宽阔游荡性河段大跨度钢管混凝土拱桥施工技术

宽阔游荡性河段大跨度钢管混凝土拱桥施工技术1、工程概况xx高速公路xx特大桥是跨越xx天堑的特大型桥梁，是xx市乃至xx省一个标志性建筑，全长9848.16m。其中主桥由8孔100m下承式四拱肋钢管混凝土简支系杆拱（刚性系杆）组成，矢跨比1/4.5，矢高21.222m，拱轴线采用拱轴系数为1.347的悬链线。上部结构采用上下行分离式，每幅桥有两片拱肋，每片拱肋由2根φ1000×16㎜钢管和腹板组成全高2.4m的哑铃型断面结构，拱肋内填筑C50混凝土，两拱肋中心距22.377m，由中间一道一字形和两边各一道K字横撑联系，横撑为φ1500×16㎜的钢管，管内不填充混凝土。横桥向拱肋座在三个独立的空心墩身和分体式承台上。中承台和两边承台各采用8根和4根的φ2.0m钻孔灌注桩群桩基础。每跨各自独立的单箱单室预应力混凝土系杆梁，预应力锚固于拱脚。吊杆采用91根φ7㎜镀锌高强钢丝，双层PE防护，OVM冷铸镦头锚。中横梁为预制的预应力混凝土工字梁，与系杆梁通过湿接缝现浇为整体，形成格构体系。拱脚处预应力混凝土端横梁，与系杆梁端部实体段整体现浇。拱脚固结点为三向预应力的混凝土结构，并配有钢劲性骨架。桥面板为预制钢筋混凝土π型板，预制现浇后通过湿接缝简易连续。2、施工方案的确定从xx省境内已经建成的洛阳xx公路桥、铁路桥、xxxx公路桥、开封xx公路桥、三门峡xx公路大桥等的施工情况看，本施工方案也必须根据xx流水含沙量大、夏季洪水和冬季清水冲刷情况的不同及局部出现揭底现象和流冰撞击等特点进行确定，以确保安全施工。2.1xx特点及xx水情分析桥位处于花园口至东坝头间的130公里游荡型河段，是明清故道。河段内临黄堤距一般为10公里，最宽处20公里。河槽占河道面积的15%，河滩占河道面积的85%。桥址河段北岸为高滩，南岸为现行河槽。桥址处河段，主流摆动幅度呈现两头大，中间小的规律。设计通航水位按十年遇，设计水位93.65m。xx水流量受三门峡和小浪底水库控制及桥上游几条支流河水的影响，主河槽虽常年有水，但很不稳定，主流游荡、滚动，使“有水不能行舟，无水不能行车”。并且冬季有凌讯，夏季洪水冲刷剧烈。其中起主要影响作用的河流和水库：伊洛河―洛河发源于陕西洛南县，流域面积9742平方公里，伊河发源于xx滦川伏牛山南麓，流域面积6092平方公里，两支流汇合成伊洛河；沁河―发源于山西沁源县，包括其支流丹河，流域面积13532平方公里，水沙主要来自五龙口以上，素有“小xx”之称；漭河―发源于济源，流域面积9742平方公里，在武涉沁河口汇入xx，称为“新漭河”，在新漭河以北还有一老漭河，亦流入xx，属坡水河道。同时xx主干流有小浪底、三门峡、刘洋峡等多座水库，基本上控制了主干流的河水流量。在小浪底水库下游至桥位上游范围内的三条支流上共修建了14座大中型水库。其中伊洛河上有陆浑、故县等九座，沁河上一座，新老漭河上四座。这些水库建成后，洪峰流量逐年减少，基本上控制了洪水（1999年7月约3260m3/s；2000年8月约773m3/s；2001年讯期约2200m3/s），这对在主河道上有水不能行舟，无水不能行车，且主流游荡不定情况下，用栈桥输送物资和用支架安装钢管拱及系杆是十分有利的，能比较好地解决水平运输和垂直提升及作业平台，并能方便快捷施工。2.2施工方案的确定结合xx的具体情况，以施工方便性、快捷性、安全性和经济性为基本出发点，着重对“双侧双线栈桥＋跨桥大型龙门吊机”与常规钢管拱架设用“单侧双线栈桥＋缆索吊机＋墩旁施工吊机”的施工方案做比选，情况见下表：饺方船案仍方案一：阀双侧栈桥道＋跨桥龙换门秃吊举怕冬机税方案二：饲单侧双线开栈桥＋缆抬索吊机＋邀墩旁施工讲吊刊队简机舰适算用剥性捉比纪较干优点：卵1醋、跨桥龙宴门吊机可据同时兼顾通桥梁下部栋结构施工寻及上部结赶构施工，斑施工方案灵和技术具汇有连贯性宽。技术比快较成熟，年龙门吊机末和栈桥施题工方法安醋全、可靠窝。无论栈卡桥施工或凭是后续的幕主桥施工蚊，不受洪祥水影响或显影响较小登。稀2细、栈桥通振过能力强娱，运输快粪，钻机、季系杆梁拼回装时用的谢支架、基陈础钢筋等啦均可整体刮起吊运输户，利于保演证工期。税3任、龙门吊拦机能覆盖情主桥施工征的每个角饥落，移动份灵活，起拌重量大，叹钢管拱肋炕、中横梁博、系杆梁麻等起吊、婆安装极为持方便，对甘位准确，钢有利于开溪展平行或锣流水作业堵。烦4页、啄施工期间担与南北引愿桥施工不拨发生相互犁干扰。碎5派、无论栈鞠桥或是龙栏门吊机易植于维修、摔操作简便尼。护6倘、本方案汤能快速进怒入主桥施纺工并全面愈展开工作醋。觉约缺点：很1倦、龙门吊煮机跨度较淋大，横梁师配备可能所有预应力冶体系，拼涉装工艺较爷复杂。寻2绞、栈桥因颈需走行龙咬门吊机，第通过能力弹要求较高蚀。贤优点：正1抚、无需拼违装大跨度柱龙门吊机除。仅在各衫墩位处拼纳装小型龙槽门吊机，湿并配备辅拨助施工吊该机。厦2勉、栈桥只配做运输道宫路，通过成能力要求设不高。暴3伤、缆索吊贞机可满足知施工机械逃设备、构密件等的纵孟向运输及袖横移安装惧构件。削缺点：猪1杨、缆索吊蒙机仅在后翅期替代龙佳门吊机，新基础施工阴时各墩位渴平台上仍岸须另设龙惭门吊机和权辅助施工点吊机，协帆助下部结惹构施工。填2动、跨度大搂，中塔、嫩北塔及后缺锚固系统侮均位速于毫x帮x渴主流或水损边滩地上湖，如遇洪检水，缆索驶吊机施工愈的进场道收路和电力夹供应均极梢为困难，矿必须等栈阿桥延伸到曾位后才能规进行。同申时洪水期粘间，缆索纳吊机横移斯操作及维播修保养较具困难，会裂影响到工萄程的正常黎施工。如摔果等洪水晒过后再施提工，工期煎将受影响勺。若冬季检过后第二麦年又来洪会水，道路薄冲毁，因制横移等的姐需要，仍悬需重修，洞存在重复膏修筑问题裳。摩3知横向桥面后较宽，要挪求缆索吊搭机能横向心移动，结秃构较复杂共。关键是或其横向偏塔移、构件右提升、纵面向运输速寺度极慢，修尤其在上世部结构施眨工时将明脆显表现出玉起吊能力柴不足、无胁法采取流茧水作业法农组织施工秤的缺陷。瞒与南北引沃桥施工发逃生相互干蛙扰。直接球会影响到腐北引桥正灿常的基础更施工和架逐梁工作。达4输、整个施美工周期内夺，要占一分定的时间采安装缆索金吊机。起坟重线路单断调，精确吐对位困难受，万一出废现故障将柱全线瘫痪骑，不利于丑增加工作去面，对工否期将产生砌重大影响稼。愉5粘、塔架庞清大，拼装届困难。主锄桥墩顶又撕无承托空战间，中塔疤支撑需另肥做基础，霸对本桥施饭工将产生鄙干扰。确经济性眠袋东通过对施箱工栈桥、菌墩位平台秋、墩旁吊尤机、龙门耻吊机、缆旱索吊机等弊大临设施远的经济性淋比较，并蝴综合考察祖两个方案苹预计施工押工期等因商素，经过务初步估算特，方案二崖几个方面起的投入大颤约为方案昂一舞的看1.却2旷倍。奴工期醉本方案施妨工工期为部：流2内6题个月烂本方案施葛工工期为考：解3迁0赠个月通过比较可以看出：“双侧栈桥+跨桥龙门吊机”方案是快速进入主体结构施工，并可持续全面展开基础施工的最佳方案。本方案的栈桥施工可连续不间断地进行，紧接着栈桥连接系、墩位平台施工、龙门吊机拼装、基础和上部结构施工即可持续开始，逐步向河中挺进。而缆索吊机方案，主要是由缆索吊机替代大跨度龙门吊机，施工栈桥和墩位平台仍不可少，每墩位处尚需增加小型龙门吊机和墩旁吊机。虽然主河槽在南岸，北岸是广阔的滩地，缆索吊机一个主塔可设在南岸堤外，而其它主塔及锚墩势必设在水中或滩地，该处河水忽有忽无、忽深忽浅很不稳定，施工与维修困难很大，同时缆索吊机运行速度慢，使材料及机具设备运输成为一大障碍，且北塔和锚墩位于引桥内，会相互干扰，而多台龙门吊机可多工点、多工作面开展作业，加快施工进度。通过对施工可能产生影响相关因素作了深入细致的比较后，最终确定采用：“双侧栈桥+跨桥龙门吊机”为本桥的施工方案。2.3施工步骤测量放样→修建双线栈桥、拼装墩旁吊机、600KN龙门吊机、墩位平台→施工桩基、承台和墩身→基础施工同时，制作钢管拱肋节段、厂内防腐处理；预制横梁及系杆梁节段、预制桥面板→搭设端横梁现浇支架，现浇端横梁和拱脚段系杆梁→安装支架，系杆梁分节吊装，现浇系杆梁湿接头混凝土形成整体。第一次张拉部分系杆梁预应力→拼装拱肋安装支架，吊装拱肋、横撑，焊接拱肋、横撑接头、拱肋合拢→泵送钢管内混凝土，形成钢管混凝土拱肋→安装吊杆、吊杆第一次索力调整，拆除系杆梁临时支架，形成系杆拱→吊装横梁，现浇横梁与系杆梁湿接头混凝土，张拉横梁剩余的预应力，横梁与系梁固结。第二次张拉系杆梁预应力，进行吊杆第二次索力调整→吊装桥面板，第三次张拉系杆梁部分预应力，现浇桥面板纵横向湿接头→铺装桥面混凝土现浇层钢筋网，现浇桥面混凝土，安装桥面防护栏→第三次调整吊杆索力，并通过吊杆调整桥面标高→第四次张拉系杆梁部分预应力束，封闭预应力束锚头→安装桥面伸缩缝、桥面沥青混凝土铺装、封闭吊杆锚头→拱圈及横撑的表面修饰处理，安装灯光照明设施等。3、栈桥及水上施工平台施工施工栈桥为双侧栈桥，每侧长970m，上、下游侧栈桥中线距主桥中线均为31m，每侧栈桥主桁宽6m，布置龙门吊机走道、汽车通道及风、水、泥浆管路和混凝土泵管路等。水中栈桥主梁由万能杆件组拼而成，跨度14m。基础为φ40cm钢管桩，每墩设单排桩3根，桩顶分配梁与栈桥主梁连接。主桥每跨间设简易横向联接系，联接系杆梁和拱肋安装支架，使施工栈桥、钻孔桩施工平台、系杆梁支架连为整体大平台，增强抗击洪水和流冰冲击能力。主桥墩位施工平台也与双侧栈桥连接。栈桥下弦标高▽94.00m，栈桥桩平均长度为25m。栈桥施工时，在伸臂端安装导向架，用DZ－60振动打桩机在RT745—34型轮胎起重机协助下逐根插打Ф40cm钢管桩并悬臂分块拼装栈桥主梁。栈桥共分三联，每联按设计要求设制动墩，联与联之间设伸缩缝。栈桥梁段在岸边分块预拼，运输到前端安装就位。墩位处的施工平台将采用φ40cm钢管桩基础，每墩24根，平台构架由万能杆件或六三式军用梁组拼。施工时用PD-100履带起重机自栈桥侧面依次插打Ф40cm钢管桩，拼装部分平台构架，然后吊机进入平台，继续施工墩旁吊机基础和构架，最后用墩旁吊机最终完成墩位平台，定位下沉钻孔桩钢护筒，安装钻机轨道，完善安全设施后形成钻孔桩施工工作平台。自4梯、奉6嘴00K袭N狭龙门吊机浑施工歪主桥施工隆6鹅00K硬N木龙门吊机裤共礼2完台，其计耍算跨魂度悬66肉m关，净磨跨勺64葡m戒，净怖高热45干m乱，立柱呈舟倒梯形，瑞走行轮中竭心沟距茎28予m光，大梁设萄置体外预乏应力体系宫。龙门吊叹机轰在塔x教x败北岸滩地暴的栈桥上驼拼装：首庄先在栈桥协吊机轨道两上摆放走眨行大车，抄对称接长织四根支腿胳，将支腿枕下部与走冷行大车铰君接，在临搞时平台上棕组装大梁玻，张拉体婆外预应力侮束，安装伙提升小车挠，使支腿同顶部与大执梁外侧铰款接。在支抖腿内侧安欢装提升架嘴立柱及提厕升装置，绿提升大梁描至设计位判置，使支柜腿顶部与怎大梁内侧砍铰接，完亩善支腿连碑接系，最耗后安装起拳吊设施并任完善安全东设施。泽5傲、基础施娱工膀钻孔桩施伪工利拨用向QJ-2该5侍0令型旋转钻奔机，采用躺泥浆护壁心、气举或选泵举反循泄环钻孔工盈艺，利用昏三翼或四匀翼刮刀钻准头钻进成厕孔。在距钩南大堤较盐近的桥墩陡钻孔桩施脊工时用冲习击钻机采难用冲吸反萄循环的钻锈孔工艺穿饼过历年防巨洪时抛填俯的片石或仔片石笼。敢主桥钻孔炕桩钢护筒饿外绞径伶Ф没2睡.3石m宜，肝在车间分勺节制造、主接长，经励栈桥运输兽至墩位处词用墩旁吊教机吊装接奥长，麦中血-16米0获振动打桩眯机振动下斥沉。压风扫机房设置俭在岸边，纯钻孔需要抢的高压风内由风管路郑直接输送真到位。同黄时在堤边金围砌泥浆尽池，泥浆框由拌浆机悬集中拌制具。优质泥冲浆通过泥报浆泵和泥斑浆管道输姨送到各个束施工地点抓，各墩位月处设置沉晋渣筒，满梅足钻孔泥匀浆循环需趣要。钻孔医成孔清孔铜后，用垂乎直导管法周灌注水下纪混凝土。封承台按大既体积混凝鸭土组织施盘工，钻孔倍桩施工完蹦成后，在夕墩位处插菊打双壁自存封闭式锁耕口钩钢板桩围增堰，封底基后在无水怎状态下组熄织施工承公台。春墩立柱采侮用整体一京次灌注完概成的施工利工艺，承钞台与立柱因结合处混夜凝土和钢遗筋的凿毛叶及清理在秘钢筋绑扎翅前完成，丘并在浇筑贸立柱混凝凯土前充分剖湿润但不用积水，当悦混凝土的类自由倾落梁高度大辉于妻2贞m乒时设置溜晨槽或挂设满串筒。模艇板采用整珍体钢模，右不设对拉棒钢筋。码钢筋在车牙间下料绑卖扎成型整腹体吊装就他位，混凝疾土用输送膏泵泵送分扁层灌注，淹分层捣实步。雨4软、主桥系葱杆梁施工剖系杆梁整维体为单箱割单室预应部力混凝土茅箱型结构没，按设计桑要求横桥激向分为两昂片竭“久工桨”议字型梁、颂纵桥向分刮为四段预虑制吊装，冒现浇纵横牛向湿接头粒形成整体乔。蛙系杆梁的则安装是在委墩顶端横肚梁及拱脚趣预埋段施桐工完成后搜，用支架族法安装。捆安装前在献系杆梁接愁头处安装锡支承支架毒，支架基美础采爹用务Φ琴4热0滴打入式钢竹管桩，桩奥顶摆放分此配梁和万渗能杆件或户军用梁，竟通过栈桥啊运输预制组的系杆梁晚到待架跨卫处。盾用肥600K乞N哭龙门吊机学吊放预制浸段系杆梁哲，经准确牺测量进行痒标高、线贼型调整，坡绑扎湿接龄头钢筋、艺安装内模余及侧模、葵接通预应革力管道，泪按照自跨来中到跨端相的顺序，馅对称浇注滑纵横向湿吨接头混凝尺土，混凝众土养生达哄到设计要屋求强度后枯，张拉部领分预应力糕束。然后下可进行后孩续项目施嘉工。谅5价、钢管拱输肋制造及页安装墓拱肋钢管狸在工厂制虏造，共暑分桥5息段，其中及拱脚预埋朗段在端横狗梁现浇时棍埋入，其巾余三段为脾吊装。拱拐肋钢管壁饶厚淋为戒16斑mm盖，由螺旋夺钢管用自首动焊对接陶形备成猴1后0粒～酒12罩m深长的单元响直管，按副平面放线狸坐标，加独上预设拱壮度、温度逢变形值、奋弹性变形芳量（回弹撤量）制作托热弯胎具造，在工细厂内采用姿陶瓷片加椒热法将单珍元管节按啄修正后的买悬链拱轴衡线形进行刘热弯。腹丘板采用数恢控切割机筐床，按修尖正后悬链牛线精密下吸料，预制乒对接坡口谁，在工厂纤内进行分蓬节段单元迟平面组装榜，焊接尽尽量采用自忆动化，确浇保节段匹挥配成型精阔度及控制选焊接变形抚。横撑拼喂接接头及促长度在工哨厂内采用弃仿形数控王切割完成嫌，并预留葬适当的焊灶接变形收教缩量。单刺元构件在致工厂内按掠预定检验殃项目，检涌验合格后隙发往工地旗立体拼装疗场地。工鲜地立体拼类装按整跨圾修正后的假悬链拱轴衡线形模拟西拼装与对撞接，将主狮拱分成三懂等分，每友等分采用肥临时连接笛板连接，纪并刨好坡扬口，预留瓦焊接收缩饱量。在工谊地胎架上高将整跨拱支肋对接成扎形后分三集段解体存添放。趣加工焊接功时对于平私位、平角盗位和横位傍采妖用隔CO盾2虏气体保护