桥梁转体施工方案

转体施工方案新建铁路沪杭甬客运专线上海至杭州段(88+160+88)m自锚上承式拱桥目录工程概况自然条件临时设施施工工序主要施工方法承台施工方案主拱施工方案连续梁施工方案支架拆除方案转体施工方案拱桥的合拢施工监控施工工期安排工程概况结构介绍跨高速公路特大桥在铁路里程DK59+075.555～DK59+413.555设计为88m+160m+88m自锚上承式拱桥，其中主跨跨越沪杭高速公路主线，沪杭高速公路与沪杭客专轴线夹角为33°，沪杭高速公路目前已拓宽为双向八车道，路肩正宽41.5m，边坡1：1.5，净高要求5.5m，交通十分繁忙。⑴桩基础在高速公路两侧设置2个主墩，每个主墩采用18根φ200cm钻孔桩,桩长为129m，顺桥7排，横桥向5排。⑵承台承台设计为平面尺寸19.1m（顺桥向）×22.9m（横桥向）×6.5m，为尽量避开高速公路的边坡，承台四角作切角处理，切角尺寸为2.25m（顺桥向）×4.2m（横桥向）。⑶拱肋拱肋采用抛物线线形，矢跨比为1/6，边、中跨拱肋跨中截面高4.0m，边、中跨拱肋拱脚处截面高6.0m。主拱截面采用单箱单室箱形截面，顶板宽7.5m，顶、底板及腹板厚度均采用60cm，拱脚处局部加厚。边拱在主拱的端部、拱脚、拱上立柱等处各设相应厚度的横隔板。中拱主拱的拱脚、拱上立柱、中合龙等处各设相应厚度的横隔板。⑷拱上立柱拱上立柱均采用矩形实体截面。拱脚上立柱纵向厚度为2.0m，两边拱肋立柱纵向厚度为1.8m。上部采用花瓶形状，横向宽度由5.5m过度到7.5m。⑸拱上连续梁拱上连续梁计算跨度为（20+22+22+20）m，为配合拱肋曲线景观需要，边跨支点梁高为4.5m，跨中梁高为3m。拱上连续梁共设置5道横隔板，在对应支点位置处设置。拱上连续梁采用先简支后连续的施工方法。⑹系杆自锚式拱桥主要通过设置水平系杆来平衡主拱推力。系杆分临时系杆及永久系杆，是该桥的重要受力结构，采用高强度、低松弛钢绞线。临时、永久系杆均为体外预应力形式，临时索采用直索布置，永久系杆部分在梁端做平弯处理，在拱肋端部锚固。自然条件2.1地形地貌本桥处地势平坦，起伏不大，局部地段显著低洼。小里程侧有东官塘河道，河面沿线路方向宽度约70m。2.2地质条件根据目前提供的资料，桥址处地层相对单一，主要由粉质粘土、粉土、粉砂、淤泥质粉质粘土、淤泥质粘土、细沙、粉细砂、砾砂构成。软土厚度一般10～25m、埋深3～35m，软土强度指标低，压缩性高。临时设施3.1施工用电施工用电来源于华东电网，在沪杭高速公路两侧各设置500KVA变压器2座，桩基础完成后拆除3台，保留1台500KVA变压器供应承台和梁部施工用电。施工便道铁路大里程侧由善新公路引入施工便道，便道宽度6.5m，同时便道延伸从沪杭高速公路跨东官塘的简支梁桥下穿过，桥下下挖120cm,宽度5.5m下挖后换填40cm,再浇注20cm厚钢筋混凝土路面，桥下便道两侧设计30cm厚混凝土挡墙。小里程侧由DK58+600处地方乡村道路引入施工便道，其中需要架设施工便桥2座，共合计160延米。施工便道采用整体填筑80cm厚宕碴+10cm碎石+25cmC30混凝土。便桥采用便桥采用φ600钢管桩作为基础，壁厚为8mm，桩长为9～12m，每个墩采用双钢管桩结构，两根钢管桩间用［14槽钢钢作剪刀撑。桩顶横桥向布置长6.0m的双I36a或I40a工字钢作垫梁，横梁上再搭设纵梁，每跨设3根I36a工字钢作为纵梁。横梁与桩顶，横梁与纵梁均需焊接牢固。纵梁上满铺长6.0m长的I32a工字钢间距30cm,其上在满铺6mm厚钢板作桥面系。便桥栏杆直接焊接在纵梁上，栏杆高1.2m，竖杆与横杆均采用∠63×63×8㎜角钢，竖杆每5m一道。3.3施工用水钻孔桩造浆用水取东官塘河水。施工工序4.1总体施工顺序⑴基础部分桩基施工→基坑围护结构施工→下承台施工→球铰安装→上承台施工→拱座施工⑵拱梁施工地基处理→搭设支架→预压→分节段支架现浇拱肋→浇注拱上立柱→搭设拱上支架→逐孔浇注拱上简支梁→张拉临时系杆及其它预应力索→拆除拱肋、拱上支架→现浇连续梁湿接缝（简支变连续）→转体准备→正式转体→平转到位→封铰→支架现浇边跨并合拢→中跨合拢→张拉永久系杆，拆除临时系杆→桥面附属施工工序衔接⑴主墩桩基础施工期间同时安排支架地基处理，基本同步完成。⑵承台基坑围护结构施工期间搭设基坑范围以外的现浇拱肋支架。⑶承台、转盘结构、拱座和基坑范围以外的拱肋现浇同步进行施工,最后在拱座部位合拢拱肋。⑷完成拱肋施工后进入拱上结构的施工。钻孔桩施工情况5.1.1施工设备选择根据本工程孔径较大（Φ2.0m），钻孔深（最大孔深139m）的特点，结合地质勘测报告，每墩选用中坚机械厂生产的ZJD-300型全液压自动凿岩钻机3台、GPS-20钻机1台共计4台钻机投入本桥施工，GPS-20钻机采用正循环施工工艺主要负责桩基30～50m范围内引孔造浆，ZJD-300型钻机钻孔工艺采用气举反循环。主要施工方法超深超大直径桩的质量控制措施⑴气举施工控制为提高钻进效率，每台钻机配备2根风包钻杆。第一个风包加设在配重上端约40m左右，随着孔深的增加，在60m的位置加设第二个风包钻杆，空压机的能力能够继续使用第一个风包钻进至100m的孔深位置；此时第二个风包已埋入泥浆中40m，反循环系统已经能够正常工作，空压机的能力可以使用满足第二个风包钻进至140m的孔深位置，缩短了单孔作业的辅助时间。⑵钻孔垂直度控制一方面在开孔时用水平尺四方校正钻盘，保持水平、交接班时每班都用水平尺进行检查，发现倾斜立即纠正；另一方面采用大配重减压钻进。在钻头的后部增加重量为15t钢质圆柱配重，加之主机自重35t，每节钻杆重量1t左右，能确保钻进中始终采取重锤导向，同时采取减压、中低速钻进，始终让加在孔底的钻压在钻具总重的50%左右。⑶孔型检测为能真实的反映成孔质量，同时为混凝土灌注提供有效的参考数据确保桩基施工质量，采用由上海生产的孔型检测仪进行孔型检测。该仪器的原理类似于桩基成桩后超声波检测，主要是将一个伞状设备放入孔底，由专用卷扬机匀速提升该设备，可以每5～10cm检测一个断面，然后由超声波将检测结果通过程序处理后直接反映在电脑上，孔型有关数据一目了然。⑶孔型检测⑷钢筋笼的孔口连接⑷钢筋笼的孔口连接钢筋笼制作之前，先进行主筋滚轧直螺纹加工。钢筋笼在自制的专用胎具上按照下放顺序预制并逐节拼装，全部加工完成后拆分并做好标记。钢筋笼孔口对接时按照编号对准位置后旋上滚轧螺纹接头，并用测力扳手检测，确保拧紧力矩不小于320N.m。目前进展情况目前330#墩完成10根桩的灌注施工；331#墩完成7根桩的灌注施工。承台组成承台分上下两层，上层尺寸：顺桥向×横桥向×厚度为19.1m×22.9m×2.2m；下层尺寸：顺桥向×横桥向×厚度为19.1m×22.9m×3.5m。上下承台中间有0.8m的平转空间。上层承台转体前浇注最大尺寸：顺桥向×横桥向×厚度为13.0m×14.0m×2.2m。承台与高速公路的平面关系见图(CAD)：承台施工方案围堰施工方案6.2.1围堰方式的选择原地面标高2.1m，设计承台底标高-7.536m，基坑封底混凝土1.5m厚，基坑底标高-7.936m，开挖深度11.2m。下承台浇注3.5m，下转盘顶面至原地面高度接近6.5m。基于以上情况考虑转体施工基坑顶面6.5m范围内无法设置内支撑，根据7月1日专家研讨会意见，基坑防护计划采用双璧钢套箱围堰。钢套箱的设计圆型双壁钢围堰内径30.0m，外径32.8m，套箱总高度12.0m，套箱箱内外壁之间相距1.4m，钢套箱高12.0m。根据现场起吊和运输能力可对吊箱每节进行分块，沿圆周方向按角度36°分块，每节分10块，以便钢吊箱的吊装、运输、和拼组。预先在厂家分块加工，到现场后拼装，第一节高4.0m，第二节高3.8m，第三节高4.2m。拼装后填充C30混凝土，共分三次下沉到位。见下图舱块线环舱劲内外壁板采用δ＝8mm钢板，内外壁板上都设有水平环板（截面220×12mm）每道水平环板上都焊有补强板（120×12mm），水平环板的间距分布为450mm、500mm、600mm、700mm、800mm和1000mm，每两道水平环板之间设置一道水平加劲角钢，壁板水平加劲角钢采用∠90×56×7mm；内外壁板圆圆周方向每隔1°设置一道竖向加劲角钢，角钢采用∠75×75×6mm；沿圆周方向每隔36°设置一道隔舱板，厚度δ＝6mm；在隔舱板上设有水平和竖向加劲肋，采用角钢∠75×75×6mm；每道水平环板的内外环板之间设置一道水平斜撑，采用∠90×56×7mm。仞角坡度为1：1.07，仞角内部分壁板厚度为12mm，仞角内壁板上设有水平和竖向加劲角钢，仞角区域内设有一道水平撑（∠90×56×7mm）。套箱在下沉前首先在仞角区域（1.5m范围内）填充混凝土，待混凝土达到一定强度后开始挖土下沉。钢套箱的加工⑴钢套箱的钢材为Q235B钢，从正规厂家进货，保证机械性能和化学成分。钢板下料应采用剪板机或自动切割。套箱的加工制造选择有资质和经验的正规厂家，应先进行试安装，经检查合格后，再出厂。加工时应足够考虑好分块拼装接缝线的焊接方便、可靠。⑵壁板与隔舱板之间的焊缝要求水密性好，焊缝应进行水密性检查。各单元（分段）在胎架上制造，各部分制造误差≤±5mm，平面尺寸误差≤±5cm；内空尺寸误差≤±3cm；对角线误差≤±10cm；底板预留孔误差≤±1cm，各相邻节段分界线吻合，没有不一致的变形。拼板焊缝反面扣槽焊接，对接焊缝要保证焊透（一级焊缝）。根据《钢结构工程及验收规范》进行检查验收，并提供焊接工艺质量检查报告。⑶钢套箱水平环板与水平角钢采用连续双侧角焊与壁板焊接，焊缝高度7mm，水平环板与水平角钢连续，水平环板与隔舱板交接处在隔舱板上开槽处理，水平角钢与隔舱板交界处可断开，水平环板加劲板与水平环板焊接同样采用连续焊缝。⑷加劲角钢与壁板之间采用连续双侧角焊，焊缝高度6mm，竖向角钢与水平环板和水平角钢相交处断开，并且端头与环板和水平角钢焊接相连；隔舱板与壁板采用连续双侧角焊，隔舱板竖向加劲肋连续，水平加劲肋断开，焊缝高度均为6mm。隔舱板与壁板采用连续双侧角焊，隔舱板竖向加劲肋连续，水平加劲肋断开，焊缝高度均为6mm。⑸焊接前应进行工艺评定，按工艺评定报告确定焊接工艺。焊接工艺评定，应根据《铁路钢桥制造规范》的规定进行。钢套箱组拼、下沉⑴移除钻机，清理场地。⑵刃脚按顺序装车，运到承台边，汽车吊吊装。拼装前按照分块加工的编号确定每一块模的位置。⑶认真测量墩位中心线方位，自墩位中心线开始向两侧拼装钢套箱刃脚，上紧连接角钢上的连接螺栓后再将其拼接缝的上缘通长焊接。为杜绝漏水，在各接头处，须加装止水密封胶条。⑷浇注刃脚内混凝土后，在按照拼装刃脚的方法拼装第一节套箱