[杭州]钢拱组合体系桥钢结构顶推施工组织设计_yg.doc

杭州市九堡大桥杭州市九堡大桥 目录目录 1 杭州市杭州市 XXXX 大桥大桥 顶推施工专项方案顶推施工专项方案 目目 录录 一 工程概况一 工程概况 1 1 11 1 概述 概述 1 1 21 2 结构形式 结构形式 1 1 2 11 2 1 主桥结构形式 主桥结构形式 1 1 2 21 2 2 引桥结构形式 引桥结构形式 4 1 31 3 地质水文情况地质水文情况 5 1 3 11 3 1 气象水文条件 气象水文条件 5 杭州市九堡大桥杭州市九堡大桥 目录目录 2 1 3 21 3 2 气象水文条件 气象水文条件 7 1 41 4 工程施工重点与难点 工程施工重点与难点 9 二 总体部署及工艺介绍二 总体部署及工艺介绍 10 2 12 1 总体部署 总体部署 10 2 1 12 1 1 施工总平面布置 施工总平面布置 10 2 1 22 1 2 施工组织管理机构 施工组织管理机构 11 2 1 32 1 3 主要资源配备 主要资源配备 13 2 22 2 施工主要工艺介绍 施工主要工艺介绍 16 2 2 12 2 1 施工工艺流程 施工工艺流程 17 2 2 22 2 2 主桥施工工艺流程 主桥施工工艺流程 18 2 2 32 2 3 引桥施工工艺流程 引桥施工工艺流程 19 三 顶推施工辅助结构设施三 顶推施工辅助结构设施 20 3 13 1 引桥墩旁支架 引桥墩旁支架 20 3 1 13 1 1 引桥墩旁支架设计 引桥墩旁支架设计 20 3 1 23 1 2 墩旁支架验算 墩旁支架验算 21 3 1 33 1 3 墩旁支架施工 墩旁支架施工 22 3 23 2 水中临时墩 水中临时墩 24 3 2 13 2 1 水中临时墩设计 水中临时墩设计 24 3 2 23 2 2 水中临时墩验算 水中临时墩验算 25 3 2 33 2 3 水中临时墩施工 水中临时墩施工 28 3 33 3 前 后导梁 前 后导梁 30 3 3 13 3 1 导梁设计 导梁设计 30 3 3 23 3 2 导梁验算 导梁验算 35 3 3 33 3 3 导梁施工 导梁施工 40 3 43 4 临时撑压杆 临时撑压杆 41 3 4 13 4 1 临时撑压杆设计 临时撑压杆设计 41 3 4 23 4 2 临时压杆验算 临时压杆验算 42 3 4 33 4 3 临时撑压杆施工 临时撑压杆施工 44 3 53 5 拼装区顶推墩 拼装区顶推墩 44 3 5 13 5 1 拼装区顶推墩设计 拼装区顶推墩设计 44 3 5 23 5 2 拼装区顶推墩验算 拼装区顶推墩验算 46 3 5 33 5 3 拼装区顶推墩施工 拼装区顶推墩施工 51 四 顶推施工四 顶推施工 52 4 14 1 顶推路线布置 顶推路线布置 52 杭州市九堡大桥杭州市九堡大桥 目录目录 3 4 24 2 顶推设备选择 顶推设备选择 52 4 2 14 2 1 顶推设备构造 顶推设备构造 52 4 2 24 2 2 顶推设备液压系统 顶推设备液压系统 56 4 2 3 顶推系统的主要技术参数 58 4 2 44 2 4 顶推设备布置 顶推设备布置 59 4 34 3 顶推施工原理 顶推施工原理 61 4 44 4 顶推施工工艺及步骤 顶推施工工艺及步骤 63 4 4 14 4 1 顶推施工工艺 顶推施工工艺 63 4 4 24 4 2 顶推施工 顶推施工 65 4 54 5 顶推控制系统及监控系统 顶推控制系统及监控系统 66 4 5 1 控制系统网络拓扑结构 控制系统网络拓扑结构 67 4 5 2 主控制器硬件组成 主控制器硬件组成 67 4 5 3 分控制器硬件组成 分控制器硬件组成 69 4 5 4 通信网络 通信网络 70 4 5 5 控制策略 控制策略 70 4 5 64 5 6 控制模式 控制模式 71 4 5 74 5 7 传感器 传感器 71 4 5 84 5 8 电气控制系统主要特点 电气控制系统主要特点 72 五 引桥顶推施工五 引桥顶推施工 74 5 15 1 施工工艺流程 施工工艺流程 74 5 25 2 顶推设备布置 顶推设备布置 74 5 35 3 顶推施工 顶推施工 75 六 顶推施工主要控制措施六 顶推施工主要控制措施 76 6 16 1 顶推施工控制重点及注意事项 顶推施工控制重点及注意事项 76 6 1 16 1 1 顶推施工控制重点 顶推施工控制重点 76 6 1 26 1 2 顶推施工前注意事项 顶推施工前注意事项 76 6 2 顶推施工主要控制措施 顶推施工主要控制措施 77 6 2 16 2 1 顶推施工中观测项目 顶推施工中观测项目 77 6 2 26 2 2 同步顶推保证措施 同步顶推保证措施 77 6 2 36 2 3 竖向顶升控制 竖向顶升控制 78 6 2 46 2 4 平衡度的控制 平衡度的控制 79 6 2 56 2 5 纠偏措施 纠偏措施 79 6 2 66 2 6 累计误差的控制 累计误差的控制 79 七 落梁及受力体系转换七 落梁及受力体系转换 80 杭州市九堡大桥杭州市九堡大桥 目录目录 4 7 17 1 落梁顺序及方法 落梁顺序及方法 80 7 1 17 1 1 顶推设备及滑道的拆除 顶推设备及滑道的拆除 80 7 1 27 1 2 支座安装 支座安装 82 7 27 2 临时连接撑压杆拆除及吊杆安装 临时连接撑压杆拆除及吊杆安装 83 八 顶推施工过程监控八 顶推施工过程监控 86 8 18 1 施工监控目的及内容施工监控目的及内容 86 8 1 18 1 1 施工监控必要性施工监控必要性 86 8 1 28 1 2 施工监控目的施工监控目的 86 8 1 38 1 3 项目监控特点项目监控特点 86 8 28 2 施工监控依据 施工监控依据 86 8 2 18 2 1 相关规范 相关规范 86 8 2 28 2 2 设计图纸 设计图纸 87 8 38 3 施工监控目标 施工监控目标 87 8 48 4 施工监控内容 施工监控内容 88 8 4 18 4 1 临时墩墩顶水平位移和支反力的监控 临时墩墩顶水平位移和支反力的监控 89 8 4 28 4 2 钢拱梁应力 应变 和温度监测钢拱梁应力 应变 和温度监测 90 8 4 38 4 3 临时撑压杆应力 应变 和温度监测 临时撑压杆应力 应变 和温度监测 91 8 4 48 4 4 钢导梁应力 应变 监测 钢导梁应力 应变 监测 91 8 4 58 4 5 监控实施 监控实施 93 8 58 5 施工监控实施组织 施工监控实施组织 93 8 5 18 5 1 施工监控实施流程 施工监控实施流程 93 8 5 28 5 2 施工监控部组织结构 施工监控部组织结构 94 8 68 6 施工监控技术方案的保证措施 施工监控技术方案的保证措施 94 8 6 18 6 1 桥梁监控计算理论 桥梁监控计算理论 94 8 6 28 6 2 监控岗位责任 监控岗位责任 95 8 6 38 6 3 监控技术方案其他保证措施 监控技术方案其他保证措施 96 九 施工难点及解决措施九 施工难点及解决措施 99 9 19 1 难点分析 难点分析 99 9 29 2 解决措施 解决措施 99 十 主要质量保障体系及措施十 主要质量保障体系及措施 101 10 110 1 质量保证体系 质量保证体系 101 10 1 110 1 1 质量保证组织 质量保证组织 101 10 1 210 1 2 质量保证体系 质量保证体系 102 10 210 2 质量目标 质量目标 103 杭州市九堡大桥杭州市九堡大桥 目录目录 5 10 310 3 质量保证措施 质量保证措施 103 十一 主要安全保障体系及措施十一 主要安全保障体系及措施 104 11 111 1 安全保证体系 安全保证体系 104 11 1 111 1 1 安全生产保障组织机构 安全生产保障组织机构 104 11 1 211 1 2 安全保证体系 安全保证体系 105 11 211 2 安全生产保证措施 安全生产保证措施 106 11 2 111 2 1 设备安全技术措施 设备安全技术措施 106 11 2 211 2 2 结构安全技术措施 结构安全技术措施 106 11 2 311 2 3 安全注意事项 安全注意事项 106 11 2 411 2 4 防涌潮安全措施 防涌潮安全措施 107 11 2 511 2 5 防台安全措施 防台安全措施 108 十二 文明施工保障措施十二 文明施工保障措施 110 12 112 1 文明施工目标 文明施工目标 110 12 212 2 文明施工组织管理机构 文明施工组织管理机构 110 12 312 3 文明施工保证措施 文明施工保证措施 110 十三 施工进度计划安排十三 施工进度计划安排 112 1 一 工程概况一 工程概况 1 11 1 概述 概述 XX 大桥属于 XX 上规划建设的十座大桥之一 位于彭埠大桥 原钱江二桥 下游 5km 下沙大桥 原钱江六桥 上游 8km 处 XX 大桥北岸桥位位于江干区七堡六号丁坝以东 与规划东湖路相连 南岸桥 位位于 XX 南大堤 GPS24 2 控制点 与萧山钱江科技城的科园大道相连 桥位处江 面宽 1 7km XX 大桥工程北起沿江大道 南至滨江一路 工程设计范围自桩号 K0 000 000 K1 855m 全长 1855m 其中第 I 合同段总长度 945m 其跨径布置为 55 2 85 90 3 210m 桥跨布置如图图 1 1 11 1 1 所示 90000 000 图图 1 1 11 1 1 桥跨布置图桥跨布置图 1 21 2 结构形式 结构形式 1 2 1 主桥结构形式 主桥上部结构为 3 210m 三孔结合梁 钢拱组合体系拱桥 相邻两个拱桥间 采用简支结合梁连接 简支拱支承跨径 188m 拱肋系由主拱肋 副拱肋 主副拱 肋之间的横向连杆以及拱顶横撑等构件组成 主拱肋外倾 12 立面矢高 43 784m 副拱肋轴线为空间曲线 立面矢高 33m 主拱采用矩形截面 宽 2 2m 高 3 2m 副拱采用方形截面 边长 1 5m 主副拱肋之间的横向连杆采用圆钢管 间距 8 5m 拱桥主梁为等截面钢 混凝土结合梁结构 全高 4 5m 全宽 37 7m 结合梁钢梁材质为 Q345qD 为主纵梁 闭口边拱梁 中横梁 端横梁 小纵梁 2 组成的双主梁梁格体系 其中 两侧钢主纵梁间距 27 6m 纵梁每 8 5m 一个节段 跨中为 12 75 米 拱梁交界段为 12 155 米 每间隔 4 25m 设置一道横梁 每 两道横梁之间设置一道小纵梁 钢横梁间距 4 25m 混凝土桥面板厚 26cm 钢主 纵梁内部设系杆索 拱桥吊杆间距 8 5m 吊杆上端锚固于主拱肋 下端锚固于钢 主纵梁 简支结合梁支承跨径 18 2m 构造形式与拱桥主梁相同 HG2 图图 1 2 11 2 1 钢拱梁结构示意图钢拱梁结构示意图 3 图图 1 2 21 2 2 主梁断面图主梁断面图 4 1 2 2 引桥结构形式 引桥上部结构为 55 2 85 90m 引桥桥面宽度 31 5m 结构形式为等高度单 箱单室钢 混凝土组合结构连续拱梁 梁中心线高 4 5m 结构断面由砼桥面板及 整体成槽形的钢梁组成 槽形钢梁整体上由顶板 腹板底板 空腹式横梁 实腹 式横梁 腹板加劲肋 底板加劲肋组成 顶板厚度 36mm 56mm 宽 1 2m 1 8m 腹板厚度 24mm 36mm 斜率约 1 4 07 底板厚度 18mm 36mm 宽 11 05m 腹板 上布置有竖向及水平向腹板加劲肋 竖向加劲肋断面形式为 T 型或板式 连续布 置 水平向断面形式均为 U 肋 间断布置 底板上布置有底板纵向加劲肋 断面 形式为板式 通过设置过焊孔穿越空腹式横梁 纵向连续布置 空腹式横梁标准 间距 4 25m 空腹式横梁由 T 型腹板竖向加劲肋 T 型横向底板加劲肋 以及水平 和斜向撑杆等组成 支点处布置实腹式横梁 槽形钢梁顶面宽度 13 1m 底板宽度 11 05m 在横梁位置设置撑杆及横向连 接系统 横向连接系统总宽度 31 5m 在空腹式横梁位置设置外侧挑臂撑杆及内 部撑杆支撑桥面板系统 撑杆下侧连接于横梁下侧两端靠近腹板位置 撑杆上侧 连接于挑臂横梁及内横梁 实腹式横梁处只设置外侧挑臂撑杆 在两侧横向离腹板顶缘 5 75m 位置设置小纵梁 两端连接于横向连接系 用 以增强挑臂钢结构额稳定性及通过布置剪力钉群增强与桥面板的密贴性 支点左右各约 12 75m 范围内采用双结合的结构形式 该区域内底板纵向加劲 肋演变为开孔板剪力键 同时间隔布置剪力钉 保证砼板与钢梁密实结合 底板 砼跨越 1 道实腹式横梁及 4 道空腹式横梁 为保证底板砼的连续性 在这 4 道横 梁腹板上配有剪力钉 图图 1 2 31 2 3 引桥标准断面图引桥标准断面图 5 图图 1 2 41 2 4 引桥支点断面图引桥支点断面图 1 3 地质水文情况地质水文情况 1 3 1 气象水文条件 1 3 1 1 气象条件 杭州市属于亚热带季风气候区 四季交替明显 冬季受蒙古高压控制 盛行 西北风 以晴冷 干燥天气为主 是低温少雨季节 夏季受太平洋副热带高压控 制 以东南风为主 海洋带来充沛的水气 空气湿润 是高温 强光照季节 春 节降水丰富 且降水时间长 秋季干燥 冷暖变化大 据浙江省气象中心 萧山及杭州市气象局资料 杭州市常年平均温度 16 2 极端最高气温为 40 3 2003 年 极端最低气温为 9 6 1969 年 历年平 均降雨量 1400 7mm 日最大降雨量 189 3mm 1963 年 9 月 12 日 降雨主要集中 在 4 6 月 梅雨季 和 7 9 月 台风雨季 年总降雨日 140 170 天 多年平 均蒸发量 1200 1400mm 年陆面蒸发量 800mm 左右 多年平均相对湿度 80 82 多年平均雷暴日数 36 天 最多雷暴年 56 天 多年平均大雾 51 天 最 多大雾 64 天 无霜期 220 270 天 最大积雪厚度为 15cm 全年主导风向以东风 为主 北西风次之 历年最大风速 20m s 平均风速 1 9m s 全年 0 3 0m s 风 速所见比例为 92 4 1 3 1 2 水文条件 工程河段内河床演变特点 年内洪冲潮淤 年际受连续丰 枯水文年及下游 尖山河段主槽曲直的影响较大 连续丰水年尖山河湾主槽顺直 河床大冲大淤 连续枯水年尖山河段主槽弯曲 河床变幅较小 深槽的年内变化与整个河段洪冲 潮於的特点基本一致 年际最大冲於幅度达 11m 桥位断面由于受五堡至七格弯道及北岸丁坝局部冲刷坑的影响 河床主槽主 6 要集中在离北岸 200 800m 的范围内 出现频率为 92 主槽摆幅在 650 880m 之内 年内冲於变化在 2 6m 之间 桥位断面南岸处于七堡 七格湾道的凸岸 在弯道水流的作用下存在边滩 边滩的宽度及高程随 XX 流域径流的时空分布的变化而发生相应的冲於变化 变幅 较大 平均低潮位以上的边滩宽度多年平均值约为 330m 距离桥址最近的水位站为七堡水文站 位于桥址上游仅 2km 左右 桥址水位 可直接采用七堡水文站水位资料 潮位特征值见表表 1 3 11 3 1 表表 1 3 11 3 1 水位资料 潮位特征值水位资料 潮位特征值 七七 堡堡 项项 目目单单 位位 量值量值出现时间出现时间 平均高潮位 m4 43 平均低潮位 m3 65 平均潮差 m0 69 最高水位 m7 98 1997 年 8 月 19 日 最低水位 m1 22 1955 年 8 月 24 日 最大潮差 m4 28 2002 年 9 月 18 日 平均涨潮历时 h min1 37 平均落潮历时 h min10 47 XX 大桥工程处于 XX 河口沙坎顶端附近 受潮流和径流的共同作用 相关计 算分析结果表明 由于桥址处于洪潮共同作用的河口段中间 桥址断面最大流量 和最大洪水流速出现在特大潮落时刻 工程断面 0 33 和 1 频率的设计洪峰流量分别为 33114m3 s 和 31772m3 s 相 应的最大断面平均流速分别为 3 2m s 和 2 84m s 高水位分别为 8 66m 和 8 30m 1 频率低水位为 1 1m 桥址断面各频率的流量及相应的最大平均流速 见表表 1 3 21 3 2 表表 1 3 21 3 2 桥址断面各频率的流量及相应的最大平均流速桥址断面各频率的流量及相应的最大平均流速 频 率 0 2 0 33 1 2 断面流量 m3 s 35563331143177227319 断面平均流速 m s 3 293 202 842 73 以逐年年最高潮位与当年平均潮位的差值 即距平值 作为统计样本 采用 皮尔逊 型适线进行重现期分析 七堡 仓前站高 低水位统计结果见下表 桥 7 位附近的设计高低水位取用七堡站的值 表表 1 3 31 3 3 桥位附近的设计高低水位取用七堡站的值桥位附近的设计高低水位取用七堡站的值 七堡七堡仓前仓前 频频 率率 高水位高水位低水位低水位高水位高水位低水位低水位 0 33 8 668 63 1 8 301 108 230 10 2 8 081 297 980 35 5 7 781 557 640 85 10 7 511 787 351 05 1 3 1 3 涌潮 涌潮是 XX 特殊的水力现象 由于河口段河宽沿程向内急剧收缩 河床迅速抬 高 潮波从外海向河口上游传播过程中产生剧烈变形 遂使涨潮波前开成明显锋 面 陡度达 1 9 1 9 4 近岸滩地较浅处潮波锋面往往破碎 涌潮行进速度一般 约 4 7m s 同一地占水位涨率可达 1m s 水位骤升的同时 流速亦从落潮方向 反转成涨潮方向 随之 流速剧增 俗称 快水 快水一般持续二十分钟左右 今年来 涌潮约在高阳山下游 2 5k 的白腊礁一带形成 上溯过程中逐渐增强 到八堡 大缺口一带最大 之后强度渐弱 强潮时 涌潮潮头可上溯到闻家堰以 上 全程约 90km 1 3 2 气象水文条件 工程区第四系地层厚度达 60 余米 按地质时代 成因类型及工程特性 划分 为 6 个大层 13 个亚层 自上而下分述如下 填土 受人类活动影响 成分较杂 结构松散 分布于表层 全新统上中段冲海相沉积层 下分四个亚层 1 亚砂土 灰 灰黄色 稍密 湿 含铁锰质氧化斑点 干强度低 低 韧性 摇振反应迅速 无光泽 中等压缩性 2 亚砂土 灰色 稍密 湿 局部夹粉砂 干强度低 低韧性 摇振反 应迅速 无光泽 中等压缩性 3 粉砂夹亚砂土 灰色 稍密 饱和 局部夹亚砂土 干强度低 低韧 性 摇振反应迅速 无光泽 中等压缩性 8 4 亚砂土 灰色 稍密 很湿 局部夹淤泥质亚粘土和粉砂 干强度低 低韧性 摇振反应一般 无光泽 中等偏高压缩性 淤泥质亚粘土 为全新统中段滨海 海湾相沉积层 灰色 流塑 具水 平层理 层间夹粉砂薄层 含腐殖质 干强度中等 中等韧性 摇振无反应 稍 有光泽 高压缩性 全新统下段浅海相沉积层 下分两个亚层 1 淤泥质夹亚粘土 灰色 流塑 具鳞片状 局部夹薄层亚砂土 含贝 壳碎屑 干强度中等 中等韧性 摇振无反应 稍有光泽 高压缩性 2 亚粘土 灰色 塑性 局部软塑状 饱和 局部夹薄层亚砂土 干强 度中等 中等韧性 摇振无反应 稍有光泽 高压缩性 亚粘土 为晚更新统上段河 湖相沉积层 灰绿 灰黄色 软塑一硬塑 含铁锰质氧化斑点 局部夹亚砂土 粉细沙 干强度中等 中等韧性 稍有光泽 中等压缩性 晚更新统上段河流冲击相沉积层 下分三个亚层 1 中细沙 灰 灰黄色 中密 饱和 局部夹亚粘土 底部偶含砾石 砾径约 0 5cm 含量小于 5 中偏低压缩性 2 圆砾 灰色 灰黄色 稍密 中密 饱和 卵砾石磨圆度较好 呈亚 圆形 主要成分为石英岩 熔结凝灰岩 质地坚硬 粒径一般 1 2cm 大者 5 8cm 最大粒径 10cm 卵砾石含量约 50 充填泥质和砂质 局部为砾砂 低压缩性 3 亚粘土 灰绿 灰褐 灰黄色 软塑一硬塑 含铁锰质氧化斑点 局 部夹亚砂土 夹粉细砂 干强度中等 中等韧性 稍有光泽 中等压缩性 4 粉细砂 灰黄色 中密 饱和 局部夹亚粘土 粉砂 干强度中等 中等韧性 稍有光泽 中等压缩性 4 夹亚粘土 灰 灰褐色 硬塑 局部夹亚粘土 粉砂 干强度中等 中等韧性 稍有光泽 中等压缩性 5 圆砾 灰色 中密 密实 饱和 卵砾石磨圆度较好 呈亚圆形 主 要成分为熔结凝灰岩 质地坚硬 局部表面略有风化 粒径一般 1 2cm 大者 8 10cm 底部含块石 块径达 15cm 以上 卵砾石含量约 60 充填泥质和砂质 局部孔段夹中砂 低压缩性 9 下伏基岩 12 层 有两套地层 一套为中生代白垩系上统 K2 地层 以砂 砾岩为主 局部为粉砂岩 泥质胶结 胶结程度差 岩层编号 12 a 另一套为中 生代白垩系下统朝川组 K1C 地层 以泥质粉砂岩为主 局部为粉细砂岩 含砾 粉砂岩 凝灰质砂岩 泥质胶结 胶结程度一般 岩层编号 12 b 两套基岩均为 软质岩 呈不整合接触 泥质粉砂岩 K1C 工程性能稍好于砂砾岩 K2 以下 按不同岩性 根据其风化程度分述如下 12 1a 全风化砂砾岩 粉砂岩 灰 灰褐 黄褐色 岩芯风化呈砂土状 手 捏可碎裂 母岩结构不甚清晰 12 2a 强风化砂砾岩 粉砂岩 紫红 灰黄 灰褐色 岩芯呈短柱状 敲击 易碎 局部孔段夹弱风化粉砂岩块 12 3a 弱风化砂砾岩 粉砂岩 紫红 灰黄 岩芯呈柱状 敲击声较脆 锤 击可碎 砾岩与粉砂岩呈互层状 局部夹强风化透镜体状夹层 12 1b 全风化泥质粉砂岩 紫红色 岩芯风化呈粘土状 手捏呈砂状 母岩 结构不甚清晰 12 2b 强风化泥质粉砂岩 紫红色 岩芯呈柱状 手折可断 局部含少量砾 石 夹灰白色细砂岩 12 3b 弱风化泥质粉砂岩 紫红色 厚层状 岩芯呈柱状 长柱状 敲击声 脆 可击碎 局部含少量砾 夹灰白色细砂岩 1 41 4 工程施工重点与难点 工程施工重点与难点 1 1 工程区第四系地层厚度达 60 余米 多为软土淤泥地质 拼装及起重设备 基础处理困难 2 2 拱梁起重结构件大 吨位重 起重高度高 吊装设备较难选择 3 3 现场焊接量较大 现场拼装焊接工艺要求高 4 4 钢拱梁拱肋设计为空间扭曲线 加工制作难度大 5 5 拱肋支架高约 70m 吊装困难 在拱肋及风荷载作用下 支架变形难以 控制 拼装精确调位困难 安全风险大 6 6 三孔钢拱梁带拱整体顶推 国内尚无成熟施工经验可以借鉴 施工中的 意外因素难以估计 顶推施工难度大 7 7 主跨跨径 210m 中间仅设计一个临时墩 引桥墩跨径也有 90m 顶推施 工悬臂大 主梁受力复杂 应力大 各类变形难以有效控制 施工难度大 安全 10 风险高 8 8 三跨带拱顶推重心高 顶推时易发生失稳 且顶推时间要遇台风季节 安 全风险大 11 二 总体部署及工艺介绍二 总体部署及工艺介绍 2 12 1 总体部署 总体部署 2 1 12 1 1 施工总平面布置 施工总平面布置 XX 大桥顶推施工场地布置主要分为后场拼装区及前场的顶推施工区 拼装区 分为拼装场地和散拼场两大块 拼装场地约 260m 70m 位区 Pn5 墩以北 受大堤 及龙门吊的影响 拼装场地南边起点布置于距 Pn6 墩中点为 10 955m 与桥轴线 重合 拼装场地上游侧为散拼场地 约 150m 40m 与拼装场地平行 拼装区平面 布置图见 2 1 12 1 1 长X宽 155X33长X宽 216X42 长X宽 240X70 20t龙门吊 120t龙门吊 t 长X宽 150X40 5 食 堂 图图 2 1 12 1 1 拼装区平面布置图拼装区平面布置图 顶推施工区主要包括拼装区顶推墩 桥梁结构墩及水中临时墩 分布于桥轴 线两侧 平面布置见图图图 2 1 22 1 2 12 图图 2 1 22 1 2 顶推施工区平面布置图顶推施工区平面布置图 2 1 22 1 2 施工组织管理机构 施工组织管理机构 2 1 2 12 1 2 1 组织机构 组织机构 XX 大桥实行项目经理负责制 由项目经理负责整个实施过程中的全面管理工 作 项目总工主管实施过程中的全面技术工作及对外的技术联络工作 由工程部 劳安部 质检部和工地试验室严格控制工程质量 为更进一步保障每一道工序的 施工 在每个施工班组设专职质量监督员 用以监控施工质量 XX 大桥顶推施工共设置工长 4 名 技术主管 2 名 技术员 10 名 顶推施工 时共配四大作业班组 支架组 拼装组 加工组 顶推组 支架组主要负责辅助 结构的搭设 主要包括后场拼装支架 顶推墩 墩旁支架等的施工 拼装组主要 负责钢结构拼装施工 加工组主要由钢结构厂家组成 负责钢结构加工及现场焊 接施工 顶推组主要负责钢结构顶推施工及后续的体系转换 同时后方各个部门 全力配合前场工段作业施工 其组织机构图见图 2 1 32 1 3 13 各 作 业 班 组 钢结构制作 钢结构检测 拼装支架搭设 钢结构拼装 项目经理 总工程师项目副经理 2 名 试验室 测量组 工 程 部 财务合约部 质 检 部 综合办公室 安全人事部 设备物资部 拼装区顶推区 辅助结构施工 顶 推 设 备 顶推施工 书记 图图 2 1 32 1 3 组织机构图组织机构图 2 1 2 22 1 2 2 管理体系 管理体系 顶推施工采用 过程方法 建立 监视 测量 改进管理体系 过程包括 管理职责 资源管理 施工项目实现 测量分析和改进 有关过程进行项目施 工 实现对每个施工过程进行周密策划 对每个工序活动所产生的环境因素和职 业安全健康风险因素进行识别 制定预防措施 14 图图 2 1 42 1 4 管理体系图管理体系图 2 1 32 1 3 主要资源配备 主要资源配备 为了满足钢箱梁顶推施工要求及进度计划 配备足够的人员 设备及材料 主要资源配备使用计划见下表 2 1 3 12 1 3 1 劳动力配备计划 劳动力配备计划 15 合 计 247 2 1 3 22 1 3 2 船机设备配备计划 船机设备配备计划 序号名 称单位数量备注 1 120t 龙门吊台 1 2 120t 龙门吊台 1 3 40t 龙门吊台 1 4 25t 龙门吊台 1 5 500t 履带吊辆 1 6 50t 汽车吊辆 1 7 25t 汽车吊辆 1 8 运输小车辆 2 9 电焊机台 40 10 平板车辆 3 1 顶推装置台 20 2 液压泵站台 20 3 主控台台 1 17 对讲机部 20 18 1t 单链电动葫芦台 4 19 2t 单链手拉葫芦台 10 20 5t 卷扬机台 4 21 5t 钢丝绳米 2000 22 2t 卷扬机台 2 23 2t 钢丝绳米 300 24 高压油管米 2350 25 浮吊艘 1 26 150 型振动锤台 1 2 1 3 32 1 3 3 主要材料配备计划 主要材料配备计划 主拱节段工程量统计表主拱节段工程量统计表 单跨主拱节段统计 2 片主拱 序号节段编号单位 Z1Z2Z3Z4 F5 1 轴线弧长 m30 12 30 86 31 6322 73 16 2 吊装重量 t 81 3283 3385 4187 45 3 数量个 2444 4 总重 t 162 64 333 32 341 64349 8 单跨副拱节段统计 2 片副拱 序号节段编号单位 F1F2F3F4 1 轴线弧长 m18 01 19 9625 0923 65 2 吊装重量 t 72 6 39 9440 1437 84 3 数量个 1444 4 总重 t 72 6159 76160 56151 36 主梁节段工程量统计表主梁节段工程量统计表 主梁节段统计 单跨 序号节段编号单位 G1 G3 G4 G5 G7 G8 G2G6G9G10 1 梁长 m16 8 5 3 25 5 14 12521 25 8 5 2 17 12 155 2 重量 t60 32 3 96 97 580 32 2 64 74 5 3 数量个 2102222 4 总重 t120960195160128140 9 引桥钢梁标准节段工程量统计表引桥钢梁标准节段工程量统计表 序号梁段类型 A1A2A3A4A5A6 1 梁段数量 377782 2 梁段长度 1050085008500850085006500 3 梁段宽度 313003130031300313003130031300 3 顶板厚度 565648424242 4 腹板厚度 363228282424 5 底板厚度 363224181818 6 梁段重量 38146054577149368143864946918282223 引桥钢梁特殊节段工程量统计表引桥钢梁特殊节段工程量统计表 序号梁段类型 B1B2B3B4 17 1 梁段数量 1111 2 梁段长度 6950950085008350 3 梁段宽度 31300313002500025000 3 顶板厚度 42564242 4 腹板厚度 24322824 5 底板厚度 18321818 6 梁段重量 68409935106193460841 施工辅助材料工程量统计表施工辅助材料工程量统计表 序号材料名称规格型号用量 t 备注 1 钢管桩 800 8203 2 钢管桩 600 8319 3 钢管桩 400 6130 4 钢管桩 1000 10504 5 钢管桩 1200 14206 6 钢管桩 1200 16206 7 钢管桩 1400 20300 8 钢管桩 1000 16140 9 钢管桩 1000 12669 10 钢管桩 273 626 11 H 型钢 HN800 300167 12 H 型钢 HN700 300118 13 口子钢 2 25120 14 工字钢 I5630 15 合计 3138 2 22 2 施工主要工艺介绍 施工主要工艺介绍 XX 大桥主桥上部结构为 3 210m 三孔结合梁 钢拱组合体系拱桥 引桥为钢 混组合结构连续梁 其主要的施工工艺为 下部结构桩基 承台 墩身施工完成 后 在后场搭设拼装支架平台 钢拱梁先梁后拱分节段在拼装平台上拼装成形 单孔钢拱梁拼装主要包括拱梁节点 主纵梁 小纵梁 端横梁 中横梁 主钢拱 18 肋 副钢拱肋 连杆 临时撑杆 主副拱拼装完成后 安装临时支撑 拆除拱肋 支架 采用顶推工艺将该孔钢拱梁顶推出拼装平台 然后拼装下一孔钢拱梁 再 将其顶推出拼装平台 最后拼装第三孔钢拱梁 三孔钢拱梁全部拼装完成后 逐 跨整体顶推到位 引桥施工与主桥类似 采用逐跨拼装顶推的工艺进行 2 2 12 2 1 施工工艺流程 施工工艺流程 图图 2 2 12 2 1 施工工艺流程图施工工艺流程图 一跨 钢拱 梁在 平台 上拼装 顶旁支架 及水中临 时墩施工 顶推设 备 系 统筹备 钢拱梁 制造 运输 钢导 梁制 造 梁体 落于 顶推 墩上 测量 一跨钢 拱梁顶 推到位 安装撑 压杆 拆除副 撑支架 控制 系统 安装 调试 实 施 顶 推 拼装 二跨 钢拱 梁 循环施 工完成 三跨钢 拱梁拼 装 安装 后导 梁 落 梁 就 位 安装 前导 梁 测量 监控 同步 临测 解除 临时 撑杆 吊杆 施工 桥面 板施 工系 杆施 工 施工准备 拼装平台 及顶推墩 施工 顶推 设备 安装 实施多 点连续 顶推至 主桥相 应墩顶 解除 临时 连接 体系 转换 临时撑 压杆加 工制造 实 施 顶 推 19 杭州市九堡大桥杭州市九堡大桥 顶推施工专项方案顶推施工专项方案 20 2 2 22 2 2 主桥施工工艺流程 主桥施工工艺流程 图图 2 2 22 2 2 主桥顶推施工工序图主桥顶推施工工序图 杭州市九堡大桥杭州市九堡大桥 顶推施工专项方案顶推施工专项方案 21 2 2 32 2 3 引桥施工工艺流程 引桥施工工艺流程 PN3PN2 拼装平台南 边线 第一阶段 拼装13个吊装节段 共长113 5m 前三个节段分别长 8 35m 8 5m和9 5m 后10个节 段均为8 5m长 顶推51m钢箱梁 前端到达Pn5墩 PN5 地面 5 0 PN3PN2 PN6 PN5 PN6 顶推墩 DD2 顶推墩 DD2 顶推墩 DD2 顶推墩 DD2 PN3PN2 PN6 PN5PN4 顶推墩 DD2 顶推墩 DD2 PN3PN2 PN6 PN5PN4 顶推墩 DD2 顶推墩 DD2 PN4 PN3PN2 PN6 PN5PN4 顶推墩 DD2 顶推墩 DD2 PN3 PN4 PN3PN2 PN6 PN5PN4 顶推墩 DD2 顶推墩 DD2 PN3 PN4PN5 PN3PN2 PN6 PN5 顶推墩 DD2 顶推墩 DD2 第二阶段 顶推51m使钢 箱梁前端到达Pn5墩 第三阶段 拼装6个吊装节段共 长51m 每个节段长均为8 5m 第四阶段 顶推85m使钢箱 梁前端到达Pn4墩 第六阶段 顶推85m使钢 箱梁前端到达Pn3墩 第五阶段 拼装10个吊装节段共 长85m 每个节段长均为8 5m 第七阶段 拼装10个吊装节 段共长85 45m 最后一个节段 长为8 95m 其余均为8 5m 完成最后一个拼装节段后整 个北引桥一起顶推至桥位 地面 5 0 地面 5 0 地面 5 0 地面 5 0 地面 5 0 地面 5 0 图图 2 2 32 2 3 引桥顶推施工工序图引桥顶推施工工序图 杭州市九堡大桥杭州市九堡大桥 顶推专项施工方案顶推专项施工方案 22 三 顶推施工辅助结构设施三 顶推施工辅助结构设施 根据本桥结构形式 结合顶推施工需要 本合同段顶推施工辅助设施主要包括 引桥墩旁支架 水中临时支撑墩 前后导梁 临时撑压连接杆 拼装区顶推墩等五 种 3 13 1 引桥墩旁支架引桥墩旁支架 XX 大桥一合同段顶推施工拼装平台位于北引桥 PN6 墩北侧 顶推施工过程中 主桥钢拱梁从引桥 PN6 墩向主桥 PS2 墩顶推 中间经过引桥 PN5 PN4 PN3 三个结 构墩 且 PN5 PN4 PN3 三个结构墩均作为顶推施工的顶推墩 由于引桥结构墩 Pn5 Pn3 三个墩身横桥向支座中心距 11m 而主桥两钢主梁中心距约 26m 引桥结 构墩 Pn5 Pn3 墩作为顶推墩横向宽度不够 因此需在引桥 Pn5 Pn3 墩身上下游 两侧各搭设一个墩旁支架 满足主桥顶推施工需要 3 1 13 1 1 引桥墩旁支架设计 引桥墩旁支架设计 引桥墩旁支架主要是用于主桥钢拱梁顶推施工时的顶推墩 根居顶推施工需 要 墩旁支架设计主要考虑如下 竖向承载力 15000t 水平承载力 50t 横向宽度 26m 纵向宽度 6m 高度 各墩根据顶推线形标高 引桥墩旁支架主要由承重钢管桩 水平及斜向钢管联系 上部承重梁组成 根据设计要求 顶推墩单侧竖向承载力不小于 1500t 平面尺寸及标高主要根据顶 推施工要求设计 根据引桥墩身结构 结合考虑承台尺寸 在墩身上下游两侧各搭设一个墩旁支 架 支架主支撑腿为 1200 14mm 钢管桩 每侧四根 中间辅助钢管为 1000 12mm 支设于承台上 水平撑采用 800 8mm 的钢管 斜撑采用 600 8mm 的钢管 承台施工时在承台上埋设预埋件 将斜撑及立柱与预埋件焊 接 支架顶部设双支 800 300H 型钢承重梁 每侧布设 2 组 引桥墩旁支架构造图 见图图 3 1 13 1 1 杭州市九堡大桥杭州市九堡大桥 顶推专项施工方案顶推专项施工方案 23 图图 3 1 13 1 1 墩旁支架结构图墩旁支架结构图 3 1 23 1 2 墩旁支架验算 墩旁支架验算 根据墩旁支架布置 用 MIDAS 建立简化模形如下图所示 支架主要承受上部荷 载的竖向力及顶推时的水平力 下图为上部竖向荷载的分布图 其中最大值为 464t 杭州市九堡大桥杭州市九堡大桥 顶推专项施工方案顶推专项施工方案 24 下图为顶推时的水平推力 单桩最大值为 17t 下图为荷载组合下的内应力图 钢管桩最大应力为 172MPa 满足要求 3 1 33 1 3 墩旁支架施工墩旁支架施工 3 1 3 13 1 3 1 预埋件施工 预埋件施工 墩旁支架承重钢管桩支设于承台上 施工时在承台上埋设柱脚预埋件 将承 杭州市九堡大桥杭州市九堡大桥 顶推专项施工方案顶推专项施工方案 25 重钢管桩与预埋件焊接 搭设墩旁支架 柱脚埋件锚板采用 Q235 钢板加工 为直 径 1600mm 1800mm 的椭圆形钢板 中间挖空直径 600mm 的圆孔 钢板厚板为 25mm 每块锚板下方设 40 根长度 750mm 锚筋 锚筋采用 25 螺纹钢加工 与锚 板之间采用塞孔焊 承重钢管桩与埋件用肋板焊接 肋板采用 14mm 钢板加工 尺寸为 200 400mm 柱脚预埋件如图图 3 1 23 1 2 所示 图图 3 1 23 1 2 柱脚预埋件图柱脚预埋件图 承台施工时 在承台砼浇筑前测量放样出柱脚预埋件位置 将柱脚预埋件与承 台钢筋焊接 顶面与承台砼表面齐平 柱脚预埋件埋设时要求焊接牢固 砼浇筑完 成后表面平整 严禁预埋件高于承台砼表面 待承台 墩身浇筑完成并达到设计强 度后 安装墩旁支架 3 1 3 23 1 3 2 墩旁支架搭设 墩旁支架搭设 墩旁支架承重钢管桩及平联 斜撑预先在后场按尺寸分别加工 并将承重钢管 桩每侧两根拼装成形 装载重汽车运至现场 采用 65t 履带吊吊承重钢管桩于承台 预埋件 测量观测校正后将钢管桩与预埋件焊接固定 并在四周用肋板焊接 每组 钢管桩焊接完成后及时完成平联及斜撑焊接 墩旁支架钢管桩及平联 斜撑焊接完成后 测量测出钢管桩桩帽标高 将多余 的部分割除 安装桩帽钢板 将钢板与钢管桩焊接 周围焊接肋板加强 桩帽要求 水平 相邻桩帽高差不大于 2mm 杭州市九堡大桥杭州市九堡大桥 顶推专项施工方案顶推专项施工方案 26 墩顶承重梁为双支 800 300H 型钢 每组 H 型钢中间焊劲板加强 顺桥向安置 于桩帽中心上 与桩顶钢板焊接 横向之间用型钢连接 两组中间采用 600 钢管 桩联系 中间与 800 辅助桩连接 增强整体稳定性 3 23 2 水中临时墩 水中临时墩 主桥跨径为 3 210m 主墩为 V 形墩 V 形墩顶中心间距为 22m 主桥支 承跨径为 188m 根据设计要求 减少顶推跨径 顶推施工时主跨位置需设置临时 墩 为了满足施工期间通航要求 在每跨主跨跨中布设了一个临时墩 布置在跨中 位置 临时墩布置见图图 3 2 13 2 1 图图 3 2 13 2 1 水中临时墩布置图水中临时墩布置图 3 2 13 2 1 水中临时墩设计 水中临时墩设计 水中临时墩作为顶推施工时的顶推墩 主要承受顶推施工的竖向荷载及水平荷 载 平面尺寸主要满足顶推施工设备安装及操作需要 考虑主梁横桥向间距较大 约 26m 临时墩横桥向做成分离式的两个墩 水中临时墩设计参数主要考虑如下 河床标高 4 5m 中跨最深处 竖向承载力 15000t 水平承载力 50t 横向宽度 2 6m 纵向宽度 7 2m 顶标高 各墩根据顶推线形标高 临时墩主要由钢管桩基础 承重立柱及稳桩钢丝绳组成 临时墩基础垂直荷载 按钢拱梁作用时最大支反力 临时墩自重及受力不均匀性情况设计 每个临时墩基 础采用 12 根 1000 12mm 钢管桩 入土 25m 钢管桩横桥向间距 3m 顺桥向间距 3m 从平均高潮水位 4 43m 以上采用 600 8mm 的钢管联撑连成整体以保证 支架的稳定性 上部结构采用 4 根 1000 16mm 钢管立柱 平联采用 600 8mm 杭州市九堡大桥杭州市九堡大桥 顶推专项施工方案顶推专项施工方案 27 的钢管 上部与基础之间连接纵 横梁分别采用双组合 700 300H 型钢及三组合 800 300H 型钢 墩顶承重梁采用双组合 800 300H 型钢 并用 4 根直径 28mm 钢丝绳作为稳桩钢丝绳 以增强上部钢管立柱的稳定性 为满足通航要求 但又必 须确保施工期间临时墩的安全 临时墩上下游两侧设置防撞设施 临时墩结构图见 图图 3 2 23 2 2 在边墩 主墩 临时墩墩顶之间 横向对称在两滑道外侧设置 2 索纵向联系拉 索 控制顶推时墩顶位移 平衡可能出现的水平推力 拉索为 8 j15 24 钢绞线 并于钢绞线一端设 P 锚 另一端设置张拉设备及锚具在顶推前实施预拉紧固 以保 证临时墩安全 两束钢绞线预拉采用逐级同步张拉 张拉后钢绞线保证不影响通航 图图 3 2 23 2 2 水中临时墩结构图水中临时墩结构图 3 2 23 2 2 水中临时墩验算 水中临时墩验算 3 2 2 13 2 2 1 水中临时墩结构验算 水中临时墩结构验算 根据水中临时墩结构及布置 采用 MIDAS 建模计算 应力模型应力模型 顶推状态下 杭州市九堡大桥杭州市九堡大桥 顶推专项施工方案顶推专项施工方案 28 搁置状态下 变形模型变形模型 顶推状态下 搁置状态下 杭州市九堡大桥杭州市九堡大桥 顶推专项施工方案顶推专项施工方案 29 反力模型反力模型 顶推状态下 搁置状态下 计算结果可得 最大应力为 195MPa 最大竖向反力 286 吨 杭州市九堡大桥杭州市九堡大桥 顶推专项施工方案顶推专项施工方案 30 最大变形 50mm 均满足钢结构的强度刚度稳定性要求 3 2 2 13 2 2 1 钢管桩承载力验算 钢管桩承载力验算 根据 公路桥涵地基与基础设计规范 JTJ024 85 第 4 3 2 条 P 1 pRiii Alu k 式中 u 周长 u 3 768m k 安全系数 取 k 1 7 i 影响系数 i 1 0 极限侧磨阻力 A 截面积 R 桩尖承载力 P 开口桩桩尖承载力影响系数 查看地质资料可得 中跨 PLD2 墩为最不利情况 则入土深度 L 为 P 1 0 38 1 14 32 1 9 26 7 2 20 3 3 22 5 3 3 2 33 2 3 水中临时墩施工 水中临时墩施工 水中临时墩共三个 分别布置于两个边主跨及中