既有铁路大桥加固施工方案剖析.docx
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既有铁路大桥加固施工方案剖析
一、施工技术标
1、施工组织设计
（1）施工技术方案
1.1.1项目概况
孝柳铁路（孝柳-穆村）全长114.218km，单线，桥梁共92座，其中500m伊桑桥梁1座，100m-500m桥梁39座，全部为圬工梁，数量较多的梁型为跨度16m普通钢筋砼T型梁和24m、32m预应力砼T型梁，该线桥监狱1987-1992年间，桥上最小曲线半径400m，最大坡度20‰，桥上线路为60km/m钢轨，Ⅲ型桥枕，弹条扣件，运行速度60-70km/h。
本桥设计为孝柳铁路虢义河2#大桥加固设计，该桥中心里程为K24+154m，梁部为8孔跨度32m的预应力钢筋砼T型梁，梁定型图号为叁标桥2019。
该桥位于曲线上，曲线半径为600m，线路纵坡为15.8‰。
线路上钢轨为60km/m；支座固定端位于柳林端；桥墩为圆端型桥墩，1#、4#墩及桥台为挖井基础，其余桥墩均为扩大基础。
试验结论：
实测第2、3孔梁跨中横向最大振幅大于《桥检规》桥跨结构横向刚度通常值。
实测1#、2#墩顶横向最大振幅值大于《桥检规》墩顶横向振幅通常值。
4#墩顶横向最大振幅值大于《桥检规》墩顶横向振幅通常值95%，4#墩横向刚度较同等桥墩弱，不能满足《桥检规》的要求。
根据检定报告，本桥加固内容为8孔梁体横向加固、支座横向限位装置安设、1#、2#、4#、7#墩及基础加固。
1.1.2主要工程数量表
附：
主要工程数量表
主要工程数量表
序号
项目
规格
单位
数量
备注
一、横向连接加固
1
补偿收缩混凝土
c50
m3
71.2
2
钢绞线
ψ15.20mm
Kg
1342.4
总长=2.54*60=152.4m，3根一束
3
金属螺纹管
ψ50mm
m
281.6
总长=1.76*20=35.2M
4
钢筋
ψ16；ψ12mm
kg
7044.4
5
夹片锚
15-3
套
160
6
低回缩夹片锚
15-3
套
160
7
水泥浆
M50
m3
0.64
8
锚固包
ψ30mm
个
6912
用于植筋
9
环氧+固化剂
kg
96
用于粘贴及处理锚具部位
10
植筋长度ψ12
m
118.4
11
植筋长度ψ16
m
311.68
12
凿毛面积
m2
261.6
13
界面剂
Kg
78.48
二、两端横向限位
1
槽钢28C
280*86*11.5*12.5
Kg
2830.08
2
钢板
260*650*10
Kg
849.12
3
钢板
80*200*10
Kg
321.52
4
橡胶支座
150*350*35
Kg
64
5
普通螺栓
ψ20*350
Kg
663.92
6
拉杆
ψ30*1500
Kg
293.04
7
锚固包
ψ30
Kg
768
8
植筋长度
ψ20
Kg
230.4
9
挡块
12*25*150
Kg
22.56
三、1#、2#、4#、7#墩身工程
1
HRB335钢筋
T
26.53
2
C30钢筋钢筋混凝土
m3
999.91
3
ψ=20钢筋锚固长度
m
2418
4
30号锚固包
个
8060
5
凿毛面积
m2
632.68
6
界面剂
kg
189.81
四、基础加固
1
C30混凝土
m3
565.9
1#、2#、4#、7#墩身及基础
2
HRB335钢筋
T
8.664
1#、2#、4#、7#墩身及基础
3
植筋长度ψ12
m
535.2
4
水泥浆
M50
m3
56.59
1#、2#、4#、7#墩身及基础
5
30号锚固包
个
1784
6
挖基石方
m3
6354.04
1#、2#、4#、7#墩身及基础墩身小于30M
7
回填石方
m3
5788.14
1#、2#、4#、7#墩身及基础墩身小于30M
8
凿毛面积
m2
219.44
9
钢管
ψ=42mm
根
289
10
δ=3.5mm
m
597.39
11
钻孔量
m3
1.04
12
界面剂
kg
65.83
13
钻孔桩
m
123
1#、4#基础加固
14
钢护筒
T
8.28
1#、4#基础加固
五、其他
1
临时占用耕地
m2
2000
玉米地
2
泥结碎石路面
m2
1600
整修施工便道及道路改移600M,宽4米，厚0.2米
3
土方
m3
320
整修既有道路及道路改移
4
河卵石
m3
160
道路改移路面面层
1.1.3施工条件
1.1.3.1交通条件
沿线基本有公路或乡村道路可达，因此交通十分便利，铁路沿线视实际情况修筑临时施工便道。
1.1.3.2当地材料
当地可利用的工程用砂石料丰富，可从附近砂石料场购入。
1.1.3.3施工水、电条件
由于沿线条件所限，施工用水需就近拉运或打井取水，施工用电采用自发电为主和接驳当地农用电相结合。
1.1.3.4通讯条件
本施工区域移动通讯网络基本覆盖全区，通讯联络比较方便，施工时再补充无线对讲设备完成现场施工的调度及安全防护工作。
确保项目部、作业队和作业点之间的相互联系和安全防护工作。
1.1.4业主对工期、质量及安全要求
1.1.4.1工期目标
合同签订之日起110日内完工。
1.1.4.2质量目标
合格。
1.1.4.3安全目标
杜绝重大伤亡事故、一般以上行车责任事故的发生。
1.1.4.4环境、水土保护目标
符合国家、省市的要求。
1.1.4.5文明施工目标
落实科学发展观，实现项目管理程序化、施工行为规范化、场区建设标准化。
做到现场布局合理，施工组织有方，材料堆码整齐，设备停放有序，标识标志醒目，环境整洁干净。
1.1.5编制依据及原则
1.1.5.1编制依据
《孝柳线虢义河2号大桥加固工程施工招标文件》及澄清文件。
招标人提供的设计文件及施工图纸。
国家和铁道部现行适用于本工程的有关技术规范、标准、规程和规则及质量检验与验收标准等。
投标人对现场实地踏勘及历年来积累的施工技术与经验，施工管理、技术与质量管理水平，技术装备实力以及各类专业人员等资源条件。
1.1.5.2编制原则
遵循招标文件，积极响应招标文件的各项条款及要求。
严格遵守现行的施工规范和质量检验与评定标准，严格按施工图及其说明要求施工，保证施工质量。
遵守国家和地方政府有关土地、资源环境保护、水土保持等方面的法规、条例，在施工期间及竣工后不破坏既有生态环境。
贯彻执行国家和当地政府的方针政策，遵守法律法规，尊重当地的民风民俗。
坚持用工的动态管理，根据工作的需要，合理配置劳动力资源。
遵守国家和铁道部以及山西孝柳铁路有限责任公司关于安全生产、行车组织等方面的规定和要求。
施工组织设计编制做到总体部署和分项工程相结合、重点工程和一般工程相结合，重点突出、内容全面、思路清晰。
1.1.6施工组织机构队伍部署及任务划分
1.1.6.1施工组织机构
1.1.6.1.1施工组织机构文字说明
依据招标文件对本工程工期、质量、安全及环保的要求以及本标段工程特点和施工重点、难点，本着快速、优质、高效的施工原则，结合投标人的施工经验和设备配套能力，进行总体施工规划和安排。
根据本标段任务重、工期紧的特点，结合投标人雄厚的技术力量和精良的施工设备情况，为优质、高效地完成本工程，确保工期目标、安全目标和质量目标的实现，我单位将本着精干高效、统一负责的原则，接到建设单位中标通知书后，迅速组建“孝柳线虢义河2号大桥加固工程项目经理部”，全面负责本标段所有工程的施工组织和管理。
项目经理部设在柳林，项目经理部下设工程技术部、物资设备部、安全质量部、合同成本部、财务部、综合管理部、中心试验室共“六部、一室”七个职能部门。
作业层按专业投入1个桥涵架子队，分2个作业班组对标段内工程进行分段流水施工，全面保证工程项目优质高效建成。
组织机构详见“拟为承包本工程设立的项目实施组织机构图”。
项目经理部主要工程技术和管理人员由具有丰富的铁路施工经验、专业技术能力强、综合素质高；曾参加过国内大型铁路干线的桥梁施工任务，并参加过铁路安全技术知识培训的管理人员和工程技术人员组成。
拟为承包本工程设立的项目实施组织机构图
说明：
项目经理部严格按照铁道部和山西孝柳铁路有限责任公司的安排部署，建立与业主管理体系相匹配，涵盖项目工程质量、安全、工期、投资效益、环境保护和技术创新六大要素的制度管理、人员配备、现场管理、过程控制标准化管理体系，项目组织机构按照扁平化管理、精干、高效的原则，选派本企业业务精、业绩突出、责任感强的领导人员担任本项目的项目经理、项目副经理、总工程师。
选派具有类似铁路工程项目建设管理经验的技术、质量、安全、造价、试验、物资工程师组建顶目经理部，现场领工员、安全员、质检员和大型工装设备操作人员均具有实践经验和具有丰富的类似工程施工经验，并经培训，持证上岗。
项目经理部下设工程技术部、物资设备部、安全质量部、合同成本部、财务部、综合管理部、中心试验室共“六部、一室”七个职能部门。
作业层按专业投入1个桥涵架子队，分2个作业班组对标段内工程进行分段流水施工。
项目部将配备足够的、满足工期要求和质量要求的施工机械设备、检测试验设备、测量设备和管理人员；并保证足够的设备、人员和资金储备量，确保本工程的顺利实施。
1.1.6.1.2各部门职责
①项目经理：
项目经理作为项目管理第一责任人，负责质量、安全、工期以及各施工相关事务；负责对工程项目进行资源配置，保证质量体系、安全体系在工程项目上的有效运行及劳、材、机资源的需求；负责贯彻实施质量方针、质量目标、安全目标，组织制订项目质量、安全规划及实施计划，监督检查计划执行情况，对工程的质量、安全、进度、成本负责。
②项目副经理：
协助项目经理全面、全过程完成本项目合同的实施和履约，具体主抓项目的进度管理，从计划进度、实际进度和进度调整等多方面进行控制，确保项目如期完工。
③项目总工程师：
项目总工程师在项目经理领导下对项目施工质量、技术、进度、计量测试和重难点攻关全面负责；负责组织施工方案、施工组织进度计划、质量目标、安全目标的制定及批准后的实施，解决施工中有关技术难题，协助项目经理解决质量控制关键技术和重大技术难题。
④工程技术部：
在项目总工的领导下，负责图纸的审核，总体方案的制定和优化；负责实施性施组的编制；负责工程项目施工进度计划的制定、实施，合理安排施工衔接，根据进度计划和工期要求提出施工计划修正意见报业主审批执行，确保每道工序按技术要求施工，最终形成优质产品；负责项目施工过程控制，制定施工技术管理办法；参与对质量检验并对合格产品进行计量、验工计价工作；组织竣工资料编制和进行技术总结，组织实施竣工保修和后期服务。
工程技术部下设技术室、测量队、调度中心。
⑤物资设备部：
根据工程需要与工程技术部共同制定材料、机械、设备的进场计划。
负责材料进场接受与管理，其它物资和设备的采购与管理，制定和实施物资管理办法、设备管理制度，组织安装设备的检验、验证、标识及记录；参与验工计价工作，对单位工程材料消耗和机械使用费用情况提出计量意见。
⑥安全质量部：
负责完善本项目各类安全生产制度，消防保卫工作制度，并有针对性地制定安全生产细则和安全生产规划，及时分析安全形势，提出预防事故的措施和建议，对施工生产安全进行监督和检查，编制安全技术措施；定期组织安全生产检查评比工作，及时掌握施工场所和设备安全状况，采取有效措施消除事故隐患；对职工进行安全教育和技术培训，对特种作业人员进行考核。
负责总体质量计划的编制工作；组织制定各分部分项工程的质量验收标准；按质量文件与合同要求，实施全过程的质量检查监督工作；在项目经理和总工程师的领导下负责对项目施工质量全面控制和施工工序质量的掌握，拟定、实施质量事故预防措施和质量控制办法。
⑦合同成本部：
负责计划统计、验工计价、合同、造价等工作；负责项目施工预算、验工计价和计划统计工作；负责项目合同管理并按时向业主报送有关报表和资料。
⑧财务部：
负责竣工结算、财务管理及成本核算等项目财务管理工作；向主管领导、架子队提供降低成本措施；按合同要求向业主和承包商总部上报有关报表；组织整理与工程有关的资料，保证资料的完整性、连续性和可追溯性；协助研究和开展项目成本核算工作，指导和监督资金的合理使用。
⑨综合管理部：
负责本项目的文档管理、信息管理；负责本项目的技术服务与培训；负责作业人员的健康检查、文秘和接待工作、项目经理部后勤保障工作；负责公司管理文件的接收、打印、整理、保管和发放工作；负责与地方产权单位的各种协调工作；负责开展防病、防疫和卫生监护，杜绝传染病、地方病和疫源性疾病的发生和流行。
⑩中心试验室：
负责本标段项目的检验、试验、交验，按检验评定标准对施工过程实施监督并对检验结果负责。
负责现场各种原材料试件和混凝土试件的样品采集和测试、检验及质量记录。
根据现场试验资料，提出施工配合比等试验数据，并在施工过程中提出修正意见报批准执行。
配合各科研项目完成试验工作，作好资料整理及分析。
⑾架子队队长：
负责对本队所担负工程任务的施工组织指挥和实施管理，确保圆满完成各项技术、经济指标；组织并领导施工班组严格按照设计图纸、施工规范、操作规程、实施性施工组织设计及技术措施进行施工，经常深入工地检查施工质量和安全情况，并对违章指挥或措施不力造成的安全、质量、“三保”事故和工期滞后负主要领导责任；对各种施工资源进行调配，协调各工序之间的施工配合，组织制定队内各项管理制度及措施；审核批准本队机械设备使用计划和材料物资需求计划；负责组织并领导本队人员大力开展全面质量管理和安全生产活动，负责组织本队安全、质量大检查，积极参与项目经理部组织的安全、质量评比；及时掌握工程进度、质量和安全情况，存在安全隐患和质量缺陷时，及时采取有效措施加以消除和处置；组织实施施工安全、质量和“三保”事故的现场救护，并按有关要求及时上报。
1.1.6.2施工队伍部署及任务划分
我集团公司将组织在桥涵方面具有丰富施工经验，并经过培训的作业人员，组成专业化施工队伍。
架子队由我集团公司管理、技术人员和生产骨干作为施工作业管理与监控层，以劳务企业的劳务人员和与施工企业签订劳动合同的其他社会劳动者为主要作业人员。
根据本标段工程任务重、工期紧、综合性强的特点及工程量大小，结合我集团公司技术力量和施工设备情况，为优质、高效地完成本工程，基于对整个工程协调施工的考虑，全标段共设1个桥涵架子队，分2个作业班组负责本桥梁加固工程。
各作业班组任务划分如下：
作业班组任务划分表
序号
班组名称
架子队驻地位置
主要工作内容
1
作业1班
拌和站附近
负责梁体横向加固及横向限位装置施工
2
作业2班
拌和站附近
负责墩身及基础加固施工
1.1.7总体施工方案
本工程具有标准高、要求严、工期紧、安全压力大等特点。
为保证合同工期兑现，施工必须以工期为核心，以安全、质量为保证，强化施工管理，兼顾全局，统筹规划，全面施工。
本桥梁部加固内容为将梁体增设横隔板，施加横向预应力加固；在梁端支座位置处增设梁侧横向限位装置，保证梁体横向稳定安全；墩身及基础加固内容为对加固基础进行注浆（超前小导管注浆加固法）、植筋、包裹等扩大加强；根据受力计算，对桥墩在一定范围内增大其横截面，以增强横向刚度。
加固施工顺序为：
先梁部，再基础，最后墩身。
因对既有线进行加固，桥梁及基础受到削弱，列车限速45km/h，施工期间做好列车调配工作。
对于梁部的加固，因桥墩较高，采用安全吊篮或利用既有梁体（联结板、下翼缘部位、梁体挡碴墙等）搭设施工平台，确保作业人员安全。
墩身模板采用定型钢模板。
在厂家加工完成后汽运至施工现场，人工配合吊车安装。
基础、墩身和梁体砼采用拌和站集中拌制砼，砼运输车运至施工现场，输送泵泵送入模。
1.1.8各专业工程方案
1.1.8.1梁体横向加固施工方案
加厚梁两端横隔板；与端横隔板相邻的两个横隔板上下增设水平板；两端变截面内腹板中间各增设一块横向联结板；跨中腹板上部增设一块横向连接板。
施工工艺顺序：
现场勘测放线——确定腹板通过横向预应力钢绞线的位置——腹板横向预应力钢绞线孔位钻孔——梁体结合面凿毛及钻锚固筋孔——安装波纹管、预应力钢绞线及锚垫板——钢筋锚固、绑扎——安装模板——灌注混凝土——模板拆除、横向预应力钢绞线张拉——管道压浆——端头封锚。
1.1.8.1.1横向预应力筋钻孔位置确定和钻孔
①主梁腹板内钢筋位置的探测
必须在图纸标明的设计钻孔位置附近，用钢筋位置探测仪探明主梁腹板内钢筋的实际分布状况，再确定横向预应力筋穿越腹板的位置，以免钻伤梁内既有钢筋。
探测时，先探测水平钢筋，再探测竖向钢筋。
梁体表面不平整，将会影响钢筋位置探测仪的探测结果，遇此情况需事先把梁体表面打磨平整，或用水泥砂浆加107胶在梁体表面涂抹平整。
探测出的梁内实际钢筋位置应在梁体表面上做出醒目的标记。
为避开钢筋，应兼顾到两片梁对应部位的钢筋具体分布，确定钻孔位置。
如果孔位无法避开钢筋或其它障碍物时，可适当移动钻孔位置，但移动距离不得大于5㎝。
②横向预应力筋的孔位钻孔
钻机安装时，先安装胀管螺栓，并把钻机底盘固定在梁体腹板上。
调节钻机底盘上的四个螺栓，使钻杆保持水平，并垂直于腹板，然后接通水源，即可开钻。
钻孔时，应使钻杆保持平稳，以免钻出斜孔或损坏钻机、钻杆。
当一片梁钻孔完成后，穿入一根钢筋，再次核对对面另一孔上的钻孔位置，以保证预应力钢铰线顺利穿过，避免弯折。
波纹管外径为50㎜，钻头直径应首选60㎜。
钻孔时不得损伤梁内既有钢筋。
1.1.8.1.2梁体结合面凿毛及钻锚固筋孔
新界面处应对旧砼进行凿毛处理。
锚固钢筋孔眼位置按设计图纸要求布置，有横向预应力筋的水平联结板，锚固钢筋采用锚固剂，锚固剂应符合设计要求。
使用锚固包时将锚固包封口端向直立全部侵泡于水中，侵泡时间以不冒气泡为准（约50～120秒），填满钻孔后迅速插入需锚固的钢筋，用手锤打紧，抹平孔口。
无预应力筋处的水平钢筋采用植筋胶，应严格按照环境温度控制固化时间并符合植筋的技术要求。
清孔不得用水冲洗，填满孔深约2/3处后，迅速将钢筋旋转插入直至孔底，抹平孔口。
1.1.8.1.3安装波纹管、预应力钢绞线及锚垫板
横向预应力钢绞线安装前先按照设计要求进行波纹管安装；横向预应力钢铰线按设计留够工作长度后,使用前再剥除两端的套管,并擦干净外露预应力筋表面的油脂。
横向预应力钢铰线穿入安装就位，并使预应力筋保持水平、顺直。
预应力筋就位后，两端放置锚下钢垫板。
钢垫板需用环氧水泥粘贴在梁上，并安装无粘结钢铰线专用单孔夹片锚。
被动端的预应力筋露出锚具30㎜，主动端的预应力筋露出锚具300㎜，供千斤顶张拉时使用。
竖向横隔板、水平联结板所需的横向预应力筋全部安装完毕后，必须在横隔板、联结板位置上、下方楔入硬质木块。
1.1.8.1.4普通钢筋锚固、绑扎
按图纸要求确定水平锚固钢筋、横隔板侧面及桥面板底面锚固筋的数量及位置，锚固Ф16钢筋的钻孔直径为22㎜，Ф12钢筋的钻孔直径为18㎜，钻孔深度不少于10㎝。
如果孔位遇到梁内钢筋，可适当移动位置。
成孔后，梁端无横向预应力筋外所锚固水平钢筋的钻孔要用皮老虎吹干净，其余孔眼必须用水清洗干净，否则将影响钢筋的锚固效果。
新增横隔板、水平联结板与梁体结合面应凿毛、清除浮浆，并清洗干净，以增加新老混凝土之间的粘结。
钢筋锚固用材料。
钢筋的锚固均采用锚固包。
锚固包应符合设计及规范要求,锚固包的纸袋不得破损、开线。
把搅拌好的锚固剂填满后，迅速插入待锚固的钢筋，并打紧，抹平孔眼。
横向锚固钢筋、箍筋的尺寸和数量应符合设计要求，并绑扎牢固。
1.1.8.1.5模板及其安装
竖向横隔板、水平联结板的模板可用钢材或木料制作。
模板应具有足够的强度、刚度和稳定性，能安全可靠的承受新灌注混凝土的重力、侧压力、列车和振动器的振动载荷。
模板表面平整，接合严密并便于拆卸。
模板与混凝土接触面应涂脱模剂。
模板应依托在混凝土梁上，以确保列车过桥时模与梁体无相对位移。
1.1.8.1.6混凝土浇筑
①原材料选择及储存
水泥应选用设计规范标准中的525#硅酸盐水泥，每批水泥必须有厂方提供的质保单。
水泥到达现场后，应抽取水泥样品到水泥质量监督检验中心进行复检。
水泥必须储存在干燥通风的环境中。
砂应选用符号TGJ52-79《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》的中粗河砂。
石子应选用符号TGJ53-79《普通混凝土用石质量标准及检验方法》的5—20㎜或5—25㎜的碎石。
拌合用水以选用饮用水为宜，或对水质进行检验。
②混凝土的配合比
混凝土的配合比必须根据砂、石料源的实际情况通过试验确定，混凝土3天内强度应达到设计值的80%。
当料源发生变化时，配合比必须通过试验作相应调整。
混凝土拌合物的和易性以坍落度8—10㎝为宜。
为保证新混凝土不出现收缩裂缝，拌制混凝土时，宜掺入膨胀剂。
③搅拌
混凝土拌合物采用机械搅拌的方式搅拌均匀,搅拌时间不得低于3分钟。
混凝土的每一组份必须采用计量合格的称量工具准确称量，其称量的允许误差：
水泥为±2%，砂子±3%，水及减水剂为±2%。
混凝土的搅拌程序为：
水泥+砂子+石子+减水剂干拌均匀+2/3的用水量拌合+剩余的水搅拌（直至拌合物的和易性满足施工要求）出料。
④灌注
混凝土拌合物易分三次装入,第一次约装入总量的1/2，用插入式振捣器振捣密实；第二次装入混凝土拌合物直至与进料口平齐，再振捣密实；最后填实整个隔板并封口。
每个竖向横隔板、水平联结板的混凝土从加水搅拌起，至灌注完毕不宜超过1.5小时。
在灌注竖向横隔板、水平联结板的同时，应制作混凝土强度试块，以提供终张拉时混凝土强度和弹性模量及28天龄期的强度。
混凝土施工时在昼夜平均气温低于5℃或最低气温低于-3℃的情况下应按冬季施工办理,混凝土入模温度不低于5℃。
⑤拆模及检验
混凝土强度达到设计强度的60%方可拆去模板及横隔板上、下方楔紧用的木块。
若发现混凝土存在外观缺陷时，应及时采用混凝土修补材料进行修补。
若发现混凝土质量有异议时，可采用混凝土强度无损检测技术检验混凝土的强度是否满足设计要求，一旦发现强度不足，应及时采取补救措施。
拆模后，在混凝土表面刷一层养护剂养护。
1.1.8.1.7横向预应力筋张拉
①千斤顶标定
千斤顶、油表、油泵在使用前须进行配套标定。
油压表应选用防振型，油表精度不低于1.5级。
标定试验应在国家二级以上的计量检测单位进行。
配套标定后的有效期为一个月，或不得超过200次张拉作业。
经过标定的千斤顶、油表、油泵必须配套使用。
经过更换配件的张拉千斤顶、压力油表必须重新标定。
②在以上准备工作完成后，进行横向预应力钢绞线张拉，油泵进油要缓慢平稳，到预定张拉吨位后即可回油卸
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