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水柏铁路某特大桥（实施）施工组织设计

XX江大桥位于XX铁路中段全线最低点处（中心里程DK71+322），横跨XX江，是一座结构新颖、技术含量高、施工难度大的主跨236m上承式钢管砼拱单线铁路桥。桥全长468.2m；大桥桥跨布置为3×24mPC简支梁（XX水岸）+236m上承式X型钢管砼拱+5×24mPC简支梁（XX岸）。其中主跨结构居世界同类型桥梁之首。

主跨钢管砼拱由两条拱肋组成，每肋全高5.4m，全宽2.5m，每肋由4肢Φ1000×16mm钢管并以盖板、实腹板及H型腹杆通过栓焊连接而成，钢管内灌注500号微膨胀砼，而拱肋在横向内倾6.5°，形成X形布置，拱肋中心在拱脚横向中心距19.6m，拱顶拱肋中心距6.156m。拱肋轴线在立面投影为悬链线，拱轴系数为m=3.2，立面投影矢跨比为1/4。两侧拱肋间采用Φ500×14～Φ800×14或Φ800×20mm钢管组成的双K字形横撑联结，全桥共有18个双K字形横撑，而上、下弦管的双K字形横撑之间又由2根Φ500×14mm钢管构成V字形联结，在拱顶部分两侧拱肋由横向布置的钢管和斜管联结。全桥联结方式除拱肋立面空腹段上下弦间H型腹杆通过M24高强度螺栓联结外，其它均为全焊联结。

DB31T 1229-2020 安全防范工程视频监控系统现场清晰度要求.pdf主跨钢管拱材质均为Q345d。半跨裸拱净重12160kN。

拱上结构为：5×16m超低高度PC简支梁+82m拱顶П形刚架+5×16m超低高度PC简支梁，简支梁下部结构为型钢砼刚架墩。

二、大桥桥位处地形、地貌：

大桥位于崇山峻岭地区，大桥与XX江约呈～80°交角，河谷深切呈“V”型，XX水岸崖高度158m，呈直立状，岸底约有3m倒悬；XX岸陡壁约71°倾角，高约177m，无倒悬。XX水岸基岩零星出露，桥址纵坡30～60°，横坡15～25°；XX岸基岩裸露，桥址纵坡25～40°，横坡20～60°。大桥两施工场地狭窄，地势陡峭，给大桥两场地布置及场内运输和主体结构施工带来极大不便。

第二章施工总平面布置及大临设施

临时工程和设施的布置，是根据业主所指示的原则分两岸进行布置。

以节约用地、有利生产、方便生活、便于管理进行布置的。

考虑到临时工程设施不致干扰永久工程施工。

与业主提供的电源、水源及交通设施等条件相适应。

主要生活、生产房屋和办公、生活设施集中布置在XX水岸，XX岸仅布置部分生产生活设施，以方便现场施工管理。

沿桥轴线修建一台LP=480m，吊重55t的缆索吊机负责全桥施工及右岸钢管拱肋的组拼。

于北岸施工场内布设一座简易钢结构加工厂，负责全桥临时钢结构的加工。

钢管拱组拼场分别设在两岸拱座附近的山边上，北岸与桥轴线夹角为135°，南岸与桥轴线的夹角为180°。预拼场组拼支架采用万能杆件，基础采用150#砼基础，在支架顶部设置拱肋线型调整装置。另外，于北岸组拼场边布设一台移动式和固定式WD—20t桅杆吊机各一台（扒杆长L=25m,吊重10t）负责该岸钢管拱组拼吊装工作。

本桥共设置二座混凝土搅拌站，南北岸各设一座，每座搅拌站均布置2台500L强制式拌和机，分别供应两岸拱座、墩、台及拱肋的砼施工。

为了工程施工的需要，在北岸桥头设置一座400kVA变电站，在南岸桥头设置一座315kVA变电站，分别与业主提供的10kV电力线路相接，负责两岸施工供电。场内低压电力线路，将根据实际需要酌情布置。

大桥两岸生活用水系于左岸敷设1.2kmФ20mm硬塑料水管，引用杜母姑村山间泉水至工地，供两岸生活之用。生产用水系于北岸敷设6.5kmФ114mm钢管并于二道岩山顶修建水池经猫道人行天桥接至大桥两岸工地，供两岸生产之用。两岸场内施工支水管直径均在Ф50mm左右。

本桥外接公路便道业主已经修建，为兼顾两岸各墩、台施工，北、南岸分别修建场内施工便道2.3km、2.1km。

于桥轴线下游侧约60m处，修建一座LP=200m，宽B=3m的猫道人行天桥，供两岸施工人员来往使用。

《全桥施工流程框图》详见后页

XX水岸有0#、1#、2#两墩一台，在XX岸有5#、6#、7#、8#、9#四墩一台，均为明挖扩大基础，基础均置于微风化灰岩岩体上。墩台基础及墩身均为150#片石砼，台身及墩、台的顶帽，托盘、分别为200号砼和200号钢筋砼。

在两岸边跨基础施工前，先沿桥址纵向修建简易通道，以便小型机械，材料、工具的运输。

因桥址处山坡陡峭，岩石强度大，并且经地质勘探揭示，桥址处还有溶槽及溶洞，故待各墩、台基础开挖至设计标高，先按设计要求对溶槽及溶洞进行加固，压注200#水泥浆；对溶蚀破碎带钻小孔压注200#水泥净浆。3#、4#墩全面进行了地基压浆处理，且3#墩压浆孔在后墙有水平孔和斜孔。

基础开挖，除表层土体及风化岩采用敞开开挖外，基坑开挖岩石均用小爆破碎裂法开挖。以适应施工场地窄小，大型机械不能进场，工程量较小的工程施工特点。

在开挖过程中，将根据基坑处的具体地质、地形情况，先沿坑壁四周设置密集的防裂孔，保护坑壁，防止震裂、松动基础周壁基岩，防止超挖，使坑壁规则整齐，防止落石保证人身安全。坑壁钻孔完后，将先采用平地

爆破的方法，开挖出一条沟槽，形成临空面，然后用梯段爆破的方法进行施工，在墩台基础底部开挖预留20～30cm保护层，其上部用手风钻造孔，密孔小药量爆破，保护层辅以人工撬挖，以确保基础岩体完整。

基坑开挖后，应及时排水，不得让坑内有积水。并且及时对基础进行砌筑，避免基坑暴露过久或受地表水浸泡而影响地基的承载力。由于桥址右侧坡度较陡，5#、6#、7#、8#墩基础横向左侧均设1m垫块。同时，部分墩台基坑开挖的边坡亦较陡，边坡需用50号浆砌片石及回填150#片石砼对基坑进行回填。

基坑平面位置，尺寸应符合设计要求，不得有欠挖，对边坡高度H＜8m，＋0～＋0.2m；8≤H＜15时，＋0～＋0.3；H≥15m，＋0～＋0.5m。基底地质、承载力与设计资料相符。

基底高程＋50mm\－200mm；

砼光滑平整，棱角平直，基础前后、左右边缘距设计中心线±50mm；基础顶面高程：±30mm。

引桥桥台为钢筋砼直线T型桥台，采用一般的模板支架法，按照标准图“叁桥（89）4025”号图进行施工。桥台施工完后，及时进行台后填土及锥体护坡施工。锥体护坡用25cm厚干砌片石进行铺砌，下设15cm碎石垫层，待沉降稳定后，采用水泥砂浆勾缝。

引桥桥墩均为直线矩形桥墩，由于墩身较高，采用钢管支架，整体分段钢模。托盘墩帽施工时，墩帽模板将与墩身模板上口相连并结合支架来承托托盘外悬的模板及砼重量。

所有墩身施工砼均为用砼输送泵进行水平及垂直运输。

墩身施工时，将特别注意砼外表面的美观及线条的平顺，做到内实外美。

墩身、桥台前后、左右边缘距设计中心线尺寸±20mm；支承垫石顶面高程＋0，－15mm；每片砼梁位于同一桥墩端两支承垫石顶面高差3mm；每孔砼梁一端两支承垫石高差5mm；砼强度符合设计要求，砼光滑平整，接缝顺直，无0.2mm局部收缩裂纹。

主桥拱座基础为明挖基础。拱座结构尺寸较大，在桥纵向为34m，桥横向为34.0m，高度为11.25m。拱座由上转盘、下转盘、上下转盘之间的封盘砼和基坑回填砼组成。下转盘高3m，上转盘高6m，交界墩和拱肋均设置在上转盘上，上下转盘通过一个球铰相连。为了上转盘转动安全，还在上转盘拽拉转台上设置了6个内保险腿，保险腿高0.44m。待拱肋转体到位合拢完毕，即将上下转盘相连，封拱脚并灌注上下盘间300#砼，形成一个整体拱座。考虑上转盘转动的需要，拱座开挖平面尺寸为以上盘转动球铰中心为圆心，半径R=17m，其开挖土石方量分别为：XX水岸开挖土石方16450m3，XX岸开挖土石方19050m3。基坑开挖除土方用敞开人工开挖外，石方开挖严格按批准的爆破工序和工艺施工，即先沿基坑轮廓线钻许多小孔，以免基岩遭震动破坏，再用平地爆破，然后用梯段爆破法，最后进行保护层坡面修整，施工坑壁永久防护层，即于+1082.032m标高以上基坑周壁挂钢丝网，喷护8cm厚200#砼。

拱座基坑开挖质量控制如下：

基底平面位置：前后、左右距设计中心误差≯±50mm；

两岸拱座基坑中心距离误差≯8mm；

基底地质、承载力与设计资料相符；

本桥两岸下转盘除球铰下有部分500#砼之外，其它均为300#砼，砼数量3#墩为825.5m3，4#墩为1387m3。下转盘上设置转动系统的下球铰、内保险腿环形滑道及转体拽拉千斤顶反力支架等。

因下转盘施工需要，砼灌注3#墩分三次，4#墩分四次进行（第一次为地基处理需要增加开挖部分）。3#墩第一次灌注1.5m高（4#墩灌注二次后），然后安装下球铰定位钢支架将下球铰精确安装定位，绑扎球铰下四层分布钢筋，灌注余下300#砼，并于下盘设计范围内插Φ16接缝钢筋。接着精确安装下球铰，灌注球铰范围内500#砼（40.7m3）并预留宽180cm比下盘顶面高1cm的内保险腿环形滑道，最后打磨平整。

施工质量控制及施工误差如下：

砼面平整光滑，棱角平直，基础前后、左右边缘距设计中心线±50mm；

基础顶面高程：±10mm。

同一钢球铰下锅顶面任两点高差≯1mm；

球铰中心与设计位置：顺桥向≯3mm；

两岸钢球铰顶面高差≯3mm；

两岸钢球铰中心距误差≯2mm。

施工内保险腿内环形滑道时，其顶面务必以平钣式砼磨光机磨平，顶面任两点高差≯3mm。

本工程转动体系借助直径Φ3500×25mm的钢球铰（承载力为1.2万吨）支承座。平转法施工的最主要组成是转动体系，而转动体系的核心是转动球铰，它是转体施工的关键结构，兼顾转体、承重及平衡等多重功能，制作及安装精度要求很高，必须精心制作，精心安装，精心测量。其制造质量控制如下：

①、球面光洁度不小于▽3；

②、球面各处的曲率应相等，其曲率半径之差±2mm；

③、边缘各点的高程差≯1mm；

④、椭园度≯1.5mm；

⑤、各镶嵌四氟板块顶面应位于同一球面上，其误差≯0.2mm；

⑥、球铰上、下锅形心轴、球铰转动中心轴务必重合。

钢球铰面将在工厂制造，保证球铰加工成型后的厚度，把上下球铰铰面由设计厚度25mm改为30～36mm。先加工胎型，然后才进行点压成型，其次用数控车床精加工铣出球面，在下球铰面上按设计位置铣钻Φ60mm×10mm镶嵌四氟板孔，再用热处理校正变形。为了避免其在运输、吊装过程中变形，在球铰反面加劲肋上设置一桁架并在运输汽车上设专用固定支架。

当下转盘灌注完第一次砼，即在已预埋好的预埋件上安装下球铰钢定位支架，在定位支架上精确安装下球铰并锁定，待一切符合设计要求后，同时在下球铰面上设置适量的砼灌注孔或砼振捣孔（制造时预留），以便球铰面下砼的施工。在砼灌注前还应将球铰中心轴的预埋套筒精确定位并固定好（于制造时安装），以便中心轴的转动。

球铰下为500#砼，砼应振捣密实。在砼强度达85%时，用超声波探测仪，检查球面下的砼密实情况，若发现有不密实现象，应及时钻小孔压浆处理。

下球铰面安装完后，应将钢球铰面内清除干净，并再次检查球铰面的光洁度指标。若有损伤处，应及时打磨光滑。然后将聚四氟乙烯滑动片现场精确镶嵌其设计位置，并于球表面聚四氟乙烯滑动片间隙涂抹一层按适当配合比配制的黄油四氟粉拌和物。此时，严禁掉入杂物。下转盘球铰面施工完毕，即将转动中心轴（Φ210×1090mm）放入下转盘预埋套筒中，同时将球铰上锅按设计要求吊装置于下锅内，并将上球铰精确定位。安装上转盘拽拉转台底模，绑扎其钢筋，同时预埋上转盘内保险腿Φ1000mm×16mm×1100mm钢管和牵引索12—Φ15.24mm钢铰线（预埋端设置P锚），并于撑脚内灌注500#微膨胀砼。接着进行上盘拽拉转台49m3砼灌注。但在砼灌注时，上下球铰面四周，需用封口胶将其封闭，严防施工用水、杂物、水泥浆等漏入球铰中。待整个上盘拽拉转台灌注砼强度达到85%以上后，于拽拉转台底面适当位置布置3台100t千斤顶起顶拆除上盘撑脚（上转盘内保险腿）下抄垫钢钣，再落顶复原使得上下球铰面接触并进行试转，检查球铰运转是否正常，测定其转动摩擦系数，内保险腿与内环滑道是否匹配等情况，若发现问题应及时处理。至此球铰施工完毕。

①、保持球铰面不变形，保证球铰面光洁度及椭圆度。

②、球铰范围内砼振捣务必密实。

③、防止砼浆或其它杂物进入球铰摩擦副。

④、下球铰面砼灌注前，应埋设测试砼应力的元件。

①球铰安装顶口务必水平，其顶面任两点误差不大于1mm。

②球铰转动中心务必位于设计位置其误差：

③顺桥向±1mm;横桥向±1.5mm。

④两岸球铰中心距离误差不大于2mm。

球铰部分施工完毕并检查合格后，即进行上转盘施工。上转盘的设置方向与拱肋预拼装的方向相适应，即其中线与设计桥梁中线成一夹角。XX岸夹角为顺时针135°，XX岸夹角为顺时针180°。

《上盘施工工艺框图》请见下页

因为有一转角，在施工上转盘时，上转盘只有部分砼将还能支承在下转盘上。上盘支承均采用砂箱，为了不使上转盘施工时基础产生不均匀

球铰四氟片及上球铰安装

转台施工及球铰试运转→测定球铰摩擦系数

上盘硬支撑、支承梁、支承系统布置

上盘底模、钢筋、预应力孔道、冷却水管、拱脚定位支架施工

上盘第一次立模、砼灌注砼养护、凿毛、测温监控

钢筋、预应力孔道、冷却水管、拱脚定位支架及第二次砼侧模施工

第二次砼灌注砼养护、凿毛、测温监控

钢筋、预应力孔道、冷却水管及第三次砼侧模施工

第三次砼灌注砼养护、测温监控

横、竖向力筋张拉及压浆

第一批纵向力筋张拉、体系转换

第二批纵向力筋张拉、配重设置

①、底模支承应牢靠，不能有下沉，砂箱中应用经过筛分、颗粒均匀的干燥砂，砂箱需经预压才能使用。

②、上转盘的设置方向要准确，与拱肋拼装方向一致。

③、上盘砼施工完毕，张拉横、竖向预应力和部分纵向预应力将上盘转换成顺拱轴线方向为两点简支状态，垂直拱轴线为双悬臂状态，承受上盘后续施工的重量。

④、在砼灌注时，应防止漏浆，严防杂物进入球铰摩擦副。

⑤、拱肋预埋段应以钢定位支架进行精确安装定位，坐标误差不超过2mm，并尽量以出现正误差为宜。

⑥、采用水化热低的配合比，防裂措施落实到位，并在灌注时做到跟踪监测砼体温，确保砼质量。同时测定每次灌注砼的容重。

⑦、预应力管道应严格按图设置，不能遗漏、错位和孔道漏浆堵塞。为防止孔道漏浆和变形，在灌注前，纵横向预应力束应先穿进孔道，在灌注过程中间断抽动，一旦漏浆，应进行孔道冲洗。

⑧、砼振捣应密实，不能碰及波纹管，并保证砼表面平整、亮泽、无蜂窝麻面等现象。

⑨、上转盘施工完毕，应及时在拱座上平面设置多个水准测点，并精密测出高程，此高程基准面将为交界墩施工提供标高及垂直度的参照。在预应力张拉时，应注意张拉次序，具体张拉时，采用伸长量与张拉力双控。

拱座上盘施工质量控制：

②、预应力孔道座标≯3mm

③、拱肋预埋段钢管座标≯2mm

④、砼表面光滑，不漏浆，无蜂窝麻面，结构棱角分明。

在转体前，交界墩只施工到标高为1240.91m，并在施工交界墩托盘时预埋扣索、后背索及墩身横桥预应力筋孔道，待转体完成，拱肋合拢，上下转盘封盘完，拆除扣索、背索后，再进行余下墩帽施工。

①、交界墩系落在拱座上转盘顶面，在交界墩施工时，拱座上盘一定要支承牢靠，不准其转动、下沉等。

②、应定期精确测量拱座上转盘基准面，及交界墩的位置、倾斜情况等，如基准面发生变化，交界墩的位置及倾斜度亦随之作相应调整。在交界墩施工完成后应在墩顶精密放出三角点，以测量各个工况下的墩身位移。

③、因为交界墩不仅承受水平、竖向力，还承受因不平衡水平力而引起的较大弯矩，故砼、钢筋一定要精心施工，砼强度一定要满足设计要求，并且在施工过程中应振捣密实，同时测定每次砼灌注的砼容重。

④、交界墩墩帽上所预埋的前扣索、后背索及横桥向预应力筋孔道及相应锚垫钣倾角应满足设计要求。

⑤、在交界墩的根部需按设计图设置应力测试元件，在转体施工过程中随时观测，进行监测监控，以防意外。

交界墩结构尺寸质量控制：

①、交界墩砼表面光滑、色泽一致、棱角分明；

②、交界墩相邻两次砼灌注其错台≯2mm。

钢管拱由武汉造船厂制造，工厂钢管拱制造厂家提供施组和工艺，并通过专家评审。加工总重量为2100t，工期为6个月。

第六章主跨钢管拱运输及工地组拼

先用火车从武昌站运输至XX水站，然后用10t～15t汽车将拱肋各节段从XX水站运至大桥左岸13km进场便道路口钢管拱存放场，利用30t汽车吊将其按一定的顺序存放。并支垫牢靠。待大桥钢管拱预拼场安装就绪，具备架设钢管拱条件后，再将各节段钢管拱肋装运至大桥左右工地，并通过55t缆索吊机和左岸20t桅杆吊机，将左右岸各节段钢管拱肋按设计要求吊装就位。

为了确保大桥钢管拱上、下拱肋、腹杆及横向联接系杆共约2100t构件安全可靠地运抵大桥工地指定位置，必须对除锈干燥后的各类构件进行安全可靠的包装。

①、哑铃形上（下）弦拱肋刚性比较大，在运输和存放过程中，其下需设置一支承托架，且上部用拉紧箍拉紧，防止滚翻及窜动。

②、卸杆件时应轻起轻落，避免碰撞。

③、联接系多是Φ450～Φ800mm钢管杆件，应按发送杆件表规定捆扎，且与“米”字型节共同发运。为保证管口不变形对接准确，各管口应设加强环。

④、栓、垫圈等零星小件应分类打包装箱，每件重量控制在50kg内。

⑤、运输应按铁道部现行的《铁路货物运输规程》、《铁路超限货物运输规程》、《铁路货物加固规则》等有关规定办理。

⑥、放场存放时，应保证拱肋受力明确，避免因存放而产生永久变形，同时在拱肋存放位置加设雨棚遮雨，防止雨淋及弄脏。

1、钢管拱预拼场总布置

2、钢管拱拱肋拼装吊机安装

吊装拱肋的吊机应满足下列要求：

根据工厂制拱肋分段情况，每节3m～8m拱肋下弦或上弦重5t～10t，即吊机最大吊重10t。

吊距方面，应满足拱脚处上、下游两拱肋吊装（上、下游两拱肋间距为19.6m）。

c、应能沿拱肋拼装方向移动。

根据吊机上述要求，右岸采用55t缆索吊机安装拱肋；左岸我们沿拱肋拼装方向，于拼拱肋上坡侧地势较平缓地段修建便道，在地势陡峭地段修建一万能杆件栈桥，再在便道及栈桥上铺设走道，设置一台移动式20t,扒杆长L=25m桅杆吊机。该栈桥中心距拱肋中心距离为15m。另因在拱肋根部一段，地形很陡，无法开通便道，故在此处设置一台固定式20t，扒杆长L=25m桅杆吊机，并结合55t缆索吊机，负责此段钢管拱节段吊装和钢管拱的运输。

(a)、在支架上将拱肋下弦２～３节段按设计线型位置对接并固定，然后在下拱肋上搭设支架，架设上弦哑钤型肋段２～３节段。并调整至设计线型，各段接头点焊。

(b)、安装上、下弦拱肋间连接腹板并施焊（自内向外）。并逐步拆除上弦拱肋支点。

(c)、按上述步骤自拱脚向拱顶，自下向上、自内向外，分别安装完两实腹段拱肋，同时每完成一节段，务必调整一次拱肋线型。

(d)、吊装实腹段两侧主拱肋之间双Ｋ字型支撑，即先将米字型节点支撑到位，再逐根将各直管一端与主拱肋预留支管对焊，另端与米字节点相应支管对焊，最后形成位于同一钢管拱上下弦轴线曲线内双“K”字型横撑（上、下弦双“Ｋ”字横撑安装秩序先下后上）。最后吊装上、下弦双Ｋ字横撑之间“Ｖ”字型支撑直斜管。

(e)、安装空腹段拱肋时，先安装一段哑钤形下弦，调整至设计标高、设计位置，再吊装上、下弦之间Ｈ型斜杆就位，其下端与下弦节点钣以８个Φ２6.7mm冲钉定位，且高强度螺栓初拧至设计扭矩的50%；接着吊装上弦哑钤型拱肋，使得已安装腹斜杆上端插入此节段上弦拱肋上的节点钣内，并打入少许冲钉定位，调整上弦至设计位置，穿入高强螺栓并初拧。按上述步骤安装完三段并整体调整后相邻拱肋点焊、高强螺栓进行终拧并检查。如此循环逐步安装剩余完腹段钢管拱主肋。最后安装两侧主拱肋之间双Ｋ字横撑和直管撑，以及上、下弦横撑之间“Ｖ”字撑及斜杆撑。

(f)、最终调整半跨钢管拱拱肋线型并符合设计要求，并按设计要求施工各拼接接头处焊缝。

(g)、涂装拱肋各接头处防腐涂层，接着进行下道工序施工。

（1）螺栓及节点板要求

①、XX江大桥钢管拱现场拼装时，拱肋上弦与下弦之间H型腹杆两端与焊接在钢管上的节点板用M24高强螺栓连接，高强螺栓、腹杆及节点板规格要求如下：

施工扭矩：668～911N.m

扭矩系数：0.11～0.15

螺栓规格：M24×75mm

设计螺栓数量：18944套，螺栓加工数量：20000套（合拢段高强螺栓及节点板数量未计）

节点板数量：592块，重量61772kg

腹杆数量：600根，重量166008kg

考虑到该桥螺栓数量少，可按一批一次进场，进场后建立专用仓库存放，并采取防潮防锈措施，按排专人妥善保管。使用前应进行清点和外观检查，螺栓表面不得损坏防锈层及碰伤，并不得有油污。

③、工厂应提供节点板抗滑系数资料，保证抗滑系数最小值不得小于0.45，并向现场提供摩擦系数试件，全桥提供3组。现场应在钢管拱肋预拼前复验摩擦系数。

④、节点板已经过喷铝处理，现场在施工时应注意保护，不能碰撞、擦损及污染。

栓孔制作及高强螺栓安装

①、节点板在工厂已焊接在钢管上，且在工厂预拼时，为保证栓孔位置精确，栓孔已采用模板配钻，孔径27mm。

②、在现场拼装时，先把摩擦面清理干净，并用少许冲钉进行定位，再穿高强螺栓。如遇腹板与节点板栓孔错孔较大，即螺栓不能自由穿过时，应在现场就地铣孔。

③、高强螺栓穿入时，应在螺栓首尾各垫一个垫圈，并注意垫圈倒角方向和螺帽正反方向。螺栓方向应从腹杆面向节点板面穿入，以便施拧。

④、高强螺栓应按当天拼装数量领用，用不完时应清点回收并装回原包装箱妥善保管。

①采用扭矩法施工。用手动扳手扭矩带响板手及电动定扭矩扳手。施拧分为初拧、复拧、终拧三个阶段。经施工数个节点并在初拧数据稳定情况下，可改成初拧及终拧两个阶段。

②施拧前应进行相应的施工工艺试验，测定高强螺栓连接扭矩系数，确定高强螺栓施拧的初拧扭矩、终拧扭矩及检查扭矩。

③每批高强螺栓连接副的终拧扭矩应由下式计算确定：

K—高强螺栓扭矩系数平均值

P—高强螺栓施工预拉力，按设计轴力提高10%

④螺栓初拧扭矩宜为终拧扭矩的50%（用手动扳手），复拧扭矩等于初拧扭矩，复拧后应标明记号。

⑤终拧时（用定扭矩扳手），施加扭矩必须连续、平稳，螺栓、垫圈不得与螺母一起转动。终拧后油漆在螺母上作出标记。

定扭矩扳手施工前必须标定，其扭矩误差不得大于使用扭矩的±5%。每天操作前及操作后，必须对使用的扳手校正。在操作后校正时，如发现其误差超过允许范围，则对该扳手终拧的螺栓用检查扳手按规定检查。

⑥螺栓施拧应从中央以辐射的形式向四周边缘进行。

①对复拧后的全部高强螺栓连接副，用0.3kg小锤敲击螺母对边的一侧，并用手指紧按住螺母的另一侧，以振动的声音及手指的感觉判断是漏拧。

②终拧扭矩值采用松扣法检查，其值应在0.9～1.1检查扭矩范围内。

③每一螺栓群检查数为其总数的5%，每个栓群检查的螺栓其不合格者不得超过螺栓总数的20%，若超过应继续抽检，直到累计总数80%的合格率为止。未达标者补拧，超过者更换螺重新施拧。

④螺栓的扭矩检查应在终拧完成后4～24小时内完成。

⑤用于高强螺栓检扭矩扳手应是专用检查扳手，使用前后必须标定，其扭矩不得超过使用扭矩值的±3%。

⑥高强螺栓施工应填写下列表格资料：施拧扭矩扳手标定、校正记录，检查扭矩扳手标定、校正记录，高强螺栓终扭矩检查表，高强螺栓连接副扭矩系数检验表，节点板摩擦系数检验表。

3、《钢管拱工地拼装流程框图》请见后页。

大桥钢管拱发运件大都是哑铃状的拱肋及杆件其长度在３m～8m之内，并且有严格的保护，运输中一般不会变形，即使变形也只可能是端部发生变形，可采用冷矫方式，用千斤顶或小撑杆将端部矫园。万一其它部位变形，可在严格控制温度的条件下热矫，其温度控制在６００°C～８００C°范围内，温度不应超过９００°C，且同一部位矫正次数不宜超过三次，不得用水骤冷。构件热矫正工艺应提交设计单位及监理工程师认可。

钢管拱肋组装质量控制：

纵向弯曲：f≤L/1000（f为钢管弦与管口椭园度）

管端不平度：f/d≤3/1500,并且f≤0.3mm,(b为两管间距)

管肢组合误差：δ1/b≤(b为两管间距)

缀件组合误差：δ1/L≤1/1000(L为缀件长度或缀件在主管上的间距)

拼装时各节段两端口中心坐标误差：≤±1mm,

半跨成型钢管拱轴线误差：≤5mm。

1）、焊条、焊丝、焊剂和粉芯焊丝均储存在通风良好的地方，并设专人保管。焊条、焊剂和粉芯焊丝在使用前必须按产品说明书及有关工艺文件的技术要求进行烘干，焊条由保温箱内取出到施焊不宜超过4h,不符上述要求时应重新烘干后使用，但焊条烘干次数不宜超过两次。焊丝宜采用表面镀铜，非镀铜焊丝使用前应除浮锈、油污。

2）、焊接前应根据工艺评定的要求先预热，蒸发接头区水份，用钢丝刷或砂轮片清除焊接区域的浮锈及灰尘、油污。

雨雪天气时禁止露天表面镀焊接。构件焊区表面潮湿时，必须烘干并清除干净方可施焊，四级以上风力时，应采取防风措施。

定位点焊，必须由持焊工合格证的工人施焊、点焊高度不宜超过设计焊厚的2/3，点焊长度宜大于40mm，间距宜为500～600mm,点焊应填满弧坑。如有发现点焊上有气孔或裂纹，必须清除干净后重焊，但同一位置重焊次数不宜超过四次。

构件的施焊应严格按焊接工艺规定的参数及焊接顺序进行，采用双数焊工对称烧焊。

焊连构件每接口预留1mm变形补偿量及调节焊接程序来控制焊接变形。

采用多层焊时，应将前一道焊缝表面清理干净后再继续施焊。

现场焊接方式采用手工电弧焊及CO2气体保护焊，CO2气体使用前应吹除水气。

焊接工作完毕后，所有焊缝均应进行外观检查及无损检测。

1）、焊缝的外观及焊缝尺寸均按TBJ212—86中有关章节要求办理。

2）、焊缝的内在质量通过100%超声波探伤检验及X光拍片。

3）、外观检验及内部检测缺陷必须按规定返修，返修焊后的焊缝应修磨匀顺并按质量标准进行复验。

转动体系的核心为球铰，转体时球铰承担转体的全部重量，并通过球铰沿球铰中心的转动而实施转体过程。球铰的摩擦面为钢与聚四氟乙烯片间的摩擦，摩擦面间涂抹黄油聚四氟乙烯粉润滑剂。球铰是转体施工的关键部件，制作和安装精度要求都很高，必须精心施工、精心测量。它的位置和精度将影响全桥合拢精度和转体过程的安全，要特别注意，确保制造和安装误差达到相应的要求。

防倾保险体系是转体施工方法的重要保证措施，根据设计构造的特点，在转体过程中，转体的全部重量由球铰一点支承，上盘受外界条件或施工的影响容易出现倾斜，因此须设置内环保险腿和外环调整倾斜千斤顶。

内环保险腿设于转台Φ7.0m直径的圆周上，均匀布置六个，每个保险腿由两根钢管焊接连结并于钢管内填充C48微膨胀砼，内保险腿埋入转台砼内并作转台砼施工时的底模支撑，施工时保险腿底部抄垫δ=12mm的钢板，转体时保险腿与下盘环形滑道匹配并有3～5mm的间隙，倾斜时保险腿受力起保护作用。

外环布设5000kN千斤顶，转体发生倾斜时用千斤顶在一侧起顶上盘以纠正倾斜。

位控体系包括转体限位和微调装置，上下盘之间的预埋件，以及预埋钢管拱脚和临时转动铰，主要作用为转体到位后对拱圈平面的调整和限位固定以及对钢管拱肋线形的调整和锁定。

（1）转体限位和微调装置

设在上盘尾部桥轴线两侧，左右各一个，布设1500kN千斤顶。千斤顶底座先行施工并预埋地脚螺栓，反力座预先制作，待转体时上盘转过，留出操作空间后再组拼形成千斤顶台座。转体到位后用千斤顶调整平面位置后抄垫固定，同时将保险腿抄死，上下盘抄紧，焊接上下盘间的预埋件，将上盘固定牢靠。

二、钢管拱转体施工前期工作

本钢管拱转体包括拱座上转盘、交界墩、后平衡重及悬臂117.5m钢管拱拱肋，转体总重量达108000kN，需最大起动牵引力矩12600kN.m，转动牵引力矩7560kN.m。

《钢管拱转体施工工艺流程图》请见下页。

2、在施工完成上转盘和交界墩并张拉第二批上盘纵向预应力后，进行转体后平衡重结构施工，使最终平衡重量G总平衡重=1.05G理论平衡重，重心略向后移。

锚固于交界墩墩帽上（张拉端），下端锚固于上转盘尾部底面上，实行整束张拉。待半跨钢管拱完全脱架后，其内力98000kN。由于上下转盘间距仅为1.25m，为了方便后背索张拉施工，将后背索下端作为锚固端，上端作为张拉端，利用2台2500kN液压张拉千斤顶，对称按设计张拉程序将后背索随前扣索和上盘纵向第三批预应力筋张拉到位，以平衡钢管拱肋扣索的强大水平力，改善交界墩的受力状况。另外于张拉前扣索、后背索同时，上转盘纵向第三批19—Ф15.24mm预应力筋也随前扣索、后背索的张拉，逐步对称按一定的张拉程序张拉到位，以平衡后背索的竖向力而引起的上转盘砼内拉应力。张拉程序及张拉力严格按设计要求办理。

钢管拱转体施工工艺流程框图

上下盘、球铰及交界墩施工预拼场布置及预拼支架安装

钢管拱在预拼支架上组拼成型

安装扣索、背索、上盘第三批纵向预应力筋，

按设计的张拉程序张拉以上预应力筋

转体动力系统安装、调试

拆除上盘砂箱及硬支撑形成转体状态，静置24小时观测

两岸钢管拱同时转体到位，上盘抄垫锁定，平面定位

调整两半跨拱肋至设计位置，安装合拢段临时连接锁定

吊装合拢段钢管，按设计位置焊接

连接拱圈和预埋拱脚钢管，使临时转动铰固结

灌注拱脚封闭砼及上下盘间砼

按设计程序拆除扣索、背索及上盘大部分纵向预应力钢筋

转体拉索各部位应力控制如下：

(1)、扣索σk=0.38Rjу，背索σk=0.465Rjу，上盘纵向索σk=0.75Rjу。

(2)、交界墩砼应力σa≤﹝σa)σL≤0.8RL

(3）、上转盘砼应力σa≤﹝σa﹞σL≤0.8RL

(1）、于施工下转盘时进行牵引千斤顶反力架预埋件安装，施工拽拉转台时进行牵引钢绞线的下料、固定端挤压P锚及其预埋。在设置牵引钢绞线时务必保证每对牵引索的方向相互平行，并与千斤顶的施力方向一致，避免出现偏心力偶。

(2）、于下转盘反力架预埋件顶面，按千斤顶的施力方向安装牵引连续作用千斤顶反力支架，并将连续千斤顶按设计要求固定于支架上待用。

(3）、动力系统调试：

（ⅰ）、转体动力系统是由QDCL200—200连续提升千斤顶、4YBZ190—28连续提升泵站、QKIA—30LT主控台以及相互间联接油管路等组成。

（ⅱ）、将千斤顶前、后夹持器上的夹片螺栓钉调整齐，给夹持器上的工具夹片均匀地涂上退锚灵，然后把夹持器安装到千斤顶上。

（ⅲ）、按要求将系统各设备、机具安装到设计位置并固定好，千斤顶的安装应注意和牵引方向保持一致。

（ⅳ）、安装千斤顶的行程开关，并对应将各泵站与各自千斤顶用油管联接好。

（ⅴ）、联接主控台与泵站。

（ⅵ）、接通电源，启动泵站,将泵站的溢流阀调至25MPa。

（ⅶ）、通过主控台和泵站调试行程开关及千斤顶的运行情况,调试千斤顶的运行速度。

（ⅷ）、牵引系统在经过空载联机调试确定没有问题后，方可投入运行。

当交界墩墩身施工完毕、半跨钢管拱拱肋拼装调整完，并经检查合格以及转体前的各项准备工作完成后，即可进行钢管拱的转体工作。钢管拱转体分两步进行，即第一步为钢管拱脱架；第二步为钢拱转体及微调。

为保证每根钢绞线受力均匀，开始时用等值张拉法控制，即先对第一根钢绞线以一定的初始值进行张拉并临时锚固，在锚固点处设置测力传感器，其他钢绞线逐根张拉时按当时测力传感器显示的应力值进行控制，直至单根张拉完成，这样使得每根钢绞线都有相同的初始应力值，以便于整体张拉调整。

在张拉过程中，严格控制各自的张拉锚下控制应力，严密控制交界墩顶位移。因为在脱架过程中，拱肋的标高及位移的变化并不呈线型，有的地方在脱架时，拱肋标高会下降，我们将根据设置在拱肋下的千斤顶的受力大小及此处高程的变化，确定将拱肋下降处的支承点标高降低，以满足拱肋的线型变化。当各扣索、后背索及上转盘预应力筋均按设计要求张拉到位，此时钢管拱肋完全脱离预拼支架，整个转体结构的重心位于球铰上，检查拱肋线型是否符合设计要求，同时拆除上转盘尾部刚性支承，形成转动体系。在拆除上转盘尾部刚性支承时，应做到对称、均匀、缓慢的进行，严禁突然释载而危及结构的安全，保证球铰均匀、缓慢的增加承受荷载。

（2）转体结构重心位置的调整

从上盘施工开始时，详细记录转体结构各部分的重量，计算出脱拱后整个半拱转体结构对球铰中心点的重量矩，从而计算出转体结构在球铰中心点平衡时所需要的（活）平衡重量。但这种计算出来的数值，只能作为参考。要准确知道转体结构的重心是否通过球铰中心，用千斤顶及水平仪进行测定，方法如下：

在下转盘顶面与球铰中心和上盘纵线对称的四个角上设置4台液压千斤顶，张拉扣索前，预先对各个千斤顶施加相等的荷载，用水平仪测量上盘四角的高程。

待拱肋脱架后，由于前后重量不平衡，致使半边内保险腿落地支撑。此时，调整千斤顶的荷载，用水平仪观测，将上盘调平，根据千斤顶不同荷载的大小，即可计算出转体结构对球铰中心的重量矩，从而计算出转体结构对球铰中心平衡时所需要的（活）平衡配重量。

（活）平衡配重用中—60浮鲸其内灌水或加其他配重设置，直至四个千斤顶的荷载相等，然后使四个千斤顶均匀缓慢卸载，使全部转体重量由球铰一点支承，形成对球铰中心平衡的转体体系。

为使转体结构安全稳定，可稍加大后部的压重，使后部两个内保险腿受力，以加强转体结构稳定和减小颤动，使得转体时平稳。但不宜增加得太多，以免内保险腿受力过大而造成转体困难，拟采取：

G总平衡重=1.05G理论平衡重

当转体荷载全部由球铰承受后，测试球铰的应力承受情况，如发现球铰受力有较大的偏心情况，则应及时进行调整。同时测试钢管拱拱肋的颤动情况、抗倾覆情况等。待一切检查合格后，需静置48小时，细心观察、测量有无异常现象，检查半跨钢管拱体受力情况是否正常。

2、钢管拱拱肋转体及微调

（1）、转体前准备工作主要内容：

ⅰ）、每岸各安装两套“全液压、全自动、同步、连续牵引系统”（安装前应做好试运行和调试），检查液压泵站、同步液压油管路、主控制台及各种仪表设备是否完好。经试调完毕后，将由上转盘转台引出的钢绞线与牵引千斤顶连接好。

ⅱ）、清理及检查内环滑道与内保险腿间的空隙及平整度情况，若有问题及时处理。

ⅲ）、安装微调及控位设备。并在上转盘及下转盘侧壁上用红色油漆标注出桥轴线位置，作为控制的标志。

ⅳ）、监测、监控设备仪器全部准备完毕。

ⅴ）、在拱肋端部安装合拢时必需的机具设备，并计算其影响，此值应在扣索拉力上调整。详细记录拱肋上的辅助设备的位置及重量，重量应控制在限定的重量以下。

ⅵ）、另外在转体之前，还应对内环滑道进行全面检查，检查其顶面标高及不平整度，将滑道内进行清扫干净。

ⅶ、测量检查转动半径内净空，若有障碍物应清除。

ⅷ拱肋脱架后静置24小时，另设保险垛并观测其变化。

（ⅰ）、待牵引系统调试完毕，且主跨成型钢管拱已脱架，并一切正常后，接通牵引动力系统电源，启动泵站。打开截流阀，再分别打开前、后夹持器的工具夹片，关上截流阀。

（ⅱ）、把牵引钢绞线的牵引端通过装有引线套的引线钢丝逐一从牵引顶尾部穿心孔内穿入，再顺次穿过千斤顶的前、后夹持器的工具锚板，从对中板上穿出（必须注意前、后夹持器及对中板各孔位应相互对应，钢绞线不能出现交叉、打绞或扭转现象）。

（ⅲ）、压紧前、后夹持器的工具夹片。先人工用力拉紧各钢绞线，然后用YDC240Q千斤顶逐根将钢绞线预拉紧。

（ⅳ）、全面检查一遍牵引系统及转体体系，确认无异常，便可进行正式运行。

（ⅴ）、接通电源，启动泵站，先用手动转体起动试转，因起动时静摩擦系数太大，需将辅助千斤顶与主作用千斤顶共同牵引启动。待手动试转正常后，即辅助顶退出工作，主顶即可转换“自动”运行。将主控台的按钮旋到“自动”位置，按下主控台“开启”按钮，牵引系统便可自动、连续地运行。

（ⅵ）、如果某一个泵站或主控台发现异常现象，可按下泵站或主控台的“暂停”按钮，此时千斤顶立即停止运行，待问题解决后重新启动。

（ⅶ）、待半跨钢管拱转体快到设计位置（半跨钢管拱悬臂端中点距桥轴线５０cm，即半跨拱轴线与桥轴线夹角为１４′44″）时，为防止超转，此时将牵引系统由“自动”改为“手动”，用手动、点动操作，以精确定位。

（ⅷ）、转体到位后，进行调整和锁定以及合拢段的施工。

（3）、整个转体过程中的要求及转体施工技术问题的处理措施：

a、整个转体过程中要求：

内保险腿及滑道必须有专人负责检查，保证上盘远离拱肋的两个内保险腿与内环行滑道必须接触良好，并观察滑道有无障碍。

外保险千斤顶应有专人随时准备施力保险或调整。

保险千斤顶（5000kN，每岸4台）做好准备，以备倾斜时立即起保险和调整作用。

在设限位装置的部位，设专人做好限位准备，转体到位及时抄垫塞紧，防止超转。

在转体过程中要观察整个转动体系经过范围内有无障碍物并及时排除。

监测、监控仪器对整个转体过程进行测量控制，并将测得有关数据及时报告转体控制中心和有关人员。

b、转体施工技术问题的处理措施：

转体产生倾斜时停止转动，用保险千斤顶及时在适当位置起顶上盘以纠正倾斜。

中途发生特殊情况需终止转体。立即停止牵引系统作用，将内保险腿抄紧，保险千斤顶保险，处理完故障后，重新开始启动。

如果到位超转，则利用过转微调千斤顶，进行微调到位。

当一岸拱肋转体到位后，即进行精确测量，对跨中处拱肋标高及转角进行微调，当另一岸拱肋转体到位并微调后，若仍发现拱肋水平及垂直方向有微量错位，不能很好的对接时，对于拱肋垂直方向错位利用交界墩墩顶扣索的张拉或放松来调节；对于拱肋横向位移或扭转则于拱顶设倒链对拉钢管拱端部或拆除上、下球铰之间的转动中心轴，于拱脚上转盘底面用5000kN保险千斤顶竖直起顶上盘调整达到合拢精度要求。

（2）限位锁定及合拢施工

待天气气温达到相对稳定的时候，测量两拱肋8根钢管合拢段长度并进行现场下料，逐根吊装合拢段钢管和拱肋上下弦间斜腹杆并按设计要求连接。拆除临时连接及临时锁定结构，安装上、下弦钢管间盖钣及两侧拱肋间横撑钢管。

（3）、合拢段施工技术要求：

由于本桥钢管拱系转体法施工，转体合拢时，仅中间两组焊缝，因此施工测量要求精度很高，必须符合以下精度：

桥轴线相对误差≤1/30000；

桥轴线测角中误差≤2.0秒；

拱脚间净跨距相对误差≤1/40000；

拱脚间轴线测角中误差≤1.5秒。

b、工程合拢的质量标准：

拱轴线座标实测值与理论值在竖向及水平向的允许误差为：

1/4拱：±10mm；

关于钢管拱实腹段空肋腹板稳定问题

大桥主跨钢管拱于两端拱脚处设置长约43.1m实腹段，以适应拱脚受力大且复杂的特点。但于钢管拱转体施工期间，实腹段上下弦仅通过两块板厚12mm，高3534mm钢板焊接而成，由于其高厚比为294.5，其侧向刚度远小于上下弦，且每侧主拱肋内倾6.5度,从而使得每侧拱肋横断面布置为平行四边形结构,稳定性较差;另外,在转体施工时,所设临时铰支承于拱肋腹板上,给转体施工带来潜在不安全度。为了保证这座世界上最大的同类型桥梁转体施工万无一失，我部建议：

实腹段腹板不采取任何加固措施，在转体前，实腹段内压注微膨胀砼以增强腹板平面外刚度，从而加大转体安全度，但却引起转体重量增致1500吨，而已施工的下盘及球铰承载力不够。

于实腹段腹板上用加劲板形式对腹板进行平面外刚度补强，提高实腹段腹板整体稳定性和整个转体安全度。

因在工地拼装分南北两岸同时进行，故测量仪器设备须准备两套。两岸共配备测量器具如下：

全站仪两套，微型对中杆两套

S3倾斜式水平仪两套，板尺、尺垫两套

30m鉴定钢尺两把，拉力计若干

线坠、小钢尺、冲钉等若干

全站仪应送专门测绘部门进行鉴定，以检定仪器的各项参数（乘长数、加常数、测角精度、度盘指标差、测距精度等）。

水平仪应检查i角误差防渗漏常见问题及优秀做法，从这5个方面严防死守 218页可下载.pdf，并精密调整。

3#、4#墩下转盘施工后下球铰埋设前，两岸应进行一次精密过河水准测量及中线测量。过河水准测量可采用倾斜水准仪远近远多测回的测量方法或T2经伟仪三丝法。中线联测也需采用正倒镜往返测并进行多个测回。

按钢管拱转体角度在地面及预拼支架上放出拱肋中线，并在地面设置固定置镜点及后视点。

在预拼支架侧边地面较高处设立水准点及三角控制点并精密联测。

在交界墩修建完成后，应在墩顶设置水准点及三角点南京NO.2014G07地块项目屋面施工方案，以便观测各种受力状态下的墩身位移。

以球铰中心为原点，以预拼中线平面投影为X轴，平面上垂直X为Z轴，铅垂线为Y轴，建立坐标系，把钢管拱设计图上的钢管中心坐标换算成钢管顶坐标（三维坐标），且每段拱肋钢管必须有两个坐标点（一般为管口接缝处坐标）。坐标点如不在设计计算点上时，就需根据钢管分段长算出X值，然后按内插法确定Y值和Z值。