框构桥施工工艺.docx
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框构桥施工工艺
框构桥施工工艺
一、工程概况：
1.1该处框构在K502+191.1（复线设计里程）处斜交跨越327国道，交角为50°，属“铁上公下”立交桥。
既有立交框构为1—15.7m，净空高5.5m。
随着327国道的扩建，单孔满足不了公路交通运输的需要，借菏日复线的修建，将其扩建为双孔15.7m框构桥。
在既有框构小里程方向采取“斜交一次顶进法”施工，增设一孔等跨框构，并在复线下明挖基础现浇两孔框构与既有线桥对孔，线间距为9m，顺公路方向孔间以100号浆砌片石挡墙连接。
框构采用300号钢筋混凝土。
1.2主要工程数量、材料、设备，详见后表。
1.3本工程计划1999年11月15日施工准备，拟计划12月1日正式开工，于2000年5月31日完工共历时152天，其中2月1日至2月20日为春节放假时间。
1.4工程质量的承诺：
创优质工程，确保安全，无行车、人身事故。
二、施工步骤：
因327公国道交通运输繁忙，封锁道路施工是不现实的，为此，要先施工顶进1#框构和现浇复线小里程方向2#框构，开通该侧路，封锁既有框构下公路，拆除原有道路硬化面，施工与既有桥对孔的3#框构。
见附页图一。
三、1#框构施工：
3.1流程图（见下页）
3.2顶进框构设在既有线路面向里程增加方向右侧预制，用钢轨桩做后背，以工作坑弃土作后背土填料。
见附页图四。
流程图
3.2.1为防止在框构顶进过程中，与既有框构接触，阻力增大，顶进框构与既有框构间预留10cm，待顶进到位后以黄砂填筑，灌水浸泡自然下沉密实。
3.2.2工作坑靠路基一侧的边坡不小于1:
1.5，距坡脚不小于3m。
工作坑底板采用150#钢筋混凝土灌注，厚度20厘米，底板下设锚梁，“方格网”法控制高程并抄平，底板平坡。
3.2.3底板做好后及时做滑床板及润滑层，以防雨水浸泡。
润滑层涂料采用:
滑石粉+石蜡+废机油（体积比10:
2.5:
6）
上覆二层塑料薄膜。
工作坑内做好挡水、排水、降水工作，确保地基干燥无水。
3.2.4后背采取钢轨桩后背，每米布置12根43kg或50kg钢轨，采取脚手架，卷扬机提升600kg穿心锤坠锤成桩，密排成桩后，轨桩背面枕木密摆后夯填土方，其夯填密度要求达到98%以上。
为防止后背在千斤顶的作用下，钢轨桩前倾，在轨桩上部以∮20圆钢拉杆与锚梁连接固定，以防不测。
为使钢轨桩在千斤顶的作用下均匀受力，在钢轨桩下部（千斤顶作用处）设规格为2m31m35m的后背分配梁各一片（后背梁为200#钢筋混凝土梁）。
见附页图三。
3.3线路加固：
在既有线顶进1#框构采用吊轨横抬梁法，用30b工字钢四根一束为横抬梁、50kg钢轨三扣一组为纵吊轨梁，吊轨支点落在枕木上，每一支点均通过垫板或胶板支撑在四根一束的横抬梁上。
加固前先将钢筋混凝土轨枕换成木枕，并在轨底增设胶垫板，加高线路轨面高度，防止联结零件超出线路轨面和漏电。
为防止轨道电路联电，吊轨U型螺栓、扣钣等不得与线路垫钣接触。
为使横抬梁在箱体顶进过程中不破坏箱体顶上的防水层，采用二道钢滑板承托横抬梁，并涂上黄油减少磨擦力。
线路加固详见附页图三、图四、图五。
3.4箱体制作：
顶进箱体在工作坑内预制，在工作坑底板润滑隔离层上预制钢筋混凝土箱身,首先要做好测量定位工作,应使箱身中心线、工作坑底板中心线和顶进位的中心线三者均在一直线上。
施工程序是：
在工作坑底板上安好箱身底板模→绑扎底板钢筋→灌筑底板混凝土→养护→安内模→绑扎侧墙及顶板钢筋→安外模→灌注侧墙及顶板混凝土→养护→拆模→安装钢刃脚→作箱身防水层及润滑设施。
3.4.1模板：
内模采用100cm3200cm高密度胶合板，外模板采用普通的组合钢模，支撑用碗式钢管脚手架。
为了减小桥涵顶进时的阻力，模板支立应直顺平整，不得出现鼓肚、错茬现象。
在桥涵箱身两侧墙前端2m范围内的外模，可向外放宽1cm，使前端保持正误差，尾部为负误差，形成倒楔形。
3.4.2钢筋：
绑扎钢筋应注意的事项：
a、桥涵箱身墙身部位的水平钢筋宜先间隔绑扎，随混凝土灌注再逐一绑上，这样便于混凝土的震捣。
b、钢筋上不应粘有油污及石蜡而影响钢筋与混凝土的粘结力。
3.4.3灌筑：
框构分三次浇注，第一次底板及边墙上50cm，第二次两侧边墙，第三次顶板及人行道悬臂板。
灌筑采用电子上料斗自动计量，400升拌合机拌制混凝土，吊机提升进行灌筑，插入式捣固器捣固，灌筑混凝土应注意下列事项：
a、灌筑前除检查模板与钢筋外，还应详细检查刃脚、千斤顶托盘、车道拖板等预埋铁件位置与数量，并注意预留工作缝。
b、在灌筑抗渗、防冻混凝土时，可渗入外加剂，增加水泥用量及加强震捣等，以保证达到各项质量指标。
c、箱身灌筑混凝土后，其外形尺寸容许误差，应符合下表规定：
序号
箱身部位
容许误差
1
宽度
+50mm-50mm
2
轴向长度
+50mm-50mm
3
顶、底板厚度
+20mm-5mm
4
中、边墙厚度
+20mm-5mm
5
梗胁
3%
3.4.4船头坡：
在预制箱身时在箱底前端作船头坡，以便顶进时将高出箱底的土壤压入箱底，增加其承载能力，防止扎头，具体尺寸长50cm，高5cm，坡度1：
10。
3.4.5钢刃脚
钢刃脚与箱身前端预埋螺栓相联结，要拧紧牢固，保持水平，刃脚边的外框尺寸不应出现负误差，以免增大顶进阻力。
3.4.6防止箱身产生裂纹的措施:
A、重视混凝土灌筑质量，严格控制用水量，搅拌均匀，捣固认真，除用震捣器外，在角隅及钢筋密布之处应用插钎捣实，精心养护，拆模要晚等。
B、冬期施工灌筑混凝土时，可采取下列办法：
a、混凝土入模温度一般控制在5~70C之间，灌筑后在24小时内不加温，使混凝土水化热散掉一部分。
b、尽量采用同厂、同牌号、同时期的出产水泥，以保证水泥性质的稳定。
c、通过搭暖棚、生火炉的方法，保持棚内温度在摄氏5度以上。
3.5顶进作业，采用200ｔ卧式油顶1２台，操作台控制，传力柱传力将箱体推进到位；洞内挖土采用挖掘机开挖，人工配合清理，小翻斗车运输。
液压及传力设备规格见表三。
3.5.1安装：
所有设备安装完毕后要对油路、电路系统进行一次全面的检查和核对，确认无误后便可进行调试作业。
3.5.2调试：
调试工作的目的是全面检查液压元件是否可靠，千斤顶功能有无异常，管路有否泄漏，调整电接点压力表的压力继电器的保安值，调整溢流阀的作用压力。
并且逐步加大油压力推动箱身，测定起动推力，检查后背的变化情况等等。
调整检查工作完后，确认液压系统可靠，电气操纵灵敏准确便可进行试顶工作。
3.5.3试顶：
试顶以顶动箱身为止。
因此在试顶时要加强箱身中线，水平和纵向位移的观察同时还要注意观察后背的底板的变化。
试顶时应做到：
A、在各有关部位及观测点处均应有专人负责，随时注意变化情况；
B、开泵后每当油压升高5~10MPa时须停泵观察，发现异状，及时处理；
C、当千斤顶活塞开始伸出，顶柱（顶铁）压紧后应即停顶，经检查各部位情况，无异常现象可再开泵，直至箱身起动。
试顶完后还要进行一次全面的检查，职各部位情况均属良好便可进行正式的顶进作业。
3.5.4顶进流程表
开油泵，千千顶工作
3.5.5准备工作：
顶进作业开始前应组织有关人员，全面检
顶进前必须做好的准备工作，其项目有：
a、箱身混凝土必须达到100%设计强度；
b、线路加固情况。
后背及顶进设备情况；
c、现场照明、液压系统安装及试验情况；
d、观测记录人员的组织和仪器装置；
e、施工人员与铁路行车单位联系情况。
上述准备工作经检查均合格无误后，再经过；试顶验证。
试顶的目的，是检查一下顶进设备、后背及箱身受力后有无异状，并使箱身与工作坑底板分离。
当试顶后经检查一切均属正常，方可进行正式顶进作业。
3.5.6顶进注意事项：
a、箱身在工作坑底板上空顶时，应特别注意箱身的轴线方向，刃脚一经吃土，应组织加快挖土速度，实行三班倒连续作业。
b、每班交接前，对千斤顶、油泵液压系统、顶铁、顶柱、后背、刃脚和平台等设备，要经过检查保持设备养成良好，掌握箱身当时的方向及高程状态原形后，才能开始操作继续顶进。
在顶进过程中，要始终做好记录，随时交接，有利于箱身顶进。
c、顶进箱身应在列车运行间隙进行，严禁在列车通过线路时顶进。
为了保证安全，要在洞内和线路防护人员之间设步话机、电铃和信号灯等，规定一定的联系制度，使洞内外密切配合，步调一致。
d、顶进时，顶柱和后背上不准站人，以防止顶柱弓起崩出或后背意外伤人。
e、当顶进时发现线路横向变形，应及时纠正，并加强养护。
f、桥涵顶进最终容许误差：
1）中线误差不得大于20cm。
2）高程误差不得大于顶程的1%，但偏高不得超过15cm，偏低不得超过20cm。
3.5.7测量工作：
要准确掌握箱身顶进的方向的高程，应在顶进的后方设置观测站，及时观测，其方法如下：
a、观测站的设置，应离后背一定距离，以免后背变形而影响观测仪器的稳定。
观测站设经纬仪及水平仪各一台，一般需要设两个纵向观测站。
在箱身的顶板四个角上，各用环氧树脂粘贴水平方向标尺一根。
用于顶进中的高程测量和方向偏差的观测。
要掌握顶进中的后背变形情况，可在后背一侧设置一横向观测站，设经纬一台，在后背梁两端设立标尺，用于后背变形的观测。
b、在顶进过程中，箱身每前进一顶程，即应对箱身的轴线和高程进行观测。
并要详细做好记录，如发现偏差应及时通知枯进指挥人员采取措施，纠正偏差。
c、施测过程，对水准基点及标尺等要经常检查，核对位置如有变位或过大误差时要及时校正。
为避免洞内施工对观测工作的干扰，在布置标尺的位置时，应使其位置能保证通视，否则应调整观测的位置。
3.5.8顶进方向和高程的调整：
箱身在顶进时，当箱身前端顶出底板1/3后，由于箱身自重，造成底板前端的土壤压缩，随后箱身端部进入正线，由于活载作用，使底板端部下沉出现裂纹，箱身开始低头（扎头）。
而当箱身继续前进，尾部脱离底板前后，箱尾下沉，使坡度逐渐回升，然后比较平稳地前进，直至就位。
在这过程中，为了防止过大的方向及高程误差，除加强观测，认真预防外，还必须及时校正。
倘若造成过大偏差后，再行校正则较为困难。
常用的校正方法有下列几种：
a、箱身在空顶阶段容易发生方向偏差，可在箱身底板处的边墙外侧，各设一台200t千斤顶，借以校正空顶阶段的方向。
顶进斜桥时更应注意方向偏斜的调整。
b、当箱身重心脱离工作坑稀薄板时，；容易产生“扎头”现象。
为防止“扎头”，可在箱身前端底板下设置“船头坡”。
其坡长一般为0.5~1m，坡率2%~10%，造成一个上坡的趋向。
c、箱身入土后，应注意挖土断面务求正确，使顶入挖成的土孔要与箱身方向一致，避免施工混乱挖错方向等现象的发生。
d、箱身方向左右偏差调整的方法：
1）用增减一侧千斤顶的顶力；即开或关一侧千斤顶阀门，增加或减少千斤顶顶力数。
如向左偏，即关闭减少右侧千斤顶，如向右偏则反之。
2）用轮流开动两边高压油泵调整；如向左偏就开左侧高压油泵，向右偏就开右侧高压油泵。
3）用后背顶铁（柱）调整：
在加换顶铁时，可根据偏差的大小，将一侧顶铁楔紧，另一侧顶铁楔松或留1~3cm的间隙。
如箱身前端向右偏，则将右侧顶铁楔紧，左侧顶铁预留间隙，开泵后，则右侧先受力顶进，左侧不动。
调整时应摸索掌握规律性，并注意箱身受力不均时产生的变化状况。
4）前端左右两侧刃脚前，可在一侧超挖，侧少挖土或不挖来调整方向。
如箱身前端向右偏，在右侧刃脚前超挖20~50cm，侧保持刃脚吃土,0cm，由于顶进中的两侧刃脚阻力增减差别而达到纠偏的目的。
5）在箱身前端加横向支撑来调整：
支撑一端支在箱边墙上，另一端支在开挖面上，顶进时迫使其被顶一侧调整。
e、纠正箱身“抬头”的方法
1）两侧挖土不够宽，易造成箱身“抬头”，故可在两侧适当多挖。
2）箱身“抬头”量不大，可把开挖面挖到与箱底面平。
如“抬头”量较大，则在底刃脚前超挖20~30cm，宽度与箱身相同，同时使上刃脚不吃土，在顶进过程中逐步调整，在未达到设计高程时，便应酌情停止超挖以免又造成箱身“扎头”。
f、纠正箱身“扎头”的方法
1）吃土顶进，挖土时，开挖面基底保持在箱身底面以上8~10cm，利用船头坡将高出部分土壤压入箱底，纠正“扎头”。
2）用增加箱身后端平衡重的办法，改变箱身前端土壤受力状态，达到纠正“扎头”的目的。
但应注意增加重量后的逐步卸载问题，否则会出现“抬头”现象。
同理亦可用于纠正“抬头”现象。
3.6框构顶进容许误差，应符合下列规定：
中线：
20mm
高程：
顶程的1%，但偏高不得超过15cm
偏低不得超过20cm
四、插打钢轨桩
4.11#框构顶进到位以后，开始进行既有线小里程左侧边坡开挖前的防护，见图，插打P43钢轨桩，每延米9根，共计8延米，采用600Kg穿心锤重击入土，深度2~2.5米，支护高度6米，并在线路右侧设锚桩，约束钢轨桩上口进行2#现浇框构和3m挡土墙施工。
附页图六
4.2同上所述，进行3#现浇框构日照侧边坡的钢轨桩插打和防护。
五、现浇2#、3#框构施工（参考3.4条施工标准）
六、质量保证措施：
1、建立完整的施工体系，发挥各职能作用，组织全体参加施工人员认真学习有关安全生产的文件和施工技术规范、规则，严格标准化作业。
2、加强施工技术管理，认真作好技术资料复核制。
对技术交底必须要有书面的交底资料，交底资料须经他人复核无误并签字后交给领工员落实实施。
3、施工技术人员要认真作好各项施工项目的工程日志记录，并做好原始资料的收集和保管工作，技术人员经常深入现场对施工中的每项工程进行随时检查指导。
4、隐蔽工程必须提前报检，报检前必须自检合格后的项目才通知有关人员报请监理人员届时到现场进行检查，在检查之前，施工技术人员须备全该工程的各种必要资料（检查证、材质证明、试验报告、测量记录等等），并签章齐全。
5、做好材料时场管理工作，对所需使用的钢筋、水泥、沥青、麻布等均必须有出厂合格证，并经取样试验合格后方可使用，严禁先用后试验。
6、顶进过程中，箱体每前进一顶程都必须对轴线和高程进行测量记录，发现偏差及时采取措施纠正。
7、箱体的预制，模板要光滑，加固要牢靠，支撑要结实，刚性要大，几何尺寸要正确，拼缝要密贴不漏浆跑模。
钢筋的制作与绑扎要严格按照图纸要求及有关规定施工，有钢筋对焊接头的要认真按照要求进行纵向加工。
混凝土灌注施工严格计量工作，按照配合比施工，把好“五关”，即：
计量关、拌合关、灌注关、捣固关、养生关。
七、安全保证措施
1、正式开工前，必须调查清楚地下是否有电缆管线及设备等，应事先挖探沟，探明电缆去向、埋入深度，确认后与有关部门联系后进行防护或改移。
2、线路加固施工前，先提出要点的计划，然后必须根据分局运输分处下达的施工计划与工务部门取得联系，并用油漆到现场作上标记，明确各自的责任范围后，方可上线作业，同时按技术安全规则要求设防护。
因线路均有轨道电路，在作业时严禁导体搭接两根基本轨使用的撬棍，起道机摇柄必须带有绝缘套以防联电造成色灯变色事故，并派人（线路工）对线路进行检查维修，保证线路方向、水平的正确，确保行车安全。
3、顶进作业前，必须对下列工作进行检查，合格后方可顶进：
（1）主体结构砼必须达到100%设计强度。
（2）线路加固、后背墙及顶进设备情况。
（3）现场照明、液压系统安装及试验测试情况。
（4）观测记录人员的组织和仪器装置。
4、在顶进过程中，每顶进一次或每次列车通过后，应对线路进行检修。
如发现线路异状，整修后方可放行列车。
5、工作坑坡顶的一定距离内，不得堆放顶铁等料具。
弃土必须远离工作坑坡顶，以免压塌工作坑边坡。
各种机械在工作坑坡顶运行或操作时，均应有一定的安全距离。
6、施顶时，非操作人员应撤离工作坑，严禁施工人员接近或跨越顶铁。
已经就位的顶铁上不得站人。
7、顶进时分台阶开挖。
开挖坡度根据地质、水文和气候等条件选定，宜控制在1:
0.8~1:
1.2之间。
开挖面应为一完整平面，竖向不宜鼓肚，横向不得有弧形或凹凸等不规则情况。
8、每次挖土的进尺应根据土质情况和顶铁行程而定，宜为0.3~0.5m，并应随挖随顶。
已挖好的开挖面不得长时间暴露。
严禁超前挖土。
9、挖土作业时，应设专人监护。
如发现异常，必须立即通知施工人员及机械撤离工作面，并根据情况对列车发出必要的防护信号。
10、挖土作业必须遵守下列规定：
（1）严禁掏洞取土或逆坡挖土；
（2）列车通过时严禁挖土；
（3）机械设备发生故障时不得挖土；
（4）顶进暂停期间不得挖土；
（5）雨天不得挖土；
（6）开挖面应设上下扶梯，施工人员地高处作业应系安全带。
11、使用机械挖土时，铲斗不得碰撞扣轨梁或桥涵主体结构。
人工清理开挖面时，挖土机械应退出开挖面。
严禁人、机同时混合开挖。
12、线路加固后，不论架空程度如何，当列车通过时，必须停止顶进作业（包括挖土、施顶），施工人员必须撤离挖土工作面。
13、顶进现场应备有适当数量的道碴、枕木、草袋、木材、钢轨等料具，一旦因雨或其它原因引起线路变形时，应立即抢修，确保行车安全畅通。
14、顶进中如发生坍方危及行车安全，应立即停止顶进，采取抢修加固措施，并根据轨道变化情况，必要时申请封锁线路或减速通行。
15、在顶进过程中，当液压系统发生故障时，严禁在工作情况下进行检查和调整，以防伤人。
16、箱体顶入路基后，应24小时连续顶进，不得中途停顿，并应配足线路维修养护力量和料具，确保行车安全。
17、顶进到位后，应尽快做好两端挡土设施，恢复线路，达到列车正常运行速度。
18、上线作业，必须先设防护，防护人员必须严格按照有关规定穿好防护衣，手持红黄旗，号角要响亮，要集中精力，在指定的防护位置注意了望。
19、在线上作业时，对所用的一切工具、机具、材料不得侵入限界，人员下道时必须把工具一起带好退到限界外。
20、在顶进施工过程中，派专人负责检查、维修线路，保证行车安全。
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