墩高位落梁方案.doc

1、改建铁路杭州铁路枢纽东站扩建工程I标二号港大桥3#4#墩第四孔24m箱梁高位制、落梁施工方案编 制：复 核：审 核：批 准：中铁四局杭州东站扩建工程项目经理部二一年七月 目 录1.编制依据22.工程概况22.1工程概述22.2工程地质情况32.3工程数量33.工程重、难点及对策34.施工组织机构45.主要施工方案和方法55.1总体施工步骤55.2高位制梁支架搭设及施工55.3高位落梁支架、吊挂系统安设及施工95.4拆除落梁系统156.施工工期安排157.主要施工资源配置计划157.1主要机械、物资设备配置157.2劳动力组织168.质量保证措施168.1试验工作质量保证措施168.2测量工作质

2、量保证措施178.3模板及支架质量保证措施179.安全保证措施179.1技术保证措施179.2施工组织保证措施18二号港大桥3#4#墩第四孔24m箱梁高位制、落梁施工方案1.编制依据 1）杭州东站扩建工程二号港大桥施工图杭枢东站施（桥）-6 2）铁路工程基本作业施工安全技术规程TB10301-2009 3）铁路桥涵工程施工安全技术规程TB10303-2009 4）钢筋焊接及验收规程JGJ18-2003 5）客货共线铁路桥涵工程施工技术指南TZ2032008 6）铁路桥涵工程施工质量验收标准TB10415-2003 7）其他现行国家、铁路法律法规、标准、规范。2.工程概况2.1工程概述二号港大桥

3、（改RDK002+867.71）位于浙赣下行线改线上，桥跨布置为:(1-24)m +(1-32)m +(3-24)m+(3-32)m +(1-20)m简支箱梁。原施工方案（杭东施（桥）-001）设计采用膺架原位制梁、单端后张法施工，施工顺序从杭州东站方向往上海站方向逐孔现浇。受杭州东站扩建工程I标总体方案工期调整，投入两套模板同方向制梁（第一套模板从9#墩往4#墩制梁，第二套模板从3#墩往0#台制梁），由于张拉空间限制，导致3#4#墩箱梁无法原位制梁，现设计采用膺架法高位制梁，张拉完毕拆除侧模之后垂直将箱梁落至桥位。3#4#墩第四孔箱梁平面位置详见图2.1。 图2.1：二号港大桥3#4#墩箱梁

4、平面位置2.2工程地质情况3#、4#墩地质情况见表2.2。表2.2 地质资料表序号地质编号土层分布情况土层厚度（m）极限摩阻力(kPa)桩端承载力(kPa)1(1)3粉土4.0920902(2)1淤泥质粘土10.715603(3)粉质粘土30651802.3工程数量高位制梁需要搭设临时落梁系统，主要工程数量见表2.3；表2.3：主要工程数量序号工程项目单位数量备注11.0m钻孔桩m1608根2承台C30混凝土m385.683HPB235钢筋kg8682.4460cm钢管桩(=6mm)m59立柱5HW400型钢m70纵、横梁6贝雷片片128纵、横梁7=20mm钢板m2658预应力钢绞线m2304

5、9张拉油顶个4采用球形阀同步供油10锚具套83.工程重、难点及对策3.1工程重、难点1）3#4#墩为1-24m箱梁，采用膺架高位制梁时，需将梁体抬高3.1m。落梁时需将梁体与贝雷片支架一并下落，总重量达到419t。如此大的落梁吨位和落梁高度，如何保证箱梁安全顺利的落至桥位，为本工程的重点。2）落梁过程中如何控制好两侧梁底下落量均匀，防止梁体翻转及开裂，是本工程的难点。3.2对策1）从施工方案上对落梁支架系统分类进行安全系数的设定计算，保证施工中支架的安全；施工前对操作人员进行培训和模拟演练，合格后方可上岗，对张拉油顶等设备进行验收，合格后方可使用；施工过程中加强各工序的合理控制，确保万无一失。

6、 2）在梁体两端支座附近的腹板上设有2个观测点，由专人负责对落梁的整个过程进行观测，保证两端梁底起落高差控制在1cm以内，同侧梁底高差控制在2mm以内，确保梁体不发生开裂；并观察梁底与桥台基础的变位情况。4.施工组织机构本工程施工中，成立“中铁四局杭州东站扩建工程项目经理部三分部”，实行分部负责制，组成项目管理体系，按项目法组织施工。三分部设分部经理1人，分部书记1人，分部总工1人。下设3个架子队，每个架子队设队长1人，技术负责人1人，技术员、质检员、安全员、试验员、材料员、工班长各1人。本工程由第二架子队施工。施工组织机构见图4.1。4.1：施工组织机构图5.主要施工方案和方法高位制梁采用原

7、施工方案（杭东施（桥）-001J）中钢管立柱与单层贝雷片组成的膺架结构进行制梁施工；落梁采用钻孔桩、承台基础、钢管桩立柱、贝雷片纵横梁等组成的支架系统，钢绞线以及张拉油顶等设备组成的吊挂系统进行落梁施工。5.1总体施工步骤落梁支架基础施工（钻孔桩及承台）高位制梁支架搭设高位制梁落梁支架搭设（钢管桩立柱、贝雷片纵、横梁等）吊挂系统安装（顶面HW400型钢箱型横梁、底面HW400型钢箱型横梁、预应力钢绞线及配套设备等）拆除高位制梁跨中钢管桩支撑、碗扣支架支撑落梁至垫石上30cm,支座安装落梁至桥位拆除整个落梁系统5.2高位制梁支架搭设及施工5.2.1高位制梁支架搭设高位制梁支架搭设按照原施工方案（

8、杭东施（桥）-001J）进行搭设。仅对钢管桩立柱与落梁吊挂系统吊点对应梁底处支架和箱梁梁端过渡段支架进行局部变化。1） 高位箱梁底比两边相邻箱梁顶高约10cm，现钢管桩立柱搭设高度比原方案中钢管桩立柱高约3.1m。采用通长钢管桩进行绑焊连接，绑焊条采用8块100cm*10cm*1cm的复强板沿桩周均匀分布满焊加强，焊缝高度大于6mm。每侧梁端在支座处设两个支墩，由于张拉时支墩不仅承受梁体全部荷载，还承受预应力筋张拉产生的纵向力，为了确保安全，采用通长60cm钢管桩（壁厚1.5cm）接长至梁体底模作为支墩，利用两支墩之间横向连接系以及支墩与原位制梁梁体纵向连接系确保支墩的稳定性。支架搭设时钢管桩

9、顶245工字钢分配梁采用U型卡与贝雷梁支架连接成整体，方便落梁前钢管桩拆除。 落梁吊挂系统吊点处对应箱梁底两侧各0.4m范围满铺10工字钢横梁，其上部15cm*15cm方木采用14工字钢与10mm厚钢板替代，以免在吊点集中力作用下方木被压碎，发生危险。高位制梁钢管桩支架纵、横断面图详见图5.2.1-1，图5.2.1-2。 5.2.1-1：高位制梁支架纵断面图(单位：cm) 5.2.1-2：钢管桩支架横截面图（单位：cm）2）高位箱梁两端过渡段由于箱梁抬高，底模无法直接支撑于垫石上，在箱梁两端1.5m过渡段处采用在腹板处横向间距为0.3m,其余位置纵、横向间距、步距均为0.6m的满堂碗扣支架，并

10、采用通长剪刀撑加固。顶托上安设10工字钢，工字钢顶设15cm*15cm方木大楞，间距30cm,方木大楞上再满铺15mm厚竹胶板。碗扣支架检算详见3#-4#落梁支架系统检算资料，纵、横断面图详见图5.2.1-3，图5.2.1-4。5.2.1-3：箱梁过渡段支架纵断面图（单位：cm）5.2.1-4：箱梁过渡段支架横断面图（单位：cm）5.2.2高位制梁施工高位箱梁施工按照原施工方案（杭东施（桥）-001J）进行施工。为保证落梁吊挂系统钢绞线安装，在箱梁两端翼板采用20cmPVC管各预留两个孔道，孔道间距0.8m，外侧孔道距离梁边0.65m。孔道处悬臂板钢筋进行环向加密。落梁后凿除PVC管，并用同等

11、级混凝土塞填。预留孔道平面位置见图5.2.2-1。 图5.2.2：预留孔道平面位置图（单位：cm）采用高位制梁后，本箱梁支座在落梁到梁底距垫石30cm时安装。支座安装前采用水准仪测量标高保证各点的高程均满足设计要求，并进行梁底高差测量以及跨度测量,若同端梁体存在高差，则通过升降落梁油顶调平，确保支座受力均匀；若梁体位置有偏差，则用千斤顶组合调整箱梁的纵横向位置。调整到位后采用钢支撑对梁体进行限位，千斤顶组合位置调整图详见图5.2.2-2。 图5.2.2-2：梁体纵横向位置调整图5.3高位落梁支架、吊挂系统安设及施工5.3.1高位落梁支架、吊挂系统安设高位落梁系统分为支架与吊挂系统：支架系统包含

12、钻孔桩、承台下部基础以及钢管桩立柱、双HW400型钢分配梁、贝雷片纵横梁等上部传力结构；吊挂系统包含HW400型钢箱型底横梁、245工字钢梁底支墩，24-15.2抗拉强度为1860MPa的钢绞线以及280t张拉油顶等配套系统、HW400型钢箱型顶纵梁。除张拉油顶设备取安全系数为2.0，钢绞线取安全系数为4.5外，其余计算安全系数均取1.2。落梁系统纵断面、横断面、平面图详见图5.3.1-1图5.3.1-3。 图5.3.1-1：落梁系统纵断面图（单位：cm） 图5.3.1-2：落梁系统横截面图（单位：cm） 图5.3.1-3：落梁系统平面图（单位：cm）1）高位落梁支架系统高位落梁支架系统下部基

13、础共设计四个承台，承台沿箱梁纵向对称布置，承台尺寸为5.1*2.1*2m，共布置上下两层16钢筋网片，网格大小为10cm*10cm，采用C35砼浇筑，承台顶面预埋带L型锚筋的钢板（3.2m*1.2m*20mm）,以便与上部钢管桩有效连接。承台边距离梁端1.45m，距离主桥承台边0.5m，承台顶部高于主桥承台顶1.0m。每个承台下布置两根钻孔桩，桩径1.0m，桩长20m，桩间距为3.0m,采用C35水下砼灌注（钻孔桩钢筋布置详见图5.3.1-5），桩顶伸入承台0.15m。钻孔桩、承台均采用陆地常规法施工，其平面布置详见图5.3.1-6。 5.3.1-5：钻孔桩钢筋布置图（单位：cm）5.3.1-

14、6：落梁支架下部基础平面布置图（单位：cm）支架系统上部结构采用60cm钢管桩作为立柱支立于承台预埋钢板上，钢管桩之间采用20槽钢进行剪刀撑形式连接，保证其整体稳定性。桩顶找平后焊接0.8m*0.8m*20mm钢板,其上再焊接2HW400型钢做为立柱横梁，横梁上铺双排单层贝雷片做为支架承重纵梁，采用20槽钢斜撑将贝雷片纵梁与型钢固定，防止贝雷片纵梁侧向倾倒，并在贝雷片两端头加设两道竖向20槽钢加强筋，确保安全。双排单层贝雷片纵梁上采用U型卡扣连接顶部双层加强贝雷片横梁，共6排，排与排之间采用标准45支撑架连接。上部结构详见图5.3.1-15.3.1-3。2）高位落梁吊挂系统。高位落梁吊挂系统顶

15、部为2.4m长HW400型钢箱型纵梁，通过安装低松弛钢绞丝（每束24根，抗拉强度1860MPa）及配套张拉油顶设备吊住制梁支架底部8m长HW400型钢箱型横梁形成高位落梁吊挂系统。为了避免制梁贝雷片支架受力过大，压碎方木，危及安全，在HW400型钢箱型横梁上设1.51m高245工字钢支墩承受梁体重量。吊挂系统详见图5.3.1-15.3.1-3；HW400型钢箱型纵横梁平面图、横截面图详见图5.3.1-7，图5.3.1-8。 图5.3.1-7：HW400型钢箱型梁平面图（单位：cm） 图5.3.1-8：HW400型钢箱型梁横截面图（单位：cm）落梁油顶采用四顶单泵（四个千斤顶间设置球形阀，确保四

16、个千斤顶顶举力一致），采用无级升降调节，并在千斤顶的活塞外设有圆环形钢板套箍随着千斤顶活塞的伸长而增加随着干斤顶活塞的缩短而拆除，作为落梁施工中一道保险措施，确保整个落梁过程的安全。5.3.2高位落梁施工落梁施工在无雨和无大风的白天进行，坚持宁慢勿快的原则。在落梁系统搭设好之后，割除高位制梁245工字钢分配梁与其底部钢管桩的连接，然后张拉油顶受力，将梁底吊起，割除梁底贝雷梁支架三排钢管桩，拆除梁端碗扣支架、钢管桩支墩，然后采用20cm长HW400型钢垫块支撑梁体（垫块详见图5.3.2），采用逐节拆除两端型钢垫块，逐次降落的循环法将高位梁落至桥位上。 图5.3.2:型钢垫块（单位：cm）落梁具体

17、步骤如下：a.将油顶行程顶至约15cm，安装好锚具及夹片，梁两端四个油顶逐步加大行程使钢绞线受力，直至将梁体吊起，持荷5分钟，如观察落梁系统无异常情况后，拆除钢垫块，换上临时钢板。b.梁两端四个油顶同时回油,降低行程，同时安排专人拆除临时钢板，保持落梁钢支墩顶面和梁底面始终保持约3cm的间隙，直至油顶剩约5cm行程后，停止回油，安装旁侧钢绞线锚具及夹片，油顶回油再次降低行程，使旁侧钢绞丝受力，将梁体吊起。c.将油顶行程落完，拆除油顶锚具及夹片。落梁过程中由专人负责对落粱的整个过程进行观测，保证梁底至钢支墩支撑面距离不大于3cm（作为落梁过程中第二道保险措施，确保落梁过程的安全），两端梁底起落高

18、差控制在1cm以内，同侧梁底高差控制在2mm以内。重复以上步骤直至落梁至垫石顶以上30cm,安装支座。支座准确就位后再次重复以上落梁步骤将梁落至桥位。5.4拆除落梁系统箱梁落至桥位后，先拆除吊挂系统，将张拉油顶旁侧钢绞线拆除，再使张拉油顶回油，让支座承受全部梁体的重量，利用2个5t倒链吊住HW400型钢箱型底横梁，拆除张拉油顶等设备。支架系统利用16t吊车吊装，依次从上至下拆除，对于贝雷片支架，钢管桩立柱在吊装时需拉绳防止晃动过大，确保安全。6.施工工期安排 根据二号港大桥总体施工工期安排，施工工期安排如下： 钻孔桩、承台支架基础施工：2010年7月5日2010年7月25日（20天） 高位制梁

19、：2010年8月16日2010年8月30日（15天） 落梁支架施工：2010年8月31日2010年9月4日（5天） 落梁施工：2010年9月5日2010年9月5日（1天） 拆除落梁支架：2010年9月6日2010年9月8日（3天）7.主要施工资源配置计划 本工程所有进场机械设备、主要材料都必须验收合格后，才能投入使用。施工人员必须经过培训合格后才能上岗。7.1主要机械、物资设备配置 落梁主要施工机械、及设备见表7.1。 表7.1：落梁机械、物资设备配置表序号设备名称规格型号单位数量备注1回旋钻机GPS-15台12汽车吊16t台13张拉油顶280t个44油泵050Mpa套25锚具OVM-15(2

20、4根)套86倒链5t个27.2劳动力组织高位制、落梁施工计划投入施工人员50人。劳动力配置及任务划分详见表7.2表7.2： 劳动力配置及任务划分表序号工种及班组名称人 数任 务 安 排1现场领工员2负责现场施工指挥2技术员3负责高位制梁及落梁技术工作3安全员2负责高位制梁及落梁安全监督4下部基础作业班组5负责钻孔桩、承台基础施工5箱梁制作班组30负责高位制梁支架、钢筋、模板、混凝土及预应力施工6落梁施工班组8负责落梁支架搭设及落梁施工合计508.质量保证措施8.1试验工作质量保证措施1）按规定的频率进行原材料的抽验工作，确保各种试验的有效性和准确性，认真把好质量关。2）按设计要求进行配合比设计

21、工作，针对施工要求及原材料实际情况确定施工用配合比，在现场设试验人员对混凝土的拌合质量进行控制。3）对于试验设备，须按规定做好计量检定工作，在使用过程中要随时发现掌握可能出现的偏差，以保证计量设备的准确。4）对预应力施工用设备，按规定对油顶、油压表进行检定，保证钢束的张拉质量。8.2测量工作质量保证措施1）对现浇箱梁施工用的测量仪器，要按计量要求定期到指定单位进行校定，施工过程中，如发现仪器误差过大，应立即送去修理，并重新校定，满足精度要求后，方可使用。2）施工基线、水准点、测量控制点，应定期半月校核一次，各工序开工前，应校核所有的测量点。3）现浇箱梁施工过程中应加强预压沉降观测及箱梁线型、标

22、高控制。 4）加强落梁过程中对梁两端高差以及同侧梁底高差的控制，确保安全。8.3模板及支架质量保证措施1）现浇箱梁所使用的模板，要保证有足够的强度、刚度、平整度和光洁度并要装拆方便，并采用优质脱模剂涂刷模板表面。2）严格钢管桩立柱垂直度，要求控制在0.5%以内，并确保钢管桩立柱顶标高一致，高差不大于2mm。3）支架搭设过程中确保焊接质量，经“加载验收”合格后，方允许进行下道工序施工。4）模板、支架使用过程中，应派专人不断检查，发现问题及时解决。5）拆卸模板、支架时，应按规定顺序拆除，小心轻放，决不允许猛烈敲打和拧扭，并将配件收集堆放。9.安全保证措施9.1技术保证措施1）落梁系统主要受力构件，

23、如贝雷片、HW400型钢、钻孔桩基础等，按照落梁过程中可能出现的最不利荷载（包括冲击荷载）进行检算并留一定的安全储备。落梁的设备千斤顶按照落梁过程中可能出现的最不利荷载选型，确保施工安全。2）在每个张拉油顶上增设截止阀和油泵上的截止阀对千斤顶进行双控。3）为防止出现梁端4个落梁千斤顶的不同步造成梁体的偏载，除采取四顶单泵、千斤顶间设有球形阀从设备上进行控制外，还在梁底设有观测点，由专人观测落梁过程中梁体两侧底板的下落情况，以及在落梁过程中，随时通报两侧及两端的下落量，确保两侧梁底的下落量差控制在2mm范围内,确保梁体不发生翻转、开裂；保证两端梁底起落高差控制在1cm以内，同时并观察梁底与桥台基

24、础的变位情况。4）对于贝雷梁、钢管桩拆除吊装时必须拴绳防护，防止晃动过大，确保安全。 5）落梁作业必须在无雨和无大风的白天进行，宁慢勿快，严禁在恶劣的天气和晚间进行。9.2施工组织保证措施 1）施工前，编制作业指导书向现场技术人员进行技术交底，对现场操作人员进行上课培训和模拟演练，合格后方可上岗，对张拉油顶等设备进行验收，合格后方可使用；施工过程中加强各工序的合理控制，确保万无一失。2）落梁操作由专人统一指挥协调，每道工序由专人负责操作。3）落梁的设备如千斤顶、油表和油泵等，应有专人保管，定期校核。 4）在千斤顶的活塞外设有圆环形钢板套箍随着千斤顶活塞的伸长而增加随着干斤顶活塞的缩短而拆除，确

25、保即使落梁千斤顶失灵，也能将冲击荷载控制在设计允许范围内。5）落梁时，按每次下降约15cm进行，分多次循环作业，箱梁下落过程中随同千斤顶回落、钢绞线的伸长随时量测，确保同侧梁底高差保持在2mm以内。6）落梁过程中保证4个千斤顶下落速度一致，不要过快，均匀下落，箱梁两端高差不宜太大，每次起落高差控制在1cm，使梁体的纵向斜度小于5。7）落梁过程中梁底严禁站人或停放机械设备。附件1 3#-4#落梁支架系统检算资料1 计算依据、二号港大桥施工图( 杭枢东站施(桥)-6)、建筑施工计算手册、钢结构 中国铁道出版社 张家旭 张庆芳、装配式公路钢桥多用途施工手册2 材料特性序号材料规格单位重量(kg/m)

26、截面积(cm2)抗弯模量(cm3)惯性矩(cm4)1HW400型钢400*400*13172219.5334066900245工字钢450*150*11.580.38102.41432.9322413双排单层贝雷梁71575009944三排双层加强贝雷梁4596368943905钢管桩600(=6mm)87.9112493876钢管桩600(=15mm)216.4275.71180063 支架体系计算3.1 工况分析高位制梁支架系统参照原施工方案（杭东施（桥）-001J）中检算，仅对粱端局部1.5m支架变化范围进行计算，即对粱端碗扣支架进行计算。高位落梁支架系统分为下部基础与上部传力结构系。下

27、部基础共设计四个承台，承台沿箱梁纵向对称布置，承台横向中心间距为8.4m。承台下部布置两根1.0m钻孔桩，承台上部支立两根0.6m钢管桩立柱，钢管桩之间采用20槽钢进行剪刀撑形式连接，保证其整体稳定性。桩顶找平后焊接0.8m*0.8m*20mm钢板,其上再焊接2HW400型钢做为立柱横梁，横梁上铺双排单层贝雷片做为支架承重纵梁，其上采用U型卡扣连接顶部双层加强贝雷片横梁，共6排，排与排之间采用标准45支撑架连接。高位落梁吊挂系统顶部为2.4m长4个HW400型钢组成的箱型分配梁，在分配梁跨中设20cm孔，通过安装低松弛钢绞丝（每股15根，抗拉强度1860MPa）及配套张拉油顶设备吊住制梁支架下

28、部4个HW400型钢组成的箱型底横梁形成高位落梁吊挂系统。箱梁重量通过梁底4个2I45a工字钢支墩传递给吊挂系统底横梁，底横梁通过钢绞线传力至顶纵梁，顶纵梁再传力至落梁支架系统。3.2 梁端碗扣支架及钢管桩支墩计算3.2.1 碗扣支架计算碗扣支架仅承受粱端1.5m范围重量，支架腹板处横向间距为0.3m,其余部位纵横向间距、步距均为60cm,支架顶托为10工字钢横梁，间距60cm,横梁上为15*15cm纵向方木，间距30cm,方木顶满铺15mm竹胶板。对于底模、方木、工字钢均已在原施工方案（杭东施（桥）-001J）进行了检算，此处仅对碗扣支架进行检算。按最不利荷载进行计算，腹板处梁高为3.032

29、m,其余位置底板与顶板最大厚度为1.204m,则：腹板处每根碗扣支架承受箱梁自重：N1=1.2*3.032*26*0.3*0.6=17.03KN底板处每根碗扣支架承受箱梁自重：N1=1.2*1.024*26*0.62=11.50KN方木施加在每根立杆最大重量：N2=0.15*0.15*7.5*0.6/0.3=0.34KN10工字钢施加在每根立杆最大重量：N3=0.6*0.0946=0.06KN支架自重：N4=3.5*0.033+3*0.6*0.033=0.17KN每根立杆总承重最大为：N=N1+N2+N3+N4=17.6KN立杆长细比=L/i=600/16=37.5由长细比可查得轴心受压构件的稳定系数=0.908立杆截面积A=424mm2=N/A*=17.6/424*0.908=45.72MPa=