主桥单T刚构施工方案.docx
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主桥单T刚构施工方案
晋陕黄河特大桥（15-2×108）m单T刚构施工方案
1.编制依据及原则
1.1.编制依据
1）晋陕黄河特大桥（15-2×108）m单T刚构加劲钢桁组合结构上部结构设计图；
2）《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南（TZ213-2005）》；
3）《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》；
4）《铁路客运专线桥涵工程质量检查与控制》；
5）《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》（铁建设〔2005〕160号）；
6）根据ISO9001--2008质量标准、ISO14001环境管理和OHSAS18001职业健康安全标准建立的中铁四局质量、环境和职业健康管理体系；
7）大西铁路客运专线工程11标段实施性施工组织设计。
8）我单位积累的成熟技术，施工方法以及多年来所从事同类工程的施工经验，并结合本项目现有的施工管理水平。
1.2.编制范围
此方案适用于大西铁路客运专线晋陕黄河特大桥54#-86#桥墩（15-2×108）m单T刚构加劲钢桁组合结构施工。
2.工程概况
2.1.桥址情况
（15-2×108）m单T刚构加劲钢桁组合结构东岸为山西省永济小樊村黄河阶地，西岸为陕西省合阳洽川湿地保护区，跨越整个黄河主河槽。
平行主桥左侧修建有一座8m宽的施工栈桥连接东西两岸，施工便道通畅，桥梁两岸均设有混凝土搅拌站及钢筋加工厂，钢筋半成品及混凝土等供应方便。
2.2.桥梁设计情况
（15-2×108）m单T刚构全长3264.75m，梁面宽度13.8m，底板宽度11.5m。
箱梁计算跨度（2×108）m，每联箱梁全长217.5m，全桥共计15联。
（1）箱梁采用单箱双室、变高度、变截面结构，箱梁顶宽13.8m，底宽11.5m。
箱梁梁底按1.8次抛物线变化，抛物线方程Y=0.004327612X1.8，中支点处梁高12.5m，梁端40.75m直线段梁高为5m。
箱梁顶板厚0.5m～1.65m，底板厚0.45m～2.5m，腹板厚0.45m～1.5m。
箱梁在支点处设置横隔墙，厚度1.5m，横隔墙上设置过人洞，供检查人员通过。
箱梁悬臂端部厚0.25m，根部厚0.8m，顶板边腹板处设有0.9m×0.5m梗肋，中腹板处设有0.6m×0.5m梗肋，底板边腹板、中腹板处均设有0.6m×0.5m梗肋，箱梁腹板设有内径0.1m通风孔，顶底板均设有泄水孔，顶面按两侧排水设计。
（2）主桥悬灌共划分为28个节段，0#块高12.5m，长11m，混凝土方量521.57m3，重约1382t。
悬臂段最大重量为1#块，混凝土方量约147.18m3,重约390t。
（3）加劲钢桁主桁采用无竖杆三角形桁架，桁高9.35m，桥面以上桁高8.75m，节点间长度12m，主桁中心距11m。
上弦杆采用槽形截面，高0.65m，内宽为0.8m，端及次端腹杆采用箱形截面，高0.6m，宽0.752m，其余腹杆采用“工”形截面，高0.6m，宽0.752m。
主桁上弦端节点采用整体节点形式，其余节点采用插入式节点形式，下弦节点采用散装节点，节点板与箱梁采用PBL剪及普通钢筋连接。
弦杆与腹杆均采用全截面拼装，主桁弦杆及腹杆的连接采用M24高强度螺栓。
上平联采用三角形腹杆体系，横撑及斜杆均采用工字形截面，与平联节点板的连接形式为对接，采用M24高强螺栓连接。
2.3.设计标准
铁路等级：
客运专线；
设计速度：
350km/h；
设计线路：
双线，线间距5m；
地震烈度：
地震动峰值加速度小于0.2g；
牵引种类：
电力
列车类型：
动车组
列车运行方式：
自动控制
行车指挥方式：
综合调度集中。
2.4.梁体各节段参数
梁体各节段参数见表2.4-1连续梁参数表
表2.4-1连续梁参数表
梁段号
梁段长度（m）
梁段体积（m3）
梁段重量（T）
0#
11.0
521.57
1382
1#
2.5
147.18
390
2#
3.0
128.36
340
3#
3.0
122.27
324
4#
3.0
117.05
310
5#
3.0
108.28
287
6#
4.0
132.56
351
7#
4.0
125.64
333
8#
4.0
119.08
316
9#
4.0
112.90
299
10#
4.0
107.10
284
11#
4.0
101.70
270
12#
4.0
93.73
248
13#
4.0
86.34
229
14#
4.0
83.47
221
15#
4.0
81.98
217
16#
4.0
78.44
208
17#
4.0
75.40
200
18#
4.0
75.26
199
19#
4.0
75.26
199
20#
4.0
75.26
199
21#
4.0
75.26
199
22#
4.0
75.26
199
23#
4.0
75.26
199
24#
4.5
84.67
224
25#
4.5
84.67
224
26#合龙段26#
2.0
37.63
100
27#现浇段27#
5.75
246.6
654
3.组织机构及施工部署
3.1.施工组织机构
图3.1-1施工组织机构
3.2.施工管理目标
⑴质量目标：
严格合同管理，确保分项工程竣工验收合格率100％，主体工程零缺陷，达到国家和铁道部施工质量验收标准，争创中国建设工程鲁班奖。
⑵安全目标：
杜绝因工死亡事故；年重伤率控制在0.6‰以下，年负伤率控制在5‰以下；消灭责任等级火灾事故、爆炸事故、重大塌方事故。
⑶职业健康安全目标
符合国家“职业病防治法”和相关法律法规要求。
确保参建人员的健康，杜绝任何传染病及疫情的发生。
⑷文明施工、环境保护目标：
创建安全文明施工标准工地；维护施工区域周边环境，无人为破坏环境情况的发生；施工场地规划、布局合理，封闭管理，施工秩序良好，防止环境污染。
⑸效益目标：
以进度、质量保效益求发展，加强财务监督工作，利用新材料、新工艺，降低工程成本，加强责任成本控制，获得最大经济效益。
⑹工期目标
开工日期：
2011年4月3日
竣工日期：
2012年5月18日
3.3施工队伍部署和任务划分
根据标段实际情况，主桥108m单T构由指挥部所属一、二项目部共同施工，其中一项目部施工范围为54#墩～78#墩，二项目部施工范围为78#墩～86#墩。
15个主墩共计投入15对挂篮，拟划分八个施工队伍，具体任务划分见表3.3-1。
每个T构施工队设五个作业班组。
即挂篮操作班、钢筋加工安装作业班、模板加工安装作业班、混凝土施工作业班及预应力施工作业班，各班组工作内容见表3.3-2。
表3.3-1施工任务划分表
序号
施工队伍名称
负责墩位
施工任务
备注
1
T构一队
54#～60#
2联T构
一项目部
2
T构二队
60#～64#
2联T构
一项目部
3
T构三队
64#～68#
2联T构
一项目部
4
T构四队
68#～72#
2联T构
一项目部
5
T构五队
72#～78#
3联T构
一项目部
6
T构六队
78#～82#
2联T构
二项目部
7
T构七队
82#～86#
2联T构
二项目部
8
钢结构作业队
54#～86#
钢桁安装
专业分包
表3.3-2班组作业内容表
班组名称
作业内容
挂篮作业班
负责挂篮的装拆及移动
混凝土施工作业班
所有混凝土浇筑任务
钢筋加工安装作业班
所有结构钢筋加工、安装任务
模板加工安装作业班
所有结构模板安装及拆除
预应力施工作业班
负责预应力及孔道压浆施工
4施工准备
4.1施工测量
施工前先对中线及高程控制点进行复核测量,并布设独立的控制网，以确保中线、高程准确无误。
4.2技术交底
接收设计资料后，立即组织技术人员审核设计文件，了解设计意图，掌握设计标准及施工过程中的注意事项，进一步勘察施工现场，在此基础上对作业班组进行详细的、切实可行的施工技术交底。
4.3主要管理人员安排
为了加强现场施工管理，保证工程质量及进度，根据工程需要，每个项目部管理人员配备如表4.3-1。
表4.3-1项目部管理人员配备表
序号
作业组
主要工作内容
人数
1
项目经理
负责行政和技术及现场等全面管理
1
2
技术组
施工技术交底、过程控制、指导施工等
20
3
质检组
挂篮施工及现场施工质量控制，质量验收检查
6
4
安检组
挂篮施工及现场施工安全检查、督促整改
4
5
材料组
负责材料进购、管理和使用
4
6
试验组
各种试验
6
4.4主要劳动力安排
每个工序的各工种劳动力安排见表4.4-1。
4.4-1各工序各工种劳动力配备表
序号
主要工序
名称
工种人数
工作
天数
工作
班数
每班
人数
总
人
数
装
吊
工
机
电
工
木
工
钢
筋
工
砼
工
测
工
1
挂篮前移
10
3
5
2
1
2
20
40
2
底侧模安装
10
2
4
2
2
1
18
18
3
底腹板钢筋绑扎
4
1
3
10
2
1
2
20
40
4
内模安装
4
2
5
2
2
1
1
15
15
5
顶板钢筋及预应力管道设置
2
1
3
10
2
1
2
20
40
6
检查及准备工作
2
2
4
4
2
1
1
12
12
7
灌注混凝土
2
4
4
2
16
4
1
1
32
32
8
养护
2
7
2
2
2
9
端头处理
2
2
2
2
2
1
1
10
10
10
预应力施工
2
4
10
2
1
1
18
18
4.5主要测量仪器设备表
表4.5-1测量仪器设备表
序号
仪器设备名称
规格型号
单位
数量
备注
1
全站仪
徕卡802
套
4
2
自动安平水准仪
DSZ2
台
6
3
对讲机
XY-600
套
6
4
计算器
卡西欧
部
4
5
塔尺
5m
把
12
6
大钢尺
50m
把
4
7
小钢尺
5m
把
10
4.6主要施工机械配备
表4.6-1主要施工机械配备表
序号
机械名称
型号
单位
数量
备注
1
砼搅拌站
HZ600
台
6
2
塔吊
5510
台
15
3
砼罐车
8m3
台
20
4
砼泵车
56m
台
4
5
发电机
200GF
台
4
备用
6
交流电焊机
BX3-400
台
20
7
钢筋切割机
J3G2
台
6
8
钢筋弯曲机
GW40
台
6
9
挂篮设备
套
15
10
张拉千斤顶
YCD350型
套
6
纵向预应力
11
张拉千斤顶
YDC240Q型
套
2
横向预应力
12
张拉千斤顶
YC60型
套
2
竖向预应力
13
压浆设备
YSH-3
套
2
4.7物资供应
根据本工程特点，结合现场实际情况，钢材、水泥、预应力筋、锚具及0#块与边跨现浇段托架所需的型钢等由中标厂家供应，进场验收合格后方可投入使用。
5施工进度计划
5.1施工顺序安排
先施工15个主墩，其次是16个边墩，同时施工各主墩0#块，然后挂篮对称施工1#块～25#块，边跨现浇段施工，合拢段施工。
5.2工序工效分析
表5.2-1工序作业时间细化表
项目
工序
持续时间（天）
备注
0#块
安装托架、立底模
16
堆载预压
6
底板、腹板钢筋
4
立侧模
2
内模拼装
3
顶板钢筋
1
灌注混凝土
1
混凝土等强度
5
预应力筋张拉
1
预应力筋管道注浆
1
拆除侧模、底模及托架
5
小计
45
悬灌段1#块
挂篮安装预压
15
模板调整
2
绑扎钢筋
4
管道安装
2
灌注混凝土
1
等混凝土强度
5
预应力筋张拉
0.5
预应力管道注浆
0.5
小计
30
2#～25#块间每段需要时间
移挂篮
0.5
模板调整
0.5
绑扎钢筋
3
灌注混凝土
1
等混凝土强度
5
预应力筋张拉
0.5
预应力管道注浆
0.5
小计
11
合
龙
段
临时刚性支撑加固
1
吊架安装
1
立侧模
1
钢筋绑扎
3
灌注混凝土
1
混凝土等强度
5
预应力筋张拉
0.5
预应力筋管道注浆
0.5
拆除侧模、底模及吊架
1
小计
14
说明：
边跨现浇段采用托架法施工，可与挂篮施工同步进行，不单独占用时间。
6总体施工方案
T单采用轻型挂篮分段悬臂浇筑施工。
各段“T”构梁除0#块外分为25对称梁段，箱梁纵向分段长度为2.5m+4×3m+18×4m+2×2.5m，0#块长11m，重达1382吨，合龙段长度均为2.0m，边跨现浇段长度为5.75m，悬浇段最大重量为390吨。
先在主墩0#块采用托架法施工，再对称向两侧顺序灌注各梁段。
在边墩处设托架施工边跨现浇段27#梁段，然后采用吊架法施工合龙段，形成单T构。
6.10#块施工
根据施工图及挂篮施工工作面要求，首先浇筑0＃块。
0#块为箱梁与墩身连接的节点，截面内力最大且受力复杂，钢筋和预应力管道密集，因此，保证0#块施工质量是连续梁施工的关键。
0号节段设计11m长，顺桥向悬挑1.5m，高12.5m,墩高38m；底板宽11.5m，厚度由2.5m变化为2.17m；三道腹板，中间腹板距两侧腹板外侧5.75m，厚度由2m变化为1m；顶板宽度13.8m，厚度由1.65m变化为1.15m；边隔墙设置两道，外侧边与墩身顶帽顺桥向边重合，厚度1.5m，且设置1.85m高过人洞。
混凝土标号为C55。
0#节段构造图如图6.1-1和6.1-2所示。
0#块体积较大，重量也较大，又是以后各悬浇段的基础，其施工的成败关系到全桥的质量，采用托架支撑必须控制好支架的变形，否则容易产生沉降，导致浇筑后混凝土产生裂缝。
图6.1-10#节段立面、平面图
图6.1-20#节段断面图
主桥梁部单T构0#块施工，根据现场实际施工条件以及设计图纸，具有以下几个特点：
⑴、根据目前主桥主墩施工进度，单T构0#块施工基本全部集中在2011年4、5月份，正处于黄河阶段性洪水季节——桃花汛，无法采取墩旁搭设钢管支架法施工。
⑵、主桥单T构0#块长11m，单端悬挑墩身顶帽1.5m，且梁高达12.5m，又为单箱双室结构，箱梁具有高度高、自重大特点，同时施工面狭窄，混凝土不易振捣。
⑶、主桥单T构0#块管道密集,预埋件及预留孔多,结构和受力情况复杂等方面特点。
为了确保施工安全，同时为保证施工质量，主桥单T构0#块施工支撑体系采用托架法，混凝土浇筑结合箱梁高度，第一次浇筑底部倒角以上3.28m腹板高度，即4.96m，第二次浇筑剩余腹板、边隔墙和顶板。
同时，箱梁模板分两次安装，顶板钢筋及腹板水平分布钢筋第二次浇筑绑扎、安装。
并且，考虑到箱梁底板厚度较大，为降低混凝土内部水化反应产生的热量，在底板内布设冷却管进行降温。
0#块施工工艺流程见图6.1-3。
图6.1-30#块施工工艺流程
6.1.1托架施工
托架是固定在墩身顶帽以承担0#块支架、模板、混凝土和施工荷载的重要受力结构，其设计荷载考虑：
混凝土自重、模板支架重量、人群机具重量、风载、冲击荷载等，托架采取自支撑体系构件设计。
在墩身顶帽砼浇筑前，预埋好按方案要求所需各种预埋件，作为托架支点,预埋件位置要求准确无误,以利托架拼装时连接。
主桥单T构0#块托架设计，结合其主墩顶帽形式，底部3m处四角圆弧变化为垂直棱角，顶部1m为8×11.5m矩形形状。
由于单T构0#块两侧腹板正位于顶帽四角变化段，该处托架受力较大。
并且，根据绘图可得，底部牛腿锚固焊接钢板，按照垂直方向埋设，该处顶帽需向内凹50cm，因此，采取将该处预埋钢板加大，沿圆弧变化方向预埋。
使其有效焊接尺寸满足支撑牛腿所用大小，尺寸为δ20mm厚，60cm×80cm。
其他位置均在顶帽上直接预埋δ20mm，40cm×60cm钢板作为托架附着墩身连接。
设计简图见6.1-4图，具体设计见附图1、附图2。
图6.1-4托架结构设计图
（1）托架设计
1）主桁架设计
托架主桁架设计为5道斜撑与主梁成45°角的三角桁架。
分别位于0#块两侧和中间腹板中部各1道，两侧腹板中间部位各一道。
每片主桁架分别由双拼I45b工字钢做主梁和斜撑。
主梁、斜撑、墩身预埋件三者间连接均采取焊接，主梁、斜撑双拼方式采用段焊缝处理。
2）横梁、卸落块设计
主桥单T构0#节段悬挑1.5m段，底板较厚，腹板高度高的特点，托架主桁架上按照25cm一道铺设I32b工字钢做横梁，经检算满足受力要求。
为便于0#节段悬挑部分底模脱落，在横梁之上设置6cm×6cm三角硬扎木卸落块。
3）安装作业平台确定
主桥墩高达38m，单T构梁底与墩顶同宽，且长度方向悬挑1.5m，托架安装时，无适宜的操作空间。
因此，在托架安装时，结合墩身顶帽模板设计情况和托架安装尺寸，选择在托架安装时依靠顶帽模板作业平台，即先拆除顶帽顶层1m高模板厚，安装托架顶部主梁，作业人员于3m顶帽上作业；待主梁安装完成后，拆除剩余顶帽模板，安装托架底部支撑主梁和斜撑，人员站于墩身空心段顶支撑顶帽所用的模板之上。
（2）托架预压
托架安装后进行预压主要目的为消除非弹性变形，测定弹性变形，为悬浇施工立模标高提供依据。
1）观测点布置
托架预压，仅对单T构悬挑1.5m部分实施。
观测点布置原则，主要为观测托架主桁架变形和横梁每跨跨中位置变形情况。
根据托架设计情况，单侧托架观测点布置9处，即5个托架主桁架顶部和5道横梁每跨跨中位置（两片主桁架中间部位）。
见图6.1-5。
2）预压材料选择
由于单T构0#块高度较高，根据拟定浇筑工艺采取先浇筑底部4.96高度，托架预压可按照该浇筑高度进行预压至120%。
此浇筑方式下经计算托架需承重57.333m3，即151.9t重量，预压至120%时，需压重182.28t。
通过预压材料比选如果选用整捆12m长钢筋需61捆（每捆3t），每层6捆堆码，需堆高10层，近3m多高；若选用干砂，比重仅为1.6t/m3，堆高高度达7m；水袋预压，更不现实。
因此，选择预制砼块进行预压，预制块结构尺寸为0.75m×1.5m×1.5m，堆高形式为纵横向压缝状，需45块,每层15，共三层。
试块布置方式见图6.1-6。
6.1-5变形观测点布置图
6.1-6预压试块布置图
3）加载、卸载
托架预压等级按照浇筑段重量的20%、50%、75%、100%、120%阶段进行加载，加载过程中应遵循“两端同步、两侧对称”的原则，每一加载级别均需量测托架的变形情况，并做好数据记录，压至120%时，观测24h后方能进行卸载。
卸载仍然遵循分等级完成，即100%、75%、50%、20%、0%五个卸载级别。
卸载原则与加载相同，每个卸载级别完成后，均需量测、记录托架的弹性变形量。
4）数据分析
根据加载过程中，各级别阶段沉降量，计算累计沉降量。
并且，结合卸载时，各级别托架阶段弹性变形量，计算托架累计弹性变形量。
由累计沉降量-累计弹性变形量=非弹性变形，其中，累计弹性变形量则为调整单T构悬挑部位底模标高值。
6.1.2模板设计及安装
（1）外模
0#块外模设计综合结合了整联2×108m单T构构造图，节段由2.5m长变化为4m长；节段高度由12.5m变化为5m的特点。
外模设计为纵向组合形式为4.5m+2.5m+4.5m，竖向组合形式为1.0m+4×2m+3.802m。
模板选择钢桁架加劲形式的钢模板。
模板委外设计、检算和加工。
（2）内模、端模和边隔板模板
0#节段内模板、端模及边隔板均采用1.8cm竹胶板做面板，10cm×10cm方木做竖肋和背肋，拉杆加固的方式进行设计，边隔板拉杆在加固时顶部及底部拉杆均采用通长拉杆，以保证隔板向外倾倒。
（3）内支架设置
内支架搭设，采用直径Φ48cm，壁厚δ=3mm钢管，横向间距为25cm+60cm+90cm+90+90cm+25cm，纵向间距为60cm，步距1.2m。
主要受力状态为支撑箱梁顶板重量。
（4）模板安装
单T构模板安装，主要控制0#块外模安装质量和安全。
外模安装根据砼浇筑工艺分两次安装，第一次安装于4.96m处。
模板通过塔吊分块吊装至墩旁左右两侧托架上，采用三角硬木进行底部调整，通过拧紧底部通长拉杆和与腹板加固拉杆来调整模板垂直度。
顶部设置通长拉杆进行加固，从而保证侧模稳定。
6.1.3钢筋制作及安装
根据设计图纸绘制加工图进行技术交底，加工时同一类型的钢筋按先长后短的原则下料，钢筋用弯曲机加工后与技术交底核对。
钢筋在钢筋棚集中加工，运到现场绑扎成型。
梁段钢筋整体绑扎，先立底模，绑扎底板钢筋，然后进行腹板和中隔板钢筋绑扎，立侧模和中隔板模板，最后绑扎顶板钢筋。
当梁体钢筋与预应力钢筋相碰时，可适当移动梁体钢筋或进行适当弯折。
梁体钢筋净保护层为60ｍｍ，绑扎铁丝的尾段不得伸入保护层内。
所有梁体预留孔均增设相应的环状加强钢筋，桥面泄水孔处钢筋可适当移动，并增设斜置的井字型钢筋进行加强，施工中为确保腹板、顶板、底板钢筋的位置准确，根据实际情况加强架立钢筋的设置，可采用增加架立钢筋数量或增设W型或矩形的架立钢筋等措施。
为确保钢筋净保护层厚度采用细石子混凝土垫块，垫块采用比梁体高一标号的材料，并保证梁体的耐久性。
6.1.4挂篮预留孔、桥面泄水孔、测量钢桩的埋设
梁体内挂篮预留孔、桥面泄水孔采用PVC管预埋，埋设应在混凝土浇注前准确定位，在混凝土浇注过程中应加强保护，在混凝土终凝前拔除。
并确保预留孔洞的预埋件与桥面板钢模密贴，防止孔洞成型后底部孔洞不圆顺。
对可能进浆的预留孔洞应提前加盖保护。
测量钢桩采用Φ18mm螺纹钢刻成十字丝钢桩，顶部磨圆高出桥面板混凝土约5mm，预埋平面位置误差控制在5cm以内。
6.1.5混凝土浇筑及养生
（1）混凝土浇筑
单T构0#节段砼浇筑主要控制第一次混凝土浇筑质量，需解决主要问题为防止在浇筑过程中，腹板中大量砼涌入底板内，造成混凝土浇筑困难。
为此，按照先浇筑底板1.5m高砼，再从三个腹板内分开布料浇筑腹板与底板倒角砼，倒角砼全部依靠腹板中振捣密实的砼充满，严禁采用振捣伸入底腹板倒角内振捣，以防腹板砼被拉空。
然后，待腹板浇筑至1.5高时，再浇筑底板剩余砼。
最后，浇筑剩余腹板砼，此时，振捣棒不得插入腹板已浇筑砼内太深，一般控制在5～10cm。
0#节段第一次浇筑高度为4.96m，腹板浇筑高度为3m左右，因
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