自锚式上承拱桥平转施工方案

自锚式上承拱桥平转施工方案目录1工程概况2总体施工方案3分项施工方案4转体施工工序安排对以沪杭客专石大路自锚式转体拱桥为代表的、创造了软土地基大跨度大吨位半幅拱圈支架施工控制、转体桥拱圈超大节断施工控制、拱座与支架基础施工控制、大跨度组织施工与快速施工控制等四项自主创新技术的桥梁它创造了三项世界第一：高速铁路自锚上承式钢筋混凝土拱桥跨度160米，为世界第一；单边转体自重达16800吨，为世界同类转体桥梁第一；在软土地基上建造的160米自锚上承式钢筋混凝土拱桥是世界上第一座。1、工程概况孔跨组成为（88+160+88）m，立面布置如下图所示。拱肋采用抛物线线形，矢跨比为1/6。边、中跨拱肋拱顶截面高为4m，拱脚截面高为6m，拱肋横向宽度8m，采用单箱室截面。为简化结构构造及受力，拱肋上设置三个拱上立柱，支承（20+22+22+20）m连续梁，为配合拱肋曲线变化，连续梁边跨截面高度采用变截面，梁端截面高度4m，跨中截面高度采用3m，连续梁与拱肋结构分离。1.1结构形式该桥位于沪杭客专N7标段，中心里程DK1252+421.07，杭州市江干区同协路与石大路交汇处，为跨越石大公路而设计。结构形式为主跨160m自锚上承式拱桥，采用转体法施工。1.2结构设计图

主墩2#墩位上层覆盖1～3m填筑土，第二层主要为淤泥质粉质粘土厚度26m左右，第三层为粉质粘土厚度6m，第四层为凝灰岩，全风化层厚度10.5m，第五层为强风化凝灰岩层，厚度4.m，第六层为弱风化凝灰岩厚度8.2m；

主墩3#墩位上层覆盖3m厚填筑土，第二层为粉土厚度8.9m，第三层为淤泥质粉质粘土厚度19.5m，第四层为粉质粘土厚度为16.4m，第五层为全风化泥质砂岩厚度13.3m，第六层为强风化泥质砂岩厚度为1.2m，第七层为弱风化泥质砂岩厚度15.4m。1.3地质概况2、总体施工方案2.1施工平面布置图（1）基础桩基→基坑开挖→下承台→球铰安装→上承台→拱座（2）拱部结构支架钻孔桩→支架施工→支架预压→分节段现浇拱肋→立柱→拱上支架→拱上简支梁→张拉临时系杆→现浇湿接缝（简支变连续）→拆拱肋及连续梁支架→落梁→转体准备→正式转体→转体到位→封铰→边跨合拢→中跨合拢→永久系杆→桥面系2.2施工顺序（6）对称施工连续梁中间2孔期间，将临时系杆安装至待张拉状态。2.3工序平行作业安排（1）主墩桩基施工期间，完成拱肋支架钻孔桩及承台施工。（2）主墩桩基及承台开挖期间，完成拱肋支架安装及预压。（3）承台及拱座施工期间，除基坑范围内的拱肋外，其余部分拱肋自拱顶向拱座方向逐段、对称完成现浇施工。期间，完成拱上连续梁支架可施工部分。（4）拱座施工完成后，同步将拱座上立柱以及拱座段拱肋现浇完成，完成全部拱上立柱及拱肋施工。期间，将边跨2孔连续梁施工至底板及腹板钢筋安装完成状态。（5）对称现浇连续梁边跨2孔时，同步将中间2孔连续梁支架施工完成。（1）主墩桩基础、、下层承台、球球铰、上层承台台及拱座施工；；边墩桩基础及及承台施工；公公路现浇支架临临时桩基础、承承台、支架施工工；（2）按照方案设计计，施工现浇支支架，并进行预预压，分段现浇浇拱肋；2.4总体施工步骤图（3）浇注拱上立柱柱，支架现浇拱拱上连续梁；本本阶段连续梁支支撑在临时支座座及支架上，梁梁底与永久支座座悬空5cm；（4）张拉临时系杆杆；（5）拆除连续梁现现浇支架，落梁梁；通过调整支支座下砂浆厚度度，使各点落梁梁高度一致。（6）用素混凝土填填实拱圈与梁端端缝隙，张拉临临时固结预应力力使拱肋与连续续梁固结。（7）拆除现浇拱肋肋支架，做好拱拱肋平转准备。。准备工作包括括：称重、配重重，牵引系统，，助推系统，外外环支墩、微调调，位控等系统统部件的安装与与调试。试转工工作等。同时，，在转体前，完完成边跨现浇段段施工工作。（8）正式转体施工工，转体到位后后，利用微调系系统调整转体各各项指标满足要要求后，利用外外环支墩将转体体固结，然后迅迅速焊接上下盘盘钢筋及连接件件，尽快完成封封铰工作。（9）吊架法完成边边跨合拢。（10）吊架法完成中中跨合拢。（11）交替张拉部分分永久系杆，同同步拆除临时系系杆。（12）施工桥面系。。（13）张拉剩余永久久系杆。

转体承台尺寸为22.9m×19.1m，厚度为6.5m，四周设置有4.2×2.25m倒角。承台混凝土设计标号C40，2720m3,属于大体积混凝土施工。承台自下至上由由三部分组成，，下转盘、球铰铰、上转盘，根根据需要，下转转盘分三次浇注注完成，上转盘盘分二次浇注完完成。详细施工工步骤如下。（1）.首次浇注下转盘盘2.5m高，预埋下球铰铰及滑道骨架预预埋板。3.1.1承台施工步骤图图3、分项施工方案案3.1承台施工预埋件采用1cm厚钢板，尺寸20×20cm，锚筋采用Ø12U型钢筋，U型锚筋与预埋板板焊接，锚筋埋埋入混凝土中长长度15cm。允许平面定位位偏差5mm，高程偏差2mm。埋件共计68块。（2）.安装滑道及下球球铰骨架。下层混凝土强度度达到25%后，利用预埋件件安装下滑道骨骨架和下球铰骨骨架，要求骨架架顶面的相对高高差不大于5mm。骨架中心和球球铰重合，与理理论中心偏差不不大于1mm；骨架与埋件焊焊接牢固，经多多次进行复查无无误后，方可进进入下道工序。。骨架结构见下下图。（3）.浇注第二次1m高混凝土绑扎预留槽两侧侧钢筋，安装预预留槽模板，进进行二次混凝土土浇筑；二次浇浇筑至下转盘顶顶面，要控制预预留槽混凝土高高度，浇注中注注意对骨架位置置的复核。（4）.安装滑道钢板及及下球铰（5）.浇注预留槽后浇浇混凝土在滑道及下球铰铰的定位精度及及牢固性均满足足要求后，浇注注预留槽混凝土土。下球铰的混混凝土采用C50无收缩混凝土,混凝土配比需经经28d强度验证。由于于下球铰处钢筋筋较密,灌筑条件较差,混凝土需具备良良好的流动性。。要求混凝土从从球铰的一边向向另外一边流动动,利用球铰球面的的振捣孔进行振振捣,不得过振和欠振振,待混凝土溢出孔孔后封堵振捣孔孔。混凝土灌筑筑完毕及时清理理下球铰处污染染物并封闭保护护好。混凝土应应进行收面和养养生,待混凝土强度达达到50%后进行上球铰安安装。（6）.安装上球铰将下球铰球面及及各滑块安装槽槽内清理干净,按照厂家调配过过的滑块对号入入座,安装聚四氟乙烯烯复合滑块,由中间向边缘逐逐排安装。滑块块安装完,用特制样板复查查滑块顶面是否否处于同一球面面。确认无误后后,在下球铰球面处处涂黄油四氟粉粉,吊起上球铰清理理球面杂物后涂涂上黄油四氟粉粉,缓慢下放与下球球面对中,精确调好后,将转动轴涂上黄黄油四氟粉,插入上下球铰轴轴套，并通过临临时限位装置进进行固定。最后后,将上下球铰用胶胶带密封防止杂杂物进入。球铰铰安装顶口务必必水平，其顶面面任意2点误差不大于1mm；球铰转动中心心务必位于设计计位置，误差：：顺敲向±1mm，横桥向±1.5mm。（7）.安装撑脚及浇注注下层上转盘每个转体下设6个撑脚，每个撑撑脚由2根直径0.9m的钢管焊在扇形形钢板组成，撑撑脚内填充无收收缩混凝土。撑撑脚在安装时与与滑道钢板间预预留10mm间隙，，以薄薄沙箱箱垫紧紧。撑撑脚的的相对对位置置应精精确控控制，，同时时撑脚脚与梁梁体应应根据据对应应关系系确定定撑脚脚的安安装位位置，，以满满足卸卸架后后的梁梁体平平衡。。在滑滑道环环向布布置12个沙箱箱，每每个经经过预预压，，承载载力大大于600t，高度度为90cm。（8）.浇注上上层上上转盘盘混凝凝土上层上上转盘盘为14m×13m×1.4m的矩形形结构构，结结构中中心与与转体体中心心重合合，按按照设设计要要求进进行钢钢筋、、预应应力及及预埋埋件施施工。。3.1.2基坑开开挖2＃承台台边线线距离离既有有公路路桩基基8米远，，3＃承台台边线线距离离近侧侧既有有公路路桩基基边缘缘1.5米，由由于3#承台距距离既既有公公路桩桩基较较近。。承台台底位位于地地面以以下7.3m左右，，承台台施工工前将将地表表覆盖盖层清清除2m，这样样承台台开挖挖深度度可以以减少少到5.3m，在承承台施施工时时，四四周采采用打打钢板板桩（（拉森森IV型）进进行施施工防防护，，布置置图如如下：：(1)设计要要求球铰设设计承承载力力16800t，由具具有相相关能能力及及经验验的厂厂家负负责加加工。。构造造如上上图。。球铰铰为焊焊接钢钢结构构,需无损损探伤伤检测测。其其球面面半径径为8m,平面直直径为为4m,球铰的的下球球面板板上镶镶嵌填填充聚聚四氟氟乙烯烯复合合夹层层滑板板,与上球球面板板组成成摩擦擦副,并涂抹抹黄油油四氟氟粉润润滑,确保静静摩擦擦因数数<0.05,动摩擦擦因数数<0.03。3.2球铰加工(2)加工精精度要要求1，球面面光洁洁度不不小于于▽3；球球面各各处的的曲率率应相相等，，曲率率半径径之差差±0.5mm；2，边缘缘各点点高程程差≯≯1mm；椭椭圆度度≯1mm；3，各镶镶嵌四四氟板板顶面面应位位于同同一球球面上上，误误差≯≯1mm；4，球铰铰上、、下铰铰形心心轴、、球铰铰转动动中心心轴务务必吻吻合。。3.3拱座施工拱座为矩形四面收坡形式，断面为梯行断面。拱座底面尺寸为14.0m×11.0m，顶面尺寸为10.0m×3.05m，拱座高6.0m。拱座钢筋选用HRB335和Q235，混凝土设计标号为C50，设计方量为521.7m3，拱座为大体积混凝土，施工时预埋冷却管。由于拱座为主要受力承重部件，混凝土需一次浇筑成型，后续加强养护，严格控制裂缝产生。施工过程中注意拱肋和立柱的预埋。拱座高度达6m，且侧面收坡较大，钢筋工程复杂，预埋多。施工方方法:（1）.在拱座座施工工前，，应对对拱座座底面面在上上转盘盘的平平面位位置进进行准准确放放线，，定位位出拱拱座底底面线线后，，对上上层承承台拱拱座底底面进进行凿凿毛处处理。。(2).在上层层承台台上搭搭设钢钢管脚脚手架架作为为施工工平台台和模模板的的斜拉拉及撑撑杆。。(3).绑扎拱拱座钢钢筋，，精确确定位位拱脚脚及立立柱预预埋件件以及及预留留钢筋筋，并并将预预埋件件拱座座钢筋筋焊接接固定定，防防止浇浇注砼砼时移移位。。严格格按照照设计计图纸纸布设设预应应力管管道。。(4).立拱座座模板板，拱拱座模模板标标准块块采用用大块块整体体钢模模，倒倒角处处模板板采用用竹胶胶板或或木模模，配配以相相应背背楞、、撑杆杆及拉拉条。。安装装拱脚脚预留留槽模模板。。(5).混凝土土采用用搅拌拌站集集中生生产，，砼输输送泵泵车泵泵送浇浇注，，插入入式震震捣棒棒震捣捣,采用水水平分分层一一次浇浇筑成成型。。按照照大体体积混混凝土土施工工技术术要求求设置置拱座座混凝凝土冷冷却管管、进进行测测温控控制及及加强强养护护等措措施，，编制制专项项大体体积混混凝土土施工工方案案进行行控制制。(6).加强混混凝土土的养养护，，采用用覆盖盖浇水水养护护，养养护时时长不不小于于7d。3.4.1支架布布置示示意图图3.4拱肋施工主拱肋肋支架架采用用钻孔孔桩加加承台台基础础，承承台上上设置置Ø1000××12㎜钢管桩桩支撑撑，横横桥向向在钢钢管桩桩顶设设置4I56工字钢钢横梁梁，在在横梁梁上沿沿顺桥桥向设设置贝贝雷纵纵梁，，在贝贝雷纵纵梁上上设置置钢管管脚手手支架架；卸卸架设设备为为安装装在钢钢管桩桩与工工字钢钢间的的沙筒筒。钢钢管桩桩间设设置Ø500×8㎜钢管平平联及及斜撑撑。钻钻孔桩桩采用用直径径1.2m，桩长长50m，满足足结构构受力力要求求。3.4.2拱肋阶阶段划划分（1）总体体划分分总体划划分如如上图图，单单肢拱拱肋现现浇长长度79米，边边跨现现浇段段长度度7米，边边跨合合拢段段及中中跨合合拢段段长度度均为为2米，节节段划划分满满足临临时系系杆安安装及及锚固固要求求。（2）单肢拱拱肋浇注注划分图图拱肋现浇浇采取对对称、逐逐段、分分环浇注注方案，，单肢拱拱肋分为为6个节段，，节段长长度13.5m；每个节节段分为为2环，分割割位置在在顶板倒倒角下40cm处。拱肋预应应力可以以采取长长、短束束布置，，每段张张拉一次次，每次次张拉锚锚固2个节段，，可有效效减少拱拱肋开裂裂。根据据施工工工况进行行支架详详细验算算，使各各工况的的支架变变形控制制在合理理范围内内。（3）模板配配置根据节段段划分、、结构尺尺寸情况况，同时时考虑施施工流水水作业节节拍，模模板配置置如下：：底模及及外模采采用竹胶胶板，方方木做背背带；内内模采用用组合钢钢模，普普通脚手手钢管做做背带。。顶板支支撑系统统采用钢钢管脚手手架，在在第一次次浇注完完成后，，在底板板上施工工支架，，利用顶顶托调整整顶板底底模标高高。（4）浇注顺顺序根据上页页《拱肋现浇浇节段划划分图》，节段浇浇注顺序序按编号号依次1→13。1#节段浇注注完成等等强期间间，施工工2#节段支架架、钢筋筋及模板板，同步步可以施施工3#节段底模模及钢筋筋；2#段浇注完完成等强强期间完完成3#节段浇注注准备工工作，2#节段强度度满足后后，即可可浇注3#节段，形形成平行行流水作作业。计计划1#节段自钢钢筋绑扎扎至浇注注完成为为8天，等强强张拉为为4天，则2#节段在1#节段张拉拉完成后后即可浇浇注，同同理等强强张拉期期为4天，3#节段在2#节段张拉拉完成后后即可浇浇注，同同理等强强张拉期期为4天；可见见每个节节段浇注注时间推推后4天，则1#~12#节段施工工时间为为12+11×4=56天，13#节段考虑虑12天，则计计划工期期为68天。实际际施工中中，考虑虑横隔板板、预应应力设置置以及拱拱顶端头头预应力力锚固区区的复杂杂程度结结合其他他因素影影响，拱拱肋施工工时间定定为80天是合理理的。（5）结构尺尺寸控制制为控制好好各部位位混凝土土厚度，，确保拱拱肋不超超重，模模板需准准确安装装及固定定。底板板控制好好底模标标高，然然后绑扎扎底板钢钢筋，立立侧模，，绑扎腹腹板钢筋筋，装内内模。为为防止浇浇筑腹板板混凝土土导致底底板混凝凝土翻起起，底板板通过内内模底面面加压板板及型钢钢压条，，通过钢钢管内撑撑及拉杆杆外拉固固定；侧侧模通过过钢管内内撑及拉拉杆固定定。。由由于拱肋肋为斜面面，顶板板也设置置压板。。连续梁施施工采用用支架施施工，支支架采用用梁跨体体系，在在拱肋上上设置钢钢管柱，，与立柱柱形成多多个支点点，在钢钢管柱及及立柱牛牛腿上安安装贝雷雷梁，贝贝雷梁上上铺设底底模，结结构体系系受力明明确，通通过计算算可以准准确得到到支架变变形，准准确的设设置预拱拱度，可可以取消消预压过过程，以以节约施施工时间间。3.5.1支架布置置示意图图3.5连续梁施工钢管柱与与拱肋浇浇注时的的预埋件件焊接在在一起。。钢管柱柱间设置置平联及及斜撑。。混凝土土立柱两两侧设置置预应力力牛腿，，并根据据落梁需需要设置置施工操操作平台台以及落落架沙筒筒。连续续梁先进进行简支支浇注，，此工况况梁端支支撑在临临时垫块块上。3.5.2施工流程程(1).对称浇注注边孔两两跨简支支梁，强强度满足足要求后后，张拉拉简支梁梁体预应应力。(2).对称浇注注中孔两两跨简支支梁，强强度满足足要求后后，张拉拉简支梁梁体预应应力。(3).浇注湿接接缝，强强度满足足要求后后，张拉拉部分梁梁体顶板板负弯矩矩区预应应力，完完成简支支到连续续转换。。（4）张拉临临时系杆杆。临时时系杆由由数根高高强度低低松弛镀镀锌预应应力钢绞绞线组成成。钢绞绞线直径径为15.24mm，抗拉标标准强度度fpk为1770MPa。临时系系杆出厂厂时为打打盘包装装，在连连续梁一一段设置置卷扬机机，引出出牵引绳绳将系杆杆穿入孔孔道，先先用前卡卡式千斤斤顶进行行单根预预紧后，，进行整整体张拉拉。（5）支架拆拆除。对对称将落落架沙筒筒内细砂砂放出，，使支架架与连续续梁底脱脱空后，，用倒链链将模板板支架逐逐层移出出，用吊吊机调走走。落梁梁前，仔仔细测量量各梁底底与永久久支座距距离，并并用高标标号砂浆浆调成一一致。梁梁体临时时垫块为为预压过过的沙筒筒，4跨连续梁梁的5个临时支支点缓慢慢同步将将沙筒内内细砂放放出，使使梁体缓缓慢同步步落在永永久支座座上。（6）拱梁梁临时时固结结。在在梁端端与拱拱肋处处，设设计图图纸预预留20cm缝隙，，在拱拱梁固固结前前，用用18cm厚预制制板安安装在在预留留缝隙隙处，，不足足的2cm用钢板板塞实实（设设计图图纸建建议用用现浇浇填塞塞缝隙隙，在在解除除拱梁梁固结结时发发生凿凿除费费时现现象））；张张拉拱拱梁临临时固固结预预应力力，完完成拱拱梁固固结施施工。。（7）拱肋肋支架架拆除除。在在拱梁梁完成成临时时固结结后，，自拱拱脚向向拱顶顶对称称同步步拆除除拱肋肋支架架。拆拆除方方法为为，对对称放放出卸卸架沙沙筒内内细砂砂，使使支架架与拱拱肋脱脱离，，以不不影响响转体体施工工为标标准；；后续续拆除除工作作可在在转体体完成成后用用吊机机逐层层拆除除，以以免占占用主主线施施工时时间。。根据关关键工工序的的施工工方法法，确确立施施工方方案，，确定定相应应的施施工周周期。。施工方方案流流程：：4、工序序安排排施工准准备桩基、、承台台拱肋支支架桩桩基、、承台台桩基、、承台台拱肋支支架拱肋施施工拱上立立柱拱上支支架现浇梁施工落梁、、拱梁梁固结结转体施工合拢段段施工工安装张张拉永永久系系杆成桥桥称重试试验及及配重重实施施试验结结果2#墩：球铰静静摩阻阻系数数：0.0217转体偏偏心距距：4.5cm（偏中中跨侧侧）不需要要配重重。3#墩：球铰静静摩阻阻系数数：0.0230转体偏偏心距距：10cm（偏中中跨侧侧）需要配配重。。配重实实施：：为确保保转体体平衡衡姿态态和减减少永永久撑撑脚与与滑道道摩擦擦力：：在3#墩边跨跨侧距距离球球铰75m处，配配重30t，偏心心距为为1cm（偏中中跨））在2#墩边跨跨侧距距离球球铰75m处，配配重12t，偏心心距为为2cm（偏中中跨））经称重重、配配重后后，2个转体体结构构的平平衡状状态均均满足足转体体要求求。试转及及试验验参数数试转角角度确确定试转以以转体体最大大悬臂臂端不不进入入高速速公路路为原原则，，计算算最大大试转转角度度265#墩为3。，266#墩为3。，试试转过过程中中以3。控制制。试转需需要测测试内内容试转时时实际际测试试启动动牵引引力T0、单位位时间间转动动的角角度及及悬臂臂端转转动的的水平平弧线线距离离、点点动操操作时时受惯惯性影影响大大小（（每点点动一一次悬悬臂端端所转转动水水平弧弧线距距离））三项项内容容。试转结结果：：3#墩：1.启动力力：2×52t。（反反算静静摩阻阻系数数为0.028）2.牵引力力：2×45t。（反反算动动摩阻阻系数数为0.024）3.每分钟钟钢绞绞线牵牵引距距离：：7cm；4.每分钟钟梁端端转动动距离离：93.4cm；5.点动3秒，梁梁端惯惯性行行走距距离：：10.7cm；6.点动2秒，梁梁端惯惯性行行走距距离：：6.7cm；7.点动1秒，梁梁端惯惯性行行走距距离：：5cm；8.正常牵牵引停停止后后，梁梁端惯惯性行行走距距离：：6cm。3#墩：1.启动力力：2×50t。（反反算静静摩阻阻系数数为0.027）2.牵引力力：2×40t。（反反算动动摩阻阻系数数为0.022）3.每分钟钟钢绞绞线牵牵引距距离：：9.6cm；4.每分钟钟梁端端转动动距离离：128cm；5.点动3秒，梁梁端惯惯性行行走距距离：：8.4cm；6.点动2秒，梁梁端惯惯性行行走距距离：：6.4cm；7.点动1秒，梁梁端惯惯性行行走距距离：：2.7cm；8.正常牵牵引停停止后后，梁梁端惯惯性行行走距距离：：7.5cm。根据试试转结结果，，在梁梁端距距离设设计中中线1.5m时，停停止自自动牵牵引，，转入入点动动操作作，逐逐步就就位。。正式转转体启动牵牵引力力控制制根据试试转前前确定定的启启动牵牵引力力T0，分级级加载载到位位。转体过过程控控制转体启启动后后，将将动力力系数数调整整到预预计的的牵引引力并并使其其在““自动动”状状态下下运行行。核核对实实际转转动速速度与与预计计速度度的差差值，，确定定“自自动””状态态下的的运行行时间间。在桥面面中心心轴线线合拢拢前1.5米，桥桥面监监控人人员开开始每每10厘米给给主控控台报报告一一次监监测数数据；；在20厘米内内，每每1厘米报报一次次；即即将到到位时时准确确对梁梁的中中轴线线进行行贯通通测量量，加加强与与控制制台操操作人人员的的沟通通，确确保准准确到到位。。就位控控制措措施转体前前在转转台上上设置置弧长长及角角度观观测标标尺，，转体体过程程中进进行观观测控控制。。根据试试转时时确定定的惯惯性大大小，，提前前停止止自动动连续续顶推推，改