某上部构造为连拱(4孔)、大跨(净跨132m) 钢筋混凝土箱形拱大桥施工报告 9页

施工报告1．概况XX大桥位于国道319线主干线长涪高速公路李渡至XX段的一座特大桥，该桥设计为左右线独立两座桥，左线桥布置为4×16mPC空心板+4×132铪箱型板拱+2×16mPC空心板，长671.62m。右线桥布置为2×16PC空心板+4×132铪箱型板拱+2×16mPC空心板，长637.6m。主桥墩、台设在相同平面位置。(见下图桥跨总体布置图)桥跨总体布置图主桥拱圈为等截面悬链线无铰座，正拱斜置。左右线拱圈各由5处宽1.5m的拱箱预制拼装形成，左右线共10肋、200片预制拱箱。拱上设双柱式排架墩，大悬臂盖梁，墩（台）上立柱为双柱式空心柱。拱上桥面板为9.928mPC简支空心板，桥面连续。主桥下部5#～7#墩为钢筋砼空心薄壁墩，按单片拱合拢水平力进行设计。4#、8#台及5#墩为明挖扩大基础，6#、7#墩采用承台桩基础。引桥为柱式墩，台为重力式U型台。基础为明挖扩大基础。该桥设计荷载：汽车一超20级、挂车—120级；桥面净空：净—2×11m（行车道）+1.5m（中央分隔带）+2×0.5m（护栏）。该桥桥区内地势陡峭，起伏较大，属低山丘陵和侵蚀性河谷地貌，沿桥轴线地形标高280—157m，高差123m，桥区基本地震裂度为Ⅵ度。2．施工方法和选定XX大桥集高（最高达94m）、大跨（净跨径139m）、连拱（4孔）、索道跨度大（索道中跨径655m9 ）、吊装重量重（设计吊重70t）、地形条件差等特点于一体，是公司建桥史上施工难度大、技术特色新、安全威胁最大的大桥。为了优质、安全、按时建成大桥，在施工方案的选定时遵从以下原则：借鉴前人建造同类桥梁经验，研究本桥设计特点，充分发挥自身的技术优势和现有机械设备，合理组织施工，达到好而省的目的。因此，制定了如下施工方案：一是主墩身推广分公司开发的“采用钢管爬架倒模新工艺施工空心高墩工法”的基础上研究开发万能杆件组拼大型内爬升架，设计轻型大板钢模，辅以泵送泵施工。二是鉴于设计图主墩只能承受单片拱肋合拢推力而主拱箱要求双基箱吊装合拢，吊装跨序受地形条件影响不能实现。主拱箱吊装合拢方案的研讨成为施工重点，研究出符合规范横向稳定系数，满足设计吊装要求的缆索吊装系统施工工艺。安全优质完成主拱箱吊装。三是为提前工期，保证质量，充分利用大吨位缆索吊装系统，经报设计单位审定变更本桥上部结构（墩、拱上立柱及盖梁）现浇为预制吊装施工。四是优选砼配合比，掺外加剂、外加料和采取其他施工手段，解决基础大体积砼浇注、高标号砼等，控制砼开裂。五是根据大桥总工期的要求，采用网络计划技术编制实施性施工组织设计，控制各工序作业时间，保证大桥工期的实现。并严格按照文明施工的要求进行每道工序的施工作业。六是以公司为坚强后盾，充分发挥广大技术人员和工人的智慧，成立技术攻关小组，攻克施工中的关键技术，解决实施中的技术难题。3．分部工程施工3.1基础施工全桥6#、7#9 墩基础为挖孔桩基础，桩径2m，深度为20～30m，其余均为明挖扩大基础。为了保持岩体的完整性，开挖时采用小炮爆破。桩基开挖时，孔口设护筒护壁。钢筋笼待桩基清孔完成后，设支架边绑扎边放下，最后固定钢筋笼。砼灌注采用集中拌合，泵送砼辅以串筒配合施工。为了解决承台大体积砼开裂问题，施工中采取掺粉煤灰、高效缓凝减水剂、增设循环水管等措施分层浇注，加强终凝后15天的养护，达到预期施工的目的。3.2桥台施工3.2.1桥台及引桥墩施工桥身设计采用7.5#砂浆砌30#块石砌筑。由于施工合同段为两桥台尾，两端相邻段路基施工滞后，经业主同意，变更为15#片石砼，采用轻型大板钢模作模型，泵送砼施工。引桥墩采用现浇施工，就近设置拌合站，搭设钢管脚手灯笼架现浇施工，横系梁与盖梁采用牛腿支架现浇施工。3.2.2主桥墩主桥墩为钢筋砼薄壁空心墩。墩身最高达64m，墩身纵横向内外双面收坡，坡率为50∶1，左右线桥墩为分离式设计，间隔2cm，单线墩为双室空心墩，沿墩身每高14m设一道厚100cm的横隔板，单线墩底截面尺寸为12.76×9.54m，顶截面尺寸为11.49×7.0m，壁厚为100cm，四周设计为R=100cm的圆角（后经变更，左右线相邻间变为直角）。设计要求主桥墩采用滑模现浇施工，需配备塔吊和载人电梯等设备用以解决钢筋及模板吊运、浇注砼、方便人员上下等。施工时，鉴于两台压路机施工滞后，高架索道迟迟无法架设，业主同意增架两付临时工作索道用于施工主桥墩身。经多方比较研究，我们取消了架设临时工作索道，取消了租或购买与爬模相配套的设备，推广分公司成形的“采用内爬式钢管爬架施工空心薄壁高墩”工法的基础上开发了“万能杆件组拼内爬升架辅以泵送砼施工空心高墩”施工方法。节约了时间，节省了投资。⑴.利用万能杆件组拼内爬升架，辅以钢板组焊的伸缩式箱型梁组成大型爬架，手动葫芦提升，其顶设操作平台，安放提升材料卷扬机，架立摇头扒杆吊运钢筋及机具。⑵.墩身外围挂钢筋梯铺木板平台供人员上下立拆模，内侧爬架上左右各设三层平台存放内模及人员工作。⑶.各外墩身模型采用两节（2.0m宽×3.0m高）轻型大板钢模交替翻升，内模型采用P3015型钢模组拼，制作3m高的圆角大板钢模与配套收坡钢模。⑷9 .由于主桥墩钢筋密集，主钢筋采用竖向电碴压力焊机竖焊，节省钢材，速度快。⑸.砼浇注采用砼输送泵，一次浇注墩身砼3.0m高。浇注砼3.0m高达到5天一个工作循环。⑹.控制拱座的预埋件和斜面标高、倾角，满足设计要求。3.2.3墩上立柱及盖梁该桥墩上立柱为空心薄壁墩，立柱高度约27m，截面尺寸2.5×1.5m，壁厚为0.25m，沿高度方向每隔5.4m设有一道20cm厚的横隔板，设计要求采用滑模现浇施工，采用设计方案不但费工、费时，且施工工期长，高空作业时间长，投入材料多，为充分利用既有大吨位缆索吊装系统，减少高空作业时间及安全威胁，提出了将墩上立柱及盖梁改现浇为分段预制吊装施工。⑴.4#、8#墩台拱座立柱与主桥墩施工同步进行。采用万能杆件搭设支架，支架上设摇头扒杆以吊运钢筋和小型机具及砼，就近拌合砼现浇施工。盖梁采用在立柱顶拼牛腿支架现浇施工。⑵.5#、6#、7#墩上立柱及盖梁采用预制吊装施工。就近各墩位平整场地，整根立柱重约126t，分两节（长度约为13.5m，重约63t）预制，吊装盖梁为72.5t，对立柱与墩帽、立柱间、盖梁节头采用超强原则进行设计。所有连接处外设挂梯、外设安全围栏以便吊装操作。墩帽施工毕，高架索道试吊验收毕。预制件经检查并端头凿毛清洗后，标出型号及中线以利吊装和就位观测。立柱吊运就位后，先用浪风将立柱摆正。同钢楔垫紧缝隙，上好接头螺栓，焊接主筋并经质量检查后解除吊点。节头间处理采用在立柱缝隙处浇注超强环氧砼，盖梁抬吊运到位后，采用水平仪观测控制安装标高。3.3主拱箱施工3.3.1XX大桥施工的重点、难点是主拱箱吊装合拢，吊装方案合理与否关系到XX大桥施工成功的关键。根据设计对吊装施工的要求：①施工吊重按70t考虑；②主墩按单片拱控制，相邻孔合拢片数相差不大于1；③单片拱箱合拢后，不松吊扣索，双片拱箱合拢后，纵横向连接牢固稳妥，纵向砼强度达到设计强度75%后可松吊扣，但不松风缆索；④9 吊装顺序为从涪陵岸跨至中跨至长寿岸跨；片序为先中片后边片并左右对称。为此，对吊装合拢方案进行了选择与研讨。按设计要求拱箱合拢按双基箱合拢，而主墩是按单片拱箱合拢控制设计，导致主墩无法抵抗双基肋合拢推力要求；同时设计吊装跨序未考虑桥址地形、地貌条件限制，主拱箱预制场无法安排在两台后路基上（为另标段）或在4#～5#墩之间，只能选择5#～6#墩之间，无法按设计吊装跨序进行施工。经对比双基箱合拢与单基箱合拢方案，双基箱合拢方案虽满足设计要求，但应增设主墩反抵抗单片拱推力装置和架设，吊重为70t的两付工作索道，且反拉抵抗装置设在靠地面，反拉绳影响吊装时移梁桁车无法进入索道下，不能实施，费用也昂贵。为此，选定了主拱箱采用双单基箱穿“钢背心”吊装合拢方案，并报业主、监理、设计单位同意并实施。3.3.2高架索道根据研究的主拱箱吊装方案及后续工作的实际情况，索道设计为跨度655m、吊重为70t的主索道一付和吊重为5t的工作索道两付。主索道承重索选用6Φ55（日本产）密封式钢丝绳，单根破断拉力为272t，用于吊装主拱箱、墩（拱）上立柱及盖梁和车道板；工作索道承重索选用国产Φ47.5钢丝绳，用以解决部分砼浇注和材料、机具、人员等运输。两端塔架利用万能杆件组拼，长寿端塔高56m，涪陵端塔高66m，两端各布设轻型板式地垅一个。3.3.3主拱箱预制由于该桥地形限制，4#～5#墩跨越公路，沿桥轴线地形高差50～60m，不能平整场地作为拱箱预制场，也曾考虑将拱箱预制场地选择在两端桥台尾的路基上，但本桥施工合同段为两桥台尾，两端路基均为另标段，因而无法满足设计吊装跨序的需要。研究确定主拱箱吊装方案，拱箱预制场设在5#～6#墩间并紧靠6#墩，场内设置15个拱胎，3个用于预制中段，6个用于预制次边段，6个用于预制边段。同时场内铺设P43钢轨的移梁轨道，利用万能杆件组拼龙门吊桁车用以运输移存拱箱；拱箱两层堆码储存，减少了场地的租用和大量挖填方。5#、6#墩跨中位置另设一组与中轴线垂直的储存场，以确保5#、6#墩跨拱箱顶段正起吊、正合拢。按计算坐标在放样场地量出半跨拱箱1∶9 1大样图，同时放出拱箱接头大样，并找出拱胎底板顶面在对应各横隔板处的垂直坐标值，定出各端头模型的细部尺寸，量出拱胎尺寸，制作各段拱箱底弧、接头和端头模型。按布置划定的场地，夯实拱胎，施工中准确按标高布设，夯填坚实、牢固，并留出穿吊带、脱模打顶的槽沟位置。主拱箱分五段预制组成，先按设计图要求平卧预制好腹板、横隔板，再在拱胎上按常规组装方式将腹板、横隔板立放在拱胎上焊接成若干格，现浇底板砼，再现浇腹板、横隔板之间的接缝砼使之形成开口箱，最后现浇顶板砼，形成封闭箱，组装施工过程严格控制接头倾角、连接角钢位置准确，成形后的弦长误差不超过6mm。养护顶板砼达设计强度的100%后用千斤顶顶升脱落，用龙门吊桁车移至储存场。3.3.4主拱箱吊装由施工单位提出，经业主、监理、设计、施工单位慎重研讨同意的吊装方案为：先吊装左右线相邻最近拱片，合拢后用型钢连锁，形成一个稳定的“桁架拱”结构后，辅以横向浪风再松开吊扣索，待全桥“桁架拱”形成后，其它辅助箱遵守相邻孔合拢片数相差不大于1的要求依次往外，左、右对称吊装，即穿“钢背心”吊装合拢方案。⑴.钢背心设计“钢背心”是将紧靠桥轴线的相邻两片拱固接，并辅以横向浪风，以便形成稳定的“桁架拱”结构后摘除吊扣索，故“钢背心”设计应有足够的刚度，将两片合拢后的拱肋连接在一起增强横向刚度以便稳定。每跨边段顶端和次边段顶端第一个横隔板处，中段中央共计5处设置横向连接，控制两拱箱平面尺寸不变形，在风力作用下共同受力达到稳定。钢背心上横梁采用2［22组成“Ⅰ”字构造，焊在拱箱顶板的预埋钢板上，下横梁同样用2［22，中部用万能杆件组拼与上横梁连接形成桁架结构，将两肋拱箱牢固连接。⑵.扣索系统设计该桥分五段吊装，扣索分上、下扣索；据缆索布置，扣索索力计算结果为上扣索力103.54t，下扣索力为42t，据此采用4Φ43和2Φ34钢丝绳。拱箱预制场选择在5#～6#墩（依靠6#9 墩），墩上立柱盖梁顶至地面高达90m，拱箱起吊过扣索高度较大，无法采用歪拉迈过扣索，只能选择穿扣方案，所以上下扣索均设置一定宽度（2.5m）扩张装置以利拱箱能从扣索中间穿过。两端路基上有众多的拱上立柱，扣索不能直接从地面引出，对称布置在主索两侧，挂托索轮从塔架上引出，扣索锚固于主地垅上。索道跨度大，次边段扣索的水平夹角过小，故墩上立柱上设扣搭以增加扣索角度，减小扣力。拱箱就位后横向平面空隙只有4cm，无法采用传统的捆绑式吊装与挂扣拱箱，开发设计吊、扣直接转换的吊带式扣挂系统。上扣索、下扣索均从主地垅引出，采用双头滑车连接。⑶.缆风系统本桥设计风速27.9m/s，拱箱吊装采用双单基肋合拢方案，横向风力达44t，稳定性较差。设计安全吊装拱箱稳定的浪风系统。缆风设计布置原则上是尽量少且对称布置，缆风绳要短，能提供足够的拉力且变形量小，要与桥轴线夹角尽量大，与地面的夹角要尽量小，且两边长度、角度尽量对称，但该桥地形地势极差无法满足这些一般要求。根据该桥地形实际情况，布设的左右浪风长度、角度相差较大，且设置于拱箱下，拱箱易扭转，同时长度过长（最长达250m）受力差，竖角度大（达30多度），为此，分别计算了各根缆风绳的受力情况，施工时采取传感器测设初张力，使每根风缆达到设计的安装初张力，确保拱箱吊装施工结构系统具有较好的稳定作用。⑷.扣塔设计由于主索道跨度大，水平夹角偏小，加之拱箱预制场在桥下，起吊拱箱采用穿扣方式，据此，在4#～8#墩设扣塔，用万能杆件组拼，塔顶安设水平梁，以支承及扩张上扣索，墩柱盖梁上设置下扣索支承及扩张装置，上下扣索扩张宽度2.5m，扣索下部锚固在墩柱梁上，顶部四周设Φ15.5缆风绳，拉在相邻墩帽上，扣索采用工作索道吊运移动。⑸.吊装工艺原则主拱箱吊装原则：不歪拉、不斜吊、正穿扣、正合拢。吊装程序：边段拱肋吊装及扣挂、次边段拱肋吊装及扣挂、中段拱肋吊装及扣挂。9 扣索布设原则：边段拱肋扣挂采用通扣，次边段拱肋扣挂采用墩上移动式扣塔进行通扣。缆风绳布置原则：缆风绳与桥轴线水平投影的夹角大于50°，与地面夹角小于20°。吊装跨序：涪陵岸跨（8#、7#墩跨）→6#、7#墩跨→长寿岸跨（4#、5#墩跨）→5#、6#墩跨。吊装片序：先吊左右线相邻最近的两肋拱片，而后依次往外，遵守相邻孔合拢片数相差不大于1的原则左、右对称吊装。吊装段序：边段→次边段→顶段并左右对称。主拱箱吊装合拢是施工中的重点、难点。我们认为，只要在施工中认真制定安全措施，严格按施工程序与操作过程施工，运用科学的态度在结构和施工工艺上采取措施，加强箱肋的横向稳定，稳妥地制定出拱箱合拢方案，就能保证单箱合拢施工的顺利完成。3.4拱箱纵缝、垫梁单线拱箱合拢后，即可浇注拱上现浇层（为减轻吊重，拱箱预制时减薄10cm）与拱箱纵缝及垫梁砼。施工时须从拱脚到拱顶四跨同步对称，均匀加载，严防拱箱纵向失稳。3.5拱上立柱及帽梁安装拱上立柱及帽梁型号多、数量大、圬工方量小，均属细长构件，设计采用搭架现浇施工。经比较，为充分利用缆索吊装系统，达到省工、省料的目的，将现浇变更为预制吊装施工。按照等强与超强的原则，对拱上立柱与垫梁、帽梁的节头进行了设计，根据场地实际，选择在两台后路基浇注地膜重叠预制。采用千斤顶顶松脱模，用移梁平车移至主索道下方，两端起吊摆直，垂直运输吊装，从拱脚至拱顶对称安装。安装时，先用浪风将立柱校正，用钢楔楔紧缝隙，上好接头螺栓，焊接预留钢筋并浇注接头砼，接头缝隙采用环氧树脂砂浆充填密实，而后用超强砼浇注。帽梁用主索道抬运至安装位置，用经纬仪控制横向中线，水平仪控制安装标高，到位后，焊接钢筋，浇注接头砼。3.6桥面板施工9 桥面板预制场选择在涪陵端路基上，场内设两组台座倒用，每组台座共三线，场内铺设移梁轨道。制作简易龙门吊移存预制板。预制场设墩式张拉台座。桥面板预应力钢绞线采用定位板控制其平面位置，张拉采用张拉力和伸长值双控，张拉按0→105%δk→20%δk→100%δk→锚固程序进行.钢绞线张拉结束后绑扎钢筋，安装充气胶，浇注砼。待砼强度不低于设计强度的80%后，放松预应力钢胶线，移梁桁车运至储存场存放。拱上立柱及帽梁施工毕，铺设轨道，用平车运输桥面板至索道下方由主索道吊运安装，先全桥贯通4片后采用汽车吊辅助架设。3.7桥面系含护栏、分隔带、泄水管、伸缩缝、桥面铺装，该部分要确保内实外美，保证质量。4．结语随着国民经济的不断发展，技术含量高，施工难度大的工程接踵而至。XX大桥受地形、地势等限制，施工难度极大，我们坚持“科学技术是第一生产力”的指导思想，以科研为先导，发挥自身建桥经验和技术特长，推广成熟的施工工艺，开发新技术、新产品，合理组织施工，达到了好而快、省的目的。无论是在施工设计、施工管理、施工方案、施工技术方面都为同类桥施工提供了可贵的经验借鉴。9