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厦深铁路榕江特大桥钢梁施工组织设计

厦深铁路广东段榕江特大桥钢桁梁架设

1.1钢梁架设总体方案及特点 1

1.2主要结构特点 1

1.2.1主桁及拱肋 1

某截污工程施工组织设计1.2.2钢桥面系 1

1.2.3纵向联结系 1

1.2.4桥门架及横联 1

1.3.1主要材料 1

1.3.2主弦构件 1

1.3.3钢桥面系 1

1.3.4起顶点布置 1

1.3.5纵向平联及横联 1

1.3.6桥门架与横联 1

1.4水文、气象和地质条件 1

1.4.2地形、地质 1

1.4.3气象条件 1

2.1施工方法及步骤 1

2.1.1架设方案 1

2.1.2架设流程 1

2.2主要大型临时设施 1

2.2.2临时支墩及支架 1

2.3主要施工机械设备 1

2.3.1塔式吊机 1

2.3.2全回转架梁起重机 1

2.3.3千斤顶设备 1

3杆件的存放与预拼 1

3.2杆件进场复检及缺陷处理 1

4.2主要架梁原则 1

4.4钢桁梁及拱肋安装 1

4.4.1上下弦杆安装 1

4.4.2斜腹杆安装 1

4.4.3竖杆安装 1

4.4.4横梁安装 1

4.4.5桥面板安装 1

4.4.6横向联结系安装 1

4.4.7桥门架安装 1

4.4.8上平联安装 1

4.4.9拱肋吊杆安装 1

4.4.10拱肋弦杆安装 1

4.5.1墩顶布置 1

4.6钢梁的纵、横移 1

4.9钢梁架设人力资源计划 1

5施工过程分析与检算 1

5.1中跨最大悬臂状态 1

5.2边跨悬臂状态 1

5.2.1边跨悬臂状态1 1

5.2.2边跨悬臂状态2 1

5.2.3边跨最大悬臂状态 1

6.1高强度螺栓种类 1

6.2高强度螺栓验收及储存管理 1

6.3高强度螺栓施拧及检查 1

7钢梁架设施工测量 1

8.2质量保证体系 1

8.2.1质量管理体系框图 1

8.2.2质量管理体系人员职责 1

10安全及环保要求 1

11.1附录1钢梁架设主要机具设备表 1

11.2附录2墩顶布置图 1

11.3附录70号墩钢梁吊装示意图 1

11.4附录71号墩钢梁吊装示意图 1

11.5附录72号墩钢梁吊装示意图 1

11.6附录73号墩钢梁吊装示意图 1

11.7附录74号墩钢梁吊装示意图 1

11.8拱肋架设示意图 1

11.9附录合龙示意图 1

主桥立面布置见图一，横截面见图二。

1/2立面布置图（单位：m）

横截面图（单位：m）

1.1钢梁架设总体方案及特点

钢桁梁架设采用从两侧边墩位置分别向中墩、同时从中墩向两侧边墩对称悬拼钢桁梁,在主跨处合龙的总体方案。拱肋安装采用从拱顶分别到两侧拱脚,在拱脚合龙拱肋的总体方案。

在两边跨（70#～71#、73#～74#）间、主跨（71#～72#、72#～73#）跨中间搭设临时钢管支墩,70#、74#墩位置安装大吨位塔吊。钢桁梁散件通过栈桥运至主墩塔吊处，用塔吊安装70#、74#墩向跨中位置各三个钢桁梁节段，在已拼装的三个钢桁梁节段上完成2台悬拼吊机安装调试，然后从70#和74#墩位置分别向跨中对称悬拼钢桁梁至71#和73#墩处。

在72#主墩位置搭设支架并安装大吨位塔吊,用塔吊安装72#墩两侧位置各两个钢桁梁节段，在已拼装的两个钢桁梁节段上完成2台悬拼吊机安装调试，然后从71#和73#墩位置分别向72#墩、从72#墩位置向71#和73#墩位置对称悬拼钢桁梁至跨中合龙处，合龙钢桁梁。

桥面板采用整体安装的方案，横向焊缝最多可滞后两个节间焊接；横梁与弦杆、纵肋与纵肋之间的连接高栓最多可滞后两个节间终拧。

钢桁梁架设共有2个合龙口，通过墩顶千斤顶的纵移来实现合龙口纵向间距的调整，通过边墩顶千斤顶的顶落来实现合龙口竖向位移和转角的调整。钢梁合龙总的方案是先合龙下弦杆，再合龙上弦杆，最后合龙斜杆，接着再安装平联。主跨跨中合龙具有下列特点：

跨中悬臂跨度长，合龙端挠度、转角很大，合龙对位困难。

合龙点多：钢桁梁合龙有4根弦杆、2根斜杆、1个平联，共有8根合龙杆件，不可能同时合龙，须分步进行。

合龙点空间坐标的变化因素多：顺桥向钢梁长度的偏差X，受温度、钢梁制造与安装的偏差、钢梁实际刚度系数、梁上荷载、固定支座纵向位移等的影响。垂直方向的偏差Y，受温度、安装荷载、钢梁实际刚度系数的影响。钢梁中线上下游的偏差Z，受日照、钢梁安装顺序、梁上临时荷载的分布、起吊荷载的影响，调整时X、Y相互影响，合龙时较难掌握。

合龙精度要求高：合龙节点栓孔由工厂按设计图一次成孔，工地用冲钉打入，施工过程中不准扩孔。这样复杂的大型钢梁在空中实行多点合龙，误差要小于0.1毫米，施工难度大。

桥面板桥上焊接工作量大，除要重视制造质量外，要求安装作到精确，现场焊接严格保证质量。

主孔处于主航道，又是高空作业，安全工作及与航道的协调工作是钢梁架设中的重要内容。各分项目部应按本规则分工序、分项目、按工期要求进行临时结构的设计、制造和编制施工工艺或细则。钢梁设计文件对安装架设有明确要求者，应遵照执行。钢梁架设除应符合本规则外，还应符合国家现行有关强制性标准的规定。

主桁架高15m，宽15m，采用N型桁架，竖杆呈铅垂设置。主桁包括上弦杆、下弦杆、斜杆及竖杆。

下弦平面采用正交异性板的整体道碴桥面结构，钢桥面板与整体节点的主桁下弦杆通长连接，共同承受主桁内力。板桁结构整体节点要处理好节点两端箱型杆件竖板、节点板与桥面板焊接的平顺过渡，使得该部分传力通畅，同时工厂制造可行。

斜杆及竖杆：基本截面型式采用H形截面，与主桁节点采用插入方式连接；少量杆件较长压力较大的腹杆采用箱形截面，与主桁节点采用四面对接的方式连接。

吊杆：基本截面型式采用箱形截面，箱吊杆与主桁节点采用四面对接的方式连接。

采用焊接整体节点，最大节点板厚56mm，弦杆及拱肋在节点外四面拼接，腹杆与节点大多采用插入式连接。主桁杆件与节点之间采用M30高强度螺栓连接，箱形杆件下水平板需设置手孔，手孔位于拼接缝中心处，宽300mm。

桥面采用整体正交异形板，由桥面板、横梁、次横梁、U肋、I肋共五部分组成。钢桥面板厚16mm，全桥纵横向连续，纵向与下弦顶板伸出肢焊接，横向分段焊接。

纵向平联采用交叉式结构，包括上弦及拱肋平联两部分。为保证列车通过，拱肋桥面以上的第一个节间不设平联。纵向平联大多采用H形截面的杆件。

1.2.4桥门架及横联

每个节间均设置横联或桥门架，其中边支座及拱肋桥面以上的第一个节间处为斜向桥门架，其他位置为横联，边跨上弦及中跨均为半框横联，横向为两格。横联的基本截面为H形截面。

杆件内力大的受压拱肋腹板及节点板采用Q370qE钢材，主桁采用Q370qD钢材，钢桥面系、纵向平联、横联及桥门架采用Q345qD钢材，附属结构采用Q235B钢材。

支座：采用大吨位球型钢支座，铸钢采用ZG270－500；平面及球面滑板采用改性超高分子量聚乙烯（UHMWPE）材料；球形衬板滑动表面镀硬铬。

M30螺栓为φ33mm孔，用于主桁杆件连接。M24螺栓为φ26mm孔，用于桥面系与联结系构件。M22螺栓为φ24mm孔，用于桥面U形肋和板肋的拼接。

上弦：采用箱型截面，内高1060mm，内宽840mm，最大板厚48mm，在腹板及顶底板中部设加劲肋。

下弦：采用箱形截面，内高1260mm，内宽840mm，最大板厚40mm，在腹板及顶底板中部设加劲肋。

腹杆：基本截面型式采用H形截面，与主桁节点采用插入方式连接；少量杆件较长压力较大的腹杆采用箱形截面，与主桁节点采用四面对接的方式连接。

拱肋：采用箱形截面，内高1260～1860mm，内宽840mm，最大板厚48mm，在腹板及顶底板中部设加劲肋。

吊杆：基本截面型式采用箱形截面，内宽800mm，内高840mm，板厚16mm，箱形吊杆与主桁节点采用四面对接的方式连接。

采用整体钢桥面板与主桁结合的结构，即由纵、横肋加固的正交异性钢桥面板和主桁下弦杆焊连在一起。为此，将主桁下弦箱型弦杆的上水平板加宽680~780mm，伸过竖板与16mm厚的桥面顶板以不等厚对接焊连。在主桁节点处弦杆的上水平板上开槽，让节点板从槽中穿出，使节点板保持为整体。

钢桥面横梁间距11m，采用倒T形截面，高1288～1414mm，腹板厚16mm，翼板宽740mm，厚28mm，腹板及底板与主桁伸出肢栓接。两道横梁之间设3道次横梁，间距2750mm，采用倒T形截面，高1288～1414mm，腹板厚14mm，翼板宽580mm，厚28mm，腹板及底板与主桁伸出肢栓接。钢桥面板下纵向设置了多条纵肋，其中道碴槽范围之内（除跨中外）设置U肋，其他位置设I肋。U肋高度260mm，厚6mm，间距600mm，I肋高度140mm，厚12mm。纵梁、U肋、I肋全桥连续，遇横梁、横肋腹板则开孔穿过。

70#、71#、73#、74#墩起顶点都设在节点处，70#、74#墩每个节点竖向布置4台500t千斤顶；71#、73#墩每个节点竖向布置8台500t千斤顶，水平方向布置4台200t千斤顶；合龙支架上布置4台500t千斤顶。

1.3.5纵向平联及横联

纵向平联采用交叉式结构，采用H形截面的杆件，基本尺寸为翼板宽420mm，总高420mm，翼板厚16～32mm，腹板厚12～20mm。每个节间均设横向联结系，为双交叉形，以增强结构的横向刚度。杆件截面都是H形，外高400～440mm，翼板宽400～560mm，腹板厚12～24mm，翼板厚16～40mm。平联与主桁的连接是在主桁杆件中心线的上下两侧，焊连了两块连接板，在平弦部分平联的杆件和横撑杆均插入连接。

1.3.6桥门架与横联

本桥每两个节间设置一道横联（桥门），其中边支座及拱肋桥面以上的第一个节间处为斜向桥门架，其他位置为横联。边跨上弦及中跨均为半框横联，横向为两格。横联的基本截面为H形截面，为外高400～440mm，翼板宽400～560mm，腹板厚12～24mm，翼板厚16～40mm。

1.4水文、气象和地质条件

桥位区域榕江江面宽850m，受下游入海口海水的潮汐影响，为感潮水域段，属不规则半日潮，每日两潮，一次涨落历时约13小时。最大流速为V1%=1.36m/s；设计最高通航水位2.965m；最大潮差2.65m；主墩位置最大水深11m；线路法线与水流夹角12度；最高水位H1%=3.864m。

桥区风向季节性变化明显，全年大风＞8级最多为23天，30年一遇风速为35.7m/s。台风是榕江的主要天然灾害，平均每年0.5个，最多年份为3个，台风在7月份出现的机会最多，出现频率为60%。

榕江特大桥是厦深铁路全线的控制性工程，主跨为钢桁柔性拱连续梁结构，110m+2x220m+110m为世界同类结构中最大跨度。综合考虑工期、安全、质量、水文、地质等情况，榕江特大桥主跨钢桁梁施工拟采用临时支墩配合行走吊机对称悬拼，柔性拱施工采用行走吊机原位对称拼装方案。

1、在70#、72#、74#墩承台施工完成后，利用埋设其上的塔吊基础预埋件拼装塔吊。

2、在两边跨（70#～71#、73#～74#）间指定位置分别搭设2×3个钢管桩临时支墩，用于边跨钢桁梁拼装。

1、边跨钢桁梁杆件直接用汽车通过栈桥运输到边墩处，塔吊直接在栈桥上取梁。

2、边跨利用塔吊拼装三个节间钢桁梁（边跨用临时钢支座支承）。

3、在72#墩身完成后，利用其上预埋件在两侧搭设钢管桩支架，用于拼装该处四节钢桁梁，支架应严格控制标高。72#墩上安装永久支座，调好轴线与标高后，将钢梁与支架固结。

4、在两主跨（71#～72#、72#～73#）中间分别搭设1×2个钢管桩临时支墩，用于钢桁梁合拢。

1、把边跨钢桁梁锚固在边墩墩顶锚固预埋件上。

2、在两边跨拼装完成的钢桁梁上面用塔吊拼装悬拼吊机。

3、中跨72#墩处，利用塔吊拼装墩顶钢桁梁支座和四个节间钢桁梁，72#墩顶钢桁梁锚固在钢管桩支架上。

1、在72#墩墩顶钢桁梁顶面用塔吊拼装两台悬拼吊机，第3、4节间通过栈桥取梁，其余钢梁利用塔吊将钢桁梁杆件置于运梁台车上，运梁台车运送杆件至拼装工作面，利用悬拼吊机拼装。

2、北岸边跨70#墩至合拢段悬拼吊机通过栈桥取梁，南岸72#至74#墩间通过运梁台车取梁；架设南岸边跨第四节间时，钢梁通过塔吊安放在第一节间，再通过悬拼吊机吊装。

3、悬拼吊机架设一节间走行一节间，再在72#、74#墩在上弦桥面上铺设运梁台车轨道，在轨道上拼装运梁台车。

4、拆除70#墩塔吊。

1、边跨悬拼吊机吊装完一个节间后往前移位11m，直至71#、73#墩。

2、通过预设各临时支架墩顶标高，严密监测各状态的应力，通过调整标高过程，使71#、73#墩顶第10个节间准确架设在墩顶临时支座上。

3、北岸中跨拼吊机吊装完一个节间后往前移位11m，直至合拢段。

1、利用悬拼吊机继续向合拢位置拼装钢桁梁。

2、72#墩处用运梁台车运送钢桁梁杆件至拼装面，两岸对称拼装，与边墩拼装基本同步到达合拢位置处。

3、每节间都应严格监控。

1、利用悬拼吊机继续向合拢位置拼装钢桁梁。

2、合拢位置设置在中跨第10、11节间处，在合适温度及气候条件下依次下弦杆、腹杆、上弦杆架设。

1、解除边跨锚固措施。

2、利用各墩及临时支墩墩顶位移调整系统调整钢桁梁位置。

3、在设计要求的温度范围内安装合拢口钢桁梁，完成第一次体系转换。

1、中跨悬拼吊机退回72#墩，利用塔吊拆除。

2、边跨2台悬拼吊机退至拱脚处（靠71#、73#墩侧），利用悬拼吊机自拱脚到拱顶依次安装两拱拱肋及吊杆，同时设置吊杆顺桥向及横桥向临时撑杆。

3、中跨悬拼吊机拆卸完成后，边跨悬拼吊机走至72#墩，臂杆接长至51m，长度满足拱顶架设要求。

1、边跨2台长臂悬拼吊机退至拱脚处（靠71#、73#墩侧），继续利用长臂悬拼吊机自拱脚到拱顶依次对称安装两拱拱肋及吊杆，同时设置吊杆顺桥向及横桥向临时撑杆。

2、分别在两边拱脚留出合龙口(靠72#墩侧，倒数第二根拱肋）。

1、采用在临时墩上支顶等措施，保证合龙口在各方向达到设计要求。

2、合龙拱肋，完成体系转换。

1、利用塔吊拆除桥面以上施工辅助措施。

1、拆除主墩位置临时支架。

2、拆除钢管桩临时支墩。

1、解除所有锚固措施，调整钢桁梁至设计高程。

2、拆除临时支座，安装永久支座，完成二次体系转换。

3、桥面铺装，安装轨道、栏杆等附属工程。

2.2主要大型临时设施

钢梁预拼及存放场在两岸引桥一侧各设置一处，长约150m，宽度约60m，主要作为杆件预拼、杆件翻身、正交异性桥面板工地存放场地。每处预拼场设置有一台起重量为40t，跨度为30m的龙门起重机。存放场设置有钢桁梁上下弦杆、斜杆、竖杆、桥门架、平纵联、横梁、桥面正交异性板台座以及拱弦杆、吊杆等存放台座。存放台座设置为高约40cm混凝土座。龙门吊机轨道基础顶面标高设置不超过原地面50cm，相应位置的运输道路和施工场地顶面也均在原地面上50cm以内，保证场地不积水。

2.2.2临时支墩及支架

在两边跨下部设计位置处搭设钢管桩临时墩，四组钢管桩组成一个临时墩，钢管桩上做桩帽，在桩帽上放置工字钢分配梁，在分配梁上放置垫梁。每个横断面位置临时墩由左右两组临时墩组成，分别在两主桁下弦杆正下方，纵桥向部分临时墩之间以及组成临时墩的四个螺旋焊管之间用φ325×8mm螺旋焊管连接，增加临时墩的整体稳定性。

在两主跨中点位置处搭设钢管桩临时墩，用于钢桁梁的合龙，构造与边跨基本相同。

在72#永久墩两边设置钢管桩临时支架，在临时支架上从72#墩墩顶向两侧利用塔吊各架设两个钢桁梁节段，再利用塔吊在已拼装的四个钢桁梁节段上安装两台全回转吊机，然后利用全回转吊机从72#墩向两侧对称悬拼钢桁梁。

临时支墩及支架初算需Q235钢材3455吨，具体详见相关施工设计图纸。

72#永久墩钢管桩临时支架

北岸河堤至69号墩之间填筑施工便道，70号墩至72号墩之间搭设钢栈桥，南岸外堤至73号墩之间搭设钢栈桥。

北岸便道顶面宽度6.0m，便道顶标高为4.76m，南岸栈桥从74～78号墩宽8.5m,栈桥与南岸便道顺接。

钢栈桥桥面标准宽度4.5m，加宽部分宽度8.5m；北岸钢栈桥顶标高7.168m，北岸钢栈桥长度为330.2m；南岸钢栈桥长度为283.4m，顶标高6.000m。

钢栈桥原先按通行50t履带吊及30t砼运输车设计,在71#～72#墩栈桥之间设置8根护桩。现最重杆件约重64t,要确保运载这个杆件的卡车安全通过栈桥,需对栈桥进行加固.

2.3主要施工机械设备

在70、72和74号墩承台上分别架设一台塔吊，塔吊高度要满足拼装钢桁梁两个节间和拼装悬拼吊机的要求（70#、74#墩塔吊高约72m，中间72#墩塔吊高约80m），塔吊最大吊重要满足能起吊钢桁梁最大杆件的要求（70#、74#墩最大吊重约50t,中间72#墩最大吊重约64t）。70#、74#墩上的塔吊纵桥向安装位置为70#或74#墩中线向中跨平移11m,72#墩上的塔吊纵桥向安装位置为72#墩的中线.70#、74#墩上的塔吊在架设远离塔吊一侧的第三个节间的弦杆时,弦杆至塔吊的距离为30m,弦杆自重为29t,要确保塔吊能起吊这个杆件需确保塔吊的起重力矩大于870t*m。72#墩上的塔吊在架设远离塔吊一侧的G30时，G30自重为64t，距离塔吊19m，要确保塔吊能起吊这个杆件需确保塔吊的起重力矩大于1216t*m。

2.3.2全回转架梁起重机

全回转架梁吊机用于拼钢梁及拱肋架设，全桥共需要四台。现从大桥局租用两台50t全回转架梁吊机，安装在72#墩上,从72#墩向两侧对称悬拼钢桁梁,其主要参数如下：

最大起重力矩：1104t*m

最大起重量：主钩50t副钩16t

回转支承：三排滚柱式全回转支承133.50.3050F1

吊臂长度：40m/51m

安全装置：力矩限制器，防风报警仪

限位装置：极限位置限动

工作时最大风压300N/

另外两台为我公司的60t全回转架梁吊机，安装在70#、74#墩上,从70#、74#墩向72#墩对称悬拼钢桁梁,其主要参数如下：

最大起重力矩：1600t*m

最大起重量：主钩60t副钩16t

回转支承：三排滚柱式全回转支承131.45.2800Z

吊臂长度：40m/51m

安全装置：力矩限制器，防风报警仪

限位装置：极限位置限动

工作时最大风压300N/

70#、71#、73#、74#墩起顶点都设在节点处，70#、73#墩每个节点竖向布置4台500t千斤顶；71#、73#墩每个节点竖向布置8台500t千斤顶，水平方向布置4台200t千斤顶；合龙支架上布置4台500t千斤顶。

钢梁存放场地及预拼场必须平整，道路畅通，具有良好的排水系统。存放场和预拼场设存放临时支垫及固定台座要牢固，防止不均匀下沉导致杆件扭曲和失稳。按规定设置紧固件库房、油漆及工具库、试验室等。

装卸吊装作业时，防止碰撞钢梁杆件。严禁锤击杆件损伤钢梁焊缝，不得损坏和污染杆件栓群摩擦面。为防止整体节点杆件在装卸、倒运翻身过程中操作不当引起杆件的变形，必须设计专用吊具，制订详细操作细则，并严格执行。

杆件除分类存放外，并按安装顺序排列，杆件应置于垫木或轨枕上。

杆件底与地面应留有10～25cm以上的净空，不得因雨天等玷污杆件，或使杆件泡水。

杆件支点应设在自重作用下杆件不致产生永久变形处，底层支点应设在0.208L处。同类杆件多层堆放时，各层间垫块应在同一垂直线上，主桁斜杆叠放不宜超过三层，平联或横联杆件最多不得超过五层。

叠放杆件的附近应有排水沟，防止地基沉降不均引起杆件侧向歪斜倾倒。

防止雨水积存于杆件表面。

放置主桁弦杆、斜杆、大竖杆时应将主桁面内的板竖立。

带有整体节点的上下弦杆，不得叠放。整体节点上弦杆运来时节点板朝上，存放场应有杆件翻身设施。

DB22／T 2368-2015 湿地保护管理规范杆件间应留有适当空隙以便起吊操作及查对杆件号。

拼装完成后应按要求进行动静载试验，确定轨道、走行、起重等机械、电器、结构是否满足使用要求，并制定相关操作使用规则。

3.2杆件进场复检及缺陷处理

钢梁进场后，应按设计文件及《榕江桥钢梁制造规则》对出厂提供的技术资料和实物进行检查核对并登记造册，经监理签认后，按规定处理。进场杆件发现有不允许的缺陷时，应由制造单位整修后，方可安装。主要检查以下项目:

屋面渗漏维修施工方案由于运输和装卸不当造成的杆件损伤变形；

由于搬运过程中造成的杆件油漆或栓群摩擦面的缺损；

漆膜厚度及栓群摩擦面厚度记录；