列斜沟大桥32m后张法预应力简支箱梁节段拼装工程施工方案.docx
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列斜沟大桥32m后张法预应力简支箱梁节段拼装工程施工方案
新建铁路
郑州至西安铁路客运专线
ZXZQ05标段
列斜沟大桥32m后张法预应力简支箱梁
节段拼装施工方案
李松
中铁二十三局郑西铁路客运专线工程指挥部三项目部
列斜沟大桥现场管理组
二○○八年一月二十五日
1工程概况
列斜沟大桥位于陕西省潼关县高桥乡和秦东镇交界处，起讫里程为DK346＋378.30～DK346＋651.14，全长272.84m，位于R＝8000m圆曲线上。
孔跨式样为8-32m预应力混凝土简支箱梁，移动造桥机逐孔施工，全桥梁段分节段预制，在移动造桥机上整体拼装，浇筑预制梁段间湿接缝，整体张拉预应力钢束，施工成桥。
32米箱梁共划分7个梁段，两种节段形式，其中两端各1个395cm梁段，中间5个410cm梁段，湿接缝长均为70cm。
箱型简支梁采用单箱单室斜腹板截面、等高度预应力混凝土箱梁，箱梁顶宽13.4m，梁底宽5.5m，悬臂长3.35m。
箱梁顶板厚30cm，底板厚为28cm，腹板厚为45cm，支座处分别加厚至61cm，70cm，105cm。
悬臂端部厚20cm，根部厚65cm。
箱内顶板处设105cm×35cm梗胁，底板处设50cm×30cm梗胁，梁端设有从墩顶进入的进人孔。
由于列斜沟大桥施工现场地形条件复杂，整桥横跨深谷，两岸地形起伏较大，岸坡上有多级黄土陡坎，坎高一般5～10m，个别达15m，在有限场地及操作空间内完成梁场的合理布置、造桥机的组拼安装具有较大难度。
同时，制梁场的布置、箱梁的架设过程中不能影响列斜沟大桥主施工便道的顺畅通行。
经多次现场察看、研究，决定将箱梁预制场布置在列斜沟大桥8#台（西安台）与DK346＋980跨线桥之间的路基上，此段路基工程已基本施工完毕，具备建设梁场的条件。
2建筑材料
混凝土：
梁体采用C50耐久性混凝土，封锚采用C50无收缩混凝土，孔道压浆采用标号不低于M40的纯水泥浆，并掺入阻锈剂。
钢材：
预应力钢绞线采用标准抗拉强度fpk＝1860MPa的高强度低松弛钢绞线，公称直径Φ15.24mm，按《预应力混凝土用钢绞线》（GB5224）标准执行。
锚固体系采用自锚式拉丝体系，张拉设备采用与之配套的机具设备，预制梁段预应力孔道采用橡胶棒抽拔成孔，湿接缝采用金属波纹管成孔。
普通钢筋：
Ⅰ级（Q235）和Ⅱ级（HRB335）钢筋，应符合现行国家标准《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》（GB13013）和《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》（GB1499）规定。
钢板：
钢板采用Q235钢材。
3主要施工内容及工程数量
节段拼装工程主要包括以下施工内容：
列斜沟大桥节段拼装工程施工内容
项目名称
单位
数量
附注
节段预制梁场建设
160吨跨度19.5米大门吊
套
1
梁场提梁及喂梁使用（包含天车、吊具、动力小车等相应配件）
制梁模板
吨
180
包含内模纵移系统及桁架（见摸板图）
制梁台座
个
4
存梁台座
个
4
每个台座存梁4片
M10浆砌片石
m3
100
挖土方
m3
700
填方
m3
450
基地压实
m2
6510
碎石换填
m3
100
龙门吊行走路线
m
172.5
枕木
根
690
间距按50cm布置
道碴
m3
310.5
172.5×3×0.3×2
道钉
个
1380
P43钢轨
m
250
龙门吊走行轨道及天车走行轨道
P25钢轨
m
50
制梁外模板纵移下行道
5吨小卷扬机
台
2
抽拔橡胶棒及模板拆装
10吨小卷扬机
台
2
抽拔橡胶棒及模板拆装
C15混凝土
m3
180
C25混凝土
m3
194
预埋铁件
吨
5
台座底模抗拔加工件及台座存梁道抗裂钢筋
梁场生产
普通梁段
个
40
1＃梁段
个
16
预制混凝土圬工量
吨
6750
架
梁
ZX32造桥机
吨
400
运梁车
台
1
桥机走形系统
套
1
搭建临时墩
吨
70
湿接缝
m
33.6
桥机纵移
m
520m
前移架梁、后移拆卸
混凝土圬工量
吨
920
拼装梁段
个
56
预应力张拉
批次
216
M40压浆
延米
6912
4主要技术指标
1、铁路等级：
客运专线。
2、设计速度目标值：
基础工程满足350km/h；运行速度200km/h及以上。
3、正线数目：
双线，线间距：
5m。
4、轨道类型：
无碴轨道。
5、客运量：
近期2020年最大区段客车对数129对。
远期2030年最大区段客车对数183对。
5施工组织及规划
5.1组织机构
根据列斜沟大桥工程量情况及工期要求，项目部安排由列斜沟大桥节段拼装队负责列斜沟大桥的箱梁预制及架设。
施工队为我23局三公司下属的专业化施工队伍，有丰富的造桥机制、架大跨度预应力简支箱型桥梁工程的施工经验。
施工组织机构见“中铁二十三局郑西铁路客运专线三项目部列斜沟大桥施工组织机构框图”。
5.2队伍配置
根据本项目特点，按照分工明确、突出专业化施工、确保工程质量的原则，投入具有类似工程施工经验的专业化桥梁施工队参加本工程施工，配备具有造桥机施工和管理经验的人员进行施工管理。
劳动力组织如下：
预制场劳动力组织
序号
工种名称
预制场人数
单位
数量
1
龙门吊司机
人
2
2
运梁车司机
人
1
3
吊车司机
人
1
4
装载车司机
人
1
5
修理工
人
1
6
电工
人
2
7
电焊工
人
6
8
钢筋工
人
16
9
模板工
人
16
10
混凝土工
人
18
11
杂工
人
4
12
管理人员
人
4
13
合计
人
72
以上人数均为高峰期作业人员，劳动力分布见“列斜沟大桥节段拼装劳动力动态图”。
中铁二十三局郑西铁路客运专线三项目部列斜沟大桥施工组织机构框图
5.3施工机械设备配置
列斜沟大桥节段拼装拟进场的各种机械设备、数量和时间等详见《列斜沟大桥节段拼装主要施工机械表》。
列斜沟大桥节段拼装拟进场主要施工机械表
机械名称
规格型号
单位
数量
拟进场时间
一、预制梁
1、起吊运输设备
大龙门吊
160-19.5m
台
1
2008.03
电动葫芦
MD10
台
2
2008.03
吊车
16T
台
1
2008.03
2、制梁设备
1号段台座底模
套
1
2008.03
1号段内外模
套
1
2008.03
1号段端模
套
2
2008.03
普通梁段台座底模
套
3
2008.03
普通段内外模
套
2
2008.03
普通段端模
套
6
2008.03
外膜桁架
套
3
2008.03
内模桁架
套
3
2008.03
拖拉小车
套
4
2008.03
外膜拖拉下行道
P25轨
m
50
2008.03
内模拖拉走行纵梁
根
50
2008.03
内模支撑立柱
根
7
2008.03
3、钢筋加工设备
交流电焊机
2X5-40025KW
台
5
2008.02
钢筋弯曲机
CW40100KVA
台
2
2008.02
钢筋切断机
CQ40C1.1KW
台
2
2008.02
4、混凝土施工设备
附着式振动器
2KW
台
16
2008.03
插入式振动器
50mm
根
10
2008.02
5、综合类设备
发电机
DF8383KW
台
1
2008.03
卷扬机
JS-22t
台
2
2008.03
二、造桥设备
1、造桥机
双线造桥机
ZX32-Ⅰ
套
1
2008.04
2、起重运输设备
运梁车
160t
台
1
2008.04
混凝土运输平车
台
2
2008.04
电动卷扬机
JM3
台
2
2008.04
汽车起重机
50t
台
2
2008.04
3、张拉压浆设备
真空压浆设备
套
1
2008.05
张拉千斤顶
YCW250
台
4
2008.05
电动油泵
ZB4-500
台
6
2008.05
单束张拉千斤顶
YC20
台
2
2008.05
液压千斤顶
QLG-100
台
8
2008.05
4、梁段调位装置
液压千斤顶
QLG-60
台
10
2008.05
液压千斤顶
QLG-32
台
6
2008.05
双坐标液压千斤顶
HYG-50FG
台
8
2008.05
螺旋式千斤顶
5t
台
16
2008.05
5、小型起重设备
倒链滑车
10t
台
4
2008.05
倒链滑车
5t
台
6
2008.05
倒链滑车
3t
台
6
2008.05
倒链滑车
1t
台
30
2008.05
滑轮
5t
个
16
2008.05
滑轮组
H3D32
个
10
2008.05
滑轮组
H5D50
个
10
2008.05
卸扣
10t
个
20
2008.05
卸扣
30t
个
20
2008.05
卸扣
50t
个
20
2008.05
电动葫芦
5t/10t
台
10/8
2008.05
6、混凝土浇筑设备
平板式振动器
0.8KW
台
5
2008.03
平板式振动器
0.5KW
台
10
2008.03
插入式振捣棒
30mm
根
4
2008.03
插入式振捣棒
50mm
根
5
2008.03
32m箱梁湿接缝模板
1
2008.03
7、其它
橡胶电缆
50mm
m
400
2008.02
钢轨
43kg/m
m
600
2008.01
枕木
根
500
2008.01
5.4大临设施布置
5.4.1施工进场便道布置
梁场布置在列斜沟大桥8#台（西安台）与DK346+980跨线桥之间的路基上，紧邻8#台处的主施工便道。
5.4.2施工及生活用水
由于制梁的混凝土及湿接缝混凝土，采用潼洛川隧道2#斜井处无渣轨道拌合站的商品混凝土，所以整个施工用水很小，主要用水集中在压浆、养护及生活用水。
为此在场地范围内安置一个容积10方的水箱，配置水管、水龙头若干及两个水泵，从当地灌溉水井抽取深井地下水，完成蓄水及供水工作。
5.4.3施工用电
利用列斜沟大桥现场已有的500KVA的变压器供电，在8#台的西侧预制梁场范围内设置配电室一座，从变压器引电到配电室，供生产使用。
同时配置一台83KW柴油内燃发电机组以供突然停电或电力供应不足时应急使用。
5.4.4施工通讯及网络
为保证本工程通讯畅通，调度、安全防护员、配对讲机。
所在地区属无线网络服务区，手机可直接用于通信联络。
所有管理人员均配置手机，以保证对内对外的通讯联络。
5.4.5临时生活驻地
考虑到便于施工以及列斜沟大桥特殊的地理位置及地形地貌，所以节段拼装队的生活区主要集中在梁场西侧，与DK346＋980跨线桥相邻。
5.4.6钢筋仓库及加工车间等设施建设
钢筋仓库及钢筋加工等设施设在梁场与生活区中间，紧邻梁场西侧。
5.5主要材料供应计划
5.5.1供应原则
1、超前计划及均衡生产原则
根据工程施工进度计划，按资源供应能力和需求，做到超前计划，按时供应，强调保障，避免过多储存和供不应求，材料分批进场，短期储存，略有富余。
2、把好材料质量关原则
所有材料的供应厂家的选定，均必须通过对材料进行质量检验并确认合格后方可签订供货合同。
材料进场必须经过工地检验合格，并经标识后，方可投入使用。
保证不因不合格材料进场不能使用，耽误施工进度。
3、计划明确及职责明确原则
材料供应由项目部物资科负责调查、采购和管理，现场管理组实验员负责取样、送检，材料员根据施工需要报材料需求计划，技术主管审核后交物资科负责供应。
主要材料需求量
项目
单位
全桥数量
C50预制混凝土
m3
2263.2
C50无收缩混凝土
m3
3.2
C50现浇混凝土
m3
308
M40水泥砂浆
m3
45.6
钢
筋
Q235
30
kg
871.80
20
kg
307.68
16
kg
3072.9
8
kg
13139.76
HRB335
25
kg
42819.20
20
kg
71177.60
18
kg
43718.40
16
kg
130472.80
12
kg
141800.00
10
kg
3001.60
预应力钢束总重量
kg
80008.00
锚
具
群锚M15-12锚具（含螺旋筋、垫板）
套
77
群锚M15-12P锚具（含螺旋筋、垫板）
套
77
群锚M15-9锚具（含螺旋筋、垫板）
套
128
群锚M15-9P锚具（含螺旋筋、垫板）
套
128
波
纹
管
内径φ90mm
m
2819.2
内径φ80mm
m
4111.2
支
座
KTPZ-Ⅳ-6000GD盆式橡胶支座
个
8
KTPZ-Ⅳ-6000DX盆式橡胶支座
个
8
KTPZ-Ⅳ-6000HX盆式橡胶支座
个
8
KTPZ-Ⅳ-6000ZX盆式橡胶支座
个
8
5.5.2采购方式
本工程所使用的主要材料，除业主招标指定供应的除外，将由项目部物资设备科统一组织采购。
混凝土使用23局第六梁枕厂的商品混凝土，运距约8km。
5.6工期安排
根据造桥机架梁周期统计，并结合本工程特点，计划工期如下：
1、梁场及生活区建设：
2008.03.01～2008.04.15，计46天。
2、大龙门吊进场安装：
2008.03.25～2008.04.20，计27天。
3、箱梁模板进场安装调试：
2008.04.01～2008.04.20，计20天。
4、钢筋加工及其他准备：
2008.04.01～2008.04.20，计20天。
5、首片梁段预制：
2008.04.21～2008.04.25，计5天。
6、一孔梁段预制：
2008.04.21～2008.05.10，计20天。
7、造桥机进场安装：
2008.05.01～2008.05.25，计25天。
8、首孔（第8孔）梁架设：
2008.05.26～2008.06.10，计16天。
9、剩余梁（第7孔至第1孔）架设：
2008.06.11～2008.09.30，计111天。
施工进度计划见“列斜沟大桥32m简支箱梁节段拼装施工进度横道图”。
6施工方案
6.1梁场建设
列斜沟大桥箱梁预制场布置在列斜沟大桥8#台（西安台）与DK346＋980跨线桥之间的路基上，此段路基工程已基本施工完毕，具备建设梁场的条件，梁场布局见《列斜沟大桥32m简支箱梁节段拼装预制梁场平面布置图》
整个梁场占地面积约6510m²（21.7×300m），共设4个制梁台座，4个存梁台座。
配一台160吨大龙门吊用于提梁及移梁，见《梁场大龙门吊示意图》。
其中2#至4#台座为普通段（设计②号梁段）预制台座，1#台座为①号梁段预制台座。
3#、4#台座共用一套内模和外模；2#台座和4#台座各自独立使用一套模板。
存梁台座及制梁台座，采用条形基础下设扩大基础。
梁场范围内所有基础用装载平整、压路机碾压密实，地基（路基：
水泥土挤密桩处理地基，上铺筑水泥稳定土垫层）承载力达到设计要求。
对于大龙门吊轨道基础，处在挖方区时地基夯实上铺道碴和枕木及钢轨即可；对于回填区的大龙门吊下部基础需换填碎石并夯实。
整个预制场地面用C25的混凝土硬化10cm，台座基础附近带1％的横坡，考虑整个场地的流水、汇水及排水，延路基两侧设0.5％纵坡的流水渠。
将集水沿流水渠排往主施工便道便沟，再排往列斜沟沟底河道。
6.2梁段生产
节段预制梁段采用短线法生产。
该方法的优点在于占地面积小，操作简易，受地形限制相对较小，梁场布置相对比较方便，台座和模板的利用率较高。
本工程简支梁的梁段采用短线法预制，单个标准梁段生产周期见《标准梁段生产周期表》。
《列斜沟大桥32m简支箱梁节段拼装预制梁场平面布置图》
标准梁段生产周期表
施工步骤
所需时间
备注
合计
清理底模、端模
2.5h
105h
底板腹板钢筋
10h
橡胶棒安装
3h
内模板安装调
5h
外模板安装调
5h
顶板钢筋绑扎
6h
顶板端模
5h
混凝土浇筑
5h
混凝土养护
24h
拆除模板
3.5h
吊梁前等强养护
36h
6.3梁段预制施工方案
施工工艺流程详见“32m简支箱梁节段拼装梁段预制工艺流程框图”。
6.3.1台座布置
本工程预制梁段数量56个、预制场地按纵列式进行布置。
场地长300m，宽21.7m，总面积为6510m2。
场地共分为原材料区、钢筋加工区、大型机具存放区、制梁区、存梁区、造桥机拼装区、办公区和住房区等。
设置了１个跨度19.5m、起重160吨的大龙门吊，４个梁段预制台座，4个存梁台座，总共能存放16个梁段。
6.3.2模板体系
箱梁模板由底模、外侧模、内模、端模及相互连接体系等组成，模板采用钢制模板，见《制梁台座立面图》和《①梁段内模构造示意图》。
底模焊接在台座预埋件上，台座用C25混凝土浇筑而成，80cm高条形基础加厚度50cm的扩大基础。
由于底板拟采用直接浇筑，插入式振捣棒可直接振捣，底板浇筑完成后压盖木板防止翻浆。
外侧模采用整体式大块钢模板，模板有足够的强度、刚度能满足梁体轮廓尺寸和平整度的精度要求。
底部采用直径32的螺纹钢与底模对拉固定，在外模的下侧各有两个10吨机械顶，起外模支撑和调节作用。
外模下设拖拉小车，制梁时机械顶顶起外模,外模与小车脱离,脱模时放开外模与底模处连接,外模落到小车上,横移至下一个制梁台座。
32m简支箱梁节段拼装梁段预制工艺流程框图
梁场大龙门吊示意图
①梁段内模构造示意图
内模采用整体式大块钢模板，支承在纵梁滑道上，可在纵梁滑道上移动。
滑道立柱采用工字钢组焊件，底部与台座之间用混凝土连接固定，立柱上端与纵梁连接处设调节丝杠，用丝杠调节内模高度或脱开内模，内模内设内模支撑桁架，配有调节丝杠可解决内模支承、内模的侧面腹板旋转及脱模问题。
制梁时内模拖拉至制梁位置，用立柱丝杠及内模桁架丝杠调节好内模线形，连接内模与端模。
脱摸时首先去除内模与端模的连接,利用内模桁架的收缩丝杠，收缩内模腹板位置，内模腹板收起后，利用立柱丝杠使内膜与梁体完全脱离。
利用内模桁架上的走形轮，拖拉整个内膜到下一个至梁台座。
为保证梁体外形尺寸的精度，采用端模包侧、内模，底模包端模的方式，端模为一整体加强钢模，保证强度与刚度，端模上留有钢筋及橡胶棒预留孔。
6.3.3钢筋绑扎和拼装模板
钢筋绑扎顺序：
首先固定底模、和端模，以及腹板钢筋支撑脚手架，调节底板、腹板及梁高等尺寸，腹板角度、底模平整度达到要求。
然后绑扎底板和腹板钢筋，焊好定位网片，穿入橡胶棒，滑入内模和外膜，正确固定连接合理。
最后绑扎顶板及挡碴墙钢筋。
由于梁段摆放到造桥机上以后，梁段间距较小，因此在梁段两端凿毛后，湿接头的蹬筋、箍筋应预先挂在梁段端头并固定好。
6.3.4混凝土浇筑
箱梁混凝土采取泵送方式入模，按底板→腹板→顶板的顺序浇筑。
底板采用直接浇筑、振捣容易。
腹板采用两侧对称分层浇筑，混凝土浇筑时应加强振捣，底、顶板保证四个、腹板一侧保证2个振捣棒同时运作。
混凝土振捣：
底板、顶板、腹板混凝土采用插入式振捣器振捣，腹板外模上安装附着式高频振动器配合插入式振动器振捣。
在混凝土振捣时根据实际情况控制振捣时间和振捣强度确保混凝土施工的内实外美。
顶板采用平板式振动器沿横桥向进行初收光，后搭设平台人工进行顶面收光，以此保证梁体顶面平整度达到规范要求。
混凝土养护：
梁体夏季采用塑料薄膜覆盖洒水自然养护。
梁体冬季养护采用蓬布和火炉养护，蓬布遮盖连成一个整体养护罩，顶部用重物压住，四周用绳捆住固定，梁段内生火炉，炉上坐上装满水的铁锅，利用火炉烧水产生的水蒸气来保证养护罩内的温度和湿度。
6.3.5预应力孔道成形
预应力孔道采用抽拔橡胶棒成形。
橡胶棒弹性韧性均较好，为增加其刚度在其中间环节穿入ф28钢筋芯棒。
当混凝土强度达到4～8MPa时为抽拔橡胶棒最佳时间，抽拔太早孔道不光滑摩阻大、易坍孔，太晚则橡胶棒易损坏。
抽拔橡胶棒采用卷扬机为动力，用特制夹头夹住橡胶棒头部。
由于台座间距较小，应充分考虑梁段预制顺序对抽拔橡胶棒的干扰和影响。
6.3.6模板拆除
混凝土强度达设计强度的50%后方可拆除内、外模板，不承重部分模板可在此前拆除。
内、外模拆除后及时拆除端模，凿毛梁端。
6.3.7梁段起吊移存
当梁段强度达到可移梁强度后，用160吨大龙门吊将梁段提起，放到指定位置的存梁台座，做好梁段编号及存放位置记录工作。
6.4节段预制梁段线形的控制
1、台座基础采用C25混凝土浇筑，80cm厚条形基础加50cm扩大基础，基底用碎石换填，底模板安装时调平后与基础内预埋加工件焊接。
2、预制台座底板平整度、台座中心线在台座安装过程中利用水准仪及经纬仪控制。
3、为了控制台座的沉降量和非弹性变形，台座地基及基础必须坚实、整体连续，地基的承载力不小于0.15MPa，台座周围应布置排水沟，防止台座被水浸泡沉降。
4、对台座的沉降量进行观测，观测基准点设在列斜沟大桥8＃桥台混凝土顶面。
5、为保证箱型梁的外观质量、增加模板的倒用次数，内外模板均采用钢模板。
6、模板结构具有足够的刚度、强度和稳定性，在承受新浇筑混凝土的重力、侧压力及施工中可能产生的各项荷载时，能保证梁体各部位设计形状、尺寸和相互间位置正确。
为防止浇筑和振捣混凝土时模板产生超过允许范围的变形，模板面板取8mm、主肋为16的工字钢、辅肋用14的槽钢。
7、模板设计考虑起吊能力，震动器安装，拆装方便等诸多因素。
8、制造钢模时严格控制截面尺寸及长度、模板接缝平顺，边缘经过洗边处理，模板表面平整，转角光滑，连接孔位置准确。
9、制造时设置平台，平台置于坚实的基础上，以保证在制造过程中不致于走样，平台面经过仔细抄平，其误差在2mm以下。
10、焊接时，模板安装要正直，以保证模板在焊接过程中不走样。
11、模板面板间的接缝设计为4mm的子母口，密贴5mm的橡胶皮，法兰板之间用螺栓连接，对其接口压死胶皮，保证混凝土施工时不漏浆。
6.5架梁总体施工方案
ZX32型造桥机性能参数
序号
名称
单位
技术参数
1
型 号
ZX32
2
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