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白龙江3号特大大桥系杆拱施工组织设计56m系钢管混凝土系杆拱施工方案(新)

1－56m系杆拱施工组织设计

中铁十三局兰渝铁路指挥部五分部

白龙江3号特大桥系杆拱施工组织设计

白龙江3号特大桥中心里程为DK347+294，起讫里程为DK341+842.07～DK352+745.54，全长10904.73m，共330孔。线路沿白龙江左右两侧并行，1孔56m钢管混凝土系杆拱位于白龙江3号特大桥264#～265#墩之间，在DK350+582.5处跨兰海高速两水出口匝道。基础采用φ1.5m钻孔桩基础，桥墩采用圆端形实体墩。

MHT5001-2020 民用机场飞行区技术标准 （MHT5001-2020）.pdf1、《新建兰渝铁路施工图（1孔56m钢管混凝土系杆拱设计图）》（图号：兰渝施桥通01）

3、《客运共线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》（铁建设[2005]160号）

6、《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》（铁建设[2005]157号）

线路等级：客货共线铁路

设计速度：客车200km/h,货车120km/h(转8A货车为80km/h)。

地震烈度：地震烈度为Ⅷ，地震动峰值加速度0.2g。

（四）钢管系杆拱主要结构构造

根据现场实际情况，选择经验丰富的桥梁十二队进行系杆拱的施工。现场投入施工人员100人，下设拱肋安装、吊杆安装、梁体施工三个专业化工班。

（二）主要进场机械设备

白龙江3号特大桥56m系杆拱桥计划于2010年12月1日正式开工，2011年4月28日全部完工。

箱梁全部施工计划于2010年3月4日完成。

拱肋安装施工计划于2010年3月29日完成。

吊杆施工计划于2010年4月13日完成。

其它附属施工计划于2010月4月28日完成。

下承式钢管混凝土系杆拱桥采用先梁后拱的施工工艺。箱梁采用满堂支架现浇施工，支架是由碗扣架组成。箱梁分为两次浇筑混凝土，箱梁施工完成后。在顶面搭设拱肋拼装支架，用50t汽车吊进行拱肋安装。拱肋拼装完成后，用两台汽车泵浇注混凝土。拱肋浇筑完毕，用25t汽车吊安装吊杆，并按设计要求张拉吊杆，在吊杆张拉完成后，最后一次落架成桥。

图二、系杆拱施工步骤图

表二、承载力实验记录表

满堂式支架采用碗扣架组成，其中立杆为：3.0m、2.4m、1.8m分别为7688根,646根,112根，横纵杆为：0.9m、0.6m分别为30146根,25884根，顶底托(可调节高度)3756个，剪刀撑钢管长为6.0m。

支架搭设严格按照支架设计图进行施工，首先在支架设计位置

满堂支架搭设工艺：清理场地
弹线定位设置立杆混凝土垫块
竖立杆
安装纵向水平杆
安装横向水平杆
安装剪刀撑
扎安全网
作业层铺脚手架板。

支架布置详见图四:支架布置图

混凝土密度26KN/m3，混凝土倾倒荷载：2.6KN/m2，振捣荷载：2.0KN/m2，模板荷载：0.63KN/m2，

端腹板处荷载：26×3.1+2.6+2+0.63=85.83KN/m2

箱室处荷载：26×0.74+2.6+2+0.63=24.47KN/m2

中隔板处：26×1.4+2.6+2+0.63=41.63KN/m2

跨中边腹板处：26×2.6+2.6+2+0.63=72.83KN/m2

端腹板处方木间距a=0.3m，跨度l=0.3m。

q=85.83KN/m2×0.3m=25.749KN/m

M=ql2/8=25.749×0.32/8=0.29KN.m

故，强度满足施工要求。

=0.036mm

故，挠度满足施工要求。

箱室处方木间距a=0.3m，跨度l=0.9m。

q=24.47KN/m2×0.3m=7.34KN/m

M=ql2/8=7.34×0.92/8=0.74KN.m

故，强度满足施工要求。

=0.84mm

故，挠度满足施工要求。

中隔板处方木间距a=0.3m，跨度l=0.6m。

q=41.63×0.3m=12.49KN/m

M=ql2/8=12.49KN/m×0.62/8=0.56KN.m

故，强度满足施工要求。

=0.28mm

故，挠度满足施工要求。

跨中边腹板处方木间距a=0.3m，跨度l=0.6m。

q=72.83KN/m2×0.3m=21.8KN/m

M=ql2/8=21.8KN/m×0.62/8=0.98KN.m

故，强度满足施工要求。

=0.49mm

故，挠度满足施工要求。

方木间距a=0.6m，跨度l=0.6m。

q=85.83KN/m2×0.6m=51.498KN/m

M=ql2/8=51.498KN/m×0.62/8=2.32KN.m

故，强度满足施工要求。

故，挠度满足施工要求。

方木间距a=0.9m，跨度l=0.9m。

q=24.47KN/m2×0.9m=22.023KN/m

M=ql2/8=22.023KN/m×0.92/8=2.23KN.m

故，强度满足施工要求。

=0.49mm

故，挠度满足施工要求。

端腹板处：F=N×A=85.83×0.36=30.8KN<40KN

箱室处荷载：F=N×A=24.47×0.81=30.2KN<40KN

中隔板处：F=N×A=41.63×0.36=30.2KN<40KN

跨中边腹板处:F=N×A=72.83×0.36=30.2KN<40KN

经检测地基承载力最小值为检测地基承载力最小值为450kpa

。地基承载力按最大荷载计算,因支架底部用底托（15×15cm钢板），底托下铺1.2×0.3m的垫块。每垫块上方承受2根立杆支架。

σ=F/A=30.8×2/(1.2×0.3)=171kpa<480kpa.

（4）支架施工注意事项

①立杆的接长缝应错开，即第一层立杆应用长3m和2.4m的立杆错开布置，往上均采用3m的立杆，至顶层再用1.8m的立杆错开找平。

②立杆的垂直度应严格加以控制：30m以下架子按1/200控制，且全高的垂直偏差应不大于10cm。

③在施工期间应随时观察，碗口扣不紧的，或限位销不能进入上碗口螺旋面，应检查立杆与横杆是否垂直，相邻的两下碗口是否在同一水平面上。

④注意支架与模板的连接，应用方木过渡，进行应力分散，确保支架均匀受力。

为减少支架、模板变形，对箱梁线形的影响。预压的目的是找到弹性变形值，作为施工预留量的一部分，同时为了消除非弹性变形。通过砂袋加载预压，对不同荷载加压后支架的沉降值，进行归纳整理计算，得出弹性变形较准确的数值，使施工的结构不但更接近于设计要求，而且也有利于保证施工期间结构的安全。支架预压因考虑堆载的物品及模板等因素，预压重量取梁体的1.2倍，以消除非弹性变形。预压重量为2800t。

（2）加载顺序：分三级加载，第一、第二次分别加载总重的30%，第三次加载总重的40%。预压观测点由梁体中心线每5m一组向两端布置，每组7个点。

图五、预压沉降观测点布置图

（3）沉降观测分四步进行：加载前，对各测点测量高程H0并观测百分表读数a0，记录入表格；然后对第一步加载约为梁重的30﹪，测量各测点的高程H1；第二步加载约为梁重的60﹪测量各测点的高程H2；第三步加载约为受力范围内梁重的100﹪，测量各测点的高程H3。对每次加载结束后立即进行测量读数，并做好相应的记录，当连续2次读数不变后，间隔2小时才能继续加载。第四次加载约为受力范围内梁重的120﹪，沉降稳定后，维持布载24小时，再分级卸载，分级卸载前进行测量各测点高程H4。卸载过程的操作基本与加载过程相反，当卸载完后测量各测点高程h0。当各沉降观测点的最初24h的沉降量平均值小于1mm，各沉降观测点的最初72沉降量平均值小于5m时，判定支架预压合格，才能卸载。

（4）卸载：人工配合吊车均匀卸载，卸载的同时继续观测。卸载完成后记录好观测值以便计算出支架及地基综合变形。根据观测记录，整理出沉降结果，调整碗扣架标高来控制箱梁底板的预拱高度。

预压完成后，应进行模板的精确调整。模板接缝处连接加固且应纵横成线，避免出现错缝现象，以致浇筑混凝土出现错台现象。

底模铺设完毕后进行平面放样，全面测量底模纵横向边线及标高。因模板安装是侧模加底型，纵向边线精度高，测量放线时要准确无误的放出。根据测量情况调整底模。底模应多次校核达到要求。

侧模及翼板均采用定型钢模板，根据测量放线定出纵向边线，然后安装底模板。底模板之间连接部位都应贴止浆带以防漏浆。在侧模外侧背搭设支架，用以固定侧模及安装翼板。

表三、模板制作及安允许误差

底模板中心线与设计位置偏差

桥面板中心线与设计位置偏差

腹板中心线与设计位置偏差

段横板预留孔偏离设计位置偏差

钢筋加工时，应按照设计要求尺寸进行下料、成型，钢筋安装时控制好间距、位置及数量。要求绑扎的要绑扎牢固，要求焊接的钢筋，可事先焊接的应提前成批次焊接，以提高工效。焊缝长度、饱满度等方面应满足规范要求。钢筋加工及安装应注意以下事项：（1）钢筋在场内必须按不同钢种、等级、规格、牌号及生产厂家分别挂牌堆放。钢筋存放采用下垫上盖的方式避免钢筋受潮生锈。（2）钢筋在加工场内集中制作，运至现场安装。（3）钢筋保护层采用提前预制与主梁等标号的砼垫块，砼保护层的厚度要符合设计要求。

（4）在钢筋安装过程中，及时对预应力孔道及预埋件进行设置，并保证其位置准确、固定牢固。（5）钢筋安装位置与预应力管道或锚件位置发生冲突时，应适当调整钢筋位置，确保预应力构件位置符合设计要求。焊接钢筋时应避免钢绞线和金属波纹管道被电焊烧伤，防止造成张拉断裂和管道被混凝土堵塞而无法进行压浆。钢筋加工安装完毕，经自检合格报请监理工程师抽检合格后，方可进行下道工序施工。

表四、钢筋安装位置的允许偏差和检验方法

钢尺量连续三格，取最大值

钢尺寸两端，中间各一点，取最大值

波纹管应按图纸设计的线形布置，先在波纹管相应的位置布置定位钢筋固定波纹管，定位钢筋和箱梁钢筋网相连，以防混凝土浇筑过程中波纹管上浮、跑动。为确保预应力管道准确，应每隔0.5m设一道定位钢筋网，当穿过拱肋钢管的预应力钢束孔道无法用钢筋定位时，可将波纹管改成钢管，但必须采取措施确保波纹管与钢管连接处紧密不漏浆。波纹管在预埋过程中应尽量避免反复弯曲，以防管壁开裂，同时，应注意保护好波纹管，在钢筋焊接作业时，注意焊渣不掉落在波纹管上，烧坏波纹管。波纹管的接头连接，保证有30cm的搭接长度，并沿长度方向用双层胶带在接口处缠5cm左右长度。

底板、腹板钢筋绑扎完成后，就进行内模的安装。内模采用竹胶板现场制作，吊装定装好内模后，及时的进行顶板钢筋绑扎。绑扎顶板钢筋的同时，吊杆的下锚箱及加劲箍等预埋件位置应按设计要求预埋，并保证预埋件的位置。

箱梁钢筋绑扎完成后，确认预埋件埋设无误，方可进行混凝土的浇筑。由于梁体混凝土方量大，施工时箱梁混凝土浇筑分为二次浇筑。第一次混凝土浇筑到腹板顶面位置。第二次完全混凝土浇筑之前，应将接触面上混凝土凿毛，清除浮浆，并冲洗干净。浇筑混凝土应振捣，浇筑底板混凝土应充分让混凝土翻浆；腹板混凝土采用纵向分段水平分层斜向交叉的方式；振捣过程中不得用振动棒拖移混凝土以免造成离析；每层混凝土振捣，振捣棒应插入上一层混凝土10cm；顶板混凝土浇筑应从翼缘板外侧向内侧浇筑，采用插入式振动器或振捣梁。振捣过程时要避免振捣棒碰撞模板、钢筋，尤其是波纹管。对于锚下及预应力管道下的混凝土振捣要特别仔细，保证混凝土密实，由于刚钢筋密、空隙小，振捣棒一般选用小直径的。

（1）混凝土在冬季施工期间，应采取保温措施，梁体应包裹严实，养护期间保证混凝土的芯部与表层的温差不超过15℃，保证混凝土的强度。当环境低于5℃时，禁止洒水。

（2）混凝土在夏季施工，应及时的洒水养护。混凝土水化反应加快，对混凝土拌制、运送、浇筑振捣都有不利的一面。因而混凝土出料温度不大于30℃，混凝土内外温差不超过20℃。

现浇梁的拆模混凝土达到设计强度的90%以上后，拆除内模板。拆模时梁体表面与芯部的温差不超过15℃，且能保证棱角完整。拆模后应及时的洒水覆盖，养护时间不少于14d。

对预应力筋施加预应力之前,应对构件进行检验,外观和尺寸应符合质量标准要求。施拉时,构件的混凝土强度应达到设计强度的90%且龄期不少于14d。预应力张拉必须相对于箱梁中心线对称张拉，张拉时实施“双控”，以张拉力为主，伸长量校核。张拉顺序为：先腹板束（先中间、后上下）、后底板通常束（由外到内）、再顶板束（由外到内）、最后是底板短束（由外到内）。张拉拱脚预应力粗钢筋。张拉顺序见图六：（张拉顺序示意图）

（2）安装钢绞线、锚具及千斤顶

锚具安装前先清洗干净，然后再安装。先装工作锚和工作夹片，安装时注意工作锚在锚垫板限位槽内，工作夹片用套管打入锚孔，外露端应平齐，否则取下重新安装。工作锚和工作夹片安装好后，再安装锚环，锚环应紧扣工作锚。

张拉限位器安装时与工作锚对正安装。千斤顶安装时，工具锚和工作锚的孔位排列一致，严禁钢绞线在千斤顶穿心孔内交叉，还需注意千斤顶油路方向和机油泵的进油、回油油路不得装反。工具锚安装时与千斤顶紧扣，工具夹片安装前应缠裹塑料布，并抹少量黄油，以便于张拉完成后卸顶。

张拉同束钢绞线应由两端对称同步进行，且按设计规定的编号及张拉顺序张拉。张拉时分级加载，按照10%σk→20%σk→100%σk→0对应的张拉力分别量测伸长值。张拉控制采用张拉应力和伸长值双控，以张拉应力控制为主，以伸长值进行校核，当实际伸长值与理论伸长值差超过6％时，应停止张拉，等查明原因并采取措施后再进行施工。

张拉程序为：0→10％σk→100％σk（持荷5min锚固）→补拉100％σk（测量长度）→锚固

σk为张拉时的控制应力（包括预应力损失在内），其值根据设计图纸要求而定，初应力取σk的10%。

②预应力理论和实际伸长量的计算

A、预应力理论伸长值的计算

后张法预应力筋理论伸长值及预应力筋平均张拉力的计算公式如下：

△L＝PP×L／（AP×EP）(1)

B、实际伸长量的量测及计算方法

预应力筋张拉前，应先调整到初应力σ0（一般可取控制应力的10%～15%），伸长量应从初应力时开始量测。实际伸长值除张拉时量测的伸长值外，还应加上初应力时的推算伸长量，对于后张法混凝土结构在张拉过程中产生的弹性压缩量一般可省略。实际伸长值的量测采用量测千斤顶油缸行程数值的方法。在初始应力下，量测油缸外露长度，在相应分级的荷载下量测相应油缸外露长度。实际伸长值△L的计算公式如下：

A—0～10%σk应力下的千斤顶的实际引伸量

B—10%σk～20%σk应力下的千斤顶的实际引伸量

C—20%σk～100%σk应力下的千斤顶的实际引伸量

（4）预应力张拉其它要求

①张拉钢绞线之前，对梁体作全面检查，如有缺陷修补完好且达到设计强度，并将承压垫板及锚下管道扩大部分的残余灰浆铲除干净，否则不得进行张拉。

②多余钢绞线使用切割器在距锚具30mm以外的位置切割，严禁采用氧气乙炔火焰进行切割。

③张拉锚固后应及时灌浆，一般在应48小时内完成，如因特殊情况不能及时灌浆，则应采取相应的保护措施，保证锚固装置及钢绞线不被锈蚀。

④高压油表须经校验合格后方允许使用。校验有效期不得超过一周。千斤顶必须经过校验合格后使用。校正期限不得超过一个月。

⑤高压油泵有不正常情况时，应立即停止作业并进行检查，严禁在千斤顶工作时，拆卸液压系统的部件和敲打千斤顶。

⑥张拉钢绞线时，必须两边同时给千斤顶主油缸徐徐充油张拉，两端伸长基本保持一致，严禁一端张拉。张拉时，应有专人负责及时填写张拉记录。

⑦张拉完毕，卸下千斤顶及工具锚后，要检查工具锚处每根钢铰线的刻痕是否平齐，若不平齐说明有滑束现象，如遇有这种情况要对滑束进行补拉，使其达到控制应力。全梁断丝，滑丝总数不得超过该断面钢丝总数的0.5%，且一束内断丝不得超过一丝，也不得在同一侧。

（1）压浆前按照设计浆体配合比，将辅助添加外加剂，水泥分袋装好备用，水用桶称量。

（2）抽真空机及压浆机安装，在待压浆的管道两端安装短管接头，梁体一端预留接口上安装压浆管及压浆机，另一端预留接口上安装抽真空机；灌浆梁体孔道次序是以从最下端及底板依次向上的顺序进行压浆，并且挨个压入的水泥浆饱满密实。

（3）压浆机、抽真空机及附件连接好后，对孔道试抽真空DB11／T 1320-2016标准下载，检查及确保孔道无漏气现象；

（4）开启压浆机前，将压浆胶管里的水排掉等待正式压浆；（抽芯成型的混凝土空心孔道应冲洗干净，并使孔壁完全湿润）

（5）开启真空机一直抽到孔道内真空度达到－0.06～－0.10Mpa左右且真空度不再上升；

（6）此时即开始压浆，初始压浆时，须使用慢速档，发现压力无异常时某地下车库桩基、围护工程施工组织设计-secret，可立即换快速档进行压浆；

（7）当水泥浆从抽真空端的透明真空管流出时，应关闭通向该真空机的阀门，关闭真空机，同时打开排废管的阀门，让水泥浆从排废管流出，当流出的浆稠度合适时，关闭抽真空端的阀门；

（8）当压浆端的压力逐渐上升到0.5～0.6Mpa时，开始保压，保压时间为2min，保压结束后点动压浆泵，以便压力保持在0.5Mpa以上，即可关闭压浆端的阀门,并打开安全阀卸压;