跨沈大高速公路1-71.5m系杆拱施工方案.doc

目 录1方案概述11.1编制依据11.2工程概况11.3水文地质特征11.4主要技术指标及结构特征21.5现场施工条件22. 施工准备32.1技术准备32.2组织机构及主要人员配置32.3主要机械设备、材料配备42.4施工进度计划53. 基础及墩身施工方案54. 系杆拱施工方案84.1方案简述84.2主要施工难点84.3 施工工艺流程84.4 施工工艺要点105主要工序施工质量控制方法及要求355.1设置预拱度355.2模板制作与安装365.3钢筋加工与安装365.4预应力束安装375.5混凝土施工375.6预应力筋张拉395.7预应力孔道压浆415.8施工监控426质量保证措施436.1组织保证436.2 材料、机械设备保证446.3质量管理保证456.4测量、试验检测保证456.5施工技术保证466.6冬季混凝土养护方案467. 安全保证措施467.1 安全目标467.2 安全防护措施467.3 交通安全组织措施538. 应急预案558.1施工风险分析558.2突发性灾害应急救援组织机构与管理职责568.3抢险应急救援措施588.4事故处理程序639. 施工环保水保措施649.1组织措施649.2防止大气污染措施649.3防止水污染措施659.4防止施工噪声污染措施659.5防止光污染措施659.6其它污染防治措施6610.文明施工措施6711.附图：系杆拱施工平面布置图、施工步骤图及交通疏导图68跨沈大高速公路1-71.5m系杆拱施工方案1方案概述1.1编制依据1.1.1沈阳铁路局营业线施工安全管理细化办法（沈铁运201337号）1.1.2铁路工务安全规则1.1.3营业线铁路安全事故应急救援条例1.1.4建设工程安全生产管理条例1.1.5铁路工程施工安全技术规程1.1.6国家和铁道部及相关部委颁布的现行法律法规、客货共线铁路施工技术指南（规范）和验标、有关方针政策和规章制度等1.1.7铁路桥涵工程施工安全技术规程 TB10303-20091.1.8辽宁省高速公路管理条例1.1.9东北东部通道大连铁路枢纽施工设计图纸1.1.10施工现场调查所收集资料1.2工程概况跨沈大高速公路1-71.5m系杆拱桥位于大连市甘井子区境内，属于前关特大桥中，跨度最大的一孔，桥址所在地貌单元为剥蚀丘陵，地势略有起伏。本桥为下钻哈大高速铁路和上跨沈大高速公路而设，线路在DK22+425.1与哈大高铁交叉，交角10750，在DK22+466与既有沈大高速公路（高速公路设计里程K346+800，公路管理桩号K1472+960），交角10940。交叉点距离沈大高速公路收费站约1.4km，丹大铁路为引入金州站，此处采用系杆拱桥型下钻哈大高速铁路同时上跨沈大高速公路，在沈大高速公路与哈大高速铁路之间立墩。既有沈大高速公路为双向8车道加紧急停车带和中央分隔带，其路幅总宽度为40.5米，沥青混凝土路面，平时车流量很大，交通繁忙。桥下净空7.0m，可满足桥下限界及预应力混凝土箱梁现浇法施工所需工作空间。1.3水文地质特征桥址区地层为第四系全新统人工堆积层 (Q4ml)素填土及第四系坡残积层(Q3dl+el)下伏震旦系中统(Z42)石灰岩。桥址区无大的地表水系，勘探期间未见地下水，如地质补充钻探发现地下水，则应检验其对混凝土是否有侵蚀作用。地震峰值加速度为0.15g（地震基本力度度），反应谱特征周期Tg=0.35s，场地类别为类；最大冻结深度0.93m。1.4主要技术指标及结构特征本线正线为双线客货共线铁路，本桥段线路设计速度目标值采用120km/h本桥线路位于曲线上，本桥线间距均为4.40m-4.41m铺设无缝线路，钢轨60kg/m本桥采用有碴轨道， 轨底至梁顶计算高度为0.7m设计荷载：“中-活载”系杆拱构造特点：梁全长73.75m，计算跨度71.5m，两道钢管拱采用双曲线，上、下排矢跨比分别为2:11、1:5，系梁采用单箱三室预应力混凝土箱型截面，梁高2.5m。基础形式为15根1.5m群桩基础，桩长未定，承台为二级承台。15#、16#墩承台尺寸相同，一级承台尺寸为10.6172.5m，二级承台尺寸为6.614.81.5m，15#墩身高度7m，16#墩身高度8.5m。1.5现场施工条件系杆拱小里程侧桥墩由后盐车市东北侧山包引入，最小曲线半径600m，从永达驾校穿过，线路穿过高铁移动基站，系杆拱支撑墩15#墩有部分基础位于高铁基站围墙内，须要还建拆除后才能施工（目前已还建拆除）。系杆拱支撑墩16#墩位于沈大高速公路去往沈阳方向右侧的绿化带内，须要拆除部分防护栅栏才能进入施工（目前已拆除施工），防护栅栏外有乡村道路可做施工便道使用。15#墩墩身几乎完全位于哈大高铁梁面下方，小里程侧拱脚位置最高点与哈大高铁梁底最近处高差为5.85m，最下一节钢管端部从既有哈大高铁梁部人行道护栏下方进入到桥梁中心0.79m。15#墩承台角距离既有哈大高铁68#桥墩基础最近距离为3.48m，距离既有哈大高铁67#桥墩基础最近距离为1.94m，15#墩位置原地面距离既有哈大高铁梁底高差为20m。15#墩承台边角侵入高速公路边界栅栏约4.2m，墩身不侵占防护栅栏，在桥墩基础施工完成后恢复。两侧主桥墩基础施工时将破坏既有路基排水沟，施工完成后恢复，对沈大高速公路路基边坡不造成影响。2. 施工准备2.1技术准备2.1.1 技术准备图纸会审：总工程师主持，组织工程部、安质部、架子队技术室、专业工程师熟悉图纸及设计资料，准确理解设计意图，并到现场复核，发现问题及时上报有关单位。做好技术交底：开工前，由项目经理部进行技术交底，然后对本工程控制点，水准点进行复测、加密，并报监理。随后完成导线点布设，并书面向工班进行交底。2.1.2 建立控制网测量为保证测量精度，项目经理部对整个合同段控制点采用GPS全球定位系统，进行定位测量。工区组织测量班在开工前完成导线网的布设，配合项目经理部完成导线控制点的复测，对各导线点认真做好防护、记录、计算。2.1.3工程试验本工程试验工作由中心试验室直接完成，中心试验室的建设已经完成，试验人员已全部到位，并做好了相应的分工，且开始了前期试验工作；各类试验设备已进场到位，安装调试完毕，并且通过了计量检验评定和丹大公司工作条件确认。2.1.4安全培训计划对全体参建人员进行施工技术、质量、安全防护等培训。2.2组织机构及主要人员配置施工现场成立以分部经理为总负责的组织机构，下设1个架子队及2个作业班组。分部主要负责管区内的构造物及跨沈大高速公路系杆拱的施工组织指挥，与项目经理部、地方政府及地方管理机构的业务来往，统筹工班之间的设备、人员、材料等调配，负责主要施工方案的制定。由架子一队负责本桥的基础及下部构造具体施工，分部负责协调各方资源、统筹管理。每个班组施工要服从分部及架子队的施工管理，服从整体施工安排，服从各项检查程序。根据施工工期和主要工程进度计划要求，人员配置情况见下表。施工任务划分及人员配置表作业工班施工项目作业工班施工人数主要施工任务桥梁一工班现浇箱梁支架工班10负责脚手架及钢管柱安装施工 模板工班20负责内模、外模的加工、安装钢筋加工班40负责钢筋加工安装普工10负责配合各工班混凝土工班15负责混凝土的浇筑施工预应力工班10负责预应力筋张拉、注浆及封锚桥梁二工班系杆拱拼装吊装工班15负责吊装施工焊接工班10负责拱肋及横撑的焊接混凝土工班10负责混凝土的浇注施工预应力工班10负责吊杆张拉施工合计1502.3主要机械设备、材料配备主要机械设备、材料配备表序号设备名称规格型号数量备注1挖掘机PC2302台2电焊机BX31520台3钢筋调直机2台4木工机具5套5汽车吊25t2台6汽车吊50t2台7插入式振捣棒ZX5020套8拖式混凝土输送泵2台9砼输送泵车1台10砼运输车8m35台11支墩216m12贝雷片3m/节792片连接片配套13碗扣支架40t14I40b工字钢12m14.7t15I25工字钢12m42.1t16底模和侧模全桥配置1套含侧模支撑17内模方木8cm*6cm*6m2500根18木胶板1.22*2.44*0.0152000块2.4施工进度计划2.4.1总工期计划：2015年1月10日-2015年8月10日，合计7个月。2.4.2箱梁施工计划两主墩基础及墩身施工：2015年1月10日-2015年3月20日钢管及贝雷梁支架搭设及预压：2015年3月1日-2015年4月10日箱梁混凝土浇筑及预应力张拉：2015年4月11日-2015年5月30日2.4.3钢管拱施工计划拱肋加工及预拼：2015年2月21日-2015年5月20日拱肋安装及砼浇筑：2015年6月1日-2015年6月30日吊杆安装及张拉：2015年7月1日2015年7月30日桥面系施工：2015年7月21日2015年8月10日3. 基础及墩身施工方案本系杆拱桥两主墩采用桩基承台基础，墩身为圆端型桥墩，16#桥墩位于沈大高速公路东侧绿化带内，场地较平整，已于2014年11月21日开始施工。因15#桥墩位于哈大高铁桥梁下方，高度受限，且场地狭小，施工难度大，且受哈大高铁通信基站拆迁影响，桩基施工2015年1月12日才开始，同时要对哈大高铁金州湾1号特大桥68#、69#墩进行沉降观测，故将其施工时间视为关键线路施工时间。采用旋挖钻进行桩基施工，根据现场施工条件，须先开挖至承台底面标高后，旋挖钻才能进入施工，按24小时不间断施工，单根桩的最快成桩时间为1天，共15根桩，桩基础整体完成时间为15天；桩基完成后7天才能进行桩基检测，检测合格后进行承台施工，期间可提前开始桩头处理，因处于冬季，两级承台的最快完成时间为15天；承台与墩身施工间隙时间为1天，墩身施工最快完成时间为20天，包含墩身、顶帽钢筋安装，模板安装、加固，混凝土浇筑、养护，模板拆除；施工跨越春节，综上合计施工时间约为70天。钻孔桩施工工艺流程图各项准备工作钢材检验砼运至现场测量定位挖泥浆池埋设护筒钻机就位制钢筋笼架设泥浆泵钻进成孔泥浆循环测量孔深排弃泥浆下置钢筋笼钢筋笼检验检查导管下灌浆导管测量沉渣砼灌注试块制作检验砼性能成 桩桩检测拔出护筒移至下根桩换浆清孔不合格合格不合格合格不合格合格不合格 桥墩施工工艺流程图采取补救措施检测合格施工配合施工砼配合比设计施工准备测量放线墩底定位桥墩柱钢筋安装灌注桥墩柱混凝土砼养护、拆模报工程师审批桥墩柱模板安装自检后报工程师审批自检后报工程师审批进入下道工序强度测定浇筑托盘混凝土混凝土养护、拆模试件制作钢筋制作报工程师审批钢筋试验试件制作合格合格不合格合格 4. 系杆拱施工方案4.1方案简述本跨系杆拱采用原位现浇先梁后拱施工方案，总体施工顺序为：先施工现浇箱梁，再安装钢管拱肋，最后安装吊杆。箱梁采用螺旋钢管+贝雷梁门式支架进行支撑，临时支墩全部成型后，既有高速路由双向8车道缩小为双向6车道，利用两侧应急车道后仍可保持双向8车道。在支架平台安拆过程中，要对既有道路进行局部封闭，具体情况见施工步骤图。系杆拱承重桥墩施工完成后，要在桥墩两侧搭设施工坡道，便于施工人员和小型机具材料运送，梁体内模采用整体拼装后分区吊装就位，梁体混凝土一次浇筑成型。钢管拱分成4个安装段，其中拱脚与箱梁混凝土一起浇筑，采用槽钢焊接而成的定位支架对预埋拱脚进行精确定位。拱肋安装支架由螺旋钢管搭设而成，拱肋拼装通过设置监测点及提前加工的接头夹板，控制拱肋的线形精度。施工中通过预埋在梁体及拱肋上的应变计，实时监测梁体及拱肋在不同施工阶段的应力变化，获得桥梁结构实际施工状态与理论受力状态之间的差异。通过对这些差异进行识别、分析，调整桥梁的施工状态，使之最大限度的接近理想状态，最终保证成桥线形及应力状态均满足设计要求。4.2主要施工难点新建桥梁桥墩位于哈大高铁两桥墩之间，施工时须做好对桥墩的防护措施，并对既有桥墩进行沉降位移观测。由于桥梁与高速公路斜交，钢管立柱支墩与贝雷梁也不能正交支撑，使贝雷梁接头不能全部落在支撑横梁上，为保证贝雷梁能够正常工作，需要在支撑横梁位置设置加强杆件，每道贝雷梁均要设置，全桥共须设置180处。根据目前提供的设计资料推算，支架平台按照120%系梁及钢管拱重量（不考虑桥墩墩顶部分重量）进行分段预压时，需要堆载约4300吨重物，在施工组织上难度较大。桥梁施工时桥下高速公路处于运营状态，施工风险提高安，全防护难度较大。4.3 施工工艺流程跨高速钢管混凝土系杆拱施工工艺流程为：办理道路局部封闭手续及施工许可两侧桥墩基础及墩身施工贝雷梁及钢管立柱支架搭设支架预压外模支立拱脚定位安装钢筋及预应力管道安装系梁混凝土浇筑系梁预应力张拉拱肋支架搭设拱肋吊装拱肋混凝土灌注吊杆安装张拉桥面附属成桥支架拆除恢复路面。系杆拱施工工艺流程图系梁上搭设拱部支架钢管拱顶升压注混凝土现场预拼拱肋、吊装拱肋、各段钢管焊接就位吊杆安装穿索并张拉桥面系安装施工，铺设二期恒载、现场涂装张拉梁体部分预应力索波纹管定位、预应力索安装施工墩基础系梁及拱脚模板安装、钢筋绑扎系梁及拱脚梁混凝土分段浇注拆模板、卸落支架张拉系梁剩余预应力索、压浆支架预压后调整支架标高拼装临时支墩、搭设支架实测吊杆力，并调整至设计值4.4 施工方法4.4.1箱梁支架基础施工系杆拱支架基础共设有7排，除1、7排支架采用7根钢管立柱外，其余5排支架都采用11根钢管。其中第1、7排位于桥墩承台上,，在承台加台施工时要设置好钢管立柱基础的预埋钢筋和预埋钢板。混凝土浇筑前要对每块预埋钢板的平面位置和高程进行复核。第2、6排支架位于路基边坡上，根据预压时的最大荷载计算，支架承受约800吨的荷载，若采用扩大基础，挖深较大，将对路基边坡造成较大破坏，且为了保证道路行车安全需要进行二次防护。出于施工安全考虑，将第2、6排支架基础设置成桩基础，在15#、16#墩承台开挖时，还能起到抗滑桩的作用。每排基础共设6根1.2m的桩，桩长视地质条件而定，桩底须置于承载力1200kpa的岩层上，且嵌岩深度不小于1m；承台长度18m，宽度1.5m，高度1.0m，顶面和底面均设置钢筋网片。第2排支架承台和桩基钢筋由后盐钢筋加工场负责制作及运输，第6排支架承台和桩基钢筋由前关钢筋场负责制作及运输。第3、5排支架位于高速公路路面上，为了减小对道路交通的影响，计划采用预制混凝土块基础，主要也是出于安装、拆卸简易考虑，避免了机械凿除。预制混凝土块基础宽2m，高0.8m，总长17m，共分成9段，最小的长1.75m，最大的长2.2m（重约8.8吨）。因公路路面存在纵坡和横坡，在预制混凝土基础安装前，要先施工M10砂浆找平层，找平层厚度5cm。同时要在每块基础侧面设置预埋角钢，基础全部安装就位后，采用横向连接角钢将9个基础锁定、联成整体，以增加其稳定性。桥梁主体施工完成、支架拆除后，采用人工将找平层凿除。第4排支架位于高速公路中央分隔带内，分隔带宽3m，内中有植物，表层覆盖种植土厚度未知。施工时要先把受影响区域内的植物移栽，将种植土挖出，挖至路基主体填筑层，检测地基承载力，若达不到300kpa，则要进行换填处理。支架基础采用整体钢筋混凝土条形基础，基础宽2m，高0.8m，长18m，在进行支架基础基坑开挖时应使基坑深度不小于1.1m，以便在支架拆除时可以将混凝土基础直接回填掩埋，简化施工，减少道路封闭时间。除1、7排支架基础施工不影响道路交通外，其余各排支架基础施工均要进行道路封闭，具体见“跨沈大高速公路1-71.5m系杆拱施工步骤图”4.4.2箱梁支架搭设及预压4.4.2.1箱梁支架搭设全桥共设有7排钢管支墩，依据地形、地质条件，分别采用钢筋混凝土条形基础和桩基础。每道基础上设有7根螺旋钢管立柱，钢管立柱上部结构依次为沙箱、工字钢横梁、贝雷梁、横向工字钢分配梁、钢模板。支架基础施工完成后，要尽快开始钢管立柱安装，钢管柱采用40cm壁厚8mm，半幅布设间距分别为1.8m、2.5m、2.9m。立柱安装要采用全站仪精确定位，钢管立柱的纵横向安装偏差应控制在10mm以内，垂直度偏差不大于5mm且不大于H/1500（H为钢管高度），钢管顶面标高偏差不大于3mm，钢管底部与基础预埋钢板采用焊接连接，焊缝必须饱满、均匀、连续，且在每根钢管底部要设置对称的4块加劲肋板。为防止因基础标高偏大而影响钢管顶面标高，在基础施工完成后要对每块预埋钢板顶面标高进行复核，根据复核后的标高调整钢管立柱下料高度。支架基础安装成型后高速公路路面将被分成4个部分，类似于四个门洞，最大门洞净高5.78m，最小门洞净高5.28m，均能满足道路通行5m净空要求；门洞净宽分别为7.9m、9.8m、9.0m、8.7m。位于行车道上的钢管柱基础底宽200cm，高80cm，长1800cm。为方便钢管柱的调节，采用支座砂浆进行灌注条形基础与钢管柱底钢板间隙。钢管柱顶横梁采用双拼I40工字钢，纵梁采用40排贝雷梁。考虑门洞处标高的调整及后期拆除钢管立柱方便，在柱顶设置高度约25cm沙箱。沙箱外套管采用40cm壁厚8mm钢管，内套管采用35cm壁厚8mm钢管。沙箱沙采用干燥细沙，内部混凝土填充采用C40混凝土，沙箱安装时底座中心要与钢管立柱中心对齐，若钢管立柱安装偏差较大时，要采用全站仪重新定位后再进行安装，平面位置允许偏差不大于5mm。沙箱上部采用双拼I40工字钢作为支架横梁，两道工字钢之间顶面及底面设置连接钢板，保证整体受力，在钢管柱顶部位置工字钢两腹板间竖向焊接三道槽钢增强其局部抗剪能力。双拼工字钢横梁安装时应保证横梁轴线与钢管立柱轴线重合，且两侧悬臂长度要及横向偏移允许偏差不大于20mm。工字钢横梁安装完成后，要采用全站仪定出每道贝雷梁的中心线，同时要计算好每道贝雷梁在该横梁上的落点位置，并做好标记。根据目前的施工安排，由于不能从两侧开始安装贝雷梁，必须从中间开始安装，因此对贝雷梁安装的精度要求较高，每次安装都要采用全站仪进行定位，每组梁的安装偏差不应大于5mm。贝雷梁安装与钢管立柱安装在同一次封闭时间内进行，具体见“跨沈大高速公路1-71.5m系杆拱施工步骤图”。吊装作业对道路的封闭计划时间如下表：70跨沈大高速公路1-71.5m系杆拱施工期间道路封闭计划表1施工 步骤计划封闭时间主要工作内容占用车道作业时间分配开始结束持续天数第一步2015.3.12015.3.1313第3、4排支架及施工平台安装占用高速公路两侧各2条行车道施工围挡及拆除、场地清理1天，支架基础安装及基础浇筑5天（其中第2排支架基础安装2天；第4排支架基础开挖、换填2天，混凝土浇筑、养护3天），钢管立柱安装顶部砂箱标高调整2天，工字钢上下横梁、贝雷梁、模板安装5天第二步2015.3.142015.3.229第5排支架及施工平台安装占用大连去往沈阳方向2条行车道施工围挡及拆除、场地清理1天，支架垫层施工、基础安装2天，钢管立柱安装顶部砂箱标高调整2天，工字钢上下横梁、贝雷梁、模板安装4天第三步2015.3.232015.3.275第2、6排支架及施工平台安装占用高速公路两侧各1条行车道及硬路肩施工围挡及拆除、场地清理1天，支架基础浇筑及养护，钢管立柱安装顶部砂箱标高调整可在路面外侧完成，不计算封闭时间，工字钢上下横梁、贝雷梁、模板安装4天第四步第1、7排支架及施工平台安装可从两侧便道进入，不占用高速公路车道第五步2015.3.292015.4.1013支架平台预压占用高速公路两侧各1条行车道及硬路肩第一次预压加载4天，堆载完成观测1天，第二次预压加载3天，堆载完成观测1天，卸载4天跨沈大高速公路1-71.5m系杆拱施工期间道路封闭计划表2施工 步骤计划封闭时间主要工作内容占用车道作业时间分配开始结束持续 天数第六步2015.4.112015.4.2010系杆拱主体施工占用高速公路两侧各2条行车道侧模吊装、拱脚预埋段吊装、钢筋吊装、整体式内模吊装等共计用时10天，钢管拱及支架安装、拆卸吊装作业可在桥面上进行，不须封闭道路，不计算封闭时间第七步2015.7.112015.7.188第5排支架平台拆除占用大连去往沈阳方向2条行车道施工围挡及拆除1天，贝雷梁悬挂及落梁0.5天，方木及模板拆除1天，工字钢上横梁拆除0.5天，贝雷梁拆除3天，钢管立柱拆除1天，预制基础拆除1天第八步2015.7.192015.7.279第4排支架平台拆除占用大连去往沈阳方向2条行车道及沈阳去往大连方向1条行车道施工围挡及拆除1天，贝雷梁悬挂及落梁0.5天，方木及模板拆除2天，工字钢上横梁拆除0.5天，贝雷梁拆除3天，钢管立柱拆除1天，基础拆除1天第九步2015.7.282015.8.48第3排支架平台拆除占用沈阳去往大连方向2条行车道施工围挡及拆除1天，贝雷梁悬挂及落梁0.5天，方木及模板拆除1天，工字钢上横梁拆除0.5天，贝雷梁拆除3天，钢管立柱拆除1天，预制基础拆除1天第十步2015.8.52015.8.139第1、2、6、7排支架平台拆除占用高速公路两侧各2条行车道施工围挡及拆除1天，贝雷梁悬挂及落梁0.5天，方木及模板拆除2天，工字钢上横梁拆除0.5天，贝雷梁拆除3天，钢管立柱拆除1天，基础拆除1天合 计2015.3.12015.8.13844.4.2.2支架检算（1）强度检算：强度检算时，荷载考虑支架自重、模板自重、梁体自重、施工荷载、浇筑混凝土时的冲击荷载，以及基础沉降的影响。（2）刚度检算:包括两方面即单个构件的刚度检算和整体刚度检算。单个构件的刚度检算和整体刚度检算相互协调，否则容易造成梁体局部平整度不满足要求。（3）整体稳定检算:支架在顺桥向通常稳定性较好，因此稳定性只检算横桥向的稳定。稳定性检算时，考虑模板和支架的迎风面积、支架高度、计算风压、风力系数及施工中的水平力和竖向力的影响。4.4.2.3支架预压（1）支架预压支架预压在支架立好和平台模板铺完后进行，预压材料采用沙袋作为预压体，沙袋均布在支架上，预压重量等于箱梁与钢管拱重量的1.2倍，加压顺序与浇筑混凝土顺序一致。1-71.5m系杆拱系梁总重约4772吨，其中支架上承重4092吨，桥墩顶部承重680吨；钢管拱总约1100吨，支架上承重约990吨，堆载试验设计荷载为系梁与钢管拱重量的120%，即支架平台预压时总承重需达到6098吨。由于梁体总重较大，一次全断面预压所需材料较多，计划采用分两次从梁体两端向中间预压，两端梁体按总重的35%考虑，中间梁体按总重的30%考虑。先预压梁两端24m范围，再预压中间48m范围（两侧各12m区域重合），其中梁端预压时按照平台预压总重的70%进行控制（即4270吨），中间段预压时按照65%进行控制（即3965吨），则本次预压共需配置4270吨。梁端预压时，加载按照30%、60%、100%、120%设计荷载分四级加载。根据规范要求实测变形量满足要求后，逐步将砂袋通过汽车吊往梁中间部位倒运。倒运重量同样按照30%、60%、100%、120%四级进行。采用电子称称重沙袋重量，根据梁体不同截面的重量，由梁端向梁中心，分层堆码砂袋。高速公路中间门洞采用在门洞贝雷梁底部焊接无棱镜反射片，采用莱卡TCR1201+全站仪测量其变化坐标，分析预压变形量。计划采用沙袋进行预压，每个沙袋重1吨，为了保证进度，须从箱梁两侧采用两台吊车同时进行吊装，按每天24小时施工计算，每台吊车平均每小时吊装20个，第一次堆载预压总重的70%，须4天加载，堆载完成观测时间为1天，第二次堆载预压总重的65%，须倒运3天，堆载完成观测时间为1天，卸载总重为第一次加载的重量，施工过程与加载相同，也需要4天时间，故支架预压总时间约为13天。（2）支架变形观测测设时分别在贝雷梁顶端沿梁纵向范围内每隔3.0m设置一测点，横向设三排测点，在预压前先将测点标出，并记录好标高，作为沉降观测的基准。用水准仪每隔2小时观测一次贝雷梁各检测点标高，计算出贝雷梁沉降量，预压过程中根据加载重量和压载时间进行观测记录并分析。做为调整模板标高的有效数据。（3）支架的卸载地基及贝雷梁支架沉降稳定后，不再有沉降，然后开始卸载。支架卸载时按加载的相反顺序进行，分级卸载，分次观测。（4）支架标高调整贝雷梁支架预压前，支架按照设计标高搭设，确保支架各杆件均匀受力。预压后，架体已基本消除预压荷载作用支架各杆件的间隙及非弹性变形。预压卸载后的回弹量即是箱梁在混凝土浇注过程的下沉量，因此，支架顶的标高值最后调整为设计标高值加预拱值加预压回弹量。4.4.3箱梁及预埋段拱段施工4.4.3.1钢管拱拱肋预埋段施工钢管拱脚长4.5m，采用两根120020mm钢管，两根钢管错开布置，不设置连接系，单侧两个预埋拱脚总重约5.24吨。根据规范要求拱脚平面位置偏差不超过5mm，标高偏差不超过1cm。因此拱脚钢管的定位是钢管拱桥施工的关键所在，整体施工顺序中优先保证拱脚定位的完成。4.4.3.2钢管拱脚与预应力管道位置关系拱脚范围内分布有多根纵向钢绞线和横向钢绞线，钢管拱脚处于此预应力管道之间。首先在CAD中利用图纸所给尺寸关系将上述预应力孔道与拱脚画成空间三维图及投影三视图，通过三维图及投影图的分析，找出拱脚钢管与预应力管道之间的位置关系。拱脚定位点位图。4.4.3.3 拱脚定位点确定由以上相互位置关系，找出不与预应力管道位置相冲突的定位点。考虑拱脚长度及重量的均匀分布，控制点选取为4个。拱脚最下方边缘点位为基本定位点1，其它定位点分别标号2,3,4。各控制点位根据拱脚在梁体内的位置，以梁底以上20cm为X轴，以钢管拱计算跨度起始线为Y轴，分别计算出各定位点的相对坐标。4.4.3.4拱脚定位支架（1）拱脚定位支架设计根据已确定好的定位点，在此定位点基础上进行拱脚定位支架的设计。拱脚定位支架采用16b槽钢焊接。支架通过在墩顶的预埋钢筋锚固。支架在定位点下分别由槽钢作为横梁支撑点，横梁焊接在外侧竖向支撑槽钢上，竖向槽钢再将荷载传递到墩顶锚固钢筋上。支架设计时，必须充分考虑到预应力波纹管的位置以及槽钢本身的尺寸大小，避免槽钢与预应力管道相冲突，使得每一根槽钢均从预应力管道之间穿过。同时支架在墩顶的锚固位置需避开支座。每个支架由6个锚固点固定，每个锚固点用5根20钢筋与槽钢进行焊接。同一侧两个拱脚的支架进行横向连接，增强骨架的整体刚度，保证拱脚安装后不发生横向变形。定位支架立面及侧面图如下：图1 支架立面图图2 支架侧面图（2）定位支架检算为保证拱脚安装的质量与安全，需对定位支架的强度及刚度进行检算，此处采用迈达斯软件对支架进行检算。拱脚重量约5.2吨，下部由3个支点支撑，为安全考虑取1.2倍荷载系数，每个支点作用力按2吨考虑。模型材料选择国标Q235钢材，截面选用16b槽钢截面，支架采用梁单元模型，支架连接采用刚性连接，荷载采用梁单元集中荷载，墩顶槽钢采用固结。（3）定位支架加工加工前首先对每一不同尺寸的槽钢进行编号，集中下料。根据定位点的相对坐标，计算出每一个支架支撑槽钢的绝对坐标，采用莱卡全站仪精确测放出每一道支撑槽钢的十字中心线，通过此中心线在槽钢周边植入5根20钢筋将槽钢紧密固定。完成后在基础槽钢顶面安装第一道横联槽钢，用水准仪精确抄平，控制此水平槽钢的标高。其它槽钢采用在废弃的钢模板上定线根据尺寸逐步焊接成单片骨架。单片完成通过吊车吊装至水平槽钢上，将两个单片骨架焊接成整体。焊接整体过程中，拱脚定位点下的横联支撑必须控制标高及前后位置，采用全站仪测放槽钢边缘的投影点到梁体底模上，吊线锤精确控制前后位置，水准仪进行标高复核。焊接完成拱脚定位支架如下图所示。4.4.3.5拱脚安装吊装根据吊车站位及吊装角度选择50吨吊车进行。吊装前，在箱梁底模上用全站仪精确放出拱脚前端最下沿的投影点，在横梁槽钢上放出1号基本定位点，通过此两点控制拱脚的平面位置。吊装时，通过调整两吊绳长度，使得上钢管拱脚与水平方向夹角基本为37，下钢管拱脚与水平方向夹角基本为31。吊装至定位骨架后，人工配合先将拱脚最下沿调整至1号定位点上，再逐步放低，将拱落入其它三道支撑槽钢上。吊线锤复核拱脚前端下沿的投影点，根据偏差在槽钢上垫薄铁板，逐步调整拱脚的倾角，直至标高及平面精度符合要求后，将其与槽钢进行焊接，同时在钢管外侧边缘点用切割好的小角钢进行焊接加固。4.4.3.6预应力管道及钢筋绑扎顺序拱脚范围内预应力管道错综复杂，同时钢筋密集，施工前必须综合考虑好预应力管道安装、钢筋绑扎及钢管拱脚的安装顺序，避免不必要返工。在设计定位支架时，要避开纵、横向预应力管道，施工中需优先保证定位支架的施工。拱脚定位支架完成后，首先绑扎拱脚以下范围内的梁端箍筋。箍筋绑扎成为骨架后，进行横向预应力管道的定位安装，利用已经成型的箍筋骨架将其固定。完成后再安装不与拱脚冲突的纵向预应力管道。T3、T4纵向束与钢管拱脚相交时，应在拱脚对应位置开椭圆形孔，让其通过，其开孔位置及尺寸通过三维绘图软件确定后进行现场放样。预应力管道的安装完成后方可吊装拱脚，利用支架将拱脚固定。拱脚安装完成后，再分别绑扎梁端其它箍筋以及纵向主筋，绑扎时对于部分与拱脚冲突的钢筋需将其焊接在拱脚上。4.4.3.7拱脚混凝土灌注拱脚范围内混凝土处于三向受压状态，混凝土的密实度关系到整个系杆拱桥的质量。由于此范围内高强混凝土，同时预应力管道众多钢筋密集，因此混凝土灌注是钢管拱桥施工的一个关键。通常进行拱脚混凝土灌注采用两种方法，一种是分阶段灌注，先期灌注拱脚以下部位混凝土，再灌注拱脚范围混凝土，此种方法对于混凝土的振捣易于控制，但施工接缝处理较为麻烦，不利于混凝土的整体性。第二种方法采用一次性灌注，此种方法施工方便不存在施工接缝处理问题，但混凝土的振捣是施工中的难点。两种方法综合比选后，决定采取一次性灌注施工。施工中采取以下措施加强混凝土的振捣。在拱脚范围以下位置，预先用撬棍拨开箍筋，提供操作面，使得工人能直接进入到箍筋骨架内部进行振捣。每个拱脚设置两组工人，分别在箱梁梁顶面以及箱梁进人洞处操作。混凝土通过拱脚外侧溜槽进入到箱梁底部后，进人洞处工人通过振动棒再引导混凝土流入拱脚以下位置。在箍筋骨架内部工人尤其要加强支座上方及预应力喇叭口附近的振捣。对于部分人工不能直接振捣的部位，通过一根6cm的铁皮管，插入到钢筋内部，振捣棒由铁皮管进入到钢筋骨架内，上下移动，利用振捣棒带动铁皮管对混凝土进行振动。为确保先浇筑的预埋拱脚内混凝土与后期顶升的混凝土结合面与拱轴线垂直，可在预埋拱脚内设置垂直于拱轴线的木板，在桥位拼装拱肋前及时拆除木模板、凿除松散混凝土并清除施工垃圾，且结合面应适度设置接茬钢筋。保证灌注混凝土的流动性，灌注前需进行多次配比调配，现场可根据实际情况配备适量减水剂等，保证混凝土的塌落度控制在20cm左右。4.4.3.8梁体施工及混凝土浇筑梁体总体施工顺序采用先定位梁端部波纹管，其后安装拱脚，再进行钢筋绑扎，最后将拼装完整的内模一次性吊装。为减少桥上焊接工作量，先在桥下将钢筋骨架分段焊成整体后吊运到桥上进行组合。梁端部钢筋密集，波纹管利用拱脚定位支架进行精确固定。优先保证波纹管及拱脚的精确位置后方可进行其它钢筋的绑扎。梁体内模采用在现场整体下料后，分块逐步拼装成单个内模骨架，再通过吊车逐个直接安装。此方法大量缩短了工期，同时有效保证了梁体内部的整洁，消除了倒角烂根现象发生。 吊杆下锚箱采用25钢筋焊接成支撑骨架。骨架支撑在梁体底板。将下锚箱钢板与骨架进行焊接。骨架与周边梁体钢筋焊接成一个整体。下锚箱通过全站仪测量其中心坐标控制，同时沿梁通常方向拉钢丝绳复核每个下锚箱间的相对位置。梁体钢筋绑扎完成后，采用两台地泵、两台吊车分别站位于高速公路两侧进行梁体混凝土的灌注。4.4.4钢管拱施工4.4.4.1施工工艺为防止拱部加载造成箱梁变形开裂，拱支架采用螺旋钢管搭设组合门式组合承重支架，详见“拱肋支架布置示意图”。支架顶安装50cm长的可调座，以便卸架和标高调整，详见“拱肋钢管座支撑布置图”。支架搭设前按照拱圈坐标在主梁上确定出拱架钢管位置，人工拼装拱架。钢管架搭设的同时，安装好人行道侧面的安全网设施。 拱肋支架布置示意图拱肋钢管座支撑布置图4.4.4.2主拱肋钢管加工拱结构采用工厂分节制造,分段吊装上桥的方法安装。节段制造好后在工厂进行平面和立面组拼检查,检查合格后发运至施工现场,再在施工现场将节段预拼,最后吊装上桥形成完整拱肋。（1）节段划分根据该桥的施工特点,将单片拱肋划分为拱脚预埋段、中间节段、拱顶合龙段3部分,每侧共7个节段，每个吊装节段长10-15m,工厂制造,现场组拼。（2）节段制造单根主弦管热弯成型焊管在专业化工厂定制,其分段长度10-15m，具体划分长度应考虑吊杆位置确定，焊管弯曲成型在中频弯管机上进行,热弯温度控制在850左右，具体工艺参数应通过热弯工艺评定试验确定。以保证弯管成型后的材料性质没有明显改变,管径误差和壁厚误差满足规范要求。热弯成型后的单元部件需放入特制胎具检验,验证成型后的拱轴线与理论轴线是否一致，否则应采取措施进行校正。（3）胎架制造在地面上按1：1比例绘制出节段的坐标图,并在主弦管部件的轴向、径向定位位置以及吊杆孔开孔位置做上标记,然后安装胎架及定位模板。模板精度是保证节段组装精度的基础,要求下料、安装定位必须准确。（4）节段装焊节段装焊程序如下:上弦管部件上胎架,检查其轴线、径向定位线以及吊杆孔位置是否与胎架上的定位标记吻合，检查合格后将其与胎架刚性连接，下弦管部件上胎架,保证上、下弦管吊杆开孔轴心线处于同一直线上，安装吊杆索导管及腹腔钢板,完成焊接。焊接前根据钢结构施工规范进行严格的焊接试验，以确定各项焊接参数。焊接采用气体保护焊或用埋弧自动焊。（5）节段校正节段焊接完成后,检查线形是否与理论线形相符,否则,采用火工矫正法进行校正。（6）节段标识与存放节段制造完成后,应在端口绘制定位线和检查线,并对节段编号，节段在专用场地存放，地应预留充足的转运通道。（7）节段预拼节段预拼分为平面预拼与立面预拼，平面预拼的主要目的是检验实际拱轴线是否与理论轴线一致，立面预拼的主要目的是检验横撑与主拱肋连接相贯线位置是否准确。预拼检验合格的钢管拱单元节段分类存放,根据工地的安装进度运送到指定的安装点。4.4.4.3钢管拱肋吊装施工（1）拱段吊装工艺流程拱肋段起吊调整角度与预埋段就位初步稳定缆风绳拱肋测量（轴线、坐标、标高、倾角及温差偏移）调整至符合设计要求紧固缆风绳松吊钩再测量（是否符合设计要求，如果达到要求即可紧固缆风绳）摘吊钩拼装焊接下一段拱段。汽车吊就位后，将事先捆绑好的钢丝绳与吊钩连接。钢丝绳缓慢收紧将拱肋缓慢起吊，直到拱肋90翻身完成。然后起吊、平移，当拱肋靠近安装位置正上方约50cm时将拱肋缓慢下放，直到拱肋缓慢插入前端支架槽位，两端落在拱脚预留托板上，与前一节段接头粗略对应。钢丝绳捆绑必须按照要求的位置进行，以保证拱肋起吊后的状态和就位之后的状态一致。每一节段吊装时，先安装下拱肋钢管，再安装上拱肋钢管。拱肋节段初步定位后，测量人员迅速就位，对拱肋垂直度、标高、拱轴线进行测量，确保拱肋线型满足设计要求。作业人员利用支架上千斤顶及手拉葫芦调整拱肋标高和轴线至设计桥轴线(误差不大于监控指令要求)。按以上方法调整轴线后，拱肋标高已较接近设计值，如标高仍需调整，只需在支承块上表面加垫薄钢板就可达到精调的目的。轴线调整到位后，将拱肋与前端支架横向限位之间用钢楔块楔死固定，防止吊机松钩后拱肋节段发生扭转及滑动。S2节段拱肋固定完成后，吊钩即可松开，进行S3节段拱肋的抬吊吊装。按照以上方法顺次进行左右拱肋的吊装。拱肋吊装顺序如下图所示支架安装S2节段安装吊装S3节段拱肋前，应测量S2节段拱肋是否因温度差，沉降等因素而改变拱肋曲线，如果曲线发生了变化，应再进行调整直至符合设计要求后方能对接S3节段拱肋。S3节段安装吊装合拢段组对拱肋前，应测量S3节段拱肋是否因温度差，沉降等因素而改变拱肋曲线，如果曲线发生了变化，应再进行调整直至符合设计要求后方能对接合拢段组对拱肋。S4节段（合拢段）安装（2）横向连结的吊装施工在拱肋合拢段吊装完毕后进行拱跨范围内6道横撑连接，拱顶两道“一”字撑，两侧各两处“K”字撑。横撑采用外径850mm的钢管，壁厚16mm，斜撑采用700mm的钢管，壁厚16mm。钢管内部不填筑混凝土，其内外表面均作防腐处理。横撑施工注意事项如下：1）横撑吊装应在相应拱肋节段吊装到位后进行吊装。2）横撑吊装从桥梁两端顺次进行，在所有横撑吊装完成后才可进行焊接。3）横撑在制作时一端留有10mm长的余量，在吊装时对拱肋上的安装线进行修割，并开出相贯线坡口。4）最后进行K撑斜撑的组装焊接。节段接头焊接前固定示意图4.4.4.4钢管拱现场焊接施工（1）施工工艺流程焊缝检查设置钢衬垫坡口打磨焊接无损探伤涂层补涂（2）施工要求：焊接前测量根部间隙做好记录。在焊缝根部设置钢衬垫，衬垫材质Q235，厚度3mm，宽度30mm。图1 焊缝钢衬垫设置图焊接前用砂轮角磨机将焊道及坡口打磨干净，清除焊接区的锈蚀和灰尘，使其露出金属光泽。由于焊缝间隙和焊缝厚度等原因，熔敷金属无法一次堆积成型，需要进行多层多道焊接。打底焊48mm，然后进行后续焊道的焊缝填充及盖面，每层焊道分为多次完成。焊接作业时，层间和焊后清理应彻底。焊接完成后对焊缝及周边50mm区域进行打磨处理，清理飞溅。待焊接完成24小时后对焊缝进行超声波探伤。对焊缝区域及涂层破损区域进行除锈和相应涂层的补涂。4.4.4.5汽车吊及钢丝绳选择（1）汽车吊选择拟采用50t和100t汽车起重机分别完成拱脚节段和后续构件的吊装，吊机参数如下表：地面距离混凝土桥面高度约7米，钢丝绳起吊捆绑空间按照5米考虑。拱肋节段吊装汽车吊站位示意图：吊装工况如下示意图：从图中可以看出，拱脚预埋段最低，其中上钢管拱脚重4.7t，下钢管拱脚重3.05t，上弦管中心距桥面4米，下弦管距桥面1.5m，由于上钢管每节段的重量都比下钢管的中，故都以上钢管为计算考虑对象；S2节段最重，上弦管重9.55t，上弦管中心距桥面9.3米；S3节段上弦管重7.27t，上弦管中心距桥面13.7米；S4节段（合拢段）最高，上弦管重8.4t，上弦管中心距桥面15.2米。K撑及横撑安装时，汽车吊把杆距拱肋设置1m以上的安全距离。K撑自重8.62t，横撑自重4.09t，由于上钢管的斜撑及横撑吊装高度较大，故都以上钢管吊装情况为考虑对象。K撑管中心距桥面14米，横撑管中心距桥面15.2米。拱脚预埋段吊装时，在吊车工作半径19.5m、吊臂长度26.2m的工况下，100t汽车吊机的额定载荷为8.5t，远大于4.7t*1.2（冲击载荷系数）；S2节段吊装时，在工作半径6.3m、吊臂长度14.7m的工况下，50t汽车吊机的额定载荷为18.5t，远大于9.55t*1.2（冲击载荷系数）；S3节段吊装时，在工作半径6.3m、吊臂长度18.8m的工况下，50t汽车吊机的额定载荷为18.7t，远大于7.27t*1.2（冲击载荷系数）；S4节段吊装时，在工作半径6.3m、吊臂长度20.2m的工况下，50t汽车吊机的额定载荷为18.71t，远大于8.4t*1.2（冲击载荷系数）；K撑吊装时，在工作半径5.5m、吊臂长度18.8m的工况下，50t汽车吊机的额定载荷为23.4t，远大于8.62t*1.2（冲击载荷系数）。横撑吊装较K撑更简易，故再做考虑。综上，分别选取50吨和100吨的吊车可以满足该桥钢管拱肋吊装施工要求。（2）吊装用钢丝绳选用吊装时钢丝绳夹角保持在60左右，吊装时选用2根钢丝绳进行吊装。以最重的S2节段上弦管为例。S2节段重9.55t，根据受力分析，其单根钢丝绳受力为123KN。钢丝绳的安全系数取n=6，则F=738KN。根据一般用途钢丝绳（GB/T 20118-2006）和重要用途钢丝绳（GB