110mm钢管。柱脚采用埋入式，埋入承台深度为2m，见图5.2.3-2。（a）承台 （b）柱脚灌砼图5.2.3-2 柱脚结构（单位：mm）3#（10#）、5#（8#）采用双桩单承台单柱结构，桩径为1.5m，最大桩长为17m，最大嵌岩深度为6m，承台平面尺寸为7.52.5m，厚度为2.5m。钢立柱均采用100030mm钢管，最大柱高为38m，立柱采用纵横向平面管桁架连接，构成框架结构体系，管桁架弦杆采用50012mm钢管，腹杆采用35110mm钢管。柱脚采用外包式，外包高度为2.5m，见图5.2.3-3。（a）承台 （b）柱脚灌砼图5.2.3-3 柱脚结构（单位：m

25、m）6#（7#）采用四桩单承台四管格构柱，桩径为1m，最大桩长为14m，最大嵌岩深度为3m，承台平面尺寸为55m，厚度为1.8m。立柱均采用90014mm钢管，格构柱腹杆采用35110mm钢管。柱脚采用锚栓式，锚栓埋入承台深度为720mm，见图5.2.3-4。图5.2.3-4 柱脚结构（单位：mm）（2）临时墩施工临时墩施工顺序：钻孔桩基础和承台施工（含预埋件施工）安装钢立柱及连接系安装柱顶操作平台及走道。临时墩桩基础及承台在岷江枯水期完成，桩基础采用旋挖钻施工。钢管支架在钢梁拼装场内进行加工制作，使用汽车吊或塔吊进行安装。5.2.4 墩顶布置根据主跨跨中合龙工况分析，39#、40#、41#和

26、42#各墩顶分别布置纵横向纠偏装置及竖向起顶装置，对钢梁进行纵横向及竖向调整。（1）边墩墩顶布置根据钢梁悬臂架设计算报告（附件计算报告1），边墩单片桁下最大支反力为683t，竖向千斤顶选用2台500t，25000.8=800t683t，满足要求；横移方向选用1台100t水平千斤顶，其中滑道采用MGB板与不锈钢滑道，摩擦系数取0.1，1000.8=80t6830.1=68.3t，满足要求。边墩墩顶布置见图5.2.4-1。（a）平面图（b）断面图 （c）立面图图5.2.4-1 边墩墩顶布置图（单位：mm）（2）主墩墩顶布置根据钢梁悬臂架设施工计算报告，主墩单片桁下最大支反力为3236.5t，竖向千

27、斤顶选用8台600t，86000.8=3840t3236.5t，满足要求；纵、横移方向各选用2台300t水平千斤顶，其中滑道采用MGB板与不锈钢滑道，摩擦系数取0.1，23000.8=480t3236.50.1=323.65t，满足要求。主墩墩顶顶布置见图5.2.4-2。（a）平面图（b）立面图（c）断面图图5.2.4-2 主墩墩顶布置图（单位：mm）（3）纵横向纠偏装置纵横向纠偏装置主要由水平千斤顶、垫梁I、垫梁II、滑道组成（见图5.2.4-3），垫梁I与垫梁II之间采用不锈钢板与MGB滑板组成摩擦副，静摩擦系数取0.1。竖向起顶装置主要由液压泵站、竖向千斤顶和抄垫板组成。（a）平面图（b

28、）A-A剖面图（横向位移调整）（c）B-B剖面图（纵向位移调整）图5.2.4-3 纠偏装置结构图墩顶布置使用的千斤顶汇总见表5.2.4-1。表5.2.4-1 千斤顶汇总表墩号单片桁最大支反力（t）竖向千斤顶选型纵、横方向千斤顶选型备 注型号（t）数量（个）型号（t）数量（个）39#68350021002数量为单片桁数量40#3236.560083002441#3236.560083002442#683500210025.3 主要施工机械设备5.3.1 架梁吊机架梁吊机是在钢梁上弦行走的起重机，要求具有提升、变幅、回转、整机前移及锚固的功能。吊机一次前移站位，至少能完成一个节间钢梁的架设。架梁吊

29、机应满足以下两个最不利工况要求：（1）架设上、下弦杆，最重杆件，约62.2吨（不含拼接板重量），最大吊距18.5m；（2）架设最长竖腹杆时，最大吊重30吨，最大吊高20m，最大吊距18.5m。根据上述要求，钢梁架设采用2台WD70型架梁吊机（见图5.3.1-1），该吊机为全液压驱动，全回转轨道式行走，整体重量约202t。WD70型架梁吊机主要技术参数，见表5.3.1。WD70型架梁吊机吊装曲线见图5.3.1-2。最大起重力矩为1960t.m，最大起重量为70t28m（在28m作业半径内，可以吊装70吨），最大起重量和对应吊距均能满足吊装要求。吊臂长36.5m，满足架设最长竖腹杆工况要求。（a）立面图（b）平面图图5.3.1-1 WD70架梁吊机结构图表5.3.1 WD70型架梁吊机主要技术参数整 机 性 能起 升 机 构备 注工作级别A4最大起重量70t/15t主钩/副钩电源280kW/380V幅度836m桥面以上高度最大起重力矩1960t.m起升速度06m/min主钩满载起升高度36m容绳量560m吊臂长度36.5m回 转 结 构 轨道间距12.5m回转速度00.5r/min最大单件重量20t支