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河南省信阳市外环快速路市政工程某特大桥总体施工组织设计1.1课题研究的目的及意义 1
1.2国内外研究现状 1
01铝板幕墙施工组织设计方案1.3论文研究的内容及设计思路 1
1.3.1主要研究内容 1
1.3.2临时结构设计的总体思路 1
第2章xx特大桥施工总体方案设计及施工布署 3
2.1工程基本概况 3
2.1.1xx特大桥工程概况 3
2.1.2桥位处的水文地质资料 3
2.1.3设计主要技术指标 3
2.1.4桥梁设计用主要材料 4
2.2桥梁的施工总体布署 4
2.2.1下部结构施工布署 4
2.2.2上部结构施工步署 4
第3章水中桩基及承台的施工方案设计 6
3.1水中桩基施工方案设计 6
3.1.1施工工艺流程 6
3.1.2施工方法 7
3.2水中承台施工 8
3.2.1承台技术资料 8
3.2.2施工工艺流程 8
3.2.3施工方法 8
第4章墩身施工方案设计 11
4.1墩身技术资料 11
4.2墩身施工方案 11
4.2.1墩身施工实施程序 11
4.2.2墩身施工要点 11
第5章托架的设计计算 12
5.1托架的设计要点及主要技术参数 12
5.1.1托架的设计要点 12
5.1.2托架设计的主要技术参数 12
5.2托架的设计计算 12
5.2.1力学简化模型及荷载统计 12
5.2.2Midas/Civil计算梁的内力 17
5.2.3截面选择及强度检算 23
5.2.4托架的设计计算 25
第6章菱形悬臂挂篮的设计 31
6.1挂篮设计概述 31
6.1.1挂篮的设计原则及总体构思 31
6.1.2菱形桁架挂篮的构造及特点 32
6.2挂篮设计的主要技术参数及桁架尺寸拟定 34
6.3挂篮各承重构件的设计 35
6.3.1模板及行走系统的设计 35
6.3.2挂篮主桁杆件的设计 45
6.3.3后压锚固装置的设计计算 49
6.4挂篮自重及材料统计 51
6.4.1挂篮自重统计 51
6.4.2主桁杆件材料统计表 52
第7章悬臂段及合拢段施工 53
7.1悬臂段施工 53
7.1.10#、1#块施工 53
7.1.2悬臂段现浇施工 53
7.2合拢段施工 54
7.2.1中跨合拢段施工 54
7.2.2边跨合拢段施工 54
第8章箱梁预应力施工 56
8.1主要工程技术参数 56
8.2预应力施工工艺 56
第9章设计结论与展望 59
1.1课题研究的目的及意义
随着国家基础设施建设的快速发展，尤其是高速公路和大量铁路客运专线的兴建，预应力混凝土连续箱梁刚构桥以其结构刚度大、行车平顺性好、伸缩缝少和养护简单等优点成为桥梁建设中的主要桥型之一。
而临时结构在刚构桥的施工中非常重要，一个合理的临时结构，不但要能够满足受力性能方面的需要，而且能缩短施工工期，减少工程投资，保证施工质量，保证施工人员生命安全。选择此课题，意在对连续梁桥悬臂施工方案进行优化，对施工临时结构加以改进。
经过几十年的发展，我国在建造大跨度预应力混凝土连续刚构桥、悬臂梁桥等方面，无论是设计、施工工艺还是施工机具的研制上都已达到甚至超过西方发达国家的水平。1997年建成的虎门大桥辅航道连续刚构跨度达270m，当时创世界之最（目前最大跨度为挪威的斯托尔马桥，跨度为301m）。悬臂灌注、悬臂拼装等先进工艺和施工技术已在各类桥梁施工中广泛应用。从世界范围来看，各国的工程技术设计人员都非常注重对临时结构的研究和改进，临时结构的设计，正朝着标准化、轻型化、人性化的方向发展。
1.3论文研究的内容及设计思路
1.3.1主要研究内容
1.3.2临时结构设计的总体思路
本课题在设计过程中对桥梁施工中所使用的每种临时结构都是按照以下设计思路和设计步骤进行的：
1、熟悉结构的构造特点；
2、掌握结构的工作原理；
3、明确结构构件的传力途径；
4、结构设计荷载统计及内力计算；
5、杆件截面选择及强度检算；
第2章xx特大桥施工总体方案设计及施工布署
2.1.1xx特大桥工程概况
xx特大桥是xx省xx市外环快速路市政工程。此桥位处河道较宽，主桥主孔中心道路桩号为K2+291.973，位于xx特大桥28#～31#墩之间，南岸分别为南引桥，北岸为北引桥，均采用30m预制先简支后连续箱梁。
xx特大桥主桥桥型采用悬臂浇注预应力混凝土连续刚构，主桥分孔为75+120+75=270m，单幅桥面宽度为0.60（防撞护栏）+12.25（机动车道）+0.25（防撞护栏）+1.50（人行道）+0.40（防护栏干）=15.00m。两幅桥间净距0.80m,人行道在桥梁外侧分别设置，每幅桥行车道横向设单向2%横坡，人行道设1%反坡，两侧引桥位置设人行梯到方便行人上下。
2.1.2桥位处的水文地质资料
2.1.3设计主要技术指标
xx水道—内河Ⅳ级航道，净高8.00m（洪水重现期10年），净宽60.00m，被交路净高4.50m。
人行道荷载:人群荷载5.0KN/㎡
桥位抗震设防烈度为Ⅶ度，设计分组为第一组，设计基本加速度值为0.10g。
3、设计坡度纵坡：1.5%～0.895%，横坡：2.0%
4、设计基准期为100年，防洪标准为百年一遇。
2.1.4桥梁设计用主要材料
(1)主梁采用C50混凝土，孔道压浆为C40水泥浆(要求真空灌浆，强度40MPa)
(2)盖梁采用C45混凝土
(3)桥面铺装底层采用C40混凝土，防撞护栏采用C35混凝土
(4)主桥墩柱采用C40混凝土
(5)承台采用C30/C25混凝土，桩基础均采用C25混凝土
采用HRB400钢筋和R235钢筋，技术标准符合GB1499—1998和GB13013—1991之规定。上部结构钢板采用Q345c钢(GB/T1595—94）；下部结构钢板采用Q235级钢（GB700—88）。
(1)全桥预应力钢绞线采用1860,d=15.2mm,符合国家标准《预应力混凝土用钢绞线》（GB/T5224—1995）要求的高强的松弛钢绞线。
纵向预应力管道均采用塑料波纹管，孔道压浆均采用真空灌浆技术。
(3)箱梁竖向采用Φ3240Si2MnMov高强精扎螺纹钢筋（钢筋强度为75%）。
2.2桥梁的施工总体布署
2.2.1下部结构施工布署
主桥中墩采用10Φ180cm钻孔灌注桩基础，桩尖打入微风化层，桩顶设承台，上接矩形双片柱墩。边墩采用4Φ150cm钻孔桩基础，桩顶设承台，上接矩形双片柱墩。
主桥边墩基础位于岸上，采用常规方法施工。中墩基础位于xx主河道以内，水深约1～4米中墩基础工期避开洪水季节，采用钢套箱施工。
2.2.2上部结构施工步署
xx特大桥主桥为变截面悬臂浇注预应力混凝土连续刚构，单箱单室。梁高在2.50m～6.0m之间变化。箱梁上施加三向预应力，纵向主要采用13—7Φ5钢绞线，横向采用2—7Φ5钢绞线，竖向采用Φ32高强精扎螺纹粗钢筋，主梁在29#墩进行墩梁固结，30#墩通过单向活动支座与桥墩联接。
根据施工方法，将三孔连续刚构划分成两个施工单体，即第一、三孔的13.93米长梁段设满堂支架现浇，中间的两个主墩作为两个单“T”结构悬臂浇注，形成单“T”后，进行两次体系转换，最终形成三孔连续刚构。
主桥施工过程分为三个大的时区，第一个时区悬浇29#、30#墩T构及两个边孔现浇段施工，第二个时区两个边孔合拢，第三个时区中孔合拢。各时区的工作内容可相互重叠，但先后顺序按照上述安排。每个单“T”的悬浇过程按照下述顺序进行：首先在托架上浇注0号和1号梁段，张拉1号横断面预应力钢束后，安装挂篮，对2
号～17号梁段进行悬臂浇注每个梁段为一个周期，每个施工周期不少于7天。每个单“T”的悬浇施工过程必须对称、平衡进行，不允许偏载施工。
30#墩0号块施工时，墩梁临时固结，在张拉中孔跨中连续束之前全部拆除。在29#、30#墩T构施工过程中，同时进行边孔现浇段的施工。
施工过程共有两次体系转换。第一次为边孔合拢，第二次体系转换为中孔合拢。第一次体系转换，边孔合拢时T构悬臂段合拢段各50t，第二次体系转换，中孔合拢时，中孔合拢段两侧荷载各50t，应准确控制。边孔、中孔浇注合拢段前应按设计图锁定，形成三孔连续梁再浇注混凝土，合拢温度不高于20℃。
施工过程中每个施工周期应严格控制桥面标高，必须在挂篮调试完毕，浇注完混凝土，张拉预应力钢束后，分多次进行高程及位移测量，以保证连续箱梁的线型，并由监控人员进行分析，根据实际情况对立模高程进行调整，以保证合拢时高程的正确性。
第3章水中桩基及承台的施工方案设计
3.1水中桩基施工方案设计
3.1.1施工工艺流程
搭设辅助施工平台→插打桩基钢护筒→钻机就位→造浆、钻进→终孔→一次清孔→超声波成孔检测→下放钢筋笼→下放导管→二次清孔→灌注混凝土。
首先用浮吊起吊钢护筒放入导向架，再用浮吊起吊APE400液压锤进行钢护筒插打，插打过程由测量人员实施监控,使钢护筒平面位置偏差不超过10cm，倾斜度不超过1％。然后布设型钢完成钻孔平台搭设。
(2)钻机就位在钢护筒上划出十字线定出桩中心,调整钻机位置,使钻头对准桩中心,并准确调平,其中心位置和水平误差在规范允许范围内。钻机支承处适当加固,保证在钻进过程中，钻机平稳。
选择较好的黏土,如无优质黏土,则购买优质膨润土为原料造浆。制浆前,先把黏土块打碎，使其在搅拌中易于成浆,缩短搅拌时间,提高泥浆质量，制浆采用泥浆搅拌机搅拌，其相对密度、黏度、静切力、含砂率、失水量等各项指标均要符合要求，在钻进过程中，试验人员要定期检测泥浆质量，以便适时调整，使钻孔工作顺利进行。
初钻：先往孔底供泥浆，换出原孔中的清水。然后开动空压机送风吸渣，最后开动钻机转盘机构，并低速开钻，直至整个钻头进入正常速度钻进。反循环排渣用一台空压机，压力在0.7MPa左右。正常钻进：为了保证钻杆垂直，孔位准确，采用减压钻进，当孔底土质较硬时可在钻头上方加以配重块，但钻压不得超过钻头加钻杆、配重总重的80％，使钻杆在钻进过程中始终受拉而保持钻杆垂直，以避免或减少弯孔、斜孔现象的发生。钻进时，空压机送风与钻锥回转同时进行，接钻杆时，将钻杆稍提升30cm左右，先停止钻锥回转，再送风数分钟，将孔底钻渣吸尽，再放下钻锥，进行拆装钻杆工作，以免钻渣沉淀而发生埋锥事故。另外，随时注意护筒口泥浆面标高，如果孔内水头逐渐下降时，立即将新鲜泥浆补人护筒，以免发生坍孔事故。换钻杆时，先用水洗净钻杆端面，加上经检查完好的橡胶垫圈，最后对孔接杆，务必做到接头紧密，避免漏气，漏水和松脱。保证钻孔内水头，从泥浆池向孔口提供的泥浆量约等于从孔底通过钻杆排出的泥浆量，以避免孔壁坍塌现象发生。护筒内的泥浆面应比施工水位高出2～4m，确保内外水头压差。因故中断钻进时立即将钻头提起至安全位置(一般0.5—2m)，并送气10—15min让砂石完全排出钻杆，再钻进时先送气10—15min，让泥浆充分循环，直至泥浆正常之后慢慢放下钻具钻进，要特别注意停钻时先提钻，停主机泵组，等排出的泥浆中无渣时方可停风，否则将会造成埋钻事故。
在孔深达到设计标高取样检查合格后，采用反循环抽浆换浆法清孔，钻头提起离孔底20～30cm，采用稍高的转速转动钻头，一边继续反循环，把孔底泥浆钻渣混合物排出孔外，一边向孔内补充储浆池内净化后的泥浆，一直持续约4h，检测出浆口 笼分节制作。钢筋笼的吊装：钢筋笼采用浮吊安装，钢筋笼安装时为保证不变形，用型钢作一吊架将笼吊起，骨架进入孔口后，应将其扶正徐徐下放，严禁摆动碰撞孔壁，并且边下放边拆除内撑。当最后一道加劲箍筋接近孔口时，将骨架通过工字钢临时固定在钻孔平台上，再吊起上一节钢筋笼，进行钢筋笼连接。接头加工好后，再吊起骨架抽出工字钢，下放骨架，最后用同直径的光圆钢筋做吊筋把钢筋笼通过吊架固定在钻孔平台上。二次清孔：钢筋笼安装好后，根据孔深安装导管，然后安装高压气管，在灌注混凝土前进行气举法二次清孔，通过导管将孔底沉渣吸出，以达到设计孔底沉淀厚度<5cm或设计要求。经监理工程师检查合格并签证后拆除气管，立即进行水下混凝土的灌注。
导管选用壁厚6mm以上的无缝钢管制造,内径30cm，导管制作完成后要按1.5倍孔底静水压力进行水密性试验，以保证灌注过程中不漏水和爆裂。储料斗和漏斗容积满足首批混凝土数量能将导管埋人1.0～3.0m。水下混凝土配合比需经设计,采用双掺技术使混凝土有缓凝时间。混凝土坍落度等指标符合规范要求。混凝土用罐车运输至施工码头，输送泵泵送人储料斗。灌注水下封底混凝土时，在导管和漏斗之间设置阀门，先将阀门关好并将导管提离孔底30～40cm左右，然后将灌注漏斗和储料斗装满混凝土，同时打开漏斗和储料斗的阀门灌注首批混凝土。每次抽拔导管时，要用测量绳测出混凝土顶面标高，计算出导管埋深，决定拔管长度。此项工作要由专人负责，确保导管埋深在2～6m之间，同时还要作好混凝土灌注记录备查。
3.2.1承台技术资料
水中主墩承台为长方形钢筋混凝土结构，上游一侧设分水尖，承台长16.5m，宽10m，高3m，分左右两幅，混凝土设计标号为C30，每个承台的混凝土方量为580.5m3。承台底部由10根直径1.8m的钻孔灌注桩支撑。
3.2.2施工工艺流程
(1)下部承重结构施工：水中桩打完之后，将加工好的槽钢杆件吊运到桩位，利用低潮水位，将其按下层横梁、中层纵梁、上层横梁的顺序，用对拉螺栓紧固在混凝土桩体上。
(2)底面模板：底模采用5cm厚木板制成，根据已沉入桩的位置现场制作，通过压条钢板，用螺栓固定在底面的槽钢上。
(3)侧模安装：底模安装好以后利用低潮时间，直接在底板拼装并通过竖向和横向槽钢与底部支架固定，组装时应留出一块板的位置作为潮水进出口，以减轻水流对箱体的冲出和浮力。
(4)封底混凝土：侧模固定好后，在低潮位时将围堰封闭，抽干余水，在木底板上铺设二层隔离油毡，然后直接浇筑C25混凝土并振动密实。
(5)钢筋笼制作：封底混凝土强度达到设计强度75％后，用吊机将在岸上加工好的钢筋运到现场,在围堰内进行安装绑扎，作好浇筑混凝土的准备工作。
(6)混凝土浇筑:承台混凝土方量较大,浇筑时按台阶斜向一端向另一端进行。
(7)侧模及支撑结构的拆除：承台混凝土强度达到设计强度的75％后即可拆除侧模，完成一个承台的施工，底模及支撑设备因处于水下，需有潜水人员配合进行，拆除完毕转入下一阶段。
第4章墩身施工方案设计
xx特大桥主桥每幅桥共四个墩，分为主墩和侧墩，标号按顺序依次为28#、29#、30#、31#。其中29#、30#墩为在水中的主墩，主墩为双柱式长方形钢筋混凝土结构，主墩墩柱长6.8m，单注宽2.0m,高13.0m,采用C40混凝土浇注。本章以主墩墩身进行施工方案的设计阐述。
4.2.1墩身施工实施程序
墩身工程施工作业，按照下列程序实施：墩身定位→钢筋加工→安装模板→浇注混凝土→养护→拆模
4.2.2墩身施工要点
(1)为合理利用材料，减少浪费，钢筋下料原则是：先断长料，后断短料。浇注前，应检查钢筋位置是否正确。
(2)模板采用固定钢模，在钢模安装前，应用除锈机将模板上的锈除尽，并均匀涂上润滑油，以便于拆模，使混凝土光滑。
(3)墩身混凝土采用分层浇注振捣混凝土时采用插入式振动器每层混凝土不可铺设太厚，振捣棒的振动间距应当减少，振动时间照情延长，同时靠近模板一侧应有一排振动捣实，振动棒应避免接触模板。混凝土拌和物是否捣实，主要由混凝土层的表观现象来判断，例如：大集料已经沉入混凝土内，拌和物不再下沉表面已大致水平，混凝土表面已出现镜面水泥砂浆薄层混凝土模板接壤处出现水泥浆混凝土表面已停止溢出气泡。
(4)信阳夏季气温较高，在热天施工时，应设法采取措施，以降低混凝土水化热。
(5)混凝土达到设计标号的25%后方可拆模，不得使混凝土受到振动。
第5章托架的设计计算
5.1托架的设计要点及主要技术参数
5.1.1托架的设计要点
1、因为是临时性辅助结构，托架应能满足强度和稳定性要求，刚度适中，自重较小，整体性较强。
2、托架应可以在地面拼装成型，整体吊装就位，方便安装，减少空中作业时间。
3托架在承受荷载后产生变形和挠度，安装前要计算、设置预拱度，使结构的外形尺寸和标高符合设计要求。
4、托架设计应力求构造简洁、装拆方便，能增加周转次数。
5、作用在托架上的荷载有桥垮结构的重力、施工机具及人群荷载、风荷载、模板重量。
6、托架各构件应严格按期计算图示进行强度计算，容许应力可按临时结构予以提高。
7、托架上要设置落架设备，便于拆除托架。
8、墩身上为托架的预留孔洞不宜太多，在施工完毕后应易于封闭。
5.1.2托架设计的主要技术参数
托架设计必须满足0#块和1#块施工要求，29、30号桥墩墩顶处截面为680×200矩形截面，0#块长度为8.0m,1#块长度为2.0m，箱梁梁底宽度为7.0m，顶板宽度为14.76m，0#块和1#块进行一次性浇注施工。
5.2.1力学简化模型及荷载统计
a托架正面图（单位：cm）
b托架侧面图（单位：cm）
c0、1#块托架平面布置图（单位：cm）
钢模板采用普通通用钢模板，钢模板与钢支架的重量以混凝土自重的5%计算
施工人员及设备重量：
钢模板采用普通通用钢模板，钢模板与钢支架的重量以混凝土自重的5%计算
施工人员及设备重量：
(4)1#梁段延伸区临时结构荷载统计
施工人员及设备重量：
②钢模板采用普通通用钢模板，钢模板重量以混凝土自重的5%计算
施工人员及设备重量：
(5)各钢梁分配线荷载的计算
5.2.2Midas/Civil计算梁的内力
(1)各次梁的内力计算
a加载图式（单位：kN）
b支反力图（单位：kN）
c弯矩图（单位：kN）
d剪力图（单位：kN）
a加载图式（单位：kN）
b反力图（单位：kN）
c弯矩图（单位：kN）
d剪力图（单位：kN）
a加载图式（单位：kN）
b支反力图（单位：kN）
d剪力图（单位：kN）
a加载图式（单位：kN）
b反力图（单位：kN）
c弯矩图（单位：）
d剪力图（单位：kN）
0#次梁计算最大内力：
1#次梁计算最大内力：
2#次梁计算最大内力：
3#次梁计算最大内力：
(2)托架主梁的设计计算
a加载图式（单位：kN）
b反力图（单位：kN）
d剪力图（单位：kN）
a加载图式（单位：）
b反力图（单位：kN）
5.2.3截面选择及强度检算
②1#、2#、3#次梁弯矩和剪力值相差不大，故采用相同截面，取最大值进行计算
(2)主梁的截面选择及验算
1#次梁计算最大内力：
2#次梁计算最大内力：
由于1#、2#主梁计算最大内力相差不大，故拟采用相同截面。
符合工程运行允许误差范围
(3)托架主次梁材料统计表
5.2.4托架的设计计算
a纵桥向托架计算加载图式（单位：）b桥向托架反力图（单位：）
c纵桥向托架轴力图（单位：）
选取截面I25a型钢
a横桥向托架计算加载图式（单位：）b横桥向托架反力图（单位：kN）
c横桥向托架轴力图（单位：）
选取截面I28b型钢
5.2.4托架与预埋牛腿的连接计算
(1)纵桥向焊缝连接计算
③焊缝有效截面惯性矩计算
腹板焊缝由于弯矩和剪力产生的最大应力：
中国城市新一代暴雨强度公式全国.pdf采取在I字钢腹板两侧加焊两块钢板进行局部补强。
(2)横桥向焊缝连接计算
③焊缝有效截面惯性矩计算
腹板焊缝由于弯矩产生的最大应力：
不满足，采取在I字钢腹板两侧加焊两块钢板进行局部补强。
GBT 37330-2019 有砟轨道轨枕 混凝土枕第6章菱形悬臂挂篮的设计