京沪高速铁路济南黄河特大桥施工方案汇报

京沪高速铁路济南黄河特大桥施工方案汇报中铁一局京沪高速铁路土建二标项目部2008年3月一、工程概况二、施工总平面布置三、总体施工方案

1、栈桥施工方案

2、钻孔平台施工方案

3、钻孔桩施工方案

4、承台施工方案

5、墩柱施工方案

6、钢梁架设施工方案四、总体施工计划一、工程概况1、概况京沪高速铁路济南黄河大桥总长5143.4m。全桥墩台基础均采用钻孔灌注桩，主桥为(112+3×168+112)m下承式、等高度、连续、刚性梁柔性拱桥。北引桥为1×32m简支箱梁+(54+80+54)m连续箱梁+108×32m简支箱梁、南引桥为3×54m连续箱梁+(44+80+44)m连续箱梁+10×32m简支箱梁。一、工程概况2、主桥下部结构主桥墩基础墩号为0-5号。0、5号墩采用21根φ2.0m钻孔灌注桩，桩长70-90m；1-4号墩采用28根φ2.5钻孔灌注桩，桩长90m-102m。0、5号墩承台厚4.5m，平面尺寸34.6×13.8m；1、2、3、4号墩承台厚6.0m，平面尺寸42.5×23.3m。主桥墩身采用带托盘的板式实体墩，1～4号墩身截面为矩形尖端型，0、5号墩为矩形圆弧倒角型。一、工程概况3、主桥上部结构主桥上部结构为112+3×168+112m下承式连续钢桁梁，在中跨设置加劲拱。刚性主梁采用带竖杆的等高度三角形桁架，桁高16m，桁宽30m，节间14.0m，柔性拱肋按圆曲线布置，矢高30m，矢跨140m。主桁梁采用焊接整体节点结构形式，柔性拱采用拼装节点，钢材采用Q370qE。主桁上弦和拱肋弦杆设交叉型上平联，杆件采用焊接工字型。主桁每个上弦节点均设有横联，横联为三角形桁架形式，桁高约6m，支点处设有斜桥门架。桥面系采用正交异性板，下设T型加劲肋，设8道纵梁，横梁采用工字型截面、鱼腹式变高度梁。一、工程概况4、水文、气象、工程地质⑴水文主桥桥址处河道属济南段黄河窄河道区，宽约900m。黄河枯水期仅主河槽有水，设计施工洪水位30.5m，河流平均流速2.07m/s。位于桥位下游11公里处泺口水文站提供的水文资料显示，1997年至2007年间，最大流量为3930m3/s，最高水位为29.814m（大沽高程31.2m），2003年至2007年5年间的最高水位都出现在黄河小浪底水库调沙期，期间的最高水位在30.5m左右。一、工程概况4、水文、气象、工程地质⑵气象桥址区属暖温带半湿润季风气候区，气候比较温和。年降雨量为650～700mm，全年有70%～80%雨量集中在6～9月间。每年3～4月风沙最大，以偏北风为主，最高风速23m/s，平均风速3.5m/s。7月份平均气温30℃左右，极端最高气温42.7℃，1月份平均气温零下2℃左右，极端最低气温零下19.7℃。一、工程概况4、水文、气象、工程地质⑶工程地质桥位地层以第四系河流相粉质土为主，其间多夹粉、细、中沙及粉土、薄层粘土或透镜体。其中覆盖层40m以下姜石含量较高，姜石层分布较多。黄河主河道内一般冲刷厚度约为7.7m～11.3m，枯水期河床冲刷层范围沉积层主要以粉砂土为主。一、工程概况5、工程特点济南黄河特大桥主桥工程具有造型美观、结构新颖、施工技术难度大、施工条件复杂等特点，主要表现在如下几个方面：⑴主桥采用深孔大直径钻孔桩基础,在水文和地质条件均很复杂的条件下,施工难度很大;⑵水中大体积承台受黄河特殊水文、地质条件影响，施工难度很大，对施工控制要求高；

⑶大桥主跨设计跨径为168m四线铁路桥梁，上部结构为五跨钢桁梁、中间三跨柔性拱桥，目前在高速铁路同类桥型中居世界第一，其构件加工精度高、线形控制

一、工程概况5、工程特点难度大、施工工艺复杂、主跨钢桁梁大悬臂拼装和柔性拱合拢技术难度大，且具有结构新颖、受力明确、线型流畅、气势宏伟、功能齐全等特点。⑷主桥上部结构用钢量大，对钢材材质和加工制造精度的要求高，部分钢材的供应渠道单一，国内具备加工制作能力的钢结构加工企业较少，原材料供应和构件加工制作存在一定的难度。⑸大桥施工所需临时工程和专用设备数量巨大，结构复杂，对工程施工成本的影响较大。二、、施施工工总总平平面面布布置置1、施施工工栈栈桥桥施工工栈栈桥桥布布置置在在桥桥位位下下游游侧侧，，距距桥桥轴轴线线28.5m，栈栈桥桥宽宽8m，南南北北岸岸贯贯通通，，接接南南北北岸岸的的施施工工便便道道。。二、、施施工工总总平平面面布布置置2、施施工工便便道道南北北岸岸设设置置8m宽施施工工便便道道，，和和施施工工栈栈桥桥连连通通，，保保证证南南北北两两岸岸的的贯贯通通。。二、、施施工工总总平平面面布布置置3、钢钢梁梁存存放放场场、、预预拼拼场场钢梁梁构构件件预预拼拼场场、、存存放放场场设设置置在在南南岸岸3#-5#墩上上游游侧侧，，设设置置一一台台70t龙门门吊吊作作为为主主要要起起重重设设备备，，场场内内通通道道和和施施工工便便道道相相连连。。二、、施施工工总总平平面面布布置置4、70t移动动龙龙门门吊吊机机提提升升站站在南南岸岸滩滩地地4#-5#墩间间沿沿线线路路跨跨线线设设置置70t移动动龙龙门门吊吊机机提提升升站站，，作作为为边边跨跨钢钢梁梁架架设设和和提提升升设设备备。。三、、总总体体施施工工方方案案㈠施施工工栈栈桥桥方方案案栈桥桥设设计计为为贝贝雷雷梁梁钢钢栈栈桥桥，，桥桥面面宽宽度度为为8.0m，标标准准跨跨为为18m，全全长长为为321米。。施施工工栈栈桥桥设设置置在在桥桥梁梁下下游游28.5m处。。上部部采采用用4榀单单层层双双排排8片贝贝雷雷纵纵梁梁，，横横向向每每3m设置置支支撑撑架架连连成成整整体体；；三、、总总体体施施工工方方案案㈠施施工工栈栈桥桥方方案案分配配横横梁梁采采用用I25a，桥桥面面系系铺铺8mm压花花钢钢板板。。基础础采采用用φ630××10mm钢管管桩桩，，每每排排墩墩采采用用4根钢钢管管桩桩，，钢钢管管桩桩均均用用18号槽槽钢钢设设置置剪剪刀刀支支撑撑连连接接成成整整体体。。三、、总总体体施施工工方方案案㈡钻孔孔平台台方案案固定平平台平平面尺尺寸为为47m×33m，以63根φ630××10mm钢管桩桩作平平台基基础。。相邻邻钢管管桩间间用剪剪刀撑撑连接接。在在钢管管桩顶顶布置置双层层2I40b工字钢钢作垫垫梁，，然后后再在在上垫垫梁上上布置置15组贝雷雷梁，，贝雷雷梁每每两片片为一一组，，梁长长为33米，中间间用标准准花架连连接。三、总体体施工方方案㈡钻孔平平台方案案贝雷梁与与上垫梁梁用“U”型螺栓栓连接。。在相邻邻两组纵纵梁间用用[10槽钢进行行剪刀撑撑连接。。在贝雷雷梁上布布置12组2I40b工字钢作作次梁，，次梁与与贝雷梁梁用“U”型螺螺栓进行行连接。。平台顶顶面采用用I32a工字钢作作分配梁梁，间距距为0.4米，上铺铺设δ8压花钢板板作面板板。采用用φ48钢管作栏栏杆，栏栏杆间距距1.5米，高1.2米。三、总体体施工方方案㈡钻孔平平台方案案在钻孔施施工中，，钻机安安装前割割除待钻钻孔钢护护筒与平平台竖向向连接，，采用钢钢丝绳等等软连接接方式防防止钻孔孔过程中中钢护筒筒下沉。。同时保保持平台台对钢护护筒的平平面限制制，防止止水流冲冲刷对钢钢护筒平平面位置置的影响响。单个个钻孔桩桩施工完完成后，，恢复钢钢护筒与与平台竖竖向连接接，保证证平台稳稳定、安安全。三、总体施工工方案㈢钻孔桩施工工方案1#、2#主墩钻孔施工工采用固定平平台、0#、3#、4#、5#主墩按陆地钻钻孔桩施工作作业。1、设备选型根据孔位处地地质及水文条条件、孔深、、施工场地、、施工能力等等因素，选用用ZSD250、DW300和GPS200气举反循环回回转钻机，钻钻头选用刮刀刀钻头进行钻钻孔施工。2、钻孔施工钻机采用汽车车运至孔位处处安装就位。。施工采用优优质膨润土加加水解聚丙烯烯酰胺泥浆，，钻碴统一堆堆放在岸上指指定位置，然然后统一运输输至指定的弃弃碴场，严禁禁乱弃。三、总体施工工方案㈢钻孔桩施工工方案3、第一次清孔孔根据钻孔桩孔孔径大、孔深深等特点，在在保证护壁稳稳定的条件下下，当钻至接接近设计高程程时，在泥浆浆循环管路上上安装一台泥泥浆分离器，，在钻进过程程中，对循环环的泥浆先进进行机械和自自然沉淀的双双重净化后注注入钻孔内。。4、钢筋笼制作作与安装钻孔桩钢筋笼笼直径很大，，长度较长，，重量较重。。主筋为φ25圆钢，采用滚滚压直螺纹套套筒连接方式式。钢筋笼在在加工场制作作，用专用车车辆通过便道道、栈桥运输输至孔口，汽汽车吊安装到到位。三、总体施工工方案㈢钻孔桩施工工方案5、二次清孔二次清孔以灌灌注水下混凝凝土的导管作作为清孔时的的吸管，清孔孔时，空压机机将高压风通通过风管经导导管送入孔内内，孔内泥浆浆及孔底沉淀淀物被送入的的高压风冲起起，由于负压压作用迫使含含有沉淀物的的泥浆从导管管中吸出，泥泥浆吸出之后后直接进入泥泥浆分离器，，经过泥浆分分离器对泥浆浆的筛分过滤滤，悬浮在泥泥浆中的细砂砂被泥浆净化化装置分离由由出砂口排出出，过滤完毕毕的泥浆流入入孔内，形成成一个完整的的循环路径。。如此反复，，经过循环净净化，使清孔孔后的泥浆指指标和孔底沉沉淀厚度满足足规范和设计计文件规定要要求。三、总体施工工方案㈢钻孔桩施工工方案6、水下混凝土土灌注二次清孔检查查合格后，立立即进行水下下混凝土灌注注。首批混凝凝土灌注量计计算为12m3，设计15m3专用料斗进行行首批混凝土土灌注。灌注注前充分做好好准备，保证证施工的连续续性。每根桩桩灌注时间不不应太长，尽尽量在8小时内连续灌灌注完毕。导导管埋入混凝凝土的深度控控制在规定范范围内。水下下砼浇注后宜宜高出桩顶设设计标高1m，以便清除浮浮浆和消除测测量误差。水水中孔灌注过过程中通过安安装的泥浆泵泵将连通孔内内泥浆经安装装在便桥上的的泥浆管道泵泵送到岸上泥泥浆沉淀池,经沉淀池沉淀淀和过滤后将将多余的水排排出,严禁直接将泥泥浆排入河道道内,保护河道水环环境不受污染染。三、总体施工工方案㈣承台钢板桩桩围堰施工方方案1、2号墩承台采用用钢板桩围堰堰，围堰防水水性能好，整整体刚度较强强。围堰平面面为矩形，其其内口尺寸为为46.5×28.3米，钢板桩单单根长24米，其底端标标高为+7米，顶面标高高为+31m；采用德国拉拉森Ⅳ型钢板桩，套套型锁口，四四个转角位置置采用焊接的的T形钢板桩。三、总体施工工方案㈣承台钢板桩桩围堰施工方方案围堰采用钢板板桩结构，内内支撑由两层层钢管和型钢钢组成围囹支支撑。钢板桩桩围堰内清淤淤采用人工配配合吸泥机吸吸泥，淤泥用用运输车及时时外运，在指指定的弃土场场弃土。钻孔桩施工完完成后，及时时拆除钢平台台，拔除钢管管桩，开始施施打钢板桩。。钢板桩施打打采用浮吊配配合液压震动动锤进行。三、总体施工工方案㈣承台钢板桩桩围堰施工方方案承台钢板桩施施打完成后，，及时将围堰堰内淤泥清除除至封底混凝凝土底面设计计标高处，然然后利用浮吊吊和混凝土汽汽车泵进行水水下混凝土封封底施工。封封底混凝土施施工完成后，，达到强度后后第一次抽水水至第一层内内支撑设计位位置以下50cm，进行第一层层内支撑安装装；三、总体施工工方案㈣承台钢板桩桩围堰施工方方案第一层内支撑撑施工完成后后，第二次抽抽水至第二层层内支撑设计计位置以下50cm，进行第二层层内支撑安装装；第二层内内支撑安装完完成后，即可可抽干围堰内内的水，割除除护筒，清除除淤泥，进行行承台施工。。三、总体施工工方案㈤承台施工方方案承台平面尺寸寸为42.5×23.3m，厚6m，C45大体积混凝土土。承台施工工采用大块钢钢模板。承台台大体积砼施施工中采取以以下措施：1、承台施工工时采取分分2次浇注和““内散外蓄蓄”的方案案，即混凝凝土内部采采取冷却循循环水管降降温措施，，同时做好好混凝土外外表面的保保温工作。。承台混凝凝土采用分分层浇注、、插入式振振捣器振捣捣的方法进进行，要求求在前层混混凝土初凝凝前或能重重塑前完成成次层混凝凝土的浇注注作业，分分层厚度控控制在30～40cm，以利于早早期混凝土土水化热的的散发。三、总体施施工方案㈤承台施工工方案2、优化砼配配比设计选用水化热热较低的矿矿渣硅酸盐盐水泥，掺掺入Ⅰ级粉煤灰和和高效缓凝凝减水剂。。对原材料料的质量进进行严格控控制。3、施工控制制混凝土施工工时，为避避免砼内外外温差过大大，在承台台内部设置置冷却水管管。混凝土土采用保湿湿蓄热法养养护，即在在承台四周周及表面覆覆盖帆布或或土工布，，用冷却管管流出的水水进行养护护。对混凝凝土内部温温度进行监监控，根据据观测结果果确定冷却却水管通水水量、通水水时间和蓄蓄热养护时时间等，以以降低混凝凝土内外温温差，使温温差控制在在25℃以内。三、总体施施工方案㈥墩柱施工工方案墩身为实心心矩形尖端端（圆端））截面，高高度约20m，采用常规规墩柱施工工方法进行行施工。墩身施工采采用大块整整体钢模板板施工。墩旁设置一一台浮吊作作为墩柱施施工材料等等的起吊和和垂直运输输设备。三、总体施施工方案㈦钢梁安装装施工方案案1、主要大型型临时设施施⑴提升站全桥于4#-5#墩位置设一一台70t龙门吊机作作为钢梁杆杆件上桥提提升站；杆杆件经提升升站起吊上上桥。70t龙门吊机基基础在原河河滩地面平平整后，设设置30cm厚3：7灰土，然后后在灰土顶顶面浇注30cm厚钢筋混凝凝土轨道基基础，轨道道基础处隔隔一定间距距设置一个个锚桩，锚锚桩为施打打的钢管桩桩，和轨道道基础浇筑筑成一体。。龙门轨道道基础顶面面标高设置置不超过原原地面50cm，相应位置置的运输道道路和施工工场地顶面面也不超过过原地面50cm，保证场地地不阻水。。三、总体施施工方案㈦钢梁安装装施工方案案1、主要大型型临时设施施⑵钢梁预拼拼场钢梁预拼场场设置在3#-5#墩上游侧,长200m，宽度约50m。主要作为为杆件预拼拼、杆件翻翻身、正交交异性桥面面板工地焊焊接场地。。三、总体施施工方案㈦钢梁安装装施工方案案1、主要大型型临时设施施⑵钢梁预拼拼场设置有钢桁桁梁上下弦弦杆、斜杆杆、竖杆、、桥门架、、平纵联、、横梁、桥桥面正交异异性板台座座以及拱弦弦杆、吊杆杆等存放台台座。存放放台座设置置为高约40cm混凝土座。。龙门吊机机轨道基础础顶面标高高设置不超超过原地面面50cm，相应位置置的运输道道路和施工工场地顶面面也均在原原地面上50cm以内，保证证场地不阻阻水。三、总体施施工方案㈦钢梁安装装施工方案案1、主要大型型临时设施施⑶临时支墩墩4#～5#墩间布置双双排共7个临时墩，，临时墩采采用明挖扩扩大基础，，墩柱为设设置空间联联结的4根钢管桩组组成，并于于墩顶安装装型钢垫梁梁。三、总体施施工方案㈦钢梁安装装施工方案案1、主要大型型临时设施施⑶临时支墩墩0#～4#墩间各修建建一个跨中中临时墩。。临时墩基基础采用钢钢管桩加砼砼承台基础础，支墩由由钢管混凝凝土柱及分分配梁组成成。钢梁架架设完成后后，及时拆拆除临时墩墩柱，凿除除临时承台台，将河道道内的钢管管桩拔除。。三、总体施施工方案㈦钢梁安装装施工方案案2、主要施工工机械设备备(1)两台70吨龙门吊机机跨度50m，高50m，吊重70吨龙门吊机机用于4#～5#墩间钢桁梁梁架设、70吨桥面架梁梁吊机安装装和钢梁杆杆件提升；；跨度40m，高16m，吊重70吨龙门吊机机用于钢梁梁预拼场杆杆件预拼和和杆件存放放倒运。(2)70吨桥面架梁梁吊机70吨桥面架梁梁吊机用于于钢梁安装装及拱肋架架设。三、总体施施工方案㈦钢梁安装装施工方案案2、主要施工工机械设备备(3)千斤顶设备备根据钢梁安安装调整和和拱肋合龙龙调整需要要，除0#、5#墩以外所有有墩顶均需需布置竖向向和横向千千斤顶设备备。(4)两台70吨运梁台车车预拼场70吨运梁台车车用于将钢钢梁杆件和和桥面板运运至70吨龙门吊机机之下。钢梁桥面70吨运梁台车车用于将杆杆件或桥面面板运至70吨架梁吊机机下方起吊吊架设。三、总体施施工方案㈦钢梁安装装施工方案案3、主要施工工方法五跨连续钢钢桁梁架设设采用是先先梁后拱，，由南岸端端向北岸端端拼装的总总体方案。。⑴钢桁梁施施工方法①在4#～5#墩间钢桁梁梁节点位置置设7个临时墩，，并于墩顶顶安装型钢钢分配梁，，利用70t龙门吊机进进行此跨钢钢桁梁架设设。同时于于0～4#墩各跨中施施工临时墩墩。三、总体施施工方案㈦钢梁安装装施工方案案3、主要施工工方法⑴钢桁梁施施工方法②4#～5#墩间钢桁梁梁安装完毕毕后，利用用70吨龙门吊机机于此跨钢钢桁梁顶面面安装70吨架梁吊机机，并于此此跨钢桁梁梁下平面布布设运梁线线，龙门吊吊机为提升升设备，将将从钢梁预预拼场运来来的钢梁杆杆件或桥面面板吊至运运梁线台车车上，运至至70吨架梁吊机机下方，利利用架梁吊吊机进行钢钢桁梁安装装。三、总体施施工方案㈦钢梁安装装施工方案案3、主要施工工方法⑴钢桁梁安安装方法③依次安装装下弦杆、、斜杆、竖竖杆、上弦弦杆、横梁梁、桥面板板、横联和和前一节间间上平联，，调整钢梁梁标高至设设计位置，，按设计要要求进行桥桥面板横向向和纵向接接缝的焊接接，前移吊吊机至下一一节间并锚锚固。如此此循环并利利用每跨跨跨中临时墩墩悬臂拼装装0#～4#墩间间钢钢桁桁梁梁。。三、总体体施工方方案㈦钢梁安安装施工工方案3、主要施施工方法法⑵柔性拱拱安装方方法待0#～5#墩钢桁梁梁架设完完毕，将将70吨架梁吊吊机退至至1#～2#墩间进行行此跨拱拱肋安装装。安装装顺序为为拱肋、、吊杆、、拱肋平平联，调调整1#、2#墩支座标标高进行行此跨拱拱肋合龙龙。如此此安装2#～3#、3#～4#墩间拱肋肋并调整整相应跨跨支座标标高和拱拱肋合龙龙。三、总体体施工方方案㈦钢梁安安装施工工方案3、主要施施工方法法⑶收尾拆除支架架、临时时墩、拱拱肋临时时联结及及70吨架梁吊吊机；全全桥钢梁梁线形和和位置调调整。安安装桥面面道碴槽槽板及桥桥面系结结构，全全桥竣工工。三、总体体施工方方案㈦钢梁安安装施工工方案4、钢梁架架设施工工准备主要包括括施工技技术准备备、施工工现场准准备（临临时设施施和施工工设备准准备）和和施工测测量等。。5、钢梁杆杆件进场场、存放放、预拼拼6、钢梁架架设工艺艺主要包括括钢梁架架设原则则、钢梁梁架设工工艺、墩墩顶设置置、钢梁梁调整等